羟基脯氨酸正十二烷基酯的合成及抗氧化研究

论文摘要

羟基脯氨酸正十二烷基酯同时含有亲水和疏水两种基团,具有良好的表面活性,改变了羟基脯氨酸与脂不相溶无法通过细胞膜的缺点,可以将羟基脯氨酸顺利带进细胞。同时,由于其含有一个羟基,为进一步反应提供了条件,可以作为其他药物以及化工产品的中间体。本文以L-羟基脯氨酸和正十二醇为原料,对甲基苯磺酸为催化剂,甲苯为带水剂合成羟基脯氨酸正十二烷基酯。催化剂用量、合成反应时间、反应温度和底物配比均影响羟基脯氨酸转化率。L16（45）正交实验结果指出,合成羟基脯氨酸正十二烷基酯的最佳工艺条件为:反应时间10小时,温度130℃,羟基脯氨酸与正十二醇的摩尔比为1:5,羟基脯氨酸与对甲基苯磺酸的摩尔比为1:1.08。在该最优条件下合成羟基脯氨酸正十二烷基酯,羟基脯氨酸的转化率为85.57%。各因素所选的各水平内,对羟基脯氨酸转化率影响因素的大小顺序为底物配比>反应温度>反应时间>催化剂用量。分别采用结晶法和硅胶柱层析法对羟基脯氨酸正十二烷基酯进行分离纯化,结晶法的优点就是操作简单,速度较快,在纯度要求不高时可采用该法。硅胶柱层析法所得的产物,不论是纯度还是收得率都比结晶法高,所以柱层析法分离纯化产物是一个较优的方法。结晶获得羟基脯氨酸正十二烷基酯纯度为89.46%,收率为78.62%;硅胶柱层析所得纯度为90.17%,收率为87.34%。将二次层析后的羟基脯氨酸正十二烷基酯制备成冻干粉,进行红外和核磁共振分析和结构表征,确定获得的高纯度产物为羟基脯氨酸正十二烷基酯。羟基脯氨酸上有羧基,仲羟基和亚氨基三个亲水性基团,极易与水分子形成氢键而溶解在水中。当其成酯后其最强的亲水性基团羧基被长链烷基取代,亲水性降低;同时长链烷基的位阻作用阻碍仲羟基和亚氨基与水分子作用,最终造成在水中的溶解度大幅下降,脂溶性增强。其油/水分配系数从-1增加到0.5。羟基脯氨酸正十二烷基酯的仲羟基和亚氨基可以作为氢供体,具有提供质子的能力,使强氧化性的超氧阴离子（O2-·）还原,从而终止自由基链式反应,起到清除超氧阴离子（O2-·）的作用;同时,能与金属离子形成螯合物,从而阻止Fenton反应的发生,进而阻止羟基自由基（·OH）产生。当加入酯的浓度为10 mg/mL时,对O2-·的清除率达到了69.3%,对·OH的清除率为67.62%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 L-羟脯氨酸的用途
• 1.1.1 用于医药方面
• 1.1.2 用于化妆品方面
• 1.2 氨基酸酯的应用
• 1.3 氨基酸酯化方法
• 1.3.1 化学合成法
• 1.3.2 酶催化酯化
• 1.4 分离纯化方法
• 1.4.1 常规物理化学方法
• 1.4.2 常规色谱分离方法
• 1.4.3 现代色谱分离方法
• 1.5 本文的选题背景及相关工作
• 2 实验仪器、试剂
• 2.1 实验仪器
• 2.2 实验试剂
• 3 试验方法
• 3.1 合成羟基脯氨酸正十二烷基酯
• 3.1.1 单因素实验
• 3.1.2 设计合成条件的正交实验
• 3.2 分离纯化羟基脯氨酸正十二烷基酯
• 3.2.1 薄层层析
• 3.2.2 结晶及重结晶
• 3.2.3 硅胶柱层析及冻干粉制备
• 3.3 结构表征
• 3.3.1 红外光谱
• 3.3.2 核磁共振
• 3.4 油水分配系数及抗氧化性
• 3.4.1 油/水分配系数
• 2^-·）清除能力'>3.4.2 超氧阴离子自由基（O₂^-·）清除能力
• 3.4.3 羟基自由基（·OH）清除能力
• 3.5 转化率及纯度计算方法
• 3.5.1 羟基脯氨酸含量
• 3.5.2 羟基脯氨酸转化率
• 3.5.3 产物纯度和收率
• 4 结果与讨论
• 4.1 合成羟基脯氨酸正十二烷基酯的最适条件
• 4.1.1 催化剂用量
• 4.1.2 时间进程曲线
• 4.1.3 反应温度
• 4.1.4 底物摩尔比
• 4.1.5 合成条件正交实验结果
• 4.2 分离纯化羟基脯氨酸正十二烷基酯
• 4.2.1 薄层层析分离
• 4.2.2 结晶和柱层析纯化
• 4.3 结构表征及性能研究
• 4.3.1 IR
• 13C-NMR'>4.3.2¹³C-NMR
• 1H-NMR'>4.3.3¹H-NMR
• 4.3.4 羟基脯氨酸正十二烷基酯的油/水分配系数
• 2^-·）清除能力'>4.3.5 超氧阴离子自由基（O₂^-·）清除能力
• 4.3.6 羟基自由基（·OH）清除能力
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录