本发明涉及香根草酯(vetiverylesters)、一种用于制备香根草酯的方法、包含香根草酯的香味组合物以及上述香根草酯的用途、通过上述方法制备的香根草酯、或用于制备加香产品的上述香味组合物。
背景技术：
香根草油是从香根草(vetiveriazizanioides)(禾本科)提取的组合物，香根草也称为岩兰草(chrysopogonzizanioides)。从香根草(禾本科)获得的提取物和改性提取物如酊剂、凝结物、绝对油、精油、含油树脂、萜烯、无萜烯馏分、残渣等也是已知的(cas：84238-29-9；einecs：282-490-8)。香根草油也用作底物以提供香味成分和组合物，例如香根草提取物(cas：84082-84-8；einecs：282-031-1)，乙酸香根草酯(vetiverylacetate)(cas：62563-80-8；einecs：204-225-7,263-597-9)，香根草醇(vetiverol)(cas：68129-81-7；einecs：268-578-9)，乙酸香根草酯(vetiverolacetate)(cas：62563-80-8；einecs：263-597-9)和香根草(cas：8016-96-4；rtecs：yy3180000)。
如在香水和香味组合物中使用的已知的香根草酯(例如乙酸香根草酯)，是由香根草油化合物与酸酐之间的化学反应(如香根草油的醇化合物与醋酸酐的乙酰化)而制备的混合物。具体而言，乙酸香根草酯通常通过对香根草油或香根草醇的工业乙酰化，在高至120℃的温度下、在有或者没有催化剂的情况下使用乙酸酐，在室温下使用正磷酸或者在回流的甲苯中使用乙酸钠、随后蒸馏，如欧洲卫生与消费者保护委员会的消费品科学委员会的sccp/0984/06号意见所述。
一般而言，进行香根草油的酯化反应是为了改变油的嗅觉特性。然而，存在持续的需求以提供具有更明显和细微的气味组合的香根草酯组合物。另外，已知的香根草酯的稳定性通常相当差。而且，在可持续性和环境影响方面，已知的制备已知的香根草酯的方法需要改进。这些方法中的负面影响可能是来自石油化学的有机溶剂的使用，超化学计量、化学计量或亚化学计量使用的添加剂的使用，导致在许多情况下产生大量的废物。例如，乙酸酐的乙酰化通常用过量的该试剂进行，导致每形成一个酯会形成一个当量或更多的乙酸。这些方法的能量消耗通常很高，要么为了达到所需的反应温度，要么用在处理过程中的蒸馏步骤中。常用的方法是使用合成羧酸酐作为酰化剂，普通化学品作为添加剂，得到的香根草酯被归类为合成产品。
因此，有持续的需求要提供通过可持续方法产生的具有原始嗅觉性质的香根草酯。
技术实现要素：
本公开的一个目的是提供具有增强的、平衡的和令人愉快的一组气味香型的优质类别的香根草酯。本公开的另一个目的是提供更稳定的香根草酯。本公开的另一个目的是提供天然的香根草酯。本公开的另一个目的是提供一种能量密集程度较低、可重复性较高且对环境更友好的用于制备香根草酯的方法。
根据第一方面，上述目的以及进一步的优点通过相对于所述香根草酯的总重量，包含至少0.5重量％的仲醇化合物的香根草酯来实现。
根据第二方面，上述目的中的一个或多个通过用于制备诸如根据第一方面的香根草酯的方法来实现，所述方法包括：提供香根草油，至少一种酶制剂和至少一种酰化化合物；并且允许足够的时间使酶制剂将香根草油的醇化合物与酰化化合物酯化。
根据第三方面，上述目的中的一个或多个是通过根据第二方面的方法可获得的香根草酯实现的。
根据本发明，本发明的香根草酯由香根草油获得，并且基本上可以不包含伯醇化合物，因为基本上存在于香根草油中的所有伯醇化合物都被酯化(例如，相对于香根草酯的总重量，不超过5重量％的伯醇化合物)；包含与香根草油中存在的仲醇化合物的量基本相同的仲醇化合物(例如相对于在香根草油中存在的仲醇化合物的量，在香根草酯中存在的仲醇化合物的重量百分比的±5绝对偏差)；以及包含与香根草油中存在的叔醇化合物的量基本相同的叔醇化合物(例如相对于存在于香根草油中的叔醇化合物的量，在香根草中存在的叔醇化合物的重量百分比的±5绝对偏差)。
根据第四方面，上述目的中的一个或多个可以通过香味组合物来实现，所述香味组合物包含根据第一方面的所述香根草酯，所述香根草酯通过根据所述第二方面或第三方面的方法制备。
根据第五方面，上述目的中的一个或多个通过使用根据第一方面的所述香根草酯、通过根据第二方面的方法制备的香根草酯、根据第三方面的香根草酯实现，或根据第四方面的香味组合物用于制备加香产品。
根据上述方面的本公开的实施方式在所附权利要求中限定。
根据以下附图、说明书和所附权利要求书，本公开的其他方面和优点将变得显而易见。
附图说明
通过阅读下面的描述，并且通过参考附图，本公开将被更好地理解，并且其它优点和实施方式将变得清楚，以下描述和附图仅仅通过指示而非限制的给出，其中：
图1a示出了海地香根草精油的色谱图；图1b示出根据本公开的一个或多个实施方式的香根草酯的色谱图；
图2a示出了香根草醇的色谱图；图2b示出根据本公开的一个或多个实施方式的香根草酯的色谱图；图2c示出了化学乙酰化的香根草醇的色谱图；
图3a示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式从香根草酯分离的酯组分的色谱图；图3b示出根据图3a的分离的酯组分的皂化产物的色谱图；和
图4a至4d分别示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的香根草酯、市售的乙酸香根草酯、和通过化学方法获得的乙酸香根草酯的全二维气相色谱-质谱色谱图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本公开的实施方式。在以下对本公开的实施方式的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开更透彻的理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。在其他情况下，众所周知的特征没有被详细描述以避免不必要地使描述复杂化。
这里，词语“包括”与“包含”，“含有”是同义词(意指相同的事物)，是包含的或开放式的，并且不排除另外、未叙述的元素。此外，本文术语“大约”和“实质上”与“各自的值的边界更低和/或更高20％”为同义词(意味着相同的事物)。术语“重量％”适用于给定化合物的重量除以参考物质的重量，在大多数情况下除非另有说明，为香根草酯。术语“重量％”还可以通过延伸应用于整个参考物质的组合物中的给定化合物的百分比，在大多数情况下，全部参考物质为香根草酯，其通过使用配备有火焰离子化检测器(fid)或任何类型定量检测器(将来存在或将要开发的，与fid相比表现出类似或优越的性能)的气相色谱确定。为了比较的目的，“重量％”也适用于整个参考物质的组合物中的给定化合物的百分比，在大多数情况下为香根草酯，其通过使用配备有质谱仪的气相色谱仪(gc-ms)，如配备质谱仪的全二维气相色谱仪(gcxgc-ms)测定，如表1所示。
在下文中，“香根草酯”是指由香根草油酯化产生的组合物。在下文中，“天然化合物”是指通过从生物提取或由生物产生的化学物质通过非变性过程产生的化合物。在下文中，“酰化化合物”是指式rcox的化合物，其中r是氢原子或直链、环状或支链的饱和或不饱和的c1-c20有机取代基，并且其中x是离去基团。在一个或多个实施方式中，c1-c20有机取代基选自包含c1-c20烷基、c2-c20烯基、c2-c20炔基、c1-c20烷氧基、c1-c20烷硫基、c1-c20烷基氨基、c1-c20烷基酰氨基、c2-c20杂烷基、c1-c20卤代烷基、c6-c20芳基、c4-c20杂芳基、c7-c20烷基芳基、c7-c20芳基烷基、c8-c20芳基烯基、c8-c20芳基炔基、c6-c20卤代芳基、c2-c20烷基酮基，c2-c20烷硫酮基和c2-c20烷基碳酸酯基的组。在一个或多个实施方式中，所述c1-c20有机取代基是c1-c20烷基。在一个或多个实施方式中，c1-c20有机取代基是c1-c4烷基，例如甲基或乙基。在一个或多个实施方式中，离去基团选自包含醇盐(or')、氢氧化物、羧酸盐(ocor')、烷氧基烷基、磺酸盐、全氟烷基磺酸盐(oso2r'f)、甲苯磺酸盐、甲磺酸盐、碘化物、溴化物、氟化物、硝酸盐、磷酸盐、硫醇盐(sr'2+)、胺(nr'2，nr'3+)、氨和二氮(重氮)的组，其中r'是相同或不同的并且各自是直链、饱和或不饱和的、如上定义r的c1-c20有机取代基、或氢原子。在一个或多个实施方式中，离去基团选自包含醇盐、氢氧化物和羧酸盐的组。在一个或多个实施方式中，离去基团是醇盐。在一个或多个实施方式中，离去基团是乙醇盐(ch3ch2o)。
本发明人开发了一种通过酶促酯化获得新的香根草酯的新方法。由于存在于香根草油中的基本上所有伯醇化合物被酯化(例如，相对于香根草酯的总重量，不超过5重量％的伯醇化合物)，所以本发明的所述香根草酯基本上不包含伯醇化合物；本发明的所述香根草酯还包括与香根草油中存在的仲醇和叔醇化合物的量基本上相等的仲醇和叔醇化合物(例如，相对于存在于香根草油中的仲醇化合物的量，存在于所述香根草酯中的仲醇化合物的重量％的±10或±5绝对偏差；以及相对于香根草油中存在的叔醇化合物的量，存在于香根草中的叔醇化合物的重量％的±10或±5绝对偏差)。
根据第一方面，本公开提供了一种香根草酯，相对于所述香根草酯的总重量，其包含至少0.5重量％的仲醇化合物。鉴于该市场日益增长的商业重要性，该组合物可用于制备香水和化妆品。此外，发现这些香根草酯具有增强的、平衡的、持久的、稳定的和令人愉快的一组香型，如下：葡萄柚样、檀香样、雪松木样、烟熏和粉状(powdery)。
在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.5重量％至约15重量％的仲醇化合物。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约1重量％至约10重量％的仲醇化合物。
在一个或多个实施方式中，仲醇化合物包含选自以下列表的至少一种醇：12-去甲基-子杂烯-2β-醇(12-nor-zizaen-2β-ol)、刺柏烯醇(junenol)、子杂-6(13)-烯-3α-醇(ziza-6(13)-en-3α-ol)、夸赛恩-2-醇(khusian-2-ol)、努特卡醇(nootkatol)、β-岩兰草醇(β-vetivol)、β-异努特卡醇(β-isonootkatol)和异努特卡醇(isonootkatol)。在一个或多个实施方式中，仲醇化合物包含选自以下列表的至少一种醇：刺柏烯醇(junenol)、异柏木醇(isocedranol)、子杂-6(13)-烯-3α-醇、夸赛恩-2-醇、努特卡醇、β-异努特卡醇、β-岩兰草醇、12-去甲基-子杂烯-2β-醇、12-去甲基-子杂烯-2α-醇和α-异努特卡醇。在一个或多个实施方式中，仲醇化合物包含选自以下列表的至少一种醇：α-异努特卡醇(1)、β-岩兰草醇(2)、子杂-6(13)-烯-3α-醇(3)、子杂-6(13)-烯-3β-醇(4)和刺柏烯醇(5)，如下所示。在一个或多个实施方式中，仲醇化合物包含选自以下列表的至少一种醇：α-异努特卡醇(1)，β-岩兰草醇(2)，子杂-6(13)-烯-3α-醇(3)和刺柏烯醇(5)。
在一个或多个实施方式中，所述香根草酯包含相对于所述香根草酯的总重量约0.5重量％至约7.5重量％的α-异努特卡醇(1)。在一个或多个实施方式中，所述香根草酯包含相对于所述香根草酯的总重量的约0.5重量％至约4.5重量％的β-岩兰草醇(2)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.2重量％至约3.3重量％的子杂-6(13)-烯-3α-醇(3)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.2重量％至约2.4重量％的子杂-6(13)-烯-3α-醇(3)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.1重量％至约5重量％的子杂-6(13)-烯-3β-醇(4)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.0重量％至约3.0重量％的刺柏烯醇(5)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.1重量％至约3.1重量％的刺柏烯醇(5)。
在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含不超过5重量％的伯醇化合物。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含的约1重量％至约5重量％的伯醇化合物，例如从约1.25重量％至约2.5重量％，例如从约1.5重量％至约2.5重量％。
在一个或多个实施方式中，所述伯醇化合物包含选自以下列表的至少一种醇：环口趴坎福醇a(cyclocopacamphanola)、环口趴坎福醇b(cyclocopacamphanolb)、维特色林醇(vetiselinenol)、客烯醇(khusimol)、朱栾倍半萜-12-醇(valencen-12-ol)、(i)-异朱栾倍半萜醇((i)-isovalencenol)和螺维特瓦二烯-12-醇(spirovetivadien-12-ol)。在一个或多个实施方式中，所述伯醇化合物包含选自以下列表的至少一种醇：环口趴坎福醇a、环口趴坎福醇b、维特色林醇、客烯醇、朱栾倍半萜-12-醇、(e/z)-异朱栾倍半萜醇和和螺维特瓦二烯-12-醇。在一个或多个实施方式中，伯醇化合物包含选自下列的至少一种醇：客烯醇(6)、(e/z)-异朱栾倍半萜醇、维特色林醇(8)、螺维特瓦-3,7(11)-二烯-12-醇(9)(spirovetiva-3,7(11)-dien-12-ol(9))、环口趴坎福醇a(10)和环口趴坎福醇b(11)，如下所示。在一个或多个实施方式中，伯醇化合物包含选自下列的至少一种醇：客烯醇(6)、(e)-异朱栾倍半萜醇(7)、维特色林醇(8)、螺维特瓦-3,7(11)-二烯-12-醇(9)、环口趴坎福醇a(10)和环口趴坎福醇b(11)，如下所示。
在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0重量％至约1重量％的客烯醇(1)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0重量％至约2重量％的(e/z)-异朱栾倍半萜醇(7)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0重量％至约1重量％的(e)-异朱栾倍半萜醇(7)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0重量％至约1重量％的维特色林醇(8)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0重量％至约1重量％的螺维特瓦-3,7(11)-二烯-12-醇。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0重量％至约1重量％环口趴坎福醇a(10)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0重量％至约1重量％的环口趴坎福醇b(11)。
在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含至少2.5重量％的叔醇化合物。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约2.5重量％至约25重量％的叔醇化合物。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含至少10重量％的叔醇化合物。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约10重量％至约20重量％的所述叔醇化合物。
在一个或多个实施方式中，所述叔醇化合物包含选自以下列表的至少一种醇：榄香醇(elemol)、顺-桉叶-6-烯-11-醇(cis-eudesm-6-en-11-ol)、顺-桉叶-6-烯-4-醇a(cis-eudesm-6-en-4-ola)、顺-桉叶-6-烯-4-醇b(cis-eudesm-6-en-4-olb)、10-表-γ-桉叶醇(10-epi-γ-eudesmol)、β-桉叶醇(β-eudesmol)、1-表-库贝醇(1-epi-cubenol)、苍术醇(hinesol)、α-杜松醇差向异构体(α-cadinolepimer)、α-杜松醇(α-cadinol)、缬草醇(valerianol)、α-桉叶醇(α-eudesmol)、臭根醇(intermedeol)和刺柏脑(junipercamphor)。在一个或多个实施方式中，叔醇化合物包含选自以下列表中的至少一种醇：β-榄香醇、顺-桉叶-6烯-11-醇、顺-桉叶-6-烯-4-醇a、顺-桉叶-6-烯-4-醇b、10-表-γ-桉叶醇、β-桉叶醇、1-表-库贝醇、α-杜松醇差向异构体、α-杜松醇、缬草醇、α-桉叶醇和刺柏脑。在一个或多个实施方式中，所述叔醇化合物包含选自以下列表的至少一种醇：顺-桉叶-6烯-11-醇(12)，10-表-γ-桉叶醇(13)，顺-桉叶-6-烯-4-醇a&b(14)，刺柏脑(15)，α-桉叶醇(16)和α-杜松醇(17)，如下所示。
在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.5重量％至约3重量％的顺-桉叶-6烯-11-醇(12)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.0重量％至约2.5重量％的10-表-γ-桉叶醇(13)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.25重量％至约2.5重量％的10-表-γ-桉叶醇(13)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.5重量％至约9重量％的顺-桉叶-6-烯-4-醇a&b(14)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.5重量％至约4重量％的顺-桉叶-6-烯-4-醇a&b(14)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.25重量％至约3重量％的刺柏脑(15)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0重量％至约1重量％的α-桉叶醇(16)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约0.75重量％至约4.5重量％的α-杜松醇(17)。
在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约1至约50重量％的酯化合物。在一个或多个实施方式中，相对于所述香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约25至约45重量％的酯化合物。在一个或多个实施方式中，相对于所述香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约35至约45重量％的酯化合物。
在一个或多个实施方式中，酯化合物包含选自以下列表的至少一种酯：乙酸12-去甲基子杂烯-2β酯(12-norzizaen-2β-ylacetate)、乙酸12-去甲基子杂烯-2α酯(12-norzizaen-2α-ylacetate)、乙酸桉叶-6烯-4酯(eudesm-6-en-4-ylacetate)、乙酸桉叶-4(15),6-二烯-3β酯(eudesma-4(15),6-dien-3β-ylacetate)、乙酸环口趴坎福酯a(cyclocopacamphanylacetatea)、乙酸环口趴坎福酯b(cyclocopacamphanylacetateb)、乙酸夸赛恩2-酯(khusian-2-ylacetate)、乙酸子杂烯-3α酯(zizaen-3α-ylacetate)、乙酸子杂烯-3β酯(zizaen-3β-ylacetate)、乙酸维特色林酯(vetiselinenylacetate)、乙酸夸赛莫酯(khusimylacetate)、乙酸螺维特瓦二烯-2酯(spirovetivadien-2-ylacetate)、乙酸异努特卡酯(isonootkatylacetate)、乙酸螺维特瓦二烯-12酯(spirovetivadien-12-ylacetate)、乙酸(e)-异朱栾倍半萜酯((e)-isovalencenylacetate)和乙酸(z)-异朱栾倍半萜酯((z)-isovalencenylacetate)。在一个或多个实施方式中，所述酯化合物包含选自以下列表的至少一种酯：乙酸12-去甲基子杂烯-2β酯(12-norzizaen-2β-ylacetate)、乙酸12-去甲基子杂烯-2α酯(12-norzizaen-2α-ylacetate)、乙酸环口趴坎福酯a(cyclocopacamphanylacetatea)、乙酸环口趴坎福酯b(cyclocopacamphanylacetateb)、乙酸夸赛恩2-酯(khusian-2-ylacetate)、乙酸子杂烯-3α酯(zizaen-3α-ylacetate)、乙酸子杂烯-3β酯(zizaen-3β-ylacetate)、乙酸维特色林酯(vetiselinenylacetate)、乙酸夸赛莫酯(khusimylacetate)、乙酸螺维特瓦二烯-2酯(spirovetivadien-2-ylacetate)、乙酸异努特卡酯(isonootkatylacetate)、乙酸螺维特瓦二烯-12酯(spirovetivadien-12-ylacetate)、乙酸(e)-异朱栾倍半萜酯((e)-isovalencenylacetat)和乙酸(z)-异朱栾倍半萜酯((z)-isovalencenylacetate)。在一个或多个实施方式中，所述酯化合物包含选自以下列表中的至少一种酯：乙酸环口趴坎福酯a(cyclocopacamphanylacetatea)、乙酸环口趴坎福酯b(cyclocopacamphanylacetateb)、乙酸维特色林酯(vetiselinenylacetate)、乙酸夸赛莫酯(khusimylacetate)、乙酸螺维特瓦二烯-12酯(spirovetivadien-12-ylacetate)、乙酸(e)-异朱栾倍半萜酯((e)-isovalencenylacetat)和乙酸(z)-异朱栾倍半萜酯((z)-isovalencenylacetate)。在一个或多个实施方式中，相对于香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约25重量％至约40重量％的乙酸环口趴坎福酯a(cyclocopacamphanylacetatea)、乙酸环口趴坎福酯b(cyclocopacamphanylacetateb)、乙酸维特色林酯(vetiselinenylacetate)、乙酸夸赛莫酯(khusimylacetate)、乙酸螺维特瓦二烯-12酯(spirovetivadien-12-ylacetate)、乙酸(e)-异朱栾倍半萜酯((e)-isovalencenylacetat)和乙酸(z)-异朱栾倍半萜酯((z)-isovalencenylacetate)。在一个或多个实施方式中，相对于所述香根草酯的总重量，所述香根草酯包含约35重量％至约40重量％的乙酸环口趴坎福酯a(cyclocopacamphanylacetatea)、乙酸环口趴坎福酯b(cyclocopacamphanylacetateb)、乙酸维特色林酯(vetiselinenylacetate)、乙酸夸赛莫酯(khusimylacetate)、乙酸螺维特瓦二烯-12酯(spirovetivadien-12-ylacetate)、乙酸(e)-异朱栾倍半萜酯((e)-isovalencenylacetat)和乙酸(z)-异朱栾倍半萜酯((z)-isovalencenylacetate)。在这些实施方式中，一种或多种酯化合物可以包含酰基(rco)，如在[0019]段中描述的代替乙酸盐的那些。在这些实施方式中，一种或多种酯化合物可以包含甲酸盐(formate)和/或丙酸盐(propionate)，用以代替乙酸盐(acetate)。
本文还提供了根据本发明的以低廉的成本生产香根草酯的原子经济的生物技术方法的发展。根据第二方面，本公开提供了根据第一方面的用于制备香根草酯的方法，所述方法包括：提供香根草油，至少一种酶制剂和至少一种酰化化合物；并允许足够的时间使酶制剂将香根草油的醇化合物和酰化化合物酯化。事实上，关于诸如香根草油的工业乙酰化这样的化学过程的对环境的影响，上述基于使用天然可再生资源的可持续酶促过程被发现提供如根据第一方面合成的香根草酯。如上所述，本发明的方法允许获得不包含伯醇化合物的香根草酯，因为基本上存在于香根草油中的所有伯醇化合物都被酯化(例如，相对于香根草酯的总重量，不超过5重量％的伯醇)；和与香根草油中存在的仲醇和叔醇化合物的量基本上相同量的仲醇和叔醇化合物(例如，相对于存在于香根草油中的仲醇化合物的量，存在于香根草酯中的仲醇化合物的重量％的±10或±5绝对偏差；以及相对于香根草油中存在的叔醇化合物的量，存在于香根草酯中的叔醇化合物的重量％的±10或±5绝对偏差)。
另外，虽然酶工艺的低生产力和总成本以及酶的低热稳定性和低化学稳定性是用于工业应用的生物催化的显著缺点，但是根据本公开的一个或多个实施方式的方法，以高生产效率和低能耗，提供了香根草酯。事实上，在处理天然提取物转化方面，以前很少使用酶，因为天然提取物的化学组成高度复杂，并且随后有可能发生酶抑制和非特异性反应的风险。事实上，在科学文献中报道鲜有酶修饰精油的例子。例如，在chem.biodiv.,2013,10(12),2291–2301，本发明的发明人描述了：由于饱和现象，游离脂肪酶-催化的玫瑰草精油乙酰化的高负载量是必需的。在大多数报道的案例中，酶处理发生在天然提取物的生产之前，该酶的作用是通过水解活性(纤维素酶、糖苷酶)预处理原料(如本发明的发明人在molecules2014,19(7),9203-9214中所报道)。
在一个或多个实施方式中，酯化在干燥剂存在下进行。在一个或多个实施方式中，干燥剂选自氢化钙、氯化钙、硫酸钙、硫酸镁、碳酸钠、硫酸钠、五氧化二磷和微孔铝硅酸盐。在一个或多个实施方式中，干燥剂包含微孔铝硅酸盐，例如分子筛。在一个或多个实施方式中，分子筛具有
在一个或多个实施方式中，酶制剂包含至少一种酯酶。在一个或多个实施方式中，酯酶(esterase)是脂肪酶(lipase)。由于脂肪酶通常被认为是安全的(gras)，脂肪酶的使用允许该过程安全地进行。事实上，脂肪酶目前用于工业乳制品处理中。在一个或多个实施方式中，酯酶选自猪肝酯酶、枯草芽孢杆菌酯酶(bacillussubtilisesterase)、嗜热脂肪芽孢杆菌酯酶(bacillusstearothermophilusesterase)、米根霉酯酶(rhizopusoryzaeesterase)、解脂假丝酵母酯酶(candidalipolyticaesterase)、米氏毛霉酯酶(mucormieheiesterase)、酿酒酵母酯酶(saccharomycescerevisiaeesterase)、马肝酯酶、猪肝酯酶、荧光假单胞菌酯酶(pseudomonasfluorescensesterase)、褶皱假丝酵母脂肪酶(candidarugosalipase)(以前称柱状假丝酵母脂肪酶)、洋葱假单胞菌脂肪酶(pseudomonascepacialipase)、曲霉属脂肪酶(aspergillussp.lipase)、米氏毛霉脂肪酶(mucormieheilipase)、荧光假单胞菌脂肪酶(pseudomonasfluorescenslipase)、少根根霉脂肪酶(rhizopusarrhizuslipase)、雪白根霉脂肪酶(rhizopusniveuslipase)、猪胰脂肪酶、米曲霉脂肪酶(aspergillusoryzaelipase)、爪哇毛霉脂肪酶(mucorjavanicuslipase)、罗克福尔青霉脂肪酶(penicilliumroquefortilipase)、小麦胚芽脂肪酶(lipasefromwheatgerm)、米根霉脂肪酶(rhizopusoryzaelipase)、例如胰脂肪酶的人脂肪酶和南极假丝酵母脂肪酶(candidaantarticalipase)，或者从它们的天然来源提取并且不管它们的纯度如何，或者由重组生物如大肠杆菌、黑曲霉或者任何其它宿主异源表达。在一个或多个实施方式中，脂肪酶是南极假丝酵母脂肪酶b(candidaantarticalipaseb).
在一个或多个实施方式中，酶制剂是载体酶制剂(supportedenzymepreparation)。在一个或多个实施方式中，所述载体酶制剂是树脂承载的酶制剂。在一个或多个实施方式中，树脂承载的酶制剂是有机树脂承载的酶制剂，如丙烯酸树脂承载的酶制剂。在一个或多个实施方式中，载体酶制剂具有至少1000u/g的活性。在一个或多个实施方式中，载体酶制剂具有至少5000u/g的活性。载体酶的使用允许再循环生物催化剂以及连续地执行该过程，与已知的过程相比，这在可持续性以及环境影响方面是额外的改进。此外，载体酶的热稳定性和化学稳定性显着改善，并且在食品级溶剂而不是水(通常为酶促反应的强制性溶剂)中进行反应的可能性提升，使得可以通过增加香根草油浓度例如至250g/l显着提高生产率。
在一个或多个实施方式中，所述香根草油选自酊剂、凝结物、绝对油、精油、含油树脂、萜烯、无萜烯馏分、超临界co2提取物、hfc提取物、从香根草中提取的馏出物和残余物。在一个或多个实施方式中，香根草油是香根草精油。在一个或多个实施方式中，香根草油从香根草的根部获得。在一个或多个实施方式中，香根草油是天然香根草油。在一个或多个实施方式中，香根油是香根草油馏分油(即香根草油的醇馏分)。根据这些实施方式，本方法可以提供香根草酯(即，酯化的香根草油的醇馏分)。
在一个或多个实施方式中，酰化化合物选自由以下组成的组：羧酸、羧酸酐、酰基卤、羧酸酯、羧酸硫酯和羧酸烯醇酯。例如，酰化化合物的酰基基团可以是饱和或不饱和的直链、环状或支链。例如，酰化化合物可以衍生自c1-c20羧酸。在一个或多个实施方式中，酰化化合物包含至少一种羧酸酯。在一个或多个实施方式中，羧酸酯包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯(即，醋酸甲酯)、乙酸乙酯(即，醋酸乙酯)、乙酸丙酯(即，醋酸丙酯)、丙酸甲酯、丙酸乙酯和/或丙酸丙酯。
在一个或多个实施方式中，酰化化合物是天然产物。例如，酰化化合物是天然羧酸酯。在一个或多个实施方式中，酰化化合物是天然乙酸乙酯。另外，根据一个或多个实施方式，香根草油、酰化化合物、酶制剂和可选的溶剂选自天然化合物。因此，在一个或多个实施方式中，该方法提供了天然的香根草酯，该方法通过天然材料的生物技术处理来进行。
在一个或多个实施方式中，酯化在溶剂存在下进行。在一个或多个实施方式中，溶剂选自包含以下的组：烃类(例如戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷的所有异构形式和石油醚)，氧化溶剂(例如二烷基醚、环醚、羧酸酯、内酯、碳酸二烷基酯、环状碳酸酯、醇、多元醇、甘油及其衍生物、乙二醇及其衍生物、乙二醇醚)，卤化溶剂(氯仿、二氯甲烷、氯代甲烷、四氯化碳、氯苯，或是具有1个以上氢原子被卤素例如氟、氯、溴、碘取代的任意烃)，氮化溶剂(吡啶、胺、吡咯烷(pyrolidine)、二甲基甲酰胺、硝基甲烷、乙腈)，硫化溶剂(二甲基亚砜、环丁砜、二硫化碳)，超临界流体(co2、ch4、水、超过其临界点的任意流体)，离子液体(在反应温度(包括室温)下的液体，由有机阳离子(例如咪唑鎓或吡啶鎓)以及阴离子(例如溴化物、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、双三氟磺酰基咪唑(bistrifluorosulfonylimidure)、三氟甲磺酸盐)组成)和水。在一个或多个实施方式中，溶剂包含乙酸乙酯。在一个或多个实施方式中，溶剂包含天然乙酸乙酯。另外，在一个或多个实施方式中，酰化化合物充当溶剂。例如，酰化化合物可以作为独特的溶剂。
在一个或多个实施方式中，使酶制剂与酰化化合物和香根草油或香根草油的醇化合物反应持续至少1小时。在一个或多个实施方式中，使酶制剂与酰化化合物和香根草油或香根草油的醇化合物反应持续至少从1小时至约7天，例如从约3小时至约7小时，例如持续约5小时。
在一个或多个实施方式中，使酶制剂在约-20℃至约80℃的温度下与酰化化合物和香根草油或香根草油的醇化合物反应。在一个或多个实施方式中，使酶制剂在约10℃至约40℃的温度下，例如在室温下，与酰化化合物和香根草油或香根草油的醇化合物反应。
示例
以下描述了根据本公开的一个或多个实施方式的示例性的香根草酯以及用于制备它的示例性方法。
香根草酯
表1a-h示出了海地香根草精油、市售的乙酸香根草酯、通过化学方法获得的乙酸香根草酯和根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯的化学组成。如表1a-e的气相色谱结果所示，根据本公开内容的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯的化学组成与香根草油的化学组成不同之处在于，乙酸香根草酯包含酯化合物。事实上，相对于乙酸香根草酯的总重量，乙酸香根草酯可包含至少1重量％的酯化合物。此外，如表1a-h所示，根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯的化学组成不同于市售的乙酸香根草酯和通过化学方法获得的乙酸香根草酯的化学组成，区别在于根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯，包含相对于乙酸香根草酯的总重量至少0.5重量％的仲醇化合物。
例如，表1a-h示出：相对于根据本公开的一个或多个实施方式的所述乙酸香根草酯的总重量，仲醇子杂-6(13)-烯-3α-醇(条目52)的含量为至少0.1重量％，(也参见条目54、61和68，例如显示至少0.5重量％的仲醇)。相反，在市售的乙酸香根草酯和通过化学方法获得的乙酸香根草酯中，相对于所述乙酸香根草酯的总重量，仲醇如子杂-6(13)-烯-3α-醇(条目52)的含量仅达0.1重量％(也参见条目61、66和68)。表1a-h还示出，相对于根据本公开的一个或多个实施方式的所述乙酸香根草酯的总重量，酯如乙酸夸赛莫酯(khusimylacetate)(条目95)的含量为至少9重量％(也参见条目92、97、98和100)。相反，在海地香根草油中不存在酯如乙酸夸赛莫酯(khusimylacetate)(条目95)(例如参见条目92、97、98和100)。最后但并非最不重要的是，相对于根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯的总重量，表1a-h还示出了伯醇的总量不大于5重量％(例如参见条目47、49、72、78、84和85)。相反，相对于香根草油的总重量，伯醇的总量超过20重量％(例如参见条目47、49、72、78、84和85)。
根据本发明的一个或多个实施方式的香根草酯和香根草油之间的化学组成的上述差异也在图1a中示出，其显示了包含大量伯醇且没有酯化合物的海地香根草精油的色谱图，与图1b相比，图1b显示了根据本公开的一个或多个实施方式的包含非常少量的伯醇和大量酯化合物的乙酸香根草酯的色谱图。
图2a和2c中还示出了根据本公开的一个或多个实施方式的香根草酯、香根草油、市售的乙酸香根草酯和通过化学方法获得的乙酸香根草酯的化学组成上的差异，图2a示出了没有酯化合物的香根草醇的色谱图，图2c示出了化学乙酰化的香根草醇的色谱图，其具有大量的酯化仲醇化合物因此具有少量的仲醇化合物，与图2b相比；图2b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯的色谱图，其具有大量酯化伯醇化合物、大量仲醇化合物和非常少量酯化仲醇化合物。
图3a和3b也示出根据本公开的一个或多个实施方式的香根草酯与市售的乙酸香根草酯以及通过化学方法获得的乙酸香根草酯的化学组成之间的上述差异也，图3a示出根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯的分离的酯部分的色谱图；图3b示出图3a的分离的酯部分的皂化产物的色谱图。鉴于图3a和3b，显而易见的是，乙酸香根草酯主要包括伯醇化合物的酯，乙酸环口趴坎福酯a(cyclocopacamphanylacetatea)、乙酸环口趴坎福酯b(cyclocopacamphanylacetateb)、乙酸维特色林酯(vetiselinenylacetate)、乙酸夸赛莫酯(khusimylacetate)、乙酸(e)-异朱栾倍半萜酯((e)-isovalencenylacetat)和乙酸(z)-异朱栾倍半萜酯((z)-isovalencenylacetate)。
根据本公开内容的一个或多个实施方式的香根草酯、海地香根草精油、市售的乙酸香根草酯、通过化学方法获得的乙酸香根草酯的化学组成上的上述差异也在图4a至4d中示出，分别示出了全二维gc-ms色谱图。与图4b相比，从图4a可以看出，香根草油中存在的基本上所有的伯醇化合物都被酯化(例如不超过5重量％)；根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯包含大量的仲醇化合物(例如至少0.5重量％)，这些仲醇化合物尚未通过根据本公开的方法被酯化；并且所述乙酸香根草酯包含与香根草油中存在的叔醇化合物的量基本相同的叔醇化合物(例如相对于存在于香根草油中的叔醇化合物的量，叔醇化合物的±5重量％)。从图4a与图4c和4d相比，也显而易见的是，与市售的乙酸香根草酯(图4c)和通过化学方法获得的乙酸香根草(图4d)比较，根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯包含更大量的仲醇化合物(例如，至少0.5重量％)和叔醇化合物(例如，至少2.5重量％)。全二维gc-ms色谱是高度可靠和准确的测定系统，可以鉴定出额外的仲醇和叔醇化合物，如异柏木醇(isocedranol)、子杂烯-3β-醇(zizaen-3β-ol)和普里子杂-7β-醇(prezizaan-7β-ol)。
由于上述差异，根据本公开内容的一个或多个实施方式的所述香根草酯具有增强的、平衡的、持久的、稳定的和令人愉快的一组香型。例如，受过训练的调香师进行嗅觉评估，确定根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯的香型和强度的独特组合。具体而言，测试了乙酸香根草酯的条样品(在乙醇中为1.4％)和来自目标市场的市售乙酸香根草酯，并且发现根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯具有无与伦比的香型，可能最佳描述如下：“头香有点不那么浓烈但是比较平衡，明显存在木香(woodynote)，热烈的葡萄柚般的效果非常好，雪松般的香味有烟熏檀香状味道，存在粉状香味，而且中香(heartnote)很平衡”。相反，市售的产品被发现是非常烟熏且雪松状，低檀香木状、且具有较低的葡萄柚状和粉状的方面。
制备香根草酯的方法：
将香根草油溶解在含有10g/l分子筛
定量和定性分析方法：
可以通过定性和/或定量色谱技术，例如选自一维或二维液体和气相色谱的技术，例如与质谱联用的气相色谱法(gc-ms)，带有火焰离子化检测器的气相色谱(gc-fid)，带有热导检测器的气相色谱仪(gc-tcd)或带有质谱和火焰离子化检测器的全二维气相色谱仪(gcxgc-fid/ms)。如表1a-h所示，根据本公开的一个或多个实施方式的乙酸香根草酯，包含大约100种化合物或更多化合物，可以根据选择的分析条件共洗脱(coelute)，香根草酯的化学组成可以通过全二维气相色谱如gcxgc-fid/ms确定，这是一种精确可靠地确定香根草酯化学成分的技术。
另外，如表1a-h所示，可以通过gc-ms来估计香根草酯的目标组分，其中保留指数(retentionindexes)通过与一系列直链烷烃比较来确定。通过gcxgc-ms鉴定了主要的共洗脱情形，并列于表中。例如，在一个或多个实施方式中，使用十三烷作为内参，确定化合物如香根草油中的客烯醇(khusimol)和乙酸香根草酯中的乙酸夸赛莫酯(khusimylacetate)的化合物响应因子。正如本公开的发明人此前在chem.biodiversity2014,11,(11),1821-1842所述，可靠的客烯醇样品通过从所述油中提取的子杂酸(zizanoicacid)经过lialh4的还原获得。使用标准的乙酰化程序通过使客烯醇乙酰化来获得乙酸夸赛莫酯。在用于校准实验之前，参考化合物的纯度(超过97％)由gc和nmr分析控制。
为了量化目的，gc分析使用配备有chrompackvf1-ms毛细管柱(30m×0.25mml；0.25μm膜厚度)的agilent6890n气相色谱仪进行，并且安装有火焰离子化检测器。以1:10的分流比使用氢气作为载气，以恒定的0.8ml/min流量进行分析。gc柱温箱编程如下：100℃(保持恒温5分钟)以5℃/min升至250℃。
使用安装有j&whp-1ms(60m×0.25mm；0.2μm膜厚度)的agilent6890n/5973ngc-ms系统进行1d-gc-ms分析。柱流量(he)1.0ml/min；分流比1/100；温度程序：100℃(保持5分钟等温)以5℃/分钟升高至250℃(4.5分钟最终等温)。质谱仪在35-350m/z范围内以70ev运行。通过从一系列正构烷烃计算得到的保留指数的互相关(cross-correlation)来鉴定精油成分，并且其质谱与商业文库(wiley275，nist08)或从文献信息以及分离或合成的物质建立的内部ms数据库进行匹配。
使用配备有低温gc×gczoex组件的agilent6890n/5973ngc-ms系统进行全二维气相色谱-质谱(gc×gc-ms)。二维gc柱组由chrompackvf-5ms(30m×0.25mm；0.2μm膜厚度)和j&wdb-wax(1.25m×0.10mm；0.1μm膜厚度)通过失活的熔融二氧化硅毛细管(1.25米×0.10毫米)(作为一个弯曲部分安装在低温调节器)耦合。柱流量(he)0.7ml/min；分流比1/100；主烘箱温度程序：以10℃/min从50℃至140℃，以1℃/min从140℃至188℃，以2℃/min从188℃至200℃，然后以20℃/min从200℃至250℃(4.5分钟最终等温线)。次烘箱温度程序：以10℃/min从50℃至140℃，以1.25℃/min从140℃至150℃，以3℃/min从150℃至250℃。调制周期，pm：5.5s。质谱仪以70ev的速度在50-280amu范围内以快速扫描模式操作，对应于24.67hz的采集速率。通过从一系列正构烷烃计算得到的保留指数的互相关来确定精油成分，并且其质谱与商业文库(wiley275，nist08)或从文献信息以及分离或合成的物质建立的内部ms数据库进行匹配。
本公开的发明人在j.chromatogr.a2013,1288,127-148.的实验部分中描述了适用于香根草酯的另外的示例性化学组合物测定技术。
虽然已经详细描述了上述实施方式，但是应该理解，可以设想本公开的替代实施方式。因此例如，在一个或多个实施方式中，该方法用除南非假丝酵母脂肪酶之外的酶制剂和/或不含载体的酶制剂进行。而且，在一个或多个实施方式中，酰化化合物是除乙酸乙酯以外的化合物。而且，在一个或多个实施方式中，不需要干燥剂如分子筛