一种芥子酸豆甾醇酯及其制备方法和应用

本发明食品，具体涉及一种芥子酸豆甾醇酯及其制备方法和应用。

背景技术：

1、豆甾醇(stigmasterol)作为一种天然植物甾醇，因其有助于预防疾病和促进整体健康等营养保健功能已引起人们的兴趣。豆甾醇是一种具有高营养价值的类固醇，可影响抗氧化、炎症、胆固醇稳态、应激反应和线粒体功能。研究表明，豆甾醇在减少肠道胆固醇吸收、预防心脑血管疾病和年龄相关认知能力下降方面具有显著效果。另外，豆甾醇作为胆固醇类似物，可作为有效的代谢调节剂。然而，豆甾醇等植物甾醇由于水溶性有限极大限制了它们的应用。

2、植物甾醇与羧酸酯化后形成植物甾醇酯，可明显改善其溶解度。酚酸(phenolicacids)是一类含有酚环的有机酸，直接来源于植物，具有独特的生理活性和药理活性。研究表明，它能够帮助植物中黄酮类化合物的降解，且能够参与肠道微生物类黄酮代谢。专利文献cn 103304617 a公开了一种酚类植物甾醇功能分子，通过酚类的羧基与植物甾醇的羟基形成酯基，将酚类与植物甾醇连接，在改善植物甾醇溶解度的同时，该功能分子同时拥有植物甾醇和酚类的生理活性。

3、芥子酸(sinapuc acid)作为天然丰富的酚酸成员之一，多存在于水果、蔬菜和谷物(如大米、燕麦和荞麦)中，尤其是在葡萄酒和醋等发酵食品中芥子酸的含量十分高。研究表明，芥子酸具有很高的抗氧化活性，抗癌活性以及抗炎活性等，对大肠杆菌和肠道沙门氏菌具有抗菌作用。调研发现，目前没有芥子酸植物甾醇酯的相关报道。

4、针对酚类植物甾醇的制备工艺，专利文献cn 103304617 a公开没食子酸、植物甾醇、n,n'-二环己基碳二亚胺在室温下搅拌反应，待反应结束后用氯仿萃取，经色谱纯化后得到没食子酸植物甾醇。然而，由于没食子酸的羟基会干扰反应，采用没食子酸与植物甾醇直接酯化反应的方法，产物收率较低，一般在30％以下，导致产品制备成本较高，不适合工业化大量生产。

5、为了提高产物得率，专利文献cn 108976273 a公开了一种没食子酰豆甾醇功能分子的制备方法，包括：首先采用酸酐对没食子酸进行保护，得到三酰基保护的没食子酸，再与豆甾醇进行偶联反应，得到保护的没食子酰豆甾醇；然后对产物进行脱保护制得所述功能分子。该制备方法中脱保护试剂采用水合联氨，使用该化合物具有爆炸危险。因此，对甾醇酚酸酯的合成方法进行改进，在提升收率的同时，避免反应过程中存在的危险因素是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于对甾醇酚酸酯的合成方法进行改进，制备一种新的功能性分子芥子酸豆甾醇酯。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种芥子酸豆甾醇酯，结构式如式(ⅰ)所示，

4、

5、本发明通过steglich酯化将芥子酸连接到豆甾醇中进而制备了芥子酸豆甾醇酯，该功能分子能够发挥天然活性成分组合后的生物活性。研究表明，相较于豆甾醇，芥子酸豆甾醇酯的水溶性、生物利用度以及抗炎活性极大提升。

6、本发明还提供了一种所述芥子酸豆甾醇酯的制备方法，包括以下步骤：

7、(1)采用酸酐对芥子酸羟基部分进行保护，得到酰基芥子酸；

8、(2)以碳二亚胺类化合物作为缩合剂、4-(二甲氨基)吡啶作为催化剂对酰基芥子酸和豆甾醇进行酯化反应，得到酰基芥子酸豆甾醇酯；

9、(3)采用催化量的碳酸钾对酰基芥子酸豆甾醇酯进行脱保护，得到所述芥子酸豆甾醇酯。

10、步骤(1)中，酸酐与芥子酸的羟基反应生成酰基保护基，实现对羟基部分的保护。

11、进一步的，所述酸酐可以为但不限于乙酸酐。

12、进一步的，所述酰基芥子酸的制备方法包括：将芥子酸溶于二氯甲烷中，加入三乙胺，然后在冰浴下滴加乙酸酐，再添加4-二甲氨基吡啶，搅拌混匀后升温至室温，继续搅拌，反应结束后加入浓盐酸终止反应，利用饱和nh4cl水溶液和饱和氯化钠水溶液洗涤，取有机层去除溶剂，得到黄色固体，即为酰基芥子酸。

13、进一步的，芥子酸与酸酐的摩尔比为1：1-1.5。

14、添加4-二甲氨基吡啶后先在0℃冰浴下搅拌10-15min后缓慢升温至室温，并在室温下继续搅拌4-6h。所述室温为20-25℃。

15、步骤(2)中，通过steglich酯化法将酰基芥子酸的羧基与豆甾醇的羟基进行酯化，制备酰基芥子酸豆甾醇酯。

16、进一步的，所述碳二亚胺类化合物可以为但不限于n,n'-二环己基碳二亚胺。

17、进一步的，0℃冰浴下，将酰基芥子酸和豆甾醇溶于体积比1：1的甲苯/四氢呋喃溶液中，再加入n,n'-二环己基碳二亚胺，待完全溶解后加入4-二甲氨基吡啶，然后将反应混合物在室温下搅拌，反应结束后过滤，取滤液经后处理后得到酰基芥子酸豆甾醇酯。

18、进一步的，酰基芥子酸、豆甾醇、n,n'-二环己基碳二亚胺的摩尔比为1：1：1-2.1。

19、进一步的，酰基芥子酸与4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1：0.025-0.1。

20、反应混合物先在0℃冰浴下搅拌混匀，利于活性中间体保存较长时间，然后转移至室温条件下，继续搅拌反应8-12h。

21、反应结束后，过滤去除n,n'-二环己基碳二亚胺反应产生的副产物二环己基脲，再将滤液中的溶剂去除，随后用乙酸乙酯萃取，然后用饱和nh4cl水溶液和饱和氯化钠水溶液洗涤以去除催化剂4-二甲氨基吡啶，用无水na2so4干燥，过滤，并用旋转蒸发去除溶剂。粗产物经硅胶柱层析纯化，洗脱液采用体积比为15：1的石油醚/乙酸乙酯混合液，得到白色固体产物即为酰基芥子酸豆甾醇酯。

22、步骤(3)中，酯化后的产物使用碳酸钾在加热条件下脱去酰基保护基，得到芥子酸豆甾醇酯。

23、进一步的，酰基芥子酸豆甾醇酯溶于体积比为2：1的氯仿/甲醇溶液中，加入碳酸钾，酰基芥子酸豆甾醇酯与碳酸钾的摩尔比为1：0.1-0.5，将混合物在70℃条件下加热回流，反应结束后冷却至室温，经后处理后得到芥子酸豆甾醇酯。

24、进一步的，所述后处理包括：首先去除反应混合物中溶剂，用乙酸乙酯萃取，再用饱和nh4cl水溶液和饱和氯化钠水溶液洗涤，然后用无水na2so4干燥，过滤，并用旋转蒸发去除溶剂。粗产物经硅胶柱层析纯化，洗脱液采用体积比为15：1的石油醚/乙酸乙酯混合液，得到白色固体产物即为芥子酸豆甾醇酯。

25、由上述方法制备的芥子酸豆甾醇酯产率高、纯度高，具有较好的抗炎活性。

26、本发明还提供了所述的芥子酸豆甾醇酯在制备抗炎药物中的应用。

27、相较于豆甾醇，芥子酸豆甾醇酯的水溶性和生物可及性大大提高，因此，芥子酸豆甾醇酯可以作为食品添加剂应用到食品加工中。

28、本发明具备的有益效果：

29、(1)本发明通过酯化反应将芥子酸与豆甾醇以甾醇酯的形式连接来改善化合物的物理和化学性质，相较于豆甾醇，本发明提供的芥子酸豆甾醇酯的水溶性、生物可及性大大提升；更重要的是，芥子酸调节豆甾醇的分子构象，能够增强其生物效力，抗炎活性显著提升，拓展了其在抗炎和资源利用方面的应用前景。

30、(2)本发明采用保护-酯化-脱保护三步法通过steglich酯化将芥子酸连接到豆甾醇中制备芥子酸豆甾醇酯。酯化过程中优化反应条件，显著提升产物得率；脱保护过程采用无毒无害的碳酸钾，试剂用量低，且更加安全。本发明制备工艺简单，环境友好，产物收率高，适合工业化生产和应用。