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1、(10)申请公布号 CN 104072634 A (43)申请公布日 2014.10.01 C N 1 0 4 0 7 2 6 3 4 A (21)申请号 201410339344.5 (22)申请日 2014.07.16 C08B 37/08(2006.01) C07H 5/06(2006.01) C07H 1/00(2006.01) (71)申请人中国科学院海洋研究所 地址 266000 山东省青岛市市南区南海路7 号 (72)发明人刘松 周苗苗 李克成 李鹏程 邢荣娥 于华华 秦玉坤 (74)专利代理机构青岛高晓专利事务所 37104 代理人赵映蓉 (54) 发明名称 一种几丁寡糖制备方。
2、法 (57) 摘要 本发明属于寡糖产品制备技术领域，涉及 一种几丁寡糖制备方法，具体步骤为：控制温度 100条件下，将甲壳素溶于中性离子液体中配 比成重量百分比为1-15的甲壳素溶液，待甲 壳素完全溶解后再加入酸性离子液体，加热控温 60-150进行反应，反应过程中分批次加入质量 分数为30的双氧水；反应1-24小时后用去离子 水将反应体系冷却至室温，将反应液经离心去除 不溶物后，向离心后的滤液中加入有机溶剂使几 丁寡糖析出，再经离心、洗涤、沉淀、冷冻干燥后制 得几丁寡糖；其方法操作简单，条件易控，成本低 廉，降解效率高，成品纯度好。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图1。
3、页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104072634 A CN 104072634 A 1/1页 2 1.一种几丁寡糖制备方法，其特征在于具体步骤为：控制温度100条件下，将甲壳素 溶于中性离子液体中配比成重量百分浓度为1-15的甲壳素溶液，待甲壳素完全溶解后再 加入酸性离子液体，加热控温60-150进行反应，反应过程中分批次加入质量分数为30 的双氧水；反应1-24小时后用去离子水将反应体系冷却至室温，将反应液经离心去除不溶 物后，向离心后的滤液中加入有机溶剂使几丁寡糖析出，再经离心、洗涤、沉淀、冷。
4、冻干燥后 制得几丁寡糖。 2.根据权利要求1所述的几丁寡糖制备方法，其特征在于析出几丁寡糖后的滤液经过 旋转蒸发，能够回收离子液体实现重复利用。 3.根据权利要求1所述的几丁寡糖制备方法，其特征在于加入的酸性离子液体与中性 离子液体的质量比为0.5-2.5:10，加入的双氧水与甲壳素的质量比为0.1-1.5:1。 4.根据权利要求1所述的几丁寡糖制备方法，其特征在于所述中性离子液体为对甲壳 素有溶解能力的中性离子型化合物，构成中性离子液体的阳离子包括烷基咪唑型阳离子或 烷基吡啶型阳离子，阴离子包括卤素离子或乙酸根离子；所述酸性离子液体的阳离子包括 烷基咪唑型阳离子或烷基吡啶型阳离子，阴离子包括。
5、硫酸氢根离子或对甲苯磺酸根。 5.根据权利要求1所述的几丁寡糖制备方法，其特征在于所述加热控温的方式包括油 浴加热或微波辐射加热；所述有机溶剂为乙醇或丙酮。 权 利 要 求 书CN 104072634 A 1/5页 3 一种几丁寡糖制备方法 技术领域 ： 0001 本发明属于寡糖产品制备技术领域，具体涉及一种几丁寡糖的制备方法，以中性 离子液体为溶剂，以酸性离子液体为催化剂，双氧水为氧化剂，氧化降解甲壳素制备水溶性 几丁寡糖。 背景技术 ： 0002 甲壳素，又称甲壳质、几丁质，其在结构上与纤维素类似，是自然界仅次于植物纤 维的第二大生物资源，每年生物合成的资源总量高达数十亿吨，具有极大的开发。
6、价值和应 用前景。几丁寡糖是甲壳素(几丁质)降解后的产物，以N-乙酰-2-脱氧-D-葡萄糖以及 少量2-氨基葡萄糖由糖苷键接连单体连接而成的聚合物，聚合度为4-20；由于几丁寡糖可 溶于水且具有资源丰富、安全无毒、生物相溶性、生物可降解性、细胞亲和性等优点而被广 泛应用于药品、保健品、植物生长调节剂、农药、絮凝剂等技术领域。目前甲壳素脱乙酰后制 备壳聚糖，壳聚糖经降解制备壳寡糖已实现规模化生产，而几丁寡糖和壳寡糖的主要区别 在于氨基是否乙酰化。 0003 现有技术中，几丁寡糖的制备方法主要有化学降解法、酶降解法和壳寡糖乙酰化 法，化学降解法一般用浓酸水解甲壳素，虽然降解效率高，但是该方法存在反。
7、应条件苛刻、 不易控制，设备要求高和污染环境等缺点，且产物多在四糖以下；酶降解法中所用到的酶有 几丁质酶和壳聚糖酶等，例如中国专利2011102588936公开的一株几丁质降解菌株及其制 备几丁寡糖的方法，中国专利200610080091.X公开的一种采用发酵产酶法降解几丁质胶 体制备生物活性几丁寡糖的方法，但都普遍都存在酶活力不够高和酶产量低等问题，而且 由于甲壳素不溶于水和大多数溶剂，因此前期处理比较复杂，生产周期长，成本较高；壳寡 糖乙酰化法是一种化学合成方法，在壳寡糖的氨基上进行乙酰化而制备出几丁寡糖，例如 中国专利2011104093124公开的一种制备几丁寡糖的方法，由于壳寡糖本身。
8、是由甲壳素脱 乙酰形成的壳聚糖降解获得，故此方法成本较高，步骤繁琐，且存在污染。 0004 因此，本发明设计开发出一种新的绿色生产工艺来制备几丁寡糖，选用离子液体 作为溶剂和催化剂，以双氧水为氧化剂来制备几丁寡糖；离子液体一般是由有机阳离子和 有机或无机阴离子组成的液体，室温常态下呈液体状，其对有机物和无机物都有良好的溶 解能力，并具有良好的热稳定性和化学稳定性，易与其它物质分离，可以循环利用，因此能 够作为绿色溶剂以代替对环境有污染的有机溶剂或无机溶剂来溶解反应物；双氧水(过氧 化氢)中的氧是负一价，容易得取一个电子形成负二价的八电子稳定结构，因此在反应中 能够充当氧化剂，而且双氧水被还原后。
9、产物为水和氧气，不会引入或生成其他杂物，所以整 个制备方法绿色环保无污染。 发明内容 ： 0005 本发明的目的在于克服现有技术中制备几丁寡糖使用强酸溶剂污染环境，酶法降 解成本高、反应周期长等缺点，提供一种新的几丁寡糖制备方法，其具有产率高、环境友好、 说 明 书CN 104072634 A 2/5页 4 溶剂可重复利用等优点。 0006 为了实现上述目的，本发明涉及的几丁寡糖的制备方法具体步骤为：控制温度 100条件下，将甲壳素溶于中性离子液体中配比成重量百分浓度为1-15的甲壳素溶液， 待甲壳素完全溶解后再加入酸性离子液体，加热控温60-150进行反应，反应过程中分批 次加入质量分数为3。
10、0的双氧水；反应1-24小时后用去离子水将反应体系冷却至室温，将 反应液经离心去除不溶物后，向离心后的滤液中加入有机溶剂使几丁寡糖析出，再经离心、 洗涤、沉淀、冷冻干燥后即制得几丁寡糖；析出几丁寡糖后的滤液经过旋转蒸发，能够回收 离子液体实现重复利用。 0007 本发明中加入的酸性离子液体与中性离子液体的质量比为0.5-2.5:10，加入的双 氧水与甲壳素的质量比为0.1-1.5:1。 0008 本发明中涉及的中性离子液体为对甲壳素有良好溶解能力的中性离子型化合物， 构成中性离子液体的阳离子包括烷基咪唑型阳离子或烷基吡啶型阳离子等，阴离子包括卤 素离子或乙酸根离子等；所述酸性离子液体的阳离子包。
11、括烷基咪唑型阳离子或烷基吡啶型 阳离子等，阴离子包括硫酸氢根离子或对甲苯磺酸根等；所述加热控温的方式包括油浴加 热或微波辐射加热；所述析出几丁寡糖的有机溶剂为乙醇或丙酮。 0009 本发明与现有技术和产品相比，采用中性离子液体为溶剂，克服了传统溶剂易挥 发、不易回收和污染严重的缺点，而且离子液体溶剂有利于微波的吸收，能够加快反应速 率；选用双氧水(过氧化氢)作为氧化剂，还原后产物为水和氧气，无污染、无杂物；制备几 丁寡糖的反应体系为均相体系，避免了过氧化氢氧化降解甲壳素在非均相体系中存在的诸 多缺点；制备反应结束后，通过旋转蒸发除去有机溶剂和水，回收后的离子液体可以溶解甲 壳素，重复利用，达到。
12、节约溶剂、降低成本的目的；其方法操作简单，条件易控，成本低廉，降 解效率高，成品纯度好。 附图说明 ： 0010 图1为甲壳素与几丁寡糖的红外光谱比较示意图；其中曲线A代表甲壳素，曲线B 代表几丁寡糖，横坐标表示波数(cm -1 )，纵坐标表示透光率()。 具体实施方式 ： 0011 下面通过实施例对本发明作进一步详细描述，但是本发明并不限于下述实施方 式。 0012 实施例1： 0013 反应瓶中加入10g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMimAC)，将反应瓶放入 油浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入1.0g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解至 溶液呈透明状；然后向反应瓶中加入1.。
13、5g酸性离子液体1-磺酸基丙基吡啶硫酸氢盐，将油 浴锅温度升到150进行反应，并分批次向反应瓶中加入质量分数为30的双氧水，每次 加入0.2ml，每隔2h加一次，12h后停止反应；用去离子水将反应体系冷却至室温，将反应瓶 中的溶液离心去除不溶物，向离心后的滤液中加入3倍体积乙醇使几丁寡糖析出，再经离 心、洗涤、冷冻干燥后制得几丁寡糖，产率为72；析出几丁寡糖后的滤液经旋转蒸发可回 收离子液体以实现多次重复利用；原料甲壳素与产品几丁寡糖的红外光谱示意图如图1所 说 明 书CN 104072634 A 3/5页 5 示。 0014 实施例2： 0015 反应瓶中加入10g离子液体1-丁基-3-甲基。
14、咪唑氯盐(BMimCl)，将反应瓶放入油 浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入1.5g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解至溶 液呈透明状；然后向反应瓶中加入0.5g酸性离子液体1-磺酸基丙基吡啶硫酸氢盐，控制温 度60进行反应，并分批次向反应瓶中加入质量分数为30的双氧水，每次加入0.2ml，每 隔2h加一次，12h后停止反应；用去离子水将反应体系冷却至室温，将反应瓶中的溶液离心 去除不溶物后向滤液中加入3倍体积乙醇使几丁寡糖析出，再经离心、洗涤、冷冻干燥后制 得几丁寡糖，产率为45；将废弃的滤液经旋转蒸发可回收离子液体以实现多次重复利用。 0016 实施例3： 0017 反应瓶中加入10g离。
15、子液体1-烯丙基-3甲基咪唑氯盐(AMimCl)，将反应瓶放 入油浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入0.3g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解 至溶液呈透明状；然后向反应瓶中加入0.5g酸性离子液体1-磺酸基丙基吡啶硫酸氢盐， 控制温度100进行反应，并分批次向反应瓶中加入质量分数为30的双氧水，每次加入 0.2ml，每隔2h加一次，12h后停止反应；用去离子水将反应体系冷却至室温，将反应瓶中的 溶液经离心去除不溶物后向滤液中加入3倍体积乙醇使几丁寡糖析出，再经离心、洗涤、冷 冻干燥后制得几丁寡糖，产率为59；将废弃的滤液经旋转蒸发可回收离子液体，实现多次 重复利用。 0018 实施例4： 。
16、0019 反应瓶中加入10g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMimAC)，将反应瓶放 入油浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入0.5g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解 至溶液呈透明状；然后向反应瓶中加入2.5g酸性离子液体1-磺酸基丙基-3-甲基咪唑硫 酸氢盐，将油浴锅温度升到150进行反应，并分批次向反应瓶中加入质量分数为30的 双氧水，每次加入0.2ml，每隔3h加一次，24h后停止反应；用去离子水将反应体系冷却至室 温，将反应瓶中的溶液进行离心处理以去除不溶物，向离心后的滤液中加入3倍体积乙醇 使几丁寡糖析出，再经离心、洗涤、冷冻干燥后制得几丁寡糖，产率为88；将废弃的滤液经 。
17、旋转蒸发可回收离子液体，以实现多次重复利用。 0020 实施例5： 0021 反应瓶中加入10g离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BMimCl)，将反应瓶放入 油浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入0.5g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解至 溶液呈透明状；然后向反应瓶中加入1.5g酸性离子液体1-磺酸基丙基-3-甲基咪唑硫酸 氢盐，控制温度100进行反应，并分批次向反应瓶中加入质量分数为30的双氧水，每次 加入0.2ml，每隔2h加一次，6h后停止反应；用去离子水将反应体系冷却至室温，将反应瓶 中的溶液进行离心处理以去除不溶物，向离心后的滤液中加入3倍体积乙醇使几丁寡糖析 出，再经离心、洗。
18、涤、冷冻干燥后制得几丁寡糖，产率为70；将废弃的滤液经旋转蒸发后回 收离子液体，实现多次重复利用。 0022 实施例6： 0023 反应瓶中加入10g离子液体1-烯丙基-3甲基咪唑氯盐(AMimCl)，将反应瓶放入 油浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入1.0g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解至 说 明 书CN 104072634 A 4/5页 6 溶液呈透明状；然后向反应瓶中加入0.5g酸性离子液体1-磺酸基丙基-3-甲基咪唑硫酸 氢盐，控制温度100进行反应，并分批次向反应瓶中加入质量分数为30的双氧水，每次 加入0.2ml，每隔2h加一次，4h后停止反应；用去离子水将反应体系冷却至室温。
19、，将反应瓶 中的溶液进行离心处理以去除不溶物，向离心后的滤液中加入3倍体积乙醇使几丁寡糖析 出，再经离心、洗涤、冷冻干燥后制得几丁寡糖，产率为58；将废弃的滤液经旋转蒸发后可 回收离子液体，以实现多次重复利用。 0024 实施例7： 0025 反应瓶中加入10g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMimAC)，将反应瓶放入 油浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入1.0g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解至 溶液呈透明状；然后向反应瓶中加入1.5g酸性离子液体1-磺酸基丙基吡啶硫酸氢盐，将反 应瓶置于600W微波辐射(2450MHz)条件下，控温100进行反应,并分批次向反应瓶中加 入质量分。
20、数为30的双氧水，每次加入0.2ml，每隔2h加一次，4h后停止反应；用去离子水 将反应体系冷却至室温，将反应瓶中的溶液经离心去除不溶物后向滤液中加入3倍体积乙 醇使几丁寡糖析出，再经离心、洗涤和冷冻干燥后制得几丁寡糖，产率为80；将废弃的滤 液经旋转蒸发后回收离子液体，实现多次重复利用。 0026 实施例8： 0027 反应瓶中加入10g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMimAC)，将反应瓶放入 油浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入0.5g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解至 溶液呈透明状；然后向反应瓶中加入1.5g酸性离子液体1-磺酸基丙基-3-甲基咪唑硫酸 氢盐，将反应瓶置于6。
21、00W微波辐射(2450MHz)条件下，控温150进行反应,并分批次向 反应瓶中加入质量分数为30的双氧水，每次加入0.2ml，每隔2h加一次，6h后停止反应； 用去离子水将反应体系冷却至室温，将反应瓶中的溶液经离心去除不溶物后向滤液中加入 3倍体积乙醇使几丁寡糖析出，再经离心、洗涤和冷冻干燥制得几丁寡糖，产率为89；将废 弃的滤液经旋转蒸发后回收离子液体，实现多次重复利用。 0028 实施例9： 0029 反应瓶中加入10g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMimAC)，将反应瓶放入 油浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入1.0g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解至 溶液呈透明状；然后。
22、向反应瓶中加入1.5g酸性离子液体1-磺酸基丙基-3-甲基咪唑硫酸 氢盐，将反应瓶置于600W微波辐射(2450MHz)条件下，控温100进行反应,并向反应瓶中 加入质量分数为30的双氧水0.1ml,1h后停止反应；用去离子水将反应体系冷却至室温， 将反应瓶中的溶液离心去除不溶物后向滤液中加入3倍体积乙醇使几丁寡糖析出，再经离 心、洗涤、冷冻干燥后制得几丁寡糖，产率为70；将废弃的滤液经旋转蒸发后可回收离子 液体，实现多次重复利用。 0030 实施例10： 0031 反应瓶中加入10g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMimAC)，将反应瓶放入 油浴锅中控温100，然后向反应瓶中加入1.。
23、0g甲壳素，磁力搅拌下使甲壳素完全溶解至 溶液呈透明状；然后向反应瓶中加入1.5g酸性离子液体1-磺酸基丙基-3-甲基咪唑硫酸 氢盐，将反应瓶置于600W微波辐射(2450MHz)条件下，控温100进行反应,并向反应瓶 中加入质量分数为30的双氧水0.1ml,6h后停止反应；用去离子水将反应体系冷却至室 说 明 书CN 104072634 A 5/5页 7 温，将反应瓶中的溶液离心去除不溶物后向滤液中加入3倍丙酮使几丁寡糖析出，再经离 心、洗涤、冷冻干燥后制得几丁寡糖，产率为72；将废弃的滤液经旋转蒸发后可回收离子 液体，实现多次重复利用。 说 明 书CN 104072634 A 1/1页 8 图1 说 明 书 附 图CN 104072634 A 。