用于制备糖类和甲基纤维素的水溶液的方法_4

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。在第一阶段中,将50重量%氢氧化钠水溶液喷雾到纤维素上,直到含量达到 纤维素的每摩尔脱水葡萄糖单元1. 8摩尔氢氧化钠为止,并且接着将温度调节到40°C。在 40°C下搅拌氢氧化钠水溶液和纤维素的混合物约20分钟之后,将每摩尔脱水葡萄糖单元 L 5摩尔二甲醚和2. 3摩尔氯甲烷添加到反应器中。接着在60分钟内将反应器的内含物加 热到80°C。在已达到80 °C之后,使第一阶段反应进行5分钟。接着在20分钟内使反应物 冷却到65°C。
[0087] 第二阶段的反应是通过以每摩尔脱水葡萄糖单元3. 4摩尔当量氯甲烷的量添加 氯甲烷开始。氯甲烷的添加时间为20分钟。接着经45分钟时间以每摩尔脱水葡萄糖单元 2. 9摩尔氢氧化钠的量添加50重量%氢氧化钠水溶液。添加速率为每分钟每摩尔脱水葡萄 糖单元0. 064摩尔氢氧化钠。在第二阶段添加完成之后,在20分钟内将反应器的内含物加 热到80°C并且接着保持在80°C的温度下120分钟。
[0088] 在反应之后,使反应器排气并且冷却到约50°C。将反应器的内含物移出并且转移 到含有热水的储槽中。粗物质MC-I接着用甲酸中和并且用热水洗涤到无氯(通过AgNO 3. 凝测试评定),冷却到室温,在风扫式干燥器中在55°C下干燥,并且随后研磨。
[0089] 甲基纤维素MC-I的DS (甲基)为1.88 (30. 9重量%甲氧基),摩尔分数(26-Me) 为 0? 3276±0. 0039,摩尔分数(23-Me)为 0? 0642±0. 0060,s23/s26 为 0? 20±0. 02,稳态剪 切流动粘度n (5°c,IOs 重量% MC)为5500mPa ? S并且胶凝温度为28°C。如下所述测 量甲基纤维素MC-I的特性。
[0090] 甲基纤维素的DS (甲基)的测宙
[0091] 甲基纤维素中甲氧基%的测定是根据美国药典(USP 34)执行。所获得的值是甲 氧基%。其随后转换为甲基取代基的取代度(DS)。已在转换中考虑了残余量的盐。
[0092] 含水甲基纤维素的胶凝淵度的测宙
[0093]甲基纤维素水溶液在旋转流变仪(安东帕(Anton Paar),MCR 501,帕尔贴温控系 统(Peltier temperature-control system))中经历小幅度振荡剪切流动(频率=2Hz,应 变幅度=〇. 5% ),同时以lK/min自5°C升温到85°C。将振荡剪切流动施加到放置在平行 板夹具(型号PP-50 ;50-mm直径,1-mm间距[间隙])之间的样品。在温度斜变期间通过 ⑴用金属环(内径为65mm,宽度为5mm并且高度为15mm)覆盖夹具和⑵将水不可混溶 的石蜡油放置在样品周边来使经剪切材料的水损失降到最低。由振荡测量结果获得的储能 模量G'表示溶液的弹性特性(在甲基纤维素胶凝过程期间,G'增加)。由振荡测量结果 获得的损耗模量G"表示溶液的粘性特性。低应变幅度是在线性粘弹性方案中确保所施加 的剪切流动不会在甲基纤维素材料中形成结构或破坏含水甲基纤维素材料中的结构。胶凝 温度T胶凝被确认为当G'和G"相等时的温度(例如T胶凝=T(G' = G"))。
[0094] 含水甲基纤维素的粘度的测宙
[0095]2重量%甲基纤维素水溶液的稳态剪切流动粘度n (5°c,IOs \ 2重量% MC)是使 用安东帕Physica MCR 501流变仪和锥板样品夹具(CP-50/l,50-mm直径)在5°C、10s 1剪 切速率下测量。
[0096] 甲基纤维素的凝胶破裂力F= (37°C )的测宙
[0097] 圆柱形凝胶(高度=20mm,直径=20mm)是通过将温度约为5°C的约6. 5g甲基纤 维素水溶液引入注射器(20-mL体积,N0RM-JECT鲁尔接头(Luer),针口上方的一端切掉), 用玻璃密封切口端,并且将注射器放置在恒温水浴(设定在39. 5°C下)中一小时。
[0098] 凝胶破裂力FeF(37°C )是用位于经设计以使温度保持在37. (TC下的机柜(型号 XT/TCH,英国萨里郡(Surrey,UK)的稳定微系统公司)内的质构分析仪(型号TA.XTPIus; 稳定微系统公司,5-Kg测压元件)测量。圆柱形凝胶在从39.5°C水浴移出后,在约二到三 分钟内在两个板(50-mm直径,板压缩速率=10mm/s,触发力=0. 5g,最大距离=18mm)之 间压缩。在所选时间间隔(400点/秒)测量板位移[mm]和压缩力[N],直到凝胶崩塌为 止。在凝胶崩塌之前测量的最大压缩力被确认为F eF(37°C)。通常平均六次重复的结果并 且平均结果以牛顿为单位报告。
[0099] 甲基纤维素的s23/s26的测宙
[0100] -般已知测量甲基纤维素中醚取代基的方法。参见例如《碳水化合物研究中的 乙基轻乙基纤维素》(Ethyl Hydroxyethyl Cellulose in Carbohydrate Research), 176(1988) 137-144,埃尔塞维尔科学出版社有限公司(Elsevier Science Publishers B. V.),阿姆斯特丹(Amsterdam),《0-乙基-0- (2-轻乙基)纤维素中的取代基分布》 (DISTRIBUTION OF SUBSTITUENTS IN 0-ETHYL-0-(2-HYDR0XYETHYL)CELLULOSE),林德伯格 (Bengt Lindberg)、林奎斯特(UlfLindquist)以及斯坦伯格(Olle Stenberg)中大体上描 述的方法。
[0101] 具体来说,s23/s26的测定如下进行:
[0102] 在约90°C下在搅拌下,将10_12mg甲基纤维素溶解于4. OmL无水分析级二甲亚砜 (DMSO)(德国达姆施塔特的默克公司(Merck,Darmstadt,Germany),经0. 3nm分子筛珠粒储 存)中,并且接着冷却到室温。在室温下搅拌溶液过夜以确保完全溶解(solubilization/ dissolution)。包括溶解甲基纤维素的整个全乙基化在4mL螺帽小瓶中使用干燥氮气氛围 执行。在溶解后,将经溶解的甲基纤维素转移到22mL螺帽小瓶中以开始全乙基化过程。引 入相对于甲基纤维素中脱水葡萄糖单元的含量30倍摩尔过量的粉末氢氧化钠(新近研碎, 分析级,德国达姆施塔特的默克公司)和碘乙烷(用于合成,用银稳定,德国霍亨布伦的默 克公司-舒哈特(Merck-Schuchardt,Hohenbrunn,Germany)),并且在环境温度下在氮气下 在黑暗中剧烈搅拌混合物三天。通过添加与第一次试剂添加相比三倍量的氢氧化钠和碘乙 烷试剂来重复全乙基化,并且在室温下再持续搅拌两天。任选地,可用最多1.5mL DMSO稀 释反应混合物以确保在反应过程期间混合良好。接下来,将5mL 5 %硫代硫酸钠水溶液倾入 反应混合物中,并且接着用4mL二氯甲烷萃取混合物三次。用2ml水洗涤合并的萃取物三 次。用无水硫酸钠(约Ig)干燥有机相。在过滤后,用平缓氮气流去除溶剂,并且将样品储 存于4°C下直到需要。
[0103] 在100°C下,在氮气下,在2mL螺帽小瓶中在搅拌下用ImL 90%甲酸水溶液执行约 5mg全乙基化样品的水解1小时。在35-40°C下在氮气流中移出酸,并且在120°C下,在惰性 氮气氛围中,在搅拌下用ImL 2M三氟乙酸水溶液重复水解3小时。在完成后,在环境温度 下在氮气流中使用约ImL甲苯共同蒸馏以去除酸至干燥。
[0104] 在室温下在搅拌下用含0.5mL 0.5M硼氘化钠的2N氨水溶液(新近制备)还原水 解残余物3小时。通过逐滴添加约200 y L浓乙酸销毁过量试剂。所得溶液在约35-40°C 下在氮气流中蒸发到干燥并且随后在室温下在真空中干燥15分钟。将粘性残余物溶解于 0. 5mL含15%乙酸的甲醇中并且在室温下蒸发到干燥。如此进行五此并且在纯甲醇下再重 复四次。在最终蒸发后,在室温下真空干燥样品过夜。
[0105] 在90°C下用600 y L乙酸酐和150 y L吡啶乙酰化还原的残余物3小时。在冷却 后,样品小瓶填充有甲苯并且在室温下在氮气流中蒸发到干燥。将残余物溶解于4mL二氯 甲烷中并且倾入2mL水中,用2mL二氯甲烷萃取。重复萃取三次。合并的萃取物用4mL水 洗涤三次并且用无水硫酸钠干燥。随后使经干燥的二氯甲烷萃取物进行GC分析。视GC系 统的敏感性而定,进一步稀释萃取物可能是必要的。
[0106] 用在1. 5巴氦气运载气体下操作的装备有安捷伦(Agilent) J&W毛细管柱(30m, ID为0. 25mm,相层厚度为0. 25 ym)的安捷伦6890N型气相色谱仪(德国布勃林根71034 的安捷伦技术股份有限公司(Agilent Technologies GmbH,71034Boeblingen,Germany)) 执行气-液(GLC)色谱分析。气相色谱经程序化以具有以下温度分布:在60°C下保持恒定 1分钟,以20°C /min的速率加热到200°C,以4°C /min的速率进一步加热到250°C,并且以 20°C /min的速率进一步加热到310°C,其中使其再保持恒定10分钟。将注入器温度设定 到280°C并且将火焰离子化检测器(FID)温度设定到300°C。在0. 5min阀门时间下以不分 流模式精确注入IyL各样品。获取数据并且用雷勃阿特拉斯工作站(LabSystems Atlas work station)处理。
[0107] 由通过具有FID检测的GLC测量的峰面积获得定量单体组合物数据。单体的摩 尔响应根据有效碳数目(ECN)概念计算,但如下表中所述加以修改。有效碳数目(ECN) 概念已由阿克曼(Ackman)(阿克曼(R. G. Ackman),气相色谱杂志(J. Gas Chromatogr.), 2(1964) 173-179 和艾迪生(R. F. Addison)、阿克曼,气相色谱杂志,6 (1968) 135-138)描 述,并且由斯维特(Sweet)等人应用于部分烷基化多羟糖醇乙酸酯的定量分析(斯维 特(D.P. Sweet)、夏皮罗(R.H. Shapiro)、阿伯斯海姆(P. Alber she im),碳水化合物研究 (Carbohyd. Res. ),40(1975)217-225)。
[0108] 用于ECN计筧的ECN增量:
[0109]
[0110] 为校正单体的不同摩尔响应,峰面积乘以定义为相对于2,3,6-Me单体的响应的 摩尔响应因子MRF单体。选择2,3,6-Me单体作为参比,因为其存在于s23/s26的测定所分 析的所有样品中。
[0111] MRF 单体=ECN2,3,6-Me/ECN 单体
[0112] 根据下式,单体的摩尔分数通过经校正峰面积除以经校正峰面积总和计算:
[0113] (l)s23是符合以下条件的脱水葡萄糖单元的摩尔分数的总和[脱水葡萄糖单元 的2和3位的两个羟基经甲基取代,并且6位未经取代(=23-Me)];和
[0114] (2) s26是符合以下条件的脱
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