專利名稱：一種制備幾丁寡糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及幾丁寡糖，具體的說就是有殼寡糖選擇性乙?；苽鋷锥」烟堑姆椒?。技術(shù)背景
幾丁寡糖為幾丁質(zhì)的降解產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)為聚合度為2-20的β - (I，4)-糖苷鍵連接的寡聚N-乙酰-D-氨基葡萄糖。研究表明幾丁寡糖具有多種生物活性，包括調(diào)節(jié)免疫、抗菌、止血抗凝、抗腫瘤轉(zhuǎn)移、降低血壓、清除自由基等活性，對植物而言，具有誘導(dǎo)抗病性、促進生長、增強植物抗逆(抗旱、抗寒)能力等活性，可以應(yīng)用于醫(yī)藥、功能食品、食品添加劑、 飼料添加劑、生物農(nóng)藥、促植物生長劑、植物抗逆劑等領(lǐng)域，具有廣泛的市場前景。
目前報道的制備幾丁寡糖方法主要有化學法、生物法和物理法?；瘜W法主要采用在高濃度酸如濃鹽酸中降解幾丁質(zhì)，該法污染大、設(shè)備要求高、后處理困難；另外一種化學法是以單糖為原料，通過化學合成的方法制備幾丁寡糖，該法能得到純度較高的幾丁寡糖， 但是選擇性低，純化困難，難以規(guī)模生產(chǎn)；物理法主要采用粒子束等處理幾丁質(zhì)，生物法則采用酶來降解幾丁質(zhì)制備幾丁寡糖，但是上述兩種方法處理效率低，目前都處于實驗室研究階段。目前國內(nèi)還沒有幾丁寡糖的規(guī)?；a(chǎn)。
幾丁質(zhì)脫乙?；罂梢缘玫剿苄缘臍ぞ厶?，殼聚糖經(jīng)酶解制備殼寡糖目前已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，殼寡糖與幾丁寡糖的最大區(qū)別在于C2位氨基是否乙?；?。本發(fā)明以殼寡糖為原料，通過C2位氨基的選擇性乙?；?，羥基不發(fā)生反應(yīng)，制備幾丁寡糖；本發(fā)明的方法過程簡單、產(chǎn)物易分離、易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。通過本發(fā)明的技術(shù)，可以實現(xiàn)幾丁寡糖的規(guī)模生產(chǎn)，從而開發(fā)新型的醫(yī)藥、功能食品、食品添加劑、飼料添加劑、生物農(nóng)藥、促植物生長劑、植物抗逆劑等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由殼寡糖經(jīng)C2位氨基的選擇性乙?；磻?yīng)制備幾丁寡糖的方法。
為實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種制備幾丁寡糖的方法，其特征在于在質(zhì)量濃度O. 1% -50%的殼寡糖溶液中，加入乙?；噭?，在0°C -100°c下反應(yīng)I分鐘-48小時，殼寡糖上的氨基經(jīng)選擇性乙?；螅苽鋷锥」烟?，幾丁寡糖的分子量為400-7000Da，氨基乙酰度為85% -100%，羥基沒有發(fā)生乙?；磻?yīng)。
所述的殼寡糖分子量為300_5000Da，脫乙酰度為1% -100%
殼寡糖溶液所使用的溶劑為水、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙酸、 乙酸酐、乙醇、乙腈、甲醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、仲丁醇、1，3_丙二醇、1，4_ 丁二醇、2， 3- 丁二醇、1，2_丙二醇、吡啶、三乙胺的一種或二種以上的混合物。
所述的乙?；噭橐宜狒?、乙酸、乙酰氯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、對硝基苯酚乙酸酯、苯酚乙酸酯的一種或二種以上的混合物，其加入量為原料殼寡糖中氨基摩爾數(shù)的1-20倍。
在反應(yīng)液中加入競爭試劑，會得到更好結(jié)果；競爭試劑為乙醇、甲醇、正丙醇、 2-丙醇、正丁醇、仲丁醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，2-丙二醇的一種或二種以上的混合物；加入量為乙酰化試劑的摩爾數(shù)減去殼寡糖氨基摩爾數(shù)后的數(shù)值的ι- ο倍。
在反應(yīng)過程加入催化劑可以提高反應(yīng)速率，催化劑為吡啶、三乙胺、4-二甲氨基吡啶、二環(huán)己基碳二亞胺、N, N' - 二異丙基碳二亞胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、N-羥基琥珀酰亞胺和N-羥基硫代琥珀酰亞胺的一種或二種以上的混合物，加入量為殼寡糖氨基摩爾數(shù)的0-100%。
反應(yīng)完成的反應(yīng)液可以通過沉淀或者直接干燥的方式分離得到幾丁寡糖；
沉淀的方法為在反應(yīng)液中加入反應(yīng)液2-20倍體積的乙醇、乙醚、丙酮、石油醚、環(huán)己烷的一種或二種以上的混合，過濾，得到濾餅后，再采用上述沉淀劑洗滌2-5次，干燥得到幾丁寡糖粉末。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1.本發(fā)明采用的技術(shù)方案較已報道的方法處理效率更高、操作簡單，易于規(guī)?；a(chǎn)；
2.本發(fā)明的技術(shù)方案不需要對羥基進行保護，直接對C2位的氨基進行選擇性乙?；哂薪?jīng)濟性；
3.本發(fā)明的技術(shù)路線采用的原料易得，殼寡糖已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，本發(fā)明的技術(shù)路線在規(guī)?；苽渖细哂薪?jīng)濟性和可行性。


圖1幾丁寡糖與幾丁質(zhì)和殼寡糖的紅外光譜圖的比較。
圖2為實施例1制備的幾丁寡糖的MALD1-MS TOF圖。
具體實施方式

下面結(jié)合實施實例對本發(fā)明做進一步說明
實施例1
取5. Og殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于50mL水中，加入 3mL甲醇,加入4- 二甲氨基卩比唳O.1g,再加入乙酸酐4. 37mL,于60°C下反應(yīng)4小時。往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末3. 7g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為97%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)；紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙?；?。
實施例2
取5. Og殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于50mL水中，加入 3mL甲醇，再加入乙酸酐4. 37mL，于60°C下反應(yīng)4小時。往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮， 得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末3.56g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為96%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)。紅外光譜圖也在 1720cm-1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙酰化。
實施例3
取5. Og殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于50mL水中，加入 3mL甲醇，加入4-二甲氨基吡啶O. lg，加入乙酸4. 5mL，于80°C下反應(yīng)6小時，往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末3. 4g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為87%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)。 紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙酰化。
實施例4
取5. Og殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于50mL 二甲基亞砜中，加入3mL甲醇，加入4- 二甲氨基吡啶O.1g,加入二環(huán)己基碳二亞胺6. 3g，加入乙酸4.5mL，于80°C下反應(yīng)6小時，往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末3. 5g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為90%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)。紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙?；?br> 實施例5
取5. Og殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于50mL水中，加入 3mL甲醇，加入4- 二甲氨基吡啶O.1g,加入1- (3- 二甲氨基丙基)_3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽5.9g，加入乙酸4. 5mL,于80°C下反應(yīng)6小時，往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末3. 6g。 經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為91%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)。紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙?；?。
實施例6
取2.5g殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于25mL 二甲基乙酰胺中，加入4-二甲氨基吡啶O. lg，加入對硝基苯酚乙酸酯6. 5g，于80°C下反應(yīng)6小時，往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末2. 2g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為88%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)。紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙酰化。
實施例7
取5. Og殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于50mL水中，加入3.7mL正丁醇，加入4-二甲氨基吡啶O. lg，再加入乙酸酐4. 37mL，于60°C下反應(yīng)4小時。往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末3. Sg。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為94. 5%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)；紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙?；?。
實施例8
取2.5g殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于25mL水中，加入4.2mL的1，4- 丁二醇，再加入乙酸酐2. 2mL,于60°C下反應(yīng)4小時。往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末2. lg。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為95%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)；紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙酰化。
實施例9
取2. 5g殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于25mL水中，加入4.2mL的1，4- 丁二醇，加入吡啶O. 2mL，再加入乙酸酐2. 2mL，于60°C下反應(yīng)4小時。往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末2. 05g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為93%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)；紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙?；?br> 實施例10
取2.5g殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于25mL水中，加入4.2mL的1，4- 丁二醇，加入三乙胺O. 3mL,再加入乙酸酐2. 2mL,于70°C下反應(yīng)4小時。往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末2. 2g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為94%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)；紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙?；?br> 實施例11取2.5g殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于IOOmL甲醇中，加入4- 二甲氨基吡啶O.1g,再加入乙酸酐3mL，于40°C下反應(yīng)4小時。往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末2. 4g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為92%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)；紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙?；?。
實施12
取2.5g殼寡糖(分子量為300-1700Da，脫乙酰度為90% )溶于IOOmL乙酸中，加入4-二甲氨基吡啶O. lg，二環(huán)己基碳二亞胺3. 15g，于40°C下反應(yīng)4小時。往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末2. 2g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為95%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)； 紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙?；?。
實施例13
取2.5g殼寡糖(分子量為300_1700Da，脫乙酰度為90% )溶于50mL 二甲亞砜中，加入甲醇1. 5mL，再滴加入乙酰氯3g，于室溫下反應(yīng)4小時。往反應(yīng)液中加入5倍體積的丙酮，得到灰白色沉淀，過濾后用丙酮洗滌濾餅2-3遍，置于真空干燥箱中干燥2小時，得到灰白色粉末2. 4g。經(jīng)核磁共振譜計算，乙酰度為97%，羥基沒有發(fā)生反應(yīng)；紅外光譜圖也在1720CHT1左右沒有吸收峰，也表示沒有羥基發(fā)生乙酰化。
本發(fā)明的方法過程簡單、產(chǎn)物易分離、易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。通過本發(fā)明的技術(shù)， 可以實現(xiàn)幾丁寡糖的規(guī)模生產(chǎn)，從而開發(fā)新型的醫(yī)藥、功能食品、食品添加劑、飼料添加劑、 生物農(nóng)藥、促植物生長劑、植物抗逆劑等。
權(quán)利要求
1.一種制備幾丁寡糖的方法，其特征在于在質(zhì)量濃度O. 1% -50%的殼寡糖溶液中，加入乙酰化試劑，在0°C -100°c下反應(yīng)I分鐘-48小時，殼寡糖上的氨基經(jīng)選擇性乙酰化后，制備幾丁寡糖，幾丁寡糖的分子量為400-7000Da，氨基乙酰度為85% -100%，羥基沒有發(fā)生乙?；磻?yīng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的殼寡糖分子量為300-5000Da，脫乙酰度為1% -100%。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于殼寡糖溶液所使用的溶劑為水、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙酸、乙酸酐、乙醇、乙腈、甲醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、仲丁醇、I，3-丙二醇、I，4- 丁二醇、2，3- 丁二醇、I，2-丙二醇、卩比唆、三乙胺的一種或二種以上的混合物。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的乙?；噭橐宜狒⒁宜?、乙酰氯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、對硝基苯酚乙酸酯、苯酚乙酸酯的一種或二種以上的混合物，其加入量為原料殼寡糖中氨基摩爾數(shù)的1-20倍。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在反應(yīng)液中加入競爭試劑，會得到更好結(jié)果；競爭試劑為乙醇、甲醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、仲丁醇、I，3-丙二醇、I，4- 丁二醇、2，3-丁二醇、1，2_丙二醇的一種或二種以上的混合物；加入量為乙酰化試劑的摩爾數(shù)減去殼寡糖氨基摩爾數(shù)后的數(shù)值的1-10倍。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在反應(yīng)過程加入催化劑可以提高反應(yīng)速率，催化劑為吡啶、三乙胺、4-二甲氨基吡啶、二環(huán)己基碳二亞胺、N，N' -二異丙基碳二亞胺、1- (3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、N-羥基琥珀酰亞胺和N-羥基硫代琥珀酰亞胺的一種或二種以上的混合物，加入量為殼寡糖氨基摩爾數(shù)的0-100%。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于反應(yīng)完成的反應(yīng)液可以通過沉淀或者直接干燥的方式分離得到幾丁寡糖； 沉淀的方法為在反應(yīng)液中加入反應(yīng)液2-20倍體積的乙醇、乙醚、丙酮、石油醚、環(huán)己烷的一種或二種以上的混合，過濾，得到濾餅后，再采用上述沉淀劑洗滌2-5次，干燥得到幾丁寡糖粉末。
全文摘要
本發(fā)明公開一種制備幾丁寡糖的方法，在0.1％-50％的殼寡糖溶液中，加入乙酰化試劑，在0℃-100℃下反應(yīng)1分鐘-48小時，氨基經(jīng)選擇性乙酰化后，制備幾丁寡糖，幾丁寡糖的分子量為400-7000Da，氨基乙酰度為85％-100％，羥基沒有發(fā)生乙酰化反應(yīng)；本發(fā)明的方法過程簡單、產(chǎn)物易分離、易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。通過本發(fā)明的技術(shù)，可以實現(xiàn)幾丁寡糖的規(guī)模生產(chǎn)，從而開發(fā)新型的醫(yī)藥、功能食品、食品添加劑、飼料添加劑、生物農(nóng)藥、促植物生長劑、植物抗逆劑等。
文檔編號C07H1/00GK102993332SQ20111040931
公開日2013年3月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者杜昱光, 劉啟順, 趙小明, 趙靜玫, 陳瑋, 白雪芳 申請人:中國科學院大連化學物理研究所