一种酯化度可控的γ-PGA-Bn的合成方法技术

本发明专利技术属于生物医用材料合成技术领域，具体公开了一种酯化度可控的γ‑PGA‑Bn的合成方法，利用γ‑PGA在水中的溶解性较好，将其溶于水中形成水溶液，通过加入K

A synthesis method of \u03b3 - pga-bn with controllable degree of esterification

The invention belongs to the technical field of biomedical material synthesis, in particular discloses a synthesis method of \u03b3 \u2011 PGA \u2011 BN with controllable degree of esterification, which has good solubility in water by using \u03b3 \u2011 PGA, dissolves it in water to form an aqueous solution, and forms an aqueous solution by adding K

【技术实现步骤摘要】
一种酯化度可控的γ-PGA-Bn的合成方法
本专利技术属于生物医用材料合成
，尤其涉及一种酯化度可控的γ-PGA-Bn的合成方法。
技术介绍
谷氨酸是人体二十种氨基酸之一，在生物体内代谢中有着重要意义。而γ-聚谷氨酸（γ-PGA）是由谷氨酸单元通过α-氨基和γ-羧基形成肽键的高分子聚合物。γ-聚谷氨酸又称纳豆菌胶、多聚谷氨酸，在水中溶解性较好，无毒，易酶促降解。目前γ-聚谷氨酸在实验室合成难度较大，只能合成分子量较小的聚合物，分子量几万几十万的聚合物一般通过几种芽孢杆菌在细菌胞外产生，其分子量可达几十万甚至上百万，随着对生物相容性和生物可降解性高分子支架研究的不断深入，γ-PGA及其衍生物已经成为近20年来科学界关注的焦点。因γ-PGA及其衍生物特有的性质，其在食品、农业、化妆品、医学等领域应用广泛，尤其是在医学中应用价值大，受到广泛关注。γ-PGA及其衍生物在食品行业，除保健功效外，同时也是一种食物增稠剂、稳定剂、冷冻保护剂、降油剂及保鲜剂；在农业上不仅可以做保水剂、增肥剂还可以调节土壤的酸碱平衡、提高植物耐冷性和耐盐性；在化妆品方面，γ-PGA及其衍生物具有独特的三维空间结构，具有超强的吸水保湿能力，已广泛应用于化妆品领域，用作皮肤调理剂、保湿剂和头发护理剂；γ-PGA及其衍生物在医学上是一种新型的理想载体，具有药物缓释性、靶向性，提高药物水溶性，降低药物不良反应，提高药物疗效等特性；在医学美容方面，γ-PGA及其衍生物为极理想的长效型安全超级保湿剂；在创伤敷料方面，γ-PGA及其衍生物有助于降低血小板在敷料表面的黏附，具有止血促凝作用，能够诱导多种细胞增殖分化，增强生物敷料的稳定性和吸收渗液能力；作为骨组织工程支架，γ-PGA及其衍生物有利于骨细胞生长，具有良好的亲水性能和降解性能，是一种理想的软骨组织工程支架材料。传统γ-PGA-Bn的制备主要在有机溶剂中合成，因其在有机溶剂中溶解性差，反应时间长，酯化率较低，反应过程不可控等缺点，限制了γ-PGA-Bn的制备及其性能研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种酯化度可控的γ-PGA-Bn的合成方法，解决传统γ-PGA-Bn的合成遇到的溶解性差、反应时间长、酯化度不可控、过多浪费有机溶剂的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种酯化度可控的γ-PGA-Bn的合成方法，包括以下步骤：（1）γ-聚谷氨酸原料纯化：取γ-PGA溶于水，用HCl调节pH值为1，然后放入透析袋中透析4天后冻干备用；（2）γ-PGA-Bn的合成：取步骤（1）纯化以后的γ-聚谷氨酸置于50ml史莱克瓶中，加入10~20ml去离子，再加入K2CO3，然后将混合物置于60℃的油浴中，搅拌0.5h，加入溴化苄，反应3~12h待反应中上层澄清，下层有大量白色固体生成时，反应达到终点，关闭油浴，冷却至室温；（3）洗涤：将步骤（2）制得的溶液在0℃，pH=1的HCl水溶液中洗涤，并将固体沉淀在去离子水中洗涤3次，最后将固体置于索氏提取器中，用乙醚做溶剂提取48h，晾干并在真空条件下干燥，得到γ-PGA-Bn产物。进一步的，所述步骤（1）中γ-聚谷氨酸原料的分子量不低于七十万。进一步的，所述步骤（2）中γ-聚谷氨酸、K2CO3溶液、溴化苄溶液的质量比为1:0.53~5.35:1.74~7.96。进一步的，所述步骤（3）中产物的产率为93~99%。进一步的，所述步骤（3）中产物经核磁检测过以后，酯化度在19~88%。本专利技术的合成路线如下：本专利技术具有的优点是：1.本专利技术在反应溶剂的选择上，选择了绿色环保容易取得的水作为反应溶剂，极大地节约了资源，减少合成成本，并使后续处理较为简便；2.本专利技术在碱性反应物的选择上，抛开了传统弱碱性物质，直接采用碱性较强的碳酸钾为溶液提供碱性环境，通过改变碳酸钾的量使得反应终点变得可控，为目标产物的合成提供强有力的保障；3.相较传统反应时间较长等问题，采用本合成方法，大多数反应时间可缩短至3h~12h，极大地节省了反应时间；4.本专利技术利用γ-PGA在水中的溶解性较好，将其溶于水中形成水溶液，通过加入K2CO3的量来控制溶液pH，以控制反应终点；改变溴化苄的量来共同控制反应酯化度，最后在0℃条件下将反应终点后的溶液在pH=1的HCl溶液中沉淀，整个合成方法简单易推广。具体实施方式实施例1一种酯化度可控的γ-PGA-Bn的合成方法，包括以下步骤：（1）γ-聚谷氨酸原料（分子量在七十万以上）纯化：取γ-PGA溶于水，用HCl调节pH值为1，然后放入透析袋中透析4天后冻干备用；（2）γ-PGA-Bn的合成：取步骤（1）纯化以后的γ-聚谷氨酸0.43~1g置于50ml史莱克瓶中，加入10~20ml去离子，再加入K2CO3溶液，然后将混合物置于60℃的油浴中，搅拌0.5h，加入溴化苄，反应3~12h待反应中上层澄清，下层有大量白色固体生成时，反应达到终点，关闭油浴，冷却至室温，其中γ-聚谷氨酸、K2CO3溶液、溴化苄溶液的质量比为1:0.53~5.35:1.74~7.96；（3）洗涤：将步骤（2）制得的溶液在0℃，pH=1的HCl水溶液中洗涤，并将固体沉淀在去离子水中洗涤3次，最后将固体置于索氏提取器中，用乙醚做溶剂提取48h，晾干并在真空条件下干燥，得到γ-PGA-Bn产物，产物的产率为93~99%，产物经核磁检测过以后，酯化度在19~88%。实施例2一种酯化度可控的γ-PGA-Bn的合成方法，包括以下步骤：（1）γ-聚谷氨酸原料（分子量在七十万以上）纯化：聚谷氨酸结构式如下式所示：取γ-PGA40g溶于水，用HCl调节pH=1，在透析袋中透析4天后冷冻干燥得20.5g固体备用；(2)酯化度为19%的γ-PGA-Bn的合成：称取0.43g冻干后的γ-PGA于25ml史莱克瓶中，加入10ml去离子水，再加入0.23gK2CO3，将上述溶液置于60℃的油浴中，搅拌0.5h，加入0.75g溴化苄，反应约3h，待反应中上层澄清，下层有大量白色固体生成时，反应达到终点，关闭油浴，冷却至室温。将上述溶液在0℃，100ml，pH=1的HCl水溶液中洗涤，将固体在去离子水中洗涤3次，最后将固体置于索氏提取器中，用乙醚做溶剂提取48h，晾干并真空干燥，称量产物0.48g，产率99%，并做核磁，酯化度19%。实施例3酯化度为28%的γ-PGA-Bn的合成：称取1g冻干后的γ-PGA于50ml史莱克瓶中，加入20ml去离子水，再加入0.8gK2CO3，将上述溶液置于60℃的油浴中，搅拌0.5h，加入1.32g溴化苄，反应时间约4h，待反应中上层澄清，下层有大量白色固体生成，反应达到终点，关闭油浴，冷却至室温。将上述溶液在0℃，200ml，pH=1的HCl水溶液中洗涤，将固体在去离子水中洗涤3次，最后将固体置于索氏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酯化度可控的γ-PGA-Bn的合成方法，其特征包括以下步骤：/n（1）γ-聚谷氨酸原料纯化：取γ-PGA溶于水，用HCl调节pH值为1，然后放入透析袋中透析4天后冻干备用；/n（2）γ-PGA-Bn的合成：取步骤（1）纯化以后的γ-聚谷氨酸置于50ml史莱克瓶中，加入10~20ml去离子，再加入K

【技术特征摘要】
1.一种酯化度可控的γ-PGA-Bn的合成方法，其特征包括以下步骤：
（1）γ-聚谷氨酸原料纯化：取γ-PGA溶于水，用HCl调节pH值为1，然后放入透析袋中透析4天后冻干备用；
（2）γ-PGA-Bn的合成：取步骤（1）纯化以后的γ-聚谷氨酸置于50ml史莱克瓶中，加入10~20ml去离子，再加入K2CO3，然后将混合物置于60℃的油浴中，搅拌0.5h，加入溴化苄，反应3~12h待反应中上层澄清，下层有大量白色固体生成时，反应达到终点，关闭油浴，冷却至室温；
（3）洗涤：将步骤（2）制得的溶液在0℃，pH=1的HCl水溶液中洗涤，并将固体沉淀在去离子水中洗涤3次，最后将固体置于索氏提取器中，用乙醚做溶剂提取48h,晾干并在真空条件下干燥，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志国，黄红潘，张怡晨，刘迎春，王亚鹏，李梦珂，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南;41