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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201110409312.4 (22)申请日 2011.12.09 C08B 37/08(2006.01) C07H 5/04(2006.01) C07H 1/00(2006.01) (73)专利权人 中国科学院大连化学物理研究所 地址 116023 辽宁省大连市中山路 457 号 (72)发明人 杜昱光 刘启顺 赵小明 赵静玫 陈玮 白雪芳 (74)专利代理机构 沈阳科苑专利商标代理有限 公司 21002 代理人 马驰 KR 10-2005-0104910 A,2005.11.03, JP 特开平 5-320204 A,1993.12.。
2、03, CN 1654483 A,2005.08.17, CN 1401652 A,2003.03.12, CN 101343333 A,2009.01.14, JP 特开 2002-177000 A,2002.06.25, (54) 发明名称 一种制备几丁寡糖的方法 (57) 摘要 本发明公开一种制备几丁寡糖的方法, 在 0.1 -50的壳寡糖溶液中, 加入乙酰化试剂, 在0-100下反应1分钟-48小时, 氨基经选择 性乙酰化后, 制备几丁寡糖, 几丁寡糖的分子量为 400-7000Da, 氨基乙酰度为 85 -100, 羟基没 有发生乙酰化反应 ; 本发明的方法过程简单、 产 物易分离、。
3、 易于实现规模化生产。 通过本发明的技 术, 可以实现几丁寡糖的规模生产, 从而开发新型 的医药、 功能食品、 食品添加剂、 饲料添加剂、 生物 农药、 促植物生长剂、 植物抗逆剂等。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 薛发珍 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 102993332 B 2016.02.03 CN 102993332 B 1/1 页 2 1.一种制备几丁寡糖的方法, 其特征在于 : 在质量浓度 0.1 -50的壳寡糖溶液中, 加入乙酸酐, 在反应液中加入竞争试剂, 在 60 -100下反应 30 分。
4、钟 -48 小时, 制备几丁 寡糖, 几丁寡糖的分子量为 400-7000Da, 氨基乙酰度为 85 -100, 羟基没有发生乙酰化 反应 ; 竞争试剂为乙醇、 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- 丙二醇的一种或二种以上的混合物 ; 加入量为乙酰化试剂的摩尔数减去 壳寡糖氨基摩尔数后的数值的 1-10 倍。 2.按照权利要求1所述的方法, 其特征在于 : 所述的壳寡糖分子量为300-5000Da, 脱乙 酰度为 1 -100。 3.按照权利要求 1 所述的方法, 其特征在于 : 壳寡糖溶液所使用的溶剂为水、 。
5、二甲基亚 砜、 二甲基甲酰胺、 二甲基乙酰胺、 乙酸一种或二种以上的混合物。 4.按照权利要求 1 所述的方法, 其特征在于 : 反应完成的反应液通过沉淀或者直接干 燥的方式分离得到几丁寡糖 ; 沉淀的方法为在反应液中加入反应液 2-20 倍体积的乙醇、 乙醚、 丙酮、 石油醚、 环己烷 的一种或二种以上的混合, 过滤, 得到滤饼后, 再采用上述沉淀剂洗涤 2-5 次, 干燥得到几 丁寡糖粉末。 权 利 要 求 书 CN 102993332 B 2 1/4 页 3 一种制备几丁寡糖的方法 技术领域 0001 本发明涉及几丁寡糖, 具体的说就是有壳寡糖选择性乙酰化制备几丁寡糖的方 法。 技术背景。
6、 0002 几丁寡糖为几丁质的降解产物, 其结构为聚合度为2-20的-(1, 4)-糖苷键连接 的寡聚 N- 乙酰 -D- 氨基葡萄糖。研究表明几丁寡糖具有多种生物活性, 包括调节免疫、 抗 菌、 止血抗凝、 抗肿瘤转移、 降低血压、 清除自由基等活性, 对植物而言, 具有诱导抗病性、 促 进生长、 增强植物抗逆(抗旱、 抗寒)能力等活性, 可以应用于医药、 功能食品、 食品添加剂、 饲料添加剂、 生物农药、 促植物生长剂、 植物抗逆剂等领域, 具有广泛的市场前景。 0003 目前报道的制备几丁寡糖方法主要有化学法、 生物法和物理法。化学法主要采用 在高浓度酸如浓盐酸中降解几丁质, 该法污染大。
7、、 设备要求高、 后处理困难 ; 另外一种化学 法是以单糖为原料, 通过化学合成的方法制备几丁寡糖, 该法能得到纯度较高的几丁寡糖, 但是选择性低, 纯化困难, 难以规模生产 ; 物理法主要采用粒子束等处理几丁质, 生物法则 采用酶来降解几丁质制备几丁寡糖, 但是上述两种方法处理效率低, 目前都处于实验室研 究阶段。目前国内还没有几丁寡糖的规模化生产。 0004 几丁质脱乙酰基后可以得到水溶性的壳聚糖, 壳聚糖经酶解制备壳寡糖目前已经 实现规模化生产, 壳寡糖与几丁寡糖的最大区别在于 C2 位氨基是否乙酰化。本发明以壳寡 糖为原料, 通过 C2 位氨基的选择性乙酰化, 羟基不发生反应, 制备几。
8、丁寡糖 ; 本发明的方法 过程简单、 产物易分离、 易于实现规模化生产。通过本发明的技术, 可以实现几丁寡糖的规 模生产, 从而开发新型的医药、 功能食品、 食品添加剂、 饲料添加剂、 生物农药、 促植物生长 剂、 植物抗逆剂等。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种由壳寡糖经 C2 位氨基的选择性乙酰化反应制备几丁 寡糖的方法。 0006 为实现上述目标, 本发明采用的技术方案为 : 0007 一种制备几丁寡糖的方法, 其特征在于 : 在质量浓度 0.1 -50的壳寡糖溶液 中, 加入乙酰化试剂, 在 0 -100下反应 1 分钟 -48 小时, 壳寡糖上的氨基经选择性乙酰 化后, 。
9、制备几丁寡糖, 几丁寡糖的分子量为 400-7000Da, 氨基乙酰度为 85 -100, 羟基没 有发生乙酰化反应。 0008 所述的壳寡糖分子量为 300-5000Da, 脱乙酰度为 1 -100 0009 壳寡糖溶液所使用的溶剂为水、 二甲基亚砜、 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、 三乙胺的一种或二种以上的混合物。 0010 所述的乙酰化试剂为乙酸酐、 乙酸、 乙酰氯、 乙酸甲酯、 乙酸乙酯、 乙酸丙酯、 乙酸。
10、 说 明 书 CN 102993332 B 3 2/4 页 4 丁酯、 对硝基苯酚乙酸酯、 苯酚乙酸酯的一种或二种以上的混合物, 其加入量为原料壳寡糖 中氨基摩尔数的 1-20 倍。 0011 在反应液中加入竞争试剂, 会得到更好结果 ; 竞争试剂为乙醇、 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-丙二醇的一种或二种 以上的混合物 ; 加入量为乙酰化试剂的摩尔数减去壳寡糖氨基摩尔数后的数值的 1-10 倍。 0012 在反应过程加入催化剂可以提高反应速率, 催化剂为吡啶、 三乙胺、 4- 二甲氨基吡 啶、 二环己基碳。
11、二亚胺、 N, N - 二异丙基碳二亚胺、 1-(3- 二甲氨基丙基 )-3- 乙基碳二亚 胺盐酸盐、 N- 羟基琥珀酰亚胺和 N- 羟基硫代琥珀酰亚胺的一种或二种以上的混合物, 加入 量为壳寡糖氨基摩尔数的 0-100。 0013 反应完成的反应液可以通过沉淀或者直接干燥的方式分离得到几丁寡糖 ; 0014 沉淀的方法为在反应液中加入反应液 2-20 倍体积的乙醇、 乙醚、 丙酮、 石油醚、 环 己烷的一种或二种以上的混合, 过滤, 得到滤饼后, 再采用上述沉淀剂洗涤 2-5 次, 干燥得 到几丁寡糖粉末。 0015 本发明具有如下优点 : 0016 1. 本发明采用的技术方案较已报道的方法。
12、处理效率更高、 操作简单, 易于规模化 生产 ; 0017 2. 本发明的技术方案不需要对羟基进行保护, 直接对 C2 位的氨基进行选择性乙 酰化, 更具有经济性 ; 0018 3. 本发明的技术路线采用的原料易得, 壳寡糖已经实现规模生产, 本发明的技术 路线在规模化制备上更具有经济性和可行性。 附图说明 0019 图 1 几丁寡糖与几丁质和壳寡糖的红外光谱图的比较。 0020 图 2 为实施例 1 制备的几丁寡糖的 MALDI-MS TOF 图。 具体实施方式 0021 下面结合实施实例对本发明做进一步说明 : 0022 实施例 1 0023 取 5.0g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1。
13、700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 50mL 水中, 加入 3mL 甲醇, 加入 4- 二甲氨基吡啶 0.1g, 再加入乙酸酐 4.37mL, 于 60下反应 4 小时。往反 应液中加入 5 倍体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍, 置于真空干 燥箱中干燥 2 小时, 得到灰白色粉末 3.7g。经核磁共振谱计算, 乙酰度为 97, 羟基没有发 生反应 ; 红外光谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0024 实施例 2 0025 取 5.0g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 50mL 。
14、水中, 加入 3mL 甲醇, 再加入乙酸酐 4.37mL, 于 60下反应 4 小时。往反应液中加入 5 倍体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍, 置于真空干燥箱中干燥 2 小时, 得到灰白 色粉末 3.56g。经核磁共振谱计算, 乙酰度为 96, 羟基没有发生反应。红外光谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 说 明 书 CN 102993332 B 4 3/4 页 5 0026 实施例 3 0027 取 5.0g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 50mL 水中, 加入 3mL甲醇, 加入4。
15、-二甲氨基吡啶0.1g, 加入乙酸4.5mL, 于80下反应6小时, 往反应液中加 入 5 倍体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍, 置于真空干燥箱中干 燥 2 小时, 得到灰白色粉末 3.4g。经核磁共振谱计算, 乙酰度为 87, 羟基没有发生反应。 红外光谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0028 实施例 4 0029 取 5.0g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 50mL 二甲基亚 砜中, 加入 3mL 甲醇, 加入 4- 二甲氨基吡啶 0.1g, 加入二环己基碳二亚胺 6.3g,。
16、 加入乙酸 4.5mL, 于 80下反应 6 小时, 往反应液中加入 5 倍体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用 丙酮洗涤滤饼2-3遍, 置于真空干燥箱中干燥2小时, 得到灰白色粉末3.5g。 经核磁共振谱 计算, 乙酰度为 90, 羟基没有发生反应。红外光谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表 示没有羟基发生乙酰化。 0030 实施例 5 0031 取 5.0g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 50mL 水中, 加入 3mL 甲醇, 加入 4- 二甲氨基吡啶 0.1g, 加入 1-(3- 二甲氨基丙基 )-3- 乙基碳二亚胺盐酸盐 5.。
17、9g, 加入乙酸 4.5mL, 于 80下反应 6 小时, 往反应液中加入 5 倍体积的丙酮, 得到灰白色 沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼2-3遍, 置于真空干燥箱中干燥2小时, 得到灰白色粉末3.6g。 经核磁共振谱计算, 乙酰度为 91, 羟基没有发生反应。红外光谱图也在 1720cm-1左右没 有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0032 实施例 6 0033 取 2.5g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 25mL 二甲基乙酰 胺中, 加入4-二甲氨基吡啶0.1g, 加入对硝基苯酚乙酸酯6.5g, 于80下反应6小时, 往反 应液中加入 5 倍。
18、体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍, 置于真空干 燥箱中干燥 2 小时, 得到灰白色粉末 2.2g。经核磁共振谱计算, 乙酰度为 88, 羟基没有发 生反应。红外光谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0034 实施例 7 0035 取 5.0g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 50mL 水中, 加入 3.7mL正丁醇, 加入4-二甲氨基吡啶0.1g, 再加入乙酸酐4.37mL, 于60下反应4小时。 往 反应液中加入 5 倍体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍。
19、, 置于真空 干燥箱中干燥 2 小时, 得到灰白色粉末 3.8g。经核磁共振谱计算, 乙酰度为 94.5, 羟基没 有发生反应 ; 红外光谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0036 实施例 8 0037 取 2.5g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 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下反应 4 小时。往反应液中加入 5 倍 体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍, 置于真空干燥箱中干燥 2 小 时, 得到灰白色粉末 2.1g。。
20、经核磁共振谱计算, 乙酰度为 95, 羟基没有发生反应 ; 红外光 谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0038 实施例 9 说 明 书 CN 102993332 B 5 4/4 页 6 0039 取 2.5g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 25mL 水中, 加入 4.2mL 的 1, 4- 丁二醇, 加入吡啶 0.2mL, 再加入乙酸酐 2.2mL, 于 60下反应 4 小时。往反 应液中加入 5 倍体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍, 置于真空干 燥箱中干燥 2 小时, 得到灰白色。
21、粉末 2.05g。经核磁共振谱计算, 乙酰度为 93, 羟基没有 发生反应 ; 红外光谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0040 实施例 10 0041 取 2.5g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 25mL 水中, 加入 4.2mL 的 1, 4- 丁二醇, 加入三乙胺 0.3mL, 再加入乙酸酐 2.2mL, 于 70下反应 4 小时。往 反应液中加入 5 倍体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍, 置于真空 干燥箱中干燥 2 小时, 得到灰白色粉末 2.2g。经核磁共振谱计算, 乙酰。
22、度为 94, 羟基没有 发生反应 ; 红外光谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0042 实施例 11 0043 取 2.5g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 100mL 甲醇中, 加 入 4- 二甲氨基吡啶 0.1g, 再加入乙酸酐 3mL, 于 40下反应 4 小时。往反应液中加入 5 倍 体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍, 置于真空干燥箱中干燥 2 小 时, 得到灰白色粉末 2.4g。经核磁共振谱计算, 乙酰度为 92, 羟基没有发生反应 ; 红外光 谱图也在 1720cm-1左。
23、右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0044 实施 12 0045 取 2.5g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 100mL 乙酸中, 加 入 4- 二甲氨基吡啶 0.1g, 二环己基碳二亚胺 3.15g, 于 40下反应 4 小时。往反应液中加 入 5 倍体积的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼 2-3 遍, 置于真空干燥箱中干 燥 2 小时, 得到灰白色粉末 2.2g。经核磁共振谱计算, 乙酰度为 95, 羟基没有发生反应 ; 红外光谱图也在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0046 实施例 13 。
24、0047 取 2.5g 壳寡糖 ( 分子量为 300-1700Da, 脱乙酰度为 90 ) 溶于 50mL 二甲亚砜 中, 加入甲醇 1.5mL, 再滴加入乙酰氯 3g, 于室温下反应 4 小时。往反应液中加入 5 倍体积 的丙酮, 得到灰白色沉淀, 过滤后用丙酮洗涤滤饼2-3遍, 置于真空干燥箱中干燥2小时, 得 到灰白色粉末2.4g。 经核磁共振谱计算, 乙酰度为97, 羟基没有发生反应 ; 红外光谱图也 在 1720cm-1左右没有吸收峰, 也表示没有羟基发生乙酰化。 0048 本发明的方法过程简单、 产物易分离、 易于实现规模化生产。通过本发明的技术, 可以实现几丁寡糖的规模生产, 从而开发新型的医药、 功能食品、 食品添加剂、 饲料添加剂、 生物农药、 促植物生长剂、 植物抗逆剂等。 说 明 书 CN 102993332 B 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102993332 B 7 。