一種肉桂酸植物甾醇酯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種肉桂酸植物甾醇酯的新型制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：在無溶劑和通氮氣的條件下，在一帶支管的反應(yīng)瓶中加入肉桂酸和植物甾醇，加熱至完全熔融，再加入離子液體和三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑，于100～170℃進(jìn)行酯化反應(yīng)2～10h，采用高效液相色譜和薄層色譜檢測反應(yīng)進(jìn)程，反應(yīng)結(jié)束經(jīng)柱層析分離得到肉桂酸植物甾醇酯純品。本方法操作簡單、產(chǎn)率高且環(huán)境友好，催化劑易于回收和重復(fù)利用。
【專利說明】一種肉桂酸植物留醇酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備植物留醇衍生物的方法，特別涉及一種肉桂酸植物留醇酯的制備方法。本產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)涉及到食品、醫(yī)藥、化工和化妝品等【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】[0002]植物留醇，又稱植物固醇，屬于植物性留體化合物，它是植物細(xì)胞的重要組成成分，也是一種植物活性成分。植物留醇以環(huán)戊烷全氫菲為骨架，屬于4-無甲基留醇，主要存在于堅果、種子和谷物中，主要包括β_谷留醇、豆留醇、菜籽留醇和菜油留醇四種，其中以β_谷留醇和豆留醇為主。植物留醇一般從植物油精煉時的脫臭餾出物中提取，目前國內(nèi)已有大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0003]人們發(fā)現(xiàn)從膳食中攝入植物留醇越多，膽固醇的吸收率就越低，血清中的膽固醇水平也越低。大量動物試驗和人體實驗研究證明，補充植物留醇能明顯降低血液中總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇的含量，這與抑制血液中膽固醇的吸收有關(guān)，亦可能源于植物甾醇影響了肝/腸膽固醇代謝的其它方面。植物留醇能降低血液中膽固醇的功效已為公認(rèn)，同時還發(fā)現(xiàn)植物留醇在防治前列腺疾病、抗癌、抗炎、抗病毒和提高免疫力等方面也具有重要作用。此外，在化妝品工業(yè)中可作為乳化劑。因此，植物甾醇的研究應(yīng)用目前受到了越來越多的重視。
[0004]然而，植物甾醇水溶性及脂溶性都很差，限制了它的實際應(yīng)用范圍。研究表明，植物甾醇酯比植物留醇具有更好的溶解性，可方便在食品加工中應(yīng)用。同時，植物留醇酯具有酸和醇的雙重功效，肉桂酸植物留醇酯除了降膽固醇功能外，還具有肉桂酸的防霉防腐殺菌和保香作用，可用于糧食、蔬菜和水果中的保鮮、防腐，可使主香料的香氣更加清香揮發(fā)。
[0005]離子液體是指在室溫或者接近室溫下為液態(tài)，由特定的有機陽離子和無機或有機陰離子構(gòu)成。與常規(guī)的有機溶劑相比，離子液體作為一種新型的物質(zhì)幾乎沒有蒸汽壓，是環(huán)境友好型化學(xué)試劑，熱穩(wěn)定性好，熔點低；可通過設(shè)計陰陽離子來調(diào)節(jié)它的溶解性和酸性，故離子液體作為一種特殊的物質(zhì)廣泛應(yīng)用于分離萃取或有機合成反應(yīng)中。吡咯烷酮類的離子液體作為催化劑除了具有易于與反應(yīng)產(chǎn)物分離、可循環(huán)使用的優(yōu)點外，還能高效催化植物甾醇的酯化反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是提供一種在無溶劑條件下離子液體和三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑催化合成肉桂酸植物留醇酯的制備方法。本方法工藝簡單，酯化率高和產(chǎn)品純度好，適合用于食品工業(yè)生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]在無溶劑和通氮氣的條件下，在帶支管的反應(yīng)瓶中加入植物留醇和肉桂酸，加熱至完全熔融，加入離子液體和三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑，進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后得到肉桂酸植物留醇酯粗產(chǎn)品，間隔一定時間取樣，采用高效液相色譜(HPLC)和薄層層析(TLC)檢測反應(yīng)進(jìn)程，將其經(jīng)過柱層析分離得到肉桂酸植物留醇酯純品，經(jīng)紅外光譜、質(zhì)譜和核磁共振譜分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。
[0009]本發(fā)明所述的植物留醇為谷留醇、豆留醇、菜油留醇和菜籽留醇一種或幾種以上的任意比例的混合物。
[0010]本發(fā)明所述的離子液體和三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑，離子液體與三氟甲磺酸亞鈰的摩爾比為1: 1，復(fù)合催化劑用量為植物甾醇的0.5~2.5mol%，優(yōu)選1.0~2.0mol %。
[0011]本發(fā)明所述的離子液體為N-磺酸丙基吡咯烷酮硫酸氫鹽、氯化N-磺酸丙基吡咯烷酮和N-磺酸丙基吡咯烷酮硝酸鹽中的一種。
[0012]本發(fā)明所述的肉桂酸與植物甾醇物質(zhì)的量比為1:1~3: 1，優(yōu)選1.5: I~2: 10
[0013]本發(fā)明所述的反應(yīng)溫度為100~170°C，優(yōu)選120~160°C。
[0014]本發(fā)明所述的反應(yīng)時間為2~10h，優(yōu)選3~6h。
[0015]本發(fā)明所述的分離純化利用肉桂酸植物留醇酯、植物留醇和肉桂酸酸的極性差異及其在不同溶劑中的溶解性不同來實現(xiàn)，其步驟為:將肉桂酸植物留醇酯混合物溶解在洗脫劑中(料液比1: 3，w/v)，洗脫劑為石油醚/乙酸乙酯混合溶液(6: l，v/v)，使用硅膠柱進(jìn)行柱層析分離，收集產(chǎn)品，對收集到的組分進(jìn)行薄層層析分析，將同一組分合并，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到肉桂酸植物留醇酯純品，并對純品進(jìn)行紅外、質(zhì)譜、核磁共振波譜分析表征。
[0016]本發(fā)明中酯化程度采用高效液相色譜檢測，其分析條件:Sy_etry C18柱(4.6父250111111，5 4 1 11)，柱溫:351:，流動相:甲醇/正己烷/異丙醇=8: I: 1，流速:1.0mL/min，等速洗脫，進(jìn)樣量:10μ L ;蒸發(fā)光散射檢測器條件:載氣為N2，流速:1.8L/min，漂移管溫度:70°C，工作壓力:25psi。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]1.本發(fā)明首次合成了一種肉桂酸植物甾醇酯，改善了植物甾醇的脂溶性，拓寬了植物甾醇應(yīng)用范圍；
[0019]2.沒有使用有毒有害的有機溶劑，適合用于食品工業(yè)生產(chǎn)；
[0020]3.采用吡咯烷酮陽離子結(jié)構(gòu)的離子液體，制備方便，對水穩(wěn)定，催化活性高，可生物降解，對環(huán)境友好；
[0021]4.催化劑與反應(yīng)混合物易分層，下層離子液體相經(jīng)分離后重復(fù)利用于新的反應(yīng)體系中。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明所保護(hù)的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以適當(dāng)修改本發(fā)明參數(shù)。
[0023]實施例1:
[0024]在帶支管的反應(yīng)瓶中加入0.2056g(0.5mmol)豆甾醇和0.1480g(Immol)肉桂酸，通入N2，在120°C、磁力攪拌下完全溶化后，加入0.0038g(0.0125mmol)N-磺酸丙基吡咯烷酮硫酸氫鹽和0.0073g(0.0125mmol)三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑，在120°C下保溫反應(yīng)4h，采用HPLC和TLC檢測反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)結(jié)束后得到肉桂酸豆留醇酯粗產(chǎn)品，通過柱層析進(jìn)行分離純化得到肉桂酸豆留醇酯產(chǎn)品，并采用紅外、質(zhì)譜和核磁共振波譜分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。
[0025]肉桂酸豆甾醇酯=HPLC保留時間(min) 7.345 ；IR(v, cnT1) 2942，2866 (C=C-H)，1710 (C=O)，1640，1454 (C=C) ；MS m/z565.5 (M++Na)，475.4 (M+_C7H6+Na) 匪R(400MHz，CDCl3, δ，ppm) 0.71 (3H, s, 18-H)，0.80 (6H, d, J=7.2Hz, 26-27-H) ,0.84(3H, d,J=6.4Hz，21-H)，1.04 (6H, m)，1.06 (3H, s’ 19-H)，1.15-1.28 (6H, m)，1.42-1.73(10H,m)，1.88-2.16 (4H, m)，2.41 (2H, d, J=7.6Hz)，4.76 (1H，m, 3_H)，5.02 (1H, dd, J=8.8，15.2Hz,22-H or 23-H)，5.17(1H，dd, J=8.8，15.2Hz，22-H or 23-H)，5.40(1H，d, J=4.4，6-H)，6.42 (1H，d，J=16.0，-CH=CH-C=O)，7.37-7.38 (3H，m，苯環(huán) 3，-，4，-，5，-Η)，7.51-7.53 (2H, m，苯環(huán) 2，_，6，-H), 7.67 (1H, d, J=16.0, -CH=CH-C=O) ；13C NMR(IOOMHz,CDCl3, δ，ppm) 12.08 (29_CH3)，12.25 (18_CH3)，19.01 ⑵-CH3)，19.37 (19_CH3)，21.04(26-CH3) ,21.08 (27_CH3)，21.24 (CH2) ,24.38 (Il-CH2)，25.41 (15_CH2)，27.93 (CH2)，28.91 (CH2)，31.90 (8-or 25-CH) ,31.92 (8-or 25-CH)，31.94 (CH2)，36.68 (quaternaryC-10)，37.07 (CH2)，38.27 (CH2)，39.68 (CH2)，40.48 (20-CH)，42.25 (quaternaryC-13)，50.13 (9-CH) ,51.26 (24-CH)，56.00 (17-CH)，56.83 (14-CH)，74.13 (3-CH)，118.77 (-CH=CH-C=O)，122.71(6_CH)，128.04(2C，苯環(huán) 2，-，6，-CH)，128.87(2C，苯環(huán) 3，-，5，-CH)，129.34(22-CH)，130.15(苯環(huán) 4，-CH)，134.59 (苯環(huán) I，_C)，138.32 (23-CH)，139.72 (quaternary C_5)，144.41(-CH=CH-C=O)，166.40(C=O)。
[0026]實施例2:
[0027]在帶支管的反應(yīng)瓶中加入0.4102g(lmmol)豆甾醇和0.1480g(lmmol)肉桂酸,通入隊，在160°C、磁力攪拌下完全溶化后，加入0.0049g(0.02mmol)氯化N-磺酸丙基吡咯烷酮和0.0117g(0.02mmol)三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑，在160°C下保溫反應(yīng)6h，采用HPLC和TLC檢測反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)結(jié)束后得到肉桂酸豆留醇酯粗產(chǎn)品，通過柱層析進(jìn)行分離純化得到肉桂酸豆留醇酯產(chǎn)品，并采用紅外、質(zhì)譜和核磁共振波譜分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，其數(shù)據(jù)同實施例1。
[0028]實施例3:
[0029]在帶支管的反應(yīng)瓶中加入0.4082g(lmmol)植物甾醇和0.222g(l.5mmol)肉桂酸，通入N2,在140°C、磁力攪拌條件下完全溶化后，加入0.0041g(0.015mmol) N-磺酸丙基吡咯烷酮硝酸鹽和0.0088g(0.015mmol)三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑，在140°C下保溫反應(yīng)3h，采用HPLC和TLC檢測反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)結(jié)束后得到肉桂酸植物留醇酯粗產(chǎn)品，通過柱層析進(jìn)行分離純化得到肉桂酸植物留醇酯產(chǎn)品，并采用紅外、質(zhì)譜和核磁共振波譜分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。
[0030]肉桂酸植物甾醇酯=HPLC 保留時間(min) 6.321 ~8.159 ；IR(v, cnT1) 2940，2866 (C=C-H)，1711 (C=O)，1639，1450 (C=C) ；MS m/z553.4 (菜油甾醇 M++Na)，565.5 (豆甾醇M++Na)，567.5 ( β -谷甾醇 M++Na)，463.3 (菜油甾醇 M+_C7H6+Na)，475.4 (豆甾醇 M+_C7H6+Na)，477.5(β-谷甾醇 M+-C7H6+Na) NMR (400MHz，CDCl3, δ，ppm) 0.74 (3H，s，18-H)，1.09 (3H，s’ 19-H)，2.45 (1H, d, J=7.6Hz)，4.83 (1H, m, 3_H)，5.42 (1H, d, J=4.4，6_H)，6.44 (1H，d,J=16.0,-CH=CH-C=O) ,7.41-7.42(3H，m，苯環(huán) 3，_，4，-，5，_H)，7.54-7.56(2H，m，苯環(huán) 2，-，6’ -Η)，7.69 (1H, d, J=16.0，-CH=CH-C=O) ；13C NMR (IOOMHz, CDCl3, δ，ppm) 12.31 (18_CH3)，19.42 (19-CH3)，24.43 (Il-CH2)，25.46 (15_CH2) ,31.95 (8-CH)，36.74 (quaternary C-10)，42.32 (quaternary C-13)，50.20 (9-CH)，56.08(17-CH),56.91(14-CH)，74.20(3-CH)，118.83(-CH=CH-C=O),122.78(6-CH),128.13(2C,苯環(huán) 2，-，6，-CH)，128.95(2C，苯環(huán)3，-，5，-CH)，130.23(苯環(huán) 4，-CH)，134.66 (苯環(huán) I，-C)，139.80 (quaternary C-5)，144.52(-CH=CH-C=O)，166.49(C=O)。[0031]實施例4:
[0032]在帶支管的反應(yīng)瓶中加入0.4076g(lmmol)植物甾醇和0.2967g(2mmol)肉桂酸，通入N2，在130°C、磁力攪拌條件下完全溶化，加入0.003g(0.0lmmoDN-磺酸丙基吡咯烷酮硫酸氫鹽和0.0059g(0.0lmmol)三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑，在130°C下保溫反應(yīng)5h，采用HPLC和TLC檢測反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)結(jié)束后得到肉桂酸植物留醇酯粗產(chǎn)品，通過柱層析進(jìn)行分離純化得到肉桂酸植物留醇酯產(chǎn)品，并采用紅外、質(zhì)譜和核磁共振波譜分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，其數(shù)據(jù)同實施例3。
【權(quán)利要求】
1.一種肉桂酸植物留醇酯的制備方法，其特征在于所述的方法為:在無溶劑和通氮氣的條件下，在一帶支管的反應(yīng)瓶中加入肉桂酸和植物留醇，加熱至完全熔融，再加入離子液體和三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑，于100~170°C進(jìn)行酯化反應(yīng)2~10h，反應(yīng)結(jié)束經(jīng)柱層析分離純化得肉桂酸植物留醇酯；所述的離子液體和三氟甲磺酸亞鈰復(fù)合催化劑，離子液體與三氟甲磺酸亞鈰的摩爾比為1: 1，復(fù)合催化劑用量為植物甾醇的0.5-2.5mOl%;所述的離子液體為N-磺酸丙基吡咯烷酮硫酸氫鹽、氯化N-磺酸丙基吡咯烷酮和N-磺酸丙基吡咯烷酮硝酸鹽中的一種，其結(jié)構(gòu)如下式:
2.如權(quán)利要求1所述的肉桂酸植物留醇酯的制備方法，其特征在于所述的植物留醇為β-谷留醇、豆留醇、菜油留醇和菜籽留醇中的一種或幾種以上的任意比例的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的肉桂酸植物留醇酯的制備方法，其特征在于所述的肉桂酸和植物甾醇物質(zhì)的量比為1:1~3:1。
【文檔編號】C07J9/00GK103467556SQ201310412305
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】賈承勝, 郭素潔, 張曉鳴 申請人:江南大學(xué)