CN102112481A - 使用过氧化氢或过酸由鼠尾草酸生产鼠尾草酚的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了使用过氧化氢或过酸由鼠尾草酸生产鼠尾草酚的催化方法。鼠尾草酸可以是纯净形式、不纯形式、植物提取物的部分，或者可以存在于迷迭香针叶中。催化剂可以是铁、铁盐、小量水、迷迭香针叶，或其混合物。

Description

使用过氧化氢或过酸由鼠尾草酸生产鼠尾草酚的方法

技术领域

本发明涉及使用催化剂和过氧化氢或过酸，由可存在于迷迭香提取物、迷迭香针叶或鼠尾草提取物中的鼠尾草酸生产鼠尾草酚的新方法。

背景技术

迷迭香(Rosmarinus officialis)是一种原产于地中海区域的木本多年生香草(woody perennial herb)，具有芳香的常绿针样叶。已知其为地中海烹饪法中普遍使用的一种香草。其干燥形式富含铁、钙和维生素B6。其还含有鼠尾草酚，鼠尾草酚是一种多酚，其为抗氧化剂并且近期被描述为通过阻抑NF-κB通路发挥作用的抗癌药(Lo et al 2002 Carcinogenesis23(6)：983-991)。

亲脂迷迭香或鼠尾草提取物含有约10-30％的鼠尾草酸。

Marrero et al 2002 J.Natural Products 65：986-989公开了由鼠尾草酸合成鼠尾草酚的方法。描述了“定量转化”成鼠尾草酚，其中鼠尾草酸被溶于丙酮中，并在整个溶液中进行分子氧鼓泡。然而，尽管大量重复所述流程，但这是不可重复的，并且实际上不形成鼠尾草酚。

人们期望具有将鼠尾草酸转化成生物活性形式鼠尾草酚的容易、高效的方法，尤其是如果提取和转化基本上是同一步骤的话。

发明详述

业已发现，根据本发明，能够通过使用过氧化氢或过酸作为氧来源的氧化方法将鼠尾草酸转化成鼠尾草酚，条件是存在催化剂。催化剂可以是催化量的铁或铁盐、迷迭香针叶或其混合物。催化剂的选择应取决于反应的其他参数，所述其他参数在下文中更详细介绍。因此，本发明的一种方法包括：

a)将鼠尾草酸暴露于包含催化剂的溶剂中，所述催化剂选自由少量铁、铁盐、迷迭香针叶及其混合物组成的组，以及

b)引入过氧化氢或过酸以生产鼠尾草酚。

尽管不希望受任何理论束缚，但是鼠尾草酸的转化被认为在两个阶段中发生。第一步被认为是氧化成醌(尽管这尚未通过光谱法证实)，之后重排成鼠尾草酚。这两个阶段可同时发生或者作为离散步骤在一锅法过程(one-pot procedures)中进行，或者可以在单独的反应中发生。

另外，业已发现，根据本发明，在存在酸或弱碱时中间产物鼠尾草酸醌能够经历重排，产生鼠尾草酚。因此，本发明还包括由鼠尾草酸醌生产鼠尾草酚的方法，包括将鼠尾草酸醌暴露于酸或弱碱。

反应生产的含鼠尾草酚的组合物也形成本发明的一个实施方式。因此，本发明还包括通过本文所述的任何方法制造的鼠尾草酚组合物，以及含有这些含鼠尾草酚的组合物的终产物，如营养药物和药物制品。

本反应的起始材料可以是鼠尾草酸的任何来源。其可以是经纯化的鼠尾草酸自身，或者不是处于经纯化的形式的鼠尾草酸，如含有鼠尾草酸的迷迭香提取物或其他植物提取物(如鼠尾草，Salvia spp.)。在本发明的另一实施方式中，其可以是迷迭香叶(针叶)。许多迷迭香提取物是可商业获得的。

任选的，可以对初始材料进行预处理步骤。在预处理中，在存在木炭的情况下用溶剂处理提取物。优选的溶剂是乙酸、丙酮或甲醇，丙酮是最优选的。木炭的量不是至关重要的，可在基于迷迭香提取物的重量从1％-100％的范围内。优选的量是从2％-50％。

催化剂

A.氧化催化剂是铁或铁盐：

根据本发明已经发现，选自铁、铁盐及其混合物的铁催化剂发挥氧化催化剂的作用，将鼠尾草酸转化成中间产物醌。不使用铁或铁盐时，鼠尾草酸氧化成中间产物醌非常慢。

铁盐可以是任何常用形式的铁盐(例如氯化铁、溴化铁、硫酸铁、乙酸铁、柠檬酸铁、葡糖酸铁、乳酸铁、硝酸铁、氢氧化铁和氧化铁等等)。在说明书和权利要求书通篇中使用时，术语“铁盐”旨在包括三价铁盐和二价铁盐及其水合物。

如溶剂是酸性的并且储存于铁容器中，则溶剂会吸收铁，并且这种量对本发明的目的而言通常是足够的。需要的铁/铁盐的量非常低：(以鼠尾草酸为基础)至少约0.0001-20摩尔％，优选的量从至少约0.01摩尔％到10摩尔％，更优选从至少约0.05摩尔％到5摩尔％。当然可以存在更高量的铁；然而在高含量下未观察到特别的优点。

B.氧化催化剂是迷迭香针叶(叶)

在本发明的另一个实施方式中，在所述提取/转化方法中迷迭香针叶自身发挥催化剂的作用。

溶剂

在存在铁催化剂的情况下可以使用的溶剂实际上可以是其中鼠尾草酸能够溶解或者至少部分可溶的任何溶剂。所述溶剂可以是：

中性溶剂，例如醚(R2OR2，其中R2可以相同或不同的，其为C1到C4)，或

酯R1-COOR2，其中R1是H或C1到C3；并且R2是C1到C4(例如乙酸乙酯、乙酸丁酯)，或

酮(例如丙酮、甲基乙基甲酮或二乙基甲酮)或

二氯甲烷，或

醇R2OH(例如乙醇，或异丙醇)，其中R2是C1到C4，或

亚临界或超临界二氧化碳“SF-CO2”，或

具有2到4个碳原子的酸性溶剂(例如乙酸、丙酸或异丁酸)；或

上述溶剂的任何混合物。

优选的溶剂是：二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯和乙酸、丙酸和异丁酸。最优选的溶剂是乙酸，尤其是鼠尾草酚的预期用途是食物或药物制品时。

用于转化中间产物醌的催化剂

然后将溶剂和催化剂中的鼠尾草酸与过氧化氢或过酸反应。

在一个实施方式中，氧化反应或者在碱或者在酸的存在下发生。或者，也可以在氧化阶段的稍后阶段中或形成中间产物醌后添加碱或酸。在另一种替代方案中，可以单独形成中间产物，然后用酸或碱处理以形成鼠尾草酚。

碱或酸被认为提高中间产物(预计为醌)的转化速率。

就所述反应的目的而言，碱可以以任何便利的期望量存在。如果选择碱作为催化剂，则通常碱将提高反应速率；即存在越多的碱，转化就进行得越快。通常，以鼠尾草酸的用量为基础，碱应当以0％-400摩尔％的用量存在。优选的范围是从约100到300摩尔％，更优选地80-200摩尔％。

碱的选择也受选择的溶剂的影响。在酸性溶剂(即SF-CO2，乙酸或其他R-COOH)条件下，强碱和弱碱给出相似的结果。如果使用酸性溶剂如乙酸，则原则上可以使用任何碱，因为均形成相应的乙酸盐。因此，碱可以选自以下组成的组：钠或钾的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、乙酸盐、丙酸盐、磷酸盐；氢氧化镁，及其混合物。

如果使用的溶剂是中性溶剂(例如二氯甲烷，或乙酸乙酯)，则优选弱碱如NaHCO₃、KOAc、Na₂HPO₄和Mg(OH)₂。

优选的碱通常是碳酸氢钠或碳酸氢钾或乙酸钠或乙酸钾。

或者，酸可以与碱就同样的目的发挥作用。如果选择酸作为催化剂，则实际上可以使用任何强酸；优选无机酸，如：硫酸、氢氯酸、氢溴酸、高氯酸、硝酸或磺酸如对甲苯磺酸。最优选的是氢氯酸或氢溴酸。通常，以鼠尾草酸的用量为基础，酸应当以0％-400摩尔％的量存在。优选的范围是以鼠尾草酸的用量为基础约5到200摩尔％，更优选地20-100摩尔％。

优选在酸性溶剂中使用酸作为转化催化剂。

氧化剂

可以使用过氧化氢或过酸。对过氧化氢而言，可以使用任何可用来源，如过氧化氢、过硼酸钠、过碳酸钠、过氧化氢-脲或乙酸中的过氧化氢。过氧化氢是优选的，例如可商业获得的过氧化氢30％或50％。

对过酸而言，可以使用任何可商业获得的过酸，例如过乙酸、过丙酸，然而优选的是过乙酸，最优选的是乙酸中的过乙酸溶液。

温度-与催化剂无关

通常，更高的温度会导致更快的反应。然而，在更高的温度下反应变得选择性较低。一种优选的温度范围是从约0°-100℃，一种更优选的范围是从约10°-60℃，一种进一步更优选的范围是从约15°-40℃。

任选的结晶步骤

不管使用上述的何种过程，可以通过对反应产物进行结晶步骤来提高获得的最终鼠尾草酚的纯度。可以使用任何常规手段完成结晶；在大部分应用中，优选的溶剂是乙酸。在一些应用中，可以生产鼠尾草酚含量超过90％的晶体。

终产物用途

所述反应的终产物除含有鼠尾草酚以外还含有其他反应副产物。这些在下文中被称作“鼠尾草酚加工组合物(carnosol process compositions)”的、含有鼠尾草酚以及其他反应副产物的组合物可以在用于各种用途的食物和/或营养药物的用途中直接使用而不进行进一步的纯化或其他加工。

在本文中使用时，术语″营养药物″表示在营养和药物两种应用领域中的有用性。因此，含有鼠尾草酚加工组合物的新颖的营养药物组合物可以被用作食物和饮料的补充物，或作为用于肠内或肠胃外应用的药物配制物，其可以是固体配制物例如胶囊或片剂，或液体配制物例如溶液或悬浮液。

根据本发明的营养药物组合物可还含有保护性水胶体(如胶质、蛋白质、改性淀粉)，粘合剂，成膜剂，包封剂/材料，壁/壳材料，基质化合物，涂层，乳化剂，表面活性剂，增溶剂(油脂、脂肪、蜡质、卵磷脂等)，吸附剂，载体，填充剂，辅助化合物，分散剂，湿润剂，加工助剂(溶剂)，流动剂，遮味剂，增重剂，凝胶化剂，凝胶形成剂，抗氧化剂和抗微生物剂。

另外，可以对本发明的营养药物组合物添加多维生素和矿物质补充剂，以获得某些膳食中缺失的足量的必需营养物。多维生素和矿物质补充剂也可以用于疾病预防和保护免受由生活方式引起的营养损失和缺乏。

根据本发明的营养药物组合物可以是适用于施用给机体的任何盖伦形式(galenic form)，尤其是口施用中常规的任何形式，例如固体形式，例如食物或饲料(用的添加剂/补充剂)、食物或饲料预混物、强化的食物或饲料、片剂、丸剂、颗粒剂、锭剂、胶囊和泡腾配制剂(如粉末和片剂)，或液体形式，例如溶液、乳液或悬浮液的形式，例如作为饮料、糊剂和油悬浮液。糊剂可以被填充进硬或软壳胶囊中，其中胶囊具有例如(鱼、猪、禽、牛)明胶、植物蛋白或木质素磺酸盐的基质。其它应用形式的例子是用于经皮、肠胃外或可注射施用的形式。膳食和药物组合物可以是受控(延迟)释放的配制剂的形式。

饲料包括给予宠物动物、农场动物、用于皮毛工业的动物和水产业动物的任何饲料。还包括给予宠物动物(例如狗和猫)的调剂物(treats)。

食物的例子是乳制品，包括例如人造黄油、涂抹物、黄油、乳酪、酸奶或乳饮品。强化食物的例子是谷物棒、烘焙物品如蛋糕和曲奇。饮料包括无酒精饮品和酒精饮品，以及要被添加进饮用水和液体食物中的液体制剂。无酒精饮品为例如软饮、运动饮品、果汁、柠檬水、茶和基于乳的饮品。液体食物是例如汤和乳制品。含有鼠尾草酚加工组合物的营养药物组合物可以被添加至软饮、能量棒或糖果中，使得成年人消耗每份每日剂量从约10到1000mg的鼠尾草酚，优选地每份每日剂量从约50到750mg，或更优选地每份每日剂量从约100到500mg。

如果营养药物组合物是药物配制物，则组合物还含有药物可接收的赋形剂、稀释剂或佐剂。如例如Remington′s Pharmaceutical Sciences，20thedition Williams & Wilkins，PA，USA中公开的标准技术可被用于它们的配制。对口服用而言，优选地使用片剂和胶囊，所述片剂和胶囊含有合适的粘合剂(例如明胶或聚乙烯吡咯烷酮)，合适的填充剂(例如乳糖或淀粉)，合适的润滑剂(例如硬脂酸镁)和任选的其他添加剂。

营养药物可以被用于维持或改进多种状况，例如其抗炎症特性，以维持或改进精神或心境或用于关节健康。

提供以下的非限制性实施例，以更好地阐述本发明。

实施例1

对照实验

在室温和氧气氛下，将30ml丙酮中的0.132g鼠尾草酸的溶液(含量＝90％鼠尾草酸，2％鼠尾草酚)在10ml反应容器中搅拌23小时。这些基本上是J.G.Marrero，L.S.Andres，J.G.Luis；J.Nat.Prod.(2002)，65，986-989中描述的条件。溶液含有88％的鼠尾草酸，仅含有3％的鼠尾草酚。

实施例2

在氮气覆盖(nitrogen blanket)下搅拌18.5g迷迭香提取物(含40％鼠尾草酸和4％鼠尾草酚)、55g乙酸和7mg氯化铁(III)六水合物。在15℃下缓慢添加4.7ml的乙酸中的32％过乙酸。将混合物在15℃下搅拌2小时。添加1ml的37％的水中的氢氯酸，并将混合物搅拌18小时。将悬浮液过滤并用10ml乙酸洗涤。在真空中70℃下干燥结晶。获得了88％纯度的5.68g鼠尾草酚。产率＝62％。

实施例3

在氮气覆盖下搅拌13.1g迷迭香提取物(含43％鼠尾草酸和18％鼠尾草酚)、60g乙酸和13mg氯化铁(III)六水合物。在15℃下缓慢添加2.9ml的水中的35％过氧化氢。将混合物在15℃下搅拌1.5小时，之后添加1ml 37％盐酸。将混合物在室温下搅拌18小时。过滤浆液并用10ml乙酸洗涤。在真空中70℃下干燥结晶。获得了92％纯度的5.57g鼠尾草酚。产率＝65％。

实施例4

在氮气覆盖下搅拌13.1g迷迭香提取物(含43％鼠尾草酸和18％鼠尾草酚)、60g乙酸、2.5g乙酸钠和7mg氯化铁(III)六水合物。在18℃下缓慢添加2.9ml的水中的35％过氧化氢。将混合物在室温下搅拌21小时。过滤浆液并用10ml乙酸洗涤。在真空中70℃下干燥结晶。获得了86％纯度的4.24g鼠尾草酚。产率＝45％。

实施例5

在氮气覆盖下搅拌7.6g迷迭香提取物(含40％鼠尾草酸和3.5％鼠尾草酚)、23g乙酸、0.4ml 37％盐酸和5.2mg氯化铁(III)六水合物。在15℃下缓慢添加0.9ml的水中的50％过氧化氢。将混合物在18℃下搅拌4小时。通过HPLC分析混合物的鼠尾草酚含量。产率＝90％。

实施例6

在氮气覆盖下搅拌10.7g迷迭香提取物(含15％鼠尾草酸和16％鼠尾草酚)、32g乙酸、0.2ml 37％盐酸和5.2mg氯化铁(III)六水合物。在18℃下缓慢添加0.54ml的水中的50％过氧化氢。将混合物在室温下搅拌3小时。通过HPLC分析混合物的鼠尾草酚含量。产率＝80％。

实施例7

在回流下将7.6g迷迭香提取物(含40％鼠尾草酸和3.5％鼠尾草酚)和0.76g木炭在32ml丙酮中搅拌回流10分钟，冷却至室温并过滤。用8ml丙酮洗涤木炭。将滤液蒸发至干燥。向残余物中添加22g乙酸、0.4ml 37％盐酸和7.2mg氯化铁(III)六水合物。在氮气覆盖下搅拌混合物。在18℃下缓慢添加0.90ml的水中的50％过氧化氢。将混合物在室温下搅拌5小时。过滤浆液并用10ml乙酸洗涤。在真空中于70℃干燥结晶。获得了88％纯度的2.61g鼠尾草酚。产率＝70％。

Claims (15)

1.用于将鼠尾草酸转化成鼠尾草酚的方法，所述方法包括如下步骤：

a)将鼠尾草酸暴露于包含催化剂的溶剂中，所述催化剂选自由少量铁、铁盐、迷迭香针叶及其混合物组成的组，和

b)引入氧化剂以生产鼠尾草酚，所述氧化剂选自由过氧化氢和过酸组成的组。

2.根据权利要求1的方法，其中所述鼠尾草酸存在于植物提取物中。

3.根据权利要求2的方法，其中所述植物提取物是迷迭香提取物。

4.根据权利要求1到3中任一项的方法，其中所述氧化剂在存在碱或酸的情况下被引入。

5.根据权利要求1到3中任一项的方法，其中所述碱或酸在所述氧化剂之后被引入。

6.根据权利要求1到5中任一项的方法，其中所述氧化剂选自诸如过氧化氢、过硼酸钠、过碳酸钠或过氧化氢-脲的过氧化氢源。

7.根据权利要求1到5中任一项的方法，其中所述氧化剂是过氧化氢。

8.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中所述氧化剂是过酸。

9.根据权利要求8的方法，其中所述氧化剂是过乙酸。

10.根据权利要求1到9中任一项的方法，其中所述铁盐选自由以下组成的组：氯化铁、溴化铁、硫酸铁、硝酸铁、乙酸铁、丙酸铁、柠檬酸铁、葡糖酸铁、乳酸铁、氧化铁、氢氧化铁的三价铁盐和二价铁盐，其水合物，及其混合物。

11.根据权利要求1-10中任一项的方法，其中所述溶剂选自由以下组成的组：酸性溶剂R1-COOH，其中R1是C1到C3，中性溶剂例如醚(R2OR2，其中R2可以相同或不同的，其为C1到C4)，或酯R1-COOR2，其中R1是H或C1到C3；并且R2是C1到C4(例如乙酸乙酯、乙酸丁酯)，或酮(例如丙酮、甲基乙基甲酮或二乙基甲酮)或二氯甲烷，或醇R2OH(例如乙醇，或异丙醇)，其中R2是C1到C4，或亚临界或超临界二氧化碳“SF-CO2”，或上述溶剂的任何混合物。

12.根据权利要求11的方法，其中所述溶剂选自由以下组成的组：具有2到4个碳原子的含碳酸性溶剂或其混合物。

13.根据权利要求12的方法，其中所述溶剂是乙酸。

14.根据权利要求2到13中任一项的方法，其中在步骤a)之前，在存在溶剂的情况下用木炭对所述植物提取物进行预处理，所述溶剂选自由乙酸、丙酮和甲醇组成的组。

15.通过权利要求1-14中任一项制造的鼠尾草酚组合物。