1、毕业设计开题报告 应用化学 可德胶的磺酸化改性及其产物物化性能的研究 一、选题的背景和意义 可德胶 （ Cutdlan） 是由产碱杆菌 ( Alcaligenes faecalis) 发酵产生的微生物多糖。该多糖无支链，是直链型的一种全部由 1,3-D-葡聚糖苷建组成的聚合物。在食品及医药等领域有重要的应用。固体可德胶为白色粉末 , 无毒 , 不溶于水 , 可溶于碱溶液和 DMSO水溶液。可德胶不溶于水，这限制了它的广泛应用。因此对可德胶进行化学改性来扩大其应用范围，成为可德胶生物活性研究的重要方向之一。 近年来可德胶已 在医药、食品、其他工业等领域显示出其独特的应用价值。特别是在医药方面，自
2、然界存在的多糖并不是都具有生物活性的。 多糖的生物活性可取决于多糖中一些特定的官能团，往往可以通过一定的化学改性方式进行添加或取消官能团。一些原来没有活性的多糖经过衍生化后活性大大提高。近年来，对改善可德胶的水溶性的方法有很多，常用的多糖的化学改性方法有磺酸化以及羧甲基化改性。自 1987 年发现磺酸化可德胶衍生物具有抑制艾滋病病毒 HIV 活性。同时具有活性高、抗凝血副作用低的特点。磺酸化衍生物的水解性能越高在各领域可以更方便地使用。水解性能取 决于引入的磺酸基的多少。 二、研究目标与主要内容 （含论文提纲） 对于天然可德胶本身的研究主要注重于凝胶特性和食品工业中的应用。 可德胶不溶于水 ,
3、 这限制了它的广泛应用。但可德胶分子中存在大量羟基 , 通过化学改性可在重复单元上引入不同的基团。这些基团的引入一方面可以改善其溶解性 , 同时不同取代基的引入又可赋予可德胶更多的生物活性。 可德胶的 磺酸化以及羧甲基化改性已被广泛的用于抗肿瘤、抗 HIV以及提高免疫力等多种领域。另外 ， 羟乙基以及羟丙基化改性对于一些多糖而言也能够增强水溶性以及提高抗肿瘤活性。 本论文旨在研究两 个方面的内容：（ 1）可德胶磺酸化衍生物的制备。（ 2）磺酸化衍生物物化性能的研究。 论文提纲如下： 1 1 绪论 1.1 可德胶研究的历史概况 1.2 可德胶的物理性质 1.3 可德胶化学改性的研究进展 1.3.
4、1 主链水解 1.3.2 羧甲基化衍生物 1.3.3 磺酸化衍生物 1.3.4 其他衍生物 2 实验部分 2.1 实验药品与仪器 2.1.1 可德胶磺酸化衍生物的制备所需试剂 2.1.2 可德胶磺酸化衍生物的制备所需仪器 2.2 可德胶的改性机理 2.3 实验方案 2.3.1 可德胶磺酸化改性的制备方法 2.3.2 不同条件下磺酸化衍生物的制备 2.4 衍生物的结构分析 3. 结果与讨论 3.1 衍生物的结构分析 3.2 红外光谱分析 3.3 核磁公正分析 3.4 DSC 的检查分析 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 磺酸化衍生物的制备方法比较简单，采用二甲亚砜溶液作为溶剂
5、。 1、磺酸化衍生物的制备。 为了减少氧化降解副反应的发生，所有的反应均是在惰性气体条件下进行。将 0.5 g 的可德胶添加到 50 ml经过干燥过的 DMSO 中，然后溶液在搅拌情况下 80 反应 10h，磺酸化试剂缓慢加入体系中并维持体系的在一定温度下搅拌一定时间。反应结束后，溶液用水冷却至室温然后用 0.5 M 的氢氧化钠溶液中和，所得溶液室温下在去离子水中透2 析 5 天。将透析液取出，在 50 下 旋转蒸发浓缩，得到白色絮状磺酸化衍生物。 2、不同条件下衍生物的制备 序列 溶剂 试剂 反应温度 反应时间 1 Me2SO SO3 Pyridine 40 2 2 Me2SO SO3 Py
6、ridine 50 2 3 Me2SO SO3 Pyridine 60 2 4 Me2SO SO3 Pyridine 65 2 5 Me2SO SO3 Pyridine 70 2 3、红外光谱分析 取 KBr 晶体在玛瑙研钵中混合研磨，与样品共混压片测定样品的红外光谱 （ FTIR，Bruker VECTOR33，德国 ） 。通过可德胶与磺酸化衍生物谱图作比较，发现改性后该基团的吸收峰均向高波方向移动，我们认为这是由于分子内氢键作用降低的缘故。磺酸化衍生物谱图中出现新的吸收峰，对应 S=O 以及 C-S-O 基团，说明磺酸化反应成功。 4、差示扫描量热分析（ DSC）： 差示扫描量热分析（ D
7、SC）采用的是 Perkin-Elmer PYRIS I 型差示扫描量热仪来测量的。将可德胶及磺酸化衍生物进行热分析。精确称取 3-5mg 样品，放入特制的铝锅中，封好口， N2 保护下，设定最高温度与平衡温度进行检测。 5、核磁共振分析 可德胶和磺酸化改性产物在溶液中的进行核磁谱图分析，测定可德胶中被取代的碳原子位置。 核磁谱图的结果表明，在 6 位以及 4 位均被引入的磺酸基团，并且反应主要是发生在 6 位的位置。 四、中外文参考文献 1 张琦 , 张洪斌 , 丛峰松 , 黄龙 . -(13) -D-葡聚糖可德胶化学改性的研究进展 J.高分子通报 , 2009, 5: 20-29. 2 张
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12、10.12.23 实验逐步展开：检查药品，调试仪器 3 2010.12.242011.01.21 实验进入中期：实际操作研究 4 2011.01.222011.02.18 实验进入后期：主要是分析处理数据 5 2011.02.192011.04.10 实验完成阶段：论文的 撰写、 修改和定稿 六、研究的主要特点及创新点 对 天然可德胶本身的研究主要是凝胶特性和在食品工业中的应用， 由于磺酸基的引入，不仅改善了可德胶的溶解性，而且改善了生物活性在医药领域中的应用。对于磺酸化不同条件下的取代反应，根据红外、核磁、 DSC对可德胶及其衍生物性能的检测，得4 到溶解性能最好的。选出最佳反应条件。反应伴随着一定程度的降解副反应，改性后的产物即使具有较高的分子量，仍然具有较好的水溶性。得到的产物对 HIV具有很强的抑制作用， 取代度的增加或分子量的增大将显著增加磺酸化可德胶的抗 HIV活性。
