2-L-丙氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖的合成、热裂解及保润性能研究

L-丙氨酸(Ala)和D-果糖(Fru)经缩合、脱水和重排反应合成了一种美拉德反应中间体2-L-丙氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖(Ala-Glu);采用热重-微商热重(TG-DTG)和在线裂解气相色谱/质谱联用法(Py-GC/MS)对化合物热失重和热解行为进行研究;以烟丝干基含水率为指标,对化合物物理保润性能进行测试,并考察其对卷烟感官舒适度的影响。结果表明:产物为目标化合物;Ala-Glu初始裂解温度为178.9℃,800℃时总失重达到90%;裂解产物数量随温度的升高而增多,裂解产物主要为吡嗪类、吡啶类、吡咯类、呋喃类和吡喃酮类等化合物;Ala-Glu保湿性能优于丙二醇和甘油;AlaGlu具有使烟气圆润、柔和,减少刺激性和杂气,提升口感舒适性的作用。     

两种果糖衍生物的合成、卷烟保润性能及毒理学试验

以D-果糖(Ⅰ)为起始原料,经羟基保护、亲核取代、皂化或还原反应、脱保护反应分别得到化合物Ⅴ和Ⅶ,用IR、1H NMR和13C NMR谱表征了合成产物的结构,以HR-MS对Ⅴ和Ⅶ作进一步结构表征。以D-果糖、丙二醇和甘油为对照,以烟丝含水率为指标对Ⅴ和Ⅶ的物理保润性能进行评价;对Ⅴ和Ⅶ进行了卷烟烟气危害性指数评价和毒理学测试。结果表明:①化合物Ⅴ和Ⅶ为目标产物1-O-羧甲基-D-果糖和1-O-羟乙基-D-果糖,其反应总收率分别为55.0%和47.1%;②Ⅴ和Ⅶ的保湿性能均优于D-果糖、丙二醇和甘油,其中Ⅴ优势明显;③与空白相比,添加Ⅴ或Ⅶ对卷烟烟气危害性指数无负面影响,添加Ⅴ或Ⅶ的卷烟均未引起MTT细胞毒性试验、体外微核试验和细菌回复突变试验的测试结果发生显著性变化。     

龙须菜多糖的热裂解及其对卷烟主流烟气中7种有害成分释放量的影响

为考察龙须菜多糖热裂解过程中香味物质的生成情况及其对卷烟主流烟气有害成分的影响,采用热裂解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)在模拟卷烟抽吸条件下对龙须菜多糖的热裂解产物进行了研究,并对添加龙须菜多糖的试验卷烟主流烟气中CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛7种有害成分进行了分析.结果表明:①在所选温度300,600和900℃范围内,随着裂解温度的升高,龙须菜多糖热裂解产物的种类及其总量都呈增加趋势,产物以呋喃类、酮类、有机酸类为主,其中呋喃类化合物的总量接近30％;②龙须菜多糖对卷烟主流烟气中7种有害成分的释放量无明显影响.     

1,2-O-异丙叉基-3,5-O-二(苯乙氧羰基琥珀酰基)呋喃木糖的合成及其在卷烟中的应用

以1,2-O-异丙叉基-α-D-呋喃木糖和琥珀酸单苯乙酯为原料,N,N-二环己基碳二亚胺(DCC)为缩水剂,4-二甲氨基吡啶(4-DMAP)作催化剂,合成了1,2-O-异丙叉基-3,5-O-二(苯乙氧羰基琥珀酰基)呋喃木糖,并进行了合成产物的IR,1H NMR,MS和元素分析,以及热裂解试验和卷烟加香试验。结果表明:①合成产物为目标物;②合成产物的热解产物随着热解温度的升高而增多,主要有苯乙醇、苯乙烯等;③合成产物具有提高卷烟烟气的香气质和香气量,降低刺激性和改善余味的作用。     

丁香酚-β-D-葡萄糖苷的合成、热裂解及其在卷烟中的应用

为了掌握丁香酚-β-D-葡萄糖苷在卷烟中的应用情况,对所合成的丁香酚-β-D-葡萄糖苷进行热失重及热裂解-气相色谱-质谱（Py-GC-MS）分析;将丁香酚-β-D-葡萄糖苷添加至卷烟中,考察其加香应用效果,采用GC-MS考察其在卷烟主流烟气中的释放行为。结果表明：(1)丁香酚-β-D-葡萄糖苷的热稳定性相比丁香酚明显提升。(2)丁香酚-β-D-葡萄糖苷在约220℃开始发生裂解,热裂解的主要产物为丁香酚,其他产物有糠醛、苯酚和2-甲氧基苯酚等。(3)添加丁香酚-β-D-葡萄糖苷的卷烟烟气能释放丁香酚,且其释放量随糖苷添加量的增加而增加,具有良好的释香稳定性和均匀性,糖苷在卷烟中应用的添加方式不同可达不同的加香效果。丁香酚-β-D-葡萄糖苷可作为一种稳定的烟用香料前体应用于卷烟加香中。     

香芹酚-β-D-葡萄糖苷的合成及在卷烟中的应用

为了开发释香稳定型烟用香料,采用相转移催化法合成香芹酚-β-D-葡萄糖苷,对合成的香芹酚-β-D-葡萄糖苷进行热裂解分析,并将其加入卷烟中,考察其向主流烟气粒相中的热解释放行为及加香应用效果。结果表明：(1)采用相转移催化法可制得香芹酚-β-D-葡萄糖苷,产物结构通过1H NMR、13C NMR、FTIR和HRMS技术得到确证。(2)在不同温度下,香芹酚-β-D-葡萄糖苷的主要裂解产物均为香芹酚。(3)以不同加香方式在卷烟中添加香芹酚-β-D-葡萄糖苷可以达到不同的加香效果。烟丝加香方式下添加香芹酚-β-D-葡萄糖苷的卷烟释香更均匀稳定,加香效果优于香芹酚。(4)添加香芹酚-β-D-葡萄糖苷的卷烟在抽吸时可向主流烟气粒相中释放香芹酚,且随着加香量的增大香芹酚释放量呈增大趋势,而在主流烟气粒相中香芹酚的转移率则较稳定。     

β-紫罗兰醇葡糖苷热裂解产物及其在卷烟主流烟气中的释放行为

为了掌握β-紫罗兰醇葡糖苷在卷烟主流烟气中的释放情况,对所合成的β-紫罗兰醇葡糖苷进行了热裂解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)分析,并采用GC/MS考察了裂解产物中香味成分在卷烟主流烟气中的释放情况.结果表明:①β-紫罗兰醇葡糖苷热裂解能生成多种香味成分;②在卷烟燃烧过程中能够有效释放出β-紫罗兰醇、β-紫罗兰酮和巨豆三烯,同时巨豆三烯酮释放量也呈增大趋势;随着添加量的增大,特征香味成分的释放量随之增大;③裂解产物在卷烟主流烟气中的释放具有良好的稳定性和均匀性.     

保润剂SLT的开发及其在卷烟中的应用

为提高卷烟保润性能和感官舒适度,提取分离天然有效成分,采用胶体制备技术开发了保润剂SLT。以丙二醇和甘油为对照,以烟丝含水率为指标对SLT的物理保润性能进行评价,并以卷烟感官舒适度验证其在卷烟中的应用效果。结果表明SLT的保湿性能优于丙二醇和甘油,添加SLT卷烟的感官舒适度好于添加丙二醇和甘油的卷烟,主要表现在干燥感和刺激明显减少。     

1-L-丙氨酸-1-脱氧-D-果糖的热裂解分析

采用热重/差热(TG-DTA)和在线裂解气相色谱/质谱联用(Py-GC/MS)分析技术对1-L-丙氨酸-1-脱氧-D-果糖(Ala-Fru)的热裂解进行了研究.TG-DTA分析结果显示,Ala-Fru的初始裂解温度为147.47℃,600℃时样品质量损失至原重的25%;在350℃,450℃,550℃,650℃,750℃和850℃这6个温度下的Py-GC/MS结果显示,裂解产物的种类和数量随裂解温度的升高而增多,其裂解产物主要为吡嗪类、吡啶类、吡咯类和呋喃类等杂环类化合物以及少量酮类化合物,这些物质是卷烟烟气中重要的香味成分.     

两种新型多羟基类保润化合物的合成及应用

以D-甘露糖（Ⅰ）为原料,成功合成了两种新型多羟基类保润产品分别是1-O-羧甲基-D-呋喃甘露糖（Ⅴ）和1-O-羟乙基-D-吡喃甘露糖（Ⅶ）,利用IR,1H-NMR和13C-NMR证实了每步产物的结构。以D-甘露糖、丙二醇、甘油和山梨醇为对照,以烟丝含水率为指标对Ⅴ和Ⅶ的物理保润性能进行评价,并以卷烟感官舒适度验证其在卷烟中的应用效果。结果表明:①目标产物Ⅴ和Ⅶ最终总产率分别是56.2%和50.6%;②Ⅴ的保湿性能优于丙二醇、甘油和山梨醇传统保润剂,Ⅶ的保湿能力略差于丙二醇,但优于甘油和山梨醇;③Ⅴ和Ⅶ具有使卷烟烟气圆润、柔和,减少刺激性和杂气,提升口感舒适性的作用。      

1-L-亮氨酸-1-脱氧-D-果糖和1-L-异亮氨酸-1-脱氧-D-果糖的热裂解分析

采用热重-差热法对1-L-亮氨酸-1-脱氧-D-果糖（Ⅰ）和1-L-异亮氨酸-1-脱氧-D-果糖（Ⅱ）的热失重和热裂解温度进行了研究,通过在线裂解GC-MS联用技术分别对（Ⅰ）和（Ⅱ）在350℃、450℃、550℃、650℃、750℃和850℃条件下的裂解产物进行了鉴定。研究结果表明2种Amadori化合物的的热失重曲线相似,（Ⅰ）的裂解温度为144.67℃,（Ⅱ）的裂解温度为164.26℃,600℃时（Ⅰ）和（Ⅱ）失重约80%;二者裂解产物主要为吡嗪类、吡啶类、吡咯类、喹啉类和呋喃类等杂环化合物,芳香族化合物以及醛类和酮类,其中以吡嗪类为主;裂解产物的数量随着裂解温度的升高而增多,（Ⅰ）的裂解产物数量与（Ⅱ）的裂解产物数量相当。对（Ⅰ）和（Ⅱ）的主要裂解产物形成途径进行了初步探讨,可为研究其在卷烟燃烧过程中的转化行为提供参考。      

1-L-谷氨酸-1-脱氧-D-果糖的热裂解分析研究

采用热重-微分热重技术研究了1-L-谷氨酸-1-脱氧-D-果糖的热失重和裂解温度,通过在线热裂解与气质联用技术分别分析研究了无氧和有氧条件下1-L-谷氨酸-1-脱氧-D-果糖在300℃、600℃、750℃和900℃四个温度的热裂解产物。研究结果表明1-L-谷氨酸-1-脱氧-D-果糖的裂解温度为161.3℃,在700℃时失重达到90.50%。无氧和有氧条件下裂解产物的种类和数量随着裂解温度升高而增多,有氧条件下裂解产物总数稍多于无氧条件,但品种有明显差异。 无氧裂解和有氧裂解产物主要为酮类、吡咯类、吡啶类、呋喃类、吡嗪类、吲哚类以及少量芳香族化合物。有氧热裂解产物的香韵分析结果表明1-L-谷氨酸-1-脱氧-D-果糖裂解产物具有烘烤香、坚果香、甜香、花香、奶香等香韵。      

冷阱捕集-气相色谱-质谱法测定卷烟主流烟气中的呋喃

建立了测定卷烟主流烟气中呋喃的冷阱捕集-气相色谱-质谱(GC/MS)法。主流烟气中的呋喃用含有氘代内标(呋喃-d4)的冷甲醇吸收后在选择离子监测模式下进行GC/MS 分析;考察了11 个不同品牌卷烟在ISO 抽吸模式与加拿大深度抽吸模式下主流烟气呋喃的释放量。结果表明:方法的线性相关系数为0.999 7,检出限为0.028 μg/mL,加标回收率和相对标准偏差(RSD)分别为94.2%~98.5%和3.3%~4.6%。加拿大深度抽吸模式下卷烟主流烟气中呋喃的释放量为ISO 抽吸模式下的两倍以上,ISO抽吸模式下卷烟主流烟气呋喃释放量与实测焦油量显著线性相关。该方法适用于测定卷烟主流烟气中呋喃的释放量。      

1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖的合成及其热裂解

为探索以D-甘露糖与氨基酸的美拉德反应制备Amadori化合物的可行性问题,以D-甘露糖和L-色氨酸为原料合成了1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖,利用IR、NMR和HR-MS对产物进行了结构表征,采用单因素试验和正交试验优化了合成工艺,利用在线裂解气相色谱/质谱联用（Py-GC/MS）法研究了产物的热裂解行为。结果表明:①最佳合成条件为:当L-色氨酸投料量为30 mmol时,反应温度65℃、反应时间6.0 h、物料比1:1（D-甘露糖与L-色氨酸的物质的量比）、催化剂用量0.5 mmol及溶剂用量80 mL,此条件下产率达到45.2%;②无论有氧或无氧条件下裂解,产物种类均随温度升高而增加,有氧条件裂解产物种类多于无氧条件;在600℃有氧条件下,1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖裂解生成具有花香、烘烤香、坚果香、焦糖香等香韵的产物;③以D-甘露糖和L-色氨酸为原料合成1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖的技术方法可行,产品收率较高。      

乳酸和乳酸盐在卷烟保润中的应用

为寻找新型烟草保润剂,研究了不同于传统多羟基保润剂的乳酸和乳酸盐溶液对烟丝保润性能的影响.以丙二醇为对照,以烟丝含水率比值(实时含水率与初始含水率比值)为指标对乳酸和乳酸钠的物理保润性能进行评价,并以卷烟感官品质舒适度和常规烟气成分安全性验证了其在卷烟中的应用效果.结果表明:在RH40％条件下,乳酸和乳酸钠的保润性能显著优于丙二醇(P＜0.05),同时在卷烟烟气舒适性提升方面也表现出优势,但在RH75％条件下,防潮效果差异不显著;对不同乳酸盐的保润性能分析认为,在RH40％条件下,乳酸锂和乳酸钾的保润效果显著优于乳酸钠(P＜0.05),在RH75％条件下,乳酸钾的保润效果显著优于乳酸锂和乳酸钠(P＜0.05).     

一种新型烟用保润剂保润性能及应用研究

在卷烟生产中,为减少生产过程中的造碎,降低卷烟吸食过程中烟气的干燥感,增强烟气余味的生津度,需要在烟草中加入保润剂,以改善烟草的物理化学性能。通过从广西特色植物中提取的新型烟用保润剂与丙二醇、山梨醇的保润性能的对比,新型烟用保润剂的保润性能较好,同时可以达到改善烟气口感,增加甜度的作用。     

2-L-天冬氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖的合成及热裂解分析

以D-果糖和L-天冬氨酸单钾盐为原料合成了2-L-天冬氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖,利用傅里叶变换红外光谱、 1H核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR）、13C NMR和高分辨率质谱技术进行结构表征。应用热重-微商 热重和在线裂解气相色谱/质谱联用技术分别研究了2-L-天冬氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖的热失重和热裂解行为。采用 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基清除法和还原能力法对其体外抗氧化活性进 行测定。结果表明：合成产物为目标化合物;目标化合物的裂解温度为187.8 ℃,700 ℃时总失重达到91.26%;目 标化合物裂解产物的数量随温度的升高而增多,裂解产物包括杂环类、酮类、羧酸类、醛类、酚类、烯烃类、醇类 和芳烃类等化合物,裂解产物表现出烘焙香、甜香、焦甜香、可可香、花香和奶香等香韵;目标产物具有较强的 DPPH自由基清除能力和还原能力,是一种潜在的抗氧化剂。     

维生素E丁二酸单酯的合成及其在卷烟中的应用

为了提高卷烟主流烟气中维生素E(VE)释放量,改善卷烟口味,以VE和丁二酸酐为原料合成了VE丁二酸单酯,进行了HPLC纯度分析和1H NMR,13C NMR和EI-MS结构确证,并对添加了合成产物的卷烟进行了烟气分析和感官评吸试验.结果表明:①合成产物为目标产物——VE丁二酸单酯,纯度达98％;②添加VE丁二酸单酯的卷...     

β-环糊精/衣康酸接枝聚合物的合成及其对卷烟主流烟气中氨的选择性吸附

为开发能够选择性降低卷烟烟气中氨释放量的吸附材料,以β-环糊精(β-CD)和衣康酸(IA)为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了β-环糊精/衣康酸接枝聚合物(β-CD-g-IA);采用红外光谱(FT-IR)、氢核磁共振(1H NMR)、同步热分析(TG-DTG)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸-脱附等进行材料表征,并将β-CD-g-IA添加于卷烟滤嘴,考察其对卷烟主流烟气中氨的选择性吸附效果。结果表明:(1)在优化的合成条件(IA与β-CD的摩尔比3∶0.17、反应温度70℃、引发剂过硫酸铵用量3.0%、反应时间3 h)下,IA接枝率达到38.0%。(2)表征结果表明,β-CD与IA可有效接枝聚合;接枝聚合物β-CD-g-IA具有典型的介孔结构,最可几孔径为20 nm,比表面积为309 m2/g。(3)在20 mg/支的滤嘴添加量条件下,β-CD-g-IA对卷烟主流烟气中氨的降低率达54.0%,远大于原料单独添加或原料物理混合后添加的吸附效果;β-CD-g-IA对氨的吸附具有选择性,对烟气中其他成分无明显吸附作用。     

3-吡啶甲酸叶醇酯的合成及其在卷烟加香中的应用

为了研究开发新型烟用香料,合成新型吡啶化合物,添加到卷烟中,并对其卷烟加香效果进行评价,以达到增补香气、改善卷烟吸食品质的效果。本试验以3-吡啶甲酸为原料,在氯化亚砜的作用下,酰氯化反应先制成3-吡啶甲酰氯盐酸盐,再与叶醇以物料比1:1,吡啶作为溶剂及缚酸剂,60 ℃条件下回流反应12 h,生成3-吡啶甲酸叶醇酯。通过1H NMR、13C NMR、IR和HRMS技术对其结构进行表征。对产物进行热重分析,研究了该化合物在300 ℃、600 ℃、900 ℃的热裂解行为,分析鉴定出50种裂解产物,其多数为致香物质;再对目标物进行卷烟加香评吸,结果表明3-吡啶甲酸叶醇酯能使卷烟香气质改善,香气量增加,减轻杂气和刺激性,达到烟香协调、余味净化的效果;并以添加浓度为1.50‰时,其加香效应最为合适。