CN101648957B - 一种芝麻素酚的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种芝麻素酚的制备方法，芝麻林素在催化剂的作用下在苯系溶剂中反应，温度70～110℃的条件下反应1～6h，反应液后处理即得所述的芝麻素酚；所述的催化剂为H型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。该方法与传统方法相比具有原料易得，转化工艺稳定，芝麻素酚产率高，分离纯化简单、工艺绿色等优点。

Description

一种芝麻素酚的制备方法

(一)技术领域

本发明涉及一种芝麻素酚的制备方法。

(二)背景技术

芝麻素酚是一种主要存在于芝麻油中的木脂素类天然抗氧化活性成分，分子式为C₂₀H₁₈O₇，与芝麻油中存在的其它抗氧化活性成分(结构式如下所示)如芝麻酚、芝麻素及芝麻林素相比，其抗氧化能力最强，同时也最为稳定。这些抗氧化成分的存在是芝麻油虽含有较多的油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，但仍保持很高的稳定性，不易氧化变质的原因所在。芝麻素酚不仅具有抗氧化性能，作为天然抗氧化剂，同时还具有广泛的生物活性，不仅可以保护及强化肝功能、调节血压、降低胆固醇，更可以直接作用于组织器官，发挥其优异的抗氧化能力。

芝麻素酚    2-表芝麻素酚    芝麻林素    芝麻素    芝麻酚

芝麻及芝麻油中主要的木脂素类抗氧化成分结构式

芝麻及芝麻粗油中基本不含芝麻素酚，其主要是在油脂加工过程中由其它化合物转化而来的。在焙炒芝麻油的加工过程中，焙炒工序能使芝麻中含有的芝麻素酚糖苷水解成其糖苷配体芝麻素酚，而存在于焙炒芝麻油及饼粕中。另一种精炼芝麻油的加工过程中，使用酸性白土的脱色工序能使芝麻林素转化成芝麻素酚和芝麻酚。焙炒加工因芝麻种子中芝麻素酚糖苷含量低，导致生成芝麻素酚的量很低，从芝麻油中分离纯化比较困难，如Shigenori KUMAZAWA，MihoKOIKE，Yumiko USUT，etc.Isolation of SeSaminols as Antioxidative Components from Roasted Sesame Seed Oil[J].J.Oleo Sci.，2003，52(6)：303-307中所述的方法，以焙炒芝麻油为原料，经Amberlite XAD-7柱层析、硅胶柱层析及制备HPLC法等多种色谱法结合纯化出芝麻素酚的两种异构体，相对于芝麻油其得率仅为0.002％。而以酸性白土为催化剂的油脂精炼脱色工序中，芝麻林素向芝麻素酚的转化是随意和不定向的，副反应较多，转化产率低，分离纯化复杂。如Masayasu NAGATA，Toshihiko OSAWA，Mitsuo NAMIKI，etc.Stereochemical Structures of Antioxidative Bisepoxylignans，Sesaminol and Its Isomers，Transformed from Sesamolin[J].Agric.Biol.Chem.，1987，51(5)：1285-1289中所述的方法，以生产芝麻色拉油的脱臭油膏为原料，经酯化、多步萃取、硅胶柱层析及制备HPLC法纯化出芝麻素酚的四种异构体，相对于脱臭油膏其得率仅为0.015％。总的说来上述两种制备芝麻素酚的方法步骤复杂，设备技术水平要求高，纯化效率低，不能满足工业化生产的要求。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的芝麻素酚的制备方法，该方法步骤简洁，转化产率高，产物分离纯化简单，工艺绿色便于工业化生产。

本发明采用的技术方案如下：

一种芝麻素酚的制备方法，芝麻林素在催化剂的作用下在苯系溶剂中反应，温度70～110℃的条件下反应1～6h，反应液后处理即得所述的芝麻素酚；所述的催化剂为H型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。

所述苯系溶剂为苯、甲苯、乙苯或二甲苯，其中以甲苯为佳。

芝麻林素在溶剂中的初始浓度为6～60mmol/L，催化剂用量相对于芝麻林素为4～30g/mmol。

反应在无水状态下进行。

芝麻林素、催化剂及溶剂反应前进行干燥脱水处理。

所述的反应液后处理为过滤或离心除去催化剂，洗涤催化剂，洗涤液与过 滤或离心得到的有机相合并，减压蒸除溶剂得到的浓缩物再层析纯化。

洗涤催化剂所用溶剂为乙酸乙酯、丙酮、氯仿、二氯甲烷、甲醇或乙醇或其中两种以上的混合物。

所述的层析纯化为柱层析纯化，以硅胶为填料，洗脱液为正己烷和乙酸乙酯的体积比为8-3∶1的混合溶剂。

注意，芝麻林素、催化剂及溶剂中应不含醇及酚等具有活泼氢的物质，如有，应在反应前除去。

所用的原料芝麻林素既可是芝麻林素纯品，也可以是含有芝麻林素的混合物。

后处理中洗涤催化剂的溶剂并不仅限于上述所列溶剂，只要能较好的溶解芝麻素酚即可。

柱层析主要采用正己烷和乙酸乙酯梯度洗脱，TLC监测反应，收集含有芝麻素酚组分，减压脱溶即得目标产物。

最后制得的产物芝麻素酚为芝麻素酚及其异构体2-表芝麻素酚的混合物。

本发明建立了芝麻林素转化成芝麻素酚的反应体系，在苯系溶剂中以H型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂为催化剂使芝麻林素定向转化成芝麻素酚。芝麻素酚的前体物质芝麻林素在芝麻种子和芝麻粗油中的含量分别为0.1％～0.3％和0.2％～0.5％，其含量远远高于焙炒芝麻油及精炼芝麻油中的芝麻素酚的含量。从芝麻种子中分离纯化芝麻林素相对比较简单，不需要TLC及制备色谱等难以工业化应用的手段，这为芝麻素酚的制备提供了物质保障。以芝麻林素为原料，在苯系溶剂的非油脂体系中转化成芝麻素酚的过程更容易控制，转化产率高达70％以上。催化剂苯乙烯骨架化学性质稳定，耐热、酸碱、有机溶剂，为不溶性固体，对产物基本没有吸附，因此产物的分离纯化方法也更为简单，转化反应产物只需经过简单的过滤、洗涤及减压浓缩等操作即可得到含大量芝麻素酚的浓缩物，该浓缩物经1次柱层析即可得到所述的芝麻素酚(含芝麻素酚及异构体2-表芝麻素酚)。同时催化剂仅需简单的酸化及干燥处理即可重复利用，具有成本低和环保优势。该方法与传统方法相比具有原料易得，转化工 艺稳定，芝麻素酚产率高，分离纯化简单、工艺绿色等优点。

(四)具体实施方式：

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1

取芝麻林素粗品(含芝麻林素62.9％和芝麻素36.2％)0.5g(含芝麻林素0.85mmol)，20mL甲苯加入到50mL三口烧瓶中(芝麻林素初始浓度为42.5mmol·L^-1)，搅拌并预先加热到100℃，然后加入处理成H型并干燥过的001x7阳离子交换树脂(聚苯乙烯基质)15g(相对于初始芝麻林素为17.6g·mmol^-1)，持续搅拌并保持相同温度反应2h，HPLC测定反应2h时的反应液，转化生成芝麻素酚的产率为81.5％。冷却后抽滤，催化剂再用丙酮洗涤两次，合并滤液，减压蒸除溶剂得到黄棕色膏状固体，硅胶柱层析纯化，先以正己烷和乙酸乙酯比例为8∶1进行洗脱，TLC监测反应(展开剂为正己烷∶乙酸乙酯＝4∶1)，待监测洗脱液无芝麻素时换用正己烷和乙酸乙酯以4∶1比例进行洗脱，TLC监测，收集含芝麻素酚组分，减压蒸除溶剂即得黄棕色芝麻素酚固体0.22g，HPLC测定总芝麻素酚含量为97.63％，得率为68.3％。其中芝麻素酚含量为其异构体2-表芝麻素酚的1.35倍。

实施例2

取芝麻林素纯品(纯度为98％)40mg(0.108mmol)，10mL二甲苯加入到25mL三口烧瓶中(芝麻林素浓度为10.8mmol·L^-1)，搅拌并预先加热到90℃，然后加入处理成H型并干燥过的D001阳离子交换树脂(大孔型聚苯乙烯基质)1.5g(相对于初始芝麻林素为13.89g·mmol^-1)，持续搅拌并保持相同温度反应4h，HPLC测定4h后的反应液，转化生成芝麻素酚的产率为73.8％。冷却后抽滤，乙酸乙酯洗涤两次，合并滤液，减压蒸除溶剂得到黄棕色膏状固体，硅胶柱层析纯化，正己烷和乙酸乙酯以4∶1洗脱，TLC监测，收集芝麻素酚组分，减压蒸除溶剂即得黄棕色芝麻素酚固体25.6mg，HPLC测定总芝麻素酚含量为 98.81％，得率为63.2％，其中芝麻素酚含量为其异构体2-表芝麻素酚的1.47倍。

实施例3

取芝麻林素纯品(纯度为98％)66mg(0.18mmol)，10mL苯加入到25mL三口烧瓶中(芝麻林素浓度为18mmol·L^-1)，搅拌并预先加热到70℃，然后加入处理成H型并干燥过的001x7阳离子交换树脂(聚苯乙烯基质)0.72g(相对于初始芝麻林素为4g·mmol^-1)，持续搅拌并保持相同温度反应5h，HPLC测定5h后的反应液，转化生成芝麻素酚的产率为68.9％。后按实施例2方法处理，得黄棕色芝麻素酚固体38.7mg，HPLC测定总芝麻素酚含量为98.2％，得率为58.6％，其中芝麻素酚含量为其异构体2-表芝麻素酚的1.42倍。芝麻林素纯品、苯、催化剂在反应前先脱水干燥。

实施例4

取芝麻林素粗品(含芝麻林素62.9％和芝麻素36.2％)0.7g(含芝麻林素1.2mmol)，20mL乙苯加入到50mL三口烧瓶中(芝麻林素初始浓度为60mmol·L^-1)，搅拌并预先加热到110℃，然后加入处理成H型并干燥过的Dowex-50阳离子交换树脂(美国，聚苯乙烯基质)36g(相对于初始芝麻林素为30g·mmol^-1)，持续搅拌并保持相同温度反应3h，HPLC测定反应3h时的反应液，转化生成芝麻素酚的产率为85.6％。冷却后抽滤，催化剂再用丙酮洗涤两次，合并滤液，减压蒸除溶剂得到黄棕色膏状固体，硅胶柱层析纯化，按照例1的方法进行洗脱，得黄棕色芝麻素酚固体0.52g，HPLC测定总芝麻素酚含量为97.58％，得率为74.3％。其中芝麻素酚含量为其异构体2-表芝麻素酚的1.39倍。芝麻林素粗品、乙苯、催化剂在反应前先脱水干燥。

Claims (5)

1.一种芝麻素酚的制备方法，其特征在于，芝麻林素在催化剂的作用下在苯系溶剂中反应，温度70～110℃的条件下反应1～6h，反应液后处理即得所述的芝麻素酚；所述的催化剂为H型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂；所述苯系溶剂为苯、甲苯、乙苯或二甲苯；所述的反应液后处理为过滤或离心除去催化剂，洗涤催化剂，洗涤液与过滤或离心得到的有机相合并，减压蒸除溶剂得到的浓缩物再层析纯化；层析纯化为柱层析纯化，以硅胶为填料，洗脱液为正己烷和乙酸乙酯的体积比为8-3∶1的混合溶剂。

2.如权利要求1所述的芝麻素酚的制备方法，其特征在于，芝麻林素在溶剂中的初始浓度为6～60mmol/L，催化剂用量相对于芝麻林素为4～30g/mmol。

3.如权利要求1或2所述的芝麻素酚的制备方法，其特征在于，反应在无水状态下进行。

4.如权利要求3所述的芝麻素酚的制备方法，其特征在于，芝麻林素、催化剂及溶剂反应前进行干燥脱水处理。

5.如权利要求1所述的芝麻素酚的制备方法，其特征在于，洗涤催化剂所用溶剂为乙酸乙酯、丙酮、氯仿、二氯甲烷、甲醇或乙醇或其中两种以上的混合物。