CN113061198A - 一种乙酰化透明质酸酯及其制备方法 - Google Patents
一种乙酰化透明质酸酯及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种乙酰化透明质酸酯及其制备方法,该制备方法包含:(1)先将透明质酸、乙酸酐和脂肪酸按照1:(1‑15):(1‑15)的比例混合,充分搅拌后形成混合液;再向该混合液中加入催化剂,并在5~80℃条件下进行酰基化反应1~24个小时,得到产物;其中,该透明质酸包含透明质酸盐;(2)反应完成后,在室温条件下将反应液倒入1~20倍当量超纯水中进行稀释等步骤。本发明得到乙酰化透明质酸酯,其具有透明质酸本身的性能,而且与透明质酸相比具有较高的保湿性和渗透性。
Description
技术领域
本发明涉及一种透明质酸领域,具体是指一种乙酰化透明质酸酯及其制备方法。
背景技术
透明质酸是一种由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰基葡萄糖胺二糖重复单元组成的线性聚阴离子多糖。透明质酸被认为是一种几乎存在于所有动物体中(从细菌到人类)的粘多糖。透明质酸广泛存在于脊椎动物的结缔组织、粘液组织、眼球之晶状体,并且透明质酸在人体皮肤的真皮层中扮演着十分重要的角色,例如保养整个结构组织或者细胞间运送物质等功能。另外,透明质酸具有优异的生物相容性、可降解性、非免疫性、靶向性和粘弹性等特点,使得透明质酸广泛应用于生物医药领域作为药物释放载体、组织工程材料等。透明质酸分子能携带500倍以上的水分,所以被公认为自然界最佳的保湿成分,从而使得透明质酸广泛应用于化妆品领域。
乙酰化透明质酸是透明质酸的羟基与乙酸酐反应所得到的产物,现如今关于乙酰化透明质酸的报道相对较少。但是由于其优异的性能,使得乙酰化透明质酸受到了化妆品业界的关注。商品化的乙酰化透明质酸呈黄色或者白色,溶于水,并且溶于一定的有机溶剂。与纯透明质酸相比,乙酰化透明质酸具有更高的保湿性、皮肤穿透力以及提高皮肤弹性能力等优点。一些专利(US005679657A、CN110981991A、 CN109206527A)公开了乙酰化透明质酸的制备方法,但是在制备过程中使用了大量的有机溶剂(丙酮、乙醇)进行沉降、洗涤以及脱水,生产步骤复杂,生产对环境不友好,所以不利于工业化生产。另外,专利中都制备得到了高取代度的乙酰化透明质酸,尽管乙酰化透明质酸比透明质酸具有更高的性能,但是高取代容易导致透明质酸自身的一些物化性能(溶解性、粘弹性、黏度)和生物活性丧失。从而往往会降低乙酰化透明质酸的应用范围及应用前景。
现有专利制备乙酰化透明质酸都是通过将透明质酸或者盐溶于水中,加入乙酸或者乙酸酐,随后加入浓硫酸作为催化剂进行乙酰化反应,反应结束后加入水中或者醇中让乙酰化透明质酸析出,再继续用乙醇洗涤,然后喷雾干燥,最终制得乙酰化透明质酸。这些发明都进行了高取代乙酰基,使得透明质酸上的羟基全部或者大部分被取代,导致透明质酸可能丧失部分性能。而低取代的乙酰化透明质酸可以保持其透明质酸特性,但又具备高取代度的乙酰化透明质酸的保湿性和渗透性。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺点及问题,本发明制备了一种具有高保湿性及皮肤渗透性的乙酰化透明质酸酯。本发明中使用乙酸酐作为反应试剂,从而制得低取代的乙酰化透明质酸。在制备乙酰化透明质酸的过程中添加脂肪酸,制备乙酰化透明质酸酯,从而保持透明质酸本身物化特性的同时,赋予乙酰化透明质酸高保湿性和皮肤渗透性等性能。反应中将透明质酸直接与乙酸酐及脂肪酸在酸性条件下反应。
为达到此目的,本发明采用了如下技术:
本发明提供了一种乙酰化透明质酸酯的制备方法,所述制备方法包含如下步骤:
(1)将透明质酸(透明质酸盐)与乙酸酐和脂肪酸混合,加入浓硫酸或者浓盐酸进行酰基化反应;
(2)待反应完成后,将反应液倒入大量超纯水中进行稀释,随后大量白色固体析出,过滤或者离心得到粗产物;或者将反应液进行透析除去未反应物质;
(3)将步骤(2)得到的粗产物溶于水中,剧烈搅拌,随后提纯得到乙酰化透明质酸酯,或者冷冻干燥得到乙酰化透明质酸酯。
本发明得到的产物同时具有乙酰基和脂肪酸。在制备过程中,控制乙酸酐的含量,从而控制透明质酸上的羟基被取代程度。本发明得到了低取代度(0.1~2.5)的乙酰化透明质酸。另外,在反应过程中,催化剂继续催化透明质酸的羟基与脂肪酸进行反应,从而使得脂肪酸取代剩余的羟基。这种反应控制透明质酸的本身性能,而且提高了透明质酸的保湿性能和渗透性能。另外,反应中未使用其他任何催化剂。本反应减少有机试剂的使用,使得此反应易于操作且绿色环保。乙酰化透明质酸酯用于生物医药及化妆品领域。其中,作为本发明优选的技术方案,步骤(1)中所述的透明质酸盐包括但不仅限于透明质酸钠盐、钾盐、镁盐、锌盐、钙盐、或者铵盐中的1种或者2种或者3种组合。
优选地,步骤(1)中,所述透明质酸或者透明质酸盐的分子量范围为1~10000kDa,例如1kDa,10kDa,20 kDa,100kDa,500kDa,1000kDa,2000kDa,5000kDa,10000kDa。更优选地,分子量范围为10~2000kDa,权限包括但不仅限于上述分子量。
本发明所实施的反应温度为5~80℃,优选地,乙酰化和酯化温度为25~50℃,例如,25℃,30℃,35℃, 40℃,45℃,50℃等,权限包括但不仅限于上述反应温度。
本发明步骤(1)中,透明质酸或者透明质酸盐与乙酸酐的比例为1:(1-15),例如,1:1,1:2,1:3,1:4,1:5, 1:6,1:7,1:8,1:9,1:10等。优选地,透明质酸或者透明质酸盐与乙酸酐的浓度为1:(1-10)。
本发明步骤(1)中,透明质酸或者透明质酸盐与脂肪酸的比例为1:(1-15),例如,1:1,1:2,1:3,1:4,1:5, 1:6,1:7,1:8,1:9,1:10等。优选地,透明质酸或者透明质酸盐与脂肪酸的浓度为1:(1-10)。
本发明步骤(1)中,脂肪酸的碳链长度为1~20个碳,包含短链脂肪酸,中链脂肪酸,长链脂肪酸,饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。优选地,脂肪酸的碳链长度为5~10个碳。优选地,脂肪酸为饱和脂肪酸。
本发明步骤(1)中,催化剂为浓硫酸或者稀硫酸,浓度为50%~99%。
本发明步骤(1)中,催化剂与反应物的比例为1%~80%,优选地,催化剂与反应物比例为20%~60%。
本发明步骤(1)中,催化剂可以为浓硫酸与浓盐酸的混合酸,两者之间的比例为1:1~1:5。优选地,浓硫酸与浓盐酸的比例为1:2~1:4。
本发明步骤(1)中,乙酰化和酯化的时间为1~24小时。优先地,反应时间为2~8小时。例如,2小时,3 小时,4小时,5小时,6小时,7小时,8小时。该范围内其他未列出的反应时间同样适用于本反应。
本发明步骤(2)中,反应产物沉淀使用的溶剂水体积为反应液的1~20倍。优先地,稀释水用量为反应液的5~25倍。包括5倍,8倍,10倍,15倍,20倍,25倍。该范围内未列出的稀释倍数同样适用于本反应。
本发明步骤(3)中,粗产物依次进行pH调节,随后过滤干燥。使用NaOH进行pH调节,使得获得的粗产物pH范围为4~8。优选地,粗产物pH范围为6~8,包括6.2,,6.4,6.6,6.8,7.0,7.5,7.8,8.0。范围内未列出的pH同样适用于本反应。
本发明步骤(3)中,粗产物随后进行过滤,过滤方式使用过滤漏斗或者离心。
本发明步骤(3)中,过滤之后的精细产物随后进行干燥,干燥方式为喷雾干燥。
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)将透明质酸或透明质酸盐与乙酸酐和脂肪酸以1:(1-15):(1-15)的比例混合,浓硫酸或者浓盐酸或者两者混合物作为催化剂催化酰化反应和酯化反应,反应温度为25~50度,反应时间为2~8小时。上述说明中,所述透明质酸盐包括但不仅限于透明质酸钠盐、钾盐、镁盐、锌盐、钙盐、或者铵盐中的1种或者2种或者3种组合;所述透明质酸或者透明质酸盐的分子量范围为1~10000kDa;催化剂与反应物比例为 20%~60%;
(2)酯化反应和乙酰化反应结束后,反应液使用1~20倍的去离子水沉淀得到粗产物,经离心或者过滤得到粗产物;
(3)将步骤(2)得到的粗产物加入到去离子水中,使用NaOH调节产物的pH至6~8,随后进行过滤或者离心,再进行冷冻干燥或者喷雾干燥得到乙酰化透明质酸酯。
与现有技术相比,本发明提供了一种适用于工业化生产且具有更高性能(保湿性能、皮肤渗透性)的乙酰化透明质酸酯。
本发明具有如下优点:
(1)制得低取代的乙酰化透明质酸,透明质酸上多余的羟基被脂肪酸取代,制得了乙酰化透明质酸酯,具有更好的保湿性和皮肤渗透性;
(2)本发明采用一锅法制备方式,一步制得乙酰化透明质酸酯,反应易于操作且绿色环保,而且具有很高的反应收益率(95%),制备方法简单且成本低。
具体实施方式
为更好地说明本发明,下面通过具体的实施示例来做进一步详细说明,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
本发明所述的乙酰化透明质酸酯的结构式如下:
乙酰化透明质酸酯的制备合成示意如下:
实施例2
本实施例中提供一种乙酰化透明质酯的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将透明质酸与乙酸酐和脂肪酶按质量比1:2:2混合,在25度条件下浓硫酸作为催化剂进行酰基化反应和酯化反应2小时;其中,透明质酸的分子量100kDa,浓硫酸催化剂的添加量为反应物透明质酸的20%;
(2)反应结束后,使用4倍当量的去离子水稀释反应液使生成物沉淀,随后进行离心或者过滤,得到固体状的粗产物;
(3)将步骤(2)所得到的粗产物加入去离子水中,搅拌打浆,随后用NaOH调节粗产物的pH至6~8,随后再进行过滤或者离心,最终喷雾干燥获得乙酰化透明质酸酯。喷干参数:进风流速350m3/h;进风温度为250度,出风温度为100度,喷头压力为0.15MPa,喷速为800mL/h。
实施例3
本实施例中提供一种乙酰化透明质酯的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将透明质酸与乙酸酐和脂肪酶按质量比1:3:3混合,在25度条件下浓硫酸作为催化剂进行酰基化反应和酯化反应2小时;其中,透明质酸的分子量100kDa,浓硫酸催化剂的添加量为反应物透明质酸的20%;
(2)反应结束后,使用4倍当量的去离子水稀释反应液使生成物沉淀,随后进行离心或者过滤,得到固体状的粗产物;
(3)将步骤(2)所得到的粗产物加入去离子水中,搅拌打浆,随后用NaOH调节粗产物的pH至6~8,随后再进行过滤或者离心,最终喷雾干燥获得乙酰化透明质酸酯。喷干参数:进风流速350m3/h;进风温度为250℃,出风温度为100℃,喷头压力为0.15MPa,喷速为800mL/h。
实施例4
本实施例中提供一种乙酰化透明质酯的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将透明质酸与乙酸酐和脂肪酶按质量比1:3:3混合,在25度条件下浓硫酸作为催化剂进行酰基化反应和酯化反应2小时;其中,透明质酸的分子量100kDa,浓硫酸催化剂的添加量为反应物透明质酸的30%;
(2)反应结束后,使用4倍当量的去离子水稀释反应液使生成物沉淀,随后进行离心或者过滤,得到固体状的粗产物;
(3)将步骤(2)所得到的粗产物加入去离子水中,搅拌打浆,随后用NaOH调节粗产物的pH至6~8,随后再进行过滤或者离心,最终喷雾干燥获得乙酰化透明质酸酯。喷干参数:进风流速350m3/h;进风温度为250℃,出风温度为100℃,喷头压力为0.15MPa,喷速为800mL/h。
实施例5
本实施例中提供一种乙酰化透明质酯的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将透明质酸与乙酸酐和脂肪酶按质量比1:4:4混合,在25度条件下浓硫酸作为催化剂进行酰基化反应和酯化反应4小时;其中,透明质酸的分子量100kDa,浓硫酸催化剂的添加量为反应物透明质酸的30%;
(2)反应结束后,使用4倍当量的去离子水稀释反应液使生成物沉淀,随后进行离心或者过滤,得到固体状的粗产物;
(3)将步骤(2)所得到的粗产物加入去离子水中,搅拌打浆,随后用NaOH调节粗产物的pH至6~8,随后再进行过滤或者离心,最终喷雾干燥获得乙酰化透明质酸酯。喷干参数:进风流速350m3/h;进风温度为250℃,出风温度为100℃,喷头压力为0.15MPa,喷速为800mL/h。
实施例6
本实施例中提供一种乙酰化透明质酯的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将透明质酸与乙酸酐和脂肪酶按质量比1:4:4混合,在35度条件下浓硫酸作为催化剂进行酰基化反应和酯化反应6小时;其中,透明质酸的分子量100kDa,浓硫酸催化剂的添加量为反应物透明质酸的40%;
(2)反应结束后,使用4倍当量的去离子水稀释反应液使生成物沉淀,随后进行离心或者过滤,得到固体状的粗产物;
(3)将步骤(2)所得到的粗产物加入去离子水中,搅拌打浆,随后用NaOH调节粗产物的pH至6~8,随后再进行过滤或者离心,最终喷雾干燥获得乙酰化透明质酸酯。喷干参数:进风流速350m3/h;进风温度为250℃,出风温度为100℃,喷头压力为0.15MPa,喷速为800mL/h。
实施例7
本实施例中提供一种乙酰化透明质酯的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将透明质酸与乙酸酐和脂肪酶按质量比1:6:6混合,在40度条件下浓硫酸作为催化剂进行酰基化反应和酯化反应6小时;其中,透明质酸的分子量100kDa,浓硫酸催化剂的添加量为反应物透明质酸的50%;
(2)反应结束后,使用4倍当量的去离子水稀释反应液使生成物沉淀,随后进行离心或者过滤,得到固体状的粗产物;
(3)将步骤(2)所得到的粗产物加入去离子水中,搅拌打浆,随后用NaOH调节粗产物的pH至6~8,随后再进行过滤或者离心,最终喷雾干燥获得乙酰化透明质酸酯。喷干参数:进风流速350m3/h;进风温度为250℃,出风温度为100℃,喷头压力为0.15MPa,喷速为800mL/h。
实施例8
本实施例中提供一种乙酰化透明质酯的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将透明质酸与乙酸酐和脂肪酶按质量比1:8:8混合,在50度条件下浓硫酸作为催化剂进行酰基化反应和酯化反应8小时;其中,透明质酸的分子量100kDa,浓硫酸催化剂的添加量为反应物透明质酸的60%;
(2)反应结束后,使用4倍当量的去离子水稀释反应液使生成物沉淀,随后进行离心或者过滤,得到固体状的粗产物;
(3)将步骤(2)所得到的粗产物加入去离子水中,搅拌打浆,随后用NaOH调节粗产物的pH至6~8,随后再进行过滤或者离心,最终喷雾干燥获得乙酰化透明质酸酯。喷干参数:进风流速350m3/h;进风温度为250℃,出风温度为100℃,喷头压力为0.15MPa,喷速为800mL/h。
Claims (9)
2.一种乙酰化透明质酸酯的制备方法,其特征在于,所述制备方法包含如下步骤:
(1)先将透明质酸、乙酸酐和脂肪酸按照1:(1-15):(1-15)的比例混合,充分搅拌后形成混合液;再向该混合液中加入催化剂,并在5~80℃条件下进行酰基化反应1~24个小时,得到产物;其中,该透明质酸包含透明质酸盐;
(2)反应完成后,在室温条件下将反应液倒入1~20倍当量超纯水中进行稀释,随后大量白色固体析出,过滤或者离心得到粗产物;或者将反应液进行透析除去未反应物质,得到粗产物;
(3)将步骤(2)得到的粗产物溶于水中,室温下剧烈搅拌,随后提纯得到乙酰化透明质酸酯,冷冻干燥或者喷雾干燥得到乙酰化透明质酸酯。
3.如权利要求2所述的一种乙酰化透明质酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的催化剂的投料量为透明质酸质量的1%~80%。
4.如权利要求3所述的一种乙酰化透明质酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(2)中采用喷雾干燥得到乙酰化透明质酸酯时,其干燥参数为:进风流速350m3/h;进风温度为250度,出风温度为100度,喷头压力为0.15MPa,喷速为800mL/h。
5.如权利要求2~4任一项所述的一种乙酰化透明质酸酯的制备方法,其特征在于,所述的透明质酸盐包含透明质酸钠盐、钾盐、镁盐、锌盐、钙盐、或者铵盐中的1种或者2种或者3种组合。
6.如权利要求5所述的一种乙酰化透明质酸酯的制备方法,其特征在于,所述透明质酸或者透明质酸盐的分子量范围为1~10000kDa。
7.如权利要求6所述的一种乙酰化透明质酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的催化剂为浓度为50%~99%的浓硫酸、浓度为50%~99%的稀硫酸或浓度为50%~99%的浓硫酸与浓盐酸的混合酸。
8.如权利要求7所述的一种乙酰化透明质酸酯的制备方法,其特征在于,脂肪酸的碳链长度为1~20个碳,包含短链脂肪酸,中链脂肪酸,长链脂肪酸,饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
9.如权利要求8所述的一种乙酰化透明质酸酯的制备方法,其特征在于,所述催化剂为浓硫酸与浓盐酸的混合酸时,两者之间的比例为1:1~1:5。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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