CN1763032A - 一种天然食品抗氧化剂芝麻酚的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以胡椒胺为合成前体通过重氮化、水解反应合成天然结构的抗氧化剂芝麻酚的方法。本发明选用非水溶性有机溶剂特别是苯系有机溶剂作为合适的水解生成物的萃取剂，大大减少了产品着色，增加了得率，简化了操作步骤，使该方法的优势更明显。本发明具备转化为芝麻酚的工业化生产方法价值。

Description

一种天然食品抗氧化剂芝麻酚的合成方法

技术领域

本发明涉及一种具有天然结构的芝麻酚的化学合成方法。

背景技术

芝麻酚(化学名称3，4-亚甲二氧基苯酚)是构成芝麻油独特香气的最重要成分。它的含量多少体现出芝麻油品质的优劣。不仅如此，芝麻酚作为一种天然的有机酚类物质，具有优良的抗氧化和抑菌活性，其抗氧化活性远高于BHA、BHT等人工合成抗氧化剂，再加上它比这些人工合成抗氧化剂高得多的安全性，已越来越引起人们的重视。芝麻酚还是合成治疗冠心病、高血压、肿瘤、老年抑郁症和除虫菊酯类农药增效剂的重要中间体。芝麻酚虽然是一种天然成分物质，但受自然资源来源有限的制约，天然来源的芝麻酚不能满足人们对它的需求。

从上世纪八十年代开始，人们研究了芝麻酚的半合成或全合成方法。半合成法以异黄樟油素(或以黄樟油素异构化为异黄樟油素)为合成前体氧化成胡椒醛，再经过氧化物氧化为芝麻酚的甲酸酯后水解生成芝麻酚，半合成以天然物为原料，同样受到自然资源的阻制。

全合成法原料来源丰富，合成的产品有与天然产品相似的功效和安全性，为人们所关注。全合成法以邻苯二酚为原料，先亚甲基化生成胡椒环，再在环上引入羟基而得到芝麻酚。而引入羟基可以选择先在环上引入一种活性基团，然后通过该基团的变化形成芝麻酚的羟基。

或

                        (由邻苯二酚制胡椒环)

例如：曹秀格等在《精细与石油化工》1999年第二期第23～25页中报道了在环引入醛基的方法；MINK等在USP4499115中报道了引入乙酰氧基的方法。引入醛基或引入乙酰氧基的方法，由于原料价格、反应条件、反应选择性、产品纯化、三废等方面原因，实现工业化有较多困难。

以胡椒胺为原料，经重氮化、水解合成芝麻酚的方法(即引入胺基的方法)具有原料价廉，反应过程简捷，得率高的优势。例如孟祥君在《中国医药工业杂志》1998年第29卷中报道了3，4-亚甲二氧基苯胺(胡椒胺)的合成方法。通过比较成熟的工艺在胡椒环上很容易引入硝基并还原为胺基生成胡椒胺。朱兆付在《陕西精油科技》1994年第19卷中报道了胡椒胺经重氮化后酸水解合成芝麻酚的方法。该方法的水解反应中生成物芝麻酚与反应体系中未来得及反应的重氮盐之间发生偶合副反应的现象较严重，造成产品损失以及产品被副反应生成的偶氮化合物污染，难以精制，产品色泽深等问题。

                        (由胡椒环制胡椒胺)

                        (由胡椒胺制芝麻酚)

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的天然食品抗氧化剂芝麻酚的合成方法，该方法可大幅减少产品着色及产品损失，使胡椒胺法的优势更明显。

本发明提供的一种天然食品抗氧化剂芝麻酚的合成方法，以胡椒胺为合成前体，合成过程包括以下步骤：

(A)将胡椒胺完全溶于重量浓度为20～40％的硫酸溶液中，用重量浓度为20～40％的亚硝酸钠重氮化得重氮化盐；

(B)重氮化盐滴加入重量浓度为10～20％的硫酸水溶液中进行水解反应，同时在水解反应体系中加入非水溶性有机溶剂，将反应产物芝麻酚从反应酸水溶液中萃取出来，其中水解用硫酸水溶剂中含重量浓度(相对水量)为50～70％的硫酸铜，非水溶性有机溶剂与水解用硫酸水溶液的用量比例为1～10∶1，水解反应温度为10～100℃，水解反应时重氮盐以均匀速度滴加入水解用硫酸水溶液中，滴加时间为1～10小时；

(C)水解反应结束后从非水溶性有机溶剂中析出黄色的芝麻酚粗品，再用石油醚重结晶得到灰白色的芝麻酚产品。

本发明的合成方法中，所采用的合成前体胡椒胺可以通过例如孟祥君等在《中国医药工业杂志》1998年第29卷报道的方法合成；重氮化反应结束后，加入少量尿素或氨基磺酸分解过剩的亚硝酸钠。

本发明的合成方法中，在水解反应体系中加入非水溶性有机溶剂，目的是为了将水解产物芝麻酚及时从反应水溶液中萃取出来，从而与尚未水解的重氮化盐尽快分离，防止两者间发生偶合反应，引起产率的降低和产品着色。非水溶性有机溶剂可选用卤代烷类有机溶剂，如二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷等，或选用苯系有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯等，优选的有机溶剂为苯系有机溶剂。因为苯系有机溶剂在升温情况下对产物芝麻酚的溶解度大，易于将产物从反应水溶液中萃取出来，而在常温情况下对产物芝麻酚的溶解度很小，产物容易析出，无需减压浓缩过程，就可以与溶剂分离；苯系有机溶剂沸点较高，有利于提高水解温度，加速水解反应速度，进一步减少副反应的机率；另外苯系有机溶剂在反应条件下的稳定性也较好，不会发生分解而损失。

本发明的合成方法中，非水溶性有机溶剂与水解用硫酸水溶液的用量比例为1～10∶1，最合适的为2～3∶1；水解反应温度为10～100℃，最合适的为60～90℃；水解反应时重氮盐以均匀速度滴加入水解用酸水溶液中，滴加时间为1～10小时，最合适的为4～6小时。

本发明的合成方法采用在胡椒环上引入胺基得到的胡椒胺作为起始原料，经重氮化、水解合成芝麻酚，与引入醛基或引入乙酰氧基的方法相比，具有原料价廉，反应过程简捷，得率高的优势。本发明的合成方法选用非水溶性有机溶剂特别是苯系有机溶剂作为合适的水解生成物的萃取剂，大大减少了产品着色，增加了得率，简化了操作步骤，使该方法的优势更明显。

具体实施方式

本发明通过以上所记载的有关工艺条件及物质均可实现本发明的目的，而不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

称取胡椒胺13.7克，溶于100ml水和27克浓硫酸配成的溶液中，稍加热溶清。然后降温至-5℃，加入30ml30％亚硝酸钠溶液重氮化。加入0.4克尿素分解未反应的亚硝酸钠，待反应液不再使碘化钾试纸变蓝时反应即达终点。把制得的重氮盐溶液在5小时内均匀地滴加入80℃的60克硫酸铜、15克硫酸、100ml水和300ml的甲苯混合液中。滴加完成后再在80℃下反应1小时结束反应。静置分层，分出下层酸水层待下次反应回收套用，上层有机层用乘热用少量碳酸氢钠水溶液洗涤，再水洗至中性，用无水硫酸钠干燥后冷却结晶得到浅黄色的芝麻酚粗品。甲苯母液可直接在下一批水解反应中套用。芝麻酚粗品用60～69℃的石油醚重结晶得11.4克灰白色的芝麻酚精品，芝麻酚产率为82％。

实施例2

同实施例1，将水解反应混和液中的甲苯改为1，2-二氯乙烷，水解在回流温度下进行，其它条件不变。最终得10.6克灰白色的芝麻酚精品，芝麻酚产率为76％。

实施例3

同实施例1，将水解反应混和液中的甲苯改为二甲苯，其它条件不变。最终得11.0克灰白色的芝麻酚精品，芝麻酚产率为79％。

比较例1

称取胡椒胺13.7克，溶于100ml水和27克浓硫酸配成的溶液中，稍加热溶清。然后降温至-5℃，加入30ml30％亚硝酸钠溶液重氮化。加入0.4克尿素分解未反应的亚硝酸钠，待反应液不再使碘化钾试纸变蓝时反应即达终点。把制得的重氮盐溶液在5小时内均匀地滴加入80℃的60克硫酸铜、15克硫酸和100ml水混合液中。滴加完成后再在80℃下反应1小时结束反应。通入水蒸汽蒸出反应中生成的芝麻酚，馏出液加适量氯化钠分层，分出油状产物，再用60～69℃的石油醚重结晶得9.8克黄色的芝麻酚，产率71％。

Claims (8)

1、一种天然食品抗氧化剂芝麻酚的合成方法，其特征在于以胡椒胺为合成前体，合成过程包括以下步骤：

(A)将胡椒胺完全溶于重量浓度为20～40％的硫酸溶液中，用重量浓度为20～40％的亚硝酸钠重氮化得重氮化盐；

(B)重氮化盐滴加入重量浓度为10～20％的硫酸水溶液中进行水解反应，同时在水解反应体系中加入非水溶性有机溶剂，将反应产物芝麻酚从反应酸水溶液中萃取出来，其中水解用硫酸水溶剂中含重量浓度为50～70％的硫酸铜，非水溶性有机溶剂与水解用硫酸水溶液的用量比例为1～10∶1，水解反应温度为10～100℃，水解反应时重氮盐以均匀速度滴加入水解用硫酸水溶液中，滴加时间为1～10小时；

(C)水解反应结束后从非水溶性有机溶剂中析出黄色的芝麻酚粗品，再用石油醚重结晶得到灰白色的芝麻酚产品。

2、根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于步骤(A)中重氮化反应结束后，加入少量尿素或氨基磺酸分解过剩的亚硝酸钠。

3、根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于步骤(B)中所述的非水溶性有机溶剂为卤代烷类有机溶剂或苯系有机溶剂。

4、根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于步骤(B)中所述的卤代烷类有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷或1，1，2-三氯乙烷。

5、根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于步骤(B)中所述的苯系有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯或乙苯。

6、根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于步骤(B)中非水溶性有机溶剂与水解用硫酸水溶液的用量比例为2～3∶1。

7、根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于步骤(B)中水解反应温度为70～90℃。

8、根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于步骤(B)中水解反应时重氮盐以均匀速度滴加入水解用酸水溶液中，滴加时间为4～6小时。