[发明专利]一种以氧化锌负载氧化镁为催化剂催化合成姜黄素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种姜黄素的合成方法，尤其是一种以氧化锌负载氧化镁为催化剂催化乙酰丙酮和4-羟基-3-甲氧基苯甲醛合成姜黄素的绿色方法。

背景技术

姜黄素是从姜科植物的根茎中提取的一种化学成分，在姜黄中的含量约为3％～6％。姜黄素在药理上具有活血、行气、通经、降压、抗肿瘤、抗炎、利胆、抗氧化等功效。另外，姜黄素也是大自然中极为稀少的二酮类有色物质，是一种天然黄色素，着色力强，安全无毒，可作为着色剂广泛用于糕点、糖果、饮料、冰淇淋、有色酒等食品，被认为是最有开发价值的食用天然色素之一，同时也是联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)所规定的使用安全性很高的天然色素之一。

目前的报道所见姜黄素的合成路线几乎都是通过乙酰丙酮和4-羟基-3-甲氧基苯甲醛缩合得到的。姜黄素在1910年通过合成的方法获得并确定了其化学结构，但合成反应需要八步，而且产率很低。1964年，Pabon以正丁胺为催化剂加入到乙酰丙酮和硼酸酐、硼酸三丁酯、4-羟基-3-甲氧基苯甲醛的混合液中，反应结束后加入稀盐酸使其分解，后处理得到姜黄素晶体。根据专利CN 101454267A，姜黄素通过如下得到：采用高级性、非质子溶剂，以脂肪族或芳脂族胺为催化剂，使用共沸物除去反应产生的水，使香草醛与乙酰丙酮进行缩合，随后进行后处理。采用此类有机胺催化剂得到的姜黄素产率较好，且反应使用的催化剂价格相对低廉。但是该催化剂分离困难，不能回收利用，造成资源浪费，且对人类有一定的伤害，加重了环境的污染。1994年，Babu等用1，2，3，4-四氢喹啉和醋酸的混合物为催化剂体系加入到4-羟基-3-甲氧基苯甲醛、乙酰丙酮、硼酸的反应混合液中，接着用稀醋酸使其分解析出沉淀，抽滤，洗涤后得到姜黄素，但是该反应机理并不十分清晰。该方法简化了步骤，简短了反应时间，但是1，2，3，4-四氢喹啉相对来说更适合实验室使用，而不适用于工业化大生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氧化锌负载氧化镁固体碱催化作用下姜黄素的绿色制备方法，文献未见报道。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

1.将一定量的硼酸酐溶于溶剂A，加入乙酰丙酮反应，以硼酸三丁酯作为脱水剂。硼酸酐与乙酰丙酮摩尔比为0.5～1∶1，反应时间为10-40min，反应温度为45-75℃，溶剂A为非质子型极性溶剂，包括但不限于DMF、DMAC、HMP等。

2.加入4-羟基-3-甲氧基苯甲醛和氧化铝负载氧化镁固体碱催化剂，继续反应。反应结束后，加入溶剂B，热过滤，将氧化锌负载氧化镁固体碱催化剂回收利用。4-羟基-3-甲氧基苯甲醛与乙酰丙酮的摩尔比为1.8～1∶1～4，反应时间为0.5～10h，反应温度为70～130℃。溶剂B为疏水性有机溶剂，包括但不限于乙酸乙酯、环己烷、1，2-二氯乙烷等。使用的催化剂是氧化锌负载氧化镁固体碱催化剂，该催化剂的用量为原料4-羟基-3-甲氧基苯甲醛质量的0.5～15wt.％，负载氧化镁的质量分数为催化剂总量的5～40wt.％，催化剂制备过程中的煅烧温度为120～550℃，催化剂过滤后可直接使用或者用甲醇洗涤，干燥重复使用。

3.向混合物中加入过量0.4mol/l稀盐酸溶液完成反应。反应时间为0.5～2h，反应温度为40～65℃。静置分层，水层用溶剂B萃取，合并有机层，用水洗至中性，旋转蒸发除去溶剂，重结晶得到橙黄色晶体，干燥。

本发明方法的有益效果是：

1.所用氧化锌负载氧化镁固体碱合成工艺简单，稳定性好。

2.所用氧化锌负载氧化镁固体碱，反应后缩合产物与固体碱自动分相，分离过程简便，产品纯度好，具有高转化率和高选择性。

3.缩合反应后氧化锌负载氧化镁固体碱经简单处理或不处理可重复使用，催化活性基本不变，是一条绿色洁净的合成路线，对于姜黄素的合成具有较高的应用价值。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作详细说明，但不应视为对本发明的限制。