一种丙烯醛-丙氨酸加合物及其制备方法与应用

本发明属于有机化合物合成技术领域，特别涉及一种丙烯醛-丙氨酸加合物及其制备方法与应用。

背景技术：

丙烯醛是α，β-不饱和羰基结构中最活泼的醛，广泛存在于环境和热加工食品中，同时也可以由内源代谢产生。研究表明，丙烯醛极易与生物体中亲核大分子发生反应，干扰dna复制和转录，导致蛋白质交联，并最终引发各种疾病(小鼠和大鼠的ld50为30和50mg/kg体重)。此外，它还可以降低细胞内谷胱甘肽(gsh)的水平，并干扰细胞信号通路，使丙烯醛的安全问题引起广泛关注。

研究发现，食品(如马铃薯)在油炸后，油炸薯片中的丙烯醛含量远远低于(2～3个数量级)油炸油和马铃薯中丙烯醛之和，而消化后人体内却检测到远高于(200多倍)薯片的丙烯醛含量，这极有可能因为油炸过程中丙烯醛与食品成分发生反应，掩盖了食品中丙烯醛的实际暴露水平，可能产生食品安全隐患。

另外，由于食品中化合物繁多，分离难度大，食品中含有的化合物种类繁多、含量不一，若要单一研究某一种有机物质，在没有标准品的条件下，直接对食品进行提取分离是耗时低效的。如何获得高产率、高纯度，并作为检测食品中丙烯醛反应产物的标准物的加合物，这有待进一步研究。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种丙烯醛-丙氨酸加合物及其制备方法。本发明的方法简单，所获得产物产率高，纯度高。

本发明的另一目的在于提供上述丙烯醛-丙氨酸加合物的应用。所述丙烯醛-丙氨酸加合物在食品检测领域的应用，用作检测食品中丙烯醛反应产物的标准物，以便更快速分析食品中丙烯醛加成物的性能及含量。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种丙烯醛-丙氨酸加合物的制备方法，包括以下步骤：在水中，将丙烯醛与丙氨酸进行恒温加热反应，后续处理，获得丙烯醛-丙氨酸加合物。

所述丙烯醛与丙氨酸的摩尔比为1∶(1～3)。

所述加热反应的温度为20～60℃，优选为45～55℃；加热反应的时间为3～12h，优选为4～6h。

所述反应在搅拌的条件下进行。搅拌的转速为100～200rpm。

所述丙烯醛与水的用量比为(1～3)mmol∶(1～50)ml。

所述后续处理是指将反应后的体系浓缩，滤膜过滤，反相硅胶层析法进行纯化，获得纯化后的产物。所述滤膜为0.45μm滤膜；所述浓缩为减压浓缩。

所述反相硅胶层析法具体：选用反相硅胶ods树脂，上样，5％甲醇水溶液洗脱，通过2，4-二硝基苯肼溶液显色法收集目标加合物，再由高效液相检测法检验纯度，收集洗脱液，冷冻干燥，得到纯化后样品。所述冷冻干燥的条件优选为-70～-40℃，1～100pa。

根据高效液相检测结果以及核磁共振图谱结果可知，本发明方法制备得到的加合物的纯度高达99％，其中高效液相色谱图各个显示波长下(200～400nm)的目标单峰的峰纯度高达99％。

所述hplc法测定的条件为：色谱柱zorbaxsb-aqc18(4.6mm×250mm，5μm)，流动相a为纯水，流动相b为甲醇；色谱条件为：检测波长220nm，流速0.6ml/min，柱温40℃，进样量2μl；流动相a体积分数为95％，流动相b的体积分数为5％等梯度洗脱25min。

在该检测方法下，目标物的保留时间为5.926min，呈现可重复、分离度高、尖锐无拖尾的良好峰型。

丙烯醛-丙氨酸加合物其分子式为：c9h13o3n，分子量：183，结构式：

原理：两丙烯醛的烯键先通过迈克尔加成反应连接到一氨基酸的氮原子上，继而两游离的醛基发生羟醛缩合反应，生成羟醛，在受热条件下，羟醛进一步脱水生成α，β-不饱和醛。

所述丙烯醛-丙氨酸加合物在食品检测领域的应用，用作检测食品中丙烯醛反应产物的标准物，以便更快速分析食品中丙烯醛加成物的性能及含量。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

本发明提供了一种丙烯醛-丙氨酸加合物的制备方法，产率高，制备得到的加合物的纯度高达99％，其中高效液相色谱图各个显示波长下(200～400nm)的目标单峰的峰纯度高达99％，可利用其作为标准物检测食品中的加合物。

附图说明

图1为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的一级质谱图(正离子模式)；

图2为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的一级质谱图(负离子模式)；

图3为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的二级质谱图(正离子模式)；

图4为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的二级质谱图(负离子模式)；

图5为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的高分辨质谱图(负离子模式)；

图6为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的¹³cnmr核磁谱图；

图7为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的dept-135核磁谱图；

图8为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的¹hnmr核磁谱图；

图9为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的高效液相色谱图；

图10为实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的紫外光谱图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种丙烯醛-丙氨酸加合物的制备方法，包括以下步骤：在水中，将丙烯醛与丙氨酸按照摩尔比为1∶2进行避光加热反应(50℃反应5h，转速130rpm)，减压浓缩1～2ml，过0.45μm滤膜后，得到滤液，用反相硅胶层析法进行纯化，获得丙烯醛-丙氨酸加合物，产率为87％。

反相硅胶层析法：选用反相硅胶ods树脂250ml，层析柱规格为30×500mm，平衡色谱柱后，将蒸发浓缩后样品，过0.45μm滤膜后上样，以5％甲醇水溶液作为洗脱液，流速(1ml/min)等度洗脱，通过2，4-二硝基苯肼溶液显色法确定加合物存在，收集目标加合物，冷冻干燥后得到高纯的目标加合物约为50mg，冷冻干燥条件为-70～-40℃，1～100pa，48h；并用高效液相色谱法(hplc法)检测纯度。

本实施例制备的丙烯醛-丙氨酸加合物的表征图如图1～10所示。图1为一级质谱图(正离子模式)；图2为一级质谱图(负离子模式)；图3为二级质谱图(正离子模式)；图4为二级质谱图(负离子模式)；图5为高分辨质谱图(负离子模式)；图6为¹³cnmr核磁谱图；图7为dept-135核磁谱图；图8为¹hnmr核磁谱图；图9为高效液相色谱图；图10为紫外光谱图；表1为核磁数据表和二级质谱解析。根据图1～图10的高效液相检测结果以及核磁共振图谱结果可知，本发明方法制备得到的加合物的纯度高达99％，其中高效液相色谱图各个显示波长下(200～400nm)的目标单峰的峰纯度高达99％。且在该检测方法下，目标物的保留时间为5.926min，呈现可重复、分离度高、尖锐无拖尾的良好峰型。

表1实施例1的加合物的核磁数据和二级质谱分析结构

实施例2

一种丙烯醛-丙氨酸加合物的制备方法，包括以下步骤：在水中，将丙烯醛与丙氨酸按照摩尔比为1∶1进行避光加热反应(45℃反应5h，转速130r/min)，减压浓缩1～2ml，过0.45μm滤膜后，得到滤液，用反相硅胶层析法进行纯化，获得丙烯醛-丙氨酸加合物，其产率为80％，纯度为95％。

实施例3

一种丙烯醛-丙氨酸加合物的制备方法，包括以下步骤：在水中，将丙烯醛与丙氨酸按照摩尔比为1∶3进行避光加热反应(60℃反应5h，转速130rpm)，减压浓缩1～2ml，过0.45μm滤膜后，得到滤液，用反相硅胶层析法进行纯化，获得丙烯醛-丙氨酸加合物，其产率为89％，纯度为92％。

对比例1(反应时间太长或太短)

一种丙烯醛-丙氨酸加合物的制备方法，包括以下步骤：在水中，将丙烯醛与丙氨酸按照摩尔比为1∶2进行避光加热反应(50℃下分别反应1h、8h，转速130r/min)，减压浓缩1～2ml，过0.45μm滤膜后，得到滤液，用反相硅胶层析法进行纯化，获得丙烯醛-丙氨酸加合物，产率为分别为25％，52％、纯度均低于55％。

对比例2(丙氨酸过量)

一种丙烯醛-丙氨酸加合物的制备方法，包括以下步骤：在水中，将丙烯醛与丙氨酸按照摩尔比为1∶5在60℃反应5h，转速130r/min)，减压浓缩1～2ml，过0.45μm滤膜后，得到滤液，用反相硅胶层析法进行纯化，获得丙烯醛-丙氨酸加合物，其产率为88％，纯度为50％。

对比例3(反应温度过高)

一种丙烯醛-丙氨酸加合物的制备方法，包括以下步骤：在水中，将丙烯醛与丙氨酸按照摩尔比为1∶2进行避光加热反应(70℃反应8h，转速130r/min)，减压浓缩1～2ml，过0.45μm滤膜后，得到滤液，用反相硅胶层析法进行纯化，获得丙烯醛-丙氨酸加合物，其产率为80％，纯度为65％。

应用实施例

将实施例1制备的丙烯醛-丙氨酸加合物作为标准物检测分析油炸马铃薯中丙烯醛反应产物。

应用例1

s0.原料获取：

制备薯片：新鲜土豆→洗净、去皮→切成1.5mm土豆片→用去离子水清洗三次，洗净表面淀粉→花生油油炸(165℃，5min)→沥干→干燥条件下密封保存。

s1.加合物提取：

取适量薯片正己烷去油，连续三次添加正己烷没过薯片(放置于通风橱30min/次，3次)，期间不时搅拌，待正己烷挥干后称取1g样品，依次加入10ml50％甲醇/水提取(三次，10min/次)后10000r/min离心30min，取上清液旋干，加6ml50％甲醇/水复溶，过0.22μm有机滤膜。

s2.hplc-ms/ms检测加合物含量

采用mrm正离子模式，选用离子对分别是：184.1/74.1(定量离子对)；184.1/138.1(碰撞能量21ev)；184.1/102.1(碰撞能量20ev)，流动相：a相/b相：水/乙腈(含0.1％甲酸)，洗脱程序：流速为0.5ml/min；0-2min，2％b-100％b；2-8min，100％b-100％b；8-8.01min，100％b-2％b；8.01-18min，2％b，最终测得该薯片中加合物含量为81.6±4.24μg/kg。

应用例2

s0.原料获取：

从当地超市购买薯片(本高沙屋)

s1.加合物提取：

取适量薯片正己烷去油，连续三次添加正己烷没过薯片(放置于通风橱30min/次，3次)，期间不时搅拌，待正己烷挥干后称取1g样品，依次加入10ml50％甲醇/水提取(三次，10min/次)后10000r/min离心30min，取上清液旋干，加6ml50％甲醇/水复溶，过0.22μm有机滤膜。

s2.hplc_ms/ms检测加合物含量

采用mrm正离子模式，选用离子对分别是：184.1/74.1(定量离子对)；184.1/138.1(碰撞能量21ev)；184.1/102.1(碰撞能量20ev)，流动相：a相/b相：水/乙腈(含0.1％甲酸)，洗脱程序：流速为0.5ml/min；0-2min，2％b-100％b；2-8min，100％b-100％b；8-8.01min，100％b-2％b；8.01-18min，2％b。以加合物的浓度为x轴，加合物离子的峰面积为y轴，制得标准曲线为y＝5.14e+003x+29.2(r²＝0.9999)。最终测得该薯片中加合物含量为23.72±0.40μg/kg。最终测得该薯片中加合物含量为26.5±0.38μg/kg。

mrm模式是一种通过两级离子选择，可排除大量干扰离子的高灵敏度定量分析方法。通过三重四级杆质谱原理，一重四极杆检测到特异性的母离子，二重四极杆选择该特定的母离子进行碰撞，若在标准品和样品中均能得出特定离子对，便可通过特定离子对的信号强度对物质进行定量分析。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。