甘露寡糖中間體的微波輔助合成

成向榮， 王 偉， 施用暉， 樂(lè)國(guó)偉*

（1.江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；2.食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江南大學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214122）

甘露寡糖中間體的微波輔助合成

成向榮1，2， 王 偉1， 施用暉1，2， 樂(lè)國(guó)偉*1，2

（1.江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；2.食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江南大學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214122）

對(duì)3，4，6-三-O-乙酰基-1，2-O-亞乙基-β-D-甘露糖、1，2-O-亞乙基-β-D-甘露糖、4，6-O-苯亞甲基-1，2-O-亞乙基-β-D-甘露糖這3種重要的甘露寡糖中間體合成方法進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)首次通過(guò)微波輔助的方法合成了這3種產(chǎn)物，并在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化最佳合成工藝。結(jié)果表明微波輔助條件下，這3種物質(zhì)的最佳合成工藝分別為：微波功率600 W、反應(yīng)時(shí)間3.5 h、反應(yīng)溫度35℃、硼氫化鈉質(zhì)量2.5 g；微波功率600 W、反應(yīng)時(shí)間30 min、反應(yīng)溫度30℃、甲醇鈉質(zhì)量0.4 g；微波功率800 W、反應(yīng)時(shí)間1.5 h、反應(yīng)溫度35℃、對(duì)甲基苯磺酸質(zhì)量0.2 g。優(yōu)化后的產(chǎn)率分別為80.3%、98.3%、91.9%。

甘露寡糖；中間體；微波輔助

目前，甘露糖不僅僅作為甜味劑應(yīng)用于食品工業(yè)，也已經(jīng)用于醫(yī)藥、生物領(lǐng)域，在對(duì)糖尿病、便秘及高膽固醇等的輔助治療中顯現(xiàn)出良好的功效[1]。其聚合物形式甘露聚糖具有免疫活性，能夠刺激機(jī)體免疫應(yīng)答，促進(jìn)生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)動(dòng)物腸胃微生物生態(tài)系統(tǒng)，治療肥胖癥，吸附霉菌毒素，抑制病毒、細(xì)菌等微生物的黏附作用[2-3]；甘露糖蛋白在細(xì)胞識(shí)別、HIV感染、病體惡化等方面起著很重要的作用[4-6]。德國(guó)的Lindhorst等人合成的三價(jià)、四價(jià)甘露糖簇分子，通過(guò)ELISA實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其對(duì)大腸桿菌具有十分有效的黏附作用，從而抑制了其與宿主細(xì)胞的結(jié)合[7-8]。

近年來(lái)，微波輻射技術(shù)在有機(jī)合成領(lǐng)域中的應(yīng)用日趨廣泛，理論上來(lái)說(shuō)，常規(guī)加熱的有機(jī)反應(yīng)都可使用微波加速[9]。微波輻射最突出的特點(diǎn)便是大幅度加快反應(yīng)速率，同時(shí)提高收率[10]。常規(guī)傳統(tǒng)方法需要十幾個(gè)小時(shí)完成的反應(yīng)，在微波條件下有的只需要數(shù)分鐘甚至數(shù)秒鐘就可以完成，往往收率也較高；微波作為一種新型反應(yīng)條件，可以減少常規(guī)方法中的有毒、有害催化劑或者試劑的使用，因此也具備了綠色環(huán)保的特點(diǎn)；此外，微波能夠產(chǎn)生微波等離子體，而其中常存在一般熱力學(xué)方法中不可能得到的高能態(tài)離子、原子和分子，正是因?yàn)檫@些微波等離子體的存在，一些熱力學(xué)上不能發(fā)生或者很難發(fā)生的反應(yīng)在微波條件下也可以進(jìn)行[11-12]。

作者就3，4，6-三-O-乙酰基-1，2-O-亞乙基-β-D-甘露糖、1，2-O-亞乙基-β-D-甘露糖、4，6-O-苯亞甲基-1，2-O-亞乙基-β-D-甘露糖這3種重要的甘露寡糖中間體的合成方法進(jìn)行了較為詳實(shí)的研究，它們均為重要的糖苷化試劑，它們的合成為低聚甘露糖、甘露糖蛋白的后續(xù)合成做了良好的鋪墊。針對(duì)各反應(yīng)的特點(diǎn)，對(duì)它們常用的合成方法進(jìn)行了改進(jìn)，并首次通過(guò)微波輔助法合成了上述3種產(chǎn)物，并在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得到了最佳合成工藝。合成路線如圖1所示。

圖1 反應(yīng)路線路Fig.1 Synthetic route

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

XH-200A型微波固液相合成儀：北京祥鵠公司產(chǎn)品；R-205旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：無(wú)錫申科公司產(chǎn)品；UPLC-TQD型超高效液相色譜串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)waters公司產(chǎn)品；Bruker ARx-400型核核磁共振儀儀：TMS內(nèi)標(biāo)：瑞士Bruker公司產(chǎn)品；GF254硅膠層析板：青島海洋化工廠產(chǎn)品；200-300目柱層析用硅膠：青島海洋化工廠產(chǎn)品。

1.2 傳統(tǒng)方法合成

1.2.1 3，4，6-三-O-乙酰基-1，2-O-亞乙基-β-D-甘露糖（3）的合成取D-甘露糖（1）10 g，于冰水浴中加到25 mL乙酸酐、11 mL體積分?jǐn)?shù)13%溴化氫乙酸溶液攪拌，溶解后用滴液漏斗滴加64 mL體積分?jǐn)?shù)13%溴化氫乙酸溶液，滴加完畢后室溫避光反應(yīng)10 h，柱純化得產(chǎn)物（2）。取1.5 g產(chǎn)物（2）加入30 mL乙腈、2.5 g硼氫化鈉，室溫下攪拌12 h，TLC（石油醚∶乙酸乙酯=3∶1）顯示反應(yīng)完成。用氯仿稀釋，純水清洗3次，無(wú)水Na2SO4干燥過(guò)夜，過(guò)濾并真空濃縮，用甲醇重結(jié)晶得白色粉末狀固體（3）。

1.2.2 1，2-O-亞乙基-β-D-甘露糖（4）的合成取上述產(chǎn)物（3）3.34 g，溶解于50 mL新蒸甲醇，加入甲醇鈉0.4 g，室溫?cái)嚢? h，TLC（石油醚∶乙酸乙酯= 1∶1）顯示反應(yīng)完成，用洗脫劑（石油醚∶乙酸乙酯=1∶1）進(jìn)行柱純化得產(chǎn)物（4）。

1.2.3 4，6-O-苯亞甲基-1，2-O-亞乙基-β-D-甘露糖（5）的合成50 mL無(wú)水DMF中依次加入2.06 g（4），5.0 mL原甲酸三乙酯，3.0 mL干燥的苯甲醛，200 mg對(duì)甲基苯磺酸及3 g 4A分子篩，80℃攪拌過(guò)夜。TLC（v（石油醚）∶v（乙酸乙酯）=2∶1）顯示反應(yīng)完成，加人碳酸氫鈉3 g，繼續(xù)攪拌3 h后加入二氯甲烷100 mL充分震蕩后水洗，無(wú)水Na2SO4干燥過(guò)夜，濃縮后趁熱加入體積比1∶1的乙酸乙酯、石油醚混合溶液20 mL溶解，冷卻得白色晶體（5）。

1.3 新型微波輔助合成

1.3.1 產(chǎn)物（3）的微波輔助合成原料配比、反應(yīng)步驟同1.2.1。微波功率設(shè)定為600 W攪拌，溫度設(shè)定35℃，反應(yīng)3 h。

1.3.2 產(chǎn)物（4）的微波輔助合成原料配比、反應(yīng)步驟同1.2.2。微波功率設(shè)定為550 W攪拌，溫度設(shè)定30℃，反應(yīng)30 min。

1.3.3 產(chǎn)物（5）的微波輔助合成原料配比、反應(yīng)步驟同1.2.3。微波功率設(shè)定為700 W攪拌，溫度設(shè)定40℃，反應(yīng)1.5 h。

1.4 微波輔助法單因素實(shí)驗(yàn)

1.4.1 產(chǎn)物（3）的單因素實(shí)驗(yàn)選取微波功率分別為400、500、600、700、800 W，反應(yīng)時(shí)間分別為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 h，反應(yīng)溫度分別為25、30、35、40、45℃，硼氫化鈉質(zhì)量數(shù)分別為1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 g，固定各因素水平分別為600 W、3 h、35℃、2.5 g，考察其余3個(gè)因素的不同水平對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。

1.4.2 產(chǎn)物（4）的單因素實(shí)驗(yàn)選取微波功率分別為450、500、550、600、650 W，反應(yīng)時(shí)間分別為10、20、30、40、50 min，反應(yīng)溫度分別為20、25、30、35、40℃，甲醇鈉質(zhì)量數(shù)分別0.2、0.4、0.4、0.6、0.8 g，固定各因素水平分別為550 W、30 min、30℃、0.4 g，考察其余3個(gè)因素的不同水平對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。

1.4.3 產(chǎn)物（5）的單因素實(shí)驗(yàn)選取微波功率分別為500、600、700、800、900 W，反應(yīng)時(shí)間分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h，反應(yīng)溫度分別為30、35、40、45、50℃，對(duì)甲基苯磺酸質(zhì)量數(shù)分別為0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 g，固定各因素水平分別為700 W、1.5 h、40℃、0.20 g，考察其余三個(gè)因素的不同水平對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。

1.5 正交實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用4因素3水平的正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表L9（34）。由于產(chǎn)物（4）的單因素實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)率已經(jīng)達(dá)到98.0%，且反應(yīng)時(shí)間也只需0.5 h，所以未對(duì)其進(jìn)行正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，采用單因素較優(yōu)條件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。產(chǎn)物（3）、（5）的正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)見(jiàn)表1、表2。

表1 產(chǎn)物（3）實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test of product（3）

表2 產(chǎn)物（5）實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test of product（5）

2 結(jié)果與討論

2.1 傳統(tǒng)合成方法改進(jìn)

1.2.1 中，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道中，產(chǎn)物（3）的合成方法較少，經(jīng)典的方法是由Betaneli[13]采用硼氫化鈉作為還原劑的合成方法。此合成方法最后通過(guò)柱層析得到樣品，產(chǎn)率80%左右。通過(guò)多次嘗試用甲醇結(jié)晶法得到白色固體，減少了柱純化的步驟，且產(chǎn)率也達(dá)到了75%以上。

1.2.2 中，產(chǎn)物（4）的合成，在乙酰基的選擇性脫保護(hù)條件中，一般采用堿條件下醇解，常用堿性物質(zhì)包括碳酸鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉等，但是不同產(chǎn)物上的乙酰基脫保護(hù)選用的堿性物質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響較大。在采用甲醇鈉/甲醇體系進(jìn)行反應(yīng)的文獻(xiàn)[14]中，并未研究pH值對(duì)醇解反應(yīng)的影響，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，得出pH值為8.0-9.0是醇解的最佳pH值，產(chǎn)率94.1%。

1.2.3 中，產(chǎn)物（5）的合成，目前報(bào)道的合成方法只有兩種[15]，由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以控制條件使得反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行是關(guān)鍵。改進(jìn)之處除了加入原甲酸三乙酯外還加入了剛剛活化的分子篩，及時(shí)除去反應(yīng)生成的水，同時(shí)提高反應(yīng)溫度至80℃，產(chǎn)率85.6%，與參考文獻(xiàn)[15]80.5%的產(chǎn)率相比提高5.1%。

2.2 產(chǎn)物（3）單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 微波功率對(duì)產(chǎn)率的影響由圖2可知，提高功率，產(chǎn)率增加，當(dāng)增加到600 W時(shí)，微波功率對(duì)產(chǎn)率基本沒(méi)影響，功率過(guò)大產(chǎn)率反而下降，但是下降并不明顯。正交實(shí)驗(yàn)選取微波功率600、700、800 W 3個(gè)水平。

圖2 微波功率對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.2 Effect of microwave power on the yield

2.2.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響由圖3可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，產(chǎn)率提高，3 h達(dá)到最高產(chǎn)率，進(jìn)一步增加反應(yīng)時(shí)間產(chǎn)率有所下降，但是下降并不明顯。正交實(shí)驗(yàn)選取反應(yīng)時(shí)間3.0、3.5、4.0 h 3個(gè)水平。

圖3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.3 Effect of reaction time on the yield

2.2.3 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響由圖4可知，升高反應(yīng)溫度，產(chǎn)率增加，當(dāng)溫度增加至35℃時(shí)，反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率基本沒(méi)影響，溫度過(guò)高產(chǎn)率明顯下降。原因可能在于高溫導(dǎo)致溶劑揮發(fā)明顯，造成整個(gè)體系溫度偏高，副產(chǎn)物增多，且高溫造成了部分反應(yīng)物和生成物的分解及碳化，導(dǎo)致產(chǎn)率下降。正交實(shí)驗(yàn)選取反應(yīng)溫度30、35、40℃3個(gè)水平。

圖4 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.4 Effect of reaction temperature on the yield

2.2.4 硼氫化鈉質(zhì)量對(duì)產(chǎn)率的影響由圖5可知，增加硼氫化鈉質(zhì)量，產(chǎn)率增加，當(dāng)增加至2.5 g時(shí)，對(duì)產(chǎn)率基本沒(méi)影響。因此為了獲得更高的產(chǎn)率，在此反應(yīng)中可以增加硼氫化鈉的添加量，而后續(xù)的處理只需要加水就可以容易地除去硼氫化鈉。正交實(shí)驗(yàn)選取硼氫化鈉質(zhì)量為2.0、2.5、3.0 g共3個(gè)水平。

圖5 硼氫化鈉質(zhì)量對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.5 Effect of mass number on the yield

2.3 產(chǎn)物（4）單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 微波功率對(duì)產(chǎn)率的影響由圖6可知，提高功率，產(chǎn)率增加，當(dāng)增加到600 W時(shí)，微波功率對(duì)產(chǎn)率基本沒(méi)影響，功率過(guò)大產(chǎn)率反而有所下降，但是下降并不明顯。

圖6 微波功率對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.6 Effect of microwave power on the yield

2.3.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響由圖7可知，增加反應(yīng)時(shí)間，產(chǎn)率提高，30 min達(dá)到最高產(chǎn)率，反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)率反而有所下降，但是下降并不明顯。

圖7 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.7 Effect of reaction time on the yield

2.3.3 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響由圖8可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，產(chǎn)率增加，當(dāng)溫度增加至30℃時(shí)，反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率基本沒(méi)影響，溫度過(guò)高產(chǎn)率反而降低，但是下降并不明顯。

圖8 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.8 Effect of reaction temperature on the yield

2.3.4 甲醇鈉質(zhì)量對(duì)產(chǎn)率的影響由圖9可知，增加甲醇鈉，產(chǎn)率增加，當(dāng)增加至0.4 g時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到最大值，量過(guò)多產(chǎn)率反而降低。原因可能在于甲醇鈉的量調(diào)節(jié)體系pH值，pH值過(guò)大會(huì)影響乙酰基的脫除，且主產(chǎn)物也會(huì)發(fā)生改變，質(zhì)譜證實(shí)主產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量比正確的相對(duì)分子質(zhì)量多了16，這導(dǎo)致了反應(yīng)產(chǎn)率下降明顯

2.4 產(chǎn)物（5）單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4.1 微波功率對(duì)產(chǎn)率的影響由圖10可知，提高功率，產(chǎn)率增加，當(dāng)增加到700 W時(shí)，微波功率對(duì)結(jié)果基本沒(méi)影響，功率過(guò)大產(chǎn)率反而下降。原因可能在于功率過(guò)大導(dǎo)致反應(yīng)試劑部分揮發(fā)，且會(huì)造成物質(zhì)碳化影響產(chǎn)量。正交實(shí)驗(yàn)選取微波功率600、700、800 W 3個(gè)水平。

圖9 甲醇鈉質(zhì)量對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.9 Effect of mass number on the yield

圖10 微波功率對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.10 Effect of microwave power on the yield

2.4.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響由圖11可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，產(chǎn)率提高，1.5 h達(dá)到最高產(chǎn)率，反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)率反而有所下降，且下降較為明顯。原因可能在于反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，體系內(nèi)溫度過(guò)高，導(dǎo)致副產(chǎn)物增多，且時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)引發(fā)更多的副反應(yīng)發(fā)生。正交實(shí)驗(yàn)選取反應(yīng)時(shí)間1.0、1.5、2.0 h 3個(gè)水平。

圖11 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.11 Effect of reaction time on the yield

2.4.3 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響由圖12可知，升高反應(yīng)溫度，產(chǎn)率增加，當(dāng)溫度增加至40℃時(shí)，反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率基本沒(méi)影響，溫度過(guò)高產(chǎn)率反而降低且下降明顯，原因可能在于隨著溫度的升高，溶劑揮發(fā)明顯，造成整個(gè)體系溫度偏高，副產(chǎn)物增多，且高溫造成了部分反應(yīng)物和生成物的分解及碳化，導(dǎo)致產(chǎn)率下降。正交實(shí)驗(yàn)選取反應(yīng)溫度35、40、45℃3個(gè)水平。

2.4.4 對(duì)甲基苯磺酸質(zhì)量對(duì)產(chǎn)率的影響由圖13可知，增加對(duì)甲苯磺酸質(zhì)量數(shù)，產(chǎn)率增加，當(dāng)增加至200 mg時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到最大值，量過(guò)多產(chǎn)率反而降低。原因可能在于對(duì)甲苯磺酸在反應(yīng)中不但起到催化作用，同時(shí)還調(diào)節(jié)體系pH值，隨著量的增多易發(fā)生催化劑中毒，且pH值過(guò)小導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)率降低。正交實(shí)驗(yàn)選取對(duì)甲苯磺酸質(zhì)量數(shù)150、200、250 mg 3個(gè)水平。

圖12 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.12 Effect of reaction temperature on the yield

圖13 甲基苯磺酸質(zhì)量對(duì)產(chǎn)率的影響Fig.13 Effect of mass number on the yield

2.5 正交實(shí)驗(yàn)

產(chǎn)物（4）采用單因素實(shí)驗(yàn)中的較優(yōu)條件：微波功率600 W、反應(yīng)時(shí)間30 min、反應(yīng)溫度30℃、甲醇鈉0.4 g，進(jìn)行多次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)后得產(chǎn)率平均為98.3%。

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，產(chǎn)物（3）按表1所示的因素水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3，通過(guò)因素分析及考察指標(biāo)之間關(guān)系的分析，可知產(chǎn)物（3）4個(gè)因素對(duì)產(chǎn)率影響次序分別為C＞A＞D＞B，即反應(yīng)溫度＞反應(yīng)功率＞硼氫化鈉質(zhì)量＞反應(yīng)時(shí)間。合成產(chǎn)率最高的組合為A1B2C2D2，即微波功率600 W、反應(yīng)時(shí)間3.5 h、反應(yīng)溫度35℃、硼氫化鈉質(zhì)量2.5 g。此組合未在正交9組實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)，驗(yàn)證此條件下合成產(chǎn)率平均值為80.3%。

從表4的方差分析可以得出，微波功率、反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率影響極為顯著（p＜0.01），反應(yīng)時(shí)間、硼氫化鈉質(zhì)量數(shù)對(duì)產(chǎn)率影響不顯著。

表3 產(chǎn)物（3）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Orthogonal test and results of product（3）

表4 產(chǎn)物（3）方差分析結(jié)果Table 4 Orthogonal test analysis of variance table of product（3）

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，產(chǎn)物（5）按表2所示的因素水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5，通過(guò)因素分析及考察指標(biāo)之間關(guān)系的分析，可知產(chǎn)物（5）4個(gè)因素對(duì)產(chǎn)率影響次序分別為D＞B＞C＞A，即對(duì)甲基苯磺酸質(zhì)量＞反應(yīng)時(shí)間＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)功率。合成產(chǎn)率最高的組合為A3B1C1D2，即微波功率800 W、反應(yīng)時(shí)間1.5 h、反應(yīng)溫度35℃、對(duì)甲基苯磺酸質(zhì)量數(shù)0.2 g。此組合未在正交9組實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)，驗(yàn)證此條件下合成產(chǎn)率平均值為91.9%。

從表6的方差分析可以得出，對(duì)甲基苯磺酸質(zhì)量、反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率影響極為顯著（p＜0.01），反應(yīng)溫度、微波功率對(duì)產(chǎn)率影響不顯著。

表5 產(chǎn)物（5）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 5 Orthogonal test and results of product（5）

表6 產(chǎn)物（5）方差分析結(jié)果Table 6 Orthogonal test analysis of variance table of product（5）

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)改變投料比例、反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、催化劑種類以及滴加速度等手段，對(duì)已有合成方法的工藝改進(jìn)，所得產(chǎn)物產(chǎn)率均得到5%以上的提高，簡(jiǎn)便了后續(xù)純化過(guò)程，為產(chǎn)物的大量合成進(jìn)行了有效的探索。

首次將微波輔助技術(shù)應(yīng)用于這3種重要的甘露糖衍生物合成中，減少了有毒試劑的使用，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)3種產(chǎn)物的產(chǎn)率均得到提高，尤其減少了一些副產(chǎn)物的產(chǎn)生，簡(jiǎn)便了柱純化過(guò)程，同時(shí)大幅減少了反應(yīng)時(shí)間，3個(gè)產(chǎn)物的反應(yīng)速度比傳統(tǒng)反應(yīng)速度提高了 6、19、6倍，產(chǎn)率分別提高 5.3%、7.6%、11.4%。可見(jiàn)，與傳統(tǒng)方法相比，微波輔助法是一種綠色、高產(chǎn)、快速、簡(jiǎn)便的合成方法。

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Microwave Assisted Synthesis of Mannose Oligosaccharide Intermediates

CHENG Xiangrong1，2， WANG Wei1， SHI Yonghui1，2， LE Guowei*1，2
（1.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.State Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

The existing synthetic methods of 3，4，6-tri-O-acetyl-1，2-O-ethylidene-β-D-mannopyranose，1，2-O-ethylidene-β-D-mannopyranose，4，6-O-benzylidene-1，2-O-ethylidene -β-D-mannopyranose were modified in this paper.And the same time they were synthesized by the microwave assisted method firstly，and the best results were got by orthogonal experiment based on single factor investigation.Their optimum technology of synthesis were 600 W，3.5 h，35℃，mass of sodium borohydride 2.5 g；600 W，30 min，30℃，mass of sodium methoxide 0.4 g；800 W，1.5 h，35℃，mass of p-methylbenzene sulfonic acid 0.2 g.Their optimized yield were 80.3%、98.3%、91.9%.

mannose oligosaccharide，intermediate，microwave assisted

O 629.11；R 914.5

A

1673—1689（2015）01—0021—07

2014-04-16

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD33B05）；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目。

成向榮（1985—），男，浙江永康人，醫(yī)學(xué)博士，副教授，主要從事食品營(yíng)養(yǎng)功能與評(píng)價(jià)研究。E-mail：cxrjnu@163.com

*通信作者：樂(lè)國(guó)偉（1956—），男，浙江寧波人，農(nóng)學(xué)博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事?tīng)I(yíng)養(yǎng)代謝與調(diào)控研究。

E-mail：lgw@jiangnan.edu.cn