CN111494226B - 一种铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物及其应用。所述铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物包括以下质量份的组分：大黄蒽醌化合物1‑600份和碱性铜盐1‑1200份。本发明的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物兼具物理与化学防晒的双重作用，具有良好的抗紫外线损伤的作用，能显著地保护皮肤，可作为防晒和彩妆的一种添加成分。并且，本发明的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物以天然中药成分大黄蒽醌化合物为原料进行合成，减少了一般化学防晒成分渗透进入人体造成的安全问题。

Description

一种铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物及其应用

技术领域

本发明涉及防晒材料技术领域，具体涉及一种铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物及其应用。

背景技术

为抵抗紫外线辐射，目前市面上推出各种防晒材料，但这些防晒材料的防晒途径单一且具有一定的局限性，如化学防晒剂以二苯甲酮类、苯并三唑类等有机物为主，具有皮内渗透、皮肤刺激、光毒性等问题；反射或散射紫外辐射的物理防晒剂，以TiO₂、ZnO等无机物为主，使用后会影响皮脂腺和汗腺的分泌，以及存在吸入等安全隐患。开发天然中药防晒剂具有更好安全性，且具双重防晒及抗氧化的特性，具有广阔的开发前景。

金属离子与中药化学成分形成配合物后往往改变或增强其活性如抗氧化、抗肿瘤等，将中药有效成分与金属离子进行配合，可以发挥两者的协同、产生新功能等作用，是提高中药化学成分活性的有效途径。铜是一种重要的微量元素，为某些酶的活性所必需，同时具有重要的生理功能如影响铁代谢，参与、维持造血机能；还能保护机体细胞免受超氧阴离子的损伤，通过超氧化物歧化酶催化反应清除自由基等作用。大黄，我国的传统中药，来源于蓼科植物掌叶大黄、唐古特黄或药用大黄的干燥根和根茎，味苦、性寒，其主要有效活性成分蒽醌类如大黄素、大黄酸、芦荟大黄素等，其药理作用有抗肿瘤、调节胃肠功能、抗病原微生物、抗氧化以及因其化学共轭体系结构对紫外线具有较强的吸收作用等，具有很好的应用价值，可以考虑用作防晒剂。然而，目前尚未发现铜@大黄类蒽醌金属有机框架复合物具有抗紫外辐射的作用，能够显著地保护皮肤防止被晒伤，可作为防晒材料的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物及其应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物，包括以下质量份的组分：大黄蒽醌化合物1-600份和碱性铜盐1-1200份。

本发明以碱性铜盐和天然中药成分大黄蒽醌化合物为原料进行合成铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物，该复合物兼具物理与化学防晒的双重作用，具有良好的抗紫外线损伤的作用。

优选地，铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物包括以下质量份的组分：大黄蒽醌化合物1份和碱性铜盐1份，该铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物产率较高。

优选地，所述大黄蒽醌化合物包括大黄素、大黄酸、芦荟大黄素中的至少一种。

优选地，所述碱性铜盐包括一水合醋酸铜、无水醋酸铜、无水硝酸铜、六水合硝酸铜中的至少一种。

本发明还提供了上述铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物的制备方法，分别将大黄蒽醌化合物和碱性铜盐充分溶解在有机溶剂中，在冷凝回流装置中搅拌反应，离心收集反应产物，采用N,N’-二甲基甲酰胺和乙醇分别对反应产物进行多次洗涤，得到所述铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物。

本发明的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物的合成方法操作简单，且制备得到的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物的晶体颗粒结构和化学共轭体系结构使其兼得物理与化学防晒的双重作用，具有良好的抗紫外线损伤的作用，能显著地保护皮肤。并且，本发明以天然中药成分大黄蒽醌化合物为原料进行合成，减少了一般化学防晒成分渗透进入人体造成的安全问题。

优选地，上述制备方法中，反应的温度为25℃-80℃，反应的时间为8-24h，搅拌速度为250-500rpm，其中，当反应的温度为60℃，反应的时间为16h，搅拌速度为360rpm时，所得产物颗粒大小更均匀。

优选地，所述有机溶剂包括N,N’-二甲基甲酰胺、吡啶中的至少一种。

本发明还提供了上述的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物或根据上述方法制备得到的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物在防晒用品中的应用。

本发明还提供了一种防晒化妆品，该防晒化妆品含有上述的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物或根据上述方法制备得到的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物。

本发明的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物抗UVB的效果十分显著，能够保护皮肤免受损伤，是一种很好的抗UV辐射损伤的材料，能够作为防晒和彩妆的一种添加成分。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

一、在材料理化水平上，大黄素蒽醌共轭体系具有较强的紫外吸收作用，本发明的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物纳米颗粒均匀，具有一定的反射紫外线的作用；本发明的大黄蒽醌化合物为天然药物成分，减少了一般化学防晒成分渗透进入人体造成的安全问题；

二、本发明的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物抗UVB的效果十分显著，能够保护皮肤免受损伤，在相同给药浓度下，动物小鼠和小猪身上的防护效果一致，且优于ZnO、TiO₂的防护作用。

附图说明

图1为铜@大黄素金属有机框架复合物的核磁共振氢谱¹H-NMR图谱(A)、X-射线粉末衍射图谱(B)、透射电镜图谱(C)、紫外吸收图谱(D)。

图2为小鼠在紫外照射后空白组(Con)、紫外辐射组(UVB)、甘油基质组(Gly)、氧化锌组(ZnO)、二氧化钛组(TiO₂)、大黄素组(Emodin)、铜@大黄素金属有机框架复合物组(Cu@Emodin)的皮肤变化。

图3为小鼠空白组(Con)、紫外辐射组(UVB)、甘油基质组(Gly)、氧化锌组(ZnO)、二氧化钛组(TiO₂)、大黄素组(Emodin)、铜@大黄素金属有机框架复合物组(Cu@Emodin)的皮肤石蜡切片染色和表皮厚度统计比较(n＝3，*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001vs UVB组.#p<0.05,##p<0.01vs Cu@Emodin组)。

图4为小猪在紫外照射第二天后空白组(Con)、紫外辐射组(UVB)、甘油基质组(Gly)、氧化锌组(ZnO)、二氧化钛组(TiO₂)、大黄素组(Emodin)、铜@大黄素金属有机框架复合物组(Cu@Emodin)的皮肤变化(n＝6)。

图5为小猪空白组(Con)、紫外辐射组(UVB)、甘油基质组(Gly)、氧化锌组(ZnO)、二氧化钛组(TiO₂)、大黄素组(Emodin)、铜@大黄素金属有机框架复合物组(Cu@Emodin)的皮肤石蜡切片染色和表皮厚度统计比较(n＝6，*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001vs UVB组.#p<0.05,##p<0.01vs Cu@Emodin组)。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

本实施例的铜@大黄素金属有机框架复合物由包括下述质量份数的原料制成：大黄素1份和一水合醋酸铜1份。

本实施例的铜@大黄素金属有机框架复合物的制备方法具体为：分别将大黄素和一水合醋酸铜充分溶解在N,N’-二甲基甲酰胺中，在冷凝回流装置于60℃，以350rmp的速度搅拌16h，离心收集反应产物，采用N,N’-二甲基甲酰胺和乙醇分别对反应产物进行多次洗涤，得到所述铜@大黄素金属有机框架复合物(Cu@Emodin)。所得产物回收率最大，颗粒大小均匀。

(1)Cu@Emodin的理化表征

采用核磁共振氢谱¹H-NMR、X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)以及紫外分光光度计(UV)对实施例1的Cu@Emodin进行结构表征，结果见图1所示。

图1中，A为Cu@Emodin与Emodin的1H-NMR图谱，δ6.58～7.47(1H，s)为大黄素蒽醌母核环上的氢峰，δ2.41(3H，-CH₃)为甲基峰；从Cu@Emodin的出峰位置看，与大黄素出峰范围一致，说明产物Cu@Emodin保留蒽醌环结构，保留共轭体系，有很好的紫外吸收能力；

图1中，B为Cu@Emodin的X-射线粉末衍射图谱，说明合成物质具有一定的晶体结构，有良好的紫外线反射物理作用；

图1中，C为Cu@Emodin的透射电镜图谱，可以看出合成物质的多面体结构清晰，颗粒的大小为250～350nm；

图1中，D为ZnO、TiO₂和Cu@Emodin三个材料的紫外(200-600nm)吸收图谱，比较等量(50μg/ml)Cu@Emodin、ZnO与TiO₂的紫外吸收峰位置及吸收值，Cu@Emodin无论是UVA还是UVB段都有很好的吸收波段值，更显优势。

(2)动物实验

(2.1)使用Balb/c小鼠进行抗UV试验

实验分组：分别设有空白组(Con)、紫外辐射组(UVB)、甘油基质组(Gly)、氧化锌组(ZnO)、二氧化钛组(TiO₂)、大黄素组(Emodin)、铜@大黄素金属有机框架复合物组(Cu@Emodin)。动物麻醉后备皮，分别将给药组均匀涂布于皮肤后，将除了空白组以外给药区域置于UV紫外灯下进行辐照。每天观察记录皮肤表观变化(见图2)，三天后处死并取出各组皮肤，固定、切片，进行苏木素和伊红染色(HE)，并观察皮肤厚度变化(见图3)。

由图2可知，UVB组、Gly组皮肤损伤最严重，ZnO组、TiO₂组和Emodin组红斑情况、粗糙程度、皱纹都较轻，损伤程度较轻；且Cu@Emodin组皮肤状况相对好，出现个别红斑，粗糙情况轻微，与正常皮肤差别不大。

图3为各组的表皮厚度染色情况和表皮厚度统计结果，整体可知Cu@Emodin组对皮肤晒伤防护效果最好。

(2.2)使用巴马香猪进行抗UV试验

实验分组：分别设有空白组(Con)、紫外辐射组(UVB)、甘油基质组(Gly)、氧化锌组(ZnO)、二氧化钛组(TiO₂)、大黄素组(Emodin)、铜@大黄素金属有机框架复合物组(Cu@Emodin)。动物麻醉后备皮，分别将给药组均匀涂布于皮肤后，将除了空白组以外给药区域置于UV紫外灯下进行辐照。记录第二天皮肤表观变化(见图4)，二天后处死并取出各组皮肤，固定、切片，进行苏木素和伊红染色(HE)，并观察皮肤厚度变化(见图5)。

图4表明UVB组、Gly组皮肤最为红肿损伤最严重，ZnO组、TiO₂组相对红斑程度较轻；而Cu@Emodin组皮肤状况相对好，与正常组皮肤相比没有明显损伤。

图5为各组的表皮厚度染色情况和表皮厚度统计结果，整体可知Cu@Emodin组表皮增厚不大，对皮肤晒伤防护效果最好。

综上所述，本发明的Cu@Emodin能够达到如下效果：

(1)在材料理化水平上，大黄素蒽醌共轭体系具有较强的紫外吸收作用，Cu@Emodin均匀的纳米颗粒外观具有一定的反射紫外线的作用；且原料大黄蒽醌化合物为天然药物成分，具有更好的安全性，由此表明，该Cu@Emodin是一种很好的抗紫外辐射损伤的材料，能作为防晒和彩妆的一种添加成分；

(2)Cu@Emodin抗UVB的效果十分显著，保护皮肤免受损伤，在相同给药浓度下，动物小鼠和小猪身上的防护效果一致，且优于ZnO和TiO₂的防护作用。

本发明中还可以将实施例1的一水合醋酸铜替换为六水合硝酸铜或其他碱性铜盐，可以将大黄素替换为大黄酸、芦荟大黄素等大黄蒽醌化合物，可以将N,N’-二甲基甲酰胺替换为吡啶，制备得到的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物也均具有良好的安全性、双重防晒及抗紫外辐射损伤的特性，具有广阔的开发前景，可以用于制备防晒产品。

实施例1中的大黄素和一水合醋酸铜的比例可以在一定范围内适当调整：大黄素1-600质量份和一水合醋酸铜1-1200质量份，制备得到的铜@大黄素金属有机框架复合物，所得产物的晶体粉末衍射和紫外吸收差别不大，但选择大黄素和一水合醋酸铜的不同比例，最终产物的产率明显不同，其中，大黄素1质量份和一水合醋酸铜1质量份时，产物的产率最大。

实施例1的工艺参数也可以在一定范围适当调整：反应的温度为25℃-80℃，反应的时间为8-24h，搅拌速度为250-500rmp，其中，当反应的温度为60℃，反应的时间为16h，搅拌速度为360rpm时，所得产物颗粒大小更均匀。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种用于制备防晒用品的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物，其特征在于，包括以下质量份的组分：大黄蒽醌化合物1-600份和碱性铜盐1-1200份；

其中，所述大黄蒽醌化合物包括大黄素、大黄酸、芦荟大黄素中的至少一种，碱性铜盐包括一水合醋酸铜、无水醋酸铜中的至少一种；

所述的用于制备防晒用品的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物的制备方法为，分别将大黄蒽醌化合物和碱性铜盐充分溶解在有机溶剂中，在冷凝回流装置中搅拌反应，离心收集反应产物，采用N,N’-二甲基甲酰胺和乙醇分别对反应产物进行多次洗涤，得到所述铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物；

其中，反应的温度为60℃-80℃，反应的时间为8-24h，搅拌速度为250-500rpm；所述有机溶剂包括N,N’-二甲基甲酰胺、吡啶中的至少一种。

2.权利要求1所述的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物在制备防晒用品中的应用。

3.一种防晒化妆品，其特征在于，含有权利要求1所述的铜@大黄蒽醌金属有机框架复合物。

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