一种茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物的合成方法

本发明涉及功能高分子材料，特别是一种茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物的结构与合成方法。

背景技术：

1、近年来，生物质多糖的研究逐渐引起人们的重视。其中，木聚糖以其抗氧化、抗肿瘤等生物活性及在健康食品和药品中潜在的营养和医药价值尤为关注。由于木聚糖固有的结构限制，其生物活性远低于商用药物。近年来采用分子修饰技术已经开发出硫酸化、羧甲基化、阳离子化、美拉德改性和氧化交联等多种类型的木聚糖衍生物来解决其自身的结构局限性，获得具有特定生物活性的木聚糖系衍生物。茋三酚是一种天然多酚，其结构上的羟基可参与自由基清除和金属螯合，促进与大分子蛋白的相互作用，具有广泛的药理活性如抑制炎症、免疫调节及抗癌活性等。因而，将蔗渣木聚糖（bx）与茋三酚进行复配得到新型的复配原料，结合两者的优势，增强bx的抗生物活性。

2、接枝共聚改性可将多种活性官能团引入到木聚糖大分子结构中，改善木聚糖药物缓释和抗生物的活性。研究发现，丙烯酰胺和丙烯酸类的接枝单体的引入有助于改善木聚糖的水溶性、热稳定性和生物相容性，而选择高氟单体甲基丙烯酸三氟乙酯（tma）可以进一步提高聚合物的靶向特性。因此，以tma 、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（amps）和丙烯酸二甲氨基乙酯（dmaea）为混合接枝单体，对蔗渣木聚糖与茋三酚复合物进行四元接枝共聚可显著改善其理化特性。同时，乳糖酸可增加与癌蛋白的结合强度，在癌细胞表面进行高度的表达，将其修饰在纳米材料表面使材料具有主动靶向性，增加药物在癌细胞中的扩散和分布。因而，进一步采用乳糖酸来酯化茋三酚与bx的四元接枝共聚物，设计构建一种茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物，并通过分子对接技术探索经复合改性后的高氟衍生物与癌蛋白的对接，为生物质抗癌药物的研究提供了一种新思路。

3、本发明以茋三酚与蔗渣木聚糖的复合物为原料，首先以经十二烷基硫酸钠乳化的tma、dmaea和amps为混合接枝单体，过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂，在水溶剂中通过自由基聚合制备茋三酚与蔗渣木聚糖四元接枝共聚物。再以经乙酰化和酰氯化的乳糖酸为酯化剂，4-二甲基氨基吡啶与蒙脱石为复合酯化催化剂，在二甲基亚砜溶剂中进一步合成一种茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物。最后，通过纳米沉淀法制备茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物的纳米颗粒，并结合分子动力学对该纳米颗粒与肺癌蛋白和肝癌蛋白进行分子对接活性模拟，同时采用溴化噻唑蓝四氮唑（mtt）法测定产物的抗癌活性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提高茋三酚与蔗渣木聚糖的抗癌活性，提供一种双活性茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物的合成方法。

2、本发明的具体技术方案如下：

3、一种双活性茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物，其具有如下结构：

4、

5、本发明还公开了其制备方法，其包括如下步骤：

6、（1）将1.2~2.0 g蔗渣木聚糖置于60˚c恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖。

7、（2）将0.8~1.4 g茋三酚和1.0~1.7 g步骤（1）所得干基蔗渣木聚糖加入250 ml装有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的四口烧瓶中，加入30~40ml蒸馏水，搅拌下升温至45~50˚c活化0.5~1小时。

8、（3）将0.3~0.55g过硫酸铵加入50 ml烧杯中，加入15~20 ml蒸馏水配成引发剂溶液，再将引发剂溶液倒入100 ml的恒压滴液漏斗中。

9、（4）将1.5~2.0g amps加入50 ml烧杯中，加入5~10 ml蒸馏水搅拌至完全溶解，用0.5 mol/l的naoh滴定至中性；依次加入0.2~0.3g蔗糖脂肪酸酯、0.85~1.2ml分析纯tma和0.75~1 ml分析纯dmaea，搅拌0.5~1小时，随后将该单体混合乳液倒入另一100 ml的恒压滴液漏斗中。

10、（5）将步骤（2）反应体系升温至55~65˚c，开始滴加步骤（3）所配制的引发剂溶液，待滴入引发剂溶液总质量的三分之一时，同时滴加步骤（4）所配制的混合单体乳液和引发剂溶液，控制滴加时间在4~5小时；待单体和引发剂溶液滴加完毕后，向四口烧瓶中加入0.5~0.7g n,n-亚甲基双丙烯酰胺，继续反应1~2小时，冷却至室温。

11、（6）将步骤（5）体系中加入35~45 ml分析纯丙酮，静置沉析至上下分层，分层后抽滤出沉淀物，依次分别用20~30ml分析纯无水乙醇和15~25ml蒸馏水各洗涤3~4次；将产物置于50~60˚c恒温干燥箱中干燥24小时，制得茋三酚与蔗渣木聚糖四元接枝共聚物粗产物。

12、（7）将步骤（6）制得的茋三酚与蔗渣木聚糖四元接枝共聚物粗产物加入到索氏抽提器中，加入50~60 ml分析纯丙酮抽提24小时；取出抽提后的物料放入表面皿中，于60˚c的恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得精制的茋三酚与蔗渣木聚糖四元接枝共聚物。

13、（8）向250ml四口烧瓶中加入2.0~5.0g乳糖酸，再加入20~40 ml分析纯醋酸酐和1~2 ml分析纯吡啶，于50~55˚c的水浴锅中搅拌反应5~6小时，冷却至室温。

14、（9）将步骤（8）所得反应物料倒入100ml烧杯中，置于5~7˚c的冰箱冷藏室中。待冷却至析出大量的白色沉淀物时，分别用15~20 ml分析纯无水乙醇和20~25ml分析纯丙酮各抽滤、洗涤2~3次，抽滤物置于50~60˚c的恒温干燥箱中干燥24小时，得乙酰乳糖酸。

15、（10）向四口烧瓶中加入25~30 ml分析纯二甲基亚砜，加热至40~70 ˚c，再加入0.5~1.0 g步骤（9）制备的乙酰乳糖酸，搅拌至完全溶解后，依次加入0.20~0.46 ml分析纯二氯亚砜、0.2~0.3ml分析纯n,n-二甲基甲酰胺，持续反应4~6小时，得乙酰乳糖酰氯。

16、（11）将步骤（10）的反应体系温度调整至50~60 ˚c，依次加入1.8~2.4 g步骤（7）所得的茋三酚与蔗渣木聚糖四元接枝共聚物和0.05~0.10g 4-二甲基氨基吡啶、0.10~0.25g蒙脱石，搅拌反应4~7小时后，反应体系降至室温。

17、（12）向步骤（11）的反应体系中加入0.12~0.2g na2co3，搅拌至无气泡产生后再加入35~55 ml分析纯丙酮，静置沉析至上下分层，抽滤，依次用20~25ml分析纯无水乙醇、30~40ml蒸馏水各洗涤2~3次，滤饼置于60˚c的恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得到茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物。

18、（13）向250ml单口烧瓶中加入0.40~0.60 g步骤（12）制备的茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物，再加入25~30ml分析纯二甲基亚砜；将反应体系升温至70~75˚c，加热搅拌至完全溶解后，再将反应体系冷却至室温。

19、（14）向500 ml烧杯中加入200~250 ml分析纯无水乙醇，并持续快速搅拌，将步骤（13）所得溶解液缓慢加入该烧杯中，加完后继续搅拌40~60 分钟。

20、（15）将步骤（14）得到的悬浮液离心20~40分钟后，加入20~40ml蒸馏水继续离心20~30分钟；分离出茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物，并在真空冷冻干燥机中干燥至恒重；取出并研磨得到茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物的纳米颗粒。

21、（16）茋三酚与蔗渣木聚糖四元接枝共聚物接枝率和接枝效率的计算公式如下：

22、

23、

24、式中：

25、g—接枝率，%；

26、ge—接枝效率，%；

27、w0—原茋三酚与蔗渣木聚糖的总质量，单位g；

28、w1—混合单体的总质量，单位g；

29、w2—接枝支链的质量，单位g。

30、（17）采用酸碱滴定法测定茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物中的酯化取代度，测定步骤如下：称取约0.2g 茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物样品于50 ml碘量瓶中，向其中加入5 ml蒸馏水，混合均匀后滴加1~2滴酚酞指示剂，摇匀；再用0.10 mol/l的naoh标准溶液调至微红色（半分钟内颜色不褪去），加入2.5 ml浓度为0.5mol/l的naoh标准溶液，摇匀，在室温下电磁搅拌4.0小时进行皂化；然后用浓度为0.5 mol/l的hcl标准溶液滴定至溶液变为无色为止，记录hcl标准溶液的消耗体积v1。在相同条件下用茋三酚与蔗渣木聚糖四元接枝共聚物作为空白实验对照。酯化取代度（ds）的计算式如下：

31、

32、

33、式中：

34、wc—茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物产物中羧酸酰基的质量分数，%；

35、v0—空白实验消耗的hcl标准溶液的体积，单位ml；

36、v1—滴定茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物产物消耗的hcl标准溶液的体积，单位ml；

37、chcl—hcl标准溶液的浓度，单位mol/l；

38、m—茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物样品的质量，单位g；

39、m—羧酸酰基的摩尔质量，单位g/mol；

40、182—茋三酚与蔗渣木聚糖脱水单元的相对分子质量；

41、ds—茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物产物的取代度。

42、（18）采用溴化噻唑蓝四氮唑（mtt）法测定产物的质量浓度在100μg/ml时对人肝癌细胞（bel-7407）与人肺癌细胞（nci-h460）的增殖抑制作用。细胞抑制率的计算式如下：

43、

44、本发明将茋三酚与蔗渣木聚糖复合作为起始活性原料，并选择高氟单体甲基丙烯酸三氟乙酯与amps、dmaea为混合接枝单体经接枝、酯化反应得到一种具备抗癌活性的茋三酚与蔗渣木聚糖复合酯化接枝高氟衍生物，为新型抗癌药物及药物载体的研发提供新的构建与研究开发方向。