CN102344501A - 一种香豆素修饰的透明质酸接枝物胶束乳化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种香豆素修饰的透明质酸接枝物胶束乳化剂的制备方法，本发明首先以聚乙二醇二甲醚为相转移剂，利用透明质酸主链中的羧基和7-羟基-4-甲基香豆素中的羟基酯化反应，得到接枝物HA-g-Coumarin；接枝物在水中能够自组装形成纳米胶束；该胶束可以稳定分散在油水界面，隔离油水界面形成稳定的乳化分散体系。本发明的HA-g-Coumarin胶束的制备工艺简单，条件温和，且能吸附一定波长的紫外线，在化妆品防晒领域有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种香豆素修饰的透明质酸接枝物胶束乳化剂的制备方法，在透明质酸主链上引入香豆素基元，通过自组装得到具有光敏感性的胶束，可用于防晒化妆品，属于高分子材料与感光技术领域。
背景技术
近年来，化妆品的研究开发不断取得突破性的进展。防晒乳液作为化妆品中的一类，其配方中的成分越来越丰富。防晒乳液之所以能够“防晒”，是因为配方中含有紫外吸收剂，能够吸收一定波长的紫外线，从而避免紫外线达到皮肤表面。目前，用于防晒乳液的紫外吸收剂主要包括：水杨酸酯类、对胺基苯甲酸酯类、二苯甲酮类、甲氧基肉桂酸酯类、苯并三唑类、取代丙烯氰类、二苯甲酰甲烷等。但这些均为小分子吸收剂，在应用过程中存在稳定性差、刺激性大等缺点。许多国内外研究者开始将目光聚焦于高分子紫外吸收剂的研究，探索开发高分子防晒乳液。高分子紫外吸收剂，本质上是一类光敏聚合物，其结构中的光敏感基元能够对外界光刺激(如紫外、近红外等)做出快速响应，并发生相应的物理、化学性质的变化，因而对紫外线起到了屏蔽作用。目前已有报道将光敏基元(如香豆素、肉桂酸等)引入到双亲聚合物的侧链上，通过自组装形成的胶束作为乳化剂用于制备防晒乳液。虽然这些双亲聚合物组装的胶束乳化性能非常优异，而且制得的乳液也很稳定，但是因为这些双亲聚合物绝大多数是通过自由基聚合得到，工艺较为复杂，生物相容性也无法得到保证。
天然大分子因具有良好的生物相容性及生物活性，往往成为化妆品用高分子的首选原料。透明质酸作为其中之一，具有优异的保湿性，已成为高档化妆品中必要的保湿添加剂。试想，如果能在透明质酸上接入适量的光敏基团，获得的光改性透明质酸衍生物则能够集“保湿”和“防晒”于一体。透明质酸只能溶于水，在绝大多数有机溶剂中不溶，这就限制了透明质酸化学改性的方法。Park TG提出了PEG相转移催化透明质酸接枝油溶性化合物紫杉醇的方法，将HA与PEG首先形成纳米复合物，改善了HA在二甲亚砜中的溶解性，然后通过透明质酸与紫杉醇酯化得到透明质酸-紫杉醇接枝物。
本专利发明了一种香豆素修饰的透明质酸接枝物的制备方法，借鉴相转移催化的思路，将光敏性的香豆素接枝到透明质酸主链上，获得的接枝物在水相体系中自组装形成胶束，该胶束能够吸收一定波长的紫外线，且有很好的乳化性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种香豆素修饰的透明质酸接枝物胶束乳化剂的制备方法，针对现有防晒化妆品中存在的不足，提供一种具有防晒和保湿双重功能的胶束乳化剂的制备方法。
本发明的目的是将光敏性小分子化合物7-羟基-4-甲基香豆素，作为侧基引入到透明质酸主链上，一方面提高透明质酸链段的疏水性，提供链段的双亲性，便于聚合物能够自组装；另一方面光敏基团的引入同时赋予紫外吸收的能力，从而拓宽其在化妆品中的应用。
本发明提出的香豆素修饰的透明质酸接枝物胶束乳化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备透明质酸/聚乙二醇二甲醚复合物
首先将透明质酸钠通过透析除盐并冷冻干燥，获得透明质酸固体粉末，再将其溶解在水中，加入聚乙二醇二甲醚(dmPEG)，聚乙二醇二甲醚与透明质酸质量比为1～10∶1，搅拌下充分复合2～4小时，冷冻干燥获得HA/dmPEG复合物。
(2)制备透明质酸-香豆素接枝物HA-g-Coumarin
取(1)中复合物溶于无水二甲亚砜中，加入二环己基碳二亚胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)(DCC用量为HA羧基摩尔数的1～1.5倍)，搅拌1h活化羧基，在N2下用注射器滴加已溶于无水DMSO中的7-羟基-4-甲基香豆素(香豆素用量为HA羧基摩尔数的1-40倍)，40℃搅拌下反应2天。反应后先加入少量水搅拌，抽滤除去不溶性副产物二环己基脲(DCU)，在碳酸钾溶液中透析后冷冻干燥得所需产物。
(3)HA-g-Coumarin在水体系中自组装
将HA-g-Coumarin分散溶解在水中，自组装形成胶束聚集体。
(4)所述方法制备的胶束粒子的光敏性
取上述方案中制得的胶束溶液，稀释至质量浓度为0.001％～0.01％，用功率为1～100W，波长为200～500nm的紫外灯照射胶束溶液1～1000s，用紫外可见光谱追踪胶束的光敏性。
(5)所述方法制备的胶束粒子的应用，作为乳化剂使用，被乳化油性成分与胶束粒子之比为1～1000∶1进行混合，选用油为化妆品级硅油、白油。
乳液制备：取上述技术方案中的制得的胶束乳化剂水溶液(控制胶束的质量浓度为0.1％～10％)，0.1～10倍胶束乳化剂水溶液体积的油，在4000～20000转/分钟的转速下用高速分散器均质化，制得水包油型乳液。
本发明的有益效果：首先，原料透明质酸是天然生物高分子，来源广泛，安 全无毒，与合成高分子相比，具有优异的生物相容性和生物降解性，且它本身就作为化妆品配方中的保湿剂使用。其次，香豆素作为一种光敏小分子化合物，在化妆品、医药等领域有很广的应用，本发明对透明质酸进行光活性改性，在透明质酸上引入香豆素，既赋予了光敏性，又提高了链段的疏水性，使整个链段具有良好的双亲性，其性能类似于高分子表面活性剂。另外，改性后的产物在水体系中能够自组装形成具有表面活性的胶体粒子，避免了传统的组装过程中有机溶剂的使用。因此，本发明提出了一种具有“保湿”和“防晒”功能的胶束乳化剂的制备方法，丰富了化妆品中紫外吸收剂的种类，同时也拓宽了化妆品用高分子的应用，是防晒化妆品配方成分的创新和突破。
附图说明：
图1HA-g-Coumarin胶束的TEM图像
图2HA-g-Coumarin胶束在紫外灯不同照射时间下的紫外光谱
图3HA-g-Coumarin胶束乳化白油的乳化效果表观图
具体实施方式
以下利用实施例进一步详细说明本发明，但本发明并不局限于此。
实施例1透明质酸钠的脱盐处理
称取分子量200kDa的透明质酸钠盐2g，在200ml水中溶解2小时，透析一天，透析袋截留分子量为3500，冷冻干燥，得到透明质酸固体物。
实施例2透明质酸/聚乙二醇二甲醚复合物的制备
分别称取0.5g除盐后的透明质酸及2.5g分子量2KDa的聚乙二醇二甲醚，溶于50ml水中，搅拌下充分复合2小时，冷冻干燥一周得到透明质酸/聚乙二醇二甲醚(HA/dmPEG)复合物粉末。
实施例3透明质酸-香豆素接枝物的制备
称取0.6g HA/dmPEG，在5ml无水二甲亚砜中溶解2小时，加入0.1g二环己基碳二亚胺(DCC)和0.005g 4-二甲氨基吡啶(DMAP)，搅拌1小时。在N2下用注射器滴加已溶解在5ml无水二甲亚砜中的1.32g7-羟基-4-甲基香豆素，40℃下搅拌反应2天。反应停止后加入20ml水搅拌，抽滤除去不溶性副产物二环己基脲(DCU)，在碳酸钾溶液中透析，透析袋截留分子量为3500，冷冻干燥得絮状产物HA-g-Coumarin。
实施例4胶束乳化剂的制备
称取0.5gHA-g-Coumarin分散溶解在100ml水中，通过自组装形成浓度为5mg/mL的胶束溶液。
实施例5HA-g-Coumarin胶束的形态
将实施例4中的胶束溶液稀释至0.1mg/mL，滴8～10μL于铜网上，室温干燥48小时，在透射电子显微镜下观察胶束的形态，见附图1。
实施例6HA-g-Coumarin胶束的紫外吸收能力
取0.1mg/mL的胶束溶液5ml，以波长为365nm，功率为100W的紫外灯光照射胶束溶液不同时间，用紫外-可见光谱观察不同光照时间胶束的紫外光谱，见附图2。
实施例7乳液的制备
取实施例4中的制得的胶束乳化剂3mL，白油3ml，在8000转/分钟的转速下用高速分散器均质2min，得到具有较好乳化效果且比较稳定的乳液。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种香豆素修饰透明质酸接枝物胶束乳化剂的制备方法，其特征是所说的香豆素修饰透明质酸接枝物HA-g-Coumarin，其结构式如下：
其中，n为聚合度，透明质酸分子量为10～450kDa。
2.一种香豆素修饰透明质酸接枝物胶束乳化剂的制备方法，其特征是工艺为：
(1)透明质酸钠脱盐
取分子量10～450kDa的透明质酸钠盐，溶于水中，透析一天后，透析袋截留分子量为3500，冷冻干燥，得到透明质酸固体物。
(2)透明质酸/聚乙二醇二甲醚复合物的制备
取步骤(1)中的透明质酸(HA)及聚乙二醇二甲醚(dmPEG)，dmPEG与HA质量比为1～10∶1，溶于水中，搅拌后冷冻干燥获得HA/dmPEG粉末。
(3)透明质酸与7-羟基-4-甲基香豆素酯化
取步骤(2)中HA/dmPEG溶于无水二甲亚砜(DMSO)中，加入二环己基碳二亚胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)，搅拌1h活化羧基，在N2下用注射器滴加已溶解在无水DMSO中的7-羟基-4-甲基香豆素，40℃搅拌下反应2天。反应后先加入少量水搅拌，抽滤除去不溶性副产物二环己基脲(DCU)，在碳酸钾溶液中透析后冷冻干燥得HA-g-Coumarin粉末。
(4)香豆素修饰透明质酸接枝物胶束的制备
取一定量HA-g-Coumarin溶于水中，搅拌下自组装形成纳米胶束。
3.根据权利要求1、2所述的方法，其特征是采用相转移剂dmPEG改善透明质酸在有机溶剂中的溶解性。
4.根据权利要求1、2所述的方法，其特征是用DCC/DMAP复合催化剂催化透明质酸与香豆素酯化反应。
5.根据权利要求1、2所述的方法，其特征是反应为无氧体系，防止香豆素被氧化。
6.根据权利要求1、2所述的方法，其特征是反应体系所用溶剂为无水的二甲亚砜。
7.用权利要求1、2所述的胶束粒子的应用，其特征是作为乳化剂使用，被乳化油性成分与胶束粒子之比为1-100∶1进行混合。油或油性成分选用：硅油、白油。
8.用权利要求1、2所述的胶束粒子，其特征在于：所得胶束能够吸收一定波长的紫外线，应用于化妆品，具有防晒效果。
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