梁紅冬

(廣東石油化工學院化學與生命科學學院，廣東 茂名 525000)

阿魏酸是植物界普遍存在的一種酚酸，在植物中主要與細胞壁多糖和木質素交聯構成細胞壁的一部分，是當歸、川芎等中藥的有效成分之一[1]。阿魏酸具有抗氧化活性和抑菌作用，且毒性較低,因而在醫(yī)藥、保健品、化妝品原料和食品添加劑等方面有著廣泛的用途[2]。阿魏酸的制取方法比較多，主要有化學有機合成、生物工程轉化、從中藥材提取或是直接以谷維素為生產原料制取等。

作者在前人基礎上，改變催化劑和溶劑的種類，通過香草醛與丙二酸發(fā)生Knoevenagel 反應合成阿魏酸，并對阿魏酸的抗氧化能力進行了研究。

1 實驗

1.1 試劑及儀器

丙二酸、香草醛、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙酸銨、苯、甲醇、三氯甲烷、冰乙酸、2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基對甲酚、維生素E等，均為分析純?；ㄉ椭?，市售。

JB50-D型增力電動攪拌機，101A-2B型電熱鼓風干燥箱，RY-1型熔點測定儀，722S型可見分光光度計，Afinity-1型傅立葉變換紅外光譜儀，恒溫烘箱。

1.2 合成方法

以香草醛和丙二酸為原料、乙酸銨為催化劑、DMF為溶劑、苯為帶水劑，進行Knoevenagel縮合反應制得阿魏酸。反應方程式如下：

在帶有分水器的四口燒瓶中，依次加入6.16 g香草醛、5.58 g丙二酸、40 mL苯、20 mL DMF和0.38 g乙酸銨，攪拌回流反應4 h。反應完畢后，冷卻至室溫，加入飽和NaHCO3溶液攪拌15 min，靜置，分出水層。水層用6.0 mol·L-1鹽酸調pH值2～3，冷卻結晶，過濾，在40～50 ℃下烘干，得淡黃色針狀結晶阿魏酸。

以V(苯)∶V(DMF)、催化劑用量(以香草醛質量計，下同)、n(香草醛)∶n(丙二酸)、反應時間為考察因素，采用L9(34)進行正交實驗，優(yōu)化阿魏酸的合成工藝條件。正交實驗的因素與水平見表1。

表1 正交實驗的因素和水平

所得阿魏酸產品采用顯微熔點儀、薄層層析、紅外光譜(KBr壓片)進行分析。

1.3 抗氧化實驗

過氧化物是油脂在自動氧化過程中所產生的中間產物，長期以來，國內外一直采用過氧化值(POV)作為食用油脂氧化型酸敗的指標。過氧化值表示油脂在自動氧化初期所形成的過氧化物的數量，單位為meq·kg-1。過氧化值越高，表明脂肪酸進行氧化的程度越強，油脂的穩(wěn)定性越低，脂肪酸越易發(fā)生酸敗[3]。實驗采用分光光度法測定油脂樣品的吸光度，通過碘的工作曲線，確定樣品的過氧化值[4]。

1.3.1 樣品的制取

稱取約20 g左右花生油樣品放入具塞錐形瓶中，分別加入0.2%的阿魏酸、2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基對甲酚和維生素E。在(65±3) ℃下避光儲存。每隔24 h搖勻攪拌2 min，并交換它們在恒溫烘箱中的位置。定期采用分光光度法測量各樣品的過氧化值。

1.3.2 碘工作曲線的繪制

參照文獻[4]進行。

1.3.3 樣品測定與POV的計算

稱取油樣(m1，g)0.1 g于50 mL具塞比色管中。加入5 mL氯仿-冰醋酸混合溶劑(體積比40∶60)、0.50 mL飽和KI溶液，輕輕搖勻，置于暗處反應3 min，加入1 mL淀粉溶液，用水稀釋至刻度，搖勻后靜置，取上層清液，用1 cm比色皿于吸收波長585 nm處測定其吸光度(A)，以空白為參比。根據吸光度，從碘的工作曲線中找出該吸光度下相應的碘的質量(m，mg)，按下式計算油脂樣品的過氧化值(POV)。

2 結果與討論

2.1 產品分析

所制備產品為淡黃色針狀晶體，測定其熔點為172～173.5 ℃。與文獻[5]報道基本相符(m.p. 174 ℃);產品和阿魏酸標準品經過薄層層析分析，以石油醚∶乙酸乙酯∶甲酸=10∶1∶0.01為展開劑，在紫外燈下觀察紫藍色的斑點，測得Rf均為0.206。由此可知，兩者為同一種物質。

產品經紅外光譜分析(KBr壓片)，結果如下：νO-H3435.22 cm-1；νC-H2839.22 cm-1；νCH32841.15 cm-1；νC=O1689.64 cm-1，2507.46 cm-1；νC=C1516.05 cm-1，1433.11 cm-1；νAR-O1176.58 cm-1，1203.58 cm-1，1274.95 cm-1，即產品分子式可能含有的基團是-OH、ph-O-CH3、COOH、C=CH、苯環(huán)，與阿魏酸結構中所含基團基本相符。

2.2 阿魏酸合成條件的優(yōu)化

正交實驗的結果與分析見表2。

表2 正交實驗的結果與分析

由表2可知，各因素對阿魏酸產率的影響大小依次為：V(苯)∶V(DMF)>n(香草醛)∶n(丙二酸)>催化劑用量>反應時間，最佳工藝條件為A3B2C3D2，即合成阿魏酸最適宜的反應條件為：V(苯)∶V(DMF)=2∶1，催化劑乙酸銨用量占香草醛質量的6%，n(香草醛)∶n(丙二酸)=1∶1.4，反應時間4 h。

在最佳合成條件下進行重復性實驗，阿魏酸的產率為71.02%，高于正交實驗的阿魏酸產率，且重現性比較好，證實所確定優(yōu)化條件有效。

2.3 阿魏酸抗氧化實驗

2.3.1 阿魏酸劑量對油脂POV的影響

添加不同劑量的阿魏酸對儲存在65 ℃下油脂樣品POV的影響見圖1。

圖1 阿魏酸劑量對油脂POV的影響

由圖1可知，65 ℃下儲存的各個油脂樣品，在前5 d，添加與未添加阿魏酸的油脂樣品的POV都較小，這可能是由于氧化反應處于引導階段，過氧化物逐漸生成，而不同劑量阿魏酸的抗油脂氧化效果尚不明顯；隨著儲存時間的延長，過氧化物逐漸增加，阿魏酸的抗油脂氧化作用越來越明顯；第12 d，添加0.2%阿魏酸的油脂樣品的抗氧化效果最為突出。

2.3.2 抗氧化劑類型對油脂POV的影響

不同抗氧化劑的抗氧化能力有所不同。考察在(65±3) ℃下不同抗氧化劑對油脂POV的影響，結果如圖2所示。

圖2 抗氧化劑類型對油脂POV的影響

從圖2可知，相同劑量的不同抗氧化劑的抗油脂氧化效果各不相同。在前2 d，不同抗氧化劑的抗油脂氧化效果大致相同；6 d后，2,6-二叔丁基對甲酚與2,6-二叔丁基苯酚的抗油脂氧化效果較阿魏酸與維生素E的好；第12 d，抗油脂氧化效果的強弱順序為：2,6-二叔丁基苯酚 > 2,6-二叔丁基對甲酚>阿魏酸>維生素E。阿魏酸對食用油脂有一定的抗氧化能力， 在油脂中的抗氧化能力優(yōu)于維生素E。這是因為，阿魏酸分子中烷烴較短且含有雙鍵、親水性強，難以深入脂質雙分子層結構中發(fā)揮抗氧化作用[6]，導致阿魏酸在油脂中的抗氧化效果并不十分顯著。

3 結論

(1)以香草醛和丙二酸為原料、乙酸銨為催化劑、DMF為溶劑、苯為帶水劑合成阿魏酸，在V(苯)∶V(DMF)=2∶1、乙酸銨催化劑用量為6%(以香草醛質量計)、n(香草醛)∶n(丙二酸)=1∶1.4、反應時間為4 h的最佳反應條件下，阿魏酸的產率達到71.02%，經過熔點儀、薄層層析和紅外光譜分析，確證合成產品為阿魏酸。

(2)抗氧化實驗結果表明，阿魏酸對食用油脂有一定的抗氧化能力，在油脂中的抗氧化能力優(yōu)于維生素E。

(3)研究表明，將阿魏酸經過分子改造得到的阿魏酸衍生物比阿魏酸有著更強的抗氧化性和較低的毒性，因此，阿魏酸具有較好的應用前景。

參考文獻：

[1] 方文賢.醫(yī)用中藥藥理學[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1998.

[2] 趙琳,張英鋒,馬子川.阿魏酸的合成和應用[J].化學教育,2009,(7):5-7.

[3] 莫曉玲,張志.關于食品中過氧化值測定的討論[J].廣西輕工業(yè),2007,23(2):18.

[4] 李遂勤.可見分光光度法與碘量法測定食用植物油過氧化值的比較[J].河南預防醫(yī)學雜志,2001,12(3):147-148.

[5] 笪遠峰,許燕萍.反式阿魏酸的合成[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,1997,28(4):188.

[6] 李東明,呂彤,陳晶,等.合成阿魏酸乙酯方法的研究[J].當代化工,2005,34(5):318-320.