CN102850467A

CN102850467A - 一种低分子量透明质酸的制备方法

Info

Publication number: CN102850467A
Application number: CN2012103114344A
Authority: CN
Inventors: 张样柏; 孙廷华; 张京良; 王文艳
Original assignee: SHANDONG TOPSCIENCE BIO-TECH CO LTD
Current assignee: SHANDONG TOPSCIENCE BIO-TECH CO LTD
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-01-02

Abstract

本发明涉及透明质酸技术领域，特别涉及一种低分子量透明质酸的制备方法，将碱溶液加入有机溶剂中提供一个碱性环境，然后加入透明质酸或透明质酸盐，在40-70℃反应降解一定时间，反应得到的固体产物经过脱色除杂，即得到低分子量透明质酸或低分子量透明质酸盐。本发明的制备方法可以得到质地均匀色泽洁白的低分子量HA产品；通过控制有机溶剂中碱的含量、降解温度的高低和降解时间的长短，可以较精准的得到分子量低于400KDa的不同分子量段的HA产品；准备方法操作简单方便、产品质量好、收率高、不腐蚀设备、成本相对较低，较好的解决了之前各种方法的缺点。

Description

一种低分子量透明质酸的制备方法

技术领域

本发明涉及透明质酸技术领域，特别涉及一种低分子量透明质酸的制备方法。

背景技术

透明质酸(hyaluronic acid，HA)是一种酸性粘多糖，是由（1-β-4）D-葡萄糖醛酸和（1-β-3）N-乙酰基-D-氨基葡萄糖双糖重复单位所组成的直链多聚糖，广泛分布于脊椎动物的各种组织细胞间质中，在鸡冠、眼玻璃体、脐带、皮肤和滑液中含量较高。在链球菌的荚膜中也有分布。HA具有高度的粘弹性、独特的保湿性、优良的生物相容性和可降解性，被广泛应用于化妆品行业。最近的研究表明，通过口服含有透明质酸的食品，可以补充体内因降解而导致不足的HA，有改善皮肤弹性及柔韧性等效果。

但由于HA是大分子多糖，具有很大的分子量和很大的粘性，因此当将HA添加到化妆品或食品中的量超过规定量时，化妆品或食品的粘度会大幅上涨，影响产品的外观状态、口感及使用。因此，为提高HA在化妆品或食品中的用量及研究低分子量HA的功能和应用，国内外已有多家公司或研究机构对降低HA的分子量的方法进行了研究。目前已有报道的降解方法有：机械力剪切法、超声波降解法、γ-射线、高温降解法、过氧化氢降解法、酶解法、酸解法等。但所有这些方法在大规模工业化生产过程中都具有其局限性。如机械剪切法、超声波、γ-射线等方法操作麻烦，需要大量设备或仪器，消耗的动力、能量多，成本高；热降解法操作时间较长，分子量降到一定程度后基本不变，且容易引起变色；酶解法反应条件温和，容易控制、产物均一，产品质量好，但需要后续步骤灭酶及除酶，且没有工业化的透明质酸酶，实验室用酶价格高，活力低，成本极高；酸解法会引起设备和管路的腐蚀, 给设备维护和清洁造成很大不便，需要特殊的搪瓷或者PVC设备，且所得产品的红外图谱显示分子结构发生了变化，产品质量有所下降。

发明内容

为了解决上述各种HA降解方法存在的问题，本发明提供了一种降解调节温和、降解效率高、降解后分子量可控的低分子量透明质酸的制备方法。本发明是通过以下措施实现的：

一种低分子量透明质酸的制备方法，将碱溶液加入有机溶剂中提供一个碱性环境，然后加入透明质酸或透明质酸盐，在40-70℃反应降解一定时间，反应得到的固体产物经过脱色除杂，即得到低分子量透明质酸或低分子量透明质酸盐。通过在有机溶剂的环境中降解，比起在水环境中，操作步骤简单、易实现，得到的产品色泽更好，并且在有机溶剂中反应，降解效果更好，可得到更小分子量的透明质酸或其盐。

所述的制备方法，有机溶剂为甲醇、乙醇或丙酮。

所述的制备方法，使用碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵，碱溶液加入有机溶剂后整个体系的碱的浓度为0.05M-0.2M。

所述的制备方法，反应降解后透明质酸或透明质酸盐的分子量为10kDa到400kDa。

所述的制备方法，反应降解时间为4-12h。

所述的制备方法，向100mL浓度为90%的乙醇中加入NaOH溶液，整个体系中NaOH浓度为0.05M，秤取10g分子量为1.42 MDa的透明质酸钠，在搅拌下加至预热的乙醇溶液中，于50℃搅拌反应2h，经过后处理步骤，得到分子量为362 KDa的透明质酸钠。

所述的制备方法，向500mL 90%的乙醇中加入KOH溶液，整个体系中KOH浓度为0.11M，秤取50g分子量为1.57 MDa的透明质酸，在搅拌下加至预热的乙醇溶液中，于60℃水浴中搅拌反应10h，得到分子量为14KDa的透明质酸。

所述的制备方法，向200mL 90%的丙酮中加入NaOH溶液，整个体系中NaOH浓度为0.2M，秤取30g分子量为1.57 MDa的透明质酸钠，在搅拌下加至预热的丙酮溶液中，于55℃水浴中搅拌反应6h，得到分子量为63KDa的透明质酸。

所述的制备方法，使用过氧化氢脱色，脱色工艺为将反应得到的固体产物溶解后，加入0.5-5%的过氧化氢溶液，调节pH至9.0-11.5，升温到30-60℃搅拌反应0.5-2h。

所述的制备方法，使用过氧化氢脱色之后，再使用活性炭吸附脱色除杂，具体工艺为调节溶液pH至5.0-8.0，加入适量活性炭搅拌吸附0.5-2h，经过沉淀，脱水、抽滤、干燥得产品。

本发明的有益效果：本发明的制备方法利用碱性有机溶剂对HA进行降解，之后进行脱色除杂，从而可以得到质地均匀色泽洁白的低分子量HA产品；通过控制有机溶剂中碱的含量、降解温度的高低和降解时间的长短，可以较精准的得到分子量低于400 KDa的不同分子量段的HA产品；制备方法操作简单方便、产品质量好、收率高、不腐蚀设备、成本相对较低，较好的解决了之前各种方法的缺点。

附图说明

附图1为HA标准红外图谱；

附图2为本发明实施例1得到的小分子量透明质酸钠红外图谱；

附图3为本发明实施例2得到的小分子量透明质酸钠红外图谱。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。

实施例1

量取100mL 浓度为90%的乙醇于三角瓶中，加入0.5mL 10M NaOH溶液，水浴预热，秤取10g分子量为1.42 MDa的透明质酸钠盐固体粉末，在搅拌下将固体粉末缓慢加至预热的乙醇溶液中，于40℃水浴中搅拌反应2h，反应结束后，静置30min使反应液充分分层，倾倒去除上层清液，过滤收集固体沉淀。固体沉淀使用脱色剂脱色除杂，沉淀，脱水、抽滤、干燥得白色固体粉末8.8g，收率88%。检测其分子量为362 KDa，红外图谱附图2与标准图谱附图1一致。

实施例2

量取500mL 90%的乙醇于三角瓶中，加入5.5mL 10M KOH溶液，水浴预热，秤取50g分子量为1.57 MDa的透明质酸固体粉末，在搅拌下将固体粉末缓慢加至预热的乙醇溶液中，于70℃水浴中搅拌反应10h，反应结束后，静置20min使反应液充分分层，倾倒去除上层清液，过滤收集固体沉淀。

固体沉淀加入500mL纯化水，搅拌使充分溶解，调节溶液pH至11，水浴升温至55℃，加入15mL浓度为50%的过氧化氢，搅拌反应2h。调节溶液pH至7.5，加入2.5g粉末状活性炭，搅拌吸附2h。过滤去除活性炭。滤液加入10g KCl固体，搅拌使溶解，溶液倒入2000 mL乙醇中进行沉淀，得到白色固体沉淀。静置20min后，倾倒去除上清，加入500mL 乙醇脱水4次，抽滤去除残余溶剂。于50℃真空烘箱中干燥8h，得白色固体粉末44.3g，收率88.6%。检测其分子量为14 KDa，红外图谱附图3与标准图谱附图1一致。

实施例3

量取200mL 90%的丙酮于三角瓶中，加入4mL 10M NaOH溶液，水浴预热，秤取30g分子量为1.57 MDa的透明质酸钠固体粉末，在搅拌下将固体粉末缓慢加至预热的丙酮溶液中，于55℃水浴中搅拌反应6h。反应结束后，静置20min使反应液充分分层，倾倒去除上层清液，过滤收集固体沉淀。加入丙酮洗涤两次，去上清，过滤收集沉淀。

将沉淀加入200mL纯化水，搅拌使充分溶解，调节溶液pH至9.5，水浴升温至50℃，加入6mL浓度为50%的过氧化氢，搅拌反应1.5h。调节溶液pH至6.5，加入2g粉末状活性炭，搅拌吸附1.5h。过滤去除活性炭。滤液加入10g NaCl固体，搅拌使溶解，溶液倒入1000 mL丙酮中进行沉淀，得到白色固体沉淀。静置20min后，倾倒去除上清，加入200 mL丙酮脱水3次，抽滤去除残余溶剂。于50℃真空烘箱中干燥8h，得白色固体粉末27.2g，收率90.7%。检测其分子量为63 KDa，红外图谱与标准图谱一致。

Claims

1.一种低分子量透明质酸的制备方法，其特征是将碱溶液加入有机溶剂中提供一个碱性环境，然后加入透明质酸或透明质酸盐，在40-70℃反应降解一定时间，反应得到的固体产物经过脱色除杂，即得到低分子量透明质酸或低分子量透明质酸盐。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于有机溶剂为甲醇、乙醇或丙酮。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于使用碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵，碱溶液加入有机溶剂后整个体系的碱的浓度为0.05M-0.2M。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于反应前透明质酸或透明质酸盐的分子量为1.42MDa到1.57MDa，反应降解后透明质酸或透明质酸盐的分子量为10kDa到400kDa。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于反应降解时间为4-12h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于100mL 浓度为90%的乙醇中加入NaOH溶液，整个体系中NaOH浓度为0.05M，秤取10g分子量为1.42 MDa的透明质酸钠，在搅拌下加至预热的乙醇溶液中，于50℃搅拌反应2h，经过后处理步骤，得到分子量为362 KDa的透明质酸钠。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于500mL 90%的乙醇中加入KOH溶液，整个体系中KOH浓度为0.11M，秤取50g分子量为1.57 MDa的透明质酸，在搅拌下加至预热的乙醇溶液中，于60℃水浴中搅拌反应10h，得到分子量为14KDa的透明质酸。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于200mL 90%的丙酮中加入NaOH溶液，整个体系中NaOH浓度为0.2M，秤取30g分子量为1.57 MDa的透明质酸钠，在搅拌下加至预热的丙酮溶液中，于55℃水浴中搅拌反应6h，得到分子量为63KDa的透明质酸。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于使用过氧化氢脱色，脱色工艺为将反应得到的固体产物溶解后，加入0.5-5%的过氧化氢溶液，调节pH至9.0-11.5，升温到30-60℃搅拌反应0.5-2h。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于再使用活性炭吸附脱色除杂，具体工艺为调节溶液pH至5.0-8.0，加入适量活性炭搅拌吸附0.5-2h，经过沉淀，脱水、抽滤、干燥得产品。