合成 辣椒碱

二者除了具有比较接近的辣味外，其它的如：辣味口感\香味\化学成分\化学结构式\化学分子式\CAS №\挥发性\毒性与否\颜色\结晶形状\......是完全不一样的。

总的来说：是两种不同的物质！辣椒碱产品概述辣椒素又名辣椒碱（capsaicin），是一种含香草酰胺的生物碱，通常其制得途径主要有天然辣椒碱和合成辣椒碱。

天然辣椒碱是辣椒中辛辣味和具有药物功能的主要来源，因其品种、成熟程度等因素的不同，它在辣椒中的含量为0.1～1％之间。

天然辣椒碱是一种混合生物碱，由辣椒碱（～69％）、二氢辣椒碱（～22％）、降二氢辣椒碱（～7％）、高降二氢辣椒碱（～1％）、高辣椒碱（～1％）、和微量的壬酰荚兰胺、辛酰香荚兰胺等系列同类物族所组成，它们均为邻甲氧基酚的衍生物。

其中辣椒碱（8－甲基－N－香兰基－6－壬烯基酰胺）是天然辣椒碱中最具有强烈的辛辣味和非常强烈的刺激性，是辣椒果实中辛辣的主要化学成份。

其纯品为白色片状晶体，熔点为65-66℃，沸点范围为210～220℃，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、三氯甲烷、二氯甲、乙酸乙酯及碱性水溶液中,难溶于冷水，在高温下产生刺激性气体。

天然辣椒素具有抗病菌、抗肿瘤和镇痛消炎作用，能促进胃液分泌、增强食欲，促进血液循环，提高机体的抗病能力，还有驱虫、发汗、无瘾镇痛等功效；可用于高档特种防污涂料，可以防止海洋水生生物对船体的附着，在电缆料中加入适量的辣素，可以有效地驱赶老鼠对电缆的咬啃，在农药、医药、轻工、食品添加剂等方面具有较高的应用价值；在美国、西欧、日本、韩等国家，已经形成广阔的市场。

其中医药占60%，农药占5%，其他占25%。

但由于天然辣椒碱由香草酰胺的系列同系物组成，要得到高纯度的8－甲基－N－香兰基－6－壬烯基酰胺很困难。

目前我国市场高纯度的辣椒碱主要依赖进口，其价格高达4万元美金/公斤；国产95%天然辣椒碱市场销售价格也约4万元人民币/公斤。

因此最近，天然辣椒素的提取新工艺和高纯度纯化研究成为国内外此领域的研究热点。

除其上从天然辣椒中提取辣椒素外，人工方法制备辣椒素也得到了大量研究，如生物细胞培养制取法，化学合成法、酶法提取等等。

其中化学合成法所得辣椒碱与天然辣椒碱相比具有纯度更高，更辛辣，更为强烈的刺激性等特点得到了较快的发展，从价格上看，合成辣椒素的售价不高于人民币3万元 /公斤，远远低于天然辣椒碱，可部分的替代天然辣椒碱用于辣素油漆、防鼠防虫添加剂、警用防卫武器、医药等领域，具有较为广阔的市场前景。

目前的实际情况是，我国是辣椒产量大国，高纯度天然辣椒碱的提取对辣椒产业的增值具有较大的意义。

而面对一个较大的市场需求，也迫切需要合成辣椒碱的补充。

1.辣椒碱的制备方法辣椒碱的制备方式主要有从天然辣椒中提制和化学法合成等。

1.1天然辣椒碱的制备天然辣椒碱的制备主要分为提取与纯化两个步骤。

辣椒碱的提取通常是将干辣椒皮（粉）用有机溶剂抽提，浓缩得到辣椒精（国际上通称辣椒油树脂）。

其主要成分为辣椒碱、二氢辣椒碱、正二氢辣椒碱、高二氢辣椒碱、辣椒红色素、胡萝卜素、黄色素以及柠檬酸、酒石酸和苹果酸等多种物质，得率一般占干果重量的1％左右。

辣椒油树脂再经乙醚、稀乙醇和碱性水溶液或石油、二氯乙烷等溶剂进一步抽提浓缩纯化后，经石油醚或正己烷结晶，可得粗辣椒碱晶体。

下面将提取和纯化工艺所采用的方法分开介绍。

1.1.1辣椒素的提取1.1.1.1溶剂萃取法采用石油醚、乙醇、丙酮等单一溶剂或混合溶剂,将辣椒皮粉常温搅拌、浸取、过滤数次,滤渣脱溶剂后可作为饲料使用。

滤液浓缩得到辣椒精,用65%～75%的酒精在温热条件下搅拌后冷却静置分层，树脂状物质脱出残留溶剂后可得到辣椒红色素。

溶有辣椒碱和其它杂质的稀酒精经浓缩蒸馏后可得到辣椒碱含量为6%～10%的辣椒精。

溶剂法具有浸取能力大、易于大量生产、可以实现辣椒碱与辣椒红色素综合开发的优点，但所提的辣椒精杂质含量高，精制难度大，生产损耗大。

1.1.1.2超临界萃取法在超临界萃取釜中加入小于20目的辣椒皮粉，在20～30MPa，35～45℃,并加入10%～15%的酒精夹带剂的条件下，进行超临界CO2中萃取，可得到初提的辣椒精。

一般萃取时间为2～3h，提高CO2流量可缩短萃取时间，且在分离器中得到辣椒碱含量较高的辣椒精。

超临界萃取法具有辣椒精杂质含量低、萃取率高、可实现辣椒碱与辣椒红色素综合开发的优点,但该方法一次性设备投资大。

1.1.1.3微波法取适量干辣椒皮粉置于聚四氟乙烯密封消化罐中，加入一定体积比的乙醇密封，置于微波消解系统中，在120kPa的压力下萃取120s，萃取液经离心过滤，得初提辣椒精。

与溶剂法相比，微波法具有萃取速度快、萃取效率高的优点，在天然产物有效成分的提取中具有广阔的应用前景，但该方法工业化实现困难。

实质上，微波法萃取可以看作是萃取反应的一种强化条件。

通过制备过程中条件的强化可以使提取效果得以提高。

强化手段还有其他的方式，如在溶剂萃取法中进行超声波强化，可以大大缩短萃取的时间和提高催化效率。

1.1.2辣椒素的纯化1.1.2.1溶剂萃取法将辣椒精用乙醚、乙醇、碱性水溶液或用丙酮、石油醚等溶剂进一步提取浓缩后,在石油醚或乙醚等溶剂中进行结晶可得粗辣椒碱结晶。

该方法工艺简单、成本低，但必须利用重结晶或硅胶柱纯化处理，才能得到辣椒素晶体。

1.1.2.2离子交换法将辣椒精溶于1%的氢氧化钠溶液中，以2%的硫酸中和并酸化，用正己烷萃取、离心、浓缩，冷却结晶得到辣椒碱类化合物粗品，再将其溶于氢氧化钠溶液中，经阴离子交换，以一定体积比的乙醇-乙酸乙酯混合溶液进行洗脱，再经过浓缩、冷却结晶可得到辣椒素晶体。

该方法所得的辣椒素纯度很高，可达到98.5%，但收率较小。

1.1.2.3柱层析法方法一：采用正己烷浸出液或正己烷溶解辣椒精，以一定流速通过S-8吸附柱，并用正己烷冲洗柱子至浸出液出现辣味为止，然后用乙酸乙酯或用95%的乙醇进行解吸至解吸液无辣味为止，将解吸液减压去溶剂后，在石油醚中进行结晶，得辣椒素晶体，纯度可达94.6%。

方法二：辣椒精在无水乙醇中加热溶解，加入适量中性氧化铝，搅拌均匀后真空干燥，将干燥后的氧化铝装入层析柱，采用复合溶剂上柱洗脱，洗脱液减压回收溶剂后，剩余物在乙醚中结晶，再用乙醚重结晶即可得到辣椒素晶体，纯度可达98%。

柱层析法中还可采用硅胶柱、聚酰胺柱及硅藻土柱层析法等。

1.1.2.4超临界CO2萃取法将辣椒精加入超临界CO2萃取釜中，在加入夹带剂的情况下，用超临界CO2萃取分离，萃取相经浓缩后，加入试剂A溶解、精细过滤，滤液加入试剂B溶解、精细过滤，滤液静置后，可析出粗辣椒碱晶体，过滤、烘干后可得到辣椒碱晶体，纯度可达96%。

该方法与溶剂法结合，不仅解决了辣椒素的工业生产问题，而且可使辣椒红色素品质得到大幅度提高，生产成本大幅度下降。

1.2辣椒碱的化学合成法化学方法合成辣椒碱可以看成是脂肪酸与香草基胺形成的酰胺化合物，它的化学合成与生物合成有着惊人的相似之处。

Spath等以异丁基锌与1,6-己二酸单乙酯单酰氯为原料，经过一系列反应得到了8-甲基-6-壬烯酸，再经酰氯化(即替代脂肪酸与辅酶A(CoA)形成脂肪酰-CoA的活化形式)，再与香草基胺反应得到辣椒碱，这一方法成为了辣椒碱合成的经典方法。

Fujiwake等以邻苯二酚为原料合成了香草基胺，然后以酶催化方法合成了一系列辣椒碱类化合物，开创了辣椒碱的仿生合成。

国内陈思浩等以4-羟基-3-甲氧基苯甲醛为起始原料，经卤素置换反应、胺化还原反应、N-酰化反应等多步反应制备N-香兰素基-正-壬酰胺，采用红外光谱、紫外光谱、质谱、核磁共振氢谱进行化学结构鉴定，进行初步的毒性测试和初步的应用试验。

2.辣椒素的分析检测手段辣椒碱的鉴定方法可分为定性、定量两类：2.1辣椒素的定性分析法2.1.1化学分析法方法一：将辣椒素溶于硫酸中，并加少许呋喃甲醛，溶液呈紫色。

方法二：辣椒素与稀的三氯化铁(FeCl3)混合后加入少量醇，溶液呈蓝绿色。

方法三：取辣椒素的无水乙醚溶液，滴入氧氯钒(VOCl3)的氯仿溶液，即出现深蓝色的辣椒素钒(C17H27NO3VOCl3)。

2.1.2 仪器分析法色谱法：一般用薄层层析法。

样品经提取浓缩后点样于薄板上，经展开剂处理，用显色剂显色。

二、光谱法（一）红外光谱法：称取干燥样品,采用KBr压片法测得标准品和待测样品的红外光谱图，分析谱图轮廓、吸收峰位置(λmax或σmax)、吸收强度(ε)，进行定性并推断分子结构和主要基团。

同时核对文献标准图谱。

（二）紫外光谱法：对比标准样品和待测样品的吸收光谱形状、吸收峰数目、吸收峰的波长位置(λmax)、强度(ε或A1/A2)和相应的吸光系数(E1%cm或E1/E2)。

同时核对文献标准图谱。

2.2辣椒素类物质定量分析方法2.2.1化学分析方法凯氏定氮法：辣椒素类物质分子中均含有一个氮原子，样品经预处理后进行凯氏定氮，根据折算系数得到辣椒素类物质的含量。

此法操作比较简单，不需要特殊设备；但不同的辣椒及制品经验换算系数存在差异，换算系数还有待进一步考证。

2.2.2仪器分析方法。

目前报道的辣椒素定量仪器测定方法有：分光光度法(包括紫外、可见分光光度法)、亚硝酸钠比色法、FAO紫外双比色法、凯氏定氮法、液－质联用测定法、气－质联用测定法、高效液相色谱法、薄层层析法等等。

在此对其中较为简单、适用的方法介绍如下:（一）可见分光光度法：在国家标准GB10465-89中规定测定辣椒干中辣椒碱的方法为可见分光光度法。

该方法涉及到采用石油醚脱色及脱油脂类物质，并加入氯化钠盐溶液沉淀蛋白质，从而进行除杂、纯化处理,而后用磷钼酸与辣椒碱类化合物反应，溶液显钼蓝色，其色度深浅与溶液中辣椒素含量成正比，通过标样所得标准曲线，从而确定试样中辣椒素的含量。

目前，这一方法作为比较经济的方法，被国外广泛采用，特别是辣椒油树脂的检测中运用较多。

（二）亚硝酸钠比色法：这个方法包含了用亚硝酸钠－钼酸钠试剂与辣椒碱类化合物中的甲氧基反应，生成黄色配合物，然后进行分光光度测定，其色度深浅与辣椒素含量成正比。

该方法简单快速，易于使用。

另外，在亚硝酸钠比色法基础上，可采用香兰素替代标准辣椒素，从而扩大了该法的应用范围。

（三）FAO紫外双比色法：在国家标准GB10783-1996中规定测定辣椒红色素中辣椒碱的方法为紫外分光光度法，又名FAO紫外双比色法。

该方法为美国香料商业协会(ASTA)公布的关于辣椒碱的测定方法。

该方法采用70%的甲醇溶解试样，将辣椒碱溶解出来，并配制成四种不同溶液，通过测定248nm及296nm处所配制试样的消光值，根据相应关系式计算辣椒碱含量。

该方法测定迅速，且不需标准辣椒碱样品，但如果测定试样所含杂质较为复杂的情况下，所得结果误差较大。