专利名称：：对氨基苯甲?？蔷厶羌捌渲票阜椒?br>
技术领域：
：本发明涉及一种壳聚糖化学改性的功能衍生物，其应用于食品行业，属于高分子化学领域?？蔷厶鞘羌卓撬氐耐岩阴；?，是生物界中大量存在的唯一一种带有阳离子的碱性多糖。因分子内和分子间氢键的作用，壳聚糖只溶于酸和酸性水溶液?？蔷厶欠肿恿瓷虾写罅康聂腔?、氨基等可修饰的基团，可通过化学改性得到各种具有特殊功能的衍生物，因此可以扩大其应用范围。例如，壳聚糖具有优良的生物降解性、生物相容性、成膜特性和较强的抗菌防腐保鲜能力，在食品工业等领域得到广泛的应用?？蔷厶墙瞿苋芙庥谒嵝越橹手?，限制了其应用范围。通常人们通过在壳聚糖分子上引入季铵盐、烷基、无机酸等，改进壳聚糖的溶解性或絮凝性。将对氨基苯甲?；又Φ娇蔷厶欠肿恿瓷?，得到对氨基苯甲?？蔷厶茄苌?，以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黑曲霉为实验菌种，对衍生物进行了抗菌活性研究，绘制了抑菌生长曲线，可望为该产物应用于食品防腐剂中提供实验依据。通过酰氯与壳聚糖的?；从χ票赋龆园被郊柞？蔷厶茄苌?，并对其进行抗菌作用研究，尚未见报道。本发明的目的是要克服壳聚糖不溶于水的缺点，提供一种具有抗菌效果的壳聚糖衍生物，可用作食品中抗菌防腐添加剂。本发明的另一目的是提供上述壳聚糖衍生物——对氨基苯甲?？蔷厶堑闹票阜椒?。本发明的对氨基苯甲?？蔷厶堑慕峁刮狽H2其中，n在160-180之间，在壳聚糖分子链上引入对氨基苯甲?；?，该化合物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黑曲霉的最低抑菌浓度分别达到0.1%，0.1%和1%。该化合物的物化
背景技术：
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发明内容指标浅黄色粉末状固体，溶于水和乙二醇，分子量为45-50KD。本发明通过对氨基苯甲酸与氯化亚砜反应，制备出对氨基苯甲酰氯，然后与壳聚糖反应制备得到对氨基苯甲?？蔷厶?。取对氨基苯甲酸放入三颈瓶中，加入一定量的无水乙醚，再加入氯化亚砜，放入到水温3(TC的超声波洗涤器中，反应10分钟；向三颈瓶中加入一定量的壳聚糖乙酸溶液，在5。C一45。C下超声波振荡1.5小时，然后静置过夜；反应完成后，加入大量丙酮使产物沉淀出来，过滤，再用无水乙醇和无水乙醚的混合溶剂浸泡24小时后抽滤，再将抽滤后的滤饼用丙酮进行索氏提取24小时，真空干燥后得产物。本发明涉及的主要反应有两步(1)制备对氨基苯甲酰氯,2NH，+S0C12COOH(2)制备对氨基苯甲?？蔷厶荙~C=0HCH2OH0—H\OHHyNH2HCH2OHH/l""^"Q「O-+」nc卜c-o所述对氨基苯甲?？蔷厶腔衔锏闹票阜椒?，其制备步骤如下(1)将称量的对氨基苯甲酸溶于50-65'C蒸馏水中，热抽滤；(2)滤液冷却到室温，在室温下抽滤；(3)取滤饼，真空干燥，得到纯净的对氨基苯甲酸；(4)将对氨基苯甲酸放入到三颈瓶中，加入无水乙醚使对氨基苯甲酸完全溶解，再加入氯化亚砜，放入到水温为20-4(TC的超声波洗涤器中，超声波振荡10-60分钟，反应产物为对氨基苯甲酰氯；(5)冷却(4)步的反应产物到0-3(TC，将壳聚糖溶于无水乙酸中，再将其加入三颈瓶中，在5-45'C下超声波振荡1-3.5小时，静置过夜；(6)将(5)步的反应产物加入丙酮直至产物对氨基苯甲?；蔷厶浅恋沓隼?，抽滤；(7)将(6)步的沉淀用无水乙醇和无水乙醚的混合溶剂浸泡12-24小时后，抽滤，取滤饼；(8)再将(7)步的滤饼用丙酮进行索氏提取24-30小时，真空干燥后得到产物对氨基苯甲?？蔷厶?。所述的(l)步中抽滤的工艺条件是用滤瓶和布氏漏斗在50-65°〇烘箱中烘1-3小时，再在50-65'C下用水泵抽滤反应液，抽滤结束后，迅速把滤液倒入到干净的烧杯中；所述的(2)、(6)和(7)步中抽滤的工艺条件都是用滤瓶和布氏漏斗在50-65'C烘箱中烘l-3小时，再在室温下用水泵抽滤反应液，抽滤结束后，迅速把滤液倒入到干净的烧杯中。所述的对氨基苯甲酸氯化亚砜壳聚糖的投料重量比为(l-5):(3-9):l。所述的(7)步的无水乙醇和无水乙醚的体积比为l:(i-io)。所述的(8)步的索氏提取的工艺条件为55-65"水浴加热，提取24-30小时。所述的(8)步的真空干燥的工艺条件为30-5(TC下，真空度为8X10"Pa，干燥12-24小时。所述对氨基苯甲?？蔷厶腔衔镒魑票甘称贩栏砑蛹恋挠τ?。本发明的有益效果在于将对氨基苯甲?；氲娇蔷厶欠肿由现票赋龅男滦涂蔷厶茄苌锒源蟪Ω司?、金黄色葡萄球菌和黑曲霉具有良好的抗菌活性，扩大了壳聚糖的抑菌范围，可用作食品防腐添加剂。图1为壳聚糖的红外光谱图。图2为所制备的对氨基苯甲?？蔷厶堑暮焱夤馄淄?。图3为壳聚糖和对氨基苯甲?？蔷厶且宜崛芤旱淖贤馕展馄淄?。图4壳聚糖和对氨基苯甲?？蔷厶嵌源蟪Ω司さ囊种谱饔猛?。图5壳聚糖和对氨基苯甲?？蔷厶嵌越鸹粕咸亚蚓さ囊种谱饔猛?。图6壳聚糖和对氨基苯甲?？蔷厶嵌院谇股さ囊种谱饔猛?。具体实施方式实施例1:取干燥过的对氨基苯甲酸lg放入三颈瓶中，加入30ml的无水乙醚，再加入2ml氯化亚砜，放入到水温30。C的超声波洗涤器中，反应10分钟。冷却到25'C，0.5g壳聚糖溶于30ml乙酸中，将其加入三颈瓶中，在25'C下超声波振荡1小时，静置过夜。反应完成后，加入70ml丙酮使产物沉淀出来，抽滤，再用50ml体积比为l:1的无水乙醇和无水乙醚的混合溶剂浸泡24小时后抽滤，再将抽滤后的滤饼用丙酮进行索氏提取24小时，真空干燥后得产物——对氨基苯甲?？蔷厶?。实施例2:取干燥过的对氨基苯甲酸lg放入三颈瓶中，加入30ml的无水乙醚，再加入2ml氯化亚砜，放入到水温30'C的超声波洗涤器中，反应10分钟。加热到45'C，0.5g壳聚糖溶于30ml乙酸中，再将其加入三颈瓶中，在45'C下超声波振荡1小时，静置过夜。反应完成后，加入70ml丙酮使产物沉淀出来，抽滤，再用50ml体积比为l:1的无水乙醇和无水乙醚的混合溶剂浸泡24小时后抽滤，再将抽滤后的滤饼用丙酮进行索氏提取24小时，真空干燥后得产物——对氨基苯甲?？蔷厶?。实施例3:取干燥过的对氨基苯甲酸lg放入三颈瓶中，加入30ml的无水乙醚，再加入2ml氯化亚砜，放入到水温3(TC的超声波洗涤器中，反应10分钟。冷却到5'C，0.5g壳聚糖溶于30ml乙酸中，再将其加入三颈瓶中，在5'C下超声波振荡1小时，静置过夜。反应完成后，加入70ml丙酮使产物沉淀出来，抽滤，再用50ml体积比为l:1的无水乙醇和无水乙醚的混合溶剂浸泡24小时后抽滤，再将抽滤后的滤饼用丙酮进行索氏提取24小时，真空干燥后得产物——对氨基苯甲?？蔷厶?。分析图l和图2两幅红外谱图可见，壳聚糖红外谱图中1597.2cm—1处为氨基N-H变形振动峰，2875.7cm"处为C-H伸缩振动吸收峰，3417.7cm"处归属于壳聚糖分子中O-H伸縮振动和N-H伸縮振动的吸收峰，1082.4cm"处为C-OH的吸收峰；产物中出现1735.5cm"是C=0伸縮振动峰；1602.3cm'1和1517.8cm—1处是苯环的骨架振动吸收峰；1082.4cm"处的C-OH吸收峰没有大的变化，可推知对氨基苯甲酰氯主要在壳聚糖的氨基上发生?；从?。图3为以lg/L的醋酸溶液为溶剂，将壳聚糖和对氨基苯甲?？蔷厶侵瞥膳ǘ任?X10"VmL的溶液，测得的紫外吸收光谱图。其中，2为壳聚糖的紫外吸收光谱图，1为对氨基苯甲?？蔷厶堑淖贤馕展馄淄?。从图中可以看出，将对氨基苯甲?；拥娇蔷厶欠肿由?，由于酰胺、碳氧双键、苯环等生色团的影响，壳聚糖衍生物在284nm处有个大的吸收峰，即在284nm处有强的紫外线吸收峰值。实施例4:本发明所得产物对氨基苯甲?？蔷厶呛涂蔷厶嵌源蟪Ω司囊志?％)样品浓度(％)0.50.250.10.080.050.0250.010.005壳聚糖100100979187736757对氨基苯甲?？蔷厶?001001009693898372实施例5:本发明所得产物对氨基苯甲?？蔷厶呛涂蔷厶嵌越鸹粕咸亚蚓囊志?％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本发明所得产物对氨基苯甲?？蔷厶呛涂蔷厶嵌院谇沟囊志?％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述抑菌效率的测定配制不同质量分数的壳聚糖溶液和衍生物溶液(以0.5%的醋酸溶液为溶剂)。分别将0.1mL菌悬液和0.1mL不同浓度的样品溶液均匀涂布在培养基平板上，空白为不加样品溶液的菌悬液。所有平板在37'C恒温培养箱中培养24h，取出观察各个平板上的细菌生长情况，计算抑菌率-I-(m-n2)/n!X1000/0其中，m和ti2分别为空白和涂有样品的平板上的菌落数。对于黑曲霉采用干重法测定壳聚糖和衍生物的抑菌效率。配制不同质量分数的壳聚糖溶液和衍生物溶液(以0.5%的醋酸溶液为溶剂)。分别将lmL黑曲霉菌悬液和2mL不同浓度的样品溶液添加到沙氏培养基中，空白为不加样品溶液的菌悬液，在28"C恒温振荡培养箱中培养48h，抽滤，干燥并称菌体干重，计算抑菌率I二(m广m2)/nuX1000/0其中，rm和m2分别为不加样品培养液中和添加样品培养液中的菌丝干重。抑菌活性实验对于细菌采用比浊法，添加一定量的壳聚糖溶液和衍生物溶液分别于液体营养肉汤培养基中，使样品浓度为0.01%，分别接入0.2mL浓度为1(^个/mL的菌悬液，在37"C恒温振荡培养，定时取样测定吸光度值，用吸光度值的变化反映细菌数量的变化。以培养时间为横坐标，不同培养时间细菌悬浊液在620nm下的吸光度OD值为纵坐标，绘制细菌的生长曲线和相同菌种在加入壳聚糖或衍生物后的抑菌曲线。以未接种细菌的液体营养肉汤培养基为空白。对于黑曲霉菌采用菌体干重法，添加一定量的壳聚糖溶液和衍生物溶液分别于沙氏培养基中，使样品质量分数为0.01%，接入黑曲霉悬浮液lmL，在28'C恒温振荡培养。定时取8样，用布氏漏斗抽滤，干燥并称菌体干重。以培养时间为横坐标，不同培养时间的菌体干重为纵坐标，绘制霉菌的生长曲线和相同菌种在加入壳聚糖或衍生物后的抑菌曲线。所得到的壳聚糖和对氨基苯甲?？蔷厶嵌源蟪Ω司?、金黄色葡萄球菌和黑曲霉的抑制作用曲线如图4、图5和图6。图4和图5分别为壳聚糖和产物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长的抑制作用曲线。从图中可知壳聚糖和对氨基苯甲?？蔷厶堑拇嬖谙灾匾种屏舜蟪Ω司徒鸹粕咸亚蚓纳?。大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在培养4h后便开始繁殖，吸光度增大，当添加壳聚糖后，生长适应期均延长为8h;当添加对氨基苯甲?？蔷厶呛?，40h内培养基中的菌生长被抑制在一个较低水平，起到了很好的抑制作用。表明壳聚糖和对氨基苯甲?？蔷厶嵌源蟪Ω司徒鸹粕咸亚蚓纳ぞ哂幸种谱饔?，且对氨基苯甲?？蔷厶堑囊志Ч庞诳蔷厶?。图6为壳聚糖和对氨基苯甲?？蔷厶嵌院谇股さ囊种谱饔们??？蔷厶嵌院谇共唤雒挥幸种谱饔?，反而有助于其生长。原因可能是黑曲霉属于真菌类，真菌的细胞壁含有壳聚糖，而黑曲霉中就有较高的壳聚糖含量，使得黑曲霉对壳聚糖的抗菌性能有一定的抗性，决定了壳聚糖对黑曲霉没有抑制能力，反而可能用于促进细胞的生长和繁殖。添加对氨基苯甲?？蔷厶呛?，黑曲霉的菌体干重比对照组有所减少，说明产物可以有效地抑制黑曲霉的生长，扩大了壳聚糖的抑菌范围。本领域的普通技术人员都会理解，在本发明的?；し段?，对于上述实施例进行修改，添加和替换都是可能的，其都没有超出本发明的?；し段?。权利要求1、对氨基苯甲?？蔷厶?，其特征在于该衍生物具有下式所示结构其中，n在160-180之间。2、一种如权利要求l所述对氨基苯甲?？蔷厶堑闹票阜椒?，其特征在于所述的制备步骤如下(1)将称量的对氨基苯甲酸溶于50-65'C蒸馏水中，热抽滤；(2)滤液冷却到室温，在室温下抽滤；(3)取滤饼，真空干燥，得到纯净的对氨基苯甲酸；(4)取纯净的对氨基苯甲酸放入到三颈瓶中，加入无水乙醚使对氨基苯甲酸完全溶解，再加入氯化亚砜，放入到水温为20-40'C的超声波洗涤器中，超声波振荡10-60分钟，反应产物为对氨基苯甲酰氯；(5)冷却(4)步的反应产物到0-3(TC，将壳聚糖溶于无水乙酸中，再将其加入三颈瓶中，在5-45'C下超声波振荡1-3.5小时，静置过夜；(6)将(5)步的反应产物加入丙酮直至产物对氨基苯甲?；蔷厶浅恋沓隼?，抽滤；(7)再用无水乙醇和无水乙醚的混合溶剂浸泡12-24小时后，抽滤，取滤饼；(8)再将(7)步的该滤饼用丙酮进行索氏提取24-30小时，真空干燥后得对氨基苯甲?？蔷厶遣?。3、根据权利要求2所述对氨基苯甲?？蔷厶堑闹票阜椒?，其特征在于所述的(l)步中抽滤的工艺条件是用滤瓶和布氏漏斗在50-65。C烘箱中烘1-3小时，再在50-65'C下用水泵抽滤反应液，抽滤结束后，迅速把滤液倒入到干净的烧杯中；(2)、(6)和W步中抽滤的工艺条件都是用滤瓶和布氏漏斗在50-65。C烘箱中烘l-3小时，再在室温下用水泵抽滤反应液，抽滤结束后，迅速把滤液倒入到干净的烧杯中。4、根据权利要求2所述对氨基苯甲?？蔷厶堑闹票阜椒?，其特征在于所述的对氨基苯甲酸氯化亚砜壳聚糖的投料重量比为(l-5):(3-9):l。5、根据权利要求2所述对氨基苯甲?？蔷厶堑闹票阜椒?，其特征在于所述的(7)步的无水乙醇和无水乙醚的体积比为1:(1-10)。6、根据权利要求2所述对氨基苯甲?？蔷厶堑闹票阜椒?，其特征在于所述的(8)步的索氏提取的工艺条件为55-65'C水浴加热，提取24-30小时。7、根据权利要求2所述对氨基苯甲?？蔷厶堑闹票阜椒?，其特征在于所述的(8)步的真空干燥的工艺条件为30-5(TC下，真空度为8xlO"Pa，干燥12-24小时。8、根据权利要求1所述对氨基苯甲?？蔷厶亲魑票甘称贩栏砑蛹恋挠τ?。全文摘要本发明公开了一种对氨基苯甲?？蔷厶羌捌渲票阜椒?，其结构如右所示，其中，n在160-180之间，在壳聚糖分子链上引入对氨基苯甲酰结构后，该化合物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黑曲霉的最低抑菌浓度分别达到0.1％，0.1％和1％。该化合物的物化指标浅黄色粉末状固体，溶于水和乙二醇，分子量为45-50KD。对氨基苯甲?？蔷厶窃銮苛丝蔷厶堑目咕钚?，且扩大了壳聚糖的抗菌范围，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黑曲霉具有良好的抗菌活性，可作为制备食品中抗菌防腐添加剂的应用。文档编号C08B37/08GK101649005SQ200910018199公开日2010年2月17日申请日期2009年9月9日优先权日2009年9月9日发明者王江涛,金晓晓申请人:中国海洋大学