制备聚蔗糖的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种制备聚蔗糖的工艺方法，包括以下步骤：将蔗糖、蒸馏水和环氧溴丙烷混合装入载有强碱性阴离子交换树脂的装置中；在25～30℃下使混合物在强碱性阴离子交换树脂上进行聚合反应，升温至60～65℃再反应，用蒸馏水洗脱产物，产物低交联聚蔗糖吸附在树脂上；用丙酮对产物进行纯化，再用无水乙醇对纯化产物进行洗脱分级，选取合适的低交联聚蔗糖；将合适的低交联聚蔗糖与蒸馏水和环氧溴丙烷混合，再将分散剂溶于油相加入混合物，用氢氧化钠水溶液调节体系pH，水浴加热反应，升温固化；将所得产物过滤，用无水乙醇和蒸馏水反复洗涤，得到透明的聚蔗糖颗粒。本发明专利技术简单易行，反应具有更高的活性，使聚蔗糖的产率和纯度都提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化合物制备
，尤其是一种制备水溶性聚合物的エ艺方法。
技术介绍
聚蔗糖是ー种典型的蔗糖多聚体，它是ー种水溶性白色粉末状聚合物，溶液中粒径为10纳米左右，可以在室温下保存。根据其分子量大小，又分为聚蔗糖800，聚蔗糖400，聚蔗糖200，聚蔗糖100，聚蔗糖70，聚蔗糖 10。其内源性粘度分别为24. 5，17，12，8，7,2. 5cp。聚蔗糖具有生物相容性好、反应活性高、水溶性好等特点，目前主要应用于细胞分离领域。而且由于其性能良好的特点，在蛋白吸附领域、组织工程领域、免疫学研究中都具有较大的应用潜力。目前蔗糖基聚合物的合成方法主要是化学合成和酶促合成。蔗糖聚合物的合成主要分为两个阶段首先，利用酶或化学试剂引发其水解或其它化学变化，引入ー种或几种功能基团；然后，改性后的単体经过聚合反应得到蔗糖聚合物。此步反应的机理主要为自由基反应机理，少数情况为缩聚机理。费雷拉(Ferreira)等人在2000年《碳水化合物聚合物》第一卷第 41 期从 15 页到 24 页(L Ferreira, M M Vidal, CFGC Geraldes, etal. , Preparation and cnaracterisation of gels based on sucrose modified withglyeidyl methacrylate, Carbohydrate Polymers, 2000, 41(1) : 15-24)报道了鹿糖与こ烯基团的无选择性化学修饰来制备蔗糖基聚合物水凝胶的方法，该方法将蔗糖与甲基丙烯酸甘油酯以摩尔比1:1在ニ甲基亚砜中反应，以4 一 N，N—二甲胺吡啶作催化剂，生成一种新单体，新単体和甲基丙烯酸ー 2—羟基こ酯在こニ醇和水以70 :30的混合液中反应，以过硫酸铵为引发剂，合成凝胶聚合物。在化学合成过程中，由于8个活性羟基的同时存在，使得对其选择性修饰非常困难。化学合成的特点可归纳为(I)化学催化剂容易获得，但区位选择性差；(2)反应步骤多，反应过程冗长；(3)需要高温高压及抽真空；(4)需要加入聚合引发剂；(5)产物多为异构混合物，产出率低；(6)化学试剂易对环境造成污染。陈(Chen)和马丁(Martin)等人于1995年《碳水化合物聚合物》第一卷第28期从 15 页至Ij 2 页 Chen, Martin T K, Neubauer, et al. , Enzymatic and chemoenzymaticapproaches to synthesis of sugar-based polymer and hydrogels, CarbohydratePolymers, 1995, 28 (I) : 15-21)发表了采用碱水解的蛋白酶催化鹿糖和己ニ酸衍生物反应得到ー种交替的线性聚酷，蔗糖分子包含在聚酯主链上。他们的工作集中在发展酶或化学酶法来制备糖基聚合物。完全用酶催化合成共聚物，直接催化糖与ニ元酸酯的共聚，结果得到糖与ニ元酸交替共聚的聚合物。酶法的特点可以概括为高效性，选择性，反应条件温和，无污染。酶法所存在的ー些不利方面(I)能用于蔗糖聚合物合成的酶的数目比较少；(2)反应过程只能在指定的温度和条件下缓慢进行；(3)酶在有机溶剂介质中的稳定性不高；(4)酶促反应容易被底物或产物抑制；(5)需要添加酰化剂，选择合适的酰化剂是重要的问题。这些问题都会限制酶法的应用。聚蔗糖一般是以蔗糖和环氧氯丙烷为原料，利用蔗糖和3-氯-I，2-环氧丙烷共聚作用制成的ー种合成水溶性高聚物，分子量约为4X 105。天津大学的杨晶在2006年的学位论文《聚蔗糖凝胶微球的合成及表征》中采用两步反应制备聚蔗糖微球，即先合成可溶型聚蔗糖，选择适宜分子量及分子量分布的可溶型聚蔗糖，然后通过反相悬浮聚合方法制备聚蔗糖凝胶微球，并初步将其应用于蛋白质的分离研究中，分离效果较好。经试验，该方法得到的产物纯度为95 97%，但该方法反应过程较长，エ序多，产率为85-87%，可能不太适应与大規模的エ业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种制备聚蔗糖的エ艺方法，这种方法能够在更温和的条件下制备聚蔗糖，并解决现有技术制备聚蔗糖的产率和纯度不够高的问题。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是 这种制备聚蔗糖的エ艺方法，包括有以下步骤(1)将蔗糖、蒸馏水和环氧溴丙烷混合装入载有强碱性阴离子交换树脂的装置中，在25 30°C下反应2 2. 5小吋，使混合物在强碱性阴离子交换树脂上进行聚合，反应的PH值为12 13，升温至60 65°C，再反应2 2. 5小时，将反应液用蒸馏水洗脱，使所得低交联聚蔗糖吸附在树脂上；(2)用丙酮对所得的低交联聚蔗糖进行纯化，再用无水こ醇对纯化产物进行洗脱分级，选取重均分子量为30 50万的低交联聚蔗糖(3)将所述重均分子量为30 50万的低交联聚蔗糖与蒸馏水以及环氧溴丙烷混合得到混合物，再将分散剂溶于油相物加入所述混合物，用氢氧化钠水溶液调节体系的PH值至12 13，水浴加热70 75°C反应I. 5 2小时，升温至90 95°C，固化9 10个小时；(4)将固化后所得产物进行过滤，用无水こ醇和蒸馏水洗涤，得到透明的聚蔗糖颗粒；(5)将所得聚蔗糖颗粒进行干燥处理后完成。上述制备聚蔗糖的エ艺方法技术方案中，更具体的技术方案还可以是步骤(I)中所述蒸馏水是所述蔗糖质量的重量百分比的30 40%，所述环氧溴丙烷是所述蔗糖质量的重量百分比的30 50%，所述装置的至少一端装有滤膜；步骤(3)中所述油相物的体积与所述蒸馏水的体积比为5 :1 8 :1，所述分散剂的体积占所述油相体积百分比的2 3%。步骤(I)中所述环氧溴丙烷是所述蔗糖质量的重量百分比的40 50%，所述滤膜的厚度为2 3厘米；步骤(3)中所述油相物的体积与所述蒸馏水的体积比为6 :1 8 :1。所述滤膜为陶瓷膜或者聚四氟こ烯膜。所述分散剂是司班或者吐温；所述油相物为氯苯或液体石蜡。由于采用了上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果反应过程较短，エ序少，简单易行，反应条件更为温和；将蔗糖、蒸馏水和环氧溴丙烷混合后的混合物装入载有强碱性阴离子交换树脂的装置中备用，与常用的制备聚蔗糖的方法相比，采用了固定床，避免了产物与催化剂分离的步骤，減少了污染；采用环氧溴丙烷为交联剂，与常用的环氧氯丙烷交联剂相比，反应具有更高的活性，使得聚蔗糖的产率和纯度都有所提高，制得的聚蔗糖的产率达到92 96%，纯度为98 99. 5%。附图说明图I是载有阴离子交换树脂的装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图实施例对本专利技术作进ー步详述 以下实施例所使用的载有阴离子交换树脂的装置如图I所示，它包括筒体I、阴离子交换树脂2、滤膜3，阴离子交换树脂2填充于筒体I内，筒体I的两端开ロ处均覆盖有厚度为2 3厘米的滤膜3。其中实施例I 3滤膜3为陶瓷膜；实施例4 16滤膜3为聚四氟こ烯膜。实施例I 将80g蔗糖，24ml (即24g)蒸馏水，40g环氧溴丙烷装入载有D201树脂的陶瓷膜厚度为2cm的装置中，在25°C下反应2小时，反应的pH值为12，使混合物在强碱性阴离子交换树脂上进行聚合，升温至60°C，再反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种制备聚蔗糖的エ艺方法，其特征在于包括有以下步骤 (1)将蔗糖、蒸馏水和环氧溴丙烷混合装入载有强碱性阴离子交换树脂的装置中，在.25 30°C下反应2 2. 5小吋，使混合物在强碱性阴离子交换树脂上进行聚合，反应的pH值为12 13，升温至60 65°C，再反应2 2. 5小吋，将反应液用蒸馏水洗脱，使所得低交联聚蔗糖吸附在树脂上； (2)用丙酮对所得的低交联聚蔗糖进行纯化，再用无水こ醇对纯化产物进行洗脱分级，选取重均分子量为30 50万的低交联聚蔗糖 (3)将所述重均分子量为30 50万的低交联聚蔗糖与蒸馏水以及环氧溴丙烷混合得到混合物，再将分散剂溶于油相物加入所述混合物，用氢氧化钠水溶液调节体系的PH值至.12 13，水浴加热70 75°C反应I. 5 2小时，升温至90 95°C，固化9 10个小时； (4)将固化后所得产物进行过滤，用无水こ醇和蒸馏水洗涤，得到透明的聚蔗糖颗粒； (5)将所得聚蔗糖颗粒进行干燥处理后完成。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：邱新荣，金琼，曹慧赟，
申请(专利权)人：柳州爱格富食品科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：