CN110981991B - 一种乙酰化透明质酸盐的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将透明质酸或透明质酸盐和乙酸酐混合，在催化剂催化下进行酰化反应；(2)反应结束后得到的反应液用水稀释，经固液分离得到固体；(3)将步骤(2)得到的固体进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后进行提纯作业，得到乙酰化透明质酸盐。本发明提供的方法原料中不使用乙酸即只使用乙酸酐就可以实现透明质酸盐的制备，同时由于未使用乙酸，生产成本显著降低，进一步地，也使得制备过程更加绿色环保。

Description

一种乙酰化透明质酸盐的制备方法

技术领域

本发明涉及透明质酸盐领域，具体涉及一种乙酰化透明质酸盐的制备方法。

背景技术

透明质酸又名玻璃酸，是由(1-3)-2-N-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖-(1-4)-O-β-D-葡萄糖醛酸的二糖重复排列而形成的一种酸性直链多聚粘多糖，具有很强的亲水性和非常好的保湿性能，广泛存在于动物组织细胞细胞质和部分细菌的夹膜中，应用在医药、化妆品和食品中，也被国际化妆品行业公认为最理想的天然保湿因子，乙酰化透明质酸钠具有比传统透明质酸钠更高效保湿、修复皮肤屏障和增加皮肤弹性等功效。

关于乙酰化透明质酸钠的报道资料较少，US005679657A公开了一种乙酰化透明质酸钠的制备方法，该方法在乙酰化反应结束后，在大量水中析晶，同时在成盐沉淀时，使用了大量的丙酮，又使用大量的无水乙醇对产品进行脱水。所以专利提供的方法消耗了大量的有机溶剂，生产步骤复杂，生产周期长以及对环境不友好，不利于工业化生产。

CN109206537A公开了一种乙酰化透明质酸钠，步骤如下：透明质酸或其盐在乙酸和乙酸酐混合溶剂中，浓硫酸催化下进行酰化反应，反应结束后将反应液流加入水中析出沉淀物，经过滤和大量水洗涤后得到乙酰化透明质酸，加入碱液调节溶液pH值近中性，过滤除杂后喷雾干燥得乙酰化透明质酸钠。反应过程中用到了混合酸，后处理过程中所用的水量依然比较大，不是很环保。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，本发明提供的方法原料中不使用乙酸即只使用乙酸酐就可以实现乙酰化透明质酸盐的制备，同时由于未使用乙酸，生产成本显著降低，进一步地有机溶剂使用减少，也使得制备过程更加绿色环保。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸和/或透明质酸盐和乙酸酐混合，在催化剂催化下进行酰化反应；

(2)反应结束后得到的反应液用水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后进行提纯作业，得到乙酰化透明质酸盐。

本发明提供的制备方法，在乙酸酐参与的酰基化反应过程中，只有一个乙酰基用于酰基化，另一个乙酰基形成副产物乙酸，本发明的工艺就是利用了副产物乙酸来达到了现有工艺添加乙酸的同等效果，同时加以有效利用，减少产物后处理过程对多余乙酸的去除，降低了环保压力和节省了物料成本。其是一种更适合工业化，对环境污染更小，成本更低，同时制备所得的乙酰化透明质酸盐品质更好。进一步地，通过本发明提供的制备方法所得的产品特性粘数及产率均较高。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述透明质酸盐包括透明质酸的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐或铵盐中的1种或至少2种的组合，例如可以是

优选地，所述透明质酸盐的分子量为10-3000kDa，例如可以是10kDa、20kDa、30kDa、40kDa、50kDa、60kDa、70kDa、80kDa、90kDa、100kDa、200kDa、400kDa、600kDa、800kDa、1000kDa、1500kDa、2000kDa、2500kDa或3000kDa等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1000-3000kDa。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述透明质酸和/或透明质酸盐和乙酸酐的质量比为1:(5-15)，例如可以是1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10、1:10.5、1:11、1:11.5、1:12、1:12.5、1:13、1:13.5、1:14、1:14.5或1:15等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述催化剂包括浓硫酸。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述催化剂的添加量为透明质酸和/或透明质酸盐质量的13-65％，例如可以是13％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60或65％等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述酰化反应的温度为5-70℃，例如可以是5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃或70℃等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述酰化反应的时间为2-48h，例如可以是2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h、26h、28h、30h、32h、34h、36h、38h、40h、42h、44h、46h或48h等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述稀释过程中所用水的体积为反应液体积的2-20倍，例如可以是2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、11倍、12倍、13倍、14倍、15倍、16倍、17倍、18倍、19倍或20倍等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5-10倍。

作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述打浆过程中所用水的质量为所述透明质酸和/或透明质酸盐质量的2-10倍，例如可以是2倍、2.5倍、3倍、3.5倍、4倍、4.5倍、5倍、5.5倍、6倍、6.5倍、7倍、7.5倍、8倍、8.5倍、9倍、9.5倍或10倍等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5-8倍。

作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述提纯作业包括依次进行的pH调节、过滤及干燥。

优选地，所述pH调节的终点pH值为4-8，例如可以是4、4.2、4.4、4.6、4.8、5、5.2、5.4、5.6、5.8、6、6.2、6.4、6.6、6.8、7、7.2、7.4、7.6、7.8或8等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5-6。

作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸和/或透明质酸盐和乙酸酐按质量比1:(5-15)混合，在浓硫酸催化、5-70℃下进行酰化反应2-48h；其中，所述透明质酸盐包括透明质酸的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐或铵盐中的1种或至少2种的组合；所述透明质酸盐的分子量为10-3000kDa；所述催化剂的添加量为透明质酸和/或透明质酸盐质量的13-65％；

(2)反应结束后得到的反应液用2-20倍的水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用所述透明质酸和/或透明质酸盐质量的2-10倍的水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后调节pH至4-8，之后依次进行过滤和干燥，得到乙酰化透明质酸盐。

与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的制备方法中没有使用乙酸，显著降低生产成本，同时也减少了处理过程废水的排放量，更加环保。

(2)通过本发明提供的方法制备得到的产品，产率高达90％以上，特性粘数0.1-1.1。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

本实施例中提供一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸钠和乙酸酐按质量比1:12混合，在浓硫酸催化、5℃下进行酰化反应48h；其中，所述透明质酸钠的分子量为3000kDa；所述浓硫酸的添加量为透明质酸钠质量的35％；

(2)反应结束后得到的反应液用4倍的水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用所述透明质酸钠质量的5倍的水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后调节pH至5.5，之后依次进行过滤和干燥，得到乙酰化透明质酸钠。

所得乙酰化透明质酸钠的相关指标详见表1。

实施例2

本实施例中提供一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸钾和乙酸酐按质量比1:13.5混合，在浓硫酸催化、25℃下进行酰化反应38h；其中，所述透明质酸钾的分子量为500kDa；所述浓硫酸的添加量为透明质酸钾质量的33％；

(2)反应结束后得到的反应液用9倍的水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用所述透明质酸钾质量的2倍的水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后调节pH至6.4，之后依次进行过滤和干燥，得到乙酰化透明质酸钾。

所得乙酰化透明质酸钾的相关指标详见表1。

实施例3

本实施例中提供一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸和透明质酸钠的混合溶液及乙酸酐按质量比1:5.5混合，在浓硫酸催化、35℃下进行酰化反应28h；其中，所述透明质酸和透明质酸钠的分子量均为1800kDa；所述浓硫酸的添加量为混合溶液中透明质酸和透明质酸钠总质量的50％；

(2)反应结束后得到的反应液用20倍的水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用所述透明质酸和透明质酸钠总质量的7倍的水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后调节pH至4.2，之后依次进行过滤和干燥，得到乙酰化透明质酸盐。

所得乙酰化透明质酸盐的相关指标详见表1。

实施例4

本实施例中提供一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸钠和乙酸酐按质量比1:10混合，在浓硫酸催化、43℃下进行酰化反应18h；其中，所述透明质酸钠的分子量为1300kDa；所述浓硫酸的添加量为透明质酸钠质量的13％；

(2)反应结束后得到的反应液用12倍的水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用所述透明质酸钠质量的10倍的水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后调节pH至7.8，之后依次进行过滤和干燥，得到乙酰化透明质酸盐。

所得乙酰化透明质酸盐的相关指标详见表1。

实施例5

本实施例中提供一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸和乙酸酐按质量比1:15混合，在浓硫酸催化、65℃下进行酰化反应8h；其中，所述透明质酸的分子量为1000kDa；所述浓硫酸的添加量为透明质酸质量的25％；

(2)反应结束后得到的反应液用16倍的水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用所述透明质酸质量的10倍的水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后调节pH至8，之后依次进行过滤和干燥，得到乙酰化透明质酸盐。

所得乙酰化透明质酸盐的相关指标详见表1。

实施例6

本实施例中提供一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸和乙酸酐按质量比1:15混合，在浓硫酸催化、70℃下进行酰化反应2h；其中，所述透明质酸的分子量为10kDa；所述浓硫酸的添加量为透明质酸质量的13％；

(2)反应结束后得到的反应液用2倍的水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用所述透明质酸或透明质酸盐质量的6倍的水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后调节pH至6，之后依次进行过滤和干燥，得到乙酰化透明质酸盐。

所得乙酰化透明质酸盐的相关指标详见表1。

实施例7

本实施例中提供一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸钠和乙酸酐按质量比1:15混合，在浓硫酸催化、70℃下进行酰化反应2h；其中，所述透明质酸钠的分子量为60kDa；所述浓硫酸的添加量为透明质酸钠质量的65％；

(2)反应结束后得到的反应液用18倍的水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用所述透明质酸钠质量的8倍的水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后调节pH至7.4，之后依次进行过滤和干燥，得到乙酰化透明质酸盐。

所得乙酰化透明质酸盐的相关指标详见表1。

对比例1

与实施例2的区别仅在于，将乙酸酐替换为等质量的乙酸酐和乙酸(1:1)，所得乙酰化透明质酸盐的相关指标详见表1。

表1所得乙酰化透明质酸盐的指标

	分子量/kDa	产率/％	乙酰基含量/％	特性粘数/(dL/g)
					实施例1	3000	98	25.6	0.63
实施例2	500	96	28.6	0.95
					实施例3	1800	92	27.6	0.75
实施例4	1300	91	25.9	0.53
					实施例5	1000	93	26.9	0.38
实施例6	10	91	28.9	0.98
					实施例7	60	94	27.5	1.10
对比例1	500	90	23.4	0.6

通过上述实施例和对比例的结果可以发现，本发明提供的制备方法，在没有乙酸的条件下仍能实现乙酰化透明质酸盐的高效制备，其产率可高达90％以上，特性粘数也较高；同时由于制备方法中没有使用乙酸，显著降低生产成本，同时也减少了处理过程废水的排放量，更加环保。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种乙酰化透明质酸盐的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸和/或透明质酸盐和乙酸酐混合，在催化剂催化下进行酰化反应；所述透明质酸和/或透明质酸盐和乙酸酐的质量比为1:(5-15)；所述催化剂的添加量为透明质酸和/或透明质酸盐质量的13-65％；所述酰化反应的温度为5-70℃；所述酰化反应的时间为2-48h；所述催化剂包括浓硫酸；

(2)反应结束后得到的反应液用水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后进行进行提纯作业，得到乙酰化透明质酸盐。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述透明质酸盐包括透明质酸的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐或铵盐中的1种或至少2种的组合。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透明质酸盐的分子量为10-3000kDa。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述透明质酸盐的分子量为1000-3000kDa。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述稀释过程中所用水的体积为反应液体积的2-20倍。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述稀释过程中所用水的体积为反应液体积的5-10倍。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述打浆过程中所用水的质量为所述透明质酸和/或透明质酸盐质量的2-10倍。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述打浆过程中所用水的质量为所述透明质酸和/或透明质酸盐质量的5-8倍。

9.如权利要求1项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述提纯作业包括依次进行的pH调节、过滤及干燥。

10.如权利要求9项所述的制备方法，其特征在于，所述pH调节的终点pH值为4-8。

11.如权利要求10项所述的制备方法，其特征在于，所述pH调节的终点pH值为5-6。

12.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将透明质酸和/或透明质酸盐和乙酸酐按质量比1:(5-15)混合，在浓硫酸催化、5-70℃下进行酰化反应2-48h；其中，所述透明质酸盐包括透明质酸的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、锌盐或铵盐中的1种或至少2种的组合；所述透明质酸盐的分子量为10-3000kDa；所述催化剂的添加量为透明质酸和/或透明质酸盐质量的13-65％；

(2)反应结束后得到的反应液用2-20倍的水稀释，经固液分离得到固体；

(3)将步骤(2)得到的固体用所述透明质酸和/或透明质酸盐质量的2-10倍的水进行打浆，得到乙酰化透明质酸溶液后调节pH至4-8，之后依次进行过滤和干燥，得到乙酰化透明质酸盐。