辣椒素酯类物质的合成及其抗氧化活性研究

The development of green, low toxicity and efficient natural antioxidants is one of the key elements of the world in recent years. Capsinoids have attracted much attention because of their wide range of biological activities such as antitumor, anti-inflammatory, antimicrobial, antimutagenic, suppression of fat accumulation and strong antioxidant activity. Research has shown that capsinoids are not hot or spicy. Since the limited availability of natural capsinoids and their complicated extraction and separation technology, so to build the efficient chemical synthesis method is particularly urgent. This project is planned to build a new synthetic method of capsinoids, using the esterification of fatty acids and Vanillyl alcohol as a template, cheap and available Lewis acid as catalyst. And we study on their antioxidant activity to reveal the intrinsic link between the structure and antioxidant activity. Nevertheless, from a synthetic or applied standpoint, capsinoids are considered to have much more research value, and will provide theoretical evidence for the basic and applied studies of food and medicine in this new field.

开发绿色、低毒、高效的天然抗氧化剂是近年来世界各国研究的重点内容之一。辣椒素酯类物质由于其具有抗肿瘤、镇痛、抗炎、杀菌、减少脂肪在体内的沉积等广泛的生物活性以及强抗氧化活性，而倍受关注。研究表明，此类物质没有辛辣气味，在天然来源中含量极微，提取分离技术复杂，因此构建其高效的化学合成方法显得尤为迫切。本项目拟以脂肪酸与香草醇的酯化反应为模板，以廉价易得的路易斯酸催化剂为切入点，构建合成辣椒素酯类化合物的新方法；利用两种评价方法（DPPH法、抗油脂氧化能力）从不同层面考察辣椒素酯类化合物的抗氧化活性，与人工合成的非天然抗氧化剂BHA、BHT等的抗氧化活性进行平行比较，讨论不同辣椒素酯类化合物结构与其抗氧化活性之间的构效关系。无论从合成还是应用角度考虑，辣椒素酯类物质都具有很高的研究价值，可在一个新的领域内为医药、食品的基础研究及应用研究提供理论依据。

本研究以便宜易得的氟化钾为催化剂，香草醇和脂肪酸的酯化为反应模板，实现了香草醇中酚、醇酯化的区域选择性，以中等到较高的收率制备得到了九种辣椒素酯类化合物，构建了合成辣椒素酯类物质的新方法，为酯化反应--尤其是具有区域选择性的酯化反应提供了理论指导。.还利用两种评价方法（DPPH法、抗油脂氧化能力）从不同层面考察了辣椒素酯类化合物的抗氧化活性。研究发现：（1）辣椒素酯类物质具有较强的DPPH自由基清除能力。在一定的范围内，清除自由基活性与时间、浓度呈正的线性关系，随烷基侧链链长的增加，有先减小后增大的趋势。（2）在抑制油脂氧化实验中，辣椒素酯类物质都能有效地抑制共轭氢过氧化物的形成。其抗氧化效率随着辣椒素酯化合物侧链的变短而增大。抗氧化效率的顺序符合“极性悖论”的一般假设，抗氧化剂的极性越大在油脂中的效率越高。（3）在水包油乳化体系中，辣椒素酯类物质的抗氧化活性与烷基侧链碳原子个数呈现非线性关系。辛酸香草醇酯和壬酸香草醇酯的抗氧化活性高于参比抗氧化剂α-生育酚和BHA。这和近期人们提出的“Nonlinear Hypothesis”或“Cutoff Theory”相一致。.同时，本研究还采用杂化密度泛函B3LYP/6-31G(d)方法，对辣椒素酯类分子的结构及其抗氧化活性进行了研究，计算结果与前面的抗氧化实验结论基本一致。本研究揭示了辣椒素酯类化合物结构与抗氧化活性之间的内在联系，为高效的新型抗氧化剂的结构设计提供理论依据，为辣椒素酯类物质作为天然抗氧化剂在食品中的应用打下基础。. 另一方面，由于辣椒素酯类物质的脂溶性，限制了其在药物、食品等领域的应用，因此，合成了水溶性的季铵盐修饰壳聚糖固载环糊精，初步对辣椒素酯类物质进行了包埋，以期改进辣椒素酯在水中的溶解性及其抗氧化活性。