吡嗪类化合物及其制备方法、用途与流程

本发明涉及植物提取领域，特别涉及化合物及其制备方法、用途。

背景技术：

天然芳香性成分和天然香料是一类重要的高附加值化工产品，主要应用于食品、化妆品及医药等领域。目前在香型种类较为固定的背景下，开发出一类全新新香型的化学成分将会特别受到人们的欢迎，具有巨大的市场前景。

吡嗪类化合物是一种国际上公认的香料类型，在市场上有广泛的应用，尤其在食品领域。吡嗪类化合物具有典型的烧烤香味特点，是高档雪茄、白酒、咖啡、茶叶、香肠、烤肉等饮料和食品的主要香型成分，深受人们喜欢。

韭菜，属百合科多年生草本植物，具特殊强烈气味，根茎横卧，鳞茎狭圆锥形，簇生；鳞式外皮黄褐色，网状纤维质；叶基生，条形，扁平；伞形花序，顶生。叶、花葶和花均作蔬菜食用；种子等可入药，具有补肾，健胃，提神，止汗固涩等功效。在中医里，有人把韭菜称为“洗肠草”。韭菜适应性强，抗寒耐热，全国各地到处都有栽培。韭菜又叫起阳草，是中国传统蔬菜，味道非常鲜美，还有独特的香味，已有3000多年的食用历史。韭菜含有挥发性的硫化丙烯，因此具有辛辣味，有促进食欲的作用。韭菜除做菜用外，还有良好的药用价值。其根味辛，入肝经，温中，行气，散瘀，叶味甘辛咸，性温，入胃，肝，肾经，温中行气，散瘀。韭菜活血散瘀，理气降逆，温肾壮阳，韭汁对痢疾杆菌，伤寒杆菌，大肠杆菌，葡萄球菌均有抑制作用。《本草纲目》中说："韭籽补肝及命门，治小便频数，遗尿，"民间常用韭菜治疗身体虚弱，肺结核盗汗，噎嗝反胃，妇女产后血晕，吐清水及跌打刀伤肿痛，神经性和过敏性皮炎，新生小儿硬皮症等。

目前的研究报导将韭菜的独特香味归因于其所含硫化物，但硫化物的成分在大蒜或葱中也含有，但其气味与韭菜完全不同，因此未见韭菜中特异性香型成分的相关报导。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了化合物及其制备方法、用途。该4种化合物均具有特殊的烧烤香味，且化合物从常吃蔬菜中提取得到，无任何毒副作用，可以安全食用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种化合物，其结构如式V所示：

其中：

R₁选自或CH₃；

R₂选自H或CH₃；

R₃选自或H；

R₄选自H、

在本发明的一些具体实施方案中，所述化合物的结构如下所示：

式I：R₁＝R₂＝H R₃＝R₄＝H

式II：R₁＝R₂＝CH₃ R₃＝H R₄＝

式III：R₁＝R₂＝H R₃＝H R₄＝

式IV：R₁＝CH₃ R₂＝CH₃ R₃＝H R₄＝

本发明还提供了所述化合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：取韭菜粉碎后经有机溶剂浸提，获得粗提物；

步骤2：取所述粗提物分离，纯化，鉴定；

所述分离包括第一分离和第二分离；

所述第一分离采用大孔吸附树脂分离，淋洗采用有机溶剂淋洗；

所述第二分离为取第一分离后的收集物与水混合采用凝胶柱分离，淋洗，收集馏分；

步骤1或步骤2中所述有机溶剂选自乙醇；

步骤1中所述有机溶剂的体积分数为95％；步骤2中所述第一分离中所述有机溶剂的体积分数为15％～30％。

在本发明的一些具体实施方案中，所述第二分离中的淋洗为使用5倍柱体积淋洗，所述收集馏分为每150mL收集一个馏分。

在本发明的一些具体实施方案中，所述目的馏分为体积分数为15％的有机溶剂的第10次馏分和体积分数为30％的有机溶剂的第4次馏分。

在本发明的一些具体实施方案中，所述纯化为取分离的产物经高效液相色谱分离，收集保留时间为10.50～43.50min的产物。

在本发明的一些具体实施方案中，所述纯化具体为：取体积分数为15％的有机溶剂的第10次馏分经高效液相色谱分离，流动相为体积分数为25％的甲醇，收集保留时间为33.50～35.00min内的产物，得到化合物Ⅰ。

在本发明的一些具体实施方案中，，所述纯化具体为：取体积分数为30％的有机溶剂的第4次馏分经高效液相色谱分离，流动相为体积分数为48％的甲醇，收集保留时间为20.75～21.25min的产物，得到化合物Ⅱ；

取体积分数为30％的有机溶剂的第4次馏分经高效液相色谱分离，流动相为体积分数为48％的甲醇，收集保留时间为21.50～22.50min的产物，得到化合物Ⅲ；

取体积分数为30％的有机溶剂的第4次馏分经高效液相色谱分离，流动相为体积分数为48％的甲醇，收集保留时间为10.50～12.00min的产物，再经高效液相色谱分离，流动相体积分数为40％的甲醇，收集保留时间为42.25～43.50min的产物，得到化合物Ⅳ。

本发明还提供了所述的化合物或所述的制备方法制得的化合物作为食品添加剂的应用。

本发明还提供了所述的化合物或所述的制备方法制得的化合物在食品中的应用。

通过UV、ESI-MS、HRESIMS、¹HNMR、¹³CNMR等技术对四种新化合物进行结构鉴定，明确其构型。该4种化合物均具有特殊的烧烤香味，且化合物从常吃蔬菜中提取得到，无任何毒副作用，可以安全食用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示4种化合物纯化后的气相检测图。

图2示I化合物的质谱图。

图3示II化合物的质谱图。

图4示III化合物的质谱图。

图5示IV化合物的质谱图。

具体实施方式

本发明公开了化合物及其制备方法、用途，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明提供了从韭菜中分离出的四种有特异性香型的新化合物，如式Ⅴ所示：

其中：

R₁选自或CH₃；

R₂选自H或CH₃；

R₃选自或H；

R₄选自H、

具体的，本发明提供的化合物包括：

I：R₁＝R₂＝H R₃＝R₄＝H

II：R₁＝R₂＝CH₃ R₃＝H R4＝

III：R₁＝R₂＝H R₃＝H R4＝

IV：R₁＝CH₃ R₂＝CH₃ R₃＝H R₄＝

本发明提供了从韭菜中分离出的四种有特异性香型的新化合物，如式(I、II、III、IV)所示。

本发明的新化合物可以通过下列方法得到：

步骤1制备韭菜提取物：

40kg鲜韭菜样品经过淋洗去除泥土等杂质，使用中药材样品粉碎机粉碎后置于50L提取罐中。加入40L 95％乙醇浸提48h，将浸提液取出，过布氏漏斗后减压浓缩至适当体积；重复上述步骤4次，合并浓缩后的浸提液，冷冻干燥，将冻干后的粗提物称重，共得到粗提物粉末158.5g；

步骤2对韭菜粗提物粉进行柱分离：

食品级95％(体积比)的乙醇浸渍大孔吸附树脂(HP-20)4小时，然后用蒸馏水淋洗至流出液在玻璃柱中用水稀释不浑浊时为止，然后用水反复洗涤，至酒精计测量乙醇含量降为1％以下；将步骤1得到的158.5g粗提物溶于水后使用大孔吸附树脂进行初步分离，分别使用30L水、15％乙醇、30％乙醇、50％乙醇以及95％乙醇进行淋洗，共获得5个不同馏分，分别浓缩后冷冻干燥，称重后分别为15.7g、31.5g、20.3g、22.6g以及32.3g；根据所需填充玻璃柱体积大小称取定量300g的葡聚糖凝胶(LH-20)置于玻璃烧杯中，使用甲醇进行溶胀4h，将溶胀充分的葡聚糖凝胶装填于玻璃柱中，用水反复洗涤，至甲醇被完全替换，然后将通过大孔吸附树脂分离得到各馏分分别溶于水中，过滤，将得到的滤液分别过装填好的凝胶柱，使用5倍柱体积进行淋洗，每150mL收集一个馏分，依次为15％-1到15％-30共计30瓶馏分；30％-1到30％-40共计40瓶馏分，将收集得到的各馏分分别浓缩、冷冻干燥，并通过高效液相色谱进行检测；

步骤3分离纯化：

通过液相检测之后，将步骤2得到的馏分15％-10(25.2mg)、30％-4(55.2mg)分别溶于水中，使用制备高效液相色谱进行分离纯化，使用的制备色谱柱为YMC-Pack ODS-AQ(250mm×20mm i.d.S-5μm，12nm)，流动相为甲醇-水，体积流量6mL/min，检测器为SPD-20A紫外检测器；

使用制备高效液相色谱对馏分15％-10进行分离制备，流动相为25％甲醇，收集保留时间为33.50-35.00min段内的样品，将得到的馏分在40℃条件下进行减压浓缩，-80℃条件下冷冻干燥，得到化合物Ⅰ共计7.2mg；

使用制备高效液相色谱对馏分30％-4进行分离制备，流动相为48％甲醇，收集保留时间为10.50-12.00min、20.75-21.25min、21.50-22.50min段内的样品，分别记做30％-4-1、30％-4-7、30％-4-8。

将得到的馏分30％-4-7、30％-4-8在40℃条件下进行减压浓缩，-80℃条件下冷冻干燥，得到化合物Ⅱ(30％-4-7)：7.6mg，化合物Ⅲ(30％-4-8)：8.5mg；

使用制备高效液相色谱对馏分30％-4-1(15.2mg)进行纯化，流动相为40％甲醇，收集保留时间为42.25-43.50min段内的样品，将得到的馏分在40℃条件下进行减压浓缩，-80℃条件下冷冻干燥，得到化合物Ⅳ共计6.8mg；

步骤4结构鉴定：

通过高效液相色谱、气相色谱-质谱联用等进行纯度分析；通过液相检测，柱温:25℃，流速为1ml/min，流动相为15％的甲醇/0.005甲酸水，等度冲洗，时间20分钟，检测器为二极管阵列(PDA)检测器，波长220nm。通过GC检测，柱温：初始50℃，以4℃/min升至160℃。8℃/min升至250℃/min。进样口温度240℃，转移线温度280℃/min，载气，高纯氦气，柱压24kPa。EI源：全扫描方式。

通过UV、ESI-MS、HRESIMS、¹HNMR、¹³CNMR等技术对四种新化合物进行结构鉴定，明确其构型。该4种化合物均具有特殊的烧烤香味，且化合物从常吃蔬菜中提取得到，无任何毒副作用，可以安全食用。

本发明提供的化合物及其制备方法、用途中所用原料及试剂均可由市场购得。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1制备韭菜提取物

40kg鲜韭菜样品经过淋洗去除泥土等杂质，使用中药材样品粉碎机粉碎后置于50L提取罐中。加入40L 95％乙醇浸提48h，将浸提液取出，过布氏漏斗后减压浓缩至适当体积；重复上述步骤4次，合并浓缩后的浸提液，冷冻干燥，将冻干后的粗提物称重，共得到粗提物粉末158.5g。

实施例2对韭菜粗提物粉进行柱分离

食品级95％(体积比)的乙醇浸渍大孔吸附树脂(HP-20)4小时，然后用蒸馏水淋洗至流出液在玻璃柱中用水稀释不浑浊时为止，然后用水反复洗涤，至酒精计测量乙醇含量降为1％以下；将步骤1得到的158.5g粗提物溶于水后使用大孔吸附树脂进行初步分离，分别使用30L水、15％乙醇、30％乙醇、50％乙醇以及95％乙醇进行淋洗，共获得5个不同馏分，分别浓缩后冷冻干燥，称重后分别为15.7g、31.5g、20.3g、22.6g以及32.3g；根据所需填充玻璃柱体积大小称取定量300g的葡聚糖凝胶(LH-20)置于玻璃烧杯中，使用甲醇进行溶胀4h，将溶胀充分的葡聚糖凝胶装填于玻璃柱中，用水反复洗涤，至甲醇被完全替换，然后将通过大孔吸附树脂分离得到各馏分分别溶于水中，过滤，将得到的滤液分别过装填好的凝胶柱，使用5倍柱体积进行淋洗，每150mL收集一个馏分，依次为15％-1到15％-30共计30瓶馏分；30％-1到30％-40共计40瓶馏分，将收集得到的各馏分分别浓缩、冷冻干燥，并通过高效液相色谱进行检测。

实施例3分离纯化

通过液相检测之后，将步骤2得到的馏分15％-10(25.2mg)、30％-4(55.2mg)分别溶于水中，使用制备高效液相色谱进行分离纯化，使用的制备色谱柱为YMC-Pack ODS-AQ(250mm×20mm i.d.S-5μm，12nm)，流动相为甲醇-水，体积流量6mL/min，检测器为SPD-20A紫外检测器；

使用制备高效液相色谱对馏分15％-10进行分离制备，流动相为25％甲醇，收集保留时间为33.50-35.00min段内的样品，将得到的馏分在40℃条件下进行减压浓缩，-80℃条件下冷冻干燥，得到化合物Ⅰ共计7.2mg；

使用制备高效液相色谱对馏分30％-4进行分离制备，流动相为48％甲醇，收集保留时间为10.50-12.00min、20.75-21.25min、21.50-22.50min段内的样品，分别记做30％-4-1、30％-4-7、30％-4-8。

将得到的馏分30％-4-7、30％-4-8在40℃条件下进行减压浓缩，-80℃条件下冷冻干燥，得到化合物Ⅱ(30％-4-7)：7.6mg，化合物Ⅲ(30％-4-8)：8.5mg。

使用制备高效液相色谱对馏分30％-4-1(15.2mg)进行纯化，流动相为40％甲醇，收集保留时间为42.25-43.50min段内的样品，将得到的馏分在40℃条件下进行减压浓缩，-80℃条件下冷冻干燥，得到化合物Ⅳ共计6.8mg。

实施例4结构鉴定

通过高效液相色谱、气相色谱-质谱联用等进行纯度分析；通过液相检测，柱温:25℃，流速为1ml/min，流动相为15％的甲醇/0.005甲酸水，等度冲洗，时间20分钟，检测器为二极管阵列(PDA)检测器，波长220nm。通过GC检测，柱温：初始50℃，以4℃/min升至160℃。8℃/min升至250℃/min。进样口温度240℃，转移线温度280℃/min，载气，高纯氦气，柱压24kPa。EI源：全扫描方式。

通过UV、ESI-MS、HRESIMS、¹HNMR、¹³CNMR等技术对四种新化合物进行结构鉴定，并CD测定和ECD计算，明确其构型。

新化合物I为无色油状,有特殊的烧烤香气。通过高分辨质谱数据(m/z169.0965[M+H]⁺,calculated 169.0977)，确定其分子式为,C₈H₁₂N₂O₂.

新化合物II为无色油状,有特殊的烧烤香气.通过高分辨质谱数据(m/z153.1020[M+H]⁺,calculated 153.1028)，确定其分子式为,C₈H₁₂N₂O.

新化合物III为无色油状,有特殊的烧烤香气。通过高分辨质谱数据HRESIMS(m/z 153.1027[M+H]⁺,calculated 153.1028)，确定其分子式为,C₈H₁₂N₂O.

新化合物IV为无色油状,有特殊的烧烤香气.通过高分辨质谱数据HRESIMS(m/z 153.1027[M+H]⁺,calculated 153.1028)，确定其分子式为,C₈H₁₂N₂O.

表1.四种新化合物的¹H和¹³C核磁数据(500MHz for ¹H和125MHz for ¹³C)^a

^a1,2和3溶剂为DMSO-d₆和4溶剂为MeOD

实施例5四种化合物气味感官鉴评试验

1、鉴评小组人员：选用成年男女6名，男鉴评员年龄范围为25-50岁，平均年龄35岁，女鉴评员年龄范围为22-45岁，平均年龄31岁，以上鉴评员均无鼻咽病史和吸烟史，实验前一天并无接触任何辛辣刺激气味及使用特殊香味化妆品。

2、鉴评环境：鉴评室光线充足、柔和适宜；温度为25℃，湿度60％，恒温恒湿，空气新鲜，无香味及邪杂气味。

3、鉴评器械：无色玻璃10ML西林瓶

4、气味感官评定方法(参照中华人民共和国轻工业部食品发酵工业科学研究所提出标准)：

①色泽

将西林瓶中的样品在明亮处观察，记录其色泽、粘稠程度、清亮程度、沉淀及悬浮物情况。

②香气

用鼻进行闻嗅，至西林瓶于鼻下5-8cm左右，头略低，轻嗅其气味，记录其香气特征。

5鉴评结果见表2。

表2鉴评结果统计表

该4种化合物均具有特殊的烧烤香味，且化合物从常吃蔬菜中提取得到，无任何毒副作用，可以安全食用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。