糖衍生物煙用增香保潤劑Mal-Pro、制備方法及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于煙用保潤劑領(lǐng)域，具體涉及一種糖衍生物煙用增香保潤劑Mal-Pro、制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)吸煙與健康問題的逐漸重視，卷煙焦油量在進(jìn)一步降低的同時(shí)，卷煙舒適性變差，集中體現(xiàn)在煙絲水分散失快、主流煙氣水分偏低、刺激性偏大、口腔發(fā)干及痰多等。目前，我國卷煙中大量使用的保潤劑主要有丙二醇、山梨醇等，使用此類保潤劑目的是提高煙絲在加工過程中的含水率，提高煙絲耐加工性能，但上述保潤劑對(duì)成品卷煙煙絲含水率的維持和感官舒適性的改善并不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種糖衍生物煙用增香保潤劑Mal-Pro、制備方法及其應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種糖衍生物煙用增香保潤劑Mal-Pro，其結(jié)構(gòu)式如下：。所述糖衍生物煙用增香保潤劑Mal-Pro的制備方法，其包括如下步驟：將麥芽糖、無水甲醇和二甲基甲酰胺或丙二醇混合后，于73－89℃條件下回流10－40min，然后加入脯氨酸再次回流10－40min，最后加入強(qiáng)酸性離子交換樹脂和楊梅素回流反應(yīng)2－8h；反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)硅膠柱層析分離和重結(jié)晶即得；其中，投料比按照每1克麥芽糖添加0.128－0.320克脯氨酸、0.018－0.088克楊梅素、0.02－0.05克強(qiáng)酸性離子交換樹脂、1.0－1.5mL無水甲醇、0.7－1.5mL二甲基甲酰胺或丙二醇計(jì)。具體的，柱層析分離所用洗脫液為正丁醇、冰乙酸和水組成的混合液，三者的體積比為4：2：1，顯色劑為茚三酮乙醇溶液。所述Mal-Pro作為煙草增香保潤劑在卷煙中的應(yīng)用。本發(fā)明設(shè)計(jì)的合成路線如下：。本發(fā)明化合物Mal-Pro作為一種潛香化合物，其裂解產(chǎn)物多為呋喃酮、吡嗪等雜環(huán)化合物、可增加煙草的甜香和烘烤香，其本身含有大量親水基團(tuán)，將其作為煙草保潤劑目前尚不多見。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明首次以麥芽糖為起始原料，以固體酸為催化劑，以楊梅素為抑制劑，與脯氨酸反應(yīng)，成功合成了一種美拉德反應(yīng)中間體—Mal-Pro，研究并確定合成工藝技術(shù)條件及最佳方案。該方法工藝簡單、原料易得、產(chǎn)率較高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。2、本發(fā)明開發(fā)出一種新型親水型煙草保潤劑，首次將Mal-Pro作為保潤劑應(yīng)用于卷煙中，通過物理保潤性能測(cè)試和內(nèi)在感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)卷煙具有很好的物理保潤作用，并且可降低卷煙刺激性和雜氣，提高卷煙煙氣圓潤感和舒適性。3、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)已有文獻(xiàn)分析，有關(guān)Mal-Pro的合成有鮮有報(bào)道，該路線具有原料易得、操作簡便、產(chǎn)率顯著提高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目標(biāo)產(chǎn)物由于對(duì)煙草制品的作用效果明顯，因此具有顯著的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值和推廣應(yīng)用的廣闊前景。附圖說明圖1為目標(biāo)產(chǎn)物Mal-Pro的紅外光譜圖；圖2為目標(biāo)產(chǎn)物Mal-Pro的高分辨質(zhì)譜圖；圖3為目標(biāo)產(chǎn)物Mal-Pro的核磁共振碳譜圖。具體實(shí)施方式以下通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。以下為實(shí)施例中所用部分試劑和儀器。麥芽糖、脯氨酸（99%，阿拉丁化學(xué)試劑公司）；楊梅素（HPLC級(jí)，法國Extrasynthese公司）；無水甲醇、無水乙醇、二甲基甲酰胺、正丁醇、冰乙酸（AR，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）；AmberliteIR-120(H)離子交換樹脂（AlfaAesar）；硅膠（化學(xué)純，青島海洋化工有限公司）。ThermoNicoletAvatar370紅外光譜儀（美國Nicolet公司）；BrukerAvanceAMX-400核磁共振譜儀（美國Bruker公司）；BS200SWE1型電子天平（感量：0.0001g，北京賽多麗絲天平有限公司）；R-215型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（瑞士BUCHI公司）；V-700真空泵（瑞士BUCHI公司）；DLSB-20/60℃低溫冷卻循環(huán)泵（上海美強(qiáng)儀器設(shè)備有限公司）；KDM型調(diào)溫電熱套（山東華魯電熱儀器有限公司）。實(shí)施例1一種糖衍生物煙用增香保潤劑Mal-Pro的制備方法，其包括如下步驟：在帶有溫度計(jì)、冷凝管的三口燒瓶中加入1克麥芽糖、0.7mL二甲基甲酰胺、1.5mL無水甲醇，在73℃條件下回流10min，然后加入0.128克脯氨酸再次回流10min，最后加入0.02克強(qiáng)酸性離子交換樹脂和0.018克楊梅素回流反應(yīng)2h。反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)硅膠柱層析分離、重結(jié)晶得到白色晶體狀目標(biāo)產(chǎn)物0.457克。其中，柱層析分離所用洗脫液為正丁醇、冰乙酸和水組成的混合液，三者的體積比為4：2：1，顯色劑為茚三酮乙醇溶液；重結(jié)晶所用溶劑為體積比為1:1的無水乙醇和無水甲醇的混合溶液。實(shí)施例2一種糖衍生物煙用增香保潤劑Mal-Pro的制備方法，其包括如下步驟：在帶有溫度計(jì)、冷凝管的三口燒瓶中加入1克麥芽糖、1.0mL二甲基甲酰胺、1.5mL無水甲醇，在80℃條件下回流20min，然后加入0.32克脯氨酸再次回流20min，最后加入0.03克強(qiáng)酸性離子交換樹脂和0.068克楊梅素回流反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)硅膠柱層析分離、重結(jié)晶得到白色晶體狀目標(biāo)產(chǎn)物0.857克。其中，柱層析分離和重結(jié)晶的操作過程同實(shí)施例1。實(shí)施例3一種糖衍生物煙用增香保潤劑Mal-Pro的制備方法，其包括如下步驟：在帶有溫度計(jì)、冷凝管的三口燒瓶中加入1克麥芽糖、1.5mL丙二醇和1.0mL無水甲醇，在89℃條件下回流40min，然后加入0.25克脯氨酸再次回流20min，最后加入0.05克強(qiáng)酸性離子交換樹脂和0.088克楊梅素回流8h反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)硅膠柱層析分離、重結(jié)晶得到白色晶體狀目標(biāo)產(chǎn)物0.632克。其中，柱層析分離和重結(jié)晶的操作過程同實(shí)施例1。（一）目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征通過紅外光譜（IR）、高分辨質(zhì)譜（HR-MS）、核磁共振碳譜（13C-NMR）分別對(duì)實(shí)施例所得目標(biāo)產(chǎn)物Mal-Pro進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，Mal-Pro的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下所示：。1、紅外光譜對(duì)所合成的產(chǎn)品采用美國Nicolet公司ThermoNicoletAvatar370型紅外光譜分析儀進(jìn)行分析，結(jié)果見圖1。如該圖所示，3500.12cm-1以及3195.99cm-1為氫鍵結(jié)合的羧酸的伸縮振動(dòng)，說明了羧酸的存在；2987.86cm-1及2938.22cm-1為飽和烴基C-H伸縮振動(dòng)，1760.73cm-1為C=O的特征吸收峰，1256.54cm-1，1215.85cm-1，1139.76cm-1和1020.61cm-1為C-O-C鍵振動(dòng)偶合。由此可初步確定該物質(zhì)與目標(biāo)產(chǎn)物吻合。2、高分辨質(zhì)譜由于該化合物極性比較強(qiáng)，并且對(duì)熱比較敏感，故采用電噴霧離子源（ESI）高分辨率質(zhì)譜（HR-MS）進(jìn)行質(zhì)譜分析（高分辨率質(zhì)譜儀ExactiveOrbitrap，美國Thermo公司）。溶劑選用50%的甲醇水溶液為流動(dòng)相，結(jié)果見圖2。通過對(duì)其正離子模式圖分析，可以得到樣品分子離子峰[M+H]+為440.39278，加氫分子式為C17H30NO12，可判斷其準(zhǔn)分子為C17H29NO12，其相對(duì)分子量為439.38494，而Mal-Pro的理論分子式為C17H29NO12，其理論相對(duì)分子量439.38535，因此，樣品分子元素組分與Mal-Pro的元素組分一致。根據(jù)N規(guī)律，分子中含有奇數(shù)個(gè)氮原子，符合理論氮原子個(gè)數(shù)。3、核磁共振碳譜圖3為所得化合物的13C-NMR譜，圖中給出的17條譜峰代表了分子中17種化學(xué)環(huán)境不同的碳原子，根據(jù)譜峰強(qiáng)度判斷δ由低場到高場碳原子數(shù)目簡比為1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1，其數(shù)字之和為17，與Mal-Pro分子式中碳原子數(shù)目一致。由圖可初步將碳?xì)w屬為：δ=176.243ppm為C5〞，δ=107.731ppm為C1′，δ=93.918ppm為C2，δ=79.525ppm為C4，δ=78.281ppm為C5′，δ=76.051ppm為C2′，δ=72.924ppm為C3′，δ=71.165ppm為C4′，δ=69.287ppm為C5，δ=69.076ppm為C3，δ=68.766ppm為C1〞，δ=65.197ppm為C6，δ=62.937ppm為C6′，δ=58.342ppm為C1，δ=57.187ppm為C4〞，δ=28.712ppm為C2〞，δ=23.152ppm為C3〞。由上所述，此13C-NMR譜與目標(biāo)物Mal-Pro的結(jié)構(gòu)吻合。綜上所述，結(jié)合紅外光譜（IR）、高分辨率質(zhì)譜(HR-MS)和核磁共振碳譜（13C-NMR）可確定所得化合物即為Mal-Pro。（二）目標(biāo)產(chǎn)物在煙草中的應(yīng)用研究1、目標(biāo)產(chǎn)物的物理保潤性能測(cè)試為考察目標(biāo)產(chǎn)物的物理保潤性能，以空白卷煙為載體，將實(shí)施例2所得目標(biāo)產(chǎn)物和傳統(tǒng)煙草保潤劑丙二醇進(jìn)行物理保潤性能對(duì)比測(cè)試研究，首先利用50V%的乙醇水溶液將目標(biāo)產(chǎn)物Mal-Pro和丙二醇分別配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液，然后分別均勻噴加到空白煙絲中，添加量為煙絲重量的0.3%，其中空白對(duì)照煙絲噴入等量的50V%的乙醇水溶液。然后將加樣后的3種煙絲樣品在相對(duì)濕度（60±2）%，溫度（22±1）℃條件平衡48h，然后各取4份煙絲，每份10g，其中兩份置于相對(duì)濕度45%、溫度22℃密閉容器中，另外兩份置于相對(duì)濕度85%、溫度22℃密閉容器中，每12h稱重一次，對(duì)即時(shí)含水率的變化進(jìn)行分析，考察其物理保潤效果，根據(jù)與初始重量的重量差異及初始含水率計(jì)算樣品煙絲的平衡含水率，測(cè)試結(jié)果取2個(gè)平行樣平均值，測(cè)試一直持續(xù)至煙絲失水或吸水達(dá)到平衡，目標(biāo)產(chǎn)物和丙二醇的物理保潤性能效果見下表。試驗(yàn)結(jié)果可知，在相對(duì)濕度45%、溫度22℃的干燥條件下，添加目標(biāo)產(chǎn)物和丙二醇的煙絲的平衡含水率均高于空白煙絲，其中添加Mal-Pro的物理保潤性能最好，其次是丙二醇；而在相對(duì)濕度85%、溫度22℃的條件下，添加Mal-Pro的煙絲平衡含水率略高于丙二醇，表明本發(fā)明所公開的化合物對(duì)煙絲具有較好的保潤作用。2、目標(biāo)產(chǎn)物的感官保潤性能測(cè)試以20V%乙醇水溶液作溶劑，將實(shí)施例2目標(biāo)產(chǎn)物Mal-Pro配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的溶液。分別取1.00g、5.00g、10.00g、15.00g、20.00g和25.00上述含目標(biāo)產(chǎn)物的溶液，然后均勻噴加到六份未加香加料的100g空白卷煙煙絲中，卷制，各挑選出100支同一重量卷煙，置于溫度22℃±1℃，濕度60%±2%的恒溫恒濕箱中平衡48h，評(píng)吸。對(duì)照樣為空白卷煙，對(duì)照樣同樣在相同溫、濕度條件下平衡48h。評(píng)吸結(jié)果（見表1）表明，目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)卷煙的主要作用表現(xiàn)為使煙氣明顯變得圓潤、柔和，口感舒適性提升，雜氣和刺激性降低。當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物用量較小時(shí)，其對(duì)卷煙作用不是很明顯；當(dāng)其用量超過2‰時(shí)，出現(xiàn)尖刺感增加，濃度降低的現(xiàn)象；當(dāng)其用量為2‰時(shí)吸食品質(zhì)最好。因此，在100g卷煙中添加0.2g目標(biāo)產(chǎn)物時(shí)效果最佳，即最適宜用量為2‰。表1Mal-Pro的加香評(píng)吸結(jié)果