本發(fā)明屬于植物化學
技術領域：
，具體涉及一種從煙草中首次提取得到的異苯并呋喃類化合物及其制備方法與應用。該化合物具有顯著改善卷煙抽吸喉部舒適性的效果，可作為卷煙嘴棒添加劑用于改善卷煙抽吸品質。
背景技術：
：煙草屬草茄科煙草一年生或有限多年生草本植物，其中以煙草n.tabacuml.栽培最廣，其成熟的葉片是卷煙工業(yè)的重要原料，是一種經濟價值較高的作物。煙草除主要用于吸食外，還有其它較為廣泛的用途。同時，煙草是世界上化學成分最為復雜的植物，次生代謝產物非常豐富，經過幾十年的研究，人們目前從煙草中鑒定出來的單體化學物質就超過3000多種，而且還有許多成分尚未鑒定出來。研究表明，除蛋白質、氨基酸、糖、磷、鈣、鉀等常規(guī)化學成分外，煙草中還含有大量次生代謝產物，化合物類型包括黃酮、香豆素、單寧、呋喃、苯并異呋喃、苯丙素、萜類、生物堿等。這些化合物具有多種生物活性，在抗菌、消炎、抗突變、降壓、清熱解毒、鎮(zhèn)靜、利尿、抗氧化、抗癌、防癌、抑制脂肪酶等多個方面具有顯著效果。呋喃類化合物屬于雜環(huán)類，在天然植物中也有廣泛存在該類化合物的文獻報道。除具有廣泛的藥理作用外，呋喃還是一類重要的香氣化合物，天然存在于各種水果和香料植物中,該類化合物現(xiàn)已廣泛用于各種飲料、焙烤食品等食用香精的配方中。本發(fā)明從煙草中分離得到了一種異苯并呋喃類化合物，該化合物添加到卷煙過濾嘴中，能顯著降低卷煙抽吸喉部刺激性，具有明顯的潤喉功效，可作為煙草添加劑用于改善卷煙抽吸品質用途，目前尚未發(fā)現(xiàn)相關報道。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的第一目的在于提供一種異苯并呋喃類化合物；第二目的在于提供所述異苯并呋喃類化合物的制備方法；第三目的在于提供所述異苯并呋喃類化合物在卷煙濾嘴中的應用，主要用于降低卷煙抽吸喉部刺激性，改善卷煙抽吸品質。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：本發(fā)明的第一目的是這樣實現(xiàn)的，一種能改善卷煙抽吸喉部舒適性的異苯并呋喃類化合物，是從煙草中分離得到，其分子式為c14h16o3，其結構式如式(i)所示：該化合物為淺黃色膠狀物，化合物命名為：5-甲氧基-2,2-二甲基-7,9-二氫-2h-呋喃[3,4-h]色烯，英文名為：5-methoxy-2,2-dimethyl-7,9-dihydro-2h-furo[3,4-h]chromene。本發(fā)明的第二目的是這樣實現(xiàn)的，上述能改善卷煙抽吸喉部舒適性的異苯并呋喃類化合物的制備方法，以煙草為原料，經浸膏提取、有機溶劑萃取、mci脫色、硅膠柱層析和高效液相色譜分離步驟制得，具體為：a、浸膏提取：將煙草粉碎到20～40目，用5～10倍煙草重量的溶劑超聲提取2～5次，每次30～60分鐘，合并提取液并過濾，濾液減壓濃縮至原體積的1/4，靜置，濾除沉淀物，之后將所得濾液減壓濃縮成浸膏a；b、有機溶劑萃?。合蚪郺中加入重量是浸膏a重量1～2倍的水，然后用與水等體積的有機溶劑萃取3～5次，合并有機溶劑萃取相，之后將合并得到的有機溶劑萃取相減壓濃縮成浸膏b；c、mci脫色：向浸膏b中加入是浸膏b重量3～5倍的體積濃度為50～100％甲醇水溶液，待浸膏b完全溶解后，上mci柱，用體積濃度為90％-95％甲醇水溶液進行洗脫，合并洗脫液，之后將合并后的洗脫液減壓濃縮成浸膏c；d、硅膠柱層析：將浸膏c上硅膠柱層析，裝柱硅膠為160～200目，用量為浸膏c重量6～10倍量；以體積比為1:0～0:1的氯仿和丙酮混合有機溶劑梯度洗脫，收集各梯度的梯度洗脫液并減壓濃縮，經tlc監(jiān)測，合并相同的部分；e、高效液相色譜分離：將體積比為7:3的氯仿-丙酮洗脫得到的洗脫液，經高效液相色譜分離純化，即得所述的苯并異呋喃類化合物。所述a步驟的溶劑為體積濃度為70～100％的丙酮水溶液、體積濃度為90～100％的乙醇水溶液或體積濃度為90～100％的甲醇水溶液。進一步，優(yōu)選的是，所述b步驟的有機溶劑為二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯乙醚或石油醚。進一步，優(yōu)選的是，所述d步驟中浸膏c在經硅膠柱層析前，先用重量是浸膏c1.5～3倍的丙酮或者甲醇溶解，然后用重量是浸膏c0.8～1.2倍的80～100目硅膠拌樣，之后上樣。進一步，優(yōu)選的是，所述d步驟中，梯度洗脫時，所使用的氯仿和丙酮混合有機溶劑的體積比依次為20:1、9:1、8:2、7:3、6:4和1:1，每個梯度洗脫到tlc點板無點后(即該梯度洗脫不出物質后)，更換下一梯度洗脫。進一步，優(yōu)選的是，所述e步驟的高效液相色譜分離純化是以40％的甲醇水溶液為流動相，流速15～25ml/min，以21.2×250mm，5μm的zorbaxprephtgf反相制備柱為固定相，紫外檢測器檢測波長為280nm，每次進樣10～100μl，收集37.6min的色譜峰，多次累加后蒸干。以上述方法制備得到的異苯并呋喃類化合物的結構通過以下方法進行測定：本發(fā)明化合物為淺黃色膠狀物；hresi-ms顯示其準分子離子峰為255.1004[m+na]+(計算值255.0997)，結合1hnmr和dept譜確定其分子式為c14h16o3，不飽和度為7。紅外光譜中顯示了芳環(huán)(1612、1568和1464cm-1)的共振吸收峰。而紫外光譜在210、246、282nm有最大吸收也說明了化合物中可能存在芳環(huán)結構?；衔锏?h和13cnmr譜(如表1、圖1和圖2)顯示其含有14個碳和16個氫，包括1個1,2,4,5-四取代的苯環(huán)(c-4～c-7、c-4a和c-7a，h-7)，1個諧二甲基色烯環(huán)(c-1'～c-5'，h-1'、h-2'和h6-4',5')，兩個氧化的亞甲基(c-1和c-3；h2-1和h2-3)；以及1個甲氧基(δc61.2；δh3.85)。進一步分析其hmbc相關信號，根據h2-1和c-3、c-4a、c-7、c-7a；h2-3和c-1、c-4、c-4a、c-7a；以及h-7和c-1、c-4a、c-7a的hmbc相關(如圖3)可推測化合物為異苯并呋喃類?；衔锏膆mbc譜中可觀察到甲氧基氫(δh3.85)和c-6(δc156.3)的hmbc相關，可推測甲氧基取代在c-6位；根據h-1'和c-4、c-5、c-6；h-2'和c-5的遠程相關，可推測諧二甲基色烯環(huán)取代在化合物的c-5和c-6位，并且c-1'位碳連接在苯環(huán)的c-5位。至此，化合物的結構得到確定，并命名為化合物命名為：5-甲氧基-2,2-二甲基-7,9-二氫-2h-呋喃[3,4-h]色烯?；衔锏募t外、紫外和質譜數據：uv(甲醇)，λmax(logε)282(3.87)、246(3.68)、210(4.15)；ir(溴化鉀壓片)：νmax3081、2967、1615、1564、1460、1339、1265、1153、1042、879cm-1；1h和13cnmr數據(500和125mhz，cdcl3)，見表1；正離子模式esimsm/z255[m+na]+；正離子模式hresimsm/z255.1004[m+na]+(計算值c14h16nao3，255.0997)。表1本發(fā)明化合物的1hnmr和13cnmr數據(cdcl3)no.δcδhno.δcδh175.35.197a14372.25.151′116.604152.2′125.745110.3′76156.4′21.55s7103.6.225′21.55s4a124.-om53.81s本發(fā)明的第三目的是這樣實現(xiàn)的：本發(fā)明能改善卷煙抽吸喉部舒適性的異苯并呋喃類化合物在改善卷煙抽吸喉部舒適性中的應用。進一步，本發(fā)明能改善卷煙抽吸喉部舒適性的異苯并呋喃類化合物作為制備卷煙濾嘴添加劑的應用。該濾嘴添加劑可用來改善卷煙抽吸喉部舒適性。本發(fā)明考慮到三醋酸甘油酯為卷煙濾嘴成型最常用的增塑劑，而且本發(fā)明化合物溶于三醋酸甘油酯，在卷煙濾嘴成型過程中，本發(fā)明化合物可通過三醋酸甘油酯添加到過濾嘴中。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為：本發(fā)明能改善卷煙抽吸喉部舒適性的異苯并呋喃類化合物是首次被分離出來的，通過核磁共振和質譜測定方法確定為異苯并呋喃類化合物，并表征了其結構。本發(fā)明化合物通過三醋酸甘油酯添加到卷煙過濾嘴中，以未添加該化合物的相同卷煙作為對照，進行感官評析。評析結果表明：和對照相比較，添加本發(fā)明化合物能降低卷煙抽吸喉部刺激性，具有明顯清咽利喉功效。本發(fā)明化合物添加到卷煙濾嘴中，工藝上容易實現(xiàn)，不增加生產過程中的額外步驟，可明顯提升卷煙抽吸品質，有良好的應用前景。附圖說明圖1為本發(fā)明異苯并呋喃類化合物的核磁共振碳譜(13cnmr)；圖2為本發(fā)明異苯并呋喃類化合物的核磁共振氫譜(1hnmr)；圖3為本發(fā)明異苯并呋喃類化合物的關鍵hmbc相關圖。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過購買獲得的常規(guī)產品。本發(fā)明所述的異苯并呋喃類化合物，是從煙草中分離得到，其分子式為c14h16o3，其結構式如式(i)所示：化合物命名為：5-甲氧基-2,2-二甲基-7,9-二氫-2h-呋喃[3,4-h]色烯，英文名為：5-methoxy-2,2-dimethyl-7,9-dihydro-2h-furo[3,4-h]chromene。本發(fā)明所述異苯并呋喃類化合物的制備方法，是以煙草為原料，經浸膏提取、有機溶劑萃取、mci脫色、硅膠柱層析和高效液相色譜分離步驟制得，具體為：a、浸膏提取：將煙草粉碎到20～40目，用5～10倍煙草重量的溶劑超聲提取2～5次，每次30～60分鐘，合并提取液并過濾，濾液減壓濃縮至原體積的1/4，靜置，濾除沉淀物，之后將所得濾液減壓濃縮成浸膏a；b、有機溶劑萃取：向浸膏a中加入重量是浸膏a重量1～2倍的水，然后用與水等體積的有機溶劑萃取3～5次，合并有機溶劑萃取相，之后將合并得到的有機溶劑萃取相減壓濃縮成浸膏b；c、mci脫色：向浸膏b中加入是浸膏b重量3～5倍的體積濃度為50～100％甲醇水溶液，待浸膏b完全溶解后，上mci柱，用體積濃度為90％-95％甲醇水溶液進行洗脫，合并洗脫液，之后將合并后的洗脫液減壓濃縮成浸膏c；d、硅膠柱層析：將浸膏c上硅膠柱層析，裝柱硅膠為160～200目，用量為浸膏c重量6～10倍量；以體積比為1:0～0:1的氯仿和丙酮混合有機溶劑梯度洗脫，收集各梯度的梯度洗脫液并減壓濃縮，經tlc監(jiān)測，合并相同的部分；e、高效液相色譜分離：將體積比為7:3的氯仿-丙酮洗脫得到的洗脫液，經高效液相色譜分離純化，即得所述的異苯并呋喃類化合物。所述a步驟的溶劑為體積濃度為70～100％的丙酮水溶液、體積濃度為90～100％的乙醇水溶液或體積濃度為90～100％的甲醇水溶液。所述b步驟的有機溶劑為二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯乙醚或石油醚。所述d步驟中浸膏c在經硅膠柱層析前，先用重量是浸膏c1.5～3倍的丙酮或者甲醇溶解，然后用重量是浸膏c0.8～1.2倍的80～100目硅膠拌樣，之后上樣。所述d步驟中，梯度洗脫時，所使用的氯仿和丙酮混合有機溶劑的體積比依次為20:1、9:1、8:2、7:3、6:4和1:1，每個梯度洗脫到tlc點板無點后(即該梯度洗脫不出物質后)，更換下一梯度洗脫。所述e步驟的高效液相色譜分離純化是以40％的甲醇水溶液為流動相，流速15～25ml/min，以21.2×250mm，5μm的zorbaxprephtgf反相制備柱為固定相，紫外檢測器檢測波長為280nm，每次進樣10～100μl，收集37.6min的色譜峰，多次累加后蒸干。本發(fā)明化合物添加到卷煙過濾嘴中，具有明顯的改善卷煙抽吸喉部舒適性效果；而且和對照相比較，卷煙抽吸的潤感有提升、生津作用明顯，抽吸的喉部舒適性得到明顯改善。實施例1煙草樣品來源于云南玉溪，品種為玉溪k326。取干燥的煙草4.4kg，粗粉碎至30目，用10倍煙草重量的70％的丙酮水溶液超聲提取4次，每次60分鐘，提取液合并；提取液過濾，減壓濃縮至原體積的1/4；靜置，濾除沉淀物，減壓濃縮成120g的浸膏a；在浸膏a中加入240g水，用與水等體積的氯仿萃取5次，合并有機溶劑萃取相，減壓濃縮成80g浸膏b；在浸膏b中加入240g的甲醇溶解，待浸膏b完全溶解后，上mci柱，用6升體積濃度為90％甲醇水溶液洗脫，合并洗脫液，減壓濃縮得到62g浸膏c；在浸膏c中加入93g的丙酮溶解，然后加入100目硅膠62g拌樣，拌樣后，用200目硅膠372g裝柱；所使用的氯仿和丙酮混合有機溶劑的體積比依次為20:1、9:1、8:2、7:3、6:4和1:1，每個梯度洗脫到tlc點板無點后，更換下一梯度洗脫，收集梯度洗脫液、減壓濃縮，經tlc監(jiān)測，合并相同的部分，得到6個部分a-f，其中，對收集到的樣品d(7:3)部分12g，再以40％的甲醇為流動相，流速20ml/min，21.2×250mm，5μm的zorbaxprephtgf反相制備柱為固定相，紫外檢測器檢測波長為280nm，每次進樣50μl，收集37.6min的色譜峰，多次累加后蒸干，即得所述異苯并呋喃類化合物。實施例2煙草樣品來源于云南大理，品種為云煙200。取干燥的煙草10kg，粗粉碎至40目，用5倍煙草重量的的甲醇超聲提取5次，每次30分鐘，提取液合并；提取液過濾，減壓濃縮至原體積的1/4；靜置，濾除沉淀物，減壓濃縮成300g浸膏a；在浸膏a中加入350g水，用與水等體積的二氯甲烷萃取3次，合并有機溶劑萃取相，減壓濃縮成210g浸膏b；在浸膏b中加入630g的體積濃度為50％甲醇水溶液溶解，待浸膏b完全溶解后，上mci柱，用10升體積濃度為95％甲醇水溶液洗脫，合并洗脫液，減壓濃縮得到150g浸膏c；浸膏c中加入300g的丙酮溶解，然后加入80目硅膠180g拌樣，用180目硅膠1500kg裝柱，拌樣后上柱；所使用的氯仿和丙酮混合有機溶劑的體積比依次為20:1、9:1、8:2、7:3、6:4和1:1，每個梯度洗脫到tlc點板無點后，更換下一梯度洗脫，收集梯度洗脫液、減壓濃縮，經tlc監(jiān)測，合并相同的部分，得到6個部分a-f，其中，對收集到的樣品d(7:3)部分32g，再以40％的甲醇為流動相，流速20ml/min，21.2×250mm，5μm的zorbaxprephtgf反相制備柱為固定相，紫外檢測器檢測波長為280nm，每次進樣80μl，收集37.6min的色譜峰，多次累加后蒸干，即得異苯并呋喃類化合物。實施例3煙草樣品來源于云南大理，品種為云煙200。取干燥的煙草15kg，粗粉碎至20目，用8倍煙草重量的90％的甲醇水溶液超聲提取2次，每次45分鐘，提取液合并；提取液過濾，減壓濃縮至原體積的1/4；靜置，濾除沉淀物，減壓濃縮成460g浸膏a；在浸膏a中加入460g水，用與水等體積的乙酸乙酯萃取4次，合并有機溶劑萃取相，減壓濃縮成300g浸膏b；在浸膏b中加入1500g的體積濃度為85％甲醇水溶液溶解，待浸膏b完全溶解后，上mci柱，用15升體積濃度為93％甲醇水溶液洗脫，合并洗脫液，減壓濃縮得到150g浸膏c；浸膏c中加入450g的甲醇溶解，然后加入100目硅膠120g拌樣，用160目硅膠1.2kg裝柱，拌樣后上柱；所使用的氯仿和丙酮混合有機溶劑的體積比依次為20:1、9:1、8:2、7:3、6:4和1:1，每個梯度洗脫到tlc點板無點后，更換下一梯度洗脫，收集梯度洗脫液、減壓濃縮，經tlc監(jiān)測，合并相同的部分，得到6個部分a-f，其中，對收集到的樣品d(7:3)部分32g，再以40％的甲醇為流動相，流速20ml/min，21.2×250mm，5μm的zorbaxprephtgf反相制備柱為固定相，紫外檢測器檢測波長為280nm，每次進樣80μl，收集37.6min的色譜峰，多次累加后蒸干，即得異苯并呋喃類化合物。實施例4實施例4與實施例3的區(qū)別在于，超聲提取時，所用溶劑為95％乙醇水溶液。萃取時，采用的有機溶劑為乙醚。實施例5實施例5與實施例3的區(qū)別在于，超聲提取時，所用溶劑為90％丙酮水溶液。萃取時，采用的有機溶劑為石油醚。實施例6實施例1制備制備得到的異苯并呋喃類化合物的結構通過以下方法進行測定；本發(fā)明化合物為淺黃色膠狀物；hresi-ms顯示其準分子離子峰為255.1004[m+na]+(計算值255.0997),結合1hnmr和dept譜確定其分子式為c14h16o3，不飽和度為7。紅外光譜中顯示了芳環(huán)(1612、1568和1464cm-1)的共振吸收峰。而紫外光譜在210、246、282nm有最大吸收也說明了化合物中可能存在芳環(huán)結構?；衔锏?h和13cnmr譜(表1)顯示其含有14個碳和16個氫，包括1個1,2,4,5-四取代的苯環(huán)(c-4～c-7、c-4a和c-7a，h-7)，1個諧二甲基色烯環(huán)(c-1'～c-5'，h-1'、h-2'和h6-4',5')，兩個氧化的亞甲基(c-1和c-3；h2-1和h2-3)；以及1個甲氧基(δc61.2；δh3.85)。進一步分析其hmbc相關信號，根據h2-1和c-3、c-4a、c-7、c-7a；h2-3和c-1、c-4、c-4a、c-7a；以及h-7和c-1、c-4a、c-7a的hmbc相關(圖3)可推測化合物為異苯并呋喃類結構?；衔锏膆mbc譜中可觀察到甲氧基氫(δh3.85)和c-6(δc156.3)的hmbc相關，可推測甲氧基取代在c-6位；根據h-1'和c-4、c-5、c-6；h-2'和c-5的遠程相關，可推測諧二甲基色烯環(huán)取代在化合物的c-5和c-6位，并且c-1'位碳連接在苯環(huán)的c-5位；。至此，化合物的結構得到確定，并命名為化合物命名為：5-甲氧基-2,2-二甲基-7,9-二氫-2h-呋喃[3,4-h]色烯。實施例5取實施例2-5制備的化合物，為淺黃色膠狀物。測定與實施例6相同，確認實施2-5制備的化合物為所述苯并異呋喃類化合物——5-甲氧基-2,2-二甲基-7,9-二氫-2h-呋喃[3,4-h]色烯。實施例7取實施例1-5中任一制備的異苯并呋喃類化合物進行卷煙濾嘴的添加效果試驗，試驗情況如下：供添加用卷煙為紅云紅河集團的卷煙“紫云，”用三醋酸甘油酯將上述異苯并呋喃化合物用配成0.1mg/ml的溶液。按濾嘴絲束重量的8％均勻的噴灑到濾嘴絲束上，制成濾棒，然后將該濾棒通過常規(guī)的卷煙卷接制成卷煙，進行感官評析，并以未添加該化合物的相同卷煙作為對照。評析結果表明：和對照相比較，添加本發(fā)明化合物的卷煙抽吸的潤感有提升、生津作用明顯，抽吸的喉部舒適性得到明顯改善(表2)。實施例7取實施例1-5中任一制備的異苯并呋喃類化合物進行卷煙濾嘴的添加效果試驗，試驗情況如下：供添加用卷煙為紅云紅河集團的卷煙“紫云，”用三醋酸甘油酯將上述異苯并呋喃類化合物用配成0.2mg/ml的溶液。按濾嘴絲束重量的5％均勻的噴灑到濾嘴絲束上，制成濾棒，然后將該濾棒通過常規(guī)的卷煙卷接制成卷煙，進行感官評析，并以未添加該化合物的相同卷煙作為對照。評析結果表明：添加本發(fā)明化合物的卷煙抽吸的潤感有提升、生津作用明顯，抽吸的喉部舒適性得到明顯改善(表2)。表2卷煙感官舒適度評價注：分數越高，產品感官質量越好。本發(fā)明化合物應用方法不限于此，還可添加至內襯紙上等。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。當前第1頁12