一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物及其制备方法，本发明专利技术将具有提高植物抗逆能力的甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)接枝到壳寡糖上，生成新型壳寡糖氨基酰胺类衍生物；壳寡糖含多

【技术实现步骤摘要】
一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化学合成领域，尤其是一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，人们日益重视食品健康问题，农产品如水果、蔬菜中有害物质诸如抗生素、农药等的残留过多会严重危害身体健康。鉴于上述情况，人们对待植物生长发育缺陷及病虫害的角度也从治疗转向预防，安全、高效、低毒、绿色的植物刺激素已成为提高植物抗逆能力研究与开发的趋势。
[0003]自然界一种植物出现的优良抗逆性状，在自然界条件下很难转移到其他种类的植物体内，因此需要植物刺激素的介入，诱导植物产生抗寒、抗旱、抗盐、抗病虫害等抵抗不利环境的性状。目前对使用植物刺激素诱导抗逆的报道较少，并且都是使用单一物质，多数也未能达到预期中的良好效果。因此，对天然产物进行简单修饰得到新型衍生物，并对其进行深入的生物活性研究，对于发现具有开发前景的新物质作为先导化合物，从而进一步得到新型植物刺激素有极大的机会。事实表明，开发研制的新型植物刺激素与传统植物刺激素相比不仅效果好，且毒副作用小、开发成本低。
[0004]现有技术中，部分非极性氨基酸本身具有一定抗氧化、促进植物生长及提高植物抗逆的能力。但是这类非极性氨基酸的疏水性极大程度地限制了其对于植物体优势性能发挥，很难通过植物根系或叶面吸收。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物及其制备方法，将具有提高植物抗逆能力的甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)等非极性氨基酸接枝到壳寡糖上，生成新型壳寡糖氨基酰胺类衍生物，可以有效降低原有氨基酸的疏水性；解决现有部分非极性氨基酸由于其疏水性导致其不能通过植物根系或叶面吸收的问题。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物，其结构式如下：其中，R为以下结构式中的任意一种：
、、、；其中，n为6
‑
25中的任意数；优选的n=6
‑
8或n=15
‑
25。
[0007]一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物的制备方法，将非极性氨基酸上的羧基（
‑
COOH）与壳寡糖C2位的氨基（
‑
NH2）反应生成壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物。
[0008]一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物的制备方法，具体步骤如下：步骤一，氨基酸羧基活化：将非极性氨基酸溶于2
‑
吗啉乙磺酸缓冲溶液中，加入1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基丁二酰亚胺，搅拌活化。
[0009]进一步，所述非极性氨基酸为甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)中的任一一种。
[0010]优选的，步骤一中所用2
‑
吗啉乙磺酸缓冲溶液的pH=5.5，浓度为0.1mol/L。
[0011]优选的，其它试剂的摩尔比为，非极性氨基酸：1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐：N
‑
羟基丁二酰亚胺=1:3:3。
[0012]步骤二，壳寡糖与活化后的氨基酸进行酰胺反应：向步骤一中加入壳寡糖搅拌反应，使得壳寡糖氨基与非极性氨基酸羧基形成酰胺。
[0013]进一步，步骤二中所用壳寡糖为壳寡糖(n=15
‑
25)或壳寡糖(n=6
‑
8)，非极性氨基酸与壳寡糖(n=15
‑
25)的反应摩尔比为20:1；非极性氨基酸与壳寡糖(n=6
‑
8)的反应摩尔比为7:1；上述两个反应摩尔比是基于两种壳寡糖的平均分子量不同，n=15
‑
25≈20、n=6
‑
8≈7，所取比值的目的是尽可能让壳寡糖的氨基与氨基酸的羧基比例达到1:1，从而充分发生酰胺反应。
[0014]步骤三，目标化合物分离提纯：将步骤二反应后的产物用透析袋在蒸馏水中透析，之后将透析袋内的溶液浓缩，接着冷冻干燥，得到壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物。
[0015]本专利技术中采用蒸馏水透析的目的是让小分子杂质去除的更加彻底；采用浓缩工艺可以除去多余的水分，缩小体积；因为本专利技术获得的化合物高温易分解，所以通过低温冷冻干燥彻底除去水分，液态变固态粉末，就是成品。
[0016]优选的，所用透析袋的截留分子量为500Da，用于除去未参与反应的部分氨基酸、EDC
·
HCl和NHS，壳寡糖本身属于大分子，Mn>1000Da，反应后目标壳寡糖衍生物分子量只会增大不会减少。
[0017]本专利技术部分工艺原理的补充说明如下：步骤一中，1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐，简称EDC
·
HCl，是水溶性碳二亚胺，分子呈线性结构，用于羧基与伯胺的缩合反应。EDC通过与氨基反应形成可与氨基反应的O
‑
酰基脲中间体。如果该中间体不与氨基反应，则会很快水解并重新释放出羧基基团。在N
‑
羟基丁二酰亚胺(NHS)存在的情况下，EDC
·
HCl可以将羧基转变为氨基反应活性的NHS酯。这步反应通过将EDC
·
HCl、含羧基的分子以及NHS混合即可实现。EDC
·
HCl在
本专利技术中作为缩合剂，可实现快速脱水缩合。
[0018]N
‑
羟基丁二酰亚胺，简称NHS，存在EDC的条件下在羧酸中通过脱水反应合成NHS酯。NHS的存在使EDC介导偶联的效率提高，可以使用任何含羧基的分子制备胺反应性NHS酯。本专利技术中NHS可控制与壳寡糖氨基偶联的羧酸盐活化的碳二亚胺交联反应。
[0019]本专利技术制得的壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物为黄褐色或深褐色粉末。采用红外光谱、核磁共振碳谱、元素分析作分析确证，本专利技术壳寡糖分子与接入的基团有效结合形成壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物，其中反应的氨基占壳寡糖中基团总量的66.70%
‑
86.28%，即非极性氨基酸的取代度为66.70%
‑
86.28%。
[0020]本专利技术的有益效果在于：本专利技术将具有提高植物抗逆能力的甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)等非极性氨基酸接枝到壳寡糖上，生成新型壳寡糖氨基酰胺类衍生物；壳寡糖含多
‑
OH的大分子，具有极好的亲水性，本专利技术将非极性氨基酸与壳寡糖交联之后形成的大分子依然具有大量的亲水基团
‑
OH，该类分子残基侧链对溶剂的相对接触面积远远大于7%，故新物质有效转变了非极性氨基酸疏水性，大幅增加溶解度；有利于通过植物根系或叶面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物,其特征在于，结构式如下：，其中，R为以下结构式中的任意一种：、、、；其中，n为6
‑
25中的任意数。2.根据权利要求1所述的壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物，其特征是：n=6
‑
8或n=15
‑
25。3.一种壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物的制备方法，其特征是：将非极性氨基酸上的羧基（
‑
COOH）与壳寡糖C2位的氨基（
‑
NH2）反应生成壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物。4.根据权利要求3所述的壳寡糖非极性氨基酰胺类衍生物的制备方法，其特征是，包括如下步骤，将非极性氨基酸溶于2
‑
吗啉乙磺酸缓冲溶液中，加入1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基丁二酰亚胺，搅拌活化；接着加入壳寡糖搅拌反应，使得壳寡糖氨基与非极性氨基酸羧...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟志梅，刘瑶，
申请(专利权)人：内蒙古农业大学，
类型：发明
国别省市：