专利名称：iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种iota-卡拉胶寡糖，具体地说是涉及一种聚合度为2-20的 iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体及其制备方法。
背景技术：
卡拉胶(Carrageenan)是一类由半乳糖及半乳糖衍生物构成的线性高分子 化合物。卡拉胶主要有kappa、 lambda和iota三种类型，其中iota-卡拉胶是由 1，3-连接-4-硫酸基-P -D-半乳糖(G4S)和1，4-连接-2-硫酸基-3，6-内醚-a-D-半乳糖
(A2S)交替连接而成的线性聚阴离子高分子聚合物。卡拉胶作为一种天然硫酸 多糖类化合物，已广泛应用于食品、医药和化工等领域。近年来，卡拉胶寡糖 及其衍生物的许多重要生物学功能和生理活性逐渐被人们所认识，并在抗肿瘤、 抗病毒、抗凝血、抗溃疡、抗氧化及免疫调节等方面都显示出良好的应用前景
(王长云等，ZL031389740)。目前文献有关iota-卡拉胶寡糖单体的制备主要采 用iota-卡拉胶酶法，该法通过水解iota-卡拉胶中e -1,4糖苷键制备寡糖，该法制 备的所有寡糖分子的非还原端均为2-硫酸-3，6-内醚半乳糖(A2S)，还原端为4-硫 酸半乳糖(G4S),所得到的寡糖称为新-iota-卡拉胶寡糖(Svein H. Knutsen， et al, Carbohydrate Research, 2001， 331(1):101-106; Gurvan Michel et al.， J. Biol. Chem., 2001, 276(43): 40202- 40209)。虽有专利报导了酸法降解制备K-卡拉胶偶数寡糖 醇单体和琼胶偶数寡糖醇单体(于广利等，CN100999537;于广利等， CN101012249),但是目前还未见釆用还原酸法降解制备iota-卡拉胶偶数寡糖醇 单体的报导。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有新型结构的iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体及其 制备方法，能弥补现有技术的上述需求。
一种iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体，其特征是聚合度为2-20，分子通式为 C12n+12H16n+2()015n+16S2n+2Na2n+2，式中n=0-9;结构通式如下所示<formula>formula see original document page 4</formula>式中n=0-9。
上述iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体的制备方法，其特征是在还原剂存在下用 酸或氢型阳离子交换树脂使iota-卡拉胶加热降解，过滤，滤液用碱中和，经浓 縮，醇沉，洗涤，以碳酸氢铵水溶液为流动相，经Superdex 30或Bio Gel P10 柱色谱分离，按洗脱峰收集，浓縮，冷冻干燥。
本发明的制备方法工艺操作简单，无三废污染，产品性能稳定，制备效率 高。本发明的iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体可用作硫酸寡糖分子量标准化试剂。
附图1为本发明的iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体的低压柱色谱分离图。 附图2为本发明的iota-卡拉胶六糖醇的红外光谱图。 附图3为本发明的iota-卡拉胶六糖醇的电喷雾离子化质谱图。 附图4为本发明的iota-卡拉胶六糖醇的核磁共振碳谱图。
具体实施例方式
实施例1
用浓度为0.1-0.5 mol/L的盐酸将iota-卡拉胶溶解成l-5。^(W/W)的水溶液， 然后加入硼氢化钠，硼氢化钠在该水溶液中的浓度为0.2-2.0mol/L，使水溶液中 的iota-卡拉胶在搅拌下于50-95'C控时降解30-480分钟后，过滤，滤液用氢氧 化钠水溶液中和，旋转蒸发浓縮后，用无水乙醇沉淀、洗涤，沉淀用水溶解后 再以0.2mol/L的碳酸氢铵水溶液为流动相，用Superdex 30填料进行柱色谱分离， 用示差检测器进行检测，按洗脱峰合并收集，浓縮，冷冻干燥即得本发明的iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体。本实施例中所述的盐酸可改用硫酸、硝酸、甲酸、乙酸、草酸、拧檬酸或
三氟乙酸；所述的硼氢化钠可改用硼氢化钾、硼氢化锂，吗啉硼烷或4-甲基吗 啉硼烷；所述的氢氧化钠可改用氢氧化钾或氢氧化铵；所述的乙醇可改用甲醇、 丙酮或异丙醇；所述的Superdex 30可改用BioGel PIO。 实施例2
将iota-卡拉胶用水溶解成0.5-5X(W/W)的水溶液，加入2-20克氢型'阳离 子交换树脂，然后加入4-甲基吗啉硼烷，使4-甲基吗啉硼烷浓度为0.2-2.0mol/L， 将上述水溶液在搅拌下于50-95'C控时降解30-480分钟后过滤，滤液用氢氧化铵 中和，过滤后经旋转蒸发浓縮后，用丙酮沉淀、洗涤，再以0.2mol/L的碳酸氢 铵水溶液为流动相，用BioGel P10填料进行柱色谱分离，用示差检测器进行检 测，按洗脱峰合并收集，浓縮，冷冻干燥即得本发明的iota-卡拉胶偶数寡糖醇 单体。
本实施例中所述的氢型i阳离子交换树脂为732树脂、Dowex AG50W X4 树脂或AmberiitelR-120H树脂；所述的4-甲基吗啉硼烷可改用硼氢化钠、硼氢 化钾、硼氢化锂或吗啉硼垸；所述的氢氧化铵可改用氢氧化钠或氢氧化钾；所述 的丙酮可改用乙醇、甲醇或异丙醇；所述的BioGelP10填料可改用Superdex 30; 所得iota-卡拉胶寡糖醇单体可以是其钠盐、钾盐或者铵盐。
本发明的10种iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体的理论分子量依次为530.38、 1040.74、 1551.10、 2061.46、 2571.81、 3082.16、 3592.52、 4102.88、 4613.24 和5123.59道尔顿。
如图1所示，采用Superdex 30填料可以将聚合度为2-20的iota-卡拉胶偶 数寡糖醇进行良好分离，BioGelPlO可以得到类似的分离结果。
如图2所示，在1233cm"和848ctrT1以及801cm"处都有强吸收峰，分别为 S=0伸縮振动和G4S中Q-O-S以及A2S中C2-OS的特征吸收，928cm"处为 3，6-内醚半乳糖特征吸收，1072cm'1处为吡喃半乳糖特征吸收，表明本发明制得 的iota-卡拉胶寡糖醇单体均具有iota-卡拉胶的结构特征。
如图3所示，质荷比(M/Z) 471.8处为[M-6Na+3Hf峰；445.1处为 [M-5Na-NaHS03+2H]3-峰；418.5处为[M-4Na-2NaHS03+H]3-峰；391.8处为[M-3Na-3NaHS03]3-峰；313.6处为[M-4Na-2NaHS03]4-峰；266.7处为 [M-5Na-NaHS03]、峰；235.4处为[M-6Naf峰。经计算Mr=1550.4,为iota-卡拉胶 六糖醇钠盐的实测分子量，与其理论分子量1551.1道尔顿相符。图4为iota-卡拉胶六糖醇的核磁共振碳谱图，各糖残基的碳谱信号归属如 表1所示。表1: iota-卡拉胶六糖醇各糖残基中碳信号归属糖残基c2c3c4c5c6G4S肌102.7671.5772.6772.0874.4961.10A2Snre91.6275.8181.5886.4276.3868.88G4Sint102.6170.6178.0371.4674.4960.80A2Sint91.5475.6181.5886.4276.2868.81G4Sre102.1870.6177.9871.2174.4960.50A2Sre-OH62.7477.4383.1687.2076.4869.41本发明利用iota-卡拉胶分子中a -1，3-糖苷键的酸不稳定性和糖醇的稳定性， 采用还原剂存在下的酸水解法并结合柱色谱分离获得了系列iota-卡拉胶偶数寡 糖醇单体，该制备方法简单、成本低。虽然理论上可采用化学合成的方法来制 备iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体，但因涉及羟基的保护和脱保护、糖残基间的选 择性连接以及因定位硫酸酯化修饰遇到的系列问题，其技术难度较大、得率低、 合成成本高、安全性差。本发明制得的iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体分子中还原端为2-硫酸-3，6-内醚 半乳糖斷A2S-OH),非还原端为4-硫酸半乳糖(G4S)，即所有寡糖单体均具有 [G4S-M，4-A2S-OH]n重复结构特点，其结构与iota-卡拉胶酶法制得的偶数寡糖 结构([A2S-a l,3-G4S]n)明显不同，这些结构新颖的化合物，不仅丰富了海 洋寡糖库数据内容，而且对于开展不同结构类型卡拉胶寡糖与人类疾病发生、 发展的关系等具有十分重要的意义。
权利要求
1一种iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体，其特征是聚合度为2-20，分子通式为C12n+12H16n+20O15n+16S2n+2Na2n+2，式中n＝0-9；结构通式如下所示id="icf0001" file="S2008100161099C00011.gif" wi="120" he="35" top= "62" left = "51" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>式中n＝0-9。
2.权利要求1所述的iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体的制备方法，其特征是 将iota-卡拉胶在还原剂存在下用酸或氢型阳离子交换树脂在50-95'C控 时降解30-480分钟，过滤后用碱中和，经浓縮，醇沉，洗涤，以碳酸 氢铵水溶液为流动相，经Superdex30或BioGelP10柱色谱分离，按洗 脱峰收集，浓縮，冷冻干燥。
3.如权利要求2所述iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体的制备方法，其特征是 所述的还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化锂、吗啉硼烷或4-甲基 吗啉硼烷；所述的酸为盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸 或三氟乙酸；所述的氢型，阳离子交换树脂为732树脂、DowexAG50W X4树脂或AmberlitelR-120H树脂；所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或 氢氧化铵；所述的醇为甲醇、乙醇或异丙醇；所述的iota-卡拉胶寡糖 醇单体为钠盐、钾盐或者铵盐。
全文摘要
一种iota-卡拉胶偶数寡糖醇单体，其特征是聚合度为2-20，分子通式为C<sub>12n+12</sub>H<sub>16n+20</sub>O<sub>15n+16</sub>S<sub>2n+2</sub>Na<sub>2n+2</sub>，(其中n＝0-9)。制备时将iota-卡拉胶在还原剂存在下用酸或氢型阳离子交换树脂于50-95℃控时降解30-480分钟，过滤后用碱中和，经浓缩，醇沉，洗涤，再经Superdex 30或者Bio GelP10柱色谱分离，以碳酸氢铵水溶液为流动相，采用示差检测器检测，按洗脱峰合并收集，浓缩，冷冻干燥。本发明的制备工艺简单，成本低，无三废污染，寡糖制备效率高，产品性能稳定。本发明的iota-卡拉胶寡糖醇单体可用作硫酸寡糖分子量标准化试剂。
文档编号C07H11/00GK101279991SQ200810016109
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月5日 优先权日2008年5月5日
发明者于广利, 波 杨, 焦广玲, 峡 赵, 翠 郝 申请人:中国海洋大学