聚α-1,3-葡聚糖酯和由其所得膜的制备_5

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mL)中,在45°C下振荡4小时。使用的色谱分离体系为得自Waters公司 (Milford,MA)的Alliance?2695分离模块,带有三个联机检测器:得自Waters的微分 折射仪2410,得自Wyatt Technologies(Santa Barbara,CA)的多角度光散射光度计 Heleos?8+,和得自Wyatt Technologies的微分毛细管粘度计ViscoStar?。SEC所用的柱 子为两根 Shodex(Showa Denko America,New York)GPC HFIP-806M?苯乙稀-二乙烯基苯 柱和一根Shodex GPC HFIP-804M?苯乙烯-二乙烯基苯柱。移动相为具有0.0 lM三氟乙 酸钠的复馏HFIP。所用色谱分离条件为柱室和检测器室50°C,样品室和注射室40°C,流速 0. 5mL/min,并且注射体积100 μ L。用于数据简化的软件包为得自Wyatt的Astra 6版(三 合一检测方法以及柱校正)。
[0149] 实例 1
[0150] 经酸夺换的聚α-1,3-葡聚糖的制备
[0151] 该实例描述了制备经酸交换的聚α-1,3-葡聚糖,其可用于制备聚α-1,3-葡聚 糖的酯衍生物。
[0152] 如下制备经酸交换的聚α-l,3-葡聚糖:将IOg聚α-l,3-葡聚糖放入到具有 150mL Dl水的250mL玻璃烧杯中。将该混合物在热板上沸腾一小时,之后通过真空过滤回 收聚α-1,3-葡聚糖。然后使聚α-1,3-葡聚糖在室温下经历将其与IOOmL冰乙酸搅拌的 酸交换步骤两次,然后真空过滤从而提供经酸交换的聚α -1,3-葡聚糖。
[0153] 也可依照上文方法,但是使用丙酸或丁酸替代乙酸,制备经酸交换的聚α-1, 3-葡聚糖的其它形式。
[0154] 由这些技术制得的经酸交换的聚α-1,3-葡聚糖用于以下某些实例中以制备各 种聚α-1,3_葡聚糖酯衍生物。由于酸交换处理从聚α-1,3_葡聚糖中除去水,将经酸交 换的聚α-1,3_葡聚糖引入与酸酐的酯化反应中,不引入可与酸酐反应的水。
[0155] 实例 2
[0156] 聚α-1,3-葡聚糖乙酸醅的制备
[0157] 该实例描述了制备葡聚糖酯衍生物聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯。
[0158] 在配备有磁力搅拌棒、热电偶和冷凝器的500mL圆底烧瓶中,将实例1中使用乙酸 制得的经酸交换的聚α -1,3-葡聚糖(IOg)加入到包含180mL乙酸和I. 84g硫酸的混合物 中。将该混合物在环境温度下搅拌1分钟,之后将乙酸酐(50mL)加入到混合物中。使反应 在环境温度下进行30分钟,然后在35°C水浴中加热20分钟,然后在50°C下加热30分钟。 所得反应制剂不包含任何固体。然后将反应从水浴中取出,并且使其冷却15分钟以达到 42°C。然后用25mL 70%乙酸淬灭反应,并且搅拌40分钟。使用气动共混机和Dl水,沉淀 聚α-1,3-葡聚糖乙酸酯。在30分钟内用水将固体洗涤两次,然后用5%碳酸氢钠洗涤一 次。接着最后用水洗涤聚α_1,3-葡聚糖乙酸酯固体,直至达到中性pH(两次水洗)。经由 真空过滤收集固体,在真空下干燥,并且经由NMR和SEC表征。该方法获得具有2. 3的DoS 和29170的Mn的聚α-1,3-葡聚糖乙酸酯。
[0159] 从而,制备并且分离出酯衍生物聚α-1,3-葡聚糖乙酸酯。
[0160] 实例 3
[0161] 聚α-1,3-葡聚糖乙酸醅的其它制备
[0162] 该实例描述了使用各种反应条件制备葡聚糖酯衍生物聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯。
[0163] 如实例1使用乙酸,制得经酸交换的聚α-1,3-葡聚糖。在配备有磁力搅拌棒和 热电偶的500mL圆底烧瓶中,制备180mL乙酸和0. 08g浓硫酸的混合物;将该混合物冷却至 18°C。将经酸交换的聚α-1,3_葡聚糖(IOg)缓慢加入到冷却的混合物中,并且搅拌1分 钟。然后将乙酸酐(50mL)加入到混合物中。不加热使反应进行10分钟,然后在35°C水浴 中加热20分钟。使用冰浴,在7分钟内将没有任何固体的所得反应冷却至22°C。然后用 25mL 70%乙酸淬灭反应,并且搅拌40分钟。如实例2中所述,使聚α-1,3-葡聚糖乙酸酯 沉淀、洗涤并且分析。该方法获得具有2. 41的DoS和73960的Mn的聚α -1,3-葡聚糖乙 酸酯。
[0164] 使用不同浓度的试剂能够形成不同的酯产物。下表1示出使用与上文方法相类似 的方法,但是采用如表中所示的某些修改而合成出的不同的聚α-1,3_葡聚糖乙酸酯。表 1中的结果表明,通过改变反应条件和反应中所用的聚α_1,3-葡聚糖原料的分子量,可改 变酯产物中乙酰基基团的DoS以及产物的分子量。
[0165] 表 1
[0166] 由聚α-1,3-葡聚糖制得的聚α-1,3-葡聚糖乙酸醅
[0167]
[0168] a加热反应后的温度。
[0169] 从而,制备并且分离出各种形式的酯衍生物聚α-1,3-葡聚糖乙酸酯。
[0170] 实例 4
[0171] 聚α-1,3-葡聚糖乙酸醅的其它制备
[0172] 该实例描述了具有水解步骤的制备聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯的方法。
[0173] 将实例1中使用乙酸制得的经酸交换的聚α-1,3_葡聚糖(28g)加入到包含 93. 4mL乙酸和2. 24g浓硫酸的混合物中,并且混合。将该混合物加入到配备有顶置式搅拌 器和热电偶的IL带夹套的反应容器中,并且使用再循环浴冷却至12°C。然后将反应混合 物搅拌1分钟,之后加入乙酸酐(89mL)。使用设至42°C的再循环浴,将反应加热40分钟。 用15. 25g(24% )乙酸镁和过量的水将没有任何固体的该阶段反应淬灭以降低硫酸含量至 2%。然后在25分钟内将反应加热至100°C,之后在该温度下搅拌2小时。通过加入5%过 量的24%乙酸镁(6. Ig),将反应完全淬灭。如实例2,使聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯沉淀、洗 涤并且分析。该方法获得具有2. 58的DoS的聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯。
[0174] 从而,使用包括水解步骤的方法制得酯衍生物聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯。
[0175] 实例 5
[0176] 经由聚α-1,3-葡聚糖三乙酸醅水解制备聚α-1,3-葡聚糖乙酸醅
[0177] 该实例部分描述了经由聚α -1,3-葡聚糖三乙酸酯水解制备聚α -1,3-葡聚糖乙 酸酯。
[0178] 首先如下制备聚α-1,3_葡聚糖三乙酸酯。
[0179] 将乙酸(384mL)、乙酸酐(990mL)和二氯甲烷(890mL)混合。将该制剂加入到配 备有顶置式搅拌器和热电偶的4L玻璃反应容器中,并且冷却至12°C。将实例1中使用乙 酸制得的经酸交换的聚α-1,3_葡聚糖(130g)缓慢加入到冷却的混合物中,并且搅拌1分 钟。然后加入高氯酸(0.1 N)的乙酸(ISOmL)溶液。使反应在环境温度下进行3小时35分 钟。然后将没有任何固体的反应加入到包含甲醇的气动共混机中以沉淀聚α_1,3-葡聚糖 三乙酸酯。将由此形成的聚α-1,3_葡聚糖三乙酸酯固体用甲醇洗涤30分钟,然后用去离 子(DI)水洗涤两次,并且用5%碳酸氢钠洗涤一次。接着最后用水洗涤聚α-1,3-葡聚糖 三乙酸酯固体,直至达到中性pH (两次水洗),并且经由真空过滤收集,在真空下干燥,并且 经由NMR和SEC表征。制得的聚α -1,3-葡聚糖三乙酸酯具有3. 0的DoS和132300的Mn。
[0180] 准备将上文制得的聚α -1,3-葡聚糖三乙酸酯水解:首先将其溶于SOmL乙酸中。 然后将Dl水(4mL)加入到该制剂中,并且使用磁力搅拌棒搅拌,直至充分混合。然后将制 剂转移到 Parr 反应器(Parr Instrument Company,Moline,IL)中;将 5kg/cm2压力的蒸汽 吹入到反应器中以在12分钟内将温度升至150°C。将制剂在此温度下保持50分钟。然后 将压力从5kg/cm 2升至8. 37kg/cm2,之后将反应容器冷却至环境温度。从反应器中回收的 制剂为黄色。然而,加入Dl水后,白色的聚α-1,3-葡聚糖乙酸酯固体沉淀出来。如实例 2,使用真空过滤分离出该聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯,并且洗涤和分析。该方法获得具有2. 4 的DoS和44200的Mn的聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯。
[0181] 从而,由聚α-1,3-葡聚糖三乙酸酯制得具有低于2. 75的DoS的聚α-1,3-葡聚 糖乙酸酯。
[0182] 实例 6
[0183] 聚α-1,3-葡聚糖丙酸醅的制备
[0184] 该实例描述了制备葡聚糖酯衍生物聚α -1,3-葡聚糖丙酸酯。
[0185] 如实例1中所述,制备经酸交换的聚α-1,3-葡聚糖軋为119130),不同的是使用 丙酸而不是乙酸。在250mL圆底烧瓶中混合丙酸(8mL)和硫酸(0. 03g),并且冷却至18°C。 将经酸交换的聚α-1,3_葡聚糖(2g)缓慢加入到冷却的混合物中,并且搅拌1分钟。然后 向该制剂中加入丙酸酐(IOmL),之后加入0. 6mL冰乙酸。不加热使反应进行5分钟,然后在 42°C水浴中加热1小时45分钟。使最高温度不超过43°C以避免分子量过度降解。使用冰 浴,在5分钟内将没有任何固体的所得反应制剂冷却至20°C。然后用4mL 50%乙酸水溶液 淬灭反应,并且搅拌45分钟。使用气动共混机和Dl水沉淀聚α-1,3_葡聚糖丙酸酯。在 30分钟内用水将固体洗涤两次,然后用5%碳酸氢钠洗涤一次。接着用水洗涤聚α -1,3-葡 聚糖丙酸酯固体,直至达到中性pH(两次水洗)。将固体经由真空过滤收集,在真空下干燥, 并且经由NMR和SEC表征。
[0186] 固体证实为聚α-1,3-葡聚糖丙酸酯,具有44. 1重量%的丙酰基基团(0重量% 乙酰基基团)和59510的Μη。
[0187] 从而,制备并且分离出酯衍生物聚α-1,3-葡聚糖丙酸酯。
[0188] 实例 7
[0189] 聚α -1,3-葡聚糖乙酸醅丁酸醅的制备
[0190] 该实例描述制备葡聚糖混合酯衍生物聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯丁酸酯。
[0191] 在配备有磁力搅拌棒、热电偶和冷凝器的500mL圆底烧瓶中,将实例1中使用乙酸 制得的经酸交换的聚α-1,3-葡聚糖(IOg)加入到包含21mL冰乙酸、20mL 丁酸和0.09g硫 酸的混合物中。使用冰浴将混合物冷却至18°C并且搅拌1分钟,然后将丁酸酐(39mL)加 入到烧瓶中。使反应不加热进行10分钟,然后在35°C水浴中加热80分钟,接着在39°C下 加热30分钟,其中达到的最高温度为39°C,以避免产物分子量过度降解。使用冰浴,在10 分钟内将没有任何固体的所得粘稠溶液冷却至20°C。然后用20mL 50%乙酸水溶液淬灭反 应,并且搅拌40分钟。使用气动共混机和Dl水,沉淀固体聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯丁酸酯。 在30分钟内用水将固体洗涤两次,然后用5%碳酸氢钠洗涤。接着最后用Dl水洗涤由此获 得的固体,直至达到中性pH(两次水洗)。经由真空过滤收集固体,在真空下干燥,并且经由 NMR和SEC表征。该方法获得具有I. 0的丁酰基DoS,1. 3的乙酰基DoS,和66340的数均分 子量(Mn)的聚α-1,3-葡聚糖乙酸酯丁酸酯混合酯。
[0192] 使用不同浓度的试剂能够形成不同的混合酯产物。下表2示出使用与上文方法相 类似的方法,但是采用如表中所示的某些修改而合成出的不同的聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯 丁酸酯。表2中的结果表明,通过改变反应条件和反应中所用的聚α-1,3_葡聚糖原料的 分子量,可改变混合酯产物中乙酰基和丁酰基基团的量以及产物的分子量。
[0193]
[0194] 从而,制备并且分离出各种形式的混合酯衍生物聚α-1,3-葡聚糖乙酸酯丁酸 酯。
[0195] 实例 8
[0196] 聚α -1,3-葡聚糖乙酸醅丙酸醅的制备
[0197] 该实例描述制备葡聚糖混合酯衍生物聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯丙酸酯。
[0198] 如实例1所述使用乙酸制得经酸交换的聚α -1,3-葡聚糖。在500mL圆底烧瓶中 制备35mL丙酸和0. 09g硫酸的混合物,并且冷却至18°C。将经酸交换的聚α -1,3-葡聚糖 固体(IOg)缓慢加入到冷却的混合物中,并且搅拌1分钟。然后加入丙酸酐(50mL),之后加 入5mL冰乙酸。使反应不加热进行10分钟,然后在30°C水浴中加热1小时,然后在34°C下 加热10分钟。使最高温度不超过36°C以避免产物分子量过度降解。在冰浴中,在5分钟内 将没有任何固体的由此获得的溶液冷却至20°C。然后用20mL 50%乙酸水溶液淬灭反应, 并且搅拌40分钟。使用气动共混机和Dl水,从溶液中沉淀聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯丙酸 酯。在30分钟内,用水将固体聚α -1,3-葡聚糖乙酸酯丙酸酯产物洗涤两次,然后用5%碳 酸氢钠洗涤。接着用水洗涤固体,直至达到中性pH(两次水洗)。经由真空过滤收集固体, 在真空下干燥,并且经由NMR和SEC表征。形成的固体证实为聚α
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