阅读说明：本技术 一种抗hiv活性肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯的合成方法 (Synthetic method of anti-HIV (human immunodeficiency virus) active cinnamic acid/o-chlorobenzoic acid bagasse xylan diester ) 是由 李和平 葛文旭 杨锦武 李明坤 张淑芬 郑光绿 耿恺 柴建啟 杨莹莹 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗HIV活性肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯的合成方法。以蔗渣木聚糖为主要原料,以肉桂酰氯为酯化剂,三乙胺为催化剂,首先在二氯甲烷溶剂中经第一步酯化反应合成了肉桂酸蔗渣木聚糖酯；再以邻氯苯甲酰氯为酯化剂,吡啶与<I>N</I>,<I>N’</I>-二异丙基碳二亚胺(DIC)为复合催化剂,经过第二步复合催化酯化反应合成肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯。本发明通过两次酯化反应,产物兼具肉桂酸蔗渣木聚糖酯和邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖酯的性质,生物活性增强,拓宽了木聚糖衍生物在生物、医药等领域的应用范围。(The invention discloses a method for synthesizing anti-HIV active cinnamic acid/o-chlorobenzoic acid bagasse xylan diester. The method comprises the following steps of (1) synthesizing bagasse xylan cinnamate by taking bagasse xylan as a main raw material, cinnamoyl chloride as an esterifying agent and triethylamine as a catalyst through a first-step esterification reaction in a dichloromethane solvent; then o-chlorobenzoyl chloride is used as esterifying agent, pyridine and N , N' and (3) synthesizing cinnamic acid/o-chlorobenzoic acid bagasse xylan diester through a second step of composite catalytic esterification reaction by using diisopropyl carbodiimide (DIC) as a composite catalyst. Through two esterification reactions, the product has the properties of the cinnamic acid bagasse xylan ester and the o-chlorobenzoic acid bagasse xylan ester, the biological activity is enhanced, and the application range of the xylan derivative in the fields of biology, medicine and the like is widened.)

一种抗HIV活性肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯的合成 方法

技术领域

本发明涉及精细化工领域，特别是一种抗HIV活性肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯的合成方法。

背景技术

艾滋病在世界范围内的传播较快，严重威胁着人类的健康和社会的发展。木聚糖复杂的分子结构赋予了其独特的生物活性,特别是木聚糖在抗HIV病毒方面表现出的极大活性引起了国内外研究者的关注。木聚糖水溶性差，活性较低，通过酯化等化学修饰改性可以弥补木聚糖的缺陷，进而提高木聚糖的生物活性。由于对木聚糖酯化衍生物的空间构效关系研究难度较大，并且相关研究主要集中于木聚糖单酯化衍生物，如合成木聚糖硫酸酯、木聚糖羧酸酯等，对木聚糖双酯化衍生物的研究尚停留在起步阶段。

木聚糖的酯化改性是木聚糖较为成熟的化学改性方法之一，木聚糖经过酯化改性后，其水溶性、热稳定性和抗病毒活性都有明显提高。研究发现，蔗渣木聚糖单酯化衍生物中肉桂酸蔗渣木聚糖酯具有抑制艾滋病病毒复制的作用，邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖酯具有抗HIV的效果。但是单酯化衍生物产生的抗生物活性有限，通过对蔗渣木聚糖进行双酯化改性，同时引入肉桂酸和邻氯苯甲酸两种抗HIV活性基团，得到具有双活性的蔗渣木聚糖双酯化衍生物，相比于蔗渣木聚糖单酯化衍生物，其抗HIV活性进一步提高，对木聚糖药用价值的开发和利用具有重要价值。

本发明以蔗渣木聚糖为主要原料，以肉桂酰氯为酯化剂，三乙胺为催化剂，首先在二氯甲烷溶剂中经第一步酯化反应合成了肉桂酸蔗渣木聚糖酯；再以邻氯苯甲酰氯为酯化剂，吡啶与N,N'-二异丙基碳二亚胺(DIC)为复合催化剂，经过第二步复合催化酯化反应合成肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯。该产物兼具肉桂酸蔗渣木聚糖酯和邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖酯的性质，生物活性增强。

发明内容

本发明的目的是为了克服蔗渣木聚糖单改性衍生物的抗HIV活性不足等问题，提供了一种抗HIV活性肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯的合成方法。

本发明的具体步骤为：

(1)将20～25g蔗渣木聚糖置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时，得干基蔗渣木聚糖。

(2)称取10～15g肉桂酰氯于50mL烧杯中，加入20～30mL分析纯二氯甲烷，于室温下搅拌5～8分钟得酯化剂溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗内，备用。

(3)称取15～20g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖，置于装有搅拌器、温度计、回流冷凝装置的250mL四口烧瓶中，再依次加入30～40mL分析纯二氯甲烷、3～4mL分析纯三乙胺，在室温下搅拌20～30分钟，得蔗渣木聚糖活化液。

(4)将步骤(3)体系升温至60～65℃，开始滴加步骤(2)配置的酯化剂溶液，控制滴加时间为3～4小时。待酯化剂溶液滴加完毕后，继续反应1～2小时，将物料冷却至室温。

(5)向步骤(4)所得物料中加入30～40mL分析纯丙酮，搅拌均匀，沉析40～50分钟，过滤并依次用20～30mL去离子水和20～30mL分析纯无水乙醇洗涤、抽滤2～3次。将滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时，得到肉桂酸蔗渣木聚糖酯。

(6)将5～10g邻氯苯甲酸、50～60mL质量分数为3％～5％的氢氧化钠溶液依次加入到装有搅拌器、温度计、回流冷凝装置的250mL四口烧瓶中，在室温下搅拌30～50分钟，得邻氯苯甲酸钠盐溶液。

(7)称取20～25g步骤(5)所得肉桂酸蔗渣木聚糖酯加入到步骤(6)所得邻氯苯甲酸钠盐溶液中，在室温下搅拌40～60分钟，然后加入30～40mL质量分数为1％～5％的盐酸调节反应液pH至6～7，再加入2～3mL分析纯吡啶、1～2.5mL分析纯N,N'-二异丙基碳二亚胺即DIC，升温至50～60℃，搅拌下反应4～6小时。反应结束后用40～50mL质量分数为5％的盐酸溶液将体系pH调至4～5，将体系温度降至室温，继续搅拌30～60分钟。

(8)将步骤(7)所得物料倒入100mL烧杯中，加入30～50mL分析纯无水乙醇沉析30～50分钟，过滤并依次分别用20～30mL去离子水和20～30mL分析纯无水乙醇洗涤、抽滤2～3次。将滤饼放入表面皿中，置于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时，得到肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯。

(9)采用酸碱滴定法对步骤(8)所得最终产物肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯进行酯化取代度的测定，具体方法及步骤如下：准确称量约0.5g的产物样品，放入250mL锥形瓶中，加入5mL去离子水，然后滴入3滴酚酞指示剂。加入2.5mL浓度0.5mol/L的氢氧化钠溶液，摇匀。在室温下震荡皂化1小时。用10mL去离子水冲洗塞子与锥形瓶的内壁，再用0.5mol/L盐酸标准溶液滴定至无色，即为终点。记录消耗盐酸标准溶液的体积V₁。在相同条件下，用酯化前的蔗渣木聚糖进行空白滴定，记录消耗盐酸标准溶液体积V₀。目标产物酯化取代度(DS)按照下面公式计算：

式中：

W_C——双酯化蔗渣木聚糖中含有酯羰基的质量分数，％；

V₀——滴定蔗渣木聚糖使用HCI标准溶液的量，单位mL；

V₁——滴定目标产物所用的盐酸的标准溶液量，单位mL；

C_HCl——盐酸标准溶液的浓度，单位mol/L；

m——目标产物样品的质量，单位g；

DS——双酯化蔗渣木聚糖衍生物即目标产物的取代度；

M——酰基脱水木糖接枝衍生物单元的相对分子质量。

本发明通过两步酯化反应合成了最终产物肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯。所得目标产物不仅改善了原蔗渣木聚糖的理化性质，而且通过引入肉桂酸和邻氯苯甲酸中的两种活性基团，大大增强了蔗渣木聚糖的抗HIV活性。

附图说明

图1为原蔗渣木聚糖的SEM照片。

图2为肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯的SEM照片。

图3为原蔗渣木聚糖的IR图。

图4肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯的IR图。

图5为原蔗渣木聚糖的XRD图。

图6为肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯的XRD图。

图7为原蔗渣木聚糖的TG及DTG曲线。

图8为肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯的TG及DTG曲线。

具体实施方式

实施例：

(1)将20g蔗渣木聚糖置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时，得干基蔗渣木聚糖。

(2)称取15g肉桂酰氯于50mL烧杯中，加入20mL分析纯二氯甲烷，于室温下搅拌7分钟得酯化剂溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗内，备用。

(3)称取15g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖，置于装有搅拌器、温度计、回流冷凝装置的250mL四口烧瓶中，再依次加入30mL分析纯二氯甲烷，3mL分析纯三乙胺，在室温下搅拌30分钟，得蔗渣木聚糖活化液。

(4)将步骤(3)体系升温至60℃，开始滴加步骤(2)配置的酯化剂溶液，控制滴加时间为4小时。待酯化剂溶液滴加完毕后，继续反应2小时，将物料冷却至室温。

(5)向步骤(4)所得物料中加入40mL分析纯丙酮，搅拌均匀，沉析50分钟，过滤并依次用20mL去离子水和20mL分析纯无水乙醇洗涤、抽滤3次。将滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时，得到肉桂酸蔗渣木聚糖酯。

(6)将10g邻氯苯甲酸、50mL质量分数为5％的氢氧化钠溶液依次加入到装有搅拌器、温度计、回流冷凝装置的250mL四口烧瓶中，在室温下搅拌40分钟，得邻氯苯甲酸钠盐溶液。

(7)称取20g步骤(5)所得肉桂酸蔗渣木聚糖酯加入到步骤(6)所得邻氯苯甲酸钠盐溶液中，在室温下搅拌50分钟，然后加入30mL质量分数为5％的盐酸调节反应液pH至7，再加入2mL分析纯吡啶、1.5mL分析纯N,N'-二异丙基碳二亚胺，升温至55℃，搅拌下反应5小时。反应结束后用40mL质量分数为5％的盐酸溶液将体系pH调至5，将体系温度降至室温，继续搅拌40分钟。

(8)将步骤(7)所得物料倒入100mL烧杯中，加入40mL分析纯无水乙醇沉析40分钟，过滤并依次分别用30mL去离子水和30mL分析纯无水乙醇洗涤、抽滤3次。将滤饼放入表面皿中，置于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时，得到肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯。

(9)采用酸碱滴定法对步骤(8)所得蔗渣木聚糖肉桂酸/邻氯苯甲酸双酯的酯化度进行测定，得到产物DS为0.30。

产物肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯经SEM分析，双酯化后的蔗渣木聚糖表面形态改变，新基团的引入使得原蔗渣木聚糖表面裂纹被填充，表面出现新的结晶状形态。经IR分析，3424.13cm^-1为木聚糖骨架羟基伸缩振动吸收峰，2922.71cm^-1为C—H对称伸缩振动吸收峰，在1785cm^-1和1722cm^-1处分别为邻氯苯甲酸酯基和肉桂酸酯基的特征吸收峰；另外1636cm^-1处是烯烃类化合物的C＝C伸缩振动吸收峰，1590cm^-1和1464cm^-1处是苯环上芳环骨架伸缩振动峰，743cm^-1为苯环上邻位取代C—Cl特征吸收峰。综合以上分析说明，通过两步酯化反应，蔗渣木聚糖成功地键接上了邻氯苯甲酰基和肉桂酰基。经XRD分析，双酯的蔗渣木聚糖在12°、22°、24°、39°等处出现新的较强的特征衍射峰，总的峰面积增多，说明蔗渣木聚糖双酯化衍生物分子排列的规则性增强，结晶区域变大，结晶度增强。分析产品的TG及DTG曲线，在250～400℃范围内，肉桂酸/邻氯苯甲酸蔗渣木聚糖双酯分解的很快，损失率达70％，说明产品的热稳定性降低。