專利名稱：一種飼料添加劑——異黃酮的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飼料添加劑生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種飼料添加劑——異黃酮的合 成方法。
背景技術(shù)：
異黃酮類化合物是廣泛存在于豆科植物和牧草(如三葉草等)中的一類生物 活性物質(zhì)， 一直被人們用來治療人心血管系統(tǒng)疾病和抗腫瘤。1974年匈牙利科學(xué) 家首次將異黃酮類化合物用作飼料添加劑后，這類化合物的應(yīng)用已成為近年來的 研究熱點(diǎn)。異黃酮作為添加劑主要有以下幾個方面作用
1) 促進(jìn)動物生長，增加營養(yǎng)成分的消化吸收，改善飼料報(bào)酬，提高生產(chǎn)性
能。異黃酮類化合物影響動物生長軸，使GH、胰島素樣生長因子-l型(IGF-l)生 成和釋放增加，GH直接促進(jìn)肌肉蛋白的合成并通過肝臟GH-R影響IGF-1的發(fā)育， 使IGF-1水平顯著升高，IGF-1對肌肉組織的增長具有很強(qiáng)的促進(jìn)作用，適量的異 黃酮類化合物能夠促進(jìn)動物生長，降低料重比，提高飼料效率。
2) 提高動物機(jī)體免疫力。異黃酮類化合物能提高T細(xì)胞、NK細(xì)胞(自然殺 傷性細(xì)胞)及K細(xì)胞(殺傷細(xì)胞)的免疫功能，促進(jìn)ConA (刀豆素A)誘導(dǎo)T淋巴細(xì) 胞產(chǎn)生IL-2(白介素-2)和IL-3(白介素-3)。 IL-2能激發(fā)淋巴細(xì)胞的生長、分化和繁 殖。維護(hù)自身的免疫穩(wěn)定，而IL-3能刺激各類血細(xì)胞的增殖。異黃酮類化合物能 提高動物機(jī)體免疫功能的機(jī)制可能有四個方面①直接作用于免疫器官(胸腺和 脾臟等)或各種免疫細(xì)胞上的雌激素受體；②調(diào)節(jié)垂體生長激素(GH)和催乳素
(PRL)的分泌；③降低體內(nèi)生長抑素(SS)對免疫細(xì)胞的抑制作用；④發(fā)揮抗氧化
作用，或抑制體內(nèi)某些關(guān)鍵酶的活性，如抑制酪氨酸蛋白激酶(TPK)、拓?fù)洚悩?gòu) 酶II的活性，影響有絲分裂的傳導(dǎo)，誘發(fā)癌細(xì)胞凋亡，日糧中添加大豆黃酮可顯 著提高不同動物細(xì)胞免疫、體液免疫功能，對動物免疫功能有顯著的提高作用。
3) 促進(jìn)乳腺發(fā)育提高泌乳能力。其作用機(jī)制可能是①直接作用于乳腺的 E2-R;②增加乳腺細(xì)胞的雌、孕激素受體數(shù)目和親和力；③作用于下丘腦和垂體， 促進(jìn)GH和PRL的分泌。
4) 抗氧化作用。大豆異黃酮為多酚類物質(zhì)，在體內(nèi)外均能與自由基反應(yīng)使 之生成相應(yīng)的離子和分子，可抑制自由基的產(chǎn)生，清除、熄滅自由基，終止自由 基的連鎖反應(yīng)。異黃酮在體內(nèi)還能促進(jìn)抗氧化酶的分泌，抑制脂質(zhì)過氧化，保護(hù) 動物免遭氧化應(yīng)激造成的損害。日糧中添加異黃酮可在一定程度上提高動物的抗 氧化能力，提高其生產(chǎn)性能。
5) 提高家禽的產(chǎn)蛋性能。產(chǎn)蛋是家禽在神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)控下的復(fù)雜生理 過程。日糧中添加大豆黃酮，可使血中T3、 T4、孕酮(P4)水平顯著提高，促進(jìn)甲 狀腺發(fā)育，提高機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的代謝和利用，從而影響產(chǎn)蛋性能。下丘腦分泌 的促甲狀腺素釋放激素(TRH)促進(jìn)腺垂體合成和分泌TSH, TSH又促進(jìn)甲狀腺合 成和分泌T3、 T4， T4可刺激腺垂體釋放促卵泡素和黃體生成素，加快卵泡成熟和 排卵。
異黃酮可促進(jìn)動物的生長，降低飼料成本，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，提高繁殖性能 及改善畜禽產(chǎn)品品質(zhì)等。其天然的營養(yǎng)生理功能決定了它可作為促生長劑、免疫 增強(qiáng)劑及催情劑等多種生物學(xué)效應(yīng)應(yīng)用到畜牧生產(chǎn)中，而且安全、無毒、無殘留， 是一種值得推廣的綠色飼料添加劑。目前異黃酮的來源主要有以下幾種方法-
(1) 天然提取法。常規(guī)提取法(楊陽，蔣和體，中國食物與營養(yǎng)，2006,9, 40-42)系以大豆為原料，通過水、醇等溶液浸提分離得到粗黃酮，得到的是一 類相似化合物的混合物，成份復(fù)雜，都是以總甙表示，成品純度較差，效果不穩(wěn) 定，給具體的研究與推廣應(yīng)用帶來極大的困難，盡管可以經(jīng)過色譜柱和樹脂吸附 可得到較純的大豆黃酮，但大大增加了成本，而且生產(chǎn)周期長，另外受植物資源 制約，發(fā)展?jié)摿Σ淮?。盡管對超聲波輔助提取也有研究(潘廖明，姚開，賈冬英 等，中國油脂，2003,28,85-87)但效果依然不理想。
(2) 發(fā)酵法(孫體健，王浩江，曹曉峰等，食品研究與開發(fā)，2006， 12,11-12)。 以豆粕為原料，其步驟豆粕一蒸煮一冷卻一接種一帝,—真空干燥一成 品，以料液比為1:15， 80%的乙醇為提取劑，溫度在70。C，提取3小時(shí)，提取 兩次效果最好，提取率不超過0.51%。
(3) 化學(xué)合成法?；瘜W(xué)合成法主要有以下幾種
①重排法 Singh O V (Singn O V， Kapid R S. Indian J Chem., 1993, 32B, 911-915)研究了黃烷酮分別在T1(0AC)3/HC104， T1(C104)3/HC104， TTN/HCI04
體系中重排合成得異黃酮，盡管收率較高，所需的原料和試劑都不易得，很難實(shí) 現(xiàn)反應(yīng)的放大。
②鈀催化法 Yokoe (Yokoe 1， Sugita Y. Chem Ph腿Bull" 1989, 37, 529-530)研究了 3-碘色酮與芳基硼酸在Pd(PPh3)4中反應(yīng)合成異黃酮，產(chǎn)率較高， 但原料和試劑不易得。
(D微波法微波催化法合成是一種有機(jī)合成的新方法，能夠大幅度的提高反 應(yīng)收率，縮短反應(yīng)時(shí)間。Yu-Chen Chang等人(Chang Y C, Muraleedharan G N. Ross CS. etal. JAgricFoodChem., 1994,42,1869-1871)首次利用微波催化法合成 了某些取代的異黃酮，使反應(yīng)時(shí)間大大縮短，總收率也較高，但此法需要特殊容 器，不易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。
④以苯乙酸或苯乙氰為原料合成異黃酮 Devi (Devi N， Jain N， Krishnamurty H G. Indian J Chem., 1993, 32， 874-876)先制備節(jié)基酮，然后在環(huán) 化得到相應(yīng)的異黃酮，在這類方法合成異黃酮的反應(yīng)中，苯基芐基酮與d試劑 環(huán)合是反應(yīng)的關(guān)鍵步驟，人們在這方面已做了大量的研究工作。Spath等(Spath E, Lederer E. Ber.， 1930， 63， 743)在甲酸乙酯和鈉條件下在封管中縮合得異黃酮。 Sathe等(Sathe V, Venkataraman K. Current Sci.， 1949， 18， 373)在原甲酸乙酯并 含少量哌啶的吡啶溶液中縮合得到7-羥基異黃酮。Farkas (Farkas L. Chem. Ind.， 1957,1212)用氰化鋅和鹽酸與苯基芐基酮進(jìn)行甲?；磻?yīng)，先形成e-羰基醛 亞胺，再水解形成烯醇，然后失水閉環(huán)生成相應(yīng)的異黃酮。Krishnamurty等 (Krishnamurty H G, Prasad J S. Tetrahedron Lett., 1977， 18， 3071-3072)用甲酸以 N-甲酰瞇唑的活化形式提供了異黃酮合成中的d試劑單元合成異黃酮。Jha等 (Jha H C， Zilliken F, Breitmaier E. Angew.Chem., 1981， 93, 129)用1 ， 3， 5-三嗪 作為Q試劑與鄰羥基苯基芐基酮在8 3衛(wèi)120.作溶劑和催化劑下，反應(yīng)合成異黃 酮。Pelter (Palter A, Foot S. Synthesis, 1976， 326)用二甲氧基二甲氨基甲烷作為苯 基節(jié)基酮甲酰化的Q試劑加成環(huán)合一步進(jìn)行，反應(yīng)中二甲氧基二甲氨基甲烷作 為堿性催化劑，條件溫和，反應(yīng)速度快。二甲氧基二甲氨基甲烷在反應(yīng)中既為 Cl單元，其堿性在反應(yīng)中又可起到催化作用，而不需要加入其它的堿催化劑。
該方法的特點(diǎn)是收率好，適合于大量制備。但如果脫氧安息香中含間苯三酚單元， 且其酚羥基未保護(hù)時(shí)，由于在苯環(huán)上發(fā)生縮合反應(yīng)，而使其收率大大降低。當(dāng)其酚羥基呈保護(hù)狀態(tài)時(shí)，其收率則較好。Balasubramanian (Balasubramanian S， Muraleedharan G N. Synth Commun., 2000， 30, 469-484)在前人研究的基礎(chǔ)上，實(shí) 現(xiàn)了在DMF/PCl3體系下異黃酮的中間體不分離出來的方法合成，所需的試劑 容易得到，收率較好。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種條件溫和、操作簡便、選擇性大、產(chǎn)率高的異黃酮 的合成方法，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，滿足異黃酮^在飼料添加劑及其它領(lǐng)域的需要。
本發(fā)明以4位取代的間苯二酚和4位取代的苯乙?；衔锓磻?yīng)得到對應(yīng)的苯 基芐基酮，再與無水羧酸鹽和對應(yīng)的酸酐發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)，得到一類中間環(huán)2位帶 有取代基的異黃酮，反應(yīng)式如下
本發(fā)明的合成方法包括以下具體步驟:
(1) 將4位取代的間苯二酚與4位取代的苯乙酰化合物按物質(zhì)量1: 1溶于 溶劑中，在反應(yīng)溫度為50 15(TC，路易斯酸為催化劑的條件下，反應(yīng)3 25小 時(shí)，冷卻至室溫，除去溶劑，殘液用10%的NaHC03溶液洗漆至中性，過濾， 烘干，得到取代的苯基芐基酮；
(2) 將取代的苯基芐基酮加入無水羧酸鹽/酸酐溶液中，升溫至100 200 °C,保溫反應(yīng)5 25小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫至室溫，將混合物倒入清水中水解， 過濾，用水洗至中性，烘千，得對應(yīng)異黃酮，用醇洗滌后得無色純品。
上述步驟(1)中，所述4位取代的間苯二酚中R!為H或d-C4的垸基，其 中Q-Q的垸基為甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基或叔丁基，優(yōu)先
選擇H、甲基、乙基；所述4位取代的苯乙?；衔镏蠷2為H或d-C4的烷基，
其中d-Q的烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基或叔丁基，優(yōu) 先選擇H、甲基、乙基；所述4位取代的苯乙?；衔镏蠿為0H、 Cl、 Br或I， 優(yōu)先選擇OH、 Cl、 Br;所述溶劑為d鹵代烴，包括CH2C12， CHC13， CC14、 CH2Br2、 CHBr3、 CBr4、 CH3I，優(yōu)先選擇CH2C12， CHC13;所述路易斯酸為ZnCl2、 FeCl3、 A1C13、 ZnBr2、 FeBr3、 Et2O.BF3，選擇Et2O.BF3為催化劑時(shí)，可以不用其它溶劑；
反應(yīng)溫度優(yōu)選80 120°C;反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選8 20小時(shí)。
上述步驟(2)中，所述無水羧酸鹽為IA、 IIA金屬的羧酸鹽，其中IA、 IIA 金屬是指鋰、鈉、鉀、鈣、鋇，優(yōu)先選擇羧酸的鉀、鈉鹽；所述羧酸鹽和對應(yīng)的 酸酐中R為H或CrC4的垸基，其中d-C4的垸基為甲基、乙基、丙基、異丙基、 正丁基、異丁基或叔丁基甲基，優(yōu)先選擇H、甲基、乙基，當(dāng)R為H時(shí)，得到 中間環(huán)2位不帶烷基的普通異黃酮；所述醇為Q-Q的一元醇和二元醇，如甲醇、 乙醇、l-丙醇、2-丙醇、l-丁醇、2-丁醇、乙二醇等，另外也指丙三醇，優(yōu)先選 擇甲醇、乙醇；反應(yīng)溫度優(yōu)選120 180'C;反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選10 18小時(shí)。
本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)(l)在制備節(jié)基酮，以苯乙酰化 合物代替苯乙酸和苯乙氰，拓寬了反應(yīng)的選擇性；(2)用無水羧酸鹽與對應(yīng)的酸 酐和芐基酮發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)，突破現(xiàn)有技術(shù)用d試劑和潛在d試劑進(jìn)行關(guān)環(huán)反應(yīng)；
(3)得到中間環(huán)2位均有出現(xiàn)取代基的一類異黃酮。
最佳實(shí)施方式
以下列舉具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。實(shí)施例只用于對本發(fā)明作進(jìn)一步說 明，不代表本發(fā)明的保護(hù)范圍，其他人根據(jù)本發(fā)明做出的非本質(zhì)的修改和調(diào)整， 仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。 實(shí)施例l
在500ml帶冷凝管、干燥管的四口燒瓶中依次加入30.9g(0.2mol)苯乙酰氯、 24.8g(0.2mol)4-甲基間苯二酚、200mlCH2CI2， 2gZnCl2，開動攪拌，在80。C下反 應(yīng)20h。降至室溫后，除去溶劑CH2Cl2,殘液用10n/。的NaHCO3溶液洗滌至中性。 過濾，烘干，得固體5-甲基-2，4-二羥基苯基芐基酮37.8g，產(chǎn)率78%，用甲醇重結(jié) 晶得純品。
在250ml帶冷凝管、干燥管的四口燒瓶中加入37.8g(0.156mol)5-甲基-2， 4-二羥基苯基芐基酮、無水丙酸鈉45g、丙酐150mL，升溫至170°C，保溫反應(yīng)18h， 降溫至室溫。將反應(yīng)瓶內(nèi)混合物倒入500mL清水中水解，真空抽濾，用水洗至 中性，烘干，得6-甲基-2-乙基-7-丙酰氧基異黃酮49.8g，收率為95%。用乙醇洗 滌后得無色純品，HPLC含量》98"M)。 實(shí)施例2
在500ml帶冷凝管、干燥管的四口燒瓶中依次加入33.78(0.2 101)4-甲基苯乙
酰氯、24.8g(0.2mol)4-甲基間苯二酚、200ml三氟化硼-乙醚，開動攪拌，在90。C 下反應(yīng)15h。除去三氟化硼-乙醚，降至室溫后，殘液用10W的NaHCO3溶液洗滌 至中性。過濾，烘干，得固體5-甲基-2,4-二羥基苯基-(4-甲基)芐基酮44.5g，產(chǎn)率 87%，用甲醇重結(jié)晶得純品。
在250ml帶冷凝管、干燥管的四口燒瓶中加入44.5g(0.174mo1) 5-甲基-2, 4-二羥基苯基-(4-甲基)芐基酮、無水乙酸鉀50g、醋酐150mL，升溫至14(TC，保 溫反應(yīng)18h，降溫至室溫。將反應(yīng)瓶內(nèi)混合物倒入500mL清水中水解，真空抽 濾，用水洗至中性，烘干，得2,6，4'-三甲基-7-乙酰氧基異黃酮51.9g，收率為92. 6%。用1-丙醇洗滌后得無色純品，HPLC含量》98M。 實(shí)施例3
在500ml帶冷凝管、干燥管的四口燒瓶中依次加入27.2g(0.2mo1)苯乙酸、 22g(0.2mol)間苯二酚、250mlCH2Cl2, 2gFeCl3，開動攪拌，在100。C下反應(yīng)10h。 降至室溫后，除去溶劑CH2Cl2，殘液用10。/。的NaHCO3溶液洗滌至中性。過濾， 烘干，得固體2， 4-二羥基苯基芐基酮34.2§，含量75%左右，用甲醇重結(jié)晶得純
口
在250mL帶冷凝管、干燥管的四口燒瓶中加入34.2g(0.15mo1) 2, 4-二羥基苯 基芐基酮、無水丙酸鉀65g、丙酐150mL，升溫至14(TC，保溫反應(yīng)18h，降溫至 室溫。將反應(yīng)瓶內(nèi)混合物倒入500mL清水中水解，真空抽濾，用水洗至中性， 烘干，得2-乙基-7-丙酰氧基異黃酮43.3g，收率為90%。用乙二醇洗漆后得無色純 品，HPLC含量》980/。。 實(shí)施例4
在500ml帶冷凝管、干燥管的四口燒瓶中依次加入45.48(0.211101)4-乙基苯乙 酰溴、27.6g(0.2mol)4-乙基間苯二酚、150mlCH2Br2， 2gZnBr2，開動攪拌，在120 'C下反應(yīng)8h。除去CH2Br2，降至室溫后，殘液用10。/。的NaHCO3溶液洗滌至中性。 過濾，烘干，得固體5-乙基-2,4-二羥基苯基-(4-乙基)芐基酮39.76g，含量70%左 右，用甲醇重結(jié)晶得純品。
在250mL帶冷凝管、干燥管的四口燒瓶中加入39.76g(0.14mo1) 25-乙基-2, 4-二羥基苯基-(4-乙基)芐基酮、無水丙酸鈉55g、丙酐150mL，升溫至140'C，保溫 反應(yīng)18h，降溫至室溫。將反應(yīng)瓶內(nèi)混合物倒入500mL清水中水解，真空抽濾，
用水洗至中性，烘干，得2，6,4'-三甲基-7-丙酰氧基異黃酮42.3g，收率為80.0%。 用甲醇洗滌后得無色純品，HPLC含量》98。/0。
權(quán)利要求
1、一種飼料添加劑——異黃酮的合成方法，其特征在于以4位取代的間苯二酚和4位取代的苯乙酰化合物反應(yīng)得到對應(yīng)的苯基芐基酮，再與無水羧酸鹽和對應(yīng)的酸酐發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)，得到一類中間環(huán)2位帶有取代基的異黃酮。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異黃酮類化合物的合成方法，其特征在于包括以下具體步驟(1 )將4位取代的間苯二酚與4位取代的苯乙?；衔锇次镔|(zhì)量1: 1溶于溶劑中，在反應(yīng)溫度為50 15(TC，路易斯酸為催化劑的條件下，反應(yīng)3 25小 時(shí)，冷卻至室溫，除去溶劑，殘液用10%的NaHC03溶液洗滌至中性，過濾， 烘干，得到取代的苯基芐基酮；(2)將取代的苯基芐基酮加入無水羧酸鹽/酸酐溶液中，升溫至100 200 °C,保溫反應(yīng)5 25小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫至室溫，將混合物倒入清水中水解， 過濾，用水洗至中性，烘干，得對應(yīng)異黃酮，用醇洗滌后得無色純品，反應(yīng)式如 下
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異黃酮類化合物的合成方法，其特征在于步驟(1) 中所述的4位取代的間苯二酚中R,為H或d-C4的烷基，其中的烷基為 甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基或叔丁基。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異黃酮類化合物的合成方法，其特征在于步驟(1) 中所述的4位取代的苯乙?；衔镏蠷2為H或d-C4的垸基，其中d-C4的烷 基為甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基或叔丁基。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異黃酮類化合物的合成方法，其特征在于步驟(l) 中所述的4位取代的苯乙酰化合物中X為0H、 Cl、 Br或I。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異黃酮類化合物的合成方法，其特征在于步驟(1) 中所述的溶齊U為Q鹵代烴，包括CH2Cl2、 CHC13、 CC14、 CH2Br2、 CHBr3、 CBr4 或CH3I。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異黃酮類化合物的合成方法，其特征在于步驟(1) 中所述的路易斯酸特別指ZnCl2、 FeCl3、 A1CI3、 ZnBr2、 FeBr3、 Et2O.BF3。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異黃酮類化合物的合成方法，其特征在于步驟(2) 中所述的無水羧酸鹽為IA、 IIA金屬的羧酸鹽，其中IA、 IIA金屬是指鋰、鈉、 鉀、鈣或鋇。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異黃酮類化合鉤的合成方法，其特征在于步驟(2) 中所述的羧酸鹽和對應(yīng)的酸酐中R為H或d-C4的垸基，其中的垸基為甲 基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基或叔丁基甲基。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異黃酮類化合物的合成方法，其特征在于步驟(2) 中所述的醇為d-C4的一元醇、二元醇或丙三醇，其中一元醇為甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、l-丁醇、2-丁醇，二元醇為乙二醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種飼料添加劑——異黃酮的合成方法，該合成方法以4位取代的間苯二酚和4位取代的苯乙?；衔锓磻?yīng)得到對應(yīng)的苯基芐基酮，再與無水羧酸鹽和對應(yīng)的酸酐發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)，得到一類中間環(huán)2位帶有取代基的異黃酮。本發(fā)明不需要特殊裝置，反應(yīng)條件溫和，易于操作，產(chǎn)率較高，易于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。另外，本發(fā)明還具有以下特點(diǎn)(1)在制備芐基酮，以苯乙酰化合物代替苯乙酸和苯乙氰，拓寬了反應(yīng)的選擇性；(2)用無水羧酸鹽與對應(yīng)的酸酐和芐基酮發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)，突破現(xiàn)有技術(shù)用C₁試劑和潛在C₁試劑進(jìn)行關(guān)環(huán)反應(yīng)；(3)得到中間環(huán)2位均有出現(xiàn)取代基的一類異黃酮。
文檔編號A23K1/17GK101095462SQ20071002907
公開日2008年1月2日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者冉學(xué)光, 周桂蓮, 林映才, 蔣宗勇 申請人:廣東新南都飼料科技有限公司