氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的合成

氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的合成

氨基葡萄糖硫酸鹽（d-氨基葡萄糖）是氨基葡萄糖的重要衍生物。它是人們體內(nèi)合成氨基葡萄糖、糖蛋白、糖脂和其他大型藥物的重要原料。參與肌腱、韌帶、皮膚、骨骼及心臟瓣膜等器官的形成。前人研究證明,氨基葡萄糖硫酸鈉鹽能明顯緩解關(guān)節(jié)炎及風(fēng)濕病所引起的疼痛及改善行走狀況;可以預(yù)防、治療及修復(fù)結(jié)締組織損傷;對(duì)骨骼和關(guān)節(jié)炎癥也有一定的療效;同時(shí)也有助于急性、慢性創(chuàng)傷的愈合。關(guān)于氨基葡萄糖硫酸鹽的制備前人已有報(bào)道,但產(chǎn)品的穩(wěn)定性差,極易氧化和潮解。本文以氨基葡萄糖鹽酸鹽為原料,制備氨基葡萄糖硫酸鈉鹽,使產(chǎn)品的穩(wěn)定性有較大提高,并對(duì)產(chǎn)品的一些性質(zhì)進(jìn)行研究,為工業(yè)化生產(chǎn)高質(zhì)量的氨基葡萄糖硫酸鈉鹽提供依據(jù)。1材料和方法1.1實(shí)驗(yàn)材料氨基葡萄糖鹽酸鹽由本實(shí)驗(yàn)室制備,以SIGMA公司產(chǎn)品為標(biāo)樣測(cè)得其含量為99.8%。1.2甲醇鈉溶液的合成在1000mL的三口燒瓶中加入350mL無水甲醇,將7g金屬鈉加入無水甲醇進(jìn)行反應(yīng),并除去反應(yīng)所生成的氫氣。然后,加入60g氨基葡萄糖鹽酸鹽(與金屬鈉的摩爾比為1∶1)于上述甲醇鈉溶液中,在攪拌(600r/min)條件下反應(yīng)5min。反應(yīng)終止后離心(3000r/min,10min)。以除去反應(yīng)中生成的氯化鈉及未反應(yīng)的甲醇鈉。將得到的上清液轉(zhuǎn)移到1000mL的三口燒瓶中,緩慢加入10mL含20%三氧化硫的發(fā)煙硫酸(與反應(yīng)生成的氨基葡萄糖堿摩爾數(shù)相等),在低溫下攪拌1h后,添加500mL丙酮,再攪拌30min后進(jìn)行抽濾。得白色固體粉末,經(jīng)丙酮和乙醚洗滌后,真空干燥。產(chǎn)品在低溫和真空條件下保藏,以防止氧化和潮解。1.3氨基葡萄糖含量測(cè)定按照改進(jìn)的Elson-Morgan方法進(jìn)行可參考文獻(xiàn)。1.4氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的測(cè)定按參考文獻(xiàn)的方法進(jìn)行。1.5空氣波長和適用的空氣用原子吸收法進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定條件:D-E2280型;波長589nm;乙炔流量2.6L/min;空氣流量19.5L/min;狹縫0.7nm;電流7mA。1.6氨基葡萄糖硫酸鈉中的氯離子含量按參考文獻(xiàn)的方法進(jìn)行。1.7重蒸水中定容準(zhǔn)確稱取5.0000g氨基葡萄糖硫酸鈉鹽迅速溶于重蒸水中,定容至50mL。在20℃時(shí)每隔一定時(shí)間在旋光儀上測(cè)定溶液的旋光度,由公式[α]20DD20=α/LC計(jì)算出比旋光度,繪出時(shí)間-比旋光度曲線。2結(jié)果2.1反應(yīng)時(shí)間的穩(wěn)定性甲醇鈉反應(yīng)生成氨基葡萄糖堿隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖1所示。從圖中可以看出,隨著氨基葡萄糖鹽酸鹽與甲醇鈉反應(yīng)時(shí)間的延長,氨基葡萄糖堿的產(chǎn)率不斷增加,在5min時(shí)達(dá)到最大值,其產(chǎn)率為84.2%。再延長反應(yīng)時(shí)間,氨基葡萄糖堿的產(chǎn)率沒有明顯變化,這說明氨基葡萄糖鹽酸鹽在5min時(shí)已經(jīng)與甲醇鈉反應(yīng)完全。因此,可以確定氨基葡萄糖鹽酸鹽與甲醇鈉最佳反應(yīng)時(shí)間為5min,反應(yīng)時(shí)間小于5min時(shí),氨基葡萄糖鹽酸鹽與甲醇鈉反應(yīng)不完全,會(huì)使氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的產(chǎn)率降低。2.2反應(yīng)時(shí)間的優(yōu)化從圖2中可以看出,隨著氨基葡萄糖堿與三氧化硫反應(yīng)時(shí)間的延長,氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的產(chǎn)率不斷增加,在60min時(shí)達(dá)到最大值,其產(chǎn)率為84.9%。再延長反應(yīng)時(shí)間,氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的產(chǎn)率沒有明顯變化。從圖中可以確定,氨基葡萄糖堿與三氧化硫的最適反應(yīng)時(shí)間為60min。2.3氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的制備從表1中可以看出,隨著反應(yīng)溫度的升高,氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的產(chǎn)率沒有明顯的變化。但隨著反應(yīng)溫度的升高,氨基葡萄糖硫酸鈉鹽產(chǎn)品的顏色逐漸加深,品質(zhì)不斷下降,由白色逐漸變?yōu)闇\黃色。這可能是隨著反應(yīng)體系溫度的升高,所生成的氨基葡萄糖硫酸鈉鹽氧化加劇,導(dǎo)致產(chǎn)品的顏色變深。所以要制備高品質(zhì)的氨基葡萄糖硫酸鈉鹽,應(yīng)盡可能的降低反應(yīng)體系的溫度,一般在-5℃左右比較合適。但在工業(yè)化生產(chǎn)過程中,綜合考慮成本及產(chǎn)品的品質(zhì),選用0℃比較合適。2.4溶液比旋光度隨時(shí)間的變化按本工藝制備氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的比旋光度[α]20DD20為54.13°。氨基葡萄糖硫酸鈉鹽溶液比旋光度隨時(shí)間的變化曲線見圖3。由圖可知,D-氨基葡萄糖硫酸鈉鹽存在著變旋現(xiàn)象。剛配制溶液的[α]20DD20最大,接近70°,但隨著時(shí)間的變化,氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的比旋光度迅速下降,大約2h后趨于穩(wěn)定。說明氨基葡萄糖硫酸鈉鹽在水溶液中發(fā)生變旋作用,達(dá)到α型和β型的平衡。2.5氨基葡萄糖含量的優(yōu)化用改進(jìn)Elson-Morgan方法測(cè)得所制備的產(chǎn)品中氨基葡萄糖的含量為55.9%,這是氨基葡萄糖硫酸鈉鹽和未反應(yīng)的氨基葡萄糖鹽酸鹽中氨基葡萄糖的總和。2.6%是新聞黨的基層組織建設(shè)分布所制備的氨基葡萄糖硫酸鈉鹽中鈉的含量為8.51%。由于反應(yīng)中生成的氯化鈉及未反應(yīng)的甲醇鈉在反應(yīng)后被離心除去,所以產(chǎn)品中的鈉基本是氨基葡萄糖硫酸鈉鹽中所含的鈉。2.7未反應(yīng)的氨基葡萄糖鹽酸鹽殘留造成的不穩(wěn)定所制備的氨基葡萄糖硫酸鈉鹽中氯離子的含量為2.36%,這是由于未反應(yīng)的氨基葡萄糖鹽酸鹽殘留所致。據(jù)此可推斷產(chǎn)品中大約含15%氨基葡萄糖鹽酸鹽。2.8硫酸酯鍵形成的比較制備的氨基葡萄糖硫酸鈉鹽溶于水后測(cè)得亞硫酸根含量為32.67%。為了證明氨基葡萄糖堿與三氧化硫反應(yīng)中是否形成硫酸酯鍵,本研究利用1%的鹽酸水解所得產(chǎn)物,測(cè)得亞硫酸根含量為32.69%,兩者幾乎沒有差距。說明在反應(yīng)過程中基本沒有氨基葡萄糖硫酸酯生成。由于反應(yīng)結(jié)束后用溶劑洗滌至不含游離的亞硫酸根離子,所以測(cè)得的亞硫酸根離子含量應(yīng)是氨基葡萄糖硫酸鈉鹽所含。3氨基葡萄糖堿與三氧化硫的反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的影響本工藝制備氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的最佳反應(yīng)條件為:氨基葡萄糖鹽酸鹽與甲醇鈉的最適反應(yīng)時(shí)間為5min,氨基葡萄糖堿與三氧化硫的最適反