CN106905385A - 一种低污染制备茴香酸糖酯的方法及其抗菌应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低污染制备茴香酸糖酯的方法及其抗菌应用，以八角茴香果实为原料提取茴香油，通过氧化茴香油得到茴香酸，进而制备茴香酸糖酯。本发明利用挥发油提取器，简单、快速地将茴香油从八角茴香中提取出来，一步完成茴香油的提取和富集。同时选用绿色、高效氧化剂过氧化氢制备茴香酸，过氧化氢氧化效率高，环保且后期纯化简单。茴香酸糖酯的制备采用固相有机合成法，选用磺酸型固体酸作为催化剂，避免使用有机溶剂，无需高温高压处理，且固体酸可回收重复利用，减少对环境污染。本发明制备的茴香酸糖酯具有优异的抗菌性能。

Description

一种低污染制备茴香酸糖酯的方法及其抗菌应用

技术领域

本发明涉及茴香油衍生物的制备及应用领域，尤其涉及一种低污染制备茴香酸糖酯的方法及其抗菌应用。

背景技术

八角是八角茴香科植物，具有很高的药用、食用价值。从八角茴香果实中蒸馏、萃取得到的茴香油具有抗菌、抗组胺的作用，并有很好的美容功效，可作为工业添加剂、食品保鲜剂以及聚合单体等。茴香油的主要成分是茴香脑，其化学名称为对丙烯基茴香醚，研究表明，茴香中的茴香醚有抗菌功效，对大肠杆菌、痢疾杆菌具有很好的抑制作用，可以预防多种感染性腹泻，促进炎症和溃疡的痊愈。茴香酸糖酯是茴香油的一种重要衍生物，它是通过茴香油氧化得到的茴香酸与葡萄糖发生酯化反应获得。茴香酸糖酯具有抗老化、抗动脉硬化等功效，可用作多种药物的中间体，亦可延长食品的保质期，此外，茴香酸糖酯保留了茴香优异的抗菌性，可以用作抗菌消炎药物。因此，茴香酸糖酯在医学、生物、化学等研究领域都具有广阔的应用前景。

目前，从八角果实中提取茴香油的主要方法就是利用水蒸气搭建的水中蒸馏装置，将有挥发性的茴香油和水一并蒸馏出去，再经过冷凝、分液、纯化获得茴香油。这种水蒸气蒸馏法温度高，耗时长，容易破坏挥发性油的有效成分，且得到的茴香油与水较难分离，茴香油产率较低。茴香油经氧化可得到茴香酸，常见用于氧化茴香油的氧化剂有二氧化硒、高锰酸钾、重铬酸钾、氧化铬等，其中重铬酸钾、氧化铬易造成环境污染，且产率和纯度较低；且上述几种氧化剂处理后一般得到茴香酸盐，需要后续加酸酸化才能得到茴香酸，纯化步骤繁琐。传统方法制备茴香酸糖酯常选用同时能溶解糖和油脂的有机溶剂，如二甲基甲酰胺，以浓酸或者浓碱为催化剂，在高温、高压下进行。这类方法反应条件复杂、苛刻，能耗高，收率较低；以浓酸或者浓碱为催化剂，会引起糖焦化致使产物不纯、带有颜色，使用有毒溶剂，易污染环境，且得到的产物不利于生物、医学应用。

本发明以八角茴香果实为原料提取茴香油，通过氧化茴香油得到茴香酸，进而制备茴香酸糖酯。鉴于上述背景技术，本发明利用挥发油提取器，简单、快速地将茴香油从八角茴香中提取出来，一步完成茴香油的提取和富集。同时选用绿色、高效氧化剂过氧化氢制备茴香酸，过氧化氢氧化效率高，环保且后期纯化简单。茴香酸糖酯的制备采用固相有机合成法，选用磺酸型固体酸作为催化剂，避免使用有机溶剂，无需高温高压处理，且固体酸可回收重复利用，减少对环境污染。本发明制备的茴香酸糖酯具有优异的抗菌性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低污染制备茴香酸糖酯的方法及其抗菌应用。

实现本发明目的的解决方案为：所述的一种低污染制备茴香酸糖酯的方法及其抗菌应用如下：

（1）取100 g干燥八角茴香果实研磨成60目的粉末，并放入2000 mL的挥发油提取器硬质圆底烧瓶中，随后向圆底烧瓶中加入800 mL去离子水，浸泡1 h后，开始加热升温至80-90℃，在80-90 ℃保持2 h，茴香油伴随部分水蒸气进入挥发油提取器支管中；

（2）将挥发油提取器支管中收集的茴香油进行分液，除去大部分水，随后向茴香油中加入1 g无水硫酸镁，静置20 min后，将混合溶液加热至50 ℃，并趁热用布氏漏斗进行抽滤来除去硫酸镁，收集滤液，得到茴香油；

（3）取7.5 mL步骤（2）中所得茴香油，加入到50 mL的圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于磁力搅拌器中搅拌，随后向圆底烧瓶中加入1 g氯化铁，接着，将圆底烧瓶连接冷凝回流装置并加热升温至90 ℃，同时在2 h内缓慢逐滴加完20 mL浓度为30%的过氧化氢溶液，之后继续恒温搅拌反应2 h；

（4）将上述反应液趁热过滤，用10 mL 80-90℃的热水洗涤3次，收集滤液并置于冰浴中，接着滴加5.6 mol/L的盐酸将滤液的pH调节为1-3，接着，在冰浴中静置2 h，抽滤，得到白色固体；

（5）将白色固体用乙醇-水重结晶，即将白色固体先溶于100 mL乙醇中并抽滤出去氧化锰和高锰酸盐杂质，接着向滤液中加入300 mL去离子水，待有白色固体析出，再抽滤，干燥处理，得到白色针状晶体，即为茴香酸；

（6）称取2 g步骤（5）中所得茴香酸和1 g葡萄糖放入研钵中，随后加入0.3 g磺酸型固体酸，并进行充分研磨，每隔1 h充分研磨一次，每次研磨30 min，总共研磨8次；

（7）将研磨后的混合物溶于20 mL的无水乙醇中，玻璃棒搅拌充分溶解，然后用布氏漏斗抽滤，滤渣为固体酸和多余葡萄糖，随后利用旋转蒸发仪将滤液中的无水乙醇蒸出，得到高纯度的茴香酸糖酯；

（8）将0.5 mL金黄色葡萄球菌菌液或含有相同菌数的大肠杆菌菌液加入到装有50 mL生理盐水的三角瓶中，然后向三角瓶中加入用步骤（7）中所得茴香酸糖酯与无菌生理盐水配置成的茴香酸糖酯悬液，将三角瓶置于恒温培养箱中37 ℃培养12 h，随后将悬液取出稀释一定梯度后进行涂板，计数，并计算茴香酸糖酯的抑菌率。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

（1）本发明利用挥发油提取器，可以简单、快速地将茴香油从八角茴香中提取出来，一步完成茴香油的提取和富集，反应条件较为温和，操作简单易行；

（2）本发明所采用的氧化剂为过氧化氢，催化剂为氯化铁，氯化铁作为路易斯酸能提高过氧化氢的氧化性，使其将茴香油氧化为茴香酸的过程中产生的杂质少、纯度高、耗能小和操作简单，所得茴香酸的产率达到91.3%，纯度高达99.8%；

（3）本发明采用固相有机合成法，选用磺酸型固体酸作为催化剂制备茴香酸糖酯，催化效率高，所得茴香酸糖酯的产率为93%，纯度为99.5%，而且固体酸克服了液体酸的缺点，容易与液相反应体系分离、后处理简单、可回收重复利用，不污染环境；

（4）本发明制备的茴香酸糖酯对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有明显的抑制效果，表现出优异的抗菌性能。

附图说明

图1为实施例1所得茴香酸糖酯在不同浓度时对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑制效果图。

具体实施方式

实施例1

（1）取100 g干燥八角茴香果实研磨成60目的粉末，并放入2000 mL的挥发油提取器硬质圆底烧瓶中，随后向圆底烧瓶中加入800 mL去离子水，浸泡1 h后，开始加热升温至90℃，在90 ℃保持2 h，茴香油伴随部分水蒸气进入挥发油提取器支管中；

（2）将挥发油提取器支管中收集的茴香油进行分液，除去大部分水，随后向茴香油中加入1 g无水硫酸镁，静置20 min后，将混合溶液加热至50 ℃，并趁热用布氏漏斗进行抽滤来除去硫酸镁，收集滤液，得到茴香油；

（3）取7.5 mL步骤（2）中所得茴香油，加入到50 mL的圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于磁力搅拌器中搅拌，随后向圆底烧瓶中加入1 g氯化铁，接着，将圆底烧瓶连接冷凝回流装置并加热升温至90 ℃，同时在2 h内缓慢逐滴加完20 mL浓度为30%的过氧化氢溶液，之后继续恒温搅拌反应2 h；

（4）将上述反应液趁热过滤，用10 mL 90℃的热水洗涤3次，收集滤液并置于冰浴中，接着滴加5.6 mol/L的盐酸将滤液的pH调节为2，接着，在冰浴中静置2 h，抽滤，得到白色固体；

（5）将白色固体用乙醇-水重结晶，即将白色固体先溶于100 mL乙醇中并抽滤出去氧化锰和高锰酸盐杂质，接着向滤液中加入300 mL去离子水，待有白色固体析出，再抽滤，干燥处理，得到白色针状晶体，即为茴香酸；

（6）称取2 g步骤（5）中所得茴香酸和1 g葡萄糖放入研钵中，随后加入0.3 g磺酸型固体酸，并进行充分研磨，每隔1 h充分研磨一次，每次研磨30 min，总共研磨8次，其中磺酸型固体酸为氨基磺酸固体酸等；

（7）将研磨后的混合物溶于20 mL的无水乙醇中，玻璃棒搅拌充分溶解，然后用布氏漏斗抽滤，滤渣为固体酸和多余葡萄糖，随后利用旋转蒸发仪将滤液中的无水乙醇蒸出，得到高纯度的茴香酸糖酯；

（8）将0.5 mL金黄色葡萄球菌菌液或含有相同菌数的大肠杆菌菌液加入到装有50 mL生理盐水的三角瓶中，然后向三角瓶中加入用步骤（7）中所得茴香酸糖酯与无菌生理盐水配置成的茴香酸糖酯悬液，将三角瓶置于恒温培养箱中37 ℃培养12 h，随后将悬液取出稀释一定梯度后进行涂板，计数，并计算茴香酸糖酯的抑菌率。

实施例2

利用公式计算实施例1步骤（5）所得茴香酸和实施例1步骤（7）所得茴香酸糖酯的产率。结果表明：使用过氧化氢氧化法所得茴香酸的产率高达91.3%，纯度为99.8%，产物为白色针状晶体；茴香酸糖酯的产率为93%，纯度为99.5%。

实施例3

取实施例1步骤（7）所得茴香酸糖酯，加入无菌生理盐水配置成不同浓度的茴香酸糖酯悬液，并分别与金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行孵育，用平板计数法来检测茴香酸糖酯的抗菌性能：

实验将0.5 mL金黄色葡萄球菌菌液置于装有50 mL生理盐水的三角瓶中，设置6组，然后向6组三角瓶中分别加入不同浓度的茴香酸糖酯悬液（1-100 μg/mL），再将三角瓶全部置于恒温培养箱中，37 ℃培养12 h，随后将悬液取出稀释一定梯度后进行涂板，计数，并计算茴香酸糖酯的抑菌率。用0.5 mL含有相同菌数的大肠杆菌菌液进行相同操作。

实验结果表明：不同浓度茴香酸糖酯对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都具有一定的杀伤作用，茴香酸糖酯对大肠杆菌的抑制作用更强。由图1可知，当茴香酸糖酯的浓度达到20 μg/mL时，能杀死90%以上的细菌，而当浓度达到50 μg/mL时，细菌已经几乎全部被杀死，表明所制备的茴香酸糖酯有良好的杀菌性能。

Claims (1)

1.一种低污染制备茴香酸糖酯的方法及其抗菌应用，其特征在于，包括如下步骤：

（1）取100 g干燥八角茴香果实研磨成60目的粉末，并放入2000 mL的挥发油提取器硬质圆底烧瓶中，随后向圆底烧瓶中加入800 mL去离子水，浸泡1 h后，开始加热升温至80-90℃，在80-90 ℃保持2 h，茴香油伴随部分水蒸气进入挥发油提取器支管中；

（2）将挥发油提取器支管中收集的茴香油进行分液，除去大部分水，随后向茴香油中加入1 g无水硫酸镁，静置20 min后，将混合溶液加热至50 ℃，并趁热用布氏漏斗进行抽滤来除去硫酸镁，收集滤液，得到茴香油；

（3）取7.5 mL步骤（2）中所得茴香油，加入到50 mL的圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于磁力搅拌器中搅拌，随后向圆底烧瓶中加入1 g氯化铁，接着，将圆底烧瓶连接冷凝回流装置并加热升温至90 ℃，同时在2 h内缓慢逐滴加完20 mL浓度为30%的过氧化氢溶液，之后继续恒温搅拌反应2 h；

（4）将上述反应液趁热过滤，用10 mL 80-90℃的热水洗涤3次，收集滤液并置于冰浴中，接着滴加5.6 mol/L的盐酸将滤液的pH调节为1-3，接着，在冰浴中静置2 h，抽滤，得到白色固体；

（5）将白色固体用乙醇-水重结晶，即将白色固体先溶于100 mL乙醇中并抽滤出去氧化锰和高锰酸盐杂质，接着向滤液中加入300 mL去离子水，待有白色固体析出，再抽滤，干燥处理，得到白色针状晶体，即为茴香酸；

（6）称取2 g步骤（5）中所得茴香酸和1 g葡萄糖放入研钵中，随后加入0.3 g磺酸型固体酸，并进行充分研磨，每隔1 h充分研磨一次，每次研磨30 min，总共研磨8次；

（7）将研磨后的混合物溶于20 mL的无水乙醇中，玻璃棒搅拌充分溶解，然后用布氏漏斗抽滤，滤渣为固体酸和多余葡萄糖，随后利用旋转蒸发仪将滤液中的无水乙醇蒸出，得到高纯度的茴香酸糖酯；

（8）将0.5 mL金黄色葡萄球菌菌液或含有相同菌数的大肠杆菌菌液加入到装有50 mL生理盐水的三角瓶中，然后向三角瓶中加入用步骤（7）中所得茴香酸糖酯与无菌生理盐水配置成的茴香酸糖酯悬液，将三角瓶置于恒温培养箱中37 ℃培养12 h，随后将悬液取出稀释一定梯度后进行涂板，计数，并计算茴香酸糖酯的抑菌率。