本发明涉及食品添加剂技术领域，尤其涉及一种食品添加剂辣椒素的制备方法。
背景技术：
辣椒素是辣椒的活性成分，它对哺乳动物包括人类都有刺激性并可在口腔中产生灼烧感，其被用作食品添加剂来增加食品辛辣程度，也应用在防暴装备胡椒喷雾中，还可用于杀虫，包括昆虫和其他动物。纯辣椒素是一种斥水亲脂、无色无嗅的结晶或蜡状化合物。目前市售的辣椒素的主要来源为辣椒植提物，该产品为不同烃基尾链的脂肪酸与香兰素胺所成的酰胺类有机碱混合物。其总碱含量低，生产成本高，资源利用率低，溶剂损耗大，加工设备要求高，固体废弃物多，且产能不足，不能满足市场需求。化学合成法有经济高效高产高纯度的特点，化学合成的辣椒素可以极好的弥补市场的需求，研发优化高效绿色合成辣椒素的方法迫在眉睫。目前，合成辣椒素的方法是由香兰素胺盐酸盐与正壬酰氯反应制备辣椒素，而香兰素胺盐酸盐需要用香兰素和盐酸羟氨反应成肟，再用金属催化剂和氢气还原制备。现有的制备工艺存在如下问题：1)香兰素胺盐酸盐的制备需要耗费盐酸羟氨，从而产生大量的含氮三废，对环境造成危害；2)以香兰素胺盐酸盐和正壬酰氯制备辣椒素的过程中，要先用碱中和络合的盐酸，再进行酰胺化反应，这导致产物辣椒素中含有一定量的氯化钠，由于产物辣椒素辣度非常高，微量残留就极具刺激性，因此，除盐所产生的废水极难处理，不符合绿色环保的理念。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种辣椒素的制备方法，该技术方法中报道了新型催化剂mhz004的制备方法，该催化剂可以选择性氢化肟得到对应的仲胺或者酰胺。以正壬酰胺与香兰素反应，形成肟中间体，在mh004的催化下发生氢化反应，可实现一锅法由香兰素制备辣椒素。
以原位法配位制备金催化剂mhz004，并使用mhz004、香兰素和正壬酰胺在氢气氛围下一锅法制备辣椒素。
一种食品添加剂辣椒素的制备方法，反应方程式如下：
制备方法包括以下步骤：
(1)在反应器中按照摩尔比1:1-10加入环己醇和n-甲基吗啉，在79-81℃下搅拌反应1-1.3小时，得甲烯基环己烷的n-甲基吗啉溶液，将该溶液冷却至室温，加入三分之一环己醇摩尔量的无水硫酸镁，充分干燥后过滤，滤液按照与环己醇摩尔比2:1-1.05:1-1.05加入氯化钯和dmf，室温反应1.9-2.1小时，79-81℃反应1.9-2.1小时，趁热直接将反应液滴加到100-200倍n-甲基吗啉摩尔量的-20至-22℃的正己烷中，有棕色固体析出，过滤，用正己烷重结晶，得黄色固体，为mhz004，在-0.1至-0.2mpa、室温条件下减压干燥，备用；
(2)将香兰素、正壬酰胺、步骤(1)制备的mhz004按照摩尔比100-102:100-102:1加入氢化反应釜，加入香兰素20-50倍摩尔量的乙醇，用氮气置换后，加热至89-91℃反应1-1.2小时；降温至50-60℃，用氢气置换，在氢气压力10-20公斤的条件下，升温至89-91℃反应1.8-2.2小时，降温至室温；
(3)将步骤(2)反应液经硅藻土过滤后，减压蒸干，升温至64-66℃，得产品熔体，放料称重后避光避尘固化即得辣椒素。
上述步骤(1)中制备的mhz004中由于会存在mhz004单体和寡聚物，因而颜色不稳定不均一，其催化效果不受影响。
上述步骤(2)中氮气和氢气置换时，要保证无氧状态。原位制备中间体的过程中，温度或者时间不够都会导致产物收率降低。
上述步骤(3)中减压蒸干时可以回收乙醇，继续套用至下一批生产中。硅藻土可多次使用，之后富集回收重生钯催化剂。
本发明具有的有益效果是：
1.本发明中所涉及的合成辣椒素的方法为一锅法，该方法将现有的两步合成工艺改进为一步合成，生产效率大幅度提高。
2.本发明中所涉及的新型催化剂mhz004为高效催化剂，用量1％mol即可有效催化反应，且可以回收重生，降低了催化剂的成本。
3.本发明所涉及的方法原料利用率高，三废少，符合绿色化学的发展趋势。
4.本发明所涉及方法制备的辣椒素杂质少，纯度高，以本发明所涉及方法在gmp车间制备出的辣椒素可达到食品级辣椒素的标准。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到8.6kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得332gmhz004，收率90％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和920g乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至30℃，用氢气置换，在氢气压力10公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素278.4g，收率95％，hplc纯度99.2％。
实施例2
将114g环己醇与1010gn-甲基吗啉加入2000ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于2000ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到86kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得340gmhz004，收率92％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和920g乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至40℃，用氢气置换，在氢气压力10公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素269.5g，收率92％，hplc纯度98.8％。
实施例3
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到17.2kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得340gmhz004，收率92％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和920g乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至50℃，用氢气置换，在氢气压力10公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素263.7g，收率90％，hplc纯度98.9％。
实施例4
将114g环己醇与505gn-甲基吗啉加入1000ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于1000ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到60kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得345gmhz004，收率93.5％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和920g乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至20℃，用氢气置换，在氢气压力10公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素281.3g，收率96％，hplc纯度98.8％。
实施例5
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到8.6kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得332gmhz004，收率90％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和2.3kg乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至35℃，用氢气置换，在氢气压力10公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素266.6g，收率91％，hplc纯度98.7％。
实施例6
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到8.6kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得332gmhz004，收率90％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和1.5kg乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至25℃，用氢气置换，在氢气压力10公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素275.4g，收率94％，hplc纯度98.9％。
实施例7
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到8.6kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得332gmhz004，收率90％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和920g乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至10℃，用氢气置换，在氢气压力10公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素278.4g，收率95％，hplc纯度99％。
实施例8
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到8.6kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得332gmhz004，收率90％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和2kg乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至0℃，用氢气置换，在氢气压力10公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素281g，收率96％，hplc纯度98.8％。
实施例9
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到8.6kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得332gmhz004，收率90％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和1.9kg乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至40℃，用氢气置换，在氢气压力10公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素266.6g，收率91％，hplc纯度98.6％。
实施例10
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到8.6kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得332gmhz004，收率90％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和920g乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至30℃，用氢气置换，在氢气压力20公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素278.4g，收率95％，hplc纯度98.9％。
实施例11
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到8.6kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得332gmhz004，收率90％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和920g乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至50℃，用氢气置换，在氢气压力15公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素278.4g，收率95％，hplc纯度98.5％。
实施例12
将114g环己醇与101gn-甲基吗啉加入500ml烧瓶中，加热至80℃反应1h。将该反应液冷却至室温，加入40g无水硫酸镁，搅拌30分钟，过滤，滤液置于500ml烧瓶中，加入88g氯化钯，36.5gdmf，室温搅拌2小时，80℃反应2小时后，趁热直接滴加到8.6kg的-20℃的正己烷中，过滤，用正己烷重结晶，得332gmhz004，收率90％。在-0.1mpa、室温条件下减压干燥，备用。
将152g香兰素，157g正壬酰胺和3.69gmhz004和920g乙醇加入5l氢化反应釜，将釜内空气用氮气置换5次，加热至90℃反应1小时；降温至55℃，用氢气置换，在氢气压力18公斤的条件下，升温至90℃反应2小时，降温至室温泄压。反应液经硅藻土过滤后，在40℃，-0.1mpa条件下减压回收乙醇。所得产品升温至65℃熔融，倒入表面皿中于干燥器中固化。得白色块状辣椒素275g，收率94％，hplc纯度99.1％。
上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。