改质姜黄素的制作方法

本发明有关于一种姜黄素，特别是指一种与含碳碳双键的其他单体具有良好反应性的改质姜黄素。

背景技术：

姜黄素(curcumin)为一种天然的黄色色素，因其着色效果佳且不易褪色，目前已广泛地用来作为食物的着色剂以及染料。

为了提高姜黄素的应用性，例如提高姜黄素与其他具有碳碳双键物质之间的反应性，若能够使姜黄素的结构末端具有可反应性官能基，势必就能提高姜黄素与其他物质之间的结合稳定性，进而使姜黄素能应用于各种需要染色的相关领域。

技术实现要素：

为达成前揭目的，本发明提供一种改质姜黄素，其结构末端具有碳碳双键(c＝c)结构，因此能够与其他具有碳碳双键的化合物稳定地结合。

本发明所提供的改质姜黄素，具有下列化学式1所示结构：

[化学式1]

在化学式1中，r¹为n为1至20的整数，r²为氢或r³为氢或甲基。

其中，所述改质姜黄素由姜黄素以及(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯类单体进行反应而得。

其中，所述改质姜黄素由姜黄素、催化剂以及(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯类单体进行反应而得。

其中，用于进行反应之(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯类单体中的烷基系为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基或二十烷基。

其中，用于进行反应的(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯类单体为甲基丙烯酸异氰基乙酯或丙烯酸异氰基乙酯。

其中，用于进行反应的催化剂可为胺类催化剂或金属催化剂。

其中，用于进行反应的催化剂为1,4－二氮杂二环[2.2.2]辛烷。

由于本发明的改质姜黄素的结构末端(单边或双边)具有碳碳双键，因此能够与同样具有碳碳双键的其他物质具有良好的反应性，从而提高姜黄素与其他物质之间的结合稳定性，使姜黄素能够广泛地应用于各种需要染色的相关领域。

附图说明

图1为制备例1制得的改质姜黄素的层析图。

图2为制备例2制得的改质姜黄素的层析图。

图3为未改质姜黄素的层析图。

具体实施方式

本发明提供一种改质姜黄素，其具有下列化学式1所示结构：

[化学式1]

上揭化学式1中，r¹为n为1至20的整数，r²为氢或r³为氢或甲基。

依据本发明一实施例，本发明的改质姜黄素可借由下列制备方法所制得：

(a)将姜黄素、催化剂及溶剂混合并加热，使姜黄素充分溶解而形成一第一混合物；

(b)将包含有具有反应官能基的单体以及溶剂的一第二混合物缓慢地加入步骤(a)的第一混合物中并加热至反应温度，而形成一反应物；以及

(c)将步骤(b)的的反应物降温至室温后，依序经过移除溶剂、萃取以及再结晶等程序，以获得改质姜黄素。

需特别说明的是，前述实施例的制备方法的步骤(a)中的催化剂仅是用于加快反应速率，因此，可选择性地使用或不使用催化剂。

前述制备方法的步骤(a)中的「催化剂」用于活化姜黄素结构的羟基(oh)，其可为胺类催化剂或金属催化剂。胺类催化剂的例子为(但不限于)1,4－二氮杂二环[2.2.2]辛烷、三乙胺、四甲基乙二胺、2,2－二吗啉基二乙基醚；金属催化剂的例子为(但不限于)二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、乙酰丙酮锌、羧酸铋、异辛酸铋、异辛酸锌、甲基磺酸铋、环烷酸锌、钛酸四丁酯、辛酸钴、辛酸铁、辛酸铅、辛酸钾。于本发明一实施例中系使用1,4－二氮杂二环[2.2.2]辛烷。

前述制备方法的步骤(a)中的加热温度为能够让姜黄素充分溶解之温度，其可为50℃～55℃，于本发明一实施例中为50℃。

前述制备方法的步骤(a)、(b)中所述「溶剂」为无水有机溶剂，用于溶解姜黄素与具有反应官能基的单体，其可为(但不限于)无水四氢呋喃(thf)、无水二甲基亚砜(dmso)、无水二甲基甲酰胺(dmf)、无水二甲基乙酰胺(dmac)、无水二氯甲烷(dichloromethane)、无水氯仿(chloroform)、无水乙腈(acetonitrile)及前述之组合。于本发明一实施例中使用无水四氢呋喃。

前述制备方法的步骤(b)中所述的「具有反应官能基的单体」为具有碳碳双键结构的单体，较佳为(但不限于)具有nco官能基的(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯类单体。

前述「(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯类单体」中的烷基可包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基或二十烷基，如中国专利cn103450243b说明书中所载。于本发明一实施例中，系使用甲基丙烯酸异氰基乙酯(2-isocyanatoethylmethacrylate)。

需特别说明的是，本文中提及之「(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯类单体」系指「甲基丙烯酸异氰基烷基酯类单体」以及「丙烯酸异氰基烷基酯类单体」。

前述制备方法的步骤(b)中之加热温度为能够使姜黄素和具有反应官能基的单体进行反应的温度，其可为70℃～75℃，于本发明一实施例中为70℃。

前述制备方法的步骤(c)中之萃取系可使用乙酸乙酯和水予以完成；再结晶则可使用丙酮和正己烷予以完成。

前述制备方法中，姜黄素与具有反应官能基之单体的莫耳数比范围为1：1.1～1：2.2。

以下，通过具体实施例更详细地说明本发明的内容。然而，该等实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

制备改质姜黄素的反应简式如下所示：

在说明实施例之前，申请人欲先陈明的是，由于姜黄素本身具有两端都能够进行反应的官能基(oh基)，因此制备反应简式中同时显示当姜黄素仅单边oh基进行反应时所得的改质姜黄素的结构，以及当姜黄素双边oh基都进行反应时所得之改质姜黄素的结构。

制备例1

在氮气环境下，将1g的姜黄素与0.01g的1,4－二氮杂二环[2.2.2]辛烷加入圆底瓶中，之后加入30ml的无水四氢呋喃(thf)，加热至50℃并维持30分钟以充分溶解姜黄素及催化剂。其后，将0.84ml甲基丙烯酸异氰基乙酯与20ml无水四氢呋喃的混合液缓慢地滴入圆底瓶内，之后升温至70℃反应24小时。待反应完成后降温至室温，先使用减压浓缩机移除四氢呋喃后，再使用乙酸乙酯和水进行萃取，最后再使用丙酮和正己烷进行再结晶，最终获得改质姜黄素。

制备例1所制得之改质姜黄素的层析图(高效能液相层析仪检测，型号hplc1260，agilenttechnologies供售)如图1所示。

此外，制备例1的改质姜黄素的¹h-nmr分析结果如下：

¹h-nmr(400mhz,cdcl3)：δ2.00(s,6h),3.61-3.65(q,4h),3.91(s,6h),4.32-4.35(t,4h),5.43-5.45(t,2h),5.65(s,2h),5.87(s,1h),6.18(s,2h),6.56-6.60(d,2h),7.13-7.20(m,6h),7.62-7.65(d,2h)。

由图1及未改质姜黄素的层析图(图3)相比，以及上揭¹h-nmr的分析结果可证实制备例1所得的改质姜黄素，其双边结构末端均具有碳碳双键。

制备例2

大致上依制备例1相同的方式制备改质姜黄素，除了将甲基丙烯酸异氰基乙酯的使用量改为0.42ml，其余步骤均与制备例1相同，以获得改质姜黄素。

制备例2所制得的改质姜黄素的层析图(高效能液相层析仪检测，型号hplc1260，agilenttechnologies供售)如图2所示。

由图2及未改质姜黄素的层析图(图3)以及制备例1的双边结构末端均具有碳碳双键的改质姜黄素的层析图(图1)相比，可证实制备例2所得的改质姜黄素同时存在有未改质姜黄素、单边结构末端具有碳碳双键的改质姜黄素、以及双边结构末端均具有碳碳双键的改质姜黄素。

另外，当将(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯类单体由甲基丙烯酸异氰基乙酯替换成碳数1至20中的其他(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯类单体时(亦即烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基或二十烷基)，亦可获得化学式1所示结构的改质姜黄素。如下例所示。

制备例3

大致上依制备例1相同的方式制备改质姜黄素，除了将甲基丙烯酸异氰基乙酯替换成丙烯酸异氰基乙酯，且使用量为0.76ml，其余步骤均与制备例1相同，以获得改质姜黄素。

由制备例3获得的改质姜黄素的¹h-nmr分析结果如下：

¹h-nmr(400mhz,cdcl3)：δ3.59-3.60(q,4h),3.89(s,6h),4.31-4.34(t,4h),5.44-5.47(t,2h),5.85(s,1h),5.88-5.91(dd,2h),6.13-6.20(dd,2h),6.44-6.49(dd,2h),6.53-5.58(d,2h),7.11-7.18(m,6h),7.59-7.63(d,2h)。

从上述分析结果可知，使用丙烯酸异氰基乙酯也能够获得化学式1所示的改质姜黄素。

由以上制备例可证实，甲基丙烯酸异氰基烷基酯类单体以及丙烯酸异氰基烷基酯类单体均能够用来制备本发明的改质姜黄素。

由于本发明的改质姜黄素的结构末端(单边或双边)具有碳碳双键，因此能够与同样具有碳碳双键的其他物质具有良好的反应性，从而提高姜黄素与其他物质之间的结合稳定性，使姜黄素能够广泛地应用于各种需要染色的相关领域。前述具有碳碳双键的其他物质例如(但不限于)二甲基丙烯酸乙二醇酯(ethyleneglycoldimethacrylate,egdma)、甲基丙烯酸(methacrylicacid,ma)、甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate,mma)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(2-hydroxyethylmethacrylate,hema)、n－乙烯基吡咯烷酮(n-vinyl-2-pyrrolidone,nvp)等。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。