CN103044499B - 一种羧甲基乳糖及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及日化领域及医药行业，具体讲是一种羧甲基乳糖及其制备方法和应用。羧甲基乳糖如式一所示，将乳糖与氢氧化钠溶液40-50℃条件下在异丙醇溶液中反应2.5-3h，再加入氯乙酸以50-60℃条件下反应10-18h，即得到羧甲基乳糖；所述加入氢氧化钠的摩尔量是乳糖的3-4倍，加入的氯乙酸摩尔量是乳糖的2-3倍。所述的羧甲基乳糖可作为吸湿保湿剂。本发明通过有效的合成手段得到的羧甲基乳糖，使原本没有吸湿保湿能力的乳糖变为吸湿保湿能力很好的羧甲基乳糖，以其可以作为化妆品保湿剂中价格昂贵的保湿剂透明质酸的替代品，大幅度降低成本。

Description

一种羧甲基乳糖及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及日化领域及医药行业，具体讲是一种羧甲基乳糖及其制备方法和应用。

背景技术

乳糖(lactose)是二糖的一种，分子式是C12H22O11，是在哺乳动物乳汁中的双糖，因此而得名。它的分子结构是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成。味微甜，牛乳中约含乳糖4％，人奶中含5％到7％。工业中从乳清中提取，用于制造婴儿食品、糖果、人造牛奶等。医学上常用作矫味剂。

工业中从乳清中提取，用于制造婴儿食品、糖果、人造牛奶等。医学上常用作矫味剂。

本品为白色的结晶性颗粒或粉末；无臭，味微甜。在水中易溶，在乙醇、氯仿或乙醚中不溶。

透明质酸(Hyaluronicacid)又名玻璃酸，是一种酸性多聚粘多糖，以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。尤为重要的是，透明质酸具有特殊的保水作用，是目前发现的自然界中保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿因子。

透明质酸的来源一是从动物组织中提取，二是微生物发酵液中提取。但是透明质酸在动物组织中主要分布在结缔组织、脐带、人血清、鸡冠、关节滑液、软骨、眼玻璃体等，原料有限、难于收集和处理、原料价格高、含量低、分离过程复杂等。而利用发酵法生产透明质酸目前只处于研究和起步阶段。由于以上原因使得透明质酸无法满足市场需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种羧甲基乳糖及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种羧甲基乳糖，羧甲基乳糖如式一所示，

羧甲基乳糖的制备方法，将乳糖与氢氧化钠溶液40-50℃条件下在异丙醇溶液中反应2.5-3h，再加入氯乙酸以50-60℃条件下反应10-18h，即得到羧甲基乳糖；所述加入氢氧化钠的摩尔量是乳糖的3-4倍，加入的氯乙酸摩尔量是乳糖的2-3倍。

所述乳糖先加入到异丙醇溶液室温搅拌反应30－60min，使其得到异丙醇溶液溶胀的乳糖，而后加入氢氧化钠；其中异丙醇溶液与乳的糖质量体积为10-40：1。

将反应后得到的羧甲基乳糖溶液用甲醇沉淀，抽滤，而后依次用甲醇和乙醇洗涤3遍，真空冷冻干燥。

5.一种权利要求1所述的羧甲基乳糖的应用，其特征在于：所述羧甲基乳糖可作为吸湿保湿剂。

乳糖是二糖的一种，分子式是C12H22O11，是在哺乳动物乳汁中的双糖，因此而得名。它的分子结构是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成。味微甜，牛乳中约含乳糖4％，人奶中含5％到7％。工业中从乳清中提取，用于制造婴儿食品、糖果、人造牛奶等。医学上常用作矫味剂。

本发明所具有的优点：本发明通过有效的合成手段得到的羧甲基乳糖，合成步骤简单，成本较低，在引入强亲水性的羧甲基基团后，加上羧甲基阴离子基团作用，能大幅度提高吸湿保湿性能，通过提高其活性，从而间接地降低生产成本。而且本发明将羧甲基乳糖作为吸湿保湿剂，其吸湿保湿性能明显高于透明质酸，如表1、表2所示。

附图说明

图1为本发明实施例提供的乳糖的红外光谱图。

图2为本发明实施例提供的羧甲基乳糖的红外光谱图。

图3为本发明实施例提供的羧甲基乳糖的¹³CNMR图。

具体实施方式

羧甲基乳糖如式一所示：

羧甲基乳糖的制备方法：将乳糖与10mol/L的氢氧化钠溶液40℃条件下在异丙醇溶液中反应3h，然后再加入氯乙酸在50-60℃下反应10-18h，即得到羧甲基乳糖；所述所述加入氢氧化钠的摩尔量是乳糖的3-4倍，加入的氯乙酸摩尔量是乳糖的2-3倍。

实施例1

羧甲基乳糖为式一所示的化合物。

羧甲基乳糖的制备：1.8g乳糖(参见式一)加到20mL异丙醇中室温搅拌溶胀30min，再加入6ml10mol/L的氢氧化钠溶液后在40℃下搅拌反应3h，然后再加入氯乙酸1.8g在60℃下反应12h，待反应后用乙酸中和至中性，而后用甲醇沉淀，抽滤，再用50mL甲醇、50mL乙醇分别洗涤3次，抽滤，真空冷冻干燥后，得到淡黄色产物羧甲基乳糖(参见图2)。羧甲基乳糖为淡黄色粉末或固体，易溶于冷水和沸水中且不成糊状，透明液体，微溶于乙醇中。

其中乳糖(lactose)是4-O-β-D-吡喃半乳糖基-D-葡萄糖。

从图2可知与乳糖原料相比，1600cm^-1处的吸收峰为羧甲基阴离子的特征吸收峰，在1423cm^-1，1222cm^-1及929cm^-1三处同时出现三条明显的吸收带，说明糖侧链发生取代。从图3中可看出新出现的位移为179.99处的碳为羰基的碳，以及位移为79.30处的碳为与羰基相连的亚甲基上的碳，说明羧甲基已经接到乳糖上。(潘亚妮；低聚异麦芽糖改性工艺条件研究；设备工艺；2009，4，33-36.李咏梅，宁正祥；羧甲基低聚果糖的吸湿保湿和抗氧化性质研究；现代食品科技，2008，24，1121-1127.唐振兴，石陆娥，钱俊青；羧甲基壳聚糖的合成；新疆化工，2004，2，12-15.)，证明有羧甲基接入乳糖。

实施例2

与实施例1不同之处在于：

1.8g乳糖加到20mL异丙醇中室温搅拌溶胀60min，再加入6ml10mol/L的氢氧化钠溶液后在40℃下搅拌反应3h，然后再加入氯乙酸1.8g在50℃下反映16h，乙酸中和至中性后用甲醇沉淀，抽滤，而后依次用50mL甲醇，50mL乙醇洗涤，抽滤，真空冷冻干燥，得到羧甲基乳糖。

实施例3

与实施例1不同之处在于：1.8g乳糖加到20mL异丙醇中室温搅拌溶胀30min，再加入6ml10mol/L的氢氧化钠溶液后在40℃下搅拌反应6h，然后再加入氯乙酸1.8g在60℃下反映16h，乙酸中和至中性后用甲醇沉淀，抽滤，而后依次用50mL甲醇，50mL乙醇洗涤，抽滤，真空冷冻干燥，得到羧甲基乳糖。

实施例4

吸湿保湿性能测定：

1)吸湿活性测定：将实施例1-3制备的羧甲基乳糖研成细粒，真空冷冻干燥至恒重后，准确称取0.2g两份，分别置于直径为3cm的称量瓶中，再将称量瓶分别置于两个干燥器内，一个干燥器内放有饱和硫酸按水溶液(相对湿度RH＝81％)，另一个放有饱和碳酸钠水溶液(相对湿度RH＝43％)，放置24h、48h各称量一次，重复实验两次，取平均值(参见表1)。对照组分别为乳糖和透明质酸，做法同上。

吸湿率(％)＝(W₁-W₀)×100/W₀，W₀和W₁分别为羧甲基乳糖放置前、后的质量(g)。

2)保湿活性测定：用含水量为10％(质量分数)的羧甲基乳糖3份，分别置于3个干燥器内，一个干燥器内放有饱和硫酸按水溶液(相对湿度RH＝81％)，一个干燥器内放有饱和碳酸钠水溶液(相对湿度RH＝43％)，另一个放有干硅胶，放置24h，48h后分别称量，重复实验两次，取平均值。对照组分别为乳糖和透明质酸，做法同上。

水分残存率(％)＝100×H_n/H₀％,H₀、H_n分别为放置前后水分的质量(g)。

实验结果：羧甲基乳糖的吸湿活性和保湿活性分别如表1、表2所示，其吸湿性能与保湿性能均优于乳糖和透明质酸。

表1羧甲基乳糖的吸湿率(％)

表2菊糖季铵盐的保湿率(％)

Claims (5)

1.一种羧甲基乳糖，其特征在于：羧甲基乳糖如式一所示，

2.一种权利要求1所述的羧甲基乳糖的制备方法，其特征在于：将乳糖与氢氧化钠溶液40-50℃条件下在异丙醇溶液中反应2.5-3h，再加入氯乙酸以50-60℃条件下反应10-18h，即得到羧甲基乳糖；所述加入氢氧化钠的摩尔量是乳糖的3-4倍，加入的氯乙酸摩尔量是乳糖的2-3倍。

3.按权利要求2所述的羧甲基乳糖的制备方法，其特征在于：所述乳糖先加入到异丙醇溶液室温搅拌反应30－60min，使其得到异丙醇溶液溶胀的乳糖，而后加入氢氧化钠；其中异丙醇溶液与乳糖的体积质量比为10-40：1。

4.按权利要求2所述的羧甲基乳糖的制备方法，其特征在于：将反应后得到的羧甲基乳糖溶液用甲醇沉淀，抽滤，而后依次用甲醇和乙醇洗涤3遍，真空冷冻干燥。

5.一种权利要求1所述的羧甲基乳糖的应用，其特征在于：所述羧甲基乳糖作为吸湿保湿剂。