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烷基-β-D-吡喃木糖苷溶解性、表面张力、乳化性能等理化性质研究(二)
来源:中南大学学报(自然科学版) 浏览 20 次 发布时间:2025-03-03
1.3溶解性能测试
在25℃测定目标产物6a~6f在不同溶剂中的溶解性。具体测定步骤如下:1)在电子天平上准确称取定量的目标产物,放入测试杯中;2)适当加入预定量溶剂,置于摇床上连续震摇1.0 h,使其在溶剂中达到溶解平衡;3)根据其溶解情况,适量补加准确计量的溶剂,放入摇床上继续震摇,若未溶解的较少,则改为滴加;4)观察溶解情况,当看不到溶质颗粒或液滴时,即认为全部溶解;5)根据消耗溶剂的总量,计算得到其在该温度下的溶解度。
1.4溶解焓的测定
分别测出化合物6a~6f在15,25,35,45和55℃时溶解度3,再根据式(1)计算各烷基木糖苷的溶解焓(solH)。
由Gibbs-Duhem公式推导出:
则溶解熵(solS)为
1.5乳化性能测试
用移液管分别准确量取20 mL质量分数为0.12%的烷基-β-D-吡喃木糖苷水溶液和20 mL苯于100 mL具塞量筒中,盖好瓶塞,充分混合均匀后静置1.0 h,观察记录乳液层的体积(eb)和水层体积(wb)。按同样的方法测定烷基-β-D-吡喃木糖苷对菜籽油的乳化性能,观察记录乳液层体积(ez)和水层体积(wz)。
1.6起泡力和泡沫的稳定性测定
配制质量分数为0.12%的烷基-β-D-吡喃木糖苷水溶液100 mL,用移液管准确量取10.0 mL于100 mL具塞量筒中,盖好瓶塞,然后上下剧烈震荡1 min,立即测量泡沫的高度0,5 min之后再次测量泡沫的高度5。按下式计算泡沫消失速度,用来评价泡沫的稳定性:
=(0−5)/(60×5)(5)
显然,0越大,则发泡能力越强;越小,则泡沫的消失速度越慢,泡沫的稳定性越强。
1.7表面张力的测定
采用最大拉杆法,配制一系列不同质量分数的烷基吡喃木糖苷(6c~6f)水溶液各25 mL,放入探针,记录弯液面(粘附在探针上的液面)的重量,该重量用于计算表面张力,然后计算不同质量分数下的烷基木糖苷的表面张力。
1.8热稳定性测试
在TGA(热分析仪)上测试烷基吡喃木糖苷的热稳定性。以N2作为保护气体,以20℃/min的速度升温,根据所获得的热质量损失曲线分析判定热分解温度。
1.9热致液晶性观测
利用DM-LM-P型偏光显微镜,以3℃/min的升温速率观测烷基-β-D-吡喃木糖苷的热致液晶特性。
2结果与讨论
2.1烷基-β-D-吡喃木糖苷合成方法、1H NMR谱特征及其构型确认
在参考文献的基础上,直接采用全乙酰化的木糖(2)在三氟化硼乙醚催化下与一系列脂肪醇发生偶联反应,TLC跟踪反应进程,发现出现许多分解的烤点,分离纯化负荷太大,产率较低,实际应用价值不高。按图1所示设计路线,通过保护、偶联与脱保护等糖化学策略,有效完成各种烷基-β-D-吡喃木糖苷(6a~6i)的合成。
吡喃木糖基三氯乙酰亚胺酯(4)与醇发生偶联反应得到烷基-2,3,4-三-O-乙酰基-β-D-吡喃木糖苷(5a~5i),后者通过脱乙酰基保护,获得相应的各种烷基-β-D-吡喃木糖苷(6a~6i),其熔点、1H NMR结果见表1。从表1可见:各种烷基-β-D-吡喃木糖苷1H NMR的H-1化学位移和耦合常数分别为6a(δ4.40(d,1,2=5.3 Hz)),6b(δ4.29(d,1,2=7.7 Hz)),6c(δ4.31(d,1,2=6.5 Hz)),6d(δ4.29(d,1,2=6.8 Hz)),6e(δ4.33(d,1,2=6.2 Hz)),6f(δ4.34(d,1,2=6.3 Hz)),6g(δ4.36(d,1,2=5.9 Hz)),6h(δ4.34(d,1,2=6.2 Hz)),6i(δ4.07(d,1,2=7.4 Hz))。其1H NMR的H-1化学位移均在4.07~4.40之间,耦合常数1,2在5.3~7.7 Hz范围内,说明所合成的烷基-β-D-吡喃木糖苷6a~6i的糖苷键均为1,2反式的β-糖苷键。
表1烷基-β-D-吡喃木糖苷的熔点和1H NMR结果
2.2烷基-β-D-吡喃木糖苷的溶解性
在室温条件下,合成的烷基-β-D-吡喃木糖苷(6a~6i)在水、甲醇、乙醇和乙酸乙酯中的溶解度(1)如图2所示。从图2可见:当烷基链碳数≥6时,木糖苷在水中的溶解度较低;当烷基链碳数>10时,基本不溶于水;在甲醇和乙醇中,木糖苷随其烷基链的增长溶解度逐渐下降;而在乙酸乙酯中,木糖苷的溶解度均较低。
为此,进一步测定烷基-β-D-吡喃木糖苷(6a,6c~6h)在各种醇(甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇)中溶解度(2),结果见图3。从图3可见:在室温条件下,随着烷基链长度增长,木糖苷在同一种醇中的溶解度逐渐下降,而同一种烷基木糖苷的溶解度也随着醇的碳数的增长逐渐下降。所以,可以利用乙醇等短链醇(C1~C6)与水不同配比来增大木糖苷的溶解度。