[發(fā)明專利]一種幾丁寡糖制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410339344.5
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104072634A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉松;周苗苗;李克成;李鵬程;邢榮娥;于華華;秦玉坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院海洋研究所
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08;C07H5/06;C07H1/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所 37104
• 代理人: 趙映蓉

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于寡糖產(chǎn)品制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種幾丁寡糖的制備方法，以中性離子液體為溶劑，以酸性離子液體為催化劑，雙氧水為氧化劑，氧化降解甲殼素制備水溶性幾丁寡糖。

背景技術(shù)：

甲殼素，又稱甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)，其在結(jié)構(gòu)上與纖維素類似，是自然界僅次于植物纖維的第二大生物資源，每年生物合成的資源總量高達(dá)數(shù)十億噸，具有極大的開發(fā)價(jià)值和應(yīng)用前景。幾丁寡糖是甲殼素(幾丁質(zhì))降解后的產(chǎn)物，以N-乙酰-2-脫氧-D-葡萄糖以及少量2-氨基葡萄糖由糖苷鍵接連單體連接而成的聚合物，聚合度為4-20；由于幾丁寡糖可溶于水且具有資源豐富、安全無毒、生物相溶性、生物可降解性、細(xì)胞親和性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于藥品、保健品、植物生長調(diào)節(jié)劑、農(nóng)藥、絮凝劑等技術(shù)領(lǐng)域。目前甲殼素脫乙酰后制備殼聚糖，殼聚糖經(jīng)降解制備殼寡糖已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，而幾丁寡糖和殼寡糖的主要區(qū)別在于氨基是否乙酰化。

現(xiàn)有技術(shù)中，幾丁寡糖的制備方法主要有化學(xué)降解法、酶降解法和殼寡糖乙酰化法，化學(xué)降解法一般用濃酸水解甲殼素，雖然降解效率高，但是該方法存在反應(yīng)條件苛刻、不易控制，設(shè)備要求高和污染環(huán)境等缺點(diǎn)，且產(chǎn)物多在四糖以下；酶降解法中所用到的酶有幾丁質(zhì)酶和殼聚糖酶等，例如中國專利2011102588936公開的一株幾丁質(zhì)降解菌株及其制備幾丁寡糖的方法，中國專利200610080091.X公開的一種采用發(fā)酵產(chǎn)酶法降解幾丁質(zhì)膠體制備生物活性幾丁寡糖的方法，但都普遍都存在酶活力不夠高和酶產(chǎn)量低等問題，而且由于甲殼素不溶于水和大多數(shù)溶劑，因此前期處理比較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本較高；殼寡糖乙酰化法是一種化學(xué)合成方法，在殼寡糖的氨基上進(jìn)行乙酰化而制備出幾丁寡糖，例如中國專利2011104093124公開的一種制備幾丁寡糖的方法，由于殼寡糖本身是由甲殼素脫乙酰形成的殼聚糖降解獲得，故此方法成本較高，步驟繁瑣，且存在污染。

因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)出一種新的綠色生產(chǎn)工藝來制備幾丁寡糖，選用離子液體作為溶劑和催化劑，以雙氧水為氧化劑來制備幾丁寡糖；離子液體一般是由有機(jī)陽離子和有機(jī)或無機(jī)陰離子組成的液體，室溫常態(tài)下呈液體狀，其對有機(jī)物和無機(jī)物都有良好的溶解能力，并具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，易與其它物質(zhì)分離，可以循環(huán)利用，因此能夠作為綠色溶劑以代替對環(huán)境有污染的有機(jī)溶劑或無機(jī)溶劑來溶解反應(yīng)物；雙氧水(過氧化氫)中的氧是負(fù)一價(jià)，容易得取一個(gè)電子形成負(fù)二價(jià)的八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此在反應(yīng)中能夠充當(dāng)氧化劑，而且雙氧水被還原后產(chǎn)物為水和氧氣，不會(huì)引入或生成其他雜物，所以整個(gè)制備方法綠色環(huán)保無污染。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中制備幾丁寡糖使用強(qiáng)酸溶劑污染環(huán)境，酶法降解成本高、反應(yīng)周期長等缺點(diǎn)，提供一種新的幾丁寡糖制備方法，其具有產(chǎn)率高、環(huán)境友好、溶劑可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的幾丁寡糖的制備方法具體步驟為：控制溫度100℃條件下，將甲殼素溶于中性離子液體中配比成重量百分濃度為1-15％的甲殼素溶液，待甲殼素完全溶解后再加入酸性離子液體，加熱控溫60-150℃進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中分批次加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水；反應(yīng)1-24小時(shí)后用去離子水將反應(yīng)體系冷卻至室溫，將反應(yīng)液經(jīng)離心去除不溶物后，向離心后的濾液中加入有機(jī)溶劑使幾丁寡糖析出，再經(jīng)離心、洗滌、沉淀、冷凍干燥后即制得幾丁寡糖；析出幾丁寡糖后的濾液經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，能夠回收離子液體實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。

本發(fā)明中加入的酸性離子液體與中性離子液體的質(zhì)量比為0.5-2.5:10，加入的雙氧水與甲殼素的質(zhì)量比為0.1-1.5:1。

本發(fā)明中涉及的中性離子液體為對甲殼素有良好溶解能力的中性離子型化合物，構(gòu)成中性離子液體的陽離子包括烷基咪唑型陽離子或烷基吡啶型陽離子等，陰離子包括鹵素離子或乙酸根離子等；所述酸性離子液體的陽離子包括烷基咪唑型陽離子或烷基吡啶型陽離子等，陰離子包括硫酸氫根離子或?qū)妆交撬岣龋凰黾訜峥販氐姆绞桨ㄓ驮〖訜峄蛭⒉ㄝ椛浼訜幔凰鑫龀鰩锥」烟堑挠袡C(jī)溶劑為乙醇或丙酮。