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節(jié)炎及風濕病所引起的疼痛及改善行走狀況;可以預防、治療及修復結(jié)締組織損傷;對骨骼和關節(jié)炎癥也有一定的療效;同時也有助于急性、慢性創(chuàng)傷的愈合。關于氨基葡萄糖硫酸鹽的制備前人已有報道,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,并對產(chǎn)品的一些性質(zhì)進行研究,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實驗材料氨基葡萄糖鹽酸鹽由本實驗室制備,以SIGMA公司產(chǎn)品為標樣測得其含量為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行反應,并除去反應所生成的氫氣。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5min。反應終止后離心(3000r/min,10min)。以除去反應中生成的氯化鈉及未反應的甲醇鈉。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氨基葡萄糖含量測定按照改進的Elson-Morgan方法進行可參考文獻。1.4氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的測定按參考文獻的方法進行。1.5空氣波長和適用的空氣用原子吸收法進行測定。測定條件: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的方法進行。1.7重蒸水中定容準確稱取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℃時每隔一定時間在旋光儀上測定溶液的旋光度,由公式[α]20DD20=α/LC計算出比旋光度,繪出時間-比旋光度曲線。2結(jié)果2.1反應時間的穩(wěn)定性甲醇鈉反應生成氨基葡萄糖堿隨反應時間的變化如圖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時間的延長,氨基葡萄糖堿的產(chǎn)率不斷增加,在5min時達到最大值,其產(chǎn)率為84.2%。再延長反應時間,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時已經(jīng)與甲醇鈉反應完全。因此,可以確定氨基葡萄糖鹽酸鹽與甲醇鈉最佳反應時間為5min,反應時間小于5min時,氨基葡萄糖鹽酸鹽與甲醇鈉反應不完全,會使氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的產(chǎn)率降低。2.2反應時間的優(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時間的延長,氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的產(chǎn)率不斷增加,在60min時達到最大值,其產(chǎn)率為84.9%。再延長反應時間,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時間為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,應盡可能的降低反應體系的溫度,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Elson-Morgan方法測得所制備的產(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%。由于反應中生成的氯化鈉及未反應的甲醇鈉在反應后被離心除去,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,測得亞硫酸根含量為32.69%,兩者幾乎沒有差距。說明在反應過程中基本沒有氨基葡萄糖硫酸酯生成。由于反應結(jié)束后用溶劑洗滌至不含游離的亞硫酸根離子,所以測得的亞硫酸根離子含量應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時間對產(chǎn)品的影響本工藝制備氨基葡萄糖硫酸鈉鹽的最佳反應條件為:氨基葡萄糖鹽酸鹽與甲醇鈉的最適反應時間為5min,氨基葡萄糖堿與三氧化硫的最適反