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        魔芋葡甘聚糖在離子液體中的均相乙酰化研究

        2010-06-04 08:34:26高山俊,萬超
        化學(xué)與生物工程 2010年5期

        目前,石油類不可再生資源日益枯竭,白色污染造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重,迫切需要開發(fā)天然可降解的高分子材料。魔芋主要分布在東南亞和非洲等地,是一種重要的可食用的健康食品[1]。魔芋葡苷聚糖(KGM)是從魔芋中分離出來的具有類似纖維素和淀粉結(jié)構(gòu)的中性天然多糖[2],具有資源豐富、可再生、可生物降解和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),且因含有大量羥基而易于引入官能團(tuán),因此近年來KGM的相關(guān)研究逐漸引起人們的重視。但是KGM分子鏈呈剛性,沒有很好的溶劑,其化學(xué)改性一般通過異相反應(yīng)進(jìn)行。由于異相反應(yīng)產(chǎn)率低、反應(yīng)時(shí)間長,尋找KGM的有效溶劑就十分重要。目前,僅發(fā)現(xiàn)乙酸異戊酯[3]、蒸餾水[4]、鎘乙二胺、NaOH/硫脲[5]、NaOH/尿素[6]溶液能夠溶解KGM,但所形成的KGM溶液在室溫下均不穩(wěn)定,迄今為止,還沒有在這些溶劑中進(jìn)行KGM的均相衍生化反應(yīng)的相關(guān)報(bào)道。

        室溫離子液體(RTIL)是一種由正負(fù)離子構(gòu)成的在室溫下呈液體狀態(tài)的新型綠色溶劑。由于其溶解能力強(qiáng)、液態(tài)范圍廣、蒸氣壓小且熱穩(wěn)定性好,也越來越受到研究者的關(guān)注[7]。最近研究發(fā)現(xiàn),很多天然多糖如纖維素、淀粉、玉米蛋白等能夠直接溶解在某些咪唑類離子液體中且并無衍生物產(chǎn)生,作者在實(shí)驗(yàn)室中也發(fā)現(xiàn)室溫離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑鹽酸鹽(AMIMCL)為KGM的真溶劑。作者在此以AMIMCL為溶劑,通過均相反應(yīng)得到了一系列不同取代度的KGM乙?;a(chǎn)物,對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了紅外、核磁共振分析,并對其在不同溶劑中的溶解性能進(jìn)行了研究。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 試劑與儀器

        N-甲基咪唑,愛斯特(成都)醫(yī)藥技術(shù)有限公司;氯丙烯,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;乙酸酐、異丙醇,天津廣成化學(xué)試劑有限公司;以上試劑均為分析純。

        60SXB型傅立葉變換紅處光譜儀,美國Nicolet公司;Varian INOVA-600型核磁共振儀;G3型砂芯漏斗。

        1.2 AMIMCL的合成[8]

        將22.1 mLN-甲基咪唑和26.9 mL氯丙烯加入到100 mL的三口燒瓶中,在60℃、N2保護(hù)、磁力攪拌的條件下回流反應(yīng)8 h,當(dāng)回流液滴較少、基本上無回流現(xiàn)象時(shí),停止反應(yīng)。將得到的產(chǎn)物用無水乙醚混合萃取,除去未反應(yīng)的N-甲基咪唑。然后將離子液體旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),最后在80℃真空干燥箱中干燥48 h,得到透明的淡黃色液體,裝入瓶中密封保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.3 魔芋葡甘聚糖的均相乙?;?/h3>

        在小玻璃瓶中稱取一定質(zhì)量的離子液體AMIMCL,然后按照2%的比例稱取一定質(zhì)量的魔芋粉末分散在AMIMCL中,將小瓶密封置于100℃的油浴中磁力攪拌。待魔芋粉末完全溶解后取出,加入一定比例的乙酸酐,密封玻璃瓶。然后在一定的溫度下反應(yīng)一定時(shí)間后取出,用異丙醇將所得產(chǎn)品沉淀,通過砂芯漏斗過濾,反復(fù)洗滌幾次,最后將所得產(chǎn)物放入真空干燥箱中在60℃下干燥4 h。

        1.4 取代度的測定

        乙酰度(DA)的測定采用美國材料實(shí)驗(yàn)學(xué)會(ASTM)制定的體積測定方法,通過皂化反應(yīng)和酸式滴定確定醋酸纖維素中乙?;鶊F(tuán)的含量[9,10]。取代度(DS)按下式計(jì)算:

        1.5 結(jié)構(gòu)分析

        將原始KGM和不同取代度的乙?;疜GM粉末分別與KBr混合壓片,用傅立葉變換紅外光譜儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)特征分析,掃描范圍為500~4000 cm-1。

        將乙?;疜GM樣品以質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%溶解在DMSO-d6中,在室溫(25℃)下用核磁共振儀測定1HNMR和13CNMR。

        1.6 溶解性能測試

        為能更加充分地利用KGM,對原始KGM和所得不同取代度的乙酰化KGM在溶劑二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、四氫呋喃(THF)中的溶解性能做了相關(guān)的研究。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 反應(yīng)條件對KGM乙?;挠绊?/h3>

        通常,KGM的乙?;怯梢宜狒赯nCl2[11]或吡啶[12]為催化劑的條件下通過異相反應(yīng)進(jìn)行的。但這種方法的取代度很低,且不能控制乙?;〈奈恢谩W髡咴跓o催化劑的條件下以AMIMCL為溶劑通過均相反應(yīng)獲得了一系列取代度較高的乙?;疜GM。不同反應(yīng)條件所得乙?;疜GM的取代度見表1。

        2.1.1 反應(yīng)時(shí)間對取代度的影響

        由表1可以看出,當(dāng)反應(yīng)溫度為80℃、乙酸酐與KGM中羥基的摩爾比為6∶1時(shí),反應(yīng)時(shí)間由0.25 h延長到0.75 h,取代度由1.02迅速增加到2.15;但繼續(xù)延長反應(yīng)時(shí)間,取代度逐漸減小,反應(yīng)1.5 h時(shí)取代度減小至1.29。這可能是因?yàn)?,相同的反?yīng)條件下,延長反應(yīng)時(shí)間可能增加乙酸酐與KGM分子的接觸幾率,所以反應(yīng)時(shí)間越長,反應(yīng)越完全、取代度也越大,但KGM的乙?;^程是一個(gè)可逆反應(yīng),在乙?;耐瑫r(shí)脫乙?;苍谶M(jìn)行[13,14],當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過一定的界限時(shí),脫乙?;磻?yīng)占主導(dǎo)地位,如繼續(xù)延長反應(yīng)時(shí)間,取代度反而有所下降。

        2.1.2 反應(yīng)溫度對取代度的影響

        由表1可以看出,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為0.5 h、乙酸酐與KGM中羥基的摩爾比為6∶1時(shí),反應(yīng)溫度從60℃升到80℃,取代度從1.32增加到1.93;但繼續(xù)升溫到100℃,取代度卻又下降為1.51。這可能是因?yàn)?,升高反?yīng)溫度有利于乙?;磻?yīng)的進(jìn)行,但反應(yīng)溫度過高時(shí),KGM可能發(fā)生降解從而脫乙?;?,導(dǎo)致取代度有所下降。

        2.1.3 乙酸酐與KGM中羥基的摩爾比對取代度的影響

        由表1可以看出,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為0.5 h、反應(yīng)溫度為80℃時(shí),乙酸酐與KGM中羥基的摩爾比從3∶1增加到9∶1,取代度由1.01增加到2.01;但當(dāng)摩爾比由9∶1增加到12∶1時(shí),取代度卻又有所下降。這可能是因?yàn)?,乙酸酐的濃度越大,其與KGM分子接觸的幾率越大,所以增加摩爾比可增大KGM的乙?;潭龋^多的乙酸酐會破壞離子液體AMIMCL對乙?;磻?yīng)的促進(jìn)作用,所以當(dāng)乙酸酐與KGM中羥基的摩爾比超過9∶1時(shí)取代度反而下降。文獻(xiàn)[15]也有類似報(bào)道。

        2.2 紅外光譜分析

        圖1為原始KGM和乙?;疜GM樣品2#、3#、4#和8#的紅外光譜圖。

        由圖1可知,原始KGM的紅外光譜中,3424 cm-1、2929 cm-1、1739 cm-1、1080 cm-1、871 cm-1和803 cm-1處為KGM的特征峰。其中3424 cm-1處為羥基的吸收峰,2929 cm-1處為KGM分子鏈中-CH2和-CH3的C-H吸收峰,1739 cm-1處為C=O的吸收峰,從而證明KGM分子中含有乙酰基[16]。1080 cm-1處的吸收峰為吡喃糖環(huán)中C-O-C不對稱振動(dòng)的特征峰。871 cm-1和803 cm-1處的吸收峰則為甘露糖的特征吸收峰。與原始KGM對比,乙?;疜GM的紅外光譜在1375 cm-1、1245 cm-1處出現(xiàn)了兩個(gè)新的吸收峰,并且隨著取代度的增大1739 cm-1、1375 cm-1和1245 cm-1三處的峰強(qiáng)也逐漸增強(qiáng)。其中1375 cm-1處為-C-H的振動(dòng)吸收峰,這是由乙?;鶊F(tuán)的加入增強(qiáng)了-C-CH3處的振動(dòng)所導(dǎo)致的。并且隨著取代度的增大乙?;鶎?C-CH3的影響越大,此處吸收強(qiáng)度也越大。1245 cm-1處的吸收峰為乙酰基團(tuán)中C-O的特征吸收峰。1739 cm-1、1375 cm-1和 1245 cm-1這三處峰的出現(xiàn)和增強(qiáng)表明KGM的乙?;磻?yīng)成功進(jìn)行。

        圖1 原始KGM與不同取代度乙?;疜GM樣品2#、3#、4#、8#的紅外圖譜

        2.3 1HNMR和 13CNMR分析

        為了進(jìn)一步了解KGM乙?;蟮慕Y(jié)構(gòu),對9#樣品(取代度為2.01)進(jìn)行1HNMR和13CNMR分析,其圖譜分別見圖2、圖3。

        圖2 乙?;疜GM(樣品9#)的1HNMR圖譜

        圖3 乙酰化KGM(樣品9#)的 13CNMR圖譜

        由圖2可知,在化學(xué)位移δ=2.04 ppm處的峰對應(yīng)為與乙?;噙B甲基上的氫原子。由圖3可知,在化學(xué)位移δ=170.4~170.9 ppm處的峰對應(yīng)為羰基中的碳原子,而在δ= 21.19 ppm處的峰則對應(yīng)為乙?;械奶荚?。因此通過1HNMR和13CNMR圖譜再度表明乙酰基團(tuán)的成功引入,從而證明KGM在AMIMCL中成功進(jìn)行了乙酰化。

        2.4 溶解性能(表2)

        表2 原始KGM和乙?;疜GM樣品在不同溶劑 中的溶解性能

        從表2可以看出,原始KGM均不溶于DMF、DMSO和THF這三種有機(jī)溶劑;取代度大于1.01的所有乙?;a(chǎn)物均溶解于DMSO,并且隨著取代度的增大溶解越來越容易;在DMF中,取代度低于1.32的乙?;a(chǎn)物溶脹但不溶解,當(dāng)取代度達(dá)到1.42后產(chǎn)物開始緩慢溶解,并隨著取代度的增大溶解性能也越來越好;而在THF中,取代度達(dá)到2.01后產(chǎn)物才開始慢慢溶解。

        3 結(jié)論

        通過紅外、1HNMR 和13CNMR光譜對原始KGM及其乙?;a(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,表明在離子液體中,KGM在無催化劑的條件下成功進(jìn)行均相乙酰化反應(yīng),獲得了一系列不同取代度的乙?;a(chǎn)物。反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、乙酸酐與KGM中羥基的摩爾比均對乙?;疜GM的取代度有影響,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為0.75 h、反應(yīng)溫度為80℃、乙酸酐與KGM中羥基的摩爾比為6∶1時(shí),可達(dá)到最高取代度2.15。與以往所用ZnCl2或吡啶作催化劑的異相乙?;啾龋贏MIMCL中均相乙?;粌H可取得較高的取代度、更加環(huán)保,并且所用 AMIMCL可以回收重復(fù)使用?;陔x子液體的這些優(yōu)點(diǎn),推斷KGM在AMIMCL中也可進(jìn)行其它酯化、醚化、接枝等一系列的均相反應(yīng),有待進(jìn)一步研究。

        參考文獻(xiàn):

        [1] Xiao Chaobo,Gao Shanjun,Zhang Lina.Blend films from konjac glucomannan and sodium alginate solutions and their preservative effect[J].Journal of Applied Polymer Science,2000,77(3):617-626.

        [2] Nishinari K,Williams P A,Phillip G O.Review of the physico-chemical characteristics and properties of konjac mannan[J].Food Hydrocolloid,1992,6(2):199-222.

        [3] Torigata,Inagaki H,Kitano N.Study of konjac mannan IV.Molecular weight and molecular form of nitrated konjac mannan[J].Nippon Kagaku Zasshi,1951,73:30-32.

        [4] Yu Huiqun,Huang Yihong,Ying Hou,et al.Preparation and char-acterization of a quaternary ammonium derivative of konjac glucomannan[J].Carbohydrate Polymers,2007,69(1):29-40.

        [5] Yang Guang,Xiong Xiaopeng,Zhang Lina.Microporous formation of blend membranes from cellulose/konjac glucomannan in NaOH/thiourea aqueous solution[J].Journal of Membrane Science,2002,201(1-2):161-173.

        [6] Gao Shanjun,Wu Chengdong,Nishinari Katsuyoshi.In situ pH-d-ecrease induced gelation of carboxymethylated konjac glucomannan / sodium alginate[J].Appl Polym Sci,2008,108(5):2825-2832.

        [7] Forsyth S A,MacFarlane D R,Thomson R J,et al.Rapid,clean,and mildO-acetylation of alcohols and carbohydrates in an ionic liquid[J].Chem Commun,2002,(7):714-715.

        [8] Zhang Hao,Wu Jin,Zhang Jun,et al.1-Allyl-3-methylimidazolium chloride room temperature ionic liquid:A new and powerful nonderivatizing solvent for cellulose[J].Macromolecules,2005,38(20):8272-8277.

        [9] Tanghe L J,Genung L B,Mench W J.Determination of acetyl content and degree of substitution of cellulose acetate[J].Methods in Carbohydrate Chemistry,1963,(3):201-203.

        [10] ASTM Designation D-871-61T,Tentative methods of testing cellulose acetate[S].

        [11] Huang L,Takahashi R,Kobayashi S T,et al.Gelation behavior of native and acetylated konjac glucomannan[J].Biomacromolecules,2002,3(6):1296.

        [12] Gao Shanjun,Nishinari Katsuyoshi.Effect of degree of acetylation on gelation of konjac glucomannan[J].Biomacromolecules,2004,5(1):175-185

        [13] Liu Zhaotie,Shen Lihong,Liu Zhongwen,et al.Acetylation ofβ-cyclodextrin in ionic liquid green solvent[J].Mater Sci,2009,44(7):1813-1820.

        [14] Adebajo Moses O,Frost Ray L.Acetylation of raw cotton for oil spill cleanup application: An FTIR and13C MAS NMR spectroscopic investigation[J].Spectrochimica Acta Part A,2004,60(10):2315-2321.

        [15] Wu Jin,Zhang Jun,Zhang Hao,et al.Homogeneous acetylation of cellulose in a new ionic liquid[J].Biomacromolecules,2004,5(2):266-268.

        [16] Maeda M,Shimahara H,Sugiyamsa N.Detailed examination of the branched structure of konjac glucomannan[J].Agric Biol Chem,1980,44(2):245-252.

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