一种α-硫辛酸-有机碱离子盐及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及化合物合成技术领域，尤其涉及一种α-硫辛酸-有机碱离子盐及其制备方法和应用。

背景技术

α-硫辛酸是一种内源性抗氧化剂，可以去除机体自由基，能促进机体利用葡萄糖合成维生素C，并且促进合成谷胱甘肽，能有效去除黑色素，还可协助辅酶进行有利于机体免疫力的生理代谢。α-硫辛酸还具有抗炎作用，可抑制激酶、转化因子、d-肿瘤坏死因子和胶原酶的活性，具有抗衰老功效。α-硫辛酸能保存和再生其他抗氧化剂，对人体有很好的的保健作用，目前广泛应用于预防和治疗心脏病、糖尿病，肝病及老年痴呆症。

但α-硫辛酸非常不稳定，熔点较低(47-50℃)，在较低温度下就可以发生聚合，而且α-硫辛酸不溶于水，不能制成液体制剂，因此α-硫辛酸的物化性质直接限制了其用途。

发明内容

本申请的目的在于提供一种α-硫辛酸-有机碱离子盐及其制备方法和应用，旨在解决α-硫辛酸容易聚合、热稳定性差及不溶于水的问题。

为实现以上目的，本申请提供一种α-硫辛酸-有机碱离子盐，所述α-硫辛酸-有机碱离子盐由α-硫辛酸和有机碱通过化学键连接得到；所述有机碱具有强碱性，所述有机碱中有N原子存在一个裸露的孤电子对，使其易于接受质子。

优选地，选自式I～式III任一所示：

本申请还提供一种α-硫辛酸-有机碱离子盐的制备方法，包括：

将α-硫辛酸和有机碱在乙醇溶液中进行溶解、混合、反应，得到反应液；

将所述反应液在真空下蒸发去除乙醇，再冷冻干燥去除水，得到所述α-硫辛酸-有机碱离子盐。

优选地，所述有机碱选自精氨酸、苦参碱、辛弗林中的任一种。

优选地，所述α-硫辛酸和所述有机碱的摩尔比为1：(0.8～1.5)。

优选地，所述α-硫辛酸和所述有机碱的摩尔比为1：1。

优选地，所述α-硫辛酸和所述有机碱的质量与所述乙醇溶液的体积比为1g：(1.5-10)ml；

优选地，所述乙醇溶液的浓度范围为30％-70％。

优选地，所述“溶解、混合”过程中施加超声波，超声波的频率为30-50KHz。

优选地，所述反应的温度为20℃～80℃，时间为4-10h。

本申请还提供一种上述的α-硫辛酸-有机碱离子盐在制备化妆品、保健品、药品的应用。

与现有技术相比，本申请的有益效果包括：

本申请提供的α-硫辛酸-有机碱离子盐由α-硫辛酸和有机碱通过化学键连接得到，改善了α-硫辛酸与有机碱的水溶性，提升了α-硫辛酸的稳定性，提高了其在抗氧化产品上的应用。本申请提供的α-硫辛酸-有机碱离子盐的制备方法，操作简单，绿色环保，使用水与乙醇溶液做溶剂，避免了有毒有机溶剂的使用，并且采用低温反应，避免了α-硫辛酸因高温自聚而影响其功效性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。

图1为本申请的α-硫辛酸-有机碱离子盐的制备方法流程示意图；

图2为本申请的α-硫辛酸-有机碱离子盐的水溶性结果图；

图3A为不同反应温度得到的α-硫辛酸-精氨酸的DPPH自由基清除率结果图；

图3B为不同反应温度得到的α-硫辛酸-苦参碱的DPPH自由基清除率结果图；

图3C为不同反应温度得到的α-硫辛酸-辛弗林的DPPH自由基清除率结果图；

图4A为不同反应温度得到的α-硫辛酸-精氨酸的ABTS自由基清除率结果图；

图4B为不同反应温度得到的α-硫辛酸-苦参碱的ABTS自由基清除率结果图；

图4C为不同反应温度得到的α-硫辛酸-辛弗林的ABTS自由基清除率结果；

图5A为20℃反应得到的α-硫辛酸-精氨酸、α-硫辛酸-苦参碱、α-硫辛酸-辛弗林的Nrf2测试结果图；

图5B为20℃反应得到的α-硫辛酸-精氨酸、α-硫辛酸-苦参碱、α-硫辛酸-辛弗林的T-AOC检测结果图；

图5C为20℃反应得到的α-硫辛酸-精氨酸、α-硫辛酸-苦参碱、α-硫辛酸-辛弗林的HO-1检测结果图；

图6A为不同反应温度得到的α-硫辛酸-精氨酸的红外光谱测试结果图；

图6B为不同反应温度得到的α-硫辛酸-苦参碱的红外光谱测试结果图；

图6C为不同反应温度得到的α-硫辛酸-辛弗林的红外光谱测试结果图。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。

“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

本申请提供一种α-硫辛酸-有机碱离子盐，所述α-硫辛酸-有机碱离子盐由α-硫辛酸和有机碱通过化学键连接得到；所述有机碱具有强碱性，容易与羧基发生酸碱中和反应，所述有机碱中有N原子存在一个裸露的孤电子对，使其容易接受一个质子。其中，α-硫辛酸的羧基结构为氢键供体，有机碱中的氨基作为氢键受体，通过酸碱反应成盐。有机碱例如可以为精氨酸、苦参碱、辛弗林中的任一种。

优选地，该α-硫辛酸-有机碱离子盐选自式I～式III任一所示：

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其中，式I由α-硫辛酸和精氨酸制备得到，精氨酸侧链的胍基由于双键连接的N原子中存在一个裸露的孤电子对，因此极易捕获一个质子，同时三个氮原子以及碳原子，实际上形成的是一个平面结构，所有氮原子均取sp2杂化，一共有6个π电子，共同形成了一个大π键，这种结构不再有裸露的孤电子对，非常稳定，因此不能再继续吸引另一个质子。因此1份精氨酸可以与1份α-硫辛酸结合，而无法与两份α-硫辛酸结合。

其中，式II由α-硫辛酸和苦参碱制备得到，苦参碱具有比较强的碱性，它的分子中有2个氮原子，N16呈酰胺状态几乎没有碱性，N1属叔胺，三价都结在环上，由于它的立体形象便于接受质子，减弱了立体效应的影响，所以碱性比较强，酰胺氮(N16)原子的孤电子对与羰基形成p-π共轭效应，因此难接受质子，因此1份苦参碱可以与1份α-硫辛酸结合。

其中，式III由α-硫辛酸和辛弗林制备得到，辛弗林分子结构中氨基为sp3杂化，剩余一个孤电子对，可与1份α-硫辛酸反应。

本申请还提供一种α-硫辛酸-有机碱离子盐的制备方法，请参阅图1，包括：

S100：将α-硫辛酸和有机碱在乙醇溶液中进行溶解、混合、反应，得到反应液。

其中，有机碱选自精氨酸、苦参碱、辛弗林中的任一种。α-硫辛酸和有机碱的摩尔比为1：(0.8～1.5)，例如可以为1:0.8，或1:1，或1:1.2，或，1:1.3，或1:1.5。优选地，α-硫辛酸和有机碱的摩尔比为1：1。

其中，α-硫辛酸和有机碱的质量与乙醇溶液的体积比为1g：(1.5-10)ml，例如可以为1g：(1.5-8)ml，或1g：(1.5-5)ml，或1g：(1.5-3)ml，更具体的例如可以为1g：1.5ml，或1g：2ml，或1g：3ml，或1g：4ml，或1g：5ml。

优选地，所述乙醇溶液的浓度范围为30％-70％，例如可以为30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％或70％。

优选地，在α-硫辛酸和有机碱在乙醇溶液中进行溶解、混合的过程中施加超声波，超声波的频率为30-50KHz，例如可以为30KHz、33KHz、35KHz、38KHz、40KHz、42KHz、45KHz、47KHz或50KHz。

其中，α-硫辛酸和有机碱在乙醇溶液中进行溶解、混合后，进行保温反应，反应的温度为20℃～80℃，例如可以为20℃～70℃，或20℃～60℃，或20℃～50℃，或20℃～40℃；反应时间为4-10h，例如可以为4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h，或4-10h之间的任一值。

S200：将反应液在真空下蒸发去除乙醇，再冷冻干燥去除水，得到α-硫辛酸-有机碱离子盐。

α-硫辛酸和有机碱在乙醇溶液中反应结束后，在真空条件下，将反应液在对应的反应温度下蒸发去除乙醇，然后再进行冷冻干燥除水，得到α-硫辛酸-有机碱离子盐。

本申请还提供一种上述的α-硫辛酸-有机碱离子盐在制备化妆品、保健品、药品的应用。

α-硫辛酸是一种内源性抗氧化剂，可以去除机体自由基，能促进机体利用葡萄糖合成维生素C，并且促进合成谷胱甘肽，能有效去除黑色素，因此，上述的α-硫辛酸-有机碱离子盐可以用于制备化妆品，提高化妆品的美白效果。

α-硫辛酸还可协助辅酶进行有利于机体免疫力的生理代谢，可以用于制备保健品。α-硫辛酸还具有抗炎作用，可抑制激酶、转化因子、d-肿瘤坏死因子和胶原酶的活性，具有抗衰老功效，α-硫辛酸能保存和再生其他抗氧化剂，对人体有很好的的保健作用，可以广泛应用于预防和治疗心脏病、糖尿病，肝病及老年痴呆症等。

本申请提供的α-硫辛酸-有机碱离子盐由α-硫辛酸和有机碱通过氢键连接得到，改善了α-硫辛酸与有机碱的水溶性，提升了α-硫辛酸的稳定性，提高了其在抗氧化产品上的应用。本申请提供的α-硫辛酸-有机碱离子盐的制备方法，操作简单，绿色环保，使用水与乙醇做溶剂，避免了有毒有机溶剂的使用，并且采用低温反应，避免了α-硫辛酸因高温自聚而影响其功效性。

下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

分别称取10mmolα-硫辛酸(2.06g)和10mmol精氨酸(1.74g)于四个单口烧瓶中，添加去离子水4ml，2ml乙醇，超声溶解，加入搅拌子，分别在20℃、40℃、60℃、80℃下反应4h。反应结束后，将其在真空条件下，对应反应温度下旋转蒸发除去乙醇，然后冷冻干燥除水，得到α-硫辛酸-精氨酸离子盐。

实施例2

分别称取10mmol硫辛酸(2.06g)和10mmol苦参碱(2.48g)于四个单口烧瓶中，添加去离子水4ml，2ml乙醇，超声溶解，分别在20℃、40℃、60℃、80℃下反应4h。反应结束后，将其在真空条件下，对应反应温度下旋转蒸发除去乙醇，然后冷冻干燥除水，得到α-硫辛酸-苦参碱离子盐。

实施例3

分别称取10mmol硫辛酸(2.06g)和10mmol辛弗林(1.67g)于四个单口烧瓶中，添加去离子水4ml，2ml乙醇，超声溶解，分别在20℃、40℃、60℃、80℃下反应4h。反应结束后，将其在真空条件下，对应温度下旋转蒸发除去乙醇，然后冷冻干燥除水，得到α-硫辛酸-辛弗林离子盐。

对比例1

分别称取10mmol硫辛酸(2.06g)和10mmol烟酰胺(1.22g)于四个单口烧瓶中，添加去离子水4ml，2ml乙醇，超声溶解，分别在20℃、40℃、60℃、80℃下反应4h。反应结束后，将其在真空条件下，对应温度下旋转蒸发除去乙醇，然后冷冻干燥除水，得到产物为硫辛酸与烟酰胺粉末混合物，两者并未发生反应。

将上述实施例1～3制得的离子盐以及α-硫辛酸、精氨酸、苦参碱、辛弗林进行性质对比，其中，A：α-硫辛酸；B：α-硫辛酸-精氨酸；C：α-硫辛酸-苦参碱；D：α-硫辛酸-辛弗林；E：精氨酸；F：苦参碱；G：辛弗林。

试验例1水溶性和稳定性

1、水溶性

将A至G分别称取10mg溶解在1ml水中，结果如表1和图2所示，α-硫辛酸不溶于水，但是α-硫辛酸-有机碱离子盐可以很好的溶解在水中。

表1各α-硫辛酸-有机碱离子盐的水溶性

2、稳定性

将A-D配成2％的溶液分别在室温、48℃下24h进行外观、气味测试，结果如表2所示，α-硫辛酸会被氧化生成H

表2各α-硫辛酸-有机碱离子盐的稳定性

试验例2抗氧化性

1、DPPH自由基清除力实验

称取0.002g DPPH溶于50mL乙醇，配制0.1mM的DPPH溶液，在酶标仪下507nm处吸光度0.7左右，避光保存。将分别称取A 50mg溶于5ml无水乙醇，不同反应温度得到的B92.25mg、不同反应温度得到的C 110.4mg、不同反应温度得到的D 90.58mg溶于纯水，分别配成α-硫辛酸净含量为10mg/ml的溶液，再稀释至5mg/ml、1mg/ml梯度样品溶液。将配置的溶液按比例加入96孔板中，室温下避光孵育30分钟，并测定吸光度。96孔板，三组，每组设3个复孔，每孔加入量分布如下：

sample(样品组)：样品溶液100uL+DPPH醇溶液100uL(每个浓度3个孔)；

blank(空白组)：样品溶液100uL+无水乙醇100uL(每个浓度3个孔)；

control(对照组)：DPPH醇溶液100uL+水100uL；

结果计算：DPPH清除率＝(1-(Sample-Blank)/Control)*100％。

结果如图3A至图3C所示，图3A为不同反应温度得到的α-硫辛酸-精氨酸的DPPH自由基清除率结果，α-硫辛酸-精氨酸在10mg/ml的时候DPPH自由基清除率达到25％～37％，远高于α-硫辛酸相同浓度下的DPPH自由基清除率(仅为15％)，且反应温度对α-硫辛酸-精氨酸的DPPH自由基清除率影响不大；图3B为不同反应温度得到的α-硫辛酸-苦参碱的DPPH自由基清除率结果，α-硫辛酸-苦参碱在10mg/ml的时候DPPH自由基清除率达到25％～55％，且反应温度对α-硫辛酸-苦参碱的DPPH自由基清除率影响很大，反应温度为20度时效果最好，达到55％，远高于α-硫辛酸相同浓度下的DPPH自由基清除率(仅为15％)；图3C为不同反应温度得到的α-硫辛酸-辛弗林的DPPH自由基清除率结果，α-硫辛酸-辛弗林在10mg/ml的时候DPPH自由基清除率达到45％～53％，远高于α-硫辛酸相同浓度下的DPPH自由基清除率(仅为15％)，且反应温度对α-硫辛酸-辛弗林的DPPH自由基清除率影响不大。

说明α-硫辛酸与有机碱结合均能提升DPPH自由基清除效果，并且α-硫辛酸-辛弗林的效果最好，且反应温度对α-硫辛酸-苦参碱离子盐有明显影响，温度越高DPPH自由基清除活性越差。

2、ABTS自由基清除能力实验

先用纯水配置7.4mmol/L ABTS储备液和2.6mmol/L K

Sample：10μl样品溶液+200μl ABTS工作液；

Blank：10μl样品溶液+200μl纯水；

Control：10μl蒸馏水+200μl ABTS工作液；

结果计算：ABTS清除率＝(1-(Sample-Blank)/Control)*100％。

结果如图4A至图4C所示，图4A为不同反应温度得到的α-硫辛酸-精氨酸的ABTS自由基清除率结果，α-硫辛酸-精氨酸在10mg/ml的时候ABTS自由基清除率达到27％～37％，高于α-硫辛酸相同浓度下的ABTS自由基清除率(仅为7％)，且反应温度对α-硫辛酸-精氨酸的ABTS自由基清除率影响不大；图4B为不同反应温度得到的α-硫辛酸-苦参碱的ABTS自由基清除率结果，α-硫辛酸-苦参碱在10mg/ml的时候ABTS自由基清除率达到30％～72％，且反应温度对α-硫辛酸-苦参碱的ABTS自由基清除率影响很大，反应温度为20度时效果最好，远高于α-硫辛酸相同浓度下的ABTS自由基清除率(仅为7％)；图4C为不同反应温度得到的α-硫辛酸-辛弗林的ABTS自由基清除率结果，α-硫辛酸-辛弗林在10mg/ml的时候ABTS自由基清除率达到100％，且反应温度对其没有什么影响，远高于α-硫辛酸相同浓度下的ABTS自由基清除率(仅为7％)。

抗氧化能力测定结果显示，α-硫辛酸与有机碱结合均能提升抗氧化活性，α-硫辛酸-辛弗林离子盐的抗氧化活性最好，且反应温度对α-硫辛酸-苦参碱离子盐的抗氧化活性有明显影响，温度越高抗氧化活性越差。

试验例3细胞抗氧化实验

取反应温度20℃制备得到的实施例1～实施例3的α-硫辛酸-有机碱离子盐与α-硫辛酸进行细胞抗氧化实验，通过过氧化氢进行细胞层面的氧化应激损伤，来建立氧化应激损伤模型评估对α-硫辛酸-有机碱盐的抗氧化性能，分别进行人核因子E2相关因子2(Nrf2)ELISA检测、总抗氧化能力(T-AOC)试剂盒检测和人血红素加氧酶1(HO-1)ELISA检测。

其中，Nrf2是细胞氧化应激反应中的关键因子，在细胞的氧化还原调节中起着重要作用。Nrf2信号通路由于可抵抗内外界氧化和化学物质等刺激导致的氧化应激反应，在机体应对各种外来损伤的防御中起着非常重要的作用，是机体内最重要的内源性抗氧化信号通路，Nrf2含量越高，抗氧化作用越强。

T-AOC是指各种抗氧化物质和抗氧化酶等构成的总抗氧化水平，为保护细胞和机体免于活性氧自由基造成的氧化应激损伤，因此可用总抗氧化能力来评价硫辛酸的抗氧化能力。

HO-1是针对有害刺激的内源性和外源性起源细胞保护中发挥了关键作用的一种重要的抗氧化剂酶。Nrf2/HO-1通路广泛参与组织器官的抗氧化应激损伤，是机体内最重要的内源性保护体系之一。

Nrf2测试与T-AOC检测实验：

(1)细胞接种：将人永生化角质形成细胞悬液密度调整至4×10

(2)H

(3)待测样品稀释与加样：以完全培养基为稀释液，将样品稀释至工作浓度后加至细胞，2mL/孔，阴性对照组以及阳性组加等量完全培养基，置于37℃，5％ CO

(4)待测物提取：使用胰酶消化细胞，若消化不完全会使用细胞刮板将细胞从6孔板中刮下来，收集细胞后离心。弃上清，然后加入1ml PBS洗涤，弃上清加入100ul细胞提取液；超声5min分散细胞，冰上放置30min，然后再超声10min。如此之后再10000rpm下离心10min，弃掉沉淀，保留上清备用。

(5)取55ul上清稀释5倍，然后使用赛默飞试剂盒进行Nrf2实验。

(6)取72ul上清不稀释，然后使用T-AOC试剂盒进行实验。

HO-1检测实验：

(1)细胞接种：将人永生化角质形成细胞悬液密度调整至2×10

(2)H

(3)待测样品稀释与加样：以完全培养基为稀释液，将样品稀释至工作浓度后加至细胞，100ul/孔，阴性对照组以及阳性组加等量完全培养基，置于37℃，5％ CO

(4)取上清稀释8倍，然后用生工生物HO-1检测试剂盒进行测试。

Nrf2测试、T-AOC检测及HO-1检测结果分别如图5A至图5C所示，细胞实验结果表明，α-硫辛酸-有机碱盐对硫辛酸抗氧化活性有所提升，对于不同的抗氧化通路，抗氧化效果不一样。

试验例4红外对比

取上述实施例1～3不同反应温度下制备得到的α-硫辛酸-有机碱离子盐冻干后制样进行傅里叶红外光谱测试，结果如图6A至图6C所示，图6A为α-硫辛酸-精氨酸的结果，图6B为α-硫辛酸-苦参碱的结果，图6C为α-硫辛酸-辛弗林的结果。

对比红外谱图可知，α-硫辛酸-精氨酸、α-硫辛酸-辛弗林化合物中1700cm

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。