一种抗肺癌活性蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种蔗渣木聚糖咖啡酸酯‑g‑AM的合成方法。以天然的高分子生物活性蔗渣木聚糖为主要原料，以过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发体系，N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，在水相溶液中首先合成蔗渣木聚糖‑g‑AM；再以蔗渣木聚糖‑g‑AM为原料，咖啡酸为酯化剂，硫酸铈与过硫酸铵为复合催化剂，在二氯甲烷溶剂中合成蔗渣木聚糖咖啡酸酯‑g‑AM。本发明专利技术制备的产物是在接枝的基础上进行酯化反应，合成的蔗渣木聚糖咖啡酸酯‑g‑AM改善了蔗渣木聚糖的水溶性，扩大了其应用领域。同时，引入丙烯酰胺（AM）和咖啡酸的活性基团进一步提高了蔗渣木聚糖的生物活性。

SYNTHESIS OF ANTI-LUNG CANCER ACTIVE BAGASSE XYLANATE-g-AM

The invention discloses a synthesis method of bagasse xylan caffeate g_AM. Bagasse xylan g_AM was synthesized in aqueous solution using natural biologically active bagasse xylan as raw material, ammonium persulfate and sodium bisulfite as initiator, N, N'methylene bisacrylamide as crosslinking agent, and then bagasse xylan g_AM as raw material, caffeic acid as esterifying agent, cerium sulfate and ammonium persulfate as composite catalyst in dichloromethane. Bagasse xylan caffeate g_AM was synthesized in solvent. The product prepared by the invention is esterification reaction on the basis of grafting, and the synthesized bagasse xylan caffeate g_AM improves the water solubility of bagasse xylan and enlarges its application field. At the same time, the bioactivity of bagasse xylan was further improved by introducing the active groups of acrylamide (AM) and caffeic acid.

【技术实现步骤摘要】
一种抗肺癌活性蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM的合成方法
本专利技术涉及高分子材料领域，特别是一种抗肺癌活性蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM的合成方法。
技术介绍
蔗渣中的木聚糖可以经过物理和化学改性转化为有价值的产品。近年来，国内外学者通过醚化、氧化、胺化、酯化、接枝共聚等一系列的化学修饰，增加木聚糖的活性基团，使其获得更高的生物活性。但目前研究多为木聚糖的简单或一步修饰，对复合改性木聚糖的研究才刚刚起步。木聚糖通过以丙烯酰胺(AM)为接枝单体进行接枝共聚反应产物不仅能够提高其生物活性，还能改善接枝聚合物的其他性能。含有咖啡酸基团的聚合物具有抗氧化、抗癌、免疫调节、抗病毒等药理作用。若是能在木聚糖的侧链羟基上引入咖啡酸基团，结合两者的性能特点，可提高木聚糖衍生物的抗癌作用。因而本专利技术在设计蔗渣木聚糖-g-AM的基础上通过引入咖啡酸基团来进一步提高蔗渣木聚糖的生物活性。本专利技术以天然的高分子生物活性蔗渣木聚糖为主要原料，以过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发体系，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，在水相溶液中首先合成蔗渣木聚糖-g-AM；再以蔗渣木聚糖-g-AM为原料，咖啡酸为酯化剂，硫酸铈与过硫酸铵为复合催化剂，在二氯甲烷溶剂中合成蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了增强蔗渣木聚糖的生物活性，提供一种抗肺癌活性蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM的制备方法。本专利技术的具体步骤为：(1)将5～10g蔗渣木聚糖于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖。(2)称取3～5g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖加入到250mL四口烧瓶中，再加入15～20mL去离子水，在40～50℃下搅拌20～25分钟。(3)依次称取0.5～0.8g过硫酸铵和0.02～0.05g亚硫酸氢钠于100mL烧杯中，然后加入10～20mL去离子水配成引发剂溶液，备用。(4)称量2～5gAM于100mL烧杯中，然后向烧杯中加入20～30mL去离子水，搅拌溶解均匀得单体溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗中，备用。(5)向步骤(2)的反应体系中滴加单体溶液，控制温度在40～50℃，5～6小时滴加完毕；当加至单体溶液体积的1/2时，加入0.1～0.2gN,N’-亚甲基双丙烯酰胺。同时，分批加入步骤(3)所得引发剂溶液，每隔10～15分钟加入0.3～0.6mL，滴加完毕后继续反应2～4小时。待反应结束后，体系降温至室温。(6)向步骤(5)所得物料中加入20～30mL分析纯丙酮沉析20～30分钟，过滤并用10～20mL无水乙醇洗涤、抽滤2～3次，滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得蔗渣木聚糖-g-AM。(7)称取1～2g步骤(6)所得中间产物蔗渣木聚糖-g-AM加入到250mL四口烧瓶中，然后依次加入0.5～2g咖啡酸，1～2gN,N-二环己基碳二亚胺，0.05～0.15g硫酸铈、0.05～0.12g过硫酸铵和15～20mL分析纯二氯甲烷，控制反应温度在70～80℃，搅拌反应7～9小时，体系降温至室温。(8)将步骤(7)所得反应物料依次用20～25mL无水乙醇、20～25mL分析纯丙酮洗涤、抽滤2～3次，滤饼放入表面皿中，置于50℃恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得最终目标产物蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM。(9)采用酸碱滴定法对步骤(8)所得蔗渣木聚糖咖啡酸酯进行酯化取代度的测定，具体方法及步骤如下：精确称量0.5g样品置于50mL窄口锥形瓶中，加入10mL去离子水，摇匀，再加入3滴的酚酞指示剂。采用浓度为0.1mol/L的NaOH标准溶液滴定上述溶液至浅红色(30秒内颜色不褪去)。加入2.5mL浓度为0.5mol/L的NaOH标准溶液，摇匀，密封，置于电动振荡器中震荡皂化4小时；最后用浓度为0.5mol/L的HCl标准溶液滴定至无色，即为滴定终点。酯化取代度(DS)的计算式如下：式中：Wc——目标产物中咖啡酰基的质量分数，％；V0——滴定蔗渣木聚糖使用HCI标准溶液的量，单位mL；V1——滴定最终产物所用的盐酸的标准溶液量，单位mL；CHCl——盐酸标准溶液的浓度，单位mol/L；m——目标产物样品的质量，单位g；M——咖啡酰基的相对分子质量；132——蔗渣木聚糖脱水单元的相对分子质量；DS——蔗渣木聚糖咖啡酸酯的取代度。(10)测定步骤(8)所得产物中单体接枝率和接枝效率，具体方法和步骤如下：将粗接枝共聚物用丙酮沉淀后，分别用10～20mL分析纯无水乙醇洗涤2～3次，在55℃真空干燥箱中干燥至恒重，得到接枝共聚粗产物。然后，在索氏提取器中用分析纯丙酮作为溶剂将粗产物抽提24小时，抽提后的样品取出放入60℃真空干燥箱中干燥24小时至恒重得到纯接枝共聚物。接枝率和接枝效率的计算方法如下：式中：Wg——酯化接枝共聚物的质量，g；W0——原蔗渣木聚糖的质量，g；W1——接枝支链的质量，g；W2——单体的质量，g；G——接枝率，％；GE——接枝效率，％。采用本工艺合成的目标产物不仅改善了蔗渣木聚糖的水溶性，引入AM和咖啡酸的活性基团进一步提高了蔗渣木聚糖的抗癌生物活性。附图说明图1为蔗渣木聚糖的SEM照片。图2为蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM的SEM照片。图3为原蔗渣木聚糖IR图。图4为蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM的IR图。图5为原蔗渣木聚糖的XRD图。图6为蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM的XRD图。图7为原蔗渣木聚糖的TG及DTG曲线。图8为蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM的TG及DTG曲线。具体实施方式实施例：(1)将6g蔗渣木聚糖于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖。(2)称取4g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖加入到250mL四口烧瓶中，再加入15mL去离子水，在45℃下搅拌20分钟。(3)依次称取0.6g过硫酸铵和0.03g亚硫酸氢钠于100mL烧杯中，然后加入15mL去离子水配成引发剂溶液，备用。(4)称量3gAM于100mL烧杯中，然后向烧杯中加入20mL的去离子水，搅拌溶解均匀得单体溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗中，备用。(5)向步骤(2)的反应体系中滴加单体溶液，控制温度在45℃，5小时滴加完毕；当加至单体溶液体积的1/2时，加入0.15gN,N’-亚甲基双丙烯酰胺。同时，分批加入步骤(3)所得引发剂溶液，每隔10分钟加入0.5mL，滴加完毕后继续反应3小时。待反应结束后，降温至室温。(6)向步骤(5)所得物料中加入30mL分析纯丙酮沉析25分钟，过滤并用20mL无水乙醇洗涤、抽滤3次，滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得蔗渣木聚糖-g-AM。(7)称取1g步骤(6)所得中间产物蔗渣木聚糖-g-AM加入到250mL四口烧瓶中，然后依次加入1.5g咖啡酸，1gN,N-二环己基碳二亚胺，0.1g硫酸铈、0.08g过硫酸铵和15mL分析纯二氯甲烷，控制反应温度在70℃，搅拌反应7小时，体系降温至室温。(8)将步骤(7)所得反应物料依次用25mL无水乙醇、25mL分析纯丙酮洗涤、抽滤3次，滤饼放入表面皿中，置于50℃恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得最终目标产物蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM。(9)采用酸碱滴定法对步骤(10)所得产物进行咖啡酸酯化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗肺癌蔗渣木聚糖咖啡酸酯‑g‑AM的合成方法，其特征在于具体步骤为：(1)将5~10g蔗渣木聚糖于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖；(2)称取3~5g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖加入到250mL四口烧瓶中，再加入15~20mL去离子水，在40~50℃下搅拌20~25分钟；(3)依次称取0.5~0.8g过硫酸铵和0.02~0.05g亚硫酸氢钠于100mL烧杯中，然后加入10~20mL去离子水配成引发剂溶液，备用；(4)称量2~5gAM于100mL烧杯中，然后向烧杯中加入20~30mL去离子水，搅拌溶解均匀得单体溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗中，备用；(5)向步骤(2)的反应体系中滴加单体溶液，控制温度在40~50℃，5~6小时滴加完毕；当加至单体溶液体积的1/2时，加入0.1~0.2g N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺；同时，分批加入步骤(3)所得引发剂溶液，每隔10~15分钟加入0.3~0.6mL，滴加完毕后继续反应2~4小时；待反应结束后，体系降温至室温；(6)向步骤(5)所得物料中加入20~30mL分析纯丙酮沉析20~30分钟，过滤并用10~20mL无水乙醇洗涤、抽滤2~3次，滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得蔗渣木聚糖‑g‑AM；(7)称取1~2g步骤(6)所得中间产物蔗渣木聚糖‑g‑AM加入到250mL四口烧瓶中，然后依次加入0.5~2g咖啡酸、1~2g N,N‑二环己基碳二亚胺、0.05~0.15g硫酸铈、0.05~0.12g过硫酸铵和15~20mL分析纯二氯甲烷，控制反应温度在70~80℃，搅拌反应7~9小时，体系降温至室温；(8)将步骤(7)所得反应物料依次用20~25 mL无水乙醇、20~25 mL分析纯丙酮洗涤、抽滤2~3次，滤饼放入表面皿中，置于50℃恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得蔗渣木聚糖咖啡酸酯‑g‑AM。...

【技术特征摘要】
1.一种抗肺癌蔗渣木聚糖咖啡酸酯-g-AM的合成方法，其特征在于具体步骤为：(1)将5~10g蔗渣木聚糖于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖；(2)称取3~5g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖加入到250mL四口烧瓶中，再加入15~20mL去离子水，在40~50℃下搅拌20~25分钟；(3)依次称取0.5~0.8g过硫酸铵和0.02~0.05g亚硫酸氢钠于100mL烧杯中，然后加入10~20mL去离子水配成引发剂溶液，备用；(4)称量2~5gAM于100mL烧杯中，然后向烧杯中加入20~30mL去离子水，搅拌溶解均匀得单体溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗中，备用；(5)向步骤(2)的反应体系中滴加单体溶液，控制温度在40~50℃，5~6小时滴加完毕；当加至单体溶液体积的1/2时，加入0.1~0.2gN,N’-亚甲基双丙烯酰胺；同时，分批加入步骤(3)所得引发剂溶液，每隔10~1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李和平，柴建啟，耿恺，张淑芬，武晋雄，龚俊，张俊，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45