一种尼古丁共晶、其制备方法及用途与流程

本发明属于电子烟技术领域，具体涉及一种新型尼古丁共晶、其制备方法及其在电子烟中的用途。

背景技术

尼古丁(nicotine)，俗称烟碱，是一种存在于茄科植物中的生物碱，也是烟草中的重要成分。工业化提纯后的尼古丁是一种难闻味苦澄清的油质液体，挥发性强，在空气中及光照下极易氧化成淡黄色液体，含量和颜色极不稳定。

电子烟又名电子香烟或电子尼古丁传输装置，是一种非燃烧的卷烟替代产品，由于其烟气是由烟油经过雾化产生，不会产生普通卷烟经高温燃烧而生成的有害物质。现有的电子烟液主要由香精烟碱以及溶剂丙二醇和甘油等组成，通过电子烟抽吸产生类似于卷烟烟气的气溶胶。目前大部分含烟碱的电子烟都是采取直接加入烟碱来满足生理强度，烟碱以游离态形式存在于电子烟液中，其缺点在于游离态的烟碱易挥发变质，在运输、保存、使用等环节容易泄露，同时游离的烟碱在抽吸者吸入时对粘膜刺激性较大，喉咙存在不适感。另外目前的电子烟烟液的雾化温度仍然较高。

为解决上述问题提出本发明。

技术实现要素：

本发明制备了一种尼古丁共晶，使液体尼古丁固体化，添加到电子烟液中，以解决烟碱易挥发不稳定的问题，同时改善游离态烟碱所带来的抽吸者不适感。本发明的尼古丁共晶、其制备方法及应用于电子烟中未见报道。

本发明的技术方案如下：

本发明第一方面公开了一种尼古丁共晶，其为尼古丁与有机酸的共晶。

优选地，所述尼古丁共晶为单斜晶系，空间群为p21，其轴长α＝90°，β＝109.005(3)°，γ＝90°，其在粉末x射线衍射下，在衍射角2θ为12.164±0.2°、14.888±0.2°、15.090±0.2°、17.915±0.2°、18.117±0.2°、19.731±0.2°、20.034±0.2°、21.143±0.2°、24.877±0.2°处有特征峰。

优选地，所述尼古丁共晶由摩尔比为1:1～1:5的尼古丁和2,6-二羟基苯甲酸自组装得到，其熔点为159-163℃。

本发明第二方面公开了所述的尼古丁共晶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将摩尔比1:1-1:5的尼古丁和2,6-二羟基苯甲酸混合并在一定温度下和自身压力下密闭反应；

(2)将步骤(1)得到的生成物加入溶剂完全溶解后，静置一定的时间使溶剂挥发和晶体析出；

(3)将步骤(2)得到的晶体洗涤分离干燥即得到所述的尼古丁共晶。

优选地，步骤(1)所述的反应的温度为10-40℃，反应时间为24-72小时。

优选地，步骤(2)所述的溶剂为乙醇；所述的溶剂挥发和晶体析出的温度为10-40℃，时间为5-20天。

优选地，步骤(3)所述的洗涤分离的温度为低于10℃，使用的溶剂为温度低于10℃的乙醇。

优选地，步骤(3)所述的干燥为真空干燥。

本发明第三方面公开了所述的尼古丁共晶用于电子烟液中的用途。

本发明使用的2,6-二羟基苯甲酸的分子式为c7h6o4，结构式为尼古丁的化学名称为1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷，分子式为c10h14n2，其结构式为

本发明的有益结果：

1、本发明的尼古丁共晶为首次得到。本发明的尼古丁共晶通过将尼古丁固体化并用于电子烟液中，使其烟草香气浓厚、香气柔和，满足感较强。

2、本发明的尼古丁共晶性质稳定容易保存，加入到电子烟液中，解决了游离态烟碱易挥发变质的问题，可明显延长电子烟烟液的保质期。同时在运输、保存、使用等环节不容易泄露。

3、本发明尼古丁共晶比游离态的烟碱的生理满足感更强，同时因为尼古丁形成共晶后，电子烟烟液的ph值降低，减少了对抽吸者喉部的强烈刺激感，从而使喉部更顺滑，适合做高尼古丁含量的烟油。

4、本发明尼古丁共晶中的尼古丁能均匀稳定挥发，可以保持口口的一致性；同时可以降低电子烟烟液的雾化温度。

5、本发明的尼古丁共晶的制备方法工艺简单，得到的尼古丁共晶的产量及纯度较高，成本低廉，适合大规模工业化生产。

附图说明

图1为本发明的尼古丁共晶的分子结构图。

图2为本发明尼古丁共晶的晶胞堆积图。

图3为本发明尼古丁共晶的pxrd图。

图4为本发明尼古丁共晶的红外谱图。

图5为游离烟碱(样品1)和尼古丁共晶(样品2)分别添加到电子烟中逐口烟碱含量的柱状图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当注意，具体实施例仅为本发明优选的实例而已，不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

本发明以尼古丁为原料，2，6-二羟基苯甲酸为配体，通过无溶剂法混合，溶剂挥发法得到尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸共晶。本发明得到的尼古丁共晶添加到电子烟液中可以明显改善游离态烟碱的稳定性、降低刺激性和降低电子烟烟液的雾化温度。

下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明：

实例1尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸共晶的制备

用分析天平称取50mg尼古丁，按等摩尔比称量2，6-二羟基苯甲酸，在小烧杯中混匀，加磁子搅拌悬浮液48h，得到胶状粘液。取20ml乙醇溶解粘液至完全溶解，过滤、室温下静止析晶，15天后烧杯中析出淡黄色透明晶体，洗涤抽滤干燥得到淡黄色块状晶体。

实例2尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸共晶的大量生产(实验室放大)

采用分析天平称取2.83g的2，6-二羟基苯甲酸，溶解于28ml乙醇中，然后加入2.98g的尼古丁升温至50℃搅拌溶解，冷却至室温，放置过夜析晶，抽滤得到大量晶体，然后洗涤、室温下真空干燥得到3.77g透明淡黄色晶体。产率为65％。

实例3尼古丁共晶的晶体结构测定

使用x射线单晶衍射仪对实施例1中制得的淡黄色块状晶体进行测定，其基本结构单元如图1所示。该尼古丁共晶为单斜晶系，如图2所示，空间群为p21，其轴长α＝90°，β＝109.005(3)°，γ＝90°，由图1可以看出一个质子化的尼古丁分子和一个2，6-二羟基苯甲酸通过氢键结合在一起构成尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸晶体的基本结构单元。由于尼古丁的结构有吡啶环和一个吡咯环，吡咯环的n原子和吡啶环上的n原子易质子化，其中吡咯环上的n原子更容易质子化，烟碱容易与h离子结合，所以吡咯环上的n与2，6-二羟基苯甲酸羧基上的h结合，构成氢键。通过结构测定可知，实施例1中制得的晶体为尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸共晶。

实例4尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸共晶的粉末x射线衍射图谱

使用x射线衍射仪对实施例1中制得的淡黄色块状晶体进行检测。所得x射线衍射图谱如图3所示。由图3可以看出该晶体的x射线衍射图谱在衍射角2θ为12.164±0.2°、14.888±0.2°、15.090±0.2°、17.915±0.2°、18.117±0.2°、19.731±0.2°、20.034±0.2°、21.143±0.2°、24.877±0.2°处有特征峰。由图3可以说明实施例1中制得的晶体为尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸共晶。

实例5尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸共晶的红外图谱测定

采用傅里叶红外光谱仪测定实施例1中制得的淡黄色块状晶体得到红外曲线，如图4所示，该晶体的特征峰在3040.71±0.2cm^-1、2952±0.2cm^-1、2384.54±0.2cm^-1、1624.72±0.2cm^-1、1593±0.2cm^-1、1580±0.2cm^-1、1450±0.2cm^-1、1357.82±0.2cm^-1处。由图4可以看出在2000～4000cm^-1的高波数区域，峰数少且简单，主要归属于＝ch(苯环)、-ch3和-oh的伸缩振动。从图4可以看出，该化合物在2952cm^-1处存在弱峰，与指纹区1357.82cm^-1处存在一个强峰，说明该物质中存在-ch3；在3000cm^-1附近有4个弱吸收峰，这是苯环和-ch3的c-h伸缩振动；在1624.72cm^-1、1593cm^-1、1580cm^-1、1450cm^-1处峰代表苯环的骨架振动；在1624.72cm^-1(由于羰基上的o与羟基的h之间形成氢键，使吸收带向低频区方向移动)处芳香羧酸的c＝o伸缩振动，并且2384.54cm^-1处-oh的伸缩振动，是由于尼古丁与2，6-二羟基苯甲酸通过o-h···n氢键作用使得吸收带向低频方向移动。由图4可以说明实施例1中制得的晶体为尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸共晶。

实例6尼古丁共晶添加到电子烟液中的抽吸测评

取尼古丁(游离烟碱)和实施例1中制得的淡黄色块状晶体分别加入到电子烟雾化器中，由专业评吸人员评吸，评价过程方式及结果如下：

表1电子烟液样品及测评结果

将样品添加的电子烟液中，并加入电子烟的雾化器中分别进行抽吸，抽吸容量为55ml，抽吸时长3s，抽吸频率为30s，共抽吸200口，每40口烟气吸附到一张滤片上，用有机溶剂提取，分析每40口中烟碱含量及变化情况。实验结果如图5所示，图中，每一组数据从左到右依次为第一个40口(第1-40口)，第二个40口(第41-80口)，第三个40口(第81-120口)，第四个80口(第121-200口)。根据消费者的实际情况，一般抽吸者一次吸食电子烟的口数不会超过200口。由于受到电子烟液总量的限制，最后电子烟液的烟碱含量会明显降低，故第四次统计最后80口。

作为对照，研究了游离烟碱及烟碱共晶在烟气中的释放情况，电子烟共抽吸200口，从图5中可以看出，样品1(游离烟碱)第二个40口比第一个40口下降15.8％、第三个40口比第二个40口下降8.69％；样品2(实施例1制得的尼古丁共晶)第一个40口、第二个40口和第三个40口并没有表现出较大的烟碱释放差别，而是轻微的递减波动，表现出均匀的释放情况。

上述实验表明，将尼古丁共晶添加到电子烟液中，可以提高烟碱的稳定性，使烟碱可以缓慢稳定的释放；同时感官测评结果表明，添加尼古丁-2，6-二羟基苯甲酸共晶的电子烟液抽吸，烟草香气浓郁，香气柔和，满足感较强，对咽喉部刺激性小，抽吸感舒适。