胡椒酸乙二醇單酯合成的工藝研究

吉惠杰，楊英杰，薛俊禮，楊艷俊，曹雪玲

(吉林化工學院化學與制藥工程學院，吉林吉林132022)

隨著人們生活水平的提高和飲食結構的改變，攝入的脂肪超過機體代謝的需要，過剩的脂肪在體內積累導致肥胖、高血脂、高血壓等疾病狀態，其中:高血脂老年多發，年輕化趨勢凸顯.研究降脂類化合物具有重要意義和開發前景［1］.20世紀70年代人們發現，胡椒(胡椒科)具有明顯降血脂作用，并從該藥材中分離得到12種有明顯的降血脂作用的化合物，經過臨床觀察證明，這12種化合物的混合物有明顯的降血脂作用，高血脂癥的治療總有效率高達93.3%［2］.目前，國內、外對胡椒中有效成分的提取方法研究和藥理實驗報道較多，而對胡椒酸酯類合成的研究比較少.近年來，博·格日勒圖等人對胡椒和胡椒類衍生物及相關藥理做了很多工作［3］，胡椒酸類衍生物的高藥用價值和獨特的療效，吸引學者深入研究與開發.關于胡椒酸酯類(胡椒酸甲酯和胡椒酸乙酯)的合成方法和降血脂作用研究，系統性研究不足［4-5］，該研究成果對胡椒酸乙二醇單酯的合成的規范化工藝設計具有一定價值.

1 實驗部分

1.1 實驗材料

1.1.1 試劑藥品

胡椒酸，本實驗室自制;乙二醇，沈陽市新西試劑廠;甲苯，天津市北方天醫化學試劑廠;乙醚，天津市大茂化學試劑廠;對甲苯磺酸，天津市基準化學試劑有限公司;甲酸，天津市瑞金特化學品有限公司;冰乙酸，天津市大茂化學試劑廠;硫酸，沈陽市新西試劑廠;磷酸，沈陽市新西試劑廠，以上試劑均為分析純.

1.1.2 儀器設備

電子天平BS-600L型，上海精天電子儀器有限公司;電熱鼓風干燥箱CS1013型，重慶實驗設備廠;恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設備有限公司;紅外快速干燥器WS70-1型，上海浦東榮豐科學儀器有限公司;紅外光譜分析儀，美國PE公司FT-IR.

1.2 胡椒酸乙二醇單酯的制備

合成步驟:稱取0.66 g胡椒酸于三口燒瓶中，依次加入甲苯20 mL，3 mL乙二醇和0.1 g對甲基苯磺酸.安裝帶有攪拌器、回流冷凝管及溫度計的反應裝置.用可調溫電爐加熱，緩慢回流5 h.冷卻，將反應液用乙醚萃取3次，合并醚層.安裝蒸餾裝置，蒸除溶劑(乙醚和甲苯)，瓶內物質較黏稠，不易收集，加入5～10 mL無水乙醇在反應瓶中，稍微加熱至溶解，蒸出乙醇得粗產品.粗產品用無水乙醇重結晶提純，紅外干燥箱干燥，得到產品.

在催化劑作用下，胡椒酸與乙二醇反應生成酯.乙二醇在羧酸少的時候只有一個羥基參與反應，所以采用乙二醇大量過量的方法，得到單酯.反應的方程式如下:

2 結果與討論

2.1 單因素實驗

2.1.1 催化劑類型的選擇

稱取等量的原料和溶劑，催化劑分別選用硫酸、磷酸、對甲基苯磺酸、冰乙酸、甲酸，分別加入等摩爾的量，反應時間相同，反應溫度相同，按照1.2步驟進行實驗，得到催化劑與產率的關系，見表1.

表1 催化劑選擇對胡椒酸乙二醇單酯產率的影響

由表1可知，對甲苯磺酸作為催化劑，胡椒酸乙二醇單酯產率最高.硫酸、磷酸、冰乙酸和甲酸是實驗室中酯合成的常用催化劑，硫酸的催化效果次之.冰乙酸和磷酸幾乎不反應，甲酸可能反應較少.

2.1.2 催化劑劑量的確定

稱取等量的原料和溶劑，分別加入不同量的對甲苯磺酸，反應時間相同，反應溫度相同，按照1.2步驟進行實驗.得到催化劑用量與產率的關系，見表2.

表2 催化劑用量對胡椒酸乙二醇單酯產率的影響

由表2可知，對甲苯磺酸的量在0.1 g時，催化效果最好.

2.1.3 反應時間的確定

稱取等量的原料、催化劑和溶劑，反應時間不同，反應溫度相同，按照1.2步驟進行實驗.得到反應時間與產率的關系，見表3.

表3 反應時間對胡椒酸乙二醇單酯產率的影響

由表3可知，隨著反應時間的增加，生成胡椒酸乙二醇單酯的量也逐漸增加，增加到一定程度時，生成胡椒酸乙二醇單酯的量變化的比較小，綜合考慮，反應時間為5 h.

2.1.4 反應溫度的確定

稱取等量的原料、催化劑和溶劑，反應時間相同，反應溫度不同，按照1.2步驟進行實驗.得到反應溫度與產率的關系，見表4.

表4 反應溫度對胡椒酸乙二醇單酯產率的影響

由表4可知，隨著反應溫度的升高，生成胡椒酸乙二醇單酯的量也增加，乙二醇的沸點是198℃，溫度過高易水解，溫度控制在126～132℃的反應效果好.

2.2 胡椒酸乙二醇單酯紅外光譜

胡椒酸乙二醇單酯的FTIR譜圖，見圖1.

圖1 胡椒酸乙二醇單酯的紅外光譜圖

170 5.4 cm－1(C=O 吸收峰)，1 619.0 cm－1(共軛雙鍵吸收峰)，1 455.7 cm－1(—CH2吸收峰)，3 417.2 cm－1(—OH 吸收峰).符合胡椒酸乙二醇單酯的結構特征［6］.

3 結 論

胡椒酸乙二醇單酯是胡椒酸的衍生物，有降血脂的作用，化學合成有重要意義.實驗合成的胡椒酸乙二醇單酯為棕黃色蠟狀粘稠固體，與文獻相符.選擇對甲苯磺酸為催化劑，當催化劑用量0.1 g，回流反應時間5 h，反應溫度126～132℃時，合成工藝條件較佳，胡椒酸乙二醇單酯的收率達到60%以上.

［1］ 沃興德，崔小強，唐力華.姜黃素對食餌性高血脂癥大鼠血漿脂蛋白代謝相關酶活性的影響［J］.中國動脈硬化雜志，2003，11(3):223-226.

［2］ 劉鳳琴，徐英杰.格根欽治療高血脂癥療效初步觀察［J］.中國藥理與臨床，1991，7(5):40-41.

［3］ 吳勇，博·格日勒圖.兩種胡椒酸酯的合成及降血脂作用的研究［J］.中國名族醫藥雜志，2004，4(2):23-24.

［4］ 寶貴榮，博·格日勒圖，娜日蘇，等.胡椒酸丁二醇單酯的合成及其降血脂作用研究［J］.內蒙古大學學報:自然科學版，2009，1(1):52-55.

［5］ 寶貴榮，領小，博·格日勒圖，等.胡椒酸丁二醇單酯與牛血清白蛋白相互作用的研究［J］.分析試驗室，2012，3(3):7-10.

［6］ 向建南，陳超越，劉志常，等.異維A酸衍生物合成與結構表征［J］.湖南大學學報:自然科學版，2004，31(4):6-10.