CN111662301B

CN111662301B - 一种苯并异呋喃内脂化合物、制备方法及用途以及含有苯并异呋喃内脂化合物的液体香薰

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Publication number: CN111662301B
Application number: CN202010489611.2A
Authority: CN
Inventors: 胡秋芬; 杨光宇; 周敏; 汪伟光; 刘欣; 孔维松; 李雪梅; 米其利; 高茜; 李晶; 王晋; 黄海涛; 许�永
Original assignee: Yunnan Minzu University
Current assignee: Yunnan Minzu University
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2022-05-20
Anticipated expiration: 2040-06-02
Also published as: CN111662301A

Abstract

本发明公开了一种苯并异呋喃内脂化合物、制备方法及用途以及含有苯并异呋喃内脂化合物的液体香薰。该化合物的结构如下：

本发明以烟叶采烤后的烟草茎皮为原料，提取出一种安全无毒的结构新颖的苯并异呋喃内脂类化合物，该化合物具有显著的抗菌活性，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、埃希菌、枯草杆菌、黑曲霉菌、变形杆菌的抑制率超过92.5%；另外，该化合物香韵特征独特，具有优雅的酯香香味，略带药草香味，因而本化合物还可以作为一种新型抗菌香料加以开发应用。本发明以该化合物为主要成分制备的液体香薰具有优雅的酯香香韵，能缓解压力，放松不安的心情，经试验验证，本液体香薰能够缓解紧张性头痛，还具有显著的抗菌活性和净化空气效果。

Description

一种苯并异呋喃内脂化合物、制备方法及用途以及含有苯并异呋喃内脂化合物的液体香薰

技术领域

本发明属于植物化学领域，具体涉及一种苯并异呋喃内脂化合物、制备方法及用途以及含有苯并异呋喃内脂化合物的液体香薰。

背景技术

植物用于治疗疾病的历史跟人类历史同样久远，或许还更长远。我国自古就有薰香，古人懂得熏香具有美容、祛痛、消除疲劳、排解忧郁之功效。早在春秋时代，《拾遗记》中就谈到早在春秋时代的燕昭王二年(公元前585年)，波弋国曾进贡过“荃芜之香”。到了汉武帝时代，岭南逐渐与中原沟通，南方诸郡纷纷奉献珍奇，香料因此传入中原，熏香治疗得到了快速发展，香料已成为宫廷及富贵人家的生活必需品之一了。到了唐宋以后，关于香品、香事、香料制作、焚香方法等方面的著作也多了起来，遂有“茶经香传”之称，品茗与焚香一起成了中国传统文化的组成部分。

中华薰香文化浩如烟海，珍若珠肌，熏香能集天地之灵气，可怡情养性，可调和情态。利用纯天然药物的芳香气味及治愈能力，经由人的嗅觉器官或皮肤的吸收，通过神经和循环系统产生作用，使人的身体、心理、精神三者达到平衡和统一。香气，由于易渗透、高流动性和高吸入性的特点，可以通过人的皮肤或口鼻吸入，从而达到被人体吸收的效果。现代环境的污染对人类健康构成严重的危害，因此，综合利用天然植物成分，研究开发具有抗菌、净化空气作用的新型熏香品具有重要意义。

烟草是一种重要的产香植物，烟草中含有丰富的香味化合物，在烟支燃烧过程中会释放出香味物质；因此尽管认为吸烟对健康有害，烟草还是以其丰富优雅的香味吸引了众多的消费者。虽然随着社会经济的发展，吸烟将受到越来越多的限制，但是烟草作为一个物种将长期存在，并继续会在国民经济中发挥着积极作用。因此，加强烟草非吸烟用途的研究非常重要。

为了发展和丰富烟草的非吸烟用途，为烟草的综合开发利用提供关键技术。本发明公开了一种烟草中分离到的具有显著抗菌活性的新苯并异呋喃内脂类化合物，化合物具有优雅的酯香香味，略带药草香味，香韵特征非常独特。此外，还依托所述化合物开发了一种抗菌功效显著的熏香液。所述具有优雅的酯香香韵，还具有缓解压力，放松不安的心情，缓解紧张性头痛的功效。

发明内容

本发明的目的是提供一种苯并异呋喃内脂类化合物，本发明的第二目的是提供一种苯并异呋喃内脂类化合物的制备方法及用途，本发明的第三目的是提供一种液体香薰。

本发明的第一目的是这样实现的，一种苯并异呋喃内脂类化合物，命名为：5-(2-甲氧乙基)-2,2-二甲基-2H-呋喃[3,4-h]色烯-7(9H)-酮，英文名为：5-(2-methoxyethyl)-2,2-dimethyl-2H-furo [3,4-h]chromen- 7(9H)-one，又名烟草苯并异呋喃内脂-F，该化合物的结构式如下：

本发明的第二目的是这样实现的，苯并异呋喃内脂类化合物的制备方法，包括以下步骤：

A、样品提取：将烟草茎皮用提取溶剂回流提取2~5次，合并提取液并过滤，滤液减压浓缩至刚有沉淀物析出，静置20~60分钟，滤除沉淀物得到样品提取液；提取液减压浓缩成浸膏；

B、硅胶柱层析：将浸膏上硅胶柱层析，以氯仿和丙酮体积比依次为20:1~1:1的氯仿-丙酮洗脱液进行梯度洗脱，经TLC监测后，收集各梯度的梯度洗脱液并浓缩；

C、高效液相色谱分离：将B步骤中8:2的氯仿-丙酮洗脱浓缩得到的样品经高效液相色谱分离纯化，即得所述苯并异呋喃内脂类化合物；

其中，所述高效液相色谱分离纯化条件如下：以体积浓度为60~70%的甲醇水溶液为流动相，流速15~25 mL/min，以21.2 × 250 mm，5 μm的Zorbax PrepHT GF反相制备柱为固定相，紫外检测器检测波长为320 nm，每次进样0.5 ~ 1.0 mL，收集30 ~ 45 min的色谱峰，多次累加后蒸干。

苯并异呋喃内脂类化合物在用于制备香精香料中的用途。

苯并异呋喃内脂类化合物在用于制备抗菌剂中的用途。

本发明的第一目的是这样实现的，一种液体香薰，包括以下重量配比的原料：0.5%～1%权利要求1所述苯并异呋喃内脂类化合物，1.5～2%薰衣草净油，1～1.5%干罗勒净油，1～1.5%欧薄荷净油，0.8～1.5%马郁兰净油，0.8～1.5%柠檬马鞭净油，10-20%三乙酸甘油酯，10～15%二乙二醇丁醚，10～15%丙二醇，其余部分为水。

所述液体香薰配伍依据如下：

薰衣草净油为天然植物净油，具有优雅的薰衣草香，还对心脏有镇静效果，可降低高血压、安抚心悸，对于失眠很有帮助。

干罗勒净油为天然植物净油，带有甜辣的青草香味儿，味道十分清新，具有提神，改善功能失调，稳定情绪，抗沮丧。

欧薄荷净油为天然植物净油，其凉爽和清新的味道能够刺激大脑，振奋精神和提升注意力，清除杂念，让人感到思路清晰和神志清明。

马郁兰净油为天然植物净油，香味呈强烈的酚味、草味、木质味，非常类似百里香，具有舒缓焦虑与压力，强化心灵，温暖情绪。

柠檬马鞭净油为天然植物净油，带有柠檬清香的气味，有减压促眠、安神舒压、肠胃保养的功效。

本发明苯并异呋喃内脂类化合物（烟草苯并异呋喃内脂-F）为从烟草茎皮中分离到的新化合物，该化合物具有优雅的酯香香味，略带药草香味，香韵特征独特，且具有抗菌功效。

二乙二醇丁醚为熏香液助溶剂，能增加配方中各组分的溶解性，使配方中的各组分能充分溶解，避免直接用水配制出现的微量沉淀和浑浊。

三乙酸甘油酯和丙二醇为定香剂，可使香料成分挥发均匀，防止快速蒸发，使香精香气更加持久。

将上述各成分按比例混合均匀，并充分溶解，得到浅黄色透明的溶液，即为本发明的液体香薰成品，其具有优雅的酯香香味，略带蜜甜香味。将该液体香薰放入熏香器中，打开熏香器电源，短时间内就散发出优雅的酯香香味，熏香产生的气雾对于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、埃希菌、枯草杆菌、黑曲霉菌、变形杆菌的生长具有明显的抑制作用，具有显著的净化空气效果。此外，熏香产生的气雾还能缓解压力，放松不安的心情，缓解紧张性头痛。

本发明的有益效果为：

1、本发明以烟叶采烤后的烟草茎皮为原料，提取出一种安全无毒的结构新颖的苯并异呋喃内脂类化合物，该化合物具有显著的抗菌活性，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、埃希菌、枯草杆菌、黑曲霉菌、变形杆菌的抑制率超过92.5%，可以用于制备抗菌药物；另外，该化合物香韵特征独特，具有优雅的酯香香味，略带药草香味，因而本化合物还可以作为一种新型抗菌香料加以开发应用。

2、该化合物从烟草茎皮中原料分离得到，原料来源非常广泛，成本低廉，从而使得烟草种植、卷烟加工过程中的烟草废弃物得到综合利用。

3、本发明还以该化合物为主要成分开发了一种液体香薰，其具有优雅的酯香香韵，能缓解压力，放松不安的心情，经试验验证，本液体香薰能够缓解紧张性头痛，还具有显著的抗菌活性和净化空气效果；另外，本液体香薰制备方法简单，其他原料均可从市场买到，有成熟的生产和供应，制作成本低，适用于大批量生产使用。

附图说明

图1本发明苯并异呋喃内脂类化合物的核磁共振碳谱（¹³C NMR）；

图2为本发明苯并异呋喃内脂类化合物的核磁共振氢谱（¹H NMR）；

图3为本发明苯并异呋喃内脂类化合物的关键HMBC相关图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明一种苯并异呋喃内脂类化合物，该化合物的结构式如下：

本发明苯并异呋喃内脂类化合物的制备方法，包括以下步骤：

所述A步骤的提取溶剂为70~100%的丙酮水溶液、90~100%的乙醇水溶液、或90~100%的甲醇水溶液。

所述步骤A中，每次用2~6倍样品质量份的溶剂进行提取，提取时间为 30~60分钟。

所述浸膏在经硅胶柱层析前，用1.5~3倍浸膏重量份的丙酮或甲醇溶解，再用0.8~1.2倍浸膏重量份的80~100目硅胶拌样后上样。

所述步骤B中，装柱硅胶为160~200目，所用硅胶的重量为6~10倍量浸膏重量。

所述烟草品种为红花大金元。

所述苯并异呋喃内脂类化合物在用于制备香料中的用途。

所述苯并异呋喃内脂类化合物在用于制备抗菌剂中的用途。

本发明一种液体香薰，包括以下重量配比的原料：0.5%～1%权利要求1所述苯并异呋喃内脂类化合物，1.5～2% 薰衣草净油，1～1.5% 干罗勒净油，1～1.5% 欧薄荷净油，0.8～1.5% 马郁兰净油，0.8～1.5% 柠檬马鞭净油，10-20% 三乙酸甘油酯，10～15% 二乙二醇丁醚，10～15% 丙二醇，其余部分为水。

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1-3采用的烤烟品种均为红花大金元。

实施例1

取红花大金元的茎皮晒干、粉碎后得样品100 kg，用体积浓度为95%的乙醇水溶液300 L超声提取4次，每次30 min。合并提取液，减压浓缩至体积的1/4；静置，滤除沉淀物，滤除沉淀后的溶液上MCI柱脱色，减压浓缩得到7.2 kg浸膏；

取浸膏0.72kg在浸膏中加入1.2 kg的丙酮溶解，然后加入100目硅胶900 g拌样，用200目硅胶4.5 kg装柱，拌样后上柱；用体积比分别为20:1，9:1，8:2, 7:3，6:4和 1:1的氯仿-丙酮洗脱液进行梯度洗脱，收集梯度洗脱液、浓缩，经TLC监测，合并相同的部分，得到6个部分A-F，其中，对收集到的样品B (8:2) 部分183 g，再以68%的甲醇为流动相，流速20ml/min，21.2 × 250 mm，5 mm 的Zorbax PrepHT GF反相制备柱为固定相，紫外检测器检测波长为320 nm，每次进样1.0 mL，收集33.6 min的色谱峰，多次累加后蒸干，即得本发明所述的苯并异呋喃内脂类化合物。

实施例2

取红花大金元的茎皮晒干、粉碎后得样品80 kg，用100%的甲醇溶液480 L超声提取2次，每次60min。合并提取液，减压浓缩至体积的1/4；静置，滤除沉淀物，滤除沉淀后的溶液上MCI柱脱色，减压浓缩得到10.4 kg浸膏；

取浸膏1.04 kg在浸膏中加入3.2 kg的丙酮溶解，然后加入90目硅胶900 g拌样，用200目硅胶8.3kg装柱，拌样后上柱；用体积比分别为20:1，9:1，8:2, 7:3，6:4和 1:1的氯仿-丙酮洗脱液进行梯度洗脱，收集梯度洗脱液、浓缩，经TLC监测，合并相同的部分，得到6个部分A-F，其中，对收集到的样品B (8:2) 部分136 g，再以65%的甲醇为流动相，流速25ml/min，21.2 × 250 mm，5 mm 的Zorbax PrepHT GF反相制备柱为固定相，紫外检测器检测波长为320 nm，每次进样0.8mL，收集33.6 min的色谱峰，多次累加后蒸干，即得本发明所述的苯并异呋喃内脂类化合物。

实施例3

取红花大金元的茎皮晒干、粉碎后得样品50 kg，用体积浓度为70%的丙酮水溶液200 L超声提取5次，每次45min。合并提取液，减压浓缩至体积的1/4；静置，滤除沉淀物，滤除沉淀后的溶液上MCI柱脱色，减压浓缩得到4.6 kg浸膏；

取浸膏0.46kg，在浸膏中加入0.9 kg的丙酮溶解，然后加入80目硅胶360g拌样，用160目硅胶4.6kg装柱，拌样后上柱；用体积比分别为20:1，9:1，8:2, 7:3，6:4和 1:1的氯仿-丙酮洗脱液进行梯度洗脱，收集梯度洗脱液、浓缩，经TLC监测，合并相同的部分，得到6个部分A-F，其中，对收集到的样品B (8:2) 部分85 g，再以70%的甲醇为流动相，流速15ml/min，21.2 × 250 mm，5 mm 的Zorbax PrepHT GF反相制备柱为固定相，紫外检测器检测波长为320 nm，每次进样0.5 mL，收集33.6 min的色谱峰，多次累加后蒸干，即得本发明所述的苯并异呋喃内脂类化合物。

实施例4

一种液体香薰，包括以下重量配比的原料：0.5% 所述苯并异呋喃内脂类化合物，1.5% 薰衣草净油，1.5% 干罗勒净油，1% 欧薄荷净油，1.5%马郁兰净油，0.8% 柠檬马鞭净油，20% 三乙酸甘油酯，10% 二乙二醇丁醚，10% 丙二醇，其余部分为水。

实施例5

一种液体香薰，包括以下重量配比的原料：1% 1所述苯并异呋喃内脂类化合物，2%薰衣草净油，15% 干罗勒净油，1.5% 欧薄荷净油，0.8%马郁兰净油，1.5% 柠檬马鞭净油，10% 三乙酸甘油酯，15% 二乙二醇丁醚，15% 丙二醇，其余部分为水。

实施例6

一种液体香薰，包括以下重量配比的原料：0.8%所述苯并异呋喃内脂类化合物，1.8% 薰衣草净油，1.3% 干罗勒净油，1.3% 欧薄荷净油，1.2% 马郁兰净油，1.2% 柠檬马鞭净油，15% 三乙酸甘油酯，12% 二乙二醇丁醚，13% 丙二醇，其余部分为水。

试验例1

通过MS、HRMS、 1H NMR、1H和13C NMR 、HMBC及DEPT 等光谱技术对实施例1-3分离得到的苯并异呋喃内脂类化合物进行结构鉴定，分析如下：

HRESI-MS 显示其准分子离子峰为297.1106 [M+Na]⁺(计算值297.1103), 结合 ¹HNMR（图1）和 DEPT 谱确定其分子式为C₁₆H₁₈O₄，不饱和度为8。

红外光谱中显示了羰基(1750 cm^-1)芳环、(1612、1553和1452 cm^-1) 的共振吸收峰。而紫外光谱在 210、283、320 nm 有最大吸收也说明了化合物中可能存在芳环结构。

化合物的¹H和¹³C NMR谱（见表1，图1及图2）显示其含有16个碳和18个氢，包括1个1,2,3,4,5-五取代苯环(C-4~C-9，H-7)，1个谐二甲基色烯环(-CH=CH-C(CH₃)₂-O-；C-1'~C-5'，H-1'、H-2'和H₆-4',5')，一个2-甲氧乙基 (-CH₂CH₂OCH₃；C-6'、C-7'和–OMe-6'，H₂-6'、H₂-7'和H₃-OMe-6')，一个酯羰基 (C-1)，以及一个氧化的亚甲基(C-3, H₂-3)。根据化合物的分子式，除苯环的不饱和度4、谐二甲基色烯环的不饱和度2、羰基的不饱和度1外，化合物中还应该有1个环以支持化合物的不饱和度为8。

表1. 本发明化合物的 ¹H NMR 和 ¹³C NMR 数据 (CDCl₃)

通过H₂-3和C-1、C-4、C-8、C-9，H-7和 C-1、C-8、C-9的HMBC相关(见图 3)，可证实苯环和C-1、C-3形成了一个异苯并呋喃-(3H)-1-酮的结构片段；并可确定化合物1为异苯并呋喃内脂类化合物。此外，化合物中存在谐二甲基色烯环可通过H-1'与H-2'的¹H-¹H COSY相关，以及H-1'与C-2'、C-3'，H-2'与C-1'、C-3'、C-4',5，H6-4',5'与C-2'、C-3'的HMBC相关得到确认。化合物中存在2-甲氧乙基可通过H₂-6'与H₂-7'的¹H-¹H COSY相关，甲氧基氢(δ _H3.25 s) 与C-7′，H₂-7′和甲氧基碳(δ _C 59.0 q)，H₂-7′与C-6，以及H₂-6′与C-7的HMBC相关得到确认。

化合物的母核和取代基均确定后，可进一步通过HMBC相关确定取代基的位置。通过H-1'与C-4、C-5、C-6，H-2'与C-5的HMBC相关，可证实谐二甲基色烯环取代在C-4和C-5位，并且C-1′和C-5相连接。2-甲氧乙基取代在C-6 位可通过H₂-6'与C-5、C-6、C-7，H₂-7'与C-6，以及H-7和C-6'的HMBC相关得到证实。

至此化合物的结构得到确认，并命名为：5-(2-甲氧乙基)-2,2-二甲基-2H-呋喃[3,4-h]色烯-7(9H)-酮，英文名为：5-(2-methoxyethyl)- 2,2-dimethyl-2H-furo [3,4-h]chromen-7(9H)-one。另取俗名为烟草苯并异呋喃内脂-F。

本化合物的红外、紫外和质谱数据：紫光谱 (甲醇)，λ _max (log ε) 320 (3.35)、283 (376)、210 (4.19) nm；红外光谱 (溴化钾压片)：ν _max 3062、2950、1750、1612、1553、1452、1347、1240、1170、1049、826、748 cm^-1；¹H 和 ¹³C NMR 数据 (500和125 MHz，溶剂为CDCl₃)，见表 1；正离子模式 ESIMS m/z 297 [M+Na]⁺；正离子模式HRESIMS m/z 297.1106[M+Na]⁺ (计算值297.1103，C₁₆H₁₈NaO₄)。

试验例2 本发明苯并异呋喃内脂类新化合物抑菌活性检测

对该化合物进行体外抗菌试验，采用琼脂扩散法进行，首先将受试菌均匀地涂在普通琼脂培养基(牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、血清、琼脂)的平板上，再将待测化合物 (将实施例1得到的苯并异呋喃内脂类化合物用10 mL DMSO溶解，加水稀释成50 μg/mL的溶液)浸泡好的药片(用直径5 mm圆形滤纸浸渍待测化合物溶液)放在带菌的培养基上，放入恒温箱内，于25℃孵育24- 72 h后观察抑菌圈大小。

结果表明：本发明化合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、埃希菌、枯草杆菌、黑曲霉菌、变形杆菌等具有很强的活性；抑制率超过92.5%。

试验例3 本发明苯并异呋喃内脂类新化合物毒理学试验

通过小鼠骨髓微核实验、Ames实验和TK基因突变实验，用食用香精香料作为对照，三种毒理学测试结果均和对照无统计学上的差异；证明本发明化合物对动物无毒，使用安全。

试验例4 本发明液体香薰抑菌性能检测

参照国家标准，《GB-T-16293-2016空气浮游菌测试方法》，在超净工作台中，将实施例3中熏香液放入熏香器中，打开电源开关，带产生的气雾稳定后，将涂布好的的平板开盖倒扣于烟雾上方距离熏香器50 cm处，分别停留10 min、30 min、45 min 结束后于37℃恒温培养16 h，每组重复3次，观察记录不同时间段的菌斑数和菌斑直径。从实验结果表明，在熏香30 min左右，基本达到最大抑制抑菌作用。和对照相比，熏香液处理后的细菌总数、大肠菌群、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、溶血性链球菌、真菌总数显著减少；对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、埃希菌、枯草杆菌、黑曲霉菌、变形杆菌的抑菌率全部达到48.2%以上，能够降低或消除空气中细菌滋生和繁殖的可能性。

Claims

1.一种苯并异呋喃内脂类化合物的制备方法，该化合物的结构式如下：

；

其特征在于，制备方法包括以下步骤：

其中，所述高效液相色谱分离纯化条件如下：以体积浓度为60~70%的甲醇水溶液为流动相，流速15~25mL/min，以21.2×250mm，5μm的Zorbax PrepHT GF反相制备柱为固定相，紫外检测器检测波长为320nm，每次进样0.5~1.0mL，收集30~45min的色谱峰，多次累加后蒸干。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述A步骤的提取溶剂为70~100%的丙酮水溶液、90~100%的乙醇水溶液、或90~100%的甲醇水溶液。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，每次用2~6倍样品质量份的提取溶剂进行提取，提取时间为30~60分钟。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸膏在经硅胶柱层析前，用1.5~3倍浸膏重量份的丙酮或甲醇溶解，再用0.8~1.2倍浸膏重量份的80~100目硅胶拌样后上样。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，装柱硅胶为160~200目，所用硅胶的重量为6~10倍量浸膏重量。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烟草的品种为红花大金元。