一种1,2,3-三氮唑类淀粉衍生物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及日化领域及医药行业，具体是一种1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物及其 制备。
【背景技术】
[0002] 淀粉（Starch)是高分子碳水化合物，化学结构式为（C6H1Q0 5)n，是由D-葡萄糖脱 去水分子后经糖苷键连接在一起所形成的共价聚合物。淀粉主要来源于玉米、小麦、马铃薯 等作物，是人类食物的主要组成部分。在淀粉分子中葡萄糖单元有两种连接方式，形成两种 不同的淀粉分子，即直链淀粉和支链淀粉。淀粉主要作为食物为人类所用，与透明质酸、肝 素、壳聚糖等其他糖类相比，几乎没有明显的生物活性，导致了淀粉的工业应用价值偏低， 其原因应该与淀粉分子中只有羟基一种活性基团，缺少羧基、硫酸酯基、氨基等活性基团以 及特殊的结构特征有关。
[0003] 淀粉是一种安全无毒廉价易得的天然多糖，可以作为天然的药物载体或生物材料 原材料，提高其应用价值，扩大其应用范围，对其进行针对性的化学结构修饰，可以增强其 生物活性。对淀粉的高值化开发利用，将会为我们提供大量的新型功能性产品。同时淀粉 的高值化开发，也将提高相关作物的价值。目前关于这一可再生资源的相关利用，相对于有 较高利用程度的其他多糖来说，报道较少。
[0004] 通过对淀粉的抗氧化活性的测定可知，淀粉本身的抗氧化活性较低，不足以开发 利用，因此对其进行恰当的化学结构修饰则是解决该问题行之有效的方法。1，2, 3-三氮唑 类化合物通过Huisgen 1，3-偶极环加成反应而得到。点击反应操作简单、条件温和、产物 收率高、反应快速、产物易纯化，已经被广泛应用到了药物开发、聚合物合成、表面修饰和水 凝胶和微凝胶、纳米粒子、微阵列和自组装等生物医学领域，到了很多性能良好的化合物。 1，4-取代的1，2, 3-三氮唑具有较大的偶极矩，位于环2、3_位的氮原子可以充当弱的氢键 受体，能够增强化合物的水溶性。据文献报道，1，2, 3-三氮唑类化合物的1，4-取代基的供 电子能力越强，抗氧化活性就越强，取代基的吸电子能力越弱，抗氧化活性就越弱。
【发明内容】
[0005] 本发明目的是提供一种较好抗氧化活性的1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物及其制备 和应用。
[0006] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
[0007] -种1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物，1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物结构式如式（1)所 示，
[0008]
[0009] 其中，R为含有不同链长的醇羟基；平均聚合度n取值范围是5-12000。
[0010] 所述R为羟甲基、羟乙基、羟丙基或羟丁基。
[0011] -种1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物的制备方法，首先将淀粉与N-溴代丁二酰亚胺 和三苯基膦反应得到溴代淀粉，所得溴代淀粉再与叠氮钠反应得叠氮淀粉，反应所得叠氮 淀粉与末端炔类反应，产物经纯化即得到如式（1)所示的1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物；
[0012] 所述N-溴代丁二酰亚胺与三苯基膦的摩尔量各为淀粉的3-4倍；叠氮钠的摩尔量 为溴代淀粉的2-3倍；末端炔类的摩尔量为叠氮淀粉的2-3倍。
[0013] 所述淀粉于过量的DMF中在120-130°C下活化l_2h，然后降温到80-90°C，加 入摩尔量是淀粉2-3倍的溴化锂助溶，冰浴下，再加入N-溴代丁二酰亚胺和三苯基膦，在 70-80°C反应3-4h，而后用乙醇沉淀，再依次经乙醇、丙酮洗涤，冷冻干燥，即得到溴代淀粉 待用；
[0014] 所述N-溴代丁二酰亚胺和三苯基膦的摩尔量各为淀粉的3-4倍。
[0015] 所述溴代淀粉与叠氮钠在70-80°C反应18-24h，而后直接用乙醇沉淀，再依次经 乙醇、丙酮洗涤，冷冻干燥，即得到叠氮淀粉待用。
[0016] 所述的叠氮淀粉与末端炔在三乙胺和碘化亚铜催化下，在75-80°C反应12-24h， 反应后纯化得1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物。
[0017] 所述反应后产物经丙酮沉淀，沉淀物再溶于蒸馏水，而后置于透析袋内用蒸馏水 透析36-48h，再冷冻干燥后得到1，2, 3-三氮唑类淀粉。
[0018] -种1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物的应用，所述1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物用于 制备抗氧化剂。
[0019] 本发明所具有的优点：
[0020] (1)与淀粉相比本发明化合物在引入叠氮基后，可以直接和末端炔反应生成 1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物。
[0021] (2)制备成1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物后，其生物活性得以提高，例如：抗氧化活 性。
[0022] (3)在合成工艺上本合成方法有以下优点：本发明合成步骤简单、所需设备及原 料易得、成本较低、易于推广，而且本产品产率较高，可达60%以上。本发明所得产品可广泛 用于生物、医药、食品、化工等领域。
【附图说明】
[0023] 图1为淀粉的红外光谱图。
[0024] 图2为本发明实施例提供溴代淀粉的红外谱图，从图2可知与淀粉原料相比， 667cm 1处的吸收峰为C-Br键的吸收峰，以上分析数据，证明溴代淀粉合成，同时由于空间 位阻的存在，C-6位上伯羟基的反应活性最强，在反应温度下即反应生成溴代淀粉，其它位 置的羟基难以反应，因此通过控制反应条件即得到溴代淀粉。
[0025] 图3为本发明实施例提供叠氮淀粉的红外谱图，从图3可知与淀粉原料相比，新 增加的2105cm 1处吸收峰为叠氮基团的吸收峰，同时与图2相比，667cm 1处吸收峰消失，表 明叠氮基已经亲核取代溴制得叠氮淀粉。
[0026] 图4为本发明实施例提供6_(4_羟甲基）_1，2, 3-三氮唑淀粉的红外谱图。从图 4可知与图3叠氮淀粉相比，2105cm 1的叠氮基团吸收峰消失，1558cm 1的三氮唑环上不饱 和键的吸收峰，表明叠氮淀粉完全与末端炔反应生成1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物。
[0027] 图5为本发明实施例提供6_(4_羟乙基）_1，2, 3-三氮唑淀粉的红外谱图。
[0028] 图6为本发明实施例提供6_(4_羟丙基）_1，2, 3-三氮唑淀粉的红外谱图。
[0029] 图7为本发明实施例提供6_(4_羟丁基）_1，2, 3-三氮唑淀粉的红外谱图。
[0030] 上述图5-7中2105cm 1处叠氮基的吸收峰消失，1550cm 1左右产生三氮唑环的红 外吸收峰，因此可以证明1，2, 3-三氮唑类淀粉衍生物的成功合成。
【具体实施方式】
[0031] 本发明首先通过制备得到溴代淀粉，然后利用叠氮钠亲核取代溴制得叠氮淀粉， 利用点击化学反应将末端炔接入淀粉分子中，得到了 1，2, 3-三氮唑类淀粉，并且研究了其 对羟自由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基的清除作用。该类衍生物制备简便、条件温 和，为糖类抗氧化剂的研制提供了可行思路。
[0032] 实施例1
[0033] 1，2, 3-三氮唑类淀粉的合成路线如下。
[0034]
[0035] 其中R为含有不同链长的醇羟基；n的平均取值范围是5-12000。
[0036] 本实施例按以上合成路线合成目标化合物1，2, 3-三氮唑类淀粉。
[0037]1)溴代淀粉的制备：1. 62g淀粉（参见图1)于50mL DMF(N，N-二甲基甲酰胺）中 在130°C下活化lh，然后降温90°C，加入2. 0g溴化锂助溶。冰浴下，加入7. 12g N-溴代丁 二酰亚胺、10. 49g三苯基膦，在80°C反应3h。而后用乙醇沉淀，经乙醇和丙酮洗涤，冷冻干 燥，得到产物溴代淀粉（参见图2) 2. Olg，待用。
[0038] 2)叠氮淀粉的制备：0? 225g溴代淀粉（参见图2)加到15mL DMS0(二甲亚砜）中， 然后加入0. 16g叠氮钠，在氩气保护80°C反应24h，而后直接用乙醇沉淀，并用乙醇和丙酮 洗涤，冷冻干燥得到叠氮淀粉（参见图3)0. 16g，待用。
[0039] 3)6_(4_羟甲基）_1，2,3_三氮唑淀粉的制备：0. 187g叠氮淀粉（参见图3)加到 10mL DMF(N，N-二甲基甲酰胺）中，然后加入0? 173mL的丙炔醇，0? 14mL的三乙胺，20mg的 碘化亚铜，氩气保护下在80°C条件下反应12h，反应结束后，用丙酮沉淀，抽滤，洗涤，去离 子水透析36h，真空冷冻干燥，得目标产物（参见图4)。
[0040] 实施例2
[0041] 与实施例1不同之处在于：
[0042] 1)溴代淀粉的制备：1. 62g淀粉（参见图1)于50mL DMF(N，N-二甲基甲酰胺）中 在120°C下活化lh，然后降温到80°C，加入2. 0g溴化锂助溶。冰浴下，加入5. 34g N-溴代 丁二酰亚胺、7. 87g三苯基膦，在70°C反应3h。而后用乙醇沉淀，经乙醇和丙酮洗涤，冷冻干 燥，得到产物溴代淀粉（参见图2) 1. 84g，待用。
[0043] 2)叠氮淀粉的制备：0? 225g溴代淀粉（参见图2)加到10mL DMS0(二甲亚砜）中， 然后加入0. 13g叠氮钠，在氩气保护70°C反应24h，而后直接用乙醇沉淀，并用乙醇和丙酮 洗涤，冷冻干燥得到叠氮淀粉（参见图3)0. 14g，待用。
[0044] 3)6-(4-羟乙基）-1，2,3-三氮唑淀粉的制备：0.1878叠氮淀粉（参见图3)加到 10mL DMF(N，N-二甲基甲酰胺）中，然后加入0? 228mL的丁炔醇，0? 14mL的三乙胺，20mg的 碘化亚铜，氩气保护下在75°C条件下反应24h，反应结束后，用丙酮沉淀，抽滤，洗涤，去离 子水透析36h，真空冷冻干燥，得目标产物（参见图5)。
[0045] 实施例3
[0046] 与实施例1不同之处在于：
[0047] 1)溴代淀粉的制备：1. 62g淀粉（参见图1)于50mL DMF(N，N-二甲基甲酰胺）中 在120°C下活化lh，然后降温到90