二氢辣椒素的应用与合成

发布日期:2024/2/4 9:17:25

介绍

辣椒果实中的辣椒素类物质已广泛应用于农业、加工业、食品餐饮业、医药工业、饲料工业、军事等多个领域。其中二氢辣椒素的含量接近90%。二氢辣椒素（Dihydrocapsaicin），分子式为C18H29NO3，具有镇痛、抗肿瘤、抗炎等方面的应用。

二氢辣椒素.png

图一二氢辣椒素

应用

二氢辣椒素具有镇痛、抗肿瘤、抗炎等方面的应用。具有杀菌消毒的作用，可作为食品防腐剂；具有强而持久的消炎镇痛作用和抗菌、抗肿瘤作用；具有促进胃肠蠕动及胃液分泌、帮助消化的作用；具有扩张毛细血管，改善局部血液循环，加速致痛物质代谢的作用[1]。

合成

以往制备方法的缺点

通常采用从天然辣椒中提取的方法来制取二氢辣椒素。早期的方法是将鲜红的干辣椒粉碎后，用乙醚或乙醇等有机溶剂抽提、浓缩得到一种暗红色至橙红色油状液体，这种油状物在国际上统称为辣椒油树脂，此步收率一般占干果重量的1％左右。辣椒油树脂再经乙醚、稀乙醇和碱性水溶液或石油醚、二氯乙烷等溶剂进一步抽提浓缩后，经石油醚或正己烷结晶可得粗辣椒碱晶体。用化学试剂提取辣椒碱具有浸提能力大，易于工业化生产等优点，但是所得的辣椒素产品纯度低、生产消耗大，且属于混合产物，难于提高产品效益。随着生物及化学技术的不断发展，运用生物制取法和化学合成法制取辣椒素将有很好的前景，但目前两种方法仍具有一些难以解决的问题，如原料成本高、难于实现工业化。

新合成方法

邓晋[2]等人提出一种制备二氢辣椒素和二氢辣椒素酯的方法，包括如下步骤：(1)将糠醛与甲基异丙基甲酮在碱性条件下缩合得到缩合产物A；(2)将缩合产物A在酸性条件中在水或醇中开环得到4,7‑二酮‑8‑甲基壬酸或4,7‑二酮‑8‑甲基壬酸酯；(3)4,7‑二酮‑8‑甲基壬酸或4,7‑二酮‑8‑甲基壬酸酯与氢气、三氟甲磺酸盐和加氢催化剂加氢脱氧得到8‑甲基壬酸；(4)8‑甲基壬酸与香草胺或香草醇在催化剂作用下反应生成二氢辣椒素。

合成二氢辣椒素步骤一：将氢氧化钠与甲基异丙基甲酮水溶液混匀，滴加糠醛甲醇溶液，在35℃下反应11h，用质量分数为5重量％的盐酸水溶液酸化，干燥后过滤取滤液，减压蒸馏得到产物1‑(2‑呋喃基)‑1‑戊烯‑4‑甲基‑3‑酮，其中甲基异丙基甲酮与糠醛的摩尔比为5:3，氢氧化钠与甲基异丙基甲酮的摩尔比为0.05:1。1‑(2‑呋喃基)‑1‑戊烯‑4‑甲基‑3‑酮的收率为96％。

合成二氢辣椒素步骤二：将甲醇和1‑(2‑呋喃基)‑1‑戊烯‑4‑甲基‑3‑酮混匀，用质量分数为20重量％的盐酸水溶液调节pH小于1，100℃下回流24h，旋干得到液体；将液体溶于质量分数为10重量％的氢氧化钠水溶液中，加活性碳加热脱色，过滤取滤液，用盐酸调节pH小于1，析晶得到4,7‑二酮‑8‑甲基壬酸甲酯，收率为82％。

合成二氢辣椒素步骤三：将4,7‑二酮‑8‑甲基壬酸甲酯、铂碳、Zr(OTf)4和乙酸混匀，在氢气气氛中(氢气压力为30atm)搅拌升温至180℃，保温搅拌1h，过滤取滤液，将所述反应液调至PH＝7，用乙酸乙酯萃取，用无水硫酸钠干燥，再减压蒸馏得到8‑甲基壬酸。其中4,7‑二酮‑8‑甲基壬酸甲酯与Zr(OTf)4的摩尔比为100:1，铂碳中的铂元素与4,7‑二酮‑8‑甲基壬酸甲酯的摩尔比为1:10。通过气相色谱法(GC)测定8‑甲基壬酸收率为88％，纯度为99％。

合成二氢辣椒素步骤四：将8‑甲基壬酸、香草胺、DMAP、EDC和正辛烷混合均匀，在氮气气氛中搅拌升温至90℃，保温15h，冷却至室温，加入去离子水洗涤，加入氯仿萃取，萃取液干燥后旋干。将获得的二氢辣椒素用高纯度液相色谱(HPLC)测定，其纯度为98％。

二氢辣椒素的合成.png