一种β-寡聚酸、其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型寡聚活性因子β-寡聚酸及其制备方法和用途。本发明的β-寡聚酸，是将植物纤维素降解并同时将第6位羟基进行羧基化转化后，得到的聚合度在4-20的寡聚葡萄糖醛酸。本发明利用同步降解羧基化工艺所得的β-寡聚酸可作为一类新型的生物活性因子，由于含有多羧基基团，在农业生产中应用主要表现在作为植物生长调节剂具有非特征性调节植物营养及生殖生长，提高农作物的产量和品质，作为微量元素的螯合稳定剂，可有效增强微量元素的稳定性，促进植物对微量元素的吸收利用。
【专利说明】一种β-寡聚酸、其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工领域，尤其是涉及一种新型寡聚活性因子β -寡聚酸及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002]植物纤维资源作为我国北方生产量最多的生物质资源，以玉米秸杆为主，在饲料化、肥料化、能源化、原料化等方面，科学工作者进行了深入的研究，取得了众多的科研成果，也得到了广泛的应用，但由于植物秸杆纤维资源特殊的特性及广泛的再生性，目前，植物秸杆资源还存在着极大地浪费和对环境存在着潜在的威胁，植物秸杆能源化的开发在我国的固化成型技术方面的开发研究有了突破性进展，但在植物秸杆生物降解转化液体乙醇燃料方面的研究很缓慢，至今产业化未能有实质性的突破，肥料化及饲料化的技术水平还处在低值化开发阶段，短期内未发现相关先进的产业化技术出现，原料化开发目前还停留在CMC生产工艺技术阶段。虽然秸杆资源加工技术涵盖了物理的、化学的、生物的或复合的技术集成，但秸杆的高值化技术开发在国内外上属于初级阶段。尤其是秸杆纤维资源的生物活性因子的提取，衍生物的合成，生物活性的鉴定与应用等方面的基础研究报道甚少，由于植物秸杆纤维结构的复杂性，在低聚糖研究领域，纤维低聚糖制备方面的研究报道只限于基础研究，获得的可溶性低聚糖也限于4个单体结构，大于5糖的低聚糖即成水不溶状态，然而众多的研究报道证实，低聚糖表现最佳的生物学功能的分子为6-20糖之间，由于纤维低聚糖的较大分子不溶性，也限制了其生物学性能的研究开发，同时由于秸杆纤维的刚性结构，在制备低聚糖工艺上造成原料损失率大，生产效率低，周期长、产品提取率低，至今尚未形成成熟可产业化的工艺技术。因而阻碍了秸杆纤维的高值化开发研究，秸杆纤维转化有机酸的研究是对秸杆纤维精深加工和创造高附加值产品的重要研究开发方向，尤其是开发带多羧基基团的具有强烈生物学功能的低聚活性物分子(6-20单糖组成)，目前在此方向上国内外尚无关键技术及相关技术标准的公开报道。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题是提供一种新型寡聚活性因子β_寡聚酸及其制备方法和用途。
[0004]本发明制备出一种新型的寡聚酸，其分子结构式为以下所示:
[0005]
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【权利要求】
1.一种β-寡聚酸，其分子结构式为以下所示:
2.根据权利要求1所述的β-寡聚酸，其特征在于:所述β -寡聚酸是将植物纤维素降解并同时将第6位羟基进行羧基化转化后，得到的聚合度在4-20的寡聚葡萄糖醛酸，即β-寡聚酸。
3.根据权利要求2所述的β-寡聚酸，其特征在于:所述β-寡聚酸中，6-葡萄糖醛酸的羧基含量为25%，即植物纤维素有20-80%的C6位上的羟基氧化为羧基。
4.根据权利要求2或3所述的β-寡聚酸，其特征在于:所述植物纤维素来自于玉米稻杆、棉花稻杆、棉绒、水稻稻杆、小麦稻杆、和/或树干。
5.权利要求1-4任一项所述的β_寡聚酸的制备方法，包括如下步骤:将植物纤维素在无机酸组成的溶剂中进行溶解，然后以羧化剂作为催化剂，在开放式反应体系中将纤维素降解并同时将第6位羟基进行羧基化转化，得到聚合度在4-20的寡聚葡萄糖醛酸，即β-寡聚酸。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:所述溶解时的温度控制在40-80°C，降解温度30-50°C。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:所述溶剂由硫酸、磷酸、盐酸和水组成，体积比为:1:3:5:1。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:所述羧化剂为次氯酸钠、过氧化氢、过氧乙酸、亚硝酸钠、氮气中的一种或几种。
9.权利要求1-4任一项所述的β-寡聚酸用于植物生长调节剂。
10.权利要求1-4任一项所述的β-寡聚酸用于生物源农肥原料中间体。
【文档编号】C07H1/00GK103497260SQ201310429216
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】胡雪芳, 刘卫萍, 张志民, 梁亮, 王士奎 申请人:农业部规划设计研究院