专利名称：辣椒碱同系物的合成方法
技术领域：
本发明涉及辣椒碱同系物的化学合成方法。
背景技术：
辣椒植物(辣椒属)的果实是全世界消耗最多的调味品之一。这些辣椒果实中 含有至少15种能够产生辣味的辣椒碱类物质，分别为辣椒碱(N-(4-羟基-3-甲氧基苄 基)-8-甲基-6-壬烯酰胺)、二氢辣椒碱(N- (4-羟基-3-甲氧基苄基)-8-甲基壬酰胺)、 降辣椒碱(N- (4-羟基-3-甲氧基苄基)-7-甲基-5-辛烯酰胺)、降二氢辣椒碱I (N- (4-羟 基-3-甲氧基苄基)-7-甲基辛酰胺)、降二氢辣椒碱11 (N- (4-羟基-3-甲氧基苄基)-6-甲 基辛酰胺)、降降辣椒碱(N-(4-羟基-3-甲氧基苄基)-6_甲基-4-庚烯酰胺)、高辣椒 碱I (N-(4-羟基-3-甲氧基苄基)-9_甲基-7-癸烯酰胺)、高二氢辣椒碱I (N-(4-羟 基-3-甲氧基苄基)-9_甲基癸酰胺)、高辣椒碱II(N-(4-羟基-3-甲氧基苄基)-8_甲 基-6-癸烯酰胺)、高二氢辣椒碱II (N-(4-羟基-3-甲氧基苄基)-8-甲基癸酰胺)、高 辣椒碱III (N-(4-羟基-3-甲氧基苄基)-9-甲基-6-癸烯酰胺)、高高辣椒碱(N-(4-羟 基-3-甲氧基苄基)-10-甲基-8-十一烯酰胺)、高高高辣椒碱(N-(4-羟基-3-甲氧基苄 基)-11-甲基-9-十二烯酰胺)、辛酰荚兰胺(N-(4-羟基-3-甲氧基苄基)_辛酰胺)、壬 酰荚兰胺(N-(4-羟基-3-甲氧基苄基)_壬酰胺)、癸酰荚兰胺(N-(4-羟基-3-甲氧基苄 基)_癸酰胺)。天然辣椒碱类物质中，辣椒碱(46 % 69 % )、二氢辣椒碱(21 % 40 % )、降二氢 辣椒碱( 7% )、高二氢辣椒碱(I)( )、高辣椒碱(I)( )，其余辣椒碱类物质 为微量。其中辣椒碱辣度最大，高达16，000，000 Scoville Heat Unit(SHU)；其次为二氢 辣椒碱，为15，000, 000 SHU ；降二氢辣椒碱、高二氢辣椒碱(I)、高辣椒碱(I)辣度分别为 9，100，000 SHU,8, 600, 000 SHU,8, 6000, 000 SHU。除了天然的辣椒碱类物质，还有很多辣椒碱同系物也具有辣度。辣椒碱同系物的 结构式如式(1)
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乂、 N R1f丨式(1) 其中，R1为碳原子数在2-20之间的烷基、环烷基或芳香基；R2为-H或-OCH3 ；R3 为-H，-OCH3 或-0H。
对辣椒碱类物质和辣椒碱同系物的感官分析结果表明，辣度很大程度上依赖于其 分子结构特征(I)苯环对位羟基对辣椒碱类物质的辣度起很重要的作用，当其被封闭或是被其 它的原子或官能团取代时，辣椒碱类物质的辣度大幅度减小，甚至消失。(II)苯环有邻位羟基时，辣椒碱类物质也具有一定辣度，但是其辣度要远远小于 苯环对位有羟基的辣椒碱类物质。(III)酰胺基团中-NH-与-CO-位置的交换对辣椒碱类物质的辣度没有明显负面 影响，反而使其辣度略有增加。(IV)酰胺基团，甚或其中的N原子，并非是辣椒碱类物质产生辣味的不可或缺的 因素，它们只是起到增强辣味的作用。(V)只有脂肪族的侧链能够产生辣度，直链或是环状脂肪侧链都可以。(VI)C9-C11直链酰胺化合物辣度最高，当脂肪族侧链太长或是太短辣度都会明显 降低。比如当烷基侧链长于12碳原子或是短于6个碳原子，就不会有明显的辣度了。辣椒碱类物质因其辛辣味具有多种药理作用，如镇痛、消炎、治疗冻伤、止痒、杀 菌、祛风湿等；临床上主要用于治疗糖尿病性神经疼、严重银屑病等难治性疾病；在农业生 产中用作环保型绿色生物农药；在船舶防污涂料中用作驱赶剂，防止海生物附着；添加到 电线、电缆、光缆的护套中，可防止老鼠、白蚁的食蚀伤害；还可以用作制造催泪弹及警用防 卫武器等。目前，利用化学合成方法制备辣椒碱及其类物质的研究比较少。Harumi Kagaetc. 艮道了 辣椒碱的合成方法[Harumi Kaga, Masakatsu Miura, Kazuhiko Orito. AFacile Procedure for Synthesis of Capsaicin. J. Org. Chem. 1989,54,3477-3478] ；Peter M. Gannett etc.报道了 辣椒碱类物质的合成[Peter Μ. Gannett, Donald L. Nage 1, Pam J.Reilly, Terence Lawson, Jody Sharpe, Bela Toth. The Capsaicinoids :Their Separation, Synthesis and Mutagenicity. J. Org. Chem. 1988,53 1064-1071]；杨艳等报 道了辣椒素和辣椒酯的合成方法[杨艳，金永生，董真秀等.辣椒素和辣椒酯的合成.高等 学校化学学报.2007，28 (7) :1310 1312]。周圣泽等人报道了辣椒碱同系物的人工合成方 法(周圣泽，周祥凤，彭必先.辣椒碱同系物的人工合成方法.专利号200910087705.0.)。 但是关于如通式(1)所示的辣椒碱同系物(其中，R1为碳原子数在2-20之间的烷基、环烷 基或芳香基；R2为-H或-OCH3 ；R3为-H，-OCH3或-0H。)的化学合成鲜有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备工艺简便的辣椒碱同系物的化学合成方法。本发明的辣椒碱同系物的化学合成方法，所说的辣椒碱同系物的结构式如式(1)
其中，R1为碳原子数在2-20之间的烷基、环烷基或芳香基；R2为-H或-OCH3 ；R3 为-H，-OCH3 或-0H，其化学合成方法包括以下步骤1)在醋酸铵催化剂存在下，将香草醛、4-羟基苯甲醛、3-甲氧基苯甲醛或3，4_ 二 甲氧基苯甲醛与过量硝基甲烷在冰醋酸中在回流状态下反应，得到相应的4-羟基-3-甲氧 基-β -硝基苯乙烯、4-羟基-β -硝基苯乙烯、3-甲氧基-β -硝基苯乙烯或3，4- 二甲氧 基-β-硝基苯乙烯。2)将步骤1)得到的4-羟基-3-甲氧基-β -硝基苯乙烯、4-羟基-β -硝基苯乙 烯、3-甲氧基- β -硝基苯乙烯或3，4_ 二甲氧基- β -硝基苯乙烯用还原剂还原，然后用酸 液进行酸化得到相应的4-羟基-3-甲氧基苯乙胺盐、4-羟基苯乙胺盐、3-甲氧基苯乙胺盐 或3，4_ 二甲氧基苯乙胺盐。3)将4-羟基-3-甲氧基苯乙胺盐、4-羟基苯乙胺盐、3-甲氧基苯乙胺盐或3，4-二 甲氧基苯乙胺盐与烷基酰氯反应，4-羟基-3-甲氧基苯乙胺盐、4-羟基苯乙胺盐、3-甲氧基 苯乙胺盐或3，4_ 二甲氧基苯乙胺盐与烷基酰氯的摩尔比为1 1-1 1.2，得到如结构式 (1)所示的辣椒碱同系物粗产品。本发明的进一步特征是，将辣椒碱同系物粗产品用乙醚溶解，然后加入石油醚，进 行重结晶纯化，乙醚和石油醚的体积比为1 1 1 10。本发明中，所述的还原剂为LiAlH4或在Pd/C存在下用H2还原。所说的酸液为盐 酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸或硝酸的水溶液。所述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、苯甲酰氯或环己烷基酰氯。本发明公开的辣椒碱同系物的合成方法，其制备工艺简便，原料易得，反应条件温 和，为辣椒碱类物质的研究提供了新的发展空间。
具体实施例方式以下结合实施例进一步说明本发明。实施例1(1) 4-轻基_ β _硝基苯乙烯的合成向250mL的单口烧瓶中加入6. Ig 4_羟基苯甲醛、3. 2g醋酸铵、IOmL硝基甲烷和
权利要求
辣椒碱同系物的化学合成方法，所说的辣椒碱同系物的结构式如式(1)式(1)其中，R1为碳原子数在2 20之间的烷基、环烷基或芳香基；R2为 H或 OCH3；R3为 H， OCH3或 OH，其化学合成方法包括以下步骤1)在醋酸铵催化剂存在下，将香草醛、4 羟基苯甲醛、3 甲氧基苯甲醛或3，4 二甲氧基苯甲醛与过量硝基甲烷在冰醋酸中在回流状态下反应，得到相应的4 羟基 3 甲氧基 β 硝基苯乙烯、4 羟基 β 硝基苯乙烯、3 甲氧基 β 硝基苯乙烯或3，4 二甲氧基 β 硝基苯乙烯。2)将步骤1)得到的4 羟基 3 甲氧基 β 硝基苯乙烯、4 羟基 β 硝基苯乙烯、3 甲氧基 β 硝基苯乙烯或3，4 二甲氧基 β 硝基苯乙烯用还原剂还原，然后用酸液进行酸化得到相应的4 羟基 3 甲氧基苯乙胺盐、4 羟基苯乙胺盐、3 甲氧基苯乙胺盐或3，4 二甲氧基苯乙胺盐。3)将4 羟基 3 甲氧基苯乙胺盐、4 羟基苯乙胺盐、3 甲氧基苯乙胺盐或3，4 二甲氧基苯乙胺盐与烷基酰氯反应，4 羟基 3 甲氧基苯乙胺盐、4 羟基苯乙胺盐、3 甲氧基苯乙胺盐或3，4 二甲氧基苯乙胺盐与烷基酰氯的摩尔比为1∶1 1∶1.2，得到如结构式(1)所示的辣椒碱同系物粗产品。FSA00000299960900011.tif
2.根据权利要求1所述的辣椒碱同系物的化学合成方法，其特征在于将辣椒碱同系物 粗产品用乙醚溶解，然后加入石油醚，进行重结晶纯化，乙醚和石油醚的体积比为1 1 1 10。
3.根据权利要求1所述的辣椒碱同系物的化学合成方法，其特征在于所述的还原剂为 LiAlH4或在Pd/C存在下用H2还原。
4.根据权利要求1所述的辣椒碱同系物的化学合成方法，其特征在于所说的酸液为盐 酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸或硝酸的水溶液。
5.根据权利要求1所述的辣椒碱同系物的化学合成方法，其特征在于所述的烷基酰氯 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、苯甲酰氯或环己烷基 酰氯。
全文摘要
本发明涉及辣椒碱同系物的化学合成方法，辣椒碱同系物的结构如式(1)所示，其中，R1为碳原子数在2-20之间的烷基、环烷基或芳香基；R2为-H或-OCH3；R3为-H，-OCH3或-OH，合成方法步骤包括在醋酸铵催化剂存在下，将香草醛、4-羟基苯甲醛、3-甲氧基苯甲醛或3，4-二甲氧基苯甲醛与过量硝基甲烷在冰醋酸中在回流状态下反应；将得到的4-羟基-3-甲氧基-β-硝基苯乙烯、4-羟基-β-硝基苯乙烯、3-甲氧基-β-硝基苯乙烯或3，4-二甲氧基-β-硝基苯乙烯用还原剂还原，然后进行酸化；将酸化得到的苯乙胺盐与烷基酰氯反应，即可。本发明制备工艺简便，原料易得，反应条件温和，为辣椒碱类物质的研究提供了新的发展空间。式(1)
文档编号C07C233/60GK101973903SQ20101050462
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者周圣泽, 周祥凤, 张孝彬, 彭争宏, 彭必先, 王俊莲, 翁俊飞 申请人:浙江大学