專利名稱：一種天然食品抗氧化劑芝麻酚的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有天然結(jié)構(gòu)的芝麻酚的化學(xué)合成方法。
背景技術(shù)：
芝麻酚(化學(xué)名稱3，4-亞甲二氧基苯酚)是構(gòu)成芝麻油獨特香氣的最重要成分。它的含量多少體現(xiàn)出芝麻油品質(zhì)的優(yōu)劣。不僅如此，芝麻酚作為一種天然的有機酚類物質(zhì)，具有優(yōu)良的抗氧化和抑菌活性，其抗氧化活性遠高于BHA、BHT等人工合成抗氧化劑，再加上它比這些人工合成抗氧化劑高得多的安全性，已越來越引起人們的重視。芝麻酚還是合成治療冠心病、高血壓、腫瘤、老年抑郁癥和除蟲菊酯類農(nóng)藥增效劑的重要中間體。芝麻酚雖然是一種天然成分物質(zhì)，但受自然資源來源有限的制約，天然來源的芝麻酚不能滿足人們對它的需求。
從上世紀八十年代開始，人們研究了芝麻酚的半合成或全合成方法。半合成法以異黃樟油素(或以黃樟油素異構(gòu)化為異黃樟油素)為合成前體氧化成胡椒醛，再經(jīng)過氧化物氧化為芝麻酚的甲酸酯后水解生成芝麻酚，半合成以天然物為原料，同樣受到自然資源的阻制。
全合成法原料來源豐富，合成的產(chǎn)品有與天然產(chǎn)品相似的功效和安全性，為人們所關(guān)注。全合成法以鄰苯二酚為原料，先亞甲基化生成胡椒環(huán)，再在環(huán)上引入羥基而得到芝麻酚。而引入羥基可以選擇先在環(huán)上引入一種活性基團，然后通過該基團的變化形成芝麻酚的羥基。
或 (由鄰苯二酚制胡椒環(huán))例如曹秀格等在《精細與石油化工》1999年第二期第23～25頁中報道了在環(huán)引入醛基的方法；MINK等在USP4499115中報道了引入乙酰氧基的方法。引入醛基或引入乙酰氧基的方法，由于原料價格、反應(yīng)條件、反應(yīng)選擇性、產(chǎn)品純化、三廢等方面原因，實現(xiàn)工業(yè)化有較多困難。
以胡椒胺為原料，經(jīng)重氮化、水解合成芝麻酚的方法(即引入胺基的方法)具有原料價廉，反應(yīng)過程簡捷，得率高的優(yōu)勢。例如孟祥君在《中國醫(yī)藥工業(yè)雜志》1998年第29卷中報道了3，4-亞甲二氧基苯胺(胡椒胺)的合成方法。通過比較成熟的工藝在胡椒環(huán)上很容易引入硝基并還原為胺基生成胡椒胺。朱兆付在《陜西精油科技》1994年第19卷中報道了胡椒胺經(jīng)重氮化后酸水解合成芝麻酚的方法。該方法的水解反應(yīng)中生成物芝麻酚與反應(yīng)體系中未來得及反應(yīng)的重氮鹽之間發(fā)生偶合副反應(yīng)的現(xiàn)象較嚴重，造成產(chǎn)品損失以及產(chǎn)品被副反應(yīng)生成的偶氮化合物污染，難以精制，產(chǎn)品色澤深等問題。
(由胡椒環(huán)制胡椒胺) (由胡椒胺制芝麻酚)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種改進的天然食品抗氧化劑芝麻酚的合成方法，該方法可大幅減少產(chǎn)品著色及產(chǎn)品損失，使胡椒胺法的優(yōu)勢更明顯。
本發(fā)明提供的一種天然食品抗氧化劑芝麻酚的合成方法，以胡椒胺為合成前體，合成過程包括以下步驟(A)將胡椒胺完全溶于重量濃度為20～40％的硫酸溶液中，用重量濃度為20～40％的亞硝酸鈉重氮化得重氮化鹽；(B)重氮化鹽滴加入重量濃度為10～20％的硫酸水溶液中進行水解反應(yīng)，同時在水解反應(yīng)體系中加入非水溶性有機溶劑，將反應(yīng)產(chǎn)物芝麻酚從反應(yīng)酸水溶液中萃取出來，其中水解用硫酸水溶劑中含重量濃度(相對水量)為50～70％的硫酸銅，非水溶性有機溶劑與水解用硫酸水溶液的用量比例為1～10∶1，水解反應(yīng)溫度為10～100℃，水解反應(yīng)時重氮鹽以均勻速度滴加入水解用硫酸水溶液中，滴加時間為1～10小時；(C)水解反應(yīng)結(jié)束后從非水溶性有機溶劑中析出黃色的芝麻酚粗品，再用石油醚重結(jié)晶得到灰白色的芝麻酚產(chǎn)品。
本發(fā)明的合成方法中，所采用的合成前體胡椒胺可以通過例如孟祥君等在《中國醫(yī)藥工業(yè)雜志》1998年第29卷報道的方法合成；重氮化反應(yīng)結(jié)束后，加入少量尿素或氨基磺酸分解過剩的亞硝酸鈉。
本發(fā)明的合成方法中，在水解反應(yīng)體系中加入非水溶性有機溶劑，目的是為了將水解產(chǎn)物芝麻酚及時從反應(yīng)水溶液中萃取出來，從而與尚未水解的重氮化鹽盡快分離，防止兩者間發(fā)生偶合反應(yīng)，引起產(chǎn)率的降低和產(chǎn)品著色。非水溶性有機溶劑可選用鹵代烷類有機溶劑，如二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷等，或選用苯系有機溶劑，如苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯等，優(yōu)選的有機溶劑為苯系有機溶劑。因為苯系有機溶劑在升溫情況下對產(chǎn)物芝麻酚的溶解度大，易于將產(chǎn)物從反應(yīng)水溶液中萃取出來，而在常溫情況下對產(chǎn)物芝麻酚的溶解度很小，產(chǎn)物容易析出，無需減壓濃縮過程，就可以與溶劑分離；苯系有機溶劑沸點較高，有利于提高水解溫度，加速水解反應(yīng)速度，進一步減少副反應(yīng)的機率；另外苯系有機溶劑在反應(yīng)條件下的穩(wěn)定性也較好，不會發(fā)生分解而損失。
本發(fā)明的合成方法中，非水溶性有機溶劑與水解用硫酸水溶液的用量比例為1～10∶1，最合適的為2～3∶1；水解反應(yīng)溫度為10～100℃，最合適的為60～90℃；水解反應(yīng)時重氮鹽以均勻速度滴加入水解用酸水溶液中，滴加時間為1～10小時，最合適的為4～6小時。
本發(fā)明的合成方法采用在胡椒環(huán)上引入胺基得到的胡椒胺作為起始原料，經(jīng)重氮化、水解合成芝麻酚，與引入醛基或引入乙酰氧基的方法相比，具有原料價廉，反應(yīng)過程簡捷，得率高的優(yōu)勢。本發(fā)明的合成方法選用非水溶性有機溶劑特別是苯系有機溶劑作為合適的水解生成物的萃取劑，大大減少了產(chǎn)品著色，增加了得率，簡化了操作步驟，使該方法的優(yōu)勢更明顯。
具體實施例方式
本發(fā)明通過以上所記載的有關(guān)工藝條件及物質(zhì)均可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，而不僅僅局限于以下實施例。
實施例1稱取胡椒胺13.7克，溶于100ml水和27克濃硫酸配成的溶液中，稍加熱溶清。然后降溫至-5℃，加入30ml30％亞硝酸鈉溶液重氮化。加入0.4克尿素分解未反應(yīng)的亞硝酸鈉，待反應(yīng)液不再使碘化鉀試紙變藍時反應(yīng)即達終點。把制得的重氮鹽溶液在5小時內(nèi)均勻地滴加入80℃的60克硫酸銅、15克硫酸、100ml水和300ml的甲苯混合液中。滴加完成后再在80℃下反應(yīng)1小時結(jié)束反應(yīng)。靜置分層，分出下層酸水層待下次反應(yīng)回收套用，上層有機層用乘熱用少量碳酸氫鈉水溶液洗滌，再水洗至中性，用無水硫酸鈉干燥后冷卻結(jié)晶得到淺黃色的芝麻酚粗品。甲苯母液可直接在下一批水解反應(yīng)中套用。芝麻酚粗品用60～69℃的石油醚重結(jié)晶得11.4克灰白色的芝麻酚精品，芝麻酚產(chǎn)率為82％。
實施例2同實施例1，將水解反應(yīng)混和液中的甲苯改為1，2-二氯乙烷，水解在回流溫度下進行，其它條件不變。最終得10.6克灰白色的芝麻酚精品，芝麻酚產(chǎn)率為76％。
實施例3同實施例1，將水解反應(yīng)混和液中的甲苯改為二甲苯，其它條件不變。最終得11.0克灰白色的芝麻酚精品，芝麻酚產(chǎn)率為79％。
比較例1稱取胡椒胺13.7克，溶于100ml水和27克濃硫酸配成的溶液中，稍加熱溶清。然后降溫至-5℃，加入30ml30％亞硝酸鈉溶液重氮化。加入0.4克尿素分解未反應(yīng)的亞硝酸鈉，待反應(yīng)液不再使碘化鉀試紙變藍時反應(yīng)即達終點。把制得的重氮鹽溶液在5小時內(nèi)均勻地滴加入80℃的60克硫酸銅、15克硫酸和100ml水混合液中。滴加完成后再在80℃下反應(yīng)1小時結(jié)束反應(yīng)。通入水蒸汽蒸出反應(yīng)中生成的芝麻酚，餾出液加適量氯化鈉分層，分出油狀產(chǎn)物，再用60～69℃的石油醚重結(jié)晶得9.8克黃色的芝麻酚，產(chǎn)率71％。
權(quán)利要求
1.一種天然食品抗氧化劑芝麻酚的合成方法，其特征在于以胡椒胺為合成前體，合成過程包括以下步驟(A)將胡椒胺完全溶于重量濃度為20～40％的硫酸溶液中，用重量濃度為20～40％的亞硝酸鈉重氮化得重氮化鹽；(B)重氮化鹽滴加入重量濃度為10～20％的硫酸水溶液中進行水解反應(yīng)，同時在水解反應(yīng)體系中加入非水溶性有機溶劑，將反應(yīng)產(chǎn)物芝麻酚從反應(yīng)酸水溶液中萃取出來，其中水解用硫酸水溶劑中含重量濃度為50～70％的硫酸銅，非水溶性有機溶劑與水解用硫酸水溶液的用量比例為1～10∶1，水解反應(yīng)溫度為10～100℃，水解反應(yīng)時重氮鹽以均勻速度滴加入水解用硫酸水溶液中，滴加時間為1～10小時；(C)水解反應(yīng)結(jié)束后從非水溶性有機溶劑中析出黃色的芝麻酚粗品，再用石油醚重結(jié)晶得到灰白色的芝麻酚產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于步驟(A)中重氮化反應(yīng)結(jié)束后，加入少量尿素或氨基磺酸分解過剩的亞硝酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于步驟(B)中所述的非水溶性有機溶劑為鹵代烷類有機溶劑或苯系有機溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于步驟(B)中所述的鹵代烷類有機溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷或1，1，2-三氯乙烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于步驟(B)中所述的苯系有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、三甲苯或乙苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于步驟(B)中非水溶性有機溶劑與水解用硫酸水溶液的用量比例為2～3∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于步驟(B)中水解反應(yīng)溫度為70～90℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于步驟(B)中水解反應(yīng)時重氮鹽以均勻速度滴加入水解用酸水溶液中，滴加時間為4～6小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以胡椒胺為合成前體通過重氮化、水解反應(yīng)合成天然結(jié)構(gòu)的抗氧化劑芝麻酚的方法。本發(fā)明選用非水溶性有機溶劑特別是苯系有機溶劑作為合適的水解生成物的萃取劑，大大減少了產(chǎn)品著色，增加了得率，簡化了操作步驟，使該方法的優(yōu)勢更明顯。本發(fā)明具備轉(zhuǎn)化為芝麻酚的工業(yè)化生產(chǎn)方法價值。
文檔編號C07D317/00GK1763032SQ20051003647
公開日2006年4月26日 申請日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日
發(fā)明者林洪, 林杰 申請人:廣東省食品工業(yè)研究所