[发明专利]氨基三磺酸钠水相酯化法合成蔗渣木聚糖硫酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基三磺酸钠水相酯化法合成蔗渣木聚糖硫酸酯的方法。

背景技术

木聚糖是广泛存在于自然界的植物纤维中半纤维素的主要成分，具有独特的生物活性、可生物降解性、无毒性以及良好的生物相容性。由于木聚糖自身性能的缺陷，对其改性受到越来越多的国内外学者的重视。目前，木聚糖的改性技术主要包括木聚糖的醚化、酯化、氧化和交联等。研究发现，木聚糖经硫酸酯化后能有效抑制HIV对CD₄细胞的侵染，并且具有抗凝血、溶血栓的作用。目前，国内外合成木聚糖硫酸酯的反应一般采用有机试剂反应体系，如将木聚糖与哌啶-N-磺酸盐在DMSO中反应，可制备出取代度在0.2～1.6之间的哌啶-N-磺酸基木聚糖；也可用氯磺酸-吡啶法即氯磺酸为酯化试剂，无水吡啶和甲酰胺等为反应溶剂合成玉米芯或蔗渣木聚糖硫酸酯。之所以木聚糖硫酸酯的合成多采用有机试剂作为反应体系的溶剂，是因为制备木聚糖硫酸酯的酯化剂多是强酸性试剂，用有机试剂作溶剂可以避免或减轻木聚糖链的降解。但是，以有机试剂作为反应体系的溶剂法合成木聚糖硫酸酯的工艺繁琐、环境污染严重、成本相对较高、后处理麻烦等。

本发明以蔗渣木聚糖为主要原料，采用一种较温和的酯化剂替代强酸性酯化剂，反应体系从有机相改为水相，从而避免反应过程中木聚糖链的降解。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前有机溶剂法制备蔗渣木聚糖硫酸酯存在的环保等问题，提供一种氨基三磺酸钠水相酯化法制备蔗渣木聚糖硫酸酯的方法。

具体步骤为：

（1）将6~8g 固体NaHSO₃与25~30mL蒸馏水依次加入容积为250mL的四颈瓶中，室温下搅拌溶解均匀得NaHSO₃溶液。

（2）在搅拌下加热步骤（1）所得的NaHSO₃溶液至温度为80~90℃，均匀滴加质量分数为20％的NaNO₂溶液4~7mL，控制20~30分钟滴加完毕，继续搅拌10~15分钟，得酯化剂氨基三磺酸钠溶液。

（3）称取3~6g蔗渣木聚糖加入到步骤（2）所得氨基三磺酸钠溶液中，再加入0.03~0.2g催化剂12-钨磷酸；控制反应温度为40~60℃，采用质量分数为5%氢氧化钠溶液调整反应体系pH为7～10，在搅拌下反应4～6小时。

（4）向步骤（3）所得反应液中加入30~50mL的分析纯丙酮，沉淀15~20分钟；抽滤，并用15~20mL分析纯丙酮洗涤沉淀物滤饼3次。

（5）将步骤（4）所得洗涤后的沉淀物置于250mL的四颈瓶中，加入40~50mL蒸馏水，在搅拌下滴加2~5mL质量分数为38％的盐酸溶液，滴加完毕后继续搅拌10~15分钟。

（6）将步骤（5）中所得溶液转移到500mL的烧杯中，在玻璃棒搅拌下加入25~30mL分析纯丙酮，析出沉淀后抽滤，得到蔗渣木聚糖硫酸酯粗产品。 

（7）将步骤（6）中所得的粗产品用10~15mL分析纯丙酮洗涤3次，抽滤，得沉淀物。

（8）将步骤（7）中所得的沉淀物置于50℃的恒温干燥箱中干燥至恒重，即得产品蔗渣木聚糖硫酸酯。

（9）采用BaCl₂-明胶浊度法测定步骤（8）中所得产品的取代度。取代度DS的计算公式为：

DS=(132×S%)/(32－102×S%)

式中：S％——样品中硫的质量百分含量；

132——木聚糖分子中木糖单元的相对分子质量；

102——多糖分子中的1个羟基被取代后变为—OSO₃Na，相对分子质量的增加值为102；

32——S的相对原子质量。

NaHSO₃和NaNO₂在一定的条件下反应可以生成带有磺酸基团的氨基三磺酸钠（N(SO₃Na)₃），氨基三磺酸钠可以作为酯化剂与蔗渣木聚糖发生反应生成蔗渣木聚糖磺酸钠盐，再经酸化即可得到蔗渣木聚糖硫酸酯。本发明涉及的氨基三磺酸钠水相酯化法合成蔗渣木聚糖硫酸酯的方法具有取代度高、成本低、工艺操作简便、环保、后处理容易等优点，克服了有机相法的一些不足。

附图说明

图1为蔗渣木聚糖IR图。

图2为本发明实施例2制备的蔗渣木聚糖硫酸酯IR图。

图3为原木薯淀粉SEM图。