一種基于離子液體的米糠多糖硫酸酯制備方法技術

本發明專利技術公開一種基于離子液體的米糠多糖硫酸酯制備方法，工藝如下：先將終濃度0.1~5%（w/v）的米糠多糖懸浮于離子液體或含離子液體的N,N-二甲基甲酰胺混合溶劑中，于45~65℃快速攪拌混勻；在攪拌的條件下加入終濃度20~50%（v/v）酯化試劑，于80~90℃反應1~1.5h；反應完畢，用氫氧化鈉調節溶液pH值至中性，乙醇醇沉得沉淀，將所得沉淀溶于蒸餾水，流水透析12~60h，再蒸餾水透析24~48h，真空濃縮、凍干，即得米糠多糖硫酸酯成品。本發明專利技術以離子液體為反應介質，具有綠色環保、安全、高效、高得率的優點，所制米糠多糖硫酸酯生物學活性和抗腫瘤活性高，有望制備成抗腫瘤藥物。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于米糠深度加工和功能高分子
，具體涉及一種以離子液體為反應介質的米糠多糖硫酸酯的制備方法。
技術介紹
米糖是糖米碼白后的副廣品，中國每年年廣量超過1000萬噸,米糖多糖存在于稻谷穎果皮層里，是目前尚未被充分開發利用的主要營養成分之一。已有研究表明米糠多糖具有顯著的生物活性和保健功能，如抗氧化、抗腫瘤、降低血脂、調節血糖、抗細菌感染和增強免疫力等，因此受到國內外研究學者的廣泛關注?，F有技術已可通過對脫脂米糠進行超聲波或微波輔助浸提、熱水浸提、離子交換、凝膠過濾純化等工序獲得純度高達90%且具有一定生物學活性的米糠多糖(參見中國專利CN 1995069A)，其具有一條以P — (1,3)位鍵合的吡喃半乳糖主鏈，該主鏈具有兩個分支殘基，分別是a -D-木糖-(I — 4)-a-D-阿拉伯糖-(I —殘基和a -D-葡萄糖-(I — 4) _a_D_阿拉伯糖_ (I —殘基。為了進一步提聞上述米糖多糖的生物學活性，還需對其空間結構、分子量及取代基種類、數目和位置進行修飾，其中，硫酸酯化是一種頗為有效的化學修飾手段。然而，現有米糠多糖硫酸酯化工藝還存在以下缺點:(1)反應介質為揮發性溶劑，不僅污染環境，且存在安全隱患；(2)酯化反應速率有限，生產效率較低；(3)產物得率及生物學活性有待進一步提高。鑒于此，研究一種環保、安全、高效、高得率的硫酸酯化方法以獲得更高生物學活性的米糠多糖具有十分重要的意義。
技術實現思路
針對現有米糠多糖硫酸酯化工藝存在的上述缺陷，申請人經過研究改進，提供。本專利技術方法以離子液體為反應介質，具有綠色環保、安全、高效、高得率的優點，所制米糠多糖硫酸酯生物學活性和抗腫瘤活性高。本專利技術的技術方案如下: ，先將終濃度0.r5% (w/v)的米糠多糖懸浮于離子液體或含離子液體的N，N- 二甲基甲酰胺混合溶劑中，于45飛5°C快速攪拌混勻；在攪拌的條件下加入終濃度20 50% (v/v)酯化試劑，于8(T90°C反應1 1.5h ;反應完畢，用氫氧化鈉調節溶液PH值至中性，乙醇醇沉得沉淀，將所得沉淀溶于蒸餾水，流水透析12飛0 h，再蒸餾水透析24 48h，真空濃縮、凍干，即得米糠多糖硫酸酯成品；所述離子液體選自1- 丁基-3-甲基咪唑氯化鹽、1- 丁基-3-甲基咪唑溴化鹽、1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸鹽或1- (4-磺酸基)丁基-3-甲基咪唑磺酸鹽。其進一步的技術方案為: 所述混合溶劑中， 所述離子液體的含量不低于80% (v/v)。所述酯化試劑為氯磺酸和吡啶的復合物，二者體積比為1:4。所述酯化反應溫度最優選為80°C，反應時間最優選為Ih。所述離子液體優選為1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽或1- 丁基-3-甲基咪唑溴化鹽。鑒于現有米糠多糖硫酸酯化工藝存在的反應介質污染環境、反應效率低、終產物生物活性不高等弊端，專利技術人經過研究摸索發現，用具有低蒸汽壓、不揮發性、高熱穩定性、低毒性特點的離子液體(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑溴化鹽等)替代或部分替代原來的有機溶劑(如N，N- 二甲基甲酰胺)可很好地解決上述問題，專利技術人經過進一步摸索優化離子液體預處理工藝及酯化工藝條件，提供了一種綠色環保、安全、高效的硫酸酯化方法，該方法具有如下優點:(1)以離子液體為反應介質，揮發性極低，環境友好，無毒無害，不存在安全隱患；(2)以離子液體為反應介質，硫酸酯化反應速率得以明顯加快，反應更易進行，產物得率高；(3)終產物米糠多糖硫酸酯生物學活性高，其取代度最高可達0.5033 (S%，多糖硫含量)，遠高于國內外現有水平；(4)經試驗證實，本專利技術所制米糠多糖硫酸酯對腫瘤細胞的增殖具有明顯抑制作用，證明本專利技術米糠多糖硫酸酯具備良好的抗腫瘤活性，有望制備成抗腫瘤藥物，市場應用前景廣闊。附圖說明圖1為本專利技術實施例1所制米糠多糖硫酸酯紅外光譜分析圖，曲線I為未酯化米糠多糖，曲線2為米糠多糖硫酸酯。圖2為本專利技術實施例2所制米糠多糖硫酸酯紅外光譜分析圖，曲線I為未酯化米糠多糖，曲線2為米糠多糖硫酸酯。具體實施例方式下面結合實施例，對本專利技術的具體實施方式作進一步的說明。如無特殊說明，以下實施例所使用原料的和試劑均可從商業途徑獲得，所涉及儀器和設備均為本領域常用設備。所述米糠多糖的制備方法參見中國專利CN 1995069A，以脫脂米糠為原料，經微波輔助水提取，酶解，濃縮、醇沉、凍干，陰離子交換柱純化，凝膠過濾柱純化，冷凍干燥，即得。所述離子液體制備方法如下: C1和Br:—步法。在快速磁力攪拌下，將0.4mol的1_氯化正丁烷/1-溴化正丁燒滴加入0.4mol N-甲基咪唑,于80°C攪拌反應12h,形成淡黃色透明粘稠液體,反應結束，冷卻至室溫后產生1- 丁基-3-甲基咪唑氯/溴化鹽晶體，置于4°C出現結晶，用丙酮和乙酸乙酯洗滌3次，旋轉蒸發除去殘留有機溶劑，將所得油狀液體置于80°C真空干燥箱中干燥24h，即得。Br溶解于240ml丙酮中，于室溫攪拌反應72h，反應結束，過濾除去固體物質，旋轉蒸發除去丙酮，加入二氯甲烷和水的混合溶液(二者體積比為7:3)，振蕩后靜置lOmin，分液得到下層油狀液體，重復洗滌三次，旋轉蒸發除去大部分二氯甲烷和水，將下層油狀液體置于80°C真空干燥箱中干燥24h，即得。所述酯化試劑的制備方法如下: 將預先在冰箱里冷卻的無水吡啶置于帶有冷凝管和攪拌裝置的三頸燒瓶中，用冰鹽浴冷卻，在劇烈攪拌狀態下緩慢滴加氯磺酸，二者體積比為4:1，反應溫度控制在(T10°C左右，反應1(T100 min后得到淡黃色的酯化試劑。實施例1基于BF4離子液體的米糠多糖硫酸酯的制備 將0.5g米糠多糖懸浮于30ml離子液體BF4中，于60°C快速攪拌0.5h，制成均一溶液，在攪拌的條件下加入30ml上述配制好的酯化試劑，于80°C反應Ih ;反應完畢，用4mol/L NaOH調節pH值至7.0后，加入無水乙醇至乙醇終濃度為70% (v/v),醇沉，離心分離沉淀，將所得沉淀溶于蒸餾水，流水透析48h，蒸餾水透析24h，經真空濃縮、冷凍干燥，即得米糠多糖硫酸酯成品。利用氯化鋇-明膠法測定基于基于Br米糠多糖硫酸酯取代度為0.5033 (S%，多糖硫含量)。實施例2基于 Br離子液體米糠多糖硫酸酯的制備 將0.5g米糠多糖懸浮于30ml離子液體BF4中，于50°C快速攪拌混勻0.5h，制成均一溶液，在 攪拌的條件下加入20ml上述配制好的酯化試劑，于90°C反應1.5h ;反應完畢，用4mol/L NaOH調節pH值至7.0后，加入無水乙醇至乙醇終濃度為70% (v/v)，醇沉，離心分離沉淀，將所得沉淀溶于蒸餾水，流水透析48h，蒸餾水透析24h，經真空濃縮、冷凍干燥，即得米糠多糖硫酸酯成品。利用氯化鋇-明膠法測定基于基于Br米糠多糖硫酸酯取代度為0.4333 (S%，多糖硫含量)。實施例3米糠多糖硫酸酯腫瘤細胞增殖抑制作用測定 測定方法:取對數生長期的小鼠黑色素瘤B16 (購于中國科學院細胞庫，目錄號:TCM2)接種于細胞培養板中，細胞濃度調節至6、X IO4個/mL，每孔100111，置于37本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于離子液體的米糠多糖硫酸酯制備方法，其特征在于：先將終濃度0.1~5%（w/v）的米糠多糖懸浮于離子液體或含離子液體的N,N?二甲基甲酰胺混合溶劑中，于45~65℃快速攪拌混勻；在攪拌的條件下加入終濃度20~50%（v/v）酯化試劑，于80~90℃反應1~1.5h；反應完畢，用氫氧化鈉調節溶液pH值至中性，乙醇醇沉得沉淀，將所得沉淀溶于蒸餾水，流水透析12~60h，再蒸餾水透析24~48h，真空濃縮、凍干，即得米糠多糖硫酸酯成品；所述離子液體選自1?丁基?3?甲基咪唑氯化鹽、1?丁基?3?甲基咪唑溴化鹽、1?丁基?3?甲基咪唑四氟硼酸鹽、1?丁基?3?甲基咪唑六氟磷酸鹽、1?丁基?3?甲基咪唑硫酸鹽或1?（4?磺酸基）丁基?3?甲基咪唑磺酸鹽。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王莉，陳正行，朱麗丹，
申請(專利權)人：江南大學，
類型：發明
國別省市：