CN102850189B - 一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法，首先应用缩甲醛法改性生漆的丙酮提取物‑漆酚，得到一种新型结构的漆酚衍生物，同时该过程显著降低具有邻苯二酚结构漆酚单体的极性；以钯碳为催化剂进行加氢反应，得到饱和缩甲醛化漆酚；正相柱分离，使得漆酚单体易于与聚合漆酚以及提取物中极性杂质分离；得到的饱和缩甲醛漆酚脱去缩甲醛基团后得到高纯度的饱和漆酚，漆酚及其衍生物具有强烈的生物活性，具有良好的市场前景。

Description

一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法

技术领域

本专利涉及一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法，广泛的应用于生物制药，化妆品、精细化工等领域。

背景技术

生漆是一种漆树树皮分泌物，目前主要应用于涂料行业，由于生漆涂料具有高光泽，耐腐蚀，高贵典雅的特色而素有“涂料之王”的美誉；我国漆树种植面积广泛，分布于我国的云南、贵州、四川、重庆、甘肃、陕西、湖北等地区，每年产漆达5000吨。生漆的主要成分是漆酚，目前主要是有三种类型的漆酚化合物，中国漆酚，越南漆酚和缅甸漆酚，三种漆酚的主要差别在于侧链所处的位置以及侧链的长度，中国漆酚中主要由间位（相对于1号羟基，下同）为15个碳原子的邻苯二酚衍生物组成，越南漆酚为间位含有17个碳原子的漆酚，缅甸漆酚为对位为17个碳原子的侧链。漆酚具备良好的生物活性，自古即有入药的记录；近年来国内外研究人员对漆酚生物活性进行了大量的研究：韩国翰林大学研究者发现漆酚对幽门螺旋杆菌具有详列的抑制作用，研究表明最佳的抑菌pH为6-9，对菌株的最低抑菌浓度为0.064-0.256mg/mL；台湾学者从野漆树Rhus succedanea漆汁提取分离2个氢醌类新化合物，其侧链为C17二烯或三烯烷基，具有良好的抗氧化及抗癌效率，发现对子宫颈上皮癌HeLa、肝癌Huh7、大肠癌HCT116和结肠腺癌Lovo具有明显的抑制作用；专利CN101805246A公布了漆酚及其乙酰化、甲醚化等系列漆酚盐类衍生物，并对漆酚的生物活性进行了探讨，结果表明漆酚及其盐类衍生物对乳腺癌细胞，食道癌细胞等具有极佳的抑制效果；YUN-RUCHEN等研究了生漆中漆酚对络氨酸酶的调控从而控制黑色素的生成，设想漆酚化合物在化妆品中作为美白剂，替代传统使用的邻苯二酚；Itokawa等从银杏外种皮中分离长链烷基酚类（C13-17）对肿瘤细胞S180、 HCT-15、MCF-7、A-549、HT-1197和 SKOV-3有很好的抑制。中国的毛坝漆中漆酚的含量约为70%左右，丰富的产量为提取漆酚提供了充足的原料，也为漆酚在化妆品，生物制药行业奠定了坚实的基础。

漆酚是一种邻苯二酚的衍生物，其氧化活性极高，漆酚自生漆采集就开始发生聚合反应，研究表明取新鲜采集的生漆立即采用酒精提取漆酚，其中聚合物的含量及达到7%，长时间储存，即使采用低温冷藏生漆也逐步的有乳白色变为黑棕色，而聚合漆酚与漆酚单体混合后难于分离，且分离的漆酚易于氧化变性而不易保存；同时，生漆具有强烈的致敏性，相应研究表明，漆酚的邻苯二酚结构和侧链烷基结构上的双键是致敏的主要原因。从结构上来看，漆酚是系列不同饱和度邻苯二酚衍生物，同时相同饱和度存在结构相近的同系物，这样漆酚的分离十分困难，应用甲醇-水体系在C18柱能对不同饱和度的漆酚进行分离，应用液质联用分析表明漆酚单体和其二聚物同时出现，因此国外通常采用凝胶色谱对样品进行预分离，除去原料中的聚合物得到系列单体，然后进行后续的分离研究。

关于漆酚的分离制备，目前主要是应用制备液相的方法，此法对仪器设备要求高，溶剂消耗大，同时漆酚的产量极低；陈连喜等直接以生漆丙酮提取物作为原料进行氢化讨论漆酚的氢化原理，此法能够使不饱和漆酚变为饱和漆酚；但应用液相色谱分析加氢产物是发现成分并不单一，初步推断其中可能为不同链长漆酚和聚合漆酚夹杂，因而直接加氢也不能解决漆酚难分离的问题；国外文献报道在漆酚的分离前首先对漆酚样品应用凝胶色谱分离，但是由于漆酚极易氧化，在过凝胶柱的过程中容易化学键和而导致死吸附，对柱填料的伤害大，同时在实验过程中发现即使直接应用C₁₈液相柱分析生漆的丙酮提取物，液相色谱柱柱效也是迅速的降低，采用直接分离漆酚的方式无疑增加了分离的成本；漆酚的邻苯二酚羟基为其极性基团，与漆酚的聚合物或氧化产物具有相同的保留时间，在缩甲醛反应过程中邻苯二酚发生反应，具有极性特征的酚羟基消失，导致极性显著地降低，另一方面由于漆酚的氧化或者聚合产物反应形成苄醇结构，这样具备邻苯二酚结构的单体在缩甲醛化反应后极性的差异变大，同时也可以降低生漆的致敏性，薄层色谱和液相分析缩甲醛产物，发现部分的漆酚极性变小，在原始的薄层条件下Rf值约为1，调节层析液为99.7%石油醚和0.3%乙酸乙酯，发现Rf值0.8-0.95的组分，同时在液相中缩甲醛反应产物出峰时间滞后。这样可以方便的将这部分物质从体系中分离出来。将分离出来的物质应用H-NMR分析其为漆酚缩甲醛产物，进行下一步的实验。

采用三溴化硼脱除缩甲醛漆酚上面的亚甲基，三溴化硼是一种对水分敏感的物质，操作时应注意体系水分的脱除，配置三溴化硼的二氯甲烷溶液，二氯甲烷需先进行脱水处理，以保证反应对水分的要求；缩甲醛漆酚加入反应瓶中N₂保护，将三氟化硼的二氯甲烷溶液缓慢滴入反应体系，反应至于低温反应器，控制温度-40--20℃，反应时间为1-2h。

缩甲醛化法应用于邻苯二酚结构的改性，合成胡椒基类医药、农药等重要有机化合物的中间体。目前，邻苯二酚缩甲醛有两大合成路线，一种是采用过量的二氯甲烷与邻苯二酚在封头式反应器中高压反应，但是此法转化率较低，同时过量的二氯甲烷也增加了合成的成本，在碱性条件下，等摩尔量二氯甲烷与邻苯二酚进行常压反应既可以达到较高的转换率。

应用缩甲醛化反应合成新型的漆酚缩甲醛物以及应用该过程降低漆酚单体极性使得单体易于分离，然后通过加氢反应，脱亚甲基来制备高纯度饱和漆酚是本专利发明的创新点。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高纯度缩甲醛漆酚以及饱和漆酚的制备方法，该法通过简洁的工艺流程即可以制备出高纯度的缩甲醛漆酚及饱和漆酚，是一种制备饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的简便方法。

一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法，其主要步骤如下：

第一步：漆酚的提取

生漆是由70%的漆酚、20%左右水，7%漆多糖以及蛋白和漆酶组成，应用有机溶剂对生漆的有效成分-漆酚进行提取，分别选用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚进行提取，优选甲醇、乙醇、石油醚，生漆与有机溶剂质量体积比为1:10-1:100，过滤，滤渣重复洗涤，直至滤液呈现为无色，应用超声波辅助提取，提取时间为1s-300s，提取温度为0℃-40℃；所得滤液合并低温真空浓缩，即为系列不同饱和度的漆酚。

第二步：漆酚缩甲醛化反应

按体积比1：1～1：4配制二氯甲烷-二甲基亚砜溶液，将第一步提取的漆酚混合物用1-5倍二甲基亚砜溶解，漆酚溶解液和10%-50%氢氧化钠水溶液同步加入二氯甲烷-二甲基亚砜溶液反应体系，反应温度80℃-130℃，反应时间5h，反应结束真空浓缩得到黄棕色油状物，点板分析反应效果，所得产物极性明显降低。

第三步：漆酚的分离纯化

对第二步所得的产物进行分离，采用正相体系对漆酚缩甲醛物进行分离，优选硅胶作为填料，所采用硅胶为100-200目，样品与硅胶质量比为1:20，以丙酮，石油醚，乙酸乙酯，正己烷，正庚烷梯度洗脱，优选石油醚和乙酸乙酯作为洗脱剂，0.1%增加梯度至乙酸乙酯为10%停止，每个梯度洗脱体积为3-10倍床体积，优选5倍的柱体积，收集范围为0.5-3%的组分；

第四步：漆酚的加氢反应

应用钯碳为催化剂，对漆酚缩甲醛化物进行加氢反应，反应采用的溶剂为甲醇、乙醇、石油醚、乙酸乙酯或者丙酮中一种，优选乙酸乙酯及丙酮，钯碳催化剂用量为0.01-5%，加氢时间为0.5-8h，加氢压力为0.05-1.5MPa，加氢结束后真空浓缩反应物，得到微黄色油状物，室温放置可结晶凝固。

第五步：缩甲醛漆酚的脱亚甲基反应

对第四步分离的缩甲醛漆酚进行脱亚甲基反应，缩甲醛漆酚在-80℃-0℃与三溴化硼的二氯甲烷溶液混合，进行无水无氧的反应，搅拌0.5-15h，得到饱和漆酚，纯度94-98%。

生漆是一种油包水乳液，且其中含有漆多糖以及蛋白类物质，应用有机溶剂达到破乳的效果，同时醇类物质能够使多糖及蛋白类的物质沉淀，油状的漆酚与多糖和蛋白得到分离，试验中所用的有机溶剂包括石油醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醇以及甲醇，优选乙醇、丙酮以及甲醇作为提取试剂。

漆酚易于氧化，在漆酶催化剂的作用下漆酚羟基失去氢离子变为氧负离子，氧负离子与苯环的双键共轭形成相对稳定的共轭体系，这样漆酚的邻对位以及酚羟基的氧负离子成为反映的位点而形成C-C、C-O结构的聚合物，邻苯二酚结构被消耗，同时漆酚共轭双键可以发生D-A反应形成侧侧结构的漆酚聚合物，经过液质分析表明漆酚的聚合物与单体在反相硅胶中同时流出，本专利应用缩甲醛的反应，由于漆酚单体具有邻苯二酚结构，极性发生显著地变化，因而该法能够对有邻苯二酚结构的漆酚单体进行选择性的筛选，漆酚缩甲醛采用二氯甲烷反应，在氢氧化钠的作用下，漆酚形成漆酚钠，而二氯甲烷中的碳原子带有极强的正电性，两者易于发生亲核反应而形成缩甲醛的漆酚；漆酚氧负离子同时进攻漆酚的苯环结构，二氯甲烷也会和过剩的氢氧化钠反应，因而过程中应通过调节两者的相对滴加速度一反面使得漆酚与氢氧化钠物质的量相当，另一方面控制漆酚浓度，降低漆酚分子共聚的机会，漆酚与溶剂DMSO体积比为1:1-1:10,控制滴加速度为0.5-6d/s，优选0.5-1d/s；10-50%氢氧化钠溶液，控制滴加速度0.05-0.6d/s，优选0.05-0.3d/s。

缩甲醛漆酚的极性发生了显著地变化后进行正相柱分离，可选的有机溶剂为丙酮，石油醚，乙酸乙酯，正己烷，正庚烷，梯度洗脱，优选石油醚-乙酸乙酯体系；以0.1%梯度增加梯度，收集0-5%组分，跟踪合并收集液，浓缩得到高纯度的缩甲醛漆酚。

中国毛坝生漆中主要是侧链为C₁₅的漆酚，对缩甲醛漆酚进行加氢反应即得到饱和的漆酚化合物，毛坝生漆中不饱和漆酚主要是侧链含有三个步饱和键的长链烷基，经过相关文献报道可知，采用钯碳为催化剂时，室温常压下既可以顺利的进行加氢反应，反应采用的溶剂为甲醇、乙醇、石油醚、乙酸乙酯或者丙酮中一种，优选乙酸乙酯及丙酮，钯碳催化剂用量为0.01-5%，加氢时间为0.5-8h，加氢压力为0.05-1.5MPa；反应温度为0-40℃，优选为20-30℃；加氢毕浓缩，由于双键的失去，室温冷却得到白色结晶状饱和缩甲醛漆酚，纯度可达95-98%。

最后本专利提供了缩甲醛漆酚的脱保护基的方法以制备饱和漆酚，脱保护基的方法比较多，结合漆酚化学性质活泼的特点，选择三溴化硼脱保护基的方法，反应温度为-80-0℃，优选-40--20℃，两者物料比为1:1-1:10，优选1:2-1:4，反应时间为0.5-15h，优选0.5-2h。该反应是无水无氧反应，过程中应严格控制反应体系的水分以及氧气的含量，所得饱和漆酚纯度为94-96%。

本发明的有益效果表现为：

1.通过缩甲醛化反应，首次制备具有新型结构的系列缩甲醛漆酚化合物；

2.首次应用缩甲醛化反应，将具有邻苯二酚结构的漆酚类物质极性与其他类型物质极性产生差异，漆酚单体在正向硅胶既可以得到分离；采用常压加氢将不饱和部分转化为饱和缩甲醛漆酚，提高饱和缩甲醛漆酚的得率。

附图说明：

附图1 生漆中漆酚的组成

附图2 漆酚缩甲醛反应

附图3 漆酚及加氢漆酚HPLC图谱

附图4 薄层色谱分析漆酚（a）、缩甲醛漆酚（b）及饱和缩甲醛漆酚（c）

附图5 缩甲醛漆酚及漆酚的红外光谱图

附图6 饱和漆酚的质谱图

具体实施方式

以下实施例为本发明的一些举例，不应被看做是对本发明的限定。

实施案例

实施案例1 生漆漆酚的提取

取10g毛坝生漆，1-20倍质量体积比丙酮提取，优选7-15倍质量体积比的丙酮，充分搅拌，超声辅助10-300s，抽滤出去漆蛋白，多糖等，取50ml丙酮洗涤滤渣数次，直至滤液变为无色（新鲜生漆样品，所得的滤渣变为纯白色），20-35℃真空浓缩得到7g黄棕色油状物，即为系列不饱和漆酚。

实施案例2 漆酚的缩甲醛反应

取所得漆酚混合物溶于1-10倍体积二甲基亚砜，优选2-5倍体积，取1-4倍摩尔量10-50%氢氧化钠水溶液，制备2-10ml二氯甲烷的溶液（溶剂为二甲基亚砜）于100ml三口烧瓶中调节油浴温度80-130℃，优选100-110℃，同时将氢氧化钠的水溶液和漆酚的DMSO溶液滴入反应瓶，控制滴加速度，持续滴加1-5h，优选2-3小时，待滴加完毕补充2ml二氯甲烷持续回流2h结束反应，体系中加入0.2-2倍体积的去离子水充分洗涤以脱除反应过程中产生的盐分，1-10倍石油醚萃取，浓缩得到5.2g黄色油状物，即为系列饱和度漆酚的缩甲醛产物。

实施案例3 缩甲醛漆酚的加氢反应

取案例2中所得的漆酚缩甲醛产物进行加氢反应，采用丙酮、甲醇、石油醚、乙酸乙酯溶解漆酚的缩甲醛物，优选丙酮和石油醚，进行加氢反应，体积比1:1-1:5倍丙酮溶解漆酚缩甲醛产物，加入0.01-1%钯碳催化剂，25℃、0.1MPa下加氢反应0.5-6h，优选4-5h，反应完成后去除溶剂，得到浅黄色油状物，室温冷却得到白色结晶物。

实施案例4 缩甲醛漆酚的纯化

浓缩后的缩甲醛漆酚正相硅胶分离，应用石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱，每0.1%增加梯度至乙酸乙酯的含量为4%，取0.2%-2.0%乙酸乙酯组分浓缩，得到白色片状晶体3.8g，即为饱和漆酚的缩甲醛产物，所得缩甲醛产物的纯度为95-98%。

实施案例5 饱和漆酚的制备

选择三溴化硼脱去缩甲醛漆酚的亚甲基基团，配制三溴化硼二氯甲烷溶液，二氯甲烷经干燥脱水，两者体积比为1:1-1:5，取案例4所得的饱和缩甲醛漆酚置入无水三口烧瓶进行低温反应，控制反应温度-40℃滴加三溴化硼，搅拌3h停止，5倍去离子水清洗，去除溶剂及未参与反应的三溴化硼，得到白色蜡状固体，即为饱和漆酚化合物，反应转化率达95%，饱和漆酚的纯度为94-98%。

Claims (6)

1.一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法，其特征在于由以下的步骤组成：

第一步：漆酚的提取，生漆与有机溶剂质量体积比(g/ml)为1:10-1:100，提取时间为1s-300s，提取温度为0℃-40℃；提取液过滤，滤渣用有机溶剂洗涤直至滤渣为白色，合并滤液，在真空低温浓缩，得到系列不同饱和度的漆酚混合物；

第二步：漆酚缩甲醛反应，按体积比1：1～1：4配制二氯甲烷-二甲基亚砜溶液，将第一步制备的漆酚混合物用1-5倍二甲基亚砜溶解，漆酚溶解液和10%-50%氢氧化钠水溶液同步加入二氯甲烷-二甲基亚砜溶液反应体系，反应温度80℃-130℃，反应时间1-7h；

第三步：缩甲醛漆酚的分离，第二步反应结束后，冷却至室温，用非极性溶剂等体积萃取反应液，萃取2-5次，合并萃取液，真空浓缩，得到黄棕色油状缩甲醛漆酚；

第四步：加氢反应，将第三步分离的缩甲醛漆酚用丙酮溶解，在钯碳催化剂作用下加氢反应，催化剂用量为缩甲醛漆酚质量的0.01%-5%，反应温度0-40℃，压力0.05-1.5MPa，时间0.5-8h；

第五步：饱和缩甲醛漆酚纯化，取加氢反应产物，先过滤，滤液进行低温减压浓缩，浓缩物进行正相柱分离，浓缩物与正相柱填料的质量比为1：10～40，洗脱剂为正己烷-乙酸乙酯梯度洗脱，TLC和HPLC检测，收集饱和缩甲醛化漆酚集分，真空浓缩，浓缩物为饱和缩甲醛漆酚，纯度95-98%；

第六步：饱和缩甲醛漆酚亚甲基的脱除，将饱和缩甲醛漆酚与三溴化硼按质量比1:1-1:5加入反应器，在-80℃-0℃下进行脱除亚甲基反应，反应常压，反应时间0.5～5h；

第七步：高纯度饱和漆酚制备，采用1-10倍体积的去离子水洗涤第六步所得的产物，真空浓缩去除体系中的溶剂即可得到高纯度的饱和漆酚，反应的转换率大于95%，饱和漆酚纯度为94-98%。

2.根据权利要求1所述一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法，其主要特征在于第一步所采用的有机溶剂为甲醇、乙醇或者丙酮中的任一种。

3.根据权利要求1所述的一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法，其主要特征在于第一步真空低温浓缩条件为：真空度500mmHg-750mmHg，温度为0-40℃。

4.根据权利要求1所述的一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法，其主要特征在于第三步所采用的非极性溶剂萃取剂为石油醚、乙酸乙酯或丙酮中的任一种。

5.根据权利要求1所述的一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法，其主要特征在于应用第五步中梯度洗脱剂为丙酮-石油醚、正己烷-乙酸乙酯，正庚烷-乙酸乙酯，石油醚-乙酸乙酯或氯仿-乙酸乙酯中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种高纯度饱和漆酚及其缩甲醛衍生物的制备方法，其主要特征在于第五步中正相填料为硅胶，氧化铝中的任一种。