CN103450368A

CN103450368A - 一种硅烷化玻璃酸酯复合物的制备方法

Info

Publication number: CN103450368A
Application number: CN2013103171040A
Authority: CN
Inventors: 凌沛学; 陈建英; 刘霞; 陈倩倩; 赵文刚; 杨素珍; 王晓梅; 李燕
Original assignee: SHANDONG FREDA BIOENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Shandong furida biological Co.,Ltd.; Shandong Academy of Pharmaceutical Sciences
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-07-25
Also published as: CN103450368B

Abstract

本发明公开了一种硅烷化玻璃酸酯复合物的制备方法，属于化妆品技术领域。该制备方法包括如下步骤：将氯硅烷缓慢加入玻璃酸钠混悬液中，缓慢升高温度，搅拌反应12～52小时；然后加入有机溶剂二，沉淀，洗涤，减压干燥即得硅烷化玻璃酸酯复合物。本发明制备的硅烷化玻璃酸酯复合物体积小，便于运输储存，并且有较高的稳定性，无细胞毒性，无皮肤刺激性，保湿效果良好，且可以促进角质细胞的增殖，可用于制备具有皮肤保湿和修复功能的化妆品的化妆品。

Description

一种硅烷化玻璃酸酯复合物的制备方法

技术领域

本发明涉及化妆品技术领域，尤其是一种硅烷化玻璃酸酯复合物的制备方法。

背景技术

透明质酸（hyalouronic acid，HA）又名玻璃酸，是由（1-β-4）D-葡糖醛酸和（1-β-3）N-乙酰基-D-氨基葡糖双糖单位重复连接组成的链状聚阴离子黏多糖。自20世纪30年代Meyer和Palmer从牛眼玻璃体提取得到这种大分子多糖之后，人们又从脐带、皮肤、关节滑液和鸡冠等结缔组织提取得到，至80年代后期，HA已经可以通过细菌发酵获得。至今商品化HA已广泛应用于食品、化妆品以及医疗用品领域。

HA是构成皮肤细胞外基质的主要成分之一，据报道，人体皮肤HA含量为200mg/L，表皮HA的发现较真皮晚，由于表皮层细胞排列紧密，细胞间质少，HA含量小，但HA在细胞外基质的相对含量较高，为2.5mg/mL。HA在皮肤组织中具有保水、维持细胞外空间、调节细胞外阳离子的流动和浓度、调节表皮角蛋白细胞的分化和迁移、促进表皮细胞的正常分化、清除自由基等作用。自20世纪80年代开始应用于化妆品，被誉为理想的天然保湿因子，此外，HA还作为皮肤营养、防晒修复、润滑、成膜和增稠的成分添加在化妆品中。

通过提取或发酵生产的天然的HA具有极高的亲水性和黏弹性，应用于皮肤表面有保湿润滑、营养、修复等多种作用，但仍存在缺点，如渗透性差，易降解和粘湿感较强等。为了进一步改善HA与皮肤的亲和性，使其更适合应用于皮肤，有人将HA制备成小分子量的产品增加其的渗透性，如目前市场上被称为纳米级的HA；有人将HA进行衍生化，通过改善其亲水性质增加其渗透性，如乙酰化HA和酯化HA。它们被广泛用于高档化妆品的膏霜、乳液、化妆水、精华素中，已证明具有除皱，增加皮肤弹性，延缓皮肤衰老，可预防和修复皮肤损伤等效果。硅烷化玻璃酸酯复合物，即硅烷醇酯化HA，属于酯化HA的一种，有文献报道其具有强保湿和消除粘湿感的作用（FR2561915），具有较强的抗降解以及预防和修复皮肤损伤的作用（MC200122）。

硅烷化玻璃酸酯复合物的制备方法鲜见文献报道，FR2961915公开了将玻璃酸溶液和硅烷醇钠溶液混合反应后用阳离子交换树脂调整pH获得复合物水溶液，EP0289366公开了按比例将硅烷醇水溶液和有机酸（如玻璃酸）水溶液混合再与其它成分（如水溶性弹性蛋白）溶液混合获得复合物水溶液，EP0867445公开了有机硅化合物与含羧酸的蛋白或多糖在水和乙醇溶液中反应结合后蒸除溶剂获得固态复合物。前二者最终产品为浓度较小的液体，体积大，包装、储存和运输困难，后者虽然可以获得固态的复合物，但通过减压蒸除很难除去产品中的水分，最终产品呈黏稠的胶状物，造成配制化妆品的过程中溶解、稀释困难，由于产品仍然含有大量水分，降低了产品的稳定性，产品易分解，造成质量降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅烷化玻璃酸酯复合物的制备方法，该制备方法采用氯硅烷与混悬在有机溶液中的玻璃酸反应后经沉淀获得固体复合物，可以克服上述现有制备方法的缺陷，并且无细胞毒性，无皮肤刺激性，保湿效果良好，且可以促进角质细胞的增殖，可用于制备具有皮肤保湿和修复功能的化妆品的化妆品。

本发明所采用的技术方案为：

一种硅烷化玻璃酸酯复合物的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

将氯硅烷缓慢加入玻璃酸钠混悬液中，缓慢升高温度，搅拌反应12～52小时；然后加入有机溶剂二，沉淀，洗涤，减压干燥即得硅烷化玻璃酸酯复合物；

所述的玻璃酸钠混悬液为玻璃酸钠溶于有机溶剂一得到的溶液；

所述有机溶剂一是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二氧六环的任意一种；

所述有机溶剂二是乙酸乙酯、乙醇、丙酮、异丙醇中的任意一种。

优选的，玻璃酸钠混悬液中加入四丁基碘化铵。

优选的，搅拌反应过程中加入三乙胺或N,N-二异丙基乙胺。

更优选的，搅拌反应过程中加入N,N-二异丙基乙胺。

优选的，上述制备方法包括以下步骤：

S1：将玻璃酸钠和四丁基碘化铵混合，所述玻璃酸钠和四丁基碘化按的质量比为30：0.8-1.5，然后加入有机溶剂一，避光条件下搅拌，分散为混悬液，所述有机溶剂一的投料量为50-75mL/g（以玻璃酸钠计）；

S2：将三乙胺或N,N-二异丙基乙胺溶于二甲基亚砜中，得到溶液一，所述三乙胺和N,N-二异丙基乙胺中任意一种和玻璃酸钠的质量比为8-10:30，二甲基亚砜的投料量为15-20mL/g（以玻璃酸钠计）；

S3：将S1中的混悬液置于冰水浴中降温至-4-10℃，滴加氯硅烷，所述氯硅烷和玻璃酸钠的质量比为2.3-2.5:30，搅拌，搅拌的同时充氮气，缓慢升高水浴温度至反应温度10℃-40℃，搅拌反应12-52h，反应过程中滴加溶液一；

S4：步骤S3反应结束后过滤，收集滤液，在搅拌条件下加入溶剂二，所述溶剂二的投料量为20-35mL/g（以玻璃酸钠计），过滤，收集沉淀，然后分别用溶剂二洗涤沉淀4次，所述洗涤用溶剂二每次的投料量为8-10mL/g（以玻璃酸钠计），最后将洗涤过的沉淀置于恒温干燥箱中，25℃条件下减压干燥10-40h，即得硅烷化玻璃酸酯复合物；

上述投料量均以玻璃酸钠的质量计。

优选的，

所述S3中混悬液的温度为0-5℃；

所述S3中反应温度为25℃-30℃；

所述S3中搅拌反应的时间为24-48小时。

优选的：所述氯硅烷为二甲基二氯硅烷或二甲基一氯硅烷。

优选的：所述氯硅烷为二甲基一氯硅烷；所述有机溶剂一为二甲基亚砜。

本发明的有益效果：

（1）本发明采用氯硅烷与混悬在有机溶液中的玻璃酸钠反应后经沉淀获得固体复合物，反应在无水环境进行，可以克服现有制备方法的缺陷，从而提高了产品的稳定性（酯类物质在水中易水解），可以制成颗粒状或粉末状产品，体积小，包装运输方便。

（2）本发明制备的硅烷化玻璃酸酯对皮肤的刺激属极轻微刺激，基本无皮肤刺激性，使用安全性较高。

（3）本发明制备的硅烷化玻璃酸酯无细胞毒性，当硅烷化玻璃酸酯的浓度大于5.0mg/mL时，细胞存活大于50%以上，IC50＞5mg/mL，远远高于欧盟国家实验室化妆品毒性的判定标准IC50≧1.5mg/mL,细胞毒性级别为无毒性，与玻璃酸钠（细胞毒性级别为中等毒性）相比，细胞的毒性较小。

（4）本发明制备的硅烷化玻璃酸酯的保湿效果明显好于玻璃酸钠，尤其在低湿度条件下，硅烷化玻璃酸酯的保湿效果更好。

附图说明

附图1为受试物对HACAT细胞存活率的影响。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例，实施例不应视作对本发明保护范围的限定。

一种硅烷化玻璃酸酯复合物的制备方法，包括以下步骤：

其中，玻璃酸钠混悬液为玻璃酸钠溶于有机溶剂一得到的溶液；有机溶剂一是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二氧六环的任意一种；有机溶剂二是乙酸乙酯、乙醇、丙酮、异丙醇中的任意一种。另外，玻璃酸钠混悬液中还可加入四丁基碘化铵；在搅拌反应过程中加入三乙胺或N,N-二异丙基乙胺，以N,N-二异丙基乙胺效果较好。

上述制备方法具体包括以下步骤：

S1：将玻璃酸钠和四丁基碘化铵混合，所述玻璃酸钠和四丁基碘化铵的质量比为30：0.8-1.5，然后加入有机溶剂一，避光条件下搅拌，分散为混悬液，所述有机溶剂一的投料量为50-75mL/g（以玻璃酸钠计）；

其中，S3中混悬液的温度为0-5℃，S3中反应温度为25℃-30℃，S3中搅拌反应的时间为24-48小时时效果较好，而所述氯硅烷为二甲基二氯硅烷或二甲基一氯硅烷，当氯硅烷为二甲基一氯硅烷；有机溶剂一为二甲基亚砜时效果最好。

具体实施例如下：

实施例1硅烷化玻璃酸酯的制备

取玻璃酸钠30g和四丁基碘化铵0.8g混合，加入二甲基亚砜1.5L，避光，搅拌分散为混悬液，置冰水浴中降温至0℃～5℃，滴加二甲基一氯硅烷2.3g，搅拌，同时充氮气，缓慢升高水浴温度至25℃，搅拌反应48h，在反应过程中滴加含三乙胺8g的二甲基亚砜溶液500mL。反应结束后过滤，收集滤液，在搅拌下加入乙酸乙酯6.5L，过滤，收集沉淀，用250mL乙酸乙酯洗涤沉淀4次，置于恒温干燥箱25℃减压干燥24h，即得。

实施例2硅烷化玻璃酸酯的制备

取玻璃酸钠30g和四丁基碘化铵1.2g混合，加入二甲基亚砜2L，避光，搅拌分散为混悬液，置冰水浴中降温至0℃～5℃，滴加二甲基一氯硅烷2.3g，搅拌，同时充氮气，缓慢升高水浴温度至30℃，搅拌反应36h，在反应过程中滴加含N,N-二异丙基乙胺9.5g的二甲基亚砜溶液500mL。反应结束后过滤，收集滤液，在搅拌下加入乙酸乙酯8L，过滤，收集沉淀，用250mL乙酸乙酯洗涤沉淀2次，再用400mL无水乙醇洗涤沉淀2次，置于恒温干燥箱40℃减压干燥24h，即得。

实施例3硅烷化玻璃酸酯的制备

取玻璃酸钠30g和四丁基碘化铵1.5g混合，加入二甲基亚砜2.2L，避光，搅拌分散为混悬液，置冰水浴中降温至0℃～5℃，滴加二甲基一氯硅烷2.5g，搅拌，同时充氮气，缓慢升高水浴温度至35℃，搅拌反应48h，在反应过程中滴加含N,N-二异丙基乙胺10g的二甲基亚砜溶液500mL。反应结束后过滤，收集滤液，在搅拌下加入乙酸乙酯10L，过滤，收集沉淀，用250mL乙酸乙酯洗涤沉淀2次，再用300mL无水丙酮洗涤沉淀2次，置于恒温干燥箱35℃减压干燥24h，即得。

对上述实施例中制备的硅烷化玻璃酸酯进行性能测定。

1、硅烷化玻璃酸酯的皮肤刺激试验

试验对象：成年新西兰大白兔6只，背部脱毛，分别在两侧脱毛区域各选择3个直径为2cm的圆形区域，共实验位置36处。

使用方法：参考GB/T16886.10医疗器械生物学评价第10部分刺激与迟发型超敏反应试验规定的方法，比较玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸钠对动物皮肤的刺激作用。分别玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸酯（本发明制备）适量，等量，分别加等量生理盐水润湿均匀呈胶浆状，每个圆形区域分别使用适量，等量的玻璃酸钠、硅烷化玻璃酸酯和生理盐水，分别涂抹在选定的圆形区域，然后用纱布（2.5*2.5cm²）覆盖，胶带固定4小时；使用7天，每天涂抹一次，末次实验结束后1小时、24小时和48小时观察涂抹受试品部位，记分，评价原发性刺激类型，其中使用生理盐水的区域为阴性对照组，采用浸满生理盐水（NS）的纱布（2.5*2.5cm²）覆盖。具体结果见下表1。

表1玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸钠的皮肤原发性刺激记分及类型

组别	平均原发性刺激记分	反应类型
			NS	0.24（n=12）	极轻微

玻璃酸钠	0.19（n=12）	极轻微
			硅烷化玻璃酸酯	0.21（n=12）	极轻微

结果表明，玻璃酸钠组和硅烷化玻璃酸酯组的原发性刺激记分与生理盐水组无差别，对皮肤的刺激性同属极轻微。

2、硅烷化玻璃酸酯的细胞毒性试验

试验对象：以永生化角质细胞（HACAT）为试验细胞，

试验方法：参考《中华人民共和国出入境检验检疫行业标准》中化妆品急性毒性的试验方法，采用体外细胞培养技术和噻唑蓝(MTT)比色法,比较玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸酯的细胞毒性，以十二烷基硫酸钠（SDS）为阳性对照，以无血清DMEM培养基为阴性对照。

分别用DMEM基础培养基配制浓度为0.5%的玻璃酸钠(5mg/mL)和硅烷化玻璃酸酯（本发明制备）溶液，0.22μm滤膜推滤，连续作3倍稀释，配成1.67mg/mL、0.56mg/mL、0.18mg/mL、0.06mg/mL、0.02mg/mL、6.67μg/mL、2.22μg/mL共计8个浓度梯度。96孔板中，细胞种植密度为2.2×10⁴个/mL,每孔100μL，种板24小时后，加入受试物处理48小时，检测各组细胞的存活率，结果见下表2。

表248小时后各组细胞存活率（%）

参考文献方法[林祥梅，王建峰，梅琳，贾广乐.用人角质细胞评价4种化妆品的细胞毒性，毒理学杂志，2008，22（1）75-76.]，用非线性的回归方程法计算受试物的IC50，按欧盟国家实验室化妆品毒性的判定标准：IC50≧1.5mg/mL,化妆品细胞毒性极小或无；0.5mg/mL≤IC50<1.5mg/mL，化妆品细胞毒性中等；IC50<0.5mg/mL,化妆品细胞毒性较强。判定受试物的细胞毒性，结果见下表3：

表3受试物IC50和毒性级别

受试物	IC50（mg/mL）	细胞毒性
			SDS	＜0.07	强毒性
玻璃酸钠	1.13	中等毒性
			硅烷化玻璃酸酯	>5.0	无毒性

结果表明，玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸酯应用于化妆品均属于细胞毒性较低的物质，与前者相比，硅烷化玻璃酸酯具有更低的细胞毒性。

3、硅烷化玻璃酸酯的保湿作用

采用市售去毛猪皮，切为2.5*2.5cm²的小片。取玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸酯（本发明制备）适量，配制浓度为1%的溶液，以5%的甘油溶液作阳性对照，以水为阴性对照，涂抹于猪皮上，0.5mL/片，分别于恒温恒湿考察箱中，分别于30℃不同湿度条件下放置24小时后，皮肤水分测定仪Corneometer CM825（Courage+Khazaka公司）测定猪皮表面水分，结果见下表4。

表4玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸酯保湿效果比较

^＊与阴性对照相比，p＜0.05；^＊＊与阳性对照相比，p＜0.05；^＊＊＊与玻璃酸钠组相比，p＜0.05

结果表明，玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸酯均有良好保湿效果，后者保湿效果明显好于前者，尤其在低湿度条件下，后者保湿效果明显好于前者(p＜0.05)。

4、硅烷化玻璃酸酯对角质细胞的作用

参考文献方法[杨春涛，杨战利，莫利球，曾凡钦，张美芬，张辉，韩艳芳，胡芬，兰爱平，陈培熹，冯鉴强.环氧化酶2介导化学性缺氧诱导的人角质形成细胞的炎症损伤作用,中国药理学通报，2011，27（1）：69-73]，采用体外细胞培养技术和噻唑蓝(MTT)比色法,比较玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸酯对永生化角质细胞（HACAT）生长和增殖的影响。取玻璃酸钠和硅烷化玻璃酸酯（本发明制备）适量，用DMEM基础培养基配制0.1%（1000ppm）的溶液，连续作10倍稀释，以浓度为0.1μg/mL的EGF作对照。96孔板中，细胞种植密度为2.2x10⁴个/mL,每孔接种100μL，种板24小时后，加入受试物处理48小时。阴性对照组采用无血清培养基处理。结果附图1所示：

MTT检测结果显示:与对照组相比，阳性对照组0.1μg/mL的EGF可以显著促进HACAT细胞的增值，在0.01～1mg/mL浓度范围内，硅烷化玻璃酸酯处理组的细胞密度明显大于玻璃酸钠处理组，硅烷化玻璃酸酯处理组在浓度为0.01mg/mL时的细胞密度最大（细胞存活率为107.69±2.07%），且细胞间相互嵌合,紧密连成单层，表明本发明制备的硅烷化玻璃酸酯和玻璃酸钠虽然都具有促进永生化角质细胞的生长，但是硅烷化玻璃酸酯的效果明显优于玻璃酸钠。

Claims

1.一种硅烷化玻璃酸酯复合物的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是，玻璃酸钠混悬液中还加入四丁基碘化铵。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是，搅拌反应过程中加入三乙胺或N,N-二异丙基乙胺。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是，搅拌反应过程中加入N,N-二异丙基乙胺。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

S1：将玻璃酸钠和四丁基碘化铵混合，所述玻璃酸钠和四丁基碘化按的质量比为30：0.8-1.5，然后加入有机溶剂一，避光条件下搅拌，分散为混悬液，所述有机溶剂一的投料量为50-75mL/g；

S2：将三乙胺或N,N-二异丙基乙胺溶于二甲基亚砜中，得到溶液一，所述三乙胺和N,N-二异丙基乙胺中任意一种和玻璃酸钠的质量比为8-10:30，二甲基亚砜的投料量为15-20mL/g；

S4：步骤S3反应结束后过滤，收集滤液，在搅拌条件下加入溶剂二，所述溶剂二的投料量为20-35mL/g，过滤，收集沉淀，然后分别用溶剂二洗涤沉淀4次，所述洗涤用溶剂二每次的投料量为8-10mL/g，最后将洗涤过的沉淀置于恒温干燥箱中，25℃条件下减压干燥10-40h，即得硅烷化玻璃酸酯复合物；

上述投料量均以玻璃酸钠的质量计。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：

所述S3中混悬液的温度为0-5℃；

所述S3中反应温度为25℃-30℃；

所述S3中搅拌反应的时间为24-48小时。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是：所述氯硅烷为二甲基二氯硅烷或二甲基一氯硅烷。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是：所述氯硅烷为二甲基一氯硅烷；所述有机溶剂一为二甲基亚砜。