CN109503384A - 没食子酸酯-富马酸衍生物及其在畜禽水产动物方面的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种没食子酸酯‑富马酸衍生物。分子式为：

Description

没食子酸酯-富马酸衍生物及其在畜禽水产动物方面的应用
技术领域
本发明属于饲料添加剂和兽药领域，涉及没食子酸酯-富马酸衍生物及其在畜禽水产动物养殖上的应用，尤其涉及在畜禽水产动物饲料添加剂和兽药中的应用。
背景技术
富马酸二甲酯是传统的防霉剂，俗称霉克星1号，曾经广泛用于食品等行业作防腐防霉防虫来使用，但是其对人体有害，已被逐渐淘汰。作为替代品富马酸单甲酯被开发出来，人们发现其亦具有相当优良的防霉特性，PH适应范围广，使用不受局限，能升华，可以通过升华杀灭霉菌病虫等，其最明显的优点是安全方便无残留，无毒害，人畜食用也不会发生中毒反应。
没食子酸亦称“五倍子酸”、“棓酸”。中国是最早制备出没食子酸并在医药中使用的国家，明代李挺的《医学入门》(1575)中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸的过程。书中谓“五倍子粗粉，并矾，曲和匀，如作酒曲样，如瓷器遮不见风，候生白取出”。《本草纲目》卷39中则有“看药上长起长霜，则药已成矣”的记载。这里的“生白”“长霜”均为没食子酸生成之意，是世界上最早制得的有机酸。
没食子酸具有抗炎、抗突变、抗氧化、抗自由基等多种生物学活性(中国药师,2004,7(10):767-769.)；同时没食子酸具有抗肿瘤作用，可以抑制肥大细胞瘤的转移，从而延长生存期(P815[J].Ant icancer Res,2001,21)；也是相对适宜的杀锥虫候选药物；对肝脏具有保护作用，可以抵抗四氯化碳诱导的肝脏生理和生化的转变；可以通过抑制内皮NO的生成诱导血管内皮依赖性收缩和对内皮依赖性松弛。
以没食子酸为原料可以合成没食子酸酯类化合物，没食子酸的烷基酯根据烷基碳原子个数可分为低级酯(如甲酯、乙酯、丙酯等)和高级酯(如辛酯、月桂酯、十八碳醇酯等)，这些酯类化合物都是性能优良的食品抗氧化剂。
霉菌是一种多细胞微生物，以种子或者孢子的形式进行繁殖，而其种子或者孢子普遍存在与大自然环境中，一旦遇到合适的条件，孢子就会萌发，长出各种菌丝体，分泌出霉菌毒素，造成发霉现象。
随着现代畜牧业的发展，饲料用量越来越大，在饲料的生产，运输，储存以及使用的过程中，由于包装和环境的影响，很容易发生霉变，饲料霉变后霉菌产生的霉菌毒素在动物体内有不同的毒副作用，对生物体的健康产生很大影响。
发明内容
本发明的第一个目的在于，提供一种没食子酸酯-富马酸衍生物。为此，本发明提供以下解决方案：
没食子酸酯-富马酸衍生物，其特征在于所述没食子酸酯-富马酸衍生物分子式为：
其中：R1为烷基或卤代烷基或芳香基或卤代芳香基，R2为烷基或卤代烷基或芳香基或卤代芳香基。
所述的没食子酸酯-富马酸衍生物是由对应的富马酸单酯与对应的没食子酸酯可通过直接酯化或者先酰氯化后酯化得到。
本发明另一个目的在于提供所述没食子酸酯-富马酸衍生物及其在畜禽水产动物方面的应用。所述的畜禽水产动物具体包括鸡、鸭、鹅、鹌鹑、猪、兔、牛、羊或马、鱼类、虾、蟹、鳗鱼、黄鳝、泥鳅、乌龟、鳖等经济动物，所述的鸡包括蛋鸡、种鸡、火鸡或者珍珠鸡等。
所述应用包括：用于制备促进畜禽水产动物生长和提高饲料转化率、畜禽水产动物免疫调节以及饲料中的防霉的饲料添加剂，对危害畜禽水产动物的病原体大肠杆菌、沙门氏菌和金色葡萄球菌、链球菌有抑制和杀灭作用的饲料添加剂或兽药。
没食子酸酯-富马酸衍生物作为经济动物抑菌促生长和提高饲料转化率的应用时，没食子酸酯-富马酸衍生物使用剂量为在饲料中0.01ppm-1000ppm(以质量百分比计)，其中优选经济浓度为1ppm-100ppm(以质量百分比计)。
本发明提供没食子酸酯-富马酸衍生物作为抑菌促生长，提高畜禽水产动物免疫力作用在畜禽养殖上的应用，没食子酸酯-富马酸衍生物使用剂量为在饲料中0.1ppm-100ppm(以质量百分比计)，其中优选经济浓度为1ppm-10ppm(以质量百分比计)。
本发明提供没食子酸酯-富马酸衍生物作为防霉剂在畜禽水产方面的应用，没食子酸酯-富马酸衍生物添加到畜禽水产饲料中的使用剂量为0.1ppm-1000ppm(以质量百分比计)，其中优选经济浓度为0.5ppm-100ppm(以质量百分比计)。
本发明可以与石粉或者玉米芯粉均匀混合后做成不同比例的预混剂或者以其他常规剂型进行使用。
富马酸酯类物质的抗菌性能机理是因为其分子结构中存在α，β-不饱和羰基结构，拥有此类结构的化合物的抑菌效果随着分子的疏水性增强而提高，其增长幅度与酯基碳链的长短成正比，因为酯基碳链增长后，其亲脂能力增强使更容易进入细菌细胞膜，从而增强了其抗菌活性。
另一方面，生物体中由于细菌体都是生活在水相体系中，分子一定程度的水溶性可以提高其分布均匀性，提高分子与细菌体接触的几率，没食子酸的多羟基结构可以提高分子的水中的溶解度，因此将没食子酸酯与富马酸酯结合在一起具有较好的抑菌，防霉以及免疫调解的性能。
本发明采用没食子酸酯-富马酸衍生物对畜禽水产动物养殖进行研究，发现其对于减少畜禽肠道疾病的发生，促进畜禽生长，提高饲料回报率有很好的效果，并进行了对比实验，得到较优化的使用方法。
同时，发明人还发现没食子酸酯-富马酸衍生物可刺激目标动物产生持续和作用显著的免疫调节作用，特别是非特异性免疫应答能力以及在此基础上继发产生的特异性免疫反应，提高生物体抗感染能力。
本发明采用没食子酸酯-富马酸衍生物对防治饲料中的霉菌进行了研究，发现其对于饲料的防霉有较好效果，并进行了对比实验，得到较优化的使用方法。
本发明提供了没食子酸酯-富马酸衍生物在畜禽水产方面的应用，所述没食子酸酯-富马酸衍生物作为抑菌促生长，提高生物体免疫力的应用时，效果极好，由于其作用机理与传统抗生素完全不同，其对革兰氏阴性菌与革兰氏阳性菌均有效果，最小抑菌浓度低，实际使用量少，添加成本低；所述没食子酸酯-富马酸衍生物作为防霉剂在畜禽方面的应用，添加量低，副作用小，效果持久；所述的没食子酸酯-富马酸衍生物在动物体内不吸收，无可检测残留，在肉鸡所有组织(肝、肾、心脏、肌肉、脂肪、皮肤以及骨骼)中均未发现可检测残留，没食子酸酯-富马酸衍生物对目标动物安全，经过研究，没食子酸酯-富马酸衍生物化合物口服LD50大于10000mg/kg体重，用含有没食子酸酯-富马酸衍生物6000mg/kg的饲料喂养大鼠3个月进行一般临床试验，血液检查，生化学检查均没发现没食子酸酯-富马酸衍生物的毒性。
具体实施方式
以下实施实例中没食子酸酯-富马酸衍生物由杭州孚乐西生物技术有限公司提供，其他涉及的试剂除特别注明采购出处外均由华东医药股份有限公司器材化剂分公司采购。
实施例1：没食子酸-富马酸衍生物的合成
1.1富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯的合成
在装有分水器的三口烧瓶中，投入富马酸单甲酯135g，没食子酸丙酯212g，甲苯1000g，硫酸(98％)20g，升温回流，回流时间5小时，期间通过分水器不断分出反应产生的水，反应结束后，蒸馏去甲苯，再用5％NaOH(w/w)溶液200ml洗涤底物，过滤沉淀，用乙醇：水(w/w)＝1:1的溶液对沉淀物进行精制，得到白色结晶285g，得率86％。HPLC检测含量98％
1.2富马酸单癸酯-3-没食子酸丁酯的合成
在装有滴加装置的三口烧瓶中，投入富马酸单癸酯261g，甲苯1000g，搅拌均匀，滴加氯化亚砜120g，升温回流，真空抽去生成的盐酸气体，回流三个小时，到无盐酸气产生后，加入没食子酸丙酯226g，硫酸(98％)20g，改滴加装置为分水装置，继续回流，回流时间3小时，期间通过分水器不断分出反应产生的水，反应结束后，蒸馏去甲苯，再用5％NaOH(w/w)溶液300ml洗涤底物，过滤沉淀，用乙醇：水(w/w)＝1:1的溶液对沉淀物进行精制，得到白色结晶408g，得率87％。HPLC检测含量98％
实施例2：没食子酸酯-富马酸衍生物对仔猪生长性能的影响
选用富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯作为实验对象，金霉素为对照药物。选择窝别、胎次接近的7窝健康的杜长大仔猪，每窝栏约20头猪，平均体重约11kg。按随机设计原则分为5个处理组和2个对照组，每组2栏。本品添加组分为：每千克饲料添加0.1mg、1mg、10mg、50mg、100mg。阳性对照组使用基础日粮添加75mg/kg金霉素。阴性对照组使用基础日粮并不添加任何药物。
试验仔猪采用分栏群饲，自由采食和饮水，进行常规仔猪免疫程序，饲养管理按常规进行，试验前对猪舍常规进行消毒，预试期5d后称重，正试期35d。试验期间每天观察猪群采食情况、健康状况。试验结束后，禁饲24h称重，计算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)、成活率及腹泻率。并对结果进行差异显著性分析，分析结果见表1和表2。
表1 富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯对仔猪生产性能的影响
组别 始重/kg 末重/kg 日增重/g 日采食量/g 料重比
阴性药物组 11.52±0.21 25.03±1.29<sup>a</sup> 386.28±30.54<sup>a</sup> 842.89±40.18<sup>b</sup> 2.18±0.45<sup>b</sup>
阳性药物组 11.59±0.27 26.79±1.33<sup>b</sup> 434.75±35.41<sup>c</sup> 821.66±39.07<sup>b</sup> 1.89±0.56<sup>a</sup>
0.1mg/kg 11.49±0.31 25.99±1.42<sup>a</sup> 414.25±33.25<sup>b</sup> 861.65±36.23<sup>c</sup> 2.08±0.63<sup>b</sup>
1mg/kg 11.57±0.17 26.75±1.03<sup>b</sup> 433.71±30.13<sup>c</sup> 776.15±32.16<sup>a</sup> 1.79±0.47<sup>a</sup>
10mg/kg 11.61±0.13 27.62±1.01<sup>c</sup> 457.66±29.96<sup>d</sup> 823.21±20.47<sup>b</sup> 1.80±0.31<sup>a</sup>
50mg/kg 11.53±0.24 27.64±1.34<sup>c</sup> 460.43±40.32<sup>d</sup> 851.71±40.36<sup>c</sup> 1.85±0.67<sup>a</sup>
100mg/kg 11.56±0.21 27.30±0.75<sup>c</sup> 449.85±16.91<sup>c</sup> 863.71±26.11<sup>c</sup> 1.92±0.19<sup>b</sup>
a,b,c,d:同一列内不同内标表示差异显著(P<0.05)。
试验结果表明：与阴性对照组相比，在饲料中添加1～100mg/kg剂量的富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯，可以促进仔猪增重，降低料肉比。与金霉素组相比，0.1mg/kg剂量的富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯组的饲养效果稍差，1mg/kg、10mg/kg、50mg/kg富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯组的仔猪日增重与阳性对照组相比较平均日增重显著增加(P<0.05)，料重比有所降低，但差异不显著。
表2 富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯对仔猪成活率和腹泻指数的影响
组别 成活数 成活率(％) 腹泻头次 腹泻率(％)
阴性对照组 38 95<sup>a</sup> 25 1.78<sup>c</sup>
阳性对照组 40 100<sup>b</sup> 14 1.00<sup>b</sup>
1mg/kg 38 95<sup>a</sup> 24 1.71<sup>c</sup>
10mg/kg 40 100<sup>b</sup> 17 1.21<sup>b</sup>
20mg/kg 40 100<sup>b</sup> 10 0.71<sup>a</sup>
50mg/kg 40 100<sup>b</sup> 11 0.80<sup>a</sup>
100mg/kg 40 100<sup>b</sup> 12 0.88<sup>a</sup>
a,b,c:同一栏内不同内标表示差异显著(P<0.05)。
试验结果表明：与阴性对照组相比，在饲料中添加1～100mg/kg剂量的富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯，可以显著地提高仔猪成活率，降低仔猪腹泻率。10～100mg/kg剂量组的富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯比金霉素组可以更好的预防仔猪腹泻。
结论：富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯添加在仔猪饲料中能显著促进仔猪生长，提高饲料利用率，维护其肠道健康并预防仔猪腹泻。
实施例3：没食子酸酯-富马酸衍生物对肉鸡生产性能的影响
选用富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯作为实验对象，选择7000只1日龄健康“AA”肉鸡，随机分为5个处理组和2个对照组。每组1000只，且每组分为5个重复。本品添加组分为：0.1mg/kg、1mg/kg、10mg/kg、50mg/kg、100mg/kg。阳性对照组使用基础日粮添加40mg/kg杆菌肽锌。阴性对照组使用基础日粮并不添加任何药物。各组的基础日粮和添加剂(多种维生素、微量元素、氨基酸等)完全相同。
各试验组在同一饲养和管理条件下，采用网上平养。试验前对所有鸡舍进行严格消毒并空置一周以上。试验全期鸡群自由采食，自由饮水，舍温按常规饲养标准控制，按常规免疫程序进行免疫接种。试验期为49d。试验开始和结束时，以重复为单元，对鸡只进行空腹称重，获得其初重和末重，记录整个试验期供料量、剩余料量和损失料量，计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。并对结果进行差异显著性分析，分析结果见表4。
表3 富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯对肉鸡生产性能的影响
组别 始重/g 末重/g 日增重/g 料重比
阴性对照组 51.25±2.16 2552±149<sup>a</sup> 51.00±3.22<sup>a</sup> 2.11±0.09<sup>b</sup>
阳性对照组 51.46±2.32 2811±154<sup>b</sup> 57.38±2.92<sup>b</sup> 1.78±0.06<sup>a</sup>
1mg/kg 50.95±2.01 2650±151<sup>a</sup> 53.04±3.42<sup>a</sup> 1.99±0.14<sup>b</sup>
10mg/kg 51.29±2.32 2820±147<sup>a</sup> 56.51±3.01<sup>b</sup> 1.90±0.04<sup>b</sup>
20mg/kg 51.15±2.37 2928±139<sup>b</sup> 58.72±2.67<sup>b</sup> 1.71±0.07<sup>a</sup>
50mg/kg 51.47±2.31 2868±185<sup>b</sup> 57.49±3.81<sup>b</sup> 1.79±0.11<sup>a</sup>
100mg/kg 51.36±2.12 2830±144<sup>a</sup> 56.72±2.83<sup>b</sup> 1.92±0.11<sup>b</sup>
a,b:同一栏内不同内标表示差异显著(P<0.05)。
试验结果表明：与阴性对照组相比，在饲料中添加1～100mg/kg剂量的富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯，可以有效的促进肉鸡增长，降低料肉比。与杆菌肽锌组相比，0.1mg/kg剂量的富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯组的饲养效果稍差，1～100mg/kg富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯组的仔猪日增重与杆菌肽锌组饲喂效果相当。
结论：富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯在肉鸡饲料中能显著促进肉鸡生长，提高饲料报酬
实施例4：没食子酸酯-富马酸衍生物对常见的霉菌防霉效果实验
选用富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯作为防霉剂，选用常见的防霉剂苯甲酸，山梨酸，柠檬酸作为对照组。实验方案，按照无菌操作流程准备好十份麦芽汁琼脂培养基，在每个培养皿中各加入配置好浓度的试验样品5ml，(对照品浓度根据各品种实际使用剂量添加)摇动培养皿使试验样品均匀覆盖整个培养皿表面，将培养皿从无菌操作箱中取出，暴露与空气中30分钟，再盖上培养皿盖，放30℃培养箱中培养6天，每天观察霉菌生长情况并记录结果，实验结果见表4。
表4 本发明物防霉效果实验
样品名称 苯甲酸 山梨酸 柠檬酸 本发明 本发明 本发明 本发明 本发明
样品浓度 1000ppm 2000ppm 2000ppm 0.1ppm 1ppm 10ppm 100ppm 500ppm
长霉时间 3天 3天 4天 3天 5天 未长霉 未长霉 未长霉
从实验数据可以得到，使用富马酸单甲酯-3-没食子酸丙酯作为防霉剂，在较低浓度下即可达到防霉效果。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例而已，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.没食子酸酯-富马酸衍生物，其特征在于所述没食子酸酯-富马酸衍生物分子式为：
其中：R1为烷基或卤代烷基或芳香基或卤代芳香基，R2为烷基或卤代烷基或芳香基或卤代芳香基。
2.权利要求1所述的没食子酸酯-富马酸衍生物在畜禽水产动物方面的应用。
3.根据权利要求1中所述的没食子酸酯-富马酸衍生物在畜禽水产动物方面的应用，其特征在于，所述应用包括：用于制备促进畜禽水产动物生长和提高饲料转化率、畜禽水产动物免疫调节以及饲料中的防霉的饲料添加剂，对危害畜禽水产动物的病原体大肠杆菌、沙门氏菌和金色葡萄球菌、链球菌有抑制和杀灭作用的饲料添加剂或兽药。
4.根据权利要求1中所述的没食子酸酯-富马酸衍生物在畜禽水产动物方面的应用，其特征在于，所述的没食子酸酯-富马酸衍生物是由对应的富马酸单酯与对应的没食子酸酯通过直接酯化或者先酰氯化后酯化得到。
5.根据权利要求1中所述的没食子酸酯-富马酸衍生物在畜禽水产动物方面的应用，其特征在于没食子酸酯-富马酸衍生物作为经济动物抑菌促生长和提高饲料转化率的应用时，没食子酸酯-富马酸衍生物使用剂量为在饲料中0.01ppm-1000ppm(以质量百分比计)，其中优选经济浓度为1ppm-100ppm(以质量百分比计)。
6.根据权利要求1中所述的没食子酸酯-富马酸衍生物在畜禽水产动物方面的应用，其特征在于当没食子酸酯-富马酸衍生物作为动物免疫调节方面的应用时，没食子酸酯-富马酸衍生物使用剂量为在饲料中0.1ppm-100ppm(以质量百分比计)，其中优选经济浓度为1ppm-10ppm(以质量百分比计)。
7.根据权利要求1中所述的没食子酸酯-富马酸衍生物在畜禽水产动物方面的应用，其特征在于当没食子酸酯-富马酸衍生物作为防霉剂在畜禽方面的应用时，没食子酸酯-富马酸衍生物使用剂量为在饲料中0.1ppm-1000ppm(以质量百分比计)，其中优选经济浓度为0.5ppm-10ppm(以质量百分比计)。
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