辣椒碱类化合物是辣椒中引起辛辣感觉的活性成分,包括辣椒碱和二氢辣椒碱等多个化合物,其中辣椒碱和二氢辣椒碱含量超过90%。天然辣椒碱类物质具有止痛、抗癌、调节血脂、减肥、抗菌消炎、抗疲劳和催泪等作用,因而在医疗、美容、食品添加剂、生物防治和海洋防污涂料及催泪武器等领域应用广泛。辣椒碱类化合物的来源包括三个途径:(1)从辣椒中提取;(2)生物合成;(3)化学合成。天然提取辣椒碱成本高昂;生物合成目前还处在实验室阶段;化学合成是目前工业生产辣椒碱类化合物的方法。但是,现有的化学合成方法存在合成步骤长、反应条件苛刻等问题。因而有必要对辣椒碱类化合物的化学合成方法进行改进,克服存在的问题。在辣椒碱类化合物的应用中,尤其在海洋船舶防污涂料和催泪武器应用方面,需要开发高辣度的辣椒碱类化合物。为进行高辣度辣椒碱类化合物的理性设计,需要对辣椒碱类化合物的辣度-结构关系进行广泛研究。本文对辣椒碱类似物的合成工艺进行了改进。辣椒碱类化合物的合成包括香草胺衍生物的合成、8-甲基壬酸乙酯的合成和胺解合成辣椒碱三个步骤。对于8-甲基壬(烯)酸乙酯的合成,以6-溴己酸乙酯和异丁基溴化镁为原料,四氯合铜酸二锂为催化剂,以NMP(N-甲基吡咯烷酮)做助溶剂,通过格氏交叉偶联反应,收率达83%。值得说明的是,格氏交叉偶联反应温度为0℃,比文献中的反应条件-78℃温和,收率也更高。对于香草胺衍生物的合成,发现部分香草胺衍生物可以通过镍铝合金粉还原肟得到,操作简单,收率高。对于辣椒碱类似物的合成,首先探索了二氢辣椒碱的合成方法:在TBD(1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯)的催化作用下,8-甲基壬酸乙酯与香草胺进行胺解反应得到二氢辣椒碱,收率73%。以此为基础,还合成了12个辣椒碱类似物。本论文的辣椒碱类似物合成工艺,具有原料廉价易得、合成步骤少、易于操作、收率高和污染小等优点。在辣椒碱类似物的辣度-结构关系探索方面,利用酶联免疫反应测得辣椒碱类化合物和TRPV1蛋白之间的亲和常数,并将5个化合物的辣度与它们的亲和常数进行关联,发现辣度(P)与亲和常数的对数(lgKa)近似成线性关系:P=510 lgKa-1701.7(相关性系数R=0.957),得到了一种能够评价化合物辣度的新方法。利用这种辣度评价方法,对合成的12个辣椒碱类似物的辣度进行了预测。根据预测得到的辣度,对化合物的结构与辣度的关系进行分析后发现:(1)随着辣椒碱苯环上烷氧基碳链的增长,辣度逐渐降低;(2)辣椒碱结构中,苯环上3-位和4-位的羟基取代或者烷氧基取代对辣椒碱辣度都有贡献;苯环上更多位置的取代可能对辣度不利;(3)辣椒碱结构中,脂肪酸侧链有不饱和双键对辣度有利;此外,脂肪酸侧链中的不饱和双键由反式结构变为顺式结构时,可能会对辣度不利。