本发明专利技术公开了一种双酯化蔗渣木聚糖‑三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的合成方法。以蔗渣木聚糖为主要原料，以N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，N,N‑二环己基碳二亚胺为脱水剂，过硫酸铵为催化剂，与3,4,5‑三乙酰基苯甲酰氯进行酯化反应，合成中间产物3,4,5‑三乙酰苯甲酸基蔗渣木聚糖酯。再以吡啶为催化剂，将中间产物3,4,5‑三乙酰苯甲酸基蔗渣木聚糖酯与间苯二甲酸钠盐反应，合成最终产物蔗渣木聚糖‑三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯。本发明专利技术进一步增强了蔗渣木聚糖及其酯化物的生物活性、热稳定性和功能特性，产物在抗病毒、抗HIV等医药、食品及生物领域具有较高的潜在应用价值。
A synthesis method of diesterified bagasse xylan-trihydroxybenzoic acid/isophthalate
The invention discloses a synthesis method of bisesterified bagasse xylan, trihydroxybenzoic acid and isophthalate. Using bagasse xylan as main raw material, N, N dimethylformamide as solvent, N, N Dicyclohexylcarbodiimide as dehydrating agent, ammonium persulfate as catalyst, and 3,4,5 triacetyl benzoyl chloride as esterification reaction, the intermediate product 3,4,5 triacetylbenzoic acid-based bagasse xylan ester was synthesized. The final product of bagasse xylan, trihydroxybenzoic acid/isophthalate was synthesized by reaction of the intermediate product 3,4,5 triacetylbenzoic acid-based bagasse xylan ester with sodium isophthalate using pyridine as catalyst. The invention further enhances the biological activity, thermal stability and functional properties of bagasse xylan and its esters, and the product has high potential application value in medicine, food and biological fields such as anti-virus, anti-HIV, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种双酯化蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的合成方法
本专利技术涉及精细化工
，具体涉及一种双酯化蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的合成方法。
技术介绍
木聚糖是半纤维素的主要成分，具有良好的生物相容性、可生物降解性，在医学领域还具有免疫刺激行为，酯化衍生物有明显的抑制HIV的作用，是一种新型的天然生物活性物质。利用双酯化反应来对木聚糖的活性侧基进行修饰，不仅能够修饰木聚糖的结构，也可以引入其他功能活性基团增强木聚糖的抗HIV活性性能。研究表明，蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸酯具有抗炎、抗病毒、抗氧化和免疫调节的活性。同时，蔗渣木聚糖间苯二甲酸酯具有抑制HIV病变细胞在体内转移的特性，将3,4,5-三羟基苯甲酸和间苯二甲酸与木聚糖进行两步酯化反应后，在结构上发生了较大改变，活性远远比单酯化修饰的木聚糖衍生物生物活性好。通过酯化反应也可以改善木聚糖的空间结构与物理化学性能，扩大木聚糖的应用领域。本专利技术以蔗渣木聚糖为主要原料，以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，N,N-二环己基碳二亚胺为脱水剂，过硫酸铵为催化剂，与3,4,5-三乙酰基苯甲酰氯进行酯化反应，合成中间产物3,4,5-三乙酰苯甲酸基蔗渣木聚糖酯。再以吡啶为催化剂，将中间产物3,4,5-三乙酰苯甲酸基蔗渣木聚糖酯与间苯二甲酸钠盐反应，合成最终产物蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯。蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯双酯化功能性衍生物进一步增强了蔗渣木聚糖及其酯化物的热稳定性和功能特性，扩大其在医药、食品及生物领域的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是增强蔗渣木聚糖的抗HIV活性，提供一种蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的合成方法。本专利技术的具体步骤为：(1)将5～7g蔗渣木聚糖在50℃恒温真空干燥箱中干燥24小时，得干基蔗渣木聚糖。(2)称取2～5g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖加入250mL四口烧瓶中，依次加入10～20mL分析纯N,N-二甲基甲酰胺、1～4.5gN,N-二环己基碳二亚胺和0.2～0.6g过硫酸铵，控制体系温度为20～25℃，搅拌25分钟，得蔗渣木聚糖活化液。(3)称取4～8g3,4,5-三乙酰苯甲酰氯置于50mL烧杯中，加入20～35mL分析纯N,N-二甲基甲酰胺，混合搅拌溶解后倒入恒压滴液漏斗。将步骤(2)所得蔗渣木聚糖活化液升温至60～65℃，开始滴加混合液，控制滴加时间为1～2小时，滴加完毕后将反应体系于60～65℃继续回流反应4小时。(4)反应结束后，将步骤(3)所得反应液抽滤，滤饼置于100mL烧杯中，用5～10mL的分析纯丙酮、5～15mL无水乙醇洗涤并进行抽滤，重复3次后。将所得滤饼置于50℃恒温真空干燥箱中干燥12小时，得蔗渣木聚糖-三乙酰苯甲酸酯。(5)将30～50mL碳酸氢钠的无水乙醇饱和溶液置于100mL烧杯中，称取3～8g步骤(4)所得蔗渣木聚糖-三乙酰苯甲酸酯加入到烧杯中，室温下搅拌10～30分钟，直至溶液的pH为8。(6)抽滤步骤(5)所得反应液，将滤饼置于100mL烧杯中，用10～15mL去离子水洗涤沉淀并抽滤，重复3次，将滤饼置于50℃恒温真空干燥箱中干燥12小时，即得蔗渣木聚糖3,4,5-三羟基苯甲酸酯。(7)将4～8g间苯二甲酸、20～40mL质量分数为3％～5％的氢氧化钠溶液依次加入到250mL四口烧瓶中，室温下搅拌反应0.5～1小时，得间苯二甲酸钠盐溶液。(8)称取1～5g步骤(6)所得蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸酯加入到步骤(7)所得间苯二甲酸钠盐溶液中，室温下搅拌2～4小时。加入10～15mL质量分数为1％～5％的盐酸调节反应液pH至6～7，再加入1～3mL分析纯吡啶，升温至30～45℃，搅拌下反应3～7小时。反应结束后用20～35mL质量分数为5％的盐酸溶液将体系pH调至4～5，降温至20～30℃，继续反应1小时。(9)将步骤(8)所得反应液倒入100mL烧杯中，然后向其中加入20～30mL无水乙醇，析出沉淀抽滤，将抽滤所得滤饼用5～10mL去离子水和5～10mL无水乙醇先后洗涤并抽滤，重复3次。将所得滤饼置于50℃恒温真空干燥箱中干燥24小时，即得蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯。(10)用酸碱滴定法测定蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯双酯化衍生物的羧酸酯化取代度，操作方法如下：准确称量约0.5g的产物样品，放入250mL锥形瓶中，加入5mL去离子水，然后滴入几滴酚酞指示剂。加入2.5mL0.5mol/L的氢氧化钠溶液，摇匀。在20℃下震荡皂化1小时。用10mL去离子水冲洗塞子与锥形瓶的内壁，再用0.5mol/L盐酸标准溶液滴定至无色，即为终点。记录消耗盐酸标准溶液的体积V1。在相同条件下，用酯化前的蔗渣木聚糖进行空白滴定，记录消耗的盐酸标准溶液体积V0。羧酸酯化取代度(DS)的计算公式如下：式中：WC——双酯化蔗渣木聚糖中含有酯羰基的质量分数，％；V0——滴定蔗渣木聚糖使用HCl标准溶液体积，单位mL；V1——滴定目标产物所用的HCl标准溶液体积，单位mL；CHCl——HCl的浓度，单位mol/L；m——样品的质量，单位g；M——酰基脱水木糖单元的相对分子质量，单位g/mol；132——蔗渣木聚糖脱水单元的相对分子质量，单位g/mol；DS——酯羰基取代度。本专利技术通过二次酯化反应合成了具有双酯化取代基的蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯，在木聚糖的侧链羟基上引入了两种新的活性基团，增强了其生物活性，在医药、材料等领域具有较高的潜在应用价值。附图说明图1为原蔗渣木聚糖的SEM照片。图2为双酯化蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的SEM照片。图3为原蔗渣木聚糖的IR图。图4为双酯化蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的IR图。图5为原蔗渣木聚糖的XRD图。图6为双酯化蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的XRD图。图7为原蔗渣木聚糖的TG及DTG曲线。图8为双酯化蔗渣木聚糖-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的TG及DTG曲线。具体实施方式实施例：(1)将7g蔗渣木聚糖在50℃恒温真空干燥箱中干燥24小时，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250mL四口烧瓶中，依次加入15mL分析纯N,N-二甲基甲酰胺、2gN,N-二环己基碳二亚胺和0.3g过硫酸铵，控制体系温度为20℃，搅拌25分钟，得蔗渣木聚糖活化液。(3)称取6g3,4,5-三乙酰苯甲酰氯置于50mL烧杯中，加入25mL分析纯N,N-二甲基甲酰胺，混合搅拌溶解后倒入恒压滴液漏斗。将步骤(2)所得蔗渣木聚糖活化液升温至60℃，开始滴加混合液，控制滴加时间为1.5小时，滴加完毕后将反应体系于60℃继续回流反应4小时。(4)反应结束后，将步骤(3)所得反应液抽滤，滤饼置于100mL烧杯中，用10mL的分析纯丙酮、15mL无水乙醇洗涤并进行抽滤，重复3次后，将所得滤饼置于50℃恒温真空干燥箱中干燥12小时，得蔗渣木聚糖-三乙酰苯甲酸酯。(5)将35mL碳酸氢钠的无水乙醇饱和溶液置于100mL烧杯中，称取5g步骤(4)所得蔗渣木聚糖-三乙酰苯甲酸酯加入到烧杯中，室温下搅拌20分钟，直至溶液的pH为8。(6)抽滤步骤(5)所得反应液，将滤饼置于100mL烧杯中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双酯化蔗渣木聚糖‑3,4,5‑三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的合成方法，其特征在于具体步骤为：(1)将5~7g蔗渣木聚糖在50℃恒温真空干燥箱中干燥24小时，得干基蔗渣木聚糖；(2)称取2~5g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖加入250mL四口烧瓶中，依次加入10~20mL分析纯N,N‑二甲基甲酰胺、1~4.5g N,N‑二环己基碳二亚胺和0.2~0.6 g过硫酸铵，控制体系温度为20~25℃，搅拌25分钟，得蔗渣木聚糖活化液；(3)称取4~8g 3,4,5‑三乙酰苯甲酰氯置于50mL烧杯中，加入20~35mL分析纯N,N‑二甲基甲酰胺，混合搅拌溶解后倒入恒压滴液漏斗；将步骤(2)所得蔗渣木聚糖活化液升温至60~65℃，开始滴加混合液，控制滴加时间为1~2小时 ，滴加完毕后将反应体系于60~65℃继续回流反应4小时；(4)反应结束后，将步骤(3)所得反应液抽滤，滤饼置于100mL烧杯中，用5~10mL的分析纯丙酮、5~15mL无水乙醇洗涤并进行抽滤，重复3次后；将所得滤饼置于50℃恒温真空干燥箱中干燥12小时，得蔗渣木聚糖‑三乙酰苯甲酸酯；(5)将30~50mL碳酸氢钠的无水乙醇饱和溶液置于100mL烧杯中，称取3~8g步骤(4)所得蔗渣木聚糖‑三乙酰苯甲酸酯加入到烧杯中，室温下搅拌10~30分钟，直至溶液的pH为8；(6)抽滤步骤(5)所得反应液，将滤饼置于100mL烧杯中，用10~15mL去离子水洗涤沉淀并抽滤，重复3次，将滤饼置于50℃恒温真空干燥箱中干燥12小时，即得蔗渣木聚糖3,4,5‑三羟基苯甲酸酯；(7)将4~8g间苯二甲酸、20~40mL质量分数为3%~5%的氢氧化钠溶液依次加入到250mL四口烧瓶中，室温下搅拌反应0.5~1小时，得间苯二甲酸钠盐溶液；(8)称取1~5g步骤(6)所得蔗渣木聚糖‑三羟基苯甲酸酯加入到步骤(7)所得间苯二甲酸钠盐溶液中，室温下搅拌2~4小时；加入10~15mL质量分数为1%~5%的盐酸调节反应液pH至6~7，再加入1~3mL分析纯吡啶，升温至30~45℃，搅拌下反应3~7小时；反应结束后用20~35mL质量分数为5 %的盐酸溶液将体系pH调至4~5，降温至20~30℃，继续反应1小时；(9)将步骤(8)所得反应液倒入100mL烧杯中，然后向其中加入20~30mL无水乙醇，析出沉淀抽滤，将抽滤所得滤饼用5~10mL去离子水和5~10mL无水乙醇先后洗涤并抽滤，重复3次；将所得滤饼置于50℃恒温真空干燥箱中干燥24小时，即得蔗渣木聚糖‑三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯。...
【技术特征摘要】
1.一种双酯化蔗渣木聚糖-3,4,5-三羟基苯甲酸/间苯二甲酸酯的合成方法，其特征在于具体步骤为：(1)将5~7g蔗渣木聚糖在50℃恒温真空干燥箱中干燥24小时，得干基蔗渣木聚糖；(2)称取2~5g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖加入250mL四口烧瓶中，依次加入10~20mL分析纯N,N-二甲基甲酰胺、1~4.5gN,N-二环己基碳二亚胺和0.2~0.6g过硫酸铵，控制体系温度为20~25℃，搅拌25分钟，得蔗渣木聚糖活化液；(3)称取4~8g3,4,5-三乙酰苯甲酰氯置于50mL烧杯中，加入20~35mL分析纯N,N-二甲基甲酰胺，混合搅拌溶解后倒入恒压滴液漏斗；将步骤(2)所得蔗渣木聚糖活化液升温至60~65℃，开始滴加混合液，控制滴加时间为1~2小时，滴加完毕后将反应体系于60~65℃继续回流反应4小时；(4)反应结束后，将步骤(3)所得反应液抽滤，滤饼置于100mL烧杯中，用5~10mL的分析纯丙酮、5~15mL无水乙醇洗涤并进行抽滤，重复3次后；将所得滤饼置于50℃恒温真空干燥箱中干燥12小时，得蔗渣木聚糖-三乙酰苯甲酸酯；(5)将30~50mL碳酸氢钠的无水乙醇饱和溶液置于100mL烧杯中，称取3~8g步骤(4)所得蔗渣木聚糖-三乙酰苯甲酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：李和平，耿恺，柴建啟，张淑芬，张俊，龚俊，武晋雄，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45
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