一种辣椒碱类物质的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种辣椒碱类物质的合成方法，该方法以乙基香兰素、盐酸羟胺、烷基酰氯、催化剂、甲基化试剂为原料，依次经还原反应、酰化反应、甲基化反应合成，最后经重结晶进行分离纯化，得到辣椒碱类物质。本发明专利技术所介绍的辣椒碱类物质的合成方法，原料易得，价格低廉，处理工艺简单，易于操作，使用的甲氧基化方法采用了碳酸二甲酯作为甲基化试剂，具有绿色、无毒、环保的特点；苯环区侧链的基团选择的乙氧基基团，丰富了辣椒碱类物质的结构，有利于提高化合物的熔点，扩宽辣椒碱的应用范围。扩宽辣椒碱的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种辣椒碱类物质的合成方法


[0001]本专利技术涉及辣椒碱
，具体涉及一种辣椒碱类物质的合成方法。

技术介绍

[0002]辣椒是一种药食同源的园艺作物，世界各地普遍栽培。辣椒碱类化合物是辣椒中引起辛辣感觉的活性成分，包括辣椒碱和二氢辣椒碱等多个化合物，其中辣椒碱和二氢辣椒碱含量超过90％。辣椒碱和二氢辣椒碱的结构分别如下式1中的(a)和(b)所示。
[0003][0004]辣椒碱类化合物具有止痛、抗癌、调节血脂、减肥、抗菌消炎、抗疲劳和催泪等作用，近年来，随着对科学技术的不断发展，辣椒碱及同系物，以其独特的理化性质，在医疗、美容、食品添加剂、生物防治和海洋防污涂料及催泪武器等领域应用广泛，具体如下：
[0005](1)应用于防护用品。辣椒碱具有强烈的催泪催嚏作用，还可以用于生产便携式强激型驱逐剂和驱逐器，如催泪弹、警用防卫武器以及个人防护用品等；
[0006](2)作为食品添加剂。辣椒作为食品调味料，需要对辣椒进行一些浅加工制成辣椒酱，但此时辣椒碱的生物利用率不高，且碱在肠道继续释放，刺激肠壁，可引起腹部不适，甚至造成肛门灼痛，引发痔疮。因此，从辣椒中提取分离出辣椒碱，作为食品加工过程中的添加剂，有利于辣度的控制和辣椒碱的充分吸收利用；
[0007](3)应用于医疗保健方面。现代研究表明，辣椒碱具有消炎、镇痛、麻醉和戒毒等方面的功效，其镇痛作用与吗啡等同，但比吗啡更持久，对带状疱疹后遣神经痛、三叉神经痛、糖尿病神经痛、风湿性关节炎、骨关节炎、牛皮癣、秃发等有显著疗效。另外，辣椒碱还可抑制恶性肿瘤的发生，对治疗皮肤病、减肥等也有特殊功效；
[0008](4)应用于海洋防污涂料。在海洋中的一些附着生物如藤壶、海藻、贝类等，大量附着在船底、浮标、码头、桥墩、海水管道及养殖网箱网具上，由于其数量庞大、生长速度极快，可导致舰船航速减慢、燃速增加、加速金属腐蚀、堵塞管道及网箱网眼、使水下设备失衡等，给人类开发海洋造成巨大危害，辣椒碱作为驱避剂，具有强烈的驱赶作用，并且不杀死海洋生物，具有明显的生态效益；
[0009](5)应用于电线电缆中防蚁防鼠忌避剂。聚氯乙烯和聚乙烯被电线电缆行业作为绝缘和护套材料应用越来越广泛，它们除了受到氧、热、光、力、化学侵蚀的破坏外，还会受到白蚁、老鼠或野兔的食蚀伤害，导致停电、通迅中断、甚至短路而引起火灾，利用辣椒碱的强烈辛辣味，能使鼠类动物的口腔粘膜和味觉神经受到强烈刺激而厌弃咀嚼，同时又能击杀白蚁，在电线电缆上有广阔的应用前景；
[0010](6)应用于农药方面。辣椒碱是新型绿色环保型生物农药“辣子力”的主要成分：由合成辣椒碱制成的微乳剂是一种新型植物源环保生物杀虫剂，具有药效高、持续期长、安全
性好、对环境无污染等特点，是一种理想的无公害农药。
[0011]辣椒碱类化合物的来源包括三个途径：从辣椒中提取，生物合成以及化学合成。其中化学合成是目前工业生产辣椒碱类化合物主要的方法。由于合成辣椒碱在价格和辣度上比天然辣椒碱占有绝对的优势，而且具有很高的纯度，成分含量比天然辣椒碱更为稳定，不受季节性影响，因此市场需求量逐年增加。
[0012]随着辣椒碱类化合物应用领域的扩宽，较低熔点的辣椒碱在高温环境下存在团聚、熔化、不易分散的特点，不利于发挥作用，需要开发高熔点的辣椒碱类化合物。需要通过对辣椒碱类化合物结构的合理设计，合成得到具有更高熔点的辣椒碱类化合物。增长脂肪酸的碳链长度、在香兰素母核上进行基团修饰是十分有效的提高化合物熔点的手段。
[0013]辣椒碱类化合物的化学合成主要包括脂肪酸中间体的合成、香草胺中间体的合成以及脂肪酸和香草胺的缩合三个部分。目前关于辣椒碱类物质制备的专利报道：CN201010504630.4、CN201010504626.8、CN200910087705.0。
[0014](E)
‑8‑
甲基
‑6‑
壬烯酸是合成辣椒碱重要中间体，通过以6
‑
溴己酸乙酯与异丁醛进行Witting反应生成(Z)
‑8‑
甲基
‑6‑
壬烯酸乙酯，再通过构型转化得到(E)
‑8‑
甲基
‑6‑
壬烯酸，其合成工艺路线如下式2所示。该方法制备流程繁琐，在进行脂肪酸侧链的选择中可以直接选择不含双键和支链的脂肪酸进行辣椒碱同系物的合成。
[0015][0016]苯环上基团的修饰主要集中于4号位的酚羟基，引入甲基化试剂易于实现酚羟基甲氧基化的转化。然而，苯环上3号位的基团修饰鲜有报道。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的是提供一种辣椒碱类物质的合成方法，其制备工艺简便。
[0018]本专利技术的解决方案是：以乙基香兰素、盐酸羟胺、烷基酰氯、催化剂、甲基化试剂为原料，通过还原反应、酰化反应、甲基化反应合成，经重结晶进行分离纯化，得到辣椒碱类物质。
[0019]辣椒碱合成路线的反应式如下：
[0020][0021]本专利技术以乙基香兰素、盐酸羟胺、烷基酰氯、催化剂、甲基化试剂为原料，通过还原反应、酰化反应、甲基化反应合成，经重结晶进行分离纯化，得到辣椒碱类物质。
[0022]本专利技术所述的制备方法分为三步，第一步是以乙基香兰素、盐酸羟胺为反应原料，加入催化剂在氮气保护、碱性条件下进行反应得到4
‑
羟基
‑3‑
乙氧基苄胺盐酸盐(即乙基香兰素胺盐酸盐)；第二步是以烷基酰氯和香兰素胺盐酸盐为反应原料得到酰胺化合物；第三步是在酰胺化合物加入甲基化试剂将酚羟基甲基化后分离提纯得到最终产物。
[0023]本专利技术所述第一步中乙基香兰素和盐酸羟胺的摩尔配比为1:1
‑
1:1.2，第二步中4
‑
羟基
‑3‑
乙氧基苄胺盐酸盐与烷基酰氯的摩尔配比为1:1
‑
1:1.2，第三步中酰胺化合物与甲基化试剂的质量配比为1:7
‑
1:10。
[0024]本专利技术所述参与第一步反应的催化剂为镍铝合金粉。
[0025]本专利技术所述参与反应的烷基酰氯为乙酰氯、丙酰氯、丁酰氯、戊酰氯、己酰氯、庚酰氯、辛酰氯、壬酰氯、环己酰氯等。
[0026]本专利技术所述参与反应的甲基化试剂为碳酸二甲酯。
[0027]本专利技术所述的提纯方法为将辣椒碱类物质加入水和甲醇溶解进行重结晶纯化，水和甲醇的体积比为1：5～1：10。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：原料易得，价格低廉，处理工艺简单，易于操作，本方法使用的甲氧基化方法采用了碳酸二甲酯作为甲基化试剂，具有绿色、无毒、环保的特点；苯环区侧链的基团选择了乙氧基基团，丰富了辣椒碱类物质的结构。
[0029]本专利技术通过分子结构设计，对香兰素母核进行基团修饰，合成一种新型辣椒碱类物质。
具体实施方式
[0030]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辣椒碱类物质的合成方法，其特征在于：以乙基香兰素、盐酸羟胺、烷基酰氯、催化剂、甲基化试剂为原料，依次通过还原反应、酰化反应、甲基化反应合成，经重结晶进行分离纯化，得到所述辣椒碱类物质。2.根据权利要求1所述的辣椒碱类物质的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：以乙基香兰素、盐酸羟胺为反应原料，加入催化剂在氮气保护、碱性条件下进行反应得到香兰素胺盐酸盐；第二步：以烷基酰氯和香兰素胺盐酸盐为反应原料，进行反应得到酰胺化合物；第三步：在所述酰胺化合物中加入甲基化试剂，甲基化后进行分离提纯得到所述辣椒碱类物质。3.根据权利要求2所述的辣椒碱类物质的合成方法，其特征在于：所述第一步的具体操作为：将乙基香兰素通过乙醇溶解，加入盐酸羟胺，氮气保护下，将氢氧化钠水溶液缓慢滴加至其中，滴加完毕后升温至，搅拌反应，旋蒸，冷却，有固体析出，过滤得乙基香兰素肟；将乙基香兰素肟中加无水乙醇溶解，加入催化剂，氮气保护下将氢氧化钠水溶液加入，室温反应1h，停止反应，过滤，滤液用浓盐酸调节pH至1
‑
2，65℃回流反应1h，旋蒸，并使用无水乙醇洗涤，得香兰素胺盐酸盐。4.根据权利要求2所述的辣椒碱类物质的合成方法，其特征在于：所述第二步的具体操作为：将香兰素胺盐酸盐通过乙酸乙酯溶解，加入氢氧化钠水溶液，搅拌后，冰盐浴条件下加入烷基酰氯的乙酸乙酯溶液，滴加完毕后室温条件下反应4h，静置分液，取有机相依次用盐酸、饱和碳酸氢钠溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦伟先，孟喜，黄伦，何伟，李航，刘智林，李凤宇，叶丹阳，
申请(专利权)人：襄阳三沃航天薄膜材料有限公司，
类型：发明
国别省市：