一種高效合成硫辛酸甾醇酯的方法技術

本發明專利技術公開了一種高效合成硫辛酸甾醇酯的方法，屬于化學合成領域。本發明專利技術采用1?(3?二甲氨基丙基)?3?乙基碳二亞胺鹽酸鹽、4?二甲氨基吡啶和三乙胺復合催化劑催化植物甾醇與硫辛酸的酯化，采用分批投料的方式在室溫下反應，然后將反應混合物經柱層析分離純化。最終得到的產率為90.9％，純度為99.1％。本方法制備的硫辛酸甾醇酯是一種功能性化合物，同時兼具甾醇和硫辛酸二者的優良生理功能。本方法具備步驟簡單、反應條件溫和、時間短和產率高等優點。

【技術實現步驟摘要】
一種高效合成硫辛酸甾醇酯的方法
本專利技術涉及一種高效合成硫辛酸甾醇酯的方法，屬于化學合成領域。
技術介紹
植物甾醇是一類以環戊烷全氫菲甾核為骨架的天然醇類活性物質，在自然界中廣泛分布。目前研究最多的為4-無甲基植物甾醇，根據其所含疏水側鏈的不同，分為豆甾醇、β-谷甾醇、菜籽甾醇和菜油甾醇。植物甾醇具有非常好的降低血液中膽固醇水平、抗氧化衰老、抗癌、消炎、退熱、防治前列腺疾病和增強免疫力等多種重要的生理功能，可廣泛應用于食品、醫藥和化妝品等行業中。植物甾醇的健康性已經被美國、歐洲、澳大利亞等多個國家認可。2010年3月，我國衛生部又批準植物甾醇和植物甾醇酯為新資源食品。因此，植物甾醇受到國內外越來越多的重視。自然界中存在的植物甾醇在植物性食物中一般以游離、酯化或糖苷結合形式存在。游離的植物甾醇的理化性質表現為低的脂溶性和水不溶性，在高溫環境、光、氧或金屬污染物等條件下，易發生氧化反應。因此，對甾醇進行改性并同時保留其生理活性成為了很多研究的焦點，其中研究最多的就是甾醇酯。目前植物甾醇的改性研究常用的方法大致可分為物理法和化學法。物理改性法主要利用微乳體系、納米分散體系等方法，在不改變植物甾醇結構的情況下改善其溶解性和穩定性。化學改性法主要是通過化學合成、酶促反應等方法，利用酯化反應，在植物甾醇上接入新的基團從而改善理化性質。酶法具有反應條件溫和、副反應少、環境友好等優點，而化學法具有反應時間短，產率高的優點。硫辛酸是人體內不可缺少的抗氧化劑，并且在多種代謝過程中起重要作用，廣泛分布于動植物以及微生物的肝臟、腎臟和心臟組織中。因其具有封閉的五元環結構，電子密度很高，具有顯著的親電子性和與自由基反應的能力，是目前已知唯一的同時在脂溶性和水溶性環境中都能發揮抗氧化性能的物質。此外，它還廣泛應用于治療肝病、糖尿病、艾滋、帕金森氏癥、風濕病、心臟病等疾病。本專利技術將硫辛酸與甾醇通過使用復合的化學催化劑在室溫下只需一步酯化反應得到硫辛酸甾醇酯，反應生成的硫辛酸甾醇酯是一種新型的功能性物質，不僅解決了甾醇的溶解度問題，也提高了二者的生物利用度，拓寬了二者的在食品中的應用范圍。
技術實現思路
本專利技術是一種合成硫辛酸植物甾醇酯的方法，采用分批投料的方式使用復合化學催化劑在有機相中只需一步酯化反應就合成了硫辛酸甾醇酯。本方法時間短，產率高，工藝簡單，純度高，適合用于食品工業生產。具體地，所述方法是以植物甾醇和硫辛酸為底物，使用一定量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)、三乙胺(Et3N)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)作為復合催化劑，在有機相中進行一步酯化反應合成硫辛酸甾醇酯；反應的投料順序為先將EDC和Et3N溶解于有機相中，再加入DMAP和硫辛酸在室溫下攪拌反應1h后，最后加入植物甾醇繼續反應；所述有機相為丙酮、二氯甲烷或叔戊醇；所述植物甾醇對有機相的初始濃度為25～75mmol/L，酸醇摩爾比為(2～3)：1；硫辛酸、EDC、DMAP、Et3N的摩爾比為1：(1.4～1.6)：(1.4～1.6)：(2.1～2.7)。在本專利技術的一種實施方式中，所用的有機溶劑為二氯甲烷。在本專利技術的一種實施方式中，所用的甾醇初始濃度為75mmol/L。在本專利技術的一種實施方式中，所用的硫辛酸與EDC、DMAP、Et3N的摩爾比為1:1.6:1.6:2.4。在本專利技術的一種實施方式中，所用的酸醇摩爾比為2.5：1。在本專利技術的一種實施方式中，所用的繼續反應時間為24h。在本專利技術的一種實施方式中，還包括對產物的分離純化，先去除酶和分子篩，使用旋轉蒸發儀去除溶劑后，用薄層色譜的展開劑溶解溶質，再經硅膠柱層析后，通過薄層色譜檢測，收集不同段的組分，即可得到純化的硫辛酸甾醇酯；所述硅膠柱層析流動相為按體積比15：1混合的石油醚∶乙酸乙酯；所述薄層色譜檢測的展開劑為按體積比15：1混合的石油醚∶乙酸乙酯。在本專利技術的一種實施方式中，還包括利用高效液相法(HPLC)測定純度和產率，紅外光譜(FT-IR)和質譜(MS)鑒定結構。本專利技術的有益效果：本專利技術合成了硫辛酸植物甾醇酯，不僅改善了這兩種物質的理化性質，如提高甾醇的油溶性，也提高了二者的生物利用度，這種新型的甾醇衍生物兼具硫辛酸和甾醇這兩種物質的生理活性。本專利技術只需在室溫下進行反應，無需加熱，節約能源；本專利技術方法簡單，耗時短，只需一步反應，且酯化產率高達90.9％。純度達到99.1％。附圖說明圖1為硫辛酸植物甾醇酯的結構式。圖2為硫辛酸豆甾醇酯的HPLC圖譜。圖3為硫辛酸豆甾醇酯的紅外光譜圖。圖4為硫辛酸豆甾醇酯的質譜圖。具體實施方式產物的鑒定方法：采用傅里葉變換紅外光譜和質譜鑒定硫辛酸甾醇酯的結構。FT-IR分析采用ThermoScientificNicoletiS10傅里葉變換紅外光譜儀，選用KBr壓片法，掃描次數：32次，分辨率：4cm-1。質譜分析采用WatersUPLC-TQD質譜儀，將分離純化的樣品經0.22μm微孔濾膜后進樣，離子源為電噴霧(ESI)離子源，毛細管電壓3.5kV，脫溶劑溫度250℃，脫溶劑氣流速500L/h，錐孔氣流速50L/h，錐孔電壓20V，碰撞能量6V，檢測器電壓1700V，質量范圍50～1000m/z。酯化率和產物純度的計算方法：本專利技術采用HPLC測定硫辛酸植物甾醇酯的純度和產率，HPLC-ELSD分析系統包括Waters1525高效液相色譜儀、Alltech3300蒸發光散射檢測器(ELSD)和Empower數據處理軟件。色譜柱為WaterssymmetryC18反相柱(4.6×250mm，5μm)，柱溫：45℃，流動相∶100％甲醇，流速：1mL/min，等速洗脫，進樣量：10μL；ELSD參數：溫度為55℃，載氣為氮氣，流速為1.5L/min，增益為1。具體酯化率的計算方法為：將分離純化的硫辛酸甾醇酯分別配制一系列不同濃度的溶液，利用HPLC測定各峰面積，根據樣品峰面積的對數值與濃度的對數值的線性關系制作標準曲線，得到方程為lgA＝1.41lgC+6.77。將酯化后的反應液進樣后，再根據峰面積計算出反應液中硫辛酸植物甾醇酯的濃度，再根據下列公式即可算出酯化率。XPSE(％)＝CPSE/CPS×100，式中XPSE為硫辛酸甾醇酯的酯化率，CPSE為硫辛酸甾醇酯的濃度(mol/L)，CPS為反應開始植物甾醇的濃度(mol/L)。硫辛酸甾醇酯的純度(％)＝硫辛酸甾醇酯的峰面積/所有樣品的總峰面積×100實施例1反應溶劑的種類對合成硫辛酸甾醇酯的影響分別以四氫呋喃、二氯甲烷、叔戊醇、丙酮、正己烷和DMF為有機溶劑，將EDC、Et3N、DMAP、硫辛酸、植物甾醇分別加入到有機溶劑中，于氮氣保護、室溫下反應24h，植物甾醇對有機溶劑的添加量為50mmol/L，酸醇摩爾比為1.5：1，硫辛酸/DMAP/EDC/Et3N摩爾比為1:1:1:1.5。酯化率如下表1所示：表1反應溶劑種類對合成硫辛酸甾醇酯的影響溶劑酯化率(％)四氫呋喃2.6二氯甲烷29.2丙酮20.2DMF12.8叔戊醇17.8正己烷6.5實施例2催化劑種類對合成硫辛酸甾醇酯的影響在實施例1的基礎上，選用有機相為二氯甲烷，再分別將催化劑調整為EDC/DMAP/Et3N、TsOH、Na2SO4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種合成硫辛酸植物甾醇酯的方法，其特征在于，以植物甾醇和硫辛酸為底物，使用一定量的1?(3?二甲氨基丙基)?3?乙基碳二亞胺鹽酸鹽、三乙胺和4?二甲氨基吡啶作為復合催化劑，在有機相中進行一步酯化反應合成硫辛酸甾醇酯；反應的投料順序為先將EDC和Et

【技術特征摘要】
1.一種合成硫辛酸植物甾醇酯的方法，其特征在于，以植物甾醇和硫辛酸為底物，使用一定量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、三乙胺和4-二甲氨基吡啶作為復合催化劑，在有機相中進行一步酯化反應合成硫辛酸甾醇酯；反應的投料順序為先將EDC和Et3N溶解于有機相中，再加入DMAP和硫辛酸在室溫下攪拌反應1h，最后加入植物甾醇繼續反應；所述有機相為丙酮、二氯甲烷或叔戊醇；所述植物甾醇對有機相的初始濃度為25～75mmol/L，酸醇摩爾比為(2～3)：1；硫辛酸、EDC、DMAP、Et3N的摩爾比為1：(1.4～1.6)：(1.4～1.6)：(2.1～2.7)。2.根據權利要求1所述的一種合成硫辛酸植物甾醇酯的方法，其特征在于，所述有機相為二氯甲烷。3.根據權利要求1或2所述的一種合成硫辛酸植物甾醇酯的方法，其特征在于，所述植物甾醇初始濃度為7...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賈承勝，汪慧琪，夏雪，張曉鳴，
申請(專利權)人：江南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32