CN107216409A

CN107216409A - 一种壳聚糖‑l‑苹果酸‑稀土配合物的制备方法

Info

Publication number: CN107216409A
Application number: CN201710570606.2A
Authority: CN
Inventors: 程先忠; 任莹; 赵胜军
Original assignee: Wuhan Polytechnic University
Current assignee: Wuhan Polytechnic University
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-09-29
Also published as: CN105061636B; CN107177008A; CN107325201A; CN107163166B; CN107141371A; CN105061636A; CN107163166A

Abstract

本发明提供一种壳聚糖‑L‑苹果酸‑稀土配合物的制备方法，其包括以下步骤：取镧化合物La₂O₃、La₂(CO₃)₃、LaCl₃、La(Ac)₃或铈化合物Ce₂O₃、Ce₂(CO₃)₃、CeCl₃、Ce(Ac)₃用1～10％的醋酸溶解，加热蒸发并加入乙醇溶液制备成镧或铈离子前驱液；取壳聚糖用5％～10％的醋酸溶解，调节pH至4.0～8.5，加入无水乙醇制备成含50％‑90％乙醇的壳聚糖醋酸溶液；向壳聚糖醋酸溶液中，加入L‑苹果酸，在磁力搅拌下将镧或铈离子前驱液加入，进行配合反应，得到配合液；将S3 中得到的配合液在冰水或旋转蒸发的条件下进行蒸发，抽滤，将沉淀干燥，制得壳聚糖‑L‑苹果酸‑稀土配合物成品。本发明反应时间短、过程简单，易得到产品，成品率和螯合率较高，性质稳定、易保存，在医药、保健品和动物饲养中具有广阔的应用前景。

Description

一种壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物的制备方法

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖-L-苹果酸-稀土（镧、铈）配合物的制备方法。

背景技术

稀土元素由于特殊的外层电子构型，具有独特的化学和物理性质，同时还有很好的抗炎、杀菌、抗癌、抗凝血、镇痛作用。60年代到80年代，人们便将无机稀土作为一种饲料添加剂应用于动物生产中，研究发现稀土是一种生理激活剂，通过调节激素水平、酶活性、蛋白及脂类代谢等多种方式影响中间代谢过程，可激活动物体内的促生长因子，改善体内新陈代谢，提高饲料转化率，加速动物生长和生产。其中，镧、铈元素常以各种盐的形式被利用，它们大多为无色颗粒状结晶物，熔点低，吸湿性强，在潮湿空气中易潮解。近年来研究发现稀土与含氧酸、壳聚糖及氨基酸形成的配合物表现出抗肿瘤活性，并且性质稳定，不仅在动物生产中的应用效果优于无机镧、铈，而且解决了无机镧、铈性质不稳定的缺点。

稀土元素进入动物体以后，可被吸收、富集并在各组织中重新分配，能够引起包括中枢神经、消化、内分泌、运动及生殖等***广泛的影响。早在1935年Steiale就发表了关于稀土的毒性和药理作用的专著。稀土属低毒或中毒性物质，比许多有机化合物或过渡金属化合物的毒性低许多。研究表明，较高剂量的硝酸镧的直接损伤可使小鼠心脏脂质过氧化加强，清除自由基的能力下降；而较低剂量时，对小鼠心脏自由基的生成和清除无影响。最近有研究证实：20.0mg／kg硝酸镧长期作用，对大鼠肝脏的结构有一定损害，但沉积于肝脏的镧可逐渐排出体外。杨维东等观察了Ce(NO₃)₃ 对大鼠内脏组织和大脑一氧化氮及合成酶的影响。结果显示，腹腔注射高浓度的稀土后，大鼠肝脏、心脏、肾脏、骨骼肌中一氧化氮、一氧化氮合成酶的水平明显增加。而注射低浓度的稀土后，肝脏、肾脏内一氧化氮的量则显著降低。提示稀土能够广泛影响机体一氧化氮、一氧化氮合酶的水平。血稀土负荷水平与居民健康状况关系的研究表明：稀土暴露组与空白对照组相比。肺活量、甘油三酯、胆固醇、GPT、GOT、HBsAg、肝B超、手脚部皮肤变化、心电图、尿素氮等检测结果差别无统计意义，提示在这种低剂量长期暴露的情况下，稀土还不足以对呼吸***，脂质代谢，肝、心、肾功能及皮肤产生不良影响。

稀土（镧、铈）的螯合工艺总体来说，可分为液相螯合和固相螯合两种。液相螯合法较为简单，便于操作，可进行大规模生产，是一种常见的螯合工艺方法。固相合成法一般对温度条件的要求比较高，耗时长，所以，在生产中较为少用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计利用壳聚糖和L-苹果酸与镧或铈形成一个稳定的三元的镧或铈螯合物，本发明方法简单，螯合物沉淀速度快，产率高，生产成本低、可大规模工业化生产，制备的产品更利于生物吸收。苹果酸即2-羟基丁二酸，又称羟基丁二酸、马来酸，是一个二羧酸，化学式为HO₂CCH₂CHOHCO₂H；分子中含有一个不对称碳原子，因此有两种旋光异构体和一种外消旋体，在大自然中以三种形式存在，即D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物DL-苹果酸。苹果酸广泛存在于苹果、葡萄、山楂等果实中，它首先从苹果汁中分离出来，是苹果汁酸味的来源，并因此得名。苹果酸是人体内部循环的重要中间产物，易被人体吸收，因此常用作性能优异的食品添加剂和功能性食品，广泛应用于食品、化妆品、医疗和保健品等领域。其中，L-苹果酸具有重要的生理功能，它可直接进入三羧酸循环，参与人体代谢；L-苹果酸还可以用于治疗肝病、贫血、免疫力低下、***、高血压、肝衰竭等多种疾病，并能减轻抗癌药物对正常细胞的毒害作用；另外L-苹果酸也是一种优良的络合剂，能与稀土元素形成络合物。在本专利中以L-苹果酸和壳聚糖为配体，制备出了一种壳聚糖-L-苹果酸-稀土的三元配合物，用于医药、保健品和动物饲养行业。

具体地，本发明提供一种壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物的制备方法，其包括以下步骤：。

S1、制备镧或铈离子前驱液：取镧化合物如 La₂O₃、La₂(CO₃)₃、LaCl₃、La(Ac)₃或者铈化合物Ce₂O₃、Ce₂(CO₃)₃、CeCl₃、Ce(Ac)₃用1 ～ 10％的醋酸溶解，加热蒸发至含少量水，加入一定量的乙醇溶液制备成镧离子前驱液或铈离子前驱液。

S2、制备壳聚糖醋酸溶液：取壳聚糖粉末用5％～ 10％的醋酸溶解，加入无水乙醇，并调节pH 至4.0 ～ 8.5，制备成含50％～90％乙醇的壳聚糖醋酸溶液。

S3、向S2 中得到壳聚糖醋酸溶液中，加入L-苹果酸，在磁力搅拌下将S1 中得到的镧或铈离子前驱液缓慢加入，进行配合反应，得到配合液。

S4、将S3 中得到的配合液在冰水或旋转蒸发的条件下进行蒸发，得到晶体，并在低温或室温下继续搅拌10 ～ 24小时，过滤，用95％乙醇洗涤沉淀数次，得到壳聚糖- L-苹果酸-镧或壳聚糖-L-苹果酸-铈沉淀，将壳聚糖-L-苹果酸-镧或壳聚糖-L-苹果酸-铈沉淀在50 ～ 80℃真空条件下干燥，制得壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物成品。

优选地，S1 中醋酸的百分比为5％。

优选地，S2 中利用5mmol·L^-1的NaOH 溶液对pH 值进行调节。

优选地，S2 中壳聚糖醋酸溶液所含乙醇的百分比为90％。

优选地，S3 中加入的L-苹果酸为0.1 ～ 1.0 g。

优选地，S4 中搅拌时间为24小时，沉淀时间为6 ～ 12 小时，真空干燥温度为80℃。

本发明以壳聚糖、L-苹果酸为配体与La(III）或Ce(III) 离子前驱液制备出了壳聚糖-L-苹果酸-镧 (铈) 配合物。该配合物不溶于水，碱和有机溶剂，易溶于酸。该螯合反应较以往氨基酸螯合反应时间短、过程更简单，易于得到产品，成品率和螯合率较高，且产品性质稳定、易保存，在医药、保健品和动物饲养中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明的结构及工作原理做进一步解释：。

如图1 所示，本发明提供一种壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物的制备方法，其包括以下步骤：。

S1、制备镧（铈）离子前驱液：取镧化合物La₂O₃、La₂(CO₃)₃、LaCl₃、La(Ac)₃或者铈化合物Ce₂O₃、Ce₂(CO₃)₃、CeCl₃、Ce(Ac) ₃用1 ～ 10％的醋酸溶解，加热蒸发至含少量水，加入一定量的乙醇溶液制备成镧离子前驱液或铈离子前驱液。

S2、制备壳聚糖醋酸溶液：取壳聚糖粉用5％～ 10％的醋酸溶解，加入无水乙醇，并调节pH 至4.0 ～ 8.5，制备成含50％-90％乙醇的壳聚糖醋酸溶液。

S3、向S2 中得到壳聚糖醋酸溶液中，加入L-苹果酸，在磁力搅拌下将S1 中得到的镧离子前驱液或铈离子前驱液缓慢加入，进行配合反应，得到配合液。

S4、将S3 中得到的配合液在冰水或旋转蒸发的条件下进行蒸发，得到晶体，并在低温或室温下继续搅拌10 ～ 24 小时，过滤，用95％乙醇洗涤晶体数次，得到壳聚糖-L-苹果酸-镧沉淀或者壳聚糖-L-苹果酸-铈沉淀，将壳聚糖-L-苹果酸-镧沉淀或者壳聚糖-L-苹果酸-铈沉淀在50 ～ 80℃真空条件下干燥，制得壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物成品。

实施例1：

取壳聚糖粉末用5% 醋酸溶解，制成1 mmol·L^-1的壳聚糖溶液，并加入2克L-苹果酸混合搅拌，用5 mmol·L^-1的NaOH溶液调节pH至6.5，制备成含50%的乙醇溶液；在加热搅拌下，往上述溶液中加入5 mmol·L^-1醋酸镧溶液，即获得晶体；室温继续搅拌10小时，过滤，用95%乙醇洗涤晶体数次，在75℃真空条件下干燥，即得到将壳聚糖-L-苹果酸-镧沉淀产品。

用电感耦合等离子体-质谱法测量产品中微量镧的含量，计算得率与螯合率。经测定产品得率为83.94%，螯合率为88.21%。

实施例2：

取壳聚糖粉末用10% 醋酸溶解，制成0.5 mmol·L^-1的壳聚糖溶液，加入20 mL无水乙醇，并加入5克L-苹果酸混合搅拌，用5 mmol·L^-1的NaOH溶液调节pH至5.0，在磁力搅拌加热套上回流得澄清溶液，在加热搅拌下，往上述溶液中加入5 mmol·L^-1氯化镧的醋酸溶液，加热搅拌让其充分反应后，在冰冷条件下析出晶体，继续搅拌20小时，过滤，用95%乙醇和-5℃的冰水各洗涤晶体5次，在65℃真空条件下干燥，即得到将壳聚糖-L-苹果酸-镧沉淀产品。

用电感耦合等离子体-质谱法测量产品中微量镧的含量，计算得率与螯合率，经测定产品得率为82.76%，螯合率为87.49%。

实施例3：

取壳聚糖粉末用7% 醋酸溶解，制成1 mmol·L^-1的壳聚糖溶液，并加入5克L-苹果酸混合搅拌，加入20 mL无水乙醇，用5 mmol·L^-1的NaOH溶液调节pH至7.5，制备成含乙醇的溶液；往上述溶液中加入5 mmol·L^-1碳酸镧的溶解前驱溶液，加热搅拌让其充分反应后，在60℃水浴加热搅拌搅拌15小时，将所得反应液旋转蒸发浓缩得到晶体，抽滤，用95%乙醇和-10℃的冰水各洗涤晶体5次，在55℃真空条件下干燥，即得到将壳聚糖-L-苹果酸-镧沉淀产品。

用电感耦合等离子体-质谱法测量产品中微量镧的含量，计算得率与螯合率。经测定产品得率为85.07%，螯合率为89.58%。

最后应说明的是：以上实施例中的醋酸镧、碳酸镧、氯化镧可用铈化合物代替，制备成壳聚糖-L-苹果酸-铈沉淀产品；以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、制备镧离子或者铈离子前驱液：取镧化合物La₂O₃、La₂(CO₃)₃、LaCl₃、La(Ac)₃或者铈化合物Ce₂O₃、Ce₂(CO₃)₃、CeCl₃、Ce(Ac)₃用1 ～ 10％的醋酸溶解，加热蒸发至含少量水，加入一定量的乙醇溶液制备成镧离子前驱液或铈离子前驱液；

S2、制备壳聚糖醋酸溶液：取壳聚糖粉用5％～ 10％的醋酸溶解，加入无水乙醇，并调节pH 至4.0 ～ 8.5，制备成含50％～90％乙醇的壳聚糖醋酸溶液；

S3、向S2 中得到壳聚糖醋酸溶液中，加入L-苹果酸，在磁力搅拌下将S1 中得到的镧离子前驱液或铈离子前驱液缓慢加入，进行配合反应，得到配合液；

S4、将S3 中得到的配合液在冰水或旋转蒸发的条件下进行蒸发，得到晶体，并在低温或室温下继续搅拌10 ～ 24 小时，抽滤，用95％乙醇洗涤晶体数次，得到壳聚糖-L-苹果酸-镧沉淀或者壳聚糖-L-苹果酸-铈沉淀，将壳聚糖-L-苹果酸-镧沉淀或者壳聚糖-L-苹果酸-铈沉淀在50 ～ 80℃真空条件下干燥，制得壳聚糖-L -苹果酸-稀土配合物成品。

2.根据权利要求1 所述的壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物的制备方法，其特征在于：S1中醋酸的百分比为5％。

3.根据权利要求1 所述的壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物的制备方法，其特征在于：S2中利用5mmol·L^-1的NaOH 溶液对pH 值进行调节。

4.根据权利要求3 所述的壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物的制备方法，其特征在于：S2中壳聚糖醋酸溶液所含乙醇的百分比为90％。

5.根据权利要求1 所述的壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物的制备方法，其特征在于：S3中加入的L-苹果酸为0.1 ～ 1.0 g。

6.根据权利要求1 所述的壳聚糖-L-苹果酸-稀土配合物的制备方法，其特征在于：S4中搅拌时间为24 小时，沉淀时间为6 ～ 12 小时，真空干燥温度为80℃。