一種β-寡聚酸、其製備方法和應用的製作方法

2023-05-18 10:49:01 2

一種β-寡聚酸、其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種新型寡聚活性因子β-寡聚酸及其製備方法和用途。本發明的β-寡聚酸，是將植物纖維素降解並同時將第6位羥基進行羧基化轉化後，得到的聚合度在4-20的寡聚葡萄糖醛酸。本發明利用同步降解羧基化工藝所得的β-寡聚酸可作為一類新型的生物活性因子，由於含有多羧基基團，在農業生產中應用主要表現在作為植物生長調節劑具有非特徵性調節植物營養及生殖生長，提高農作物的產量和品質，作為微量元素的螯合穩定劑，可有效增強微量元素的穩定性，促進植物對微量元素的吸收利用。
【專利說明】一種β-寡聚酸、其製備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及化工領域，尤其是涉及一種新型寡聚活性因子β -寡聚酸及其製備方法和用途。
【背景技術】
[0002]植物纖維資源作為我國北方生產量最多的生物質資源，以玉米秸杆為主，在飼料化、肥料化、能源化、原料化等方面，科學工作者進行了深入的研究，取得了眾多的科研成果，也得到了廣泛的應用，但由於植物秸杆纖維資源特殊的特性及廣泛的再生性，目前，植物秸杆資源還存在著極大地浪費和對環境存在著潛在的威脅，植物秸杆能源化的開發在我國的固化成型技術方面的開發研究有了突破性進展，但在植物秸杆生物降解轉化液體乙醇燃料方面的研究很緩慢，至今產業化未能有實質性的突破，肥料化及飼料化的技術水平還處在低值化開發階段，短期內未發現相關先進的產業化技術出現，原料化開發目前還停留在CMC生產工藝技術階段。雖然秸杆資源加工技術涵蓋了物理的、化學的、生物的或複合的技術集成，但秸杆的高值化技術開發在國內外上屬於初級階段。尤其是秸杆纖維資源的生物活性因子的提取，衍生物的合成，生物活性的鑑定與應用等方面的基礎研究報導甚少，由於植物秸杆纖維結構的複雜性，在低聚糖研究領域，纖維低聚糖製備方面的研究報導只限於基礎研究，獲得的可溶性低聚糖也限於4個單體結構，大於5糖的低聚糖即成水不溶狀態，然而眾多的研究報導證實，低聚糖表現最佳的生物學功能的分子為6-20糖之間，由於纖維低聚糖的較大分子不溶性，也限制了其生物學性能的研究開發，同時由於秸杆纖維的剛性結構，在製備低聚糖工藝上造成原料損失率大，生產效率低，周期長、產品提取率低，至今尚未形成成熟可產業化的工藝技術。因而阻礙了秸杆纖維的高值化開發研究，秸杆纖維轉化有機酸的研究是對秸杆纖維精深加工和創造高附加值產品的重要研究開發方向，尤其是開發帶多羧基基團的具有強烈生物學功能的低聚活性物分子(6-20單糖組成)，目前在此方向上國內外尚無關鍵技術及相關技術標準的公開報導。

【發明內容】

[0003]本發明所解決的技術問題是提供一種新型寡聚活性因子β_寡聚酸及其製備方法和用途。
[0004]本發明製備出一種新型的寡聚酸，其分子結構式為以下所示:
[0005]
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【權利要求】
1.一種β-寡聚酸，其分子結構式為以下所示:
2.根據權利要求1所述的β-寡聚酸，其特徵在於:所述β -寡聚酸是將植物纖維素降解並同時將第6位羥基進行羧基化轉化後，得到的聚合度在4-20的寡聚葡萄糖醛酸，即β-寡聚酸。
3.根據權利要求2所述的β-寡聚酸，其特徵在於:所述β-寡聚酸中，6-葡萄糖醛酸的羧基含量為25%，即植物纖維素有20-80%的C6位上的羥基氧化為羧基。
4.根據權利要求2或3所述的β-寡聚酸，其特徵在於:所述植物纖維素來自於玉米稻杆、棉花稻杆、棉絨、水稻稻杆、小麥稻杆、和/或樹幹。
5.權利要求1-4任一項所述的β_寡聚酸的製備方法，包括如下步驟:將植物纖維素在無機酸組成的溶劑中進行溶解，然後以羧化劑作為催化劑，在開放式反應體系中將纖維素降解並同時將第6位羥基進行羧基化轉化，得到聚合度在4-20的寡聚葡萄糖醛酸，即β-寡聚酸。
6.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於:所述溶解時的溫度控制在40-80°C，降解溫度30-50°C。
7.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於:所述溶劑由硫酸、磷酸、鹽酸和水組成，體積比為:1:3:5:1。
8.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於:所述羧化劑為次氯酸鈉、過氧化氫、過氧乙酸、亞硝酸鈉、氮氣中的一種或幾種。
9.權利要求1-4任一項所述的β-寡聚酸用於植物生長調節劑。
10.權利要求1-4任一項所述的β-寡聚酸用於生物源農肥原料中間體。
【文檔編號】C07H1/00GK103497260SQ201310429216
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】胡雪芳, 劉衛萍, 張志民, 梁亮, 王士奎 申請人:農業部規劃設計研究院