胡椒酸乙二醇单酯合成的工艺研究

吉惠杰，杨英杰，薛俊礼，杨艳俊，曹雪玲

(吉林化工学院化学与制药工程学院，吉林吉林132022)

随着人们生活水平的提高和饮食结构的改变，摄入的脂肪超过机体代谢的需要，过剩的脂肪在体内积累导致肥胖、高血脂、高血压等疾病状态，其中:高血脂老年多发，年轻化趋势凸显.研究降脂类化合物具有重要意义和开发前景［1］.20世纪70年代人们发现，胡椒(胡椒科)具有明显降血脂作用，并从该药材中分离得到12种有明显的降血脂作用的化合物，经过临床观察证明，这12种化合物的混合物有明显的降血脂作用，高血脂症的治疗总有效率高达93.3%［2］.目前，国内、外对胡椒中有效成分的提取方法研究和药理实验报道较多，而对胡椒酸酯类合成的研究比较少.近年来，博·格日勒图等人对胡椒和胡椒类衍生物及相关药理做了很多工作［3］，胡椒酸类衍生物的高药用价值和独特的疗效，吸引学者深入研究与开发.关于胡椒酸酯类(胡椒酸甲酯和胡椒酸乙酯)的合成方法和降血脂作用研究，系统性研究不足［4-5］，该研究成果对胡椒酸乙二醇单酯的合成的规范化工艺设计具有一定价值.

1 实验部分

1.1 实验材料

1.1.1 试剂药品

胡椒酸，本实验室自制;乙二醇，沈阳市新西试剂厂;甲苯，天津市北方天医化学试剂厂;乙醚，天津市大茂化学试剂厂;对甲苯磺酸，天津市基准化学试剂有限公司;甲酸，天津市瑞金特化学品有限公司;冰乙酸，天津市大茂化学试剂厂;硫酸，沈阳市新西试剂厂;磷酸，沈阳市新西试剂厂，以上试剂均为分析纯.

1.1.2 仪器设备

电子天平BS-600L型，上海精天电子仪器有限公司;电热鼓风干燥箱CS1013型，重庆实验设备厂;恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司;红外快速干燥器WS70-1型，上海浦东荣丰科学仪器有限公司;红外光谱分析仪，美国PE公司FT-IR.

1.2 胡椒酸乙二醇单酯的制备

合成步骤:称取0.66 g胡椒酸于三口烧瓶中，依次加入甲苯20 mL，3 mL乙二醇和0.1 g对甲基苯磺酸.安装带有搅拌器、回流冷凝管及温度计的反应装置.用可调温电炉加热，缓慢回流5 h.冷却，将反应液用乙醚萃取3次，合并醚层.安装蒸馏装置，蒸除溶剂(乙醚和甲苯)，瓶内物质较黏稠，不易收集，加入5～10 mL无水乙醇在反应瓶中，稍微加热至溶解，蒸出乙醇得粗产品.粗产品用无水乙醇重结晶提纯，红外干燥箱干燥，得到产品.

在催化剂作用下，胡椒酸与乙二醇反应生成酯.乙二醇在羧酸少的时候只有一个羟基参与反应，所以采用乙二醇大量过量的方法，得到单酯.反应的方程式如下:

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 催化剂类型的选择

称取等量的原料和溶剂，催化剂分别选用硫酸、磷酸、对甲基苯磺酸、冰乙酸、甲酸，分别加入等摩尔的量，反应时间相同，反应温度相同，按照1.2步骤进行实验，得到催化剂与产率的关系，见表1.

表1 催化剂选择对胡椒酸乙二醇单酯产率的影响

由表1可知，对甲苯磺酸作为催化剂，胡椒酸乙二醇单酯产率最高.硫酸、磷酸、冰乙酸和甲酸是实验室中酯合成的常用催化剂，硫酸的催化效果次之.冰乙酸和磷酸几乎不反应，甲酸可能反应较少.

2.1.2 催化剂剂量的确定

称取等量的原料和溶剂，分别加入不同量的对甲苯磺酸，反应时间相同，反应温度相同，按照1.2步骤进行实验.得到催化剂用量与产率的关系，见表2.

表2 催化剂用量对胡椒酸乙二醇单酯产率的影响

由表2可知，对甲苯磺酸的量在0.1 g时，催化效果最好.

2.1.3 反应时间的确定

称取等量的原料、催化剂和溶剂，反应时间不同，反应温度相同，按照1.2步骤进行实验.得到反应时间与产率的关系，见表3.

表3 反应时间对胡椒酸乙二醇单酯产率的影响

由表3可知，随着反应时间的增加，生成胡椒酸乙二醇单酯的量也逐渐增加，增加到一定程度时，生成胡椒酸乙二醇单酯的量变化的比较小，综合考虑，反应时间为5 h.

2.1.4 反应温度的确定

称取等量的原料、催化剂和溶剂，反应时间相同，反应温度不同，按照1.2步骤进行实验.得到反应温度与产率的关系，见表4.

表4 反应温度对胡椒酸乙二醇单酯产率的影响

由表4可知，随着反应温度的升高，生成胡椒酸乙二醇单酯的量也增加，乙二醇的沸点是198℃，温度过高易水解，温度控制在126～132℃的反应效果好.

2.2 胡椒酸乙二醇单酯红外光谱

胡椒酸乙二醇单酯的FTIR谱图，见图1.

图1 胡椒酸乙二醇单酯的红外光谱图

170 5.4 cm－1(C=O 吸收峰)，1 619.0 cm－1(共轭双键吸收峰)，1 455.7 cm－1(—CH2吸收峰)，3 417.2 cm－1(—OH 吸收峰).符合胡椒酸乙二醇单酯的结构特征［6］.

3 结 论

胡椒酸乙二醇单酯是胡椒酸的衍生物，有降血脂的作用，化学合成有重要意义.实验合成的胡椒酸乙二醇单酯为棕黄色蜡状粘稠固体，与文献相符.选择对甲苯磺酸为催化剂，当催化剂用量0.1 g，回流反应时间5 h，反应温度126～132℃时，合成工艺条件较佳，胡椒酸乙二醇单酯的收率达到60%以上.

［1］ 沃兴德，崔小强，唐力华.姜黄素对食饵性高血脂症大鼠血浆脂蛋白代谢相关酶活性的影响［J］.中国动脉硬化杂志，2003，11(3):223-226.

［2］ 刘凤琴，徐英杰.格根钦治疗高血脂症疗效初步观察［J］.中国药理与临床，1991，7(5):40-41.

［3］ 吴勇，博·格日勒图.两种胡椒酸酯的合成及降血脂作用的研究［J］.中国名族医药杂志，2004，4(2):23-24.

［4］ 宝贵荣，博·格日勒图，娜日苏，等.胡椒酸丁二醇单酯的合成及其降血脂作用研究［J］.内蒙古大学学报:自然科学版，2009，1(1):52-55.

［5］ 宝贵荣，领小，博·格日勒图，等.胡椒酸丁二醇单酯与牛血清白蛋白相互作用的研究［J］.分析试验室，2012，3(3):7-10.

［6］ 向建南，陈超越，刘志常，等.异维A酸衍生物合成与结构表征［J］.湖南大学学报:自然科学版，2004，31(4):6-10.