一种四丁铵基菊糖氨酯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及日化领域及医药行业，具体是一种四丁铵基菊糖氨酯及其制备方法和应用。四丁铵基菊糖氨酯结构式如式(1)所示，其中，平均聚合度n取值范围是2‑60。本发明专利技术反应高效，易于推广，所需设备及原料易得。研究表明合成的四丁铵基菊糖氨酯水溶性好，具有极好的抗氧化活性，可以广泛应用于日化及医药领域。

【技术实现步骤摘要】
一种四丁铵基菊糖氨酯及其制备方法和应用
本专利技术涉及日化领域及医药行业，具体是一种四丁铵基菊糖氨酯及其制备方法和应用。
技术介绍
菊糖(Inulin)又称菊粉、土木香粉，是一种植物多糖。菊糖在自然界中广泛存在，主要以储备多糖的形式存在于36000多种植物体中，如菊芋、菊苣、大丽花、雪莲果块茎、婆罗门参等。菊糖是一种线型果聚糖，由D-呋喃果糖分子通过β-(2,1)-糖苷键连接而成。菊糖具有较好的水溶性，作为一种可再生、无毒副作用、生物相容性和降解性良好的多糖，加之其储量巨大，简单易得，在医药、食品、日化、环保等多种领域具有潜在的开发价值。但由于菊糖分子结构比较单一，生物活性很弱，而极大地影响了菊糖的进一步开发利用。通过对菊糖进行化学选择性修改，对其结构进行改造，可以得到生物活性高的高附加值菊糖衍生物，以期扩大菊糖的应用范围。此外，菊糖分子含有活泼的-OH，可作为反应位点引入其他活性基团，这也为其结构修饰提供了可能和思路。氨酯类化合物在医药以及功能材料领域非常常见，比如苯丙氨酯、非巴氨酯、各种聚氨酯材料等。氨酯，既可以作为生物活性基团也可以作为活性基团之间的链接，将其嫁接到菊糖分子中，得到具有一定生物活性的菊糖衍生物。但是氨酯(-OCONH-)这种官能团，是一种疏水基团，氨酯类化合物水溶性一般都比较差。进而需要提供进一步能够使菊糖提高活性的方法。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种具有较好抗氧化活性的四丁铵基菊糖氨酯及其制备方法和应用。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种四丁铵基菊糖氨酯，四丁铵基菊糖氨酯结构式如式(1)所示，其中，平均聚合度n取值范围是2-60。一种四丁铵基菊糖氨酯的制备方法：首先用N,N'-羰基二咪唑(CDI)活化菊糖分子上的羟基，然后与四丁铵基甘氨酸盐反应，得式(1)所示产物四丁铵基菊糖氨酯；所述N,N'-羰基二咪唑(CDI)的摩尔量为菊糖摩尔量的1.0-1.5倍；四丁铵基甘氨酸盐的摩尔量为菊糖摩尔量的1.0-2.0倍。所述四丁铵基甘氨酸盐是将四丁基氢氧化铵滴加入0.6-0.8mol/L甘氨酸水溶液中，而后于室温下搅拌12-16h，反应所得水溶液在55-60℃下减压蒸除，所得液体加入过量的混合液中，剧烈搅拌，而后过滤所得滤液经过无水硫酸镁干燥后，即为四丁铵基甘氨酸盐；其中，四丁基氢氧化铵、甘氨酸的摩尔比为1:1-1.2；混合溶液为体积比为8:2-9:1的乙腈：甲醇混合溶液。所述菊糖溶于过量的二甲基亚砜中，然后加入菊糖摩尔量1.0-1.5倍的N,N'-羰基二咪唑，在40-50℃条件下反应8-10h，而后加入菊糖摩尔量1.0-2.0倍的四丁铵基甘氨酸盐，在40-50℃条件下反应12-24h，洗涤冷却干燥后，即得到四丁铵基菊糖氨酯。一种四丁铵基菊糖氨酯的应用，所述四丁铵基菊糖氨酯用于制备抗氧化剂。本专利技术所具有的优点：(1)本专利技术制备成四丁铵基菊糖氨酯后，其生物活性得以提高，例如：抗氧化活性。(2)在合成工艺上本合成方法有以下优点：本专利技术合成步骤简单、所需设备及原料易得、成本较低、易于推广，而且本产品产率较高，可达60％以上。本专利技术所得产品可广泛用于生物、医药、食品、化工等领域。附图说明图1为本专利技术实施例提供四丁铵基甘氨酸盐的红外谱图，2958.27、2877.27、1473.35cm-1处的吸收峰为丁基的吸收峰、1392.35cm-1处为羧酸负离子的吸收峰。图2为菊糖的红外光谱图。图3为本专利技术实施例提供四丁铵基菊糖氨酯的红外谱图，从图3可知与菊糖原料相比，2962.13、2877.27、1465.64cm-1处的吸收峰为丁基的吸收峰，1712.48cm-1处为氨酯的吸收峰，1396.21cm-1处为羧酸负离子的吸收峰，以上分析数据，证明四丁铵基菊糖氨酯合成成功。具体实施方式下面结合符合和实施例对本专利技术作进一步的解释说明。本专利技术首先用N,N'-羰基二咪唑(CDI)活化菊糖分子上的羟基，然后与合成的四丁铵基甘氨酸盐反应，得到四丁铵基菊糖氨酯，并且研究了其对羟自由基和超氧阴离子自由基的清除能力。该类衍生物制备简便、条件温和，为菊糖抗氧化剂的研制提供了可行思路。四丁铵基菊糖氨酯的合成路线如下：其中，平均聚合度n取值范围是2-60。实施例1本实施例按以上合成路线合成目标化合物四丁铵基菊糖氨酯。1)四丁铵基甘氨酸盐的制备：将0.9g甘氨酸加入到20mL去离子水中溶解，称取6.48g四丁基氢氧化铵(40％水溶液)滴加到上述水溶液中，室温下搅拌12h。而后在55℃条件下减压蒸馏掉所有的水份，所得液体中倒入90mL的乙腈和10mL甲醇，剧烈搅拌20min后，过滤掉未溶解的固体。所得滤液用无水硫酸镁干燥，过滤后，蒸掉乙腈和甲醇，得到四丁铵基甘氨酸盐(参见图1)2.25g，备用。2)四丁铵基菊糖氨酯的制备：将1.62g菊糖(参见图2)溶于20mL二甲基亚砜(DMSO)中，而后加入1.62gN,N'-羰基二咪唑(CDI)，40℃条件下搅拌反应10h。而后加入3.16g四丁铵基甘氨酸盐，在40℃条件下反应24h。而后用过量的丙酮沉淀，再经丙酮洗涤，冷冻干燥，即得到目标产物式(1)所示的四丁铵基菊糖氨酯(参见图3)。实施例2与实施例1不同之处在于：1)四丁铵基甘氨酸盐的制备：将0.9g甘氨酸加入到15mL去离子水中溶解，称取7.14g四丁基氢氧化铵(40％水溶液)滴加到上述水溶液中，室温下搅拌12h。而后在60℃条件下减压蒸馏掉所有的水份，所得液体中倒入85mL的乙腈和15mL甲醇，剧烈搅拌20min后，过滤掉未溶解的固体。所得滤液用无水硫酸镁干燥，过滤后，蒸掉乙腈和甲醇，得到四丁铵基甘氨酸盐(参见图1)2.51g，备用。2)四丁铵基菊糖氨酯的制备：将1.62g菊糖(参见图2)溶于20mL二甲基亚砜(DMSO)中，而后加入2.03gN,N'-羰基二咪唑(CDI)，40℃条件下搅拌反应10h。而后加入4.74g四丁铵基甘氨酸盐，在40℃条件下反应24h。而后用过量的丙酮沉淀，再经丙酮洗涤，冷冻干燥，即得到目标产物式(1)所示的四丁铵基菊糖氨酯(参见图3)。实施例3与实施例1不同之处在于：1)四丁铵基甘氨酸盐的制备：将0.9g甘氨酸加入到20mL去离子水中溶解，称取7.78g四丁基氢氧化铵(40％水溶液)滴加到上述水溶液中，室温下搅拌16h。而后在60℃条件下减压蒸馏掉所有的水份，所得液体中倒入80mL的乙腈和20mL甲醇，剧烈搅拌20min后，过滤掉未溶解的固体。所得滤液用无水硫酸镁干燥，过滤后，蒸掉乙腈和甲醇，得到四丁铵基甘氨酸盐(参见图1)2.63g，备用。2)四丁铵基菊糖氨酯的制备：将1.62g菊糖(参见图2)溶于20mL二甲基亚砜(DMSO)中，而后加入2.43gN,N'-羰基二咪唑(CDI)，50℃条件下搅拌反应8h。而后加入6.32g四丁铵基甘氨酸盐，在50℃条件下反应12h。而后用过量的丙酮沉淀，再经丙酮洗涤，冷冻干燥，即得到目标产物式(1)所示的四丁铵基菊糖氨酯(参见图3)。应用例1清除羟自由基能力的测定：分别将菊糖以及实施例中制备的四丁铵基菊糖氨酯配制成10mg/mL的母液。并分别取表1所配制的不同浓度的样品溶液1mL、磷酸缓冲液1mL(配制磷酸缓冲液：分别取41.58gNa2HPO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四丁铵基菊糖氨酯，其特征在于：四丁铵基菊糖氨酯结构式如式(1)所示，

【技术特征摘要】
1.一种四丁铵基菊糖氨酯，其特征在于：四丁铵基菊糖氨酯结构式如式(1)所示，其中，平均聚合度n取值范围是2-60。2.一种权利要求1所述的四丁铵基菊糖氨酯的制备方法，其特征在于：首先用N,N'-羰基二咪唑(CDI)活化菊糖分子上的羟基，然后与四丁铵基甘氨酸盐反应，得式(1)所示产物四丁铵基菊糖氨酯；所述N,N'-羰基二咪唑(CDI)的摩尔量为菊糖摩尔量的1.0-1.5倍；四丁铵基甘氨酸盐的摩尔量为菊糖摩尔量的1.0-2.0倍。3.按权利要求2所述的四丁铵基菊糖氨酯的制备方法，其特征在于：所述四丁铵基甘氨酸盐是将四丁基氢氧化铵滴加入0.6-0.8mol/L甘氨酸水溶液中，而后于室温下搅拌12-16h，反应所得水溶液在55-...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭占勇，谭文强，赵翔，王刚，董方，李青，
申请(专利权)人：中国科学院烟台海岸带研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37