CN116444695A - 一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法 - Google Patents
一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116444695A CN116444695A CN202211687607.2A CN202211687607A CN116444695A CN 116444695 A CN116444695 A CN 116444695A CN 202211687607 A CN202211687607 A CN 202211687607A CN 116444695 A CN116444695 A CN 116444695A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sodium hyaluronate
- preparation
- reaction
- low
- molecular weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920002385 Sodium hyaluronate Polymers 0.000 title claims abstract description 48
- 229940010747 sodium hyaluronate Drugs 0.000 title claims abstract description 48
- YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N sodium;(2s,3s,4s,5r,6r)-6-[(2s,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2-[(2s,3s,4r,5r,6r)-6-[(2r,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2- Chemical compound [Na+].CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 42
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 13
- RGUKYNXWOWSRET-UHFFFAOYSA-N 4-pyrrolidin-1-ylpyridine Chemical compound C1CCCN1C1=CC=NC=C1 RGUKYNXWOWSRET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 6
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 10
- 238000005917 acylation reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 7
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 5
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 claims description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 abstract description 8
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 4-Dimethylaminopyridine Chemical compound CN(C)C1=CC=NC=C1 VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 8
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 description 7
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 description 7
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 description 7
- 229960000549 4-dimethylaminophenol Drugs 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WETWJCDKMRHUPV-UHFFFAOYSA-N acetyl chloride Chemical compound CC(Cl)=O WETWJCDKMRHUPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012346 acetyl chloride Substances 0.000 description 3
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose Chemical group N[C@H]1C(O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AEMOLEFTQBMNLQ-AQKNRBDQSA-N D-glucopyranuronic acid Chemical group OC1O[C@H](C(O)=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O AEMOLEFTQBMNLQ-AQKNRBDQSA-N 0.000 description 1
- IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N Galacturonsaeure Natural products O=CC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010003272 Hyaluronate lyase Proteins 0.000 description 1
- 102000009066 Hyaluronoglucosaminidase Human genes 0.000 description 1
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- MSWZFWKMSRAUBD-UHFFFAOYSA-N beta-D-galactosamine Chemical group NC1C(O)OC(CO)C(O)C1O MSWZFWKMSRAUBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229960002442 glucosamine Drugs 0.000 description 1
- 229940097043 glucuronic acid Drugs 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- -1 nitrogen-containing heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012011 nucleophilic catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000010534 nucleophilic substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 1
- 230000037394 skin elasticity Effects 0.000 description 1
- 210000000434 stratum corneum Anatomy 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
- C08B37/0063—Glycosaminoglycans or mucopolysaccharides, e.g. keratan sulfate; Derivatives thereof, e.g. fucoidan
- C08B37/0072—Hyaluronic acid, i.e. HA or hyaluronan; Derivatives thereof, e.g. crosslinked hyaluronic acid (hylan) or hyaluronates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本发明涉及一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，本发明通过特定反应条件、原料用量及分子量，4‑吡咯烷基吡啶为催化剂，采取在氢氧化钠碱性溶液中进行乙酰化取代，成功得到了乙酰化透明质酸钠，本发明确保大部分乙酸酐用于HA乙酰化，而非水解，使得乙酰化反应能更快的进行，高于乙酸酐水解速度，并且反应体系为水溶液，反应条件温和，避免了有机溶剂的试用，后处理简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，属于生物化工技术领域。
背景技术
透明质酸，是由葡糖醛酸和氨基葡糖的双糖重复单位组成的多糖，乙酰化透明质酸钠是透明质酸钠经过乙酰化反应之后而得到一种保湿原料。通过乙酰基的引入可以显著改变透明质酸钠的特性，同时具有良好亲水性和亲脂性，在营养、保湿修复、预防损伤、增强皮肤弹性、抗氧化、抗衰老上有更优良的特性，乙酰化修饰后对透明质酸水解酶的抗性也极大增强。常用的乙酰化修饰采用乙酸酐、乙酰氯等酰化试剂作为主要试剂，根据不同反应在吡啶、甲醇、甲酰胺、DMF等有机溶剂或水系碱性环境中反应，经亲核取代反应，向多糖分子支链中引入乙酰基。
但是现有的制备方法，均存在各种各样的缺陷：
中国专利文献CN 110467691 A公开了一种以甲酰胺为溶剂，以乙酸酐为酰化剂，常温反应经水洗沉淀得到乙酰化透明质酸，该方法以甲酰胺为溶剂，反应时间未知，有机溶剂消耗大，甲酰胺需加热才能溶解透明质酸，额外增加能耗，另外，加热容易分解出氰化氢。甲酰胺有两个活泼的官能团，即羰基和酰胺基，容易起化学反应，生成许多含氮杂环化合物。甲酰胺能与无机酸反应，生成甲酸及铵盐，存在副反应，不是理想溶剂。
中国专利文献CN 110724171 A公开了以DMF为溶剂，以乙酰氯为酰化剂，隔氧除水，25～70℃反应后水洗沉淀得到透明质酸，加碱复溶后经双氧水脱色、过滤、喷雾干燥得到乙酰化透明质酸钠；该方法使用大量有机溶剂，且反应条件苛刻，需要保证惰性气体保护及无水，乙酰氯有一定危险性，容易生成光气，毒性及腐蚀性强，并且容易造成产物颜色加深。反应条件需60℃以上，反应时间长，能耗大。反应产物之一为氯化氢，造成酸性有毒废气，不及时分离不利于反应正向进行。后处理弱碱溶解以导致乙酰基水解脱落，而用低溶度碱溶解产物会造成溶液浓度过低，其50g乙酰化透明质酸钠溶解后将定容到5L增加喷雾干燥能耗，水溶液喷雾干燥浓度过低增加成本。其过量加碱后加酸中和调节pH，产生的副产物较难分离纯化。
中国专利文献CN 109206537 A公开了以乙酸和乙酸酐为溶剂，同时作为酰化剂，加入浓硫酸催化进行酰化反应，水洗沉淀得到乙酰化透明质酸，加碱溶解后过滤喷干得到乙酰化透明质酸钠；该方法使用乙酸酐和乙酸作为溶剂，成本较高，产生的废气刺激性大，加入浓硫酸催化，反应危险，有水存在放热会导致反应失败，后处理水洗沉淀用水大，产生酸性废液多。
中国专利文献CN 113121721 A以甲苯作为有机溶剂，乙酸酐作为酰化剂，加入DMAP作为催化剂，反应隔氧除水，升温反应，水洗反应液并过滤纯化，加碱反应后低温干燥得到乙酰化透明质酸钠；该方法使用甲苯为溶剂，使用大量有机溶剂，使用DMAP作为催化剂，吡啶类催化剂难以纯化，且自身带有一定毒性，后处理难度大，有毒废液多，不利于工厂大规模放大生产。
综上，上述方法均存在使用大量溶剂，成本较高，产生的废液多，后处理难度大的问题。
发明内容
针对现有透明质酸乙酰化工艺使用大量有机溶剂，反应条件苛刻，后处理产生大量废水的、能耗大等一系列问题，本发明提供一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法。
本发明通过特定反应条件、原料用量及分子量，采取在氢氧化钠碱性溶液中进行乙酰化取代，4-吡咯烷基吡啶(4-PPY)为催化剂，一类已被广泛用作酰基转移的亲核催化剂，其催化能力比DMAP高千倍左右，且更适合水系反应及醇的氧原子酰化反应，毒性及腐蚀性较DMAP更低，然后通过透析方法进行浓缩及分离产物，利用喷雾干燥，成功得到了乙酰化透明质酸钠。
本发明的技术方案如下：
一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，包括步骤如下：
以透明质酸钠为原料，加水溶解，用氢氧化钠溶液调节pH在7-9，以4-吡咯烷基吡啶(4-PPY)为催化剂，与乙酸酐在水溶液中进行酰化反应，酰化反应速度高于酰化剂水解速度，得到乙酰化的透明质酸钠，然后对反应液进行膜过滤浓缩，喷雾干燥得到产品。
根据本发明优选的，透明质酸钠分子量为5～50KDa。
根据本发明优选的，透明质酸钠与水的质量体积比为5g:50～200mL。
根据本发明优选的，反应液用氢氧化钠溶液调节pH在7.5-8.5。
根据本发明优选的，氢氧化钠溶液的pH＝13-14。
根据本发明优选的，催化剂添加量为透明质酸钠质量的0.1～5％。
根据本发明优选的，透明质酸钠与乙酸酐的质量体积比为1g:5～10mL。
根据本发明优选的，酰化反应的应条件为20-40℃，搅拌转速100-500r/m，反应时间为5～10h。
根据本发明优选的，反应结束后用0.2-0.6mol/L的盐酸调节pH＝7.0。
根据本发明优选的，膜过滤采用超滤膜且截留分子量1000～10000。
根据本发明优选的，喷雾干燥的条件为进风温度180-220℃，出风温度为70-90℃，雾化器转速为15000-30000r/m。
本发明优选的一个技术方案，
低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，包括步骤如下：
(1)将分子量5～50KDa的HA，加入水充分溶解，用pH＝13-14的氢氧化钠溶液调节pH＝7.5-8.5，加入4-吡咯烷基吡啶(4-PPY)，滴加乙酸酐充分搅拌，搅拌转速100-500r/m，直至乙酸酐添加完后维持pH，在20-40℃下反应5～10h。
(2)反应结束后，用0.2-0.6mol/L的盐酸调节pH＝7，将反应液置于透析袋中，在纯化水中透析48h；
(3)透析液经浓缩后进行喷雾干燥，喷雾干燥的条件为进风温度180-220℃，出风温度为70-90℃，雾化器转速为15000-30000r/m。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明采用低分子量透明质酸钠为原料，低分子量HA反应速度较高分子量HA快，同时更容易进行乙酰化，乙酸酐在常温下水解缓慢，但在酸解和加热条件下水解迅速，本发明通过控制反应温度及pH等条件，在催化下，确保大部分乙酸酐用于HA乙酰化，而非水解，使得乙酰化反应能更快的进行，高于乙酸酐水解速度；同时低分量的乙酰化透明质酸钠能更好的穿透角质层，实现对表层皮肤的滋养修护。
2、本发明反应体系为水溶液，反应条件温和，避免了有机溶剂的试用，后处理简单，而目前工艺中用有机试剂做溶剂均难以回收利用，需要加大量纯化水使乙酰化透明质酸析出沉淀，水洗沉淀工艺造成大量废水，对环境污染大。虽然有机溶剂条件下会有更高的乙酰化取代度，但现在研究表明高取代度或全取代反而会降低多糖活性，许多低取代的乙酰化多糖反而具有更好的效果。
3、本发明后处理纯化工艺采用膜技术(超滤膜、透析膜)，较传统的水洗沉淀工艺减少了大量纯化水的使用，且传统工艺的废水中含有有机废液，对环境不友好，是降低成本且环境友好的生产工艺。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂、材料和设备，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，步骤如下：
(1)在250ml的烧杯中称取5g分子量5KDa的HA，加入100ml纯化水充分溶解，用pH＝13的氢氧化钠溶液调节pH在7.5，加入0.05g4-PPY，滴加30ml乙酸酐充分搅拌，转速200rpm，直至乙酸酐添加完后维持pH，在30℃反应5h。
(2)反应结束后，用0.5mol/L的盐酸调节pH＝7，将反应液置于截留相对分子量2000的透析袋中，在纯化水中透析48h。
(3)透析液经浓缩后进行喷雾干燥，喷雾干燥的条件为进风温度200℃，出风温度为80℃，雾化器转速为20000r/m；得到的产品为白色粉末，无特殊气味，收率95％，取代度3.1。
实施例2
低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，步骤如下：：
(1)在250ml的烧杯中称取5g分子量50KDa的HA，加入100ml纯化水充分溶解，用pH＝14的氢氧化钠溶液调节pH在7.5，加入0.05g4-PPY，滴加40ml乙酸酐充分搅拌，转速300rpm，直至乙酸酐添加完后维持pH，在30℃反应5h。
(2)反应结束后，用0.5mol/L的盐酸调节pH＝7，将反应液置于截留相对分子量5000的透析袋中，在纯化水中透析72h。
(3)透析液经浓缩后进行喷雾干燥，喷雾干燥的条件为进风温度200℃，出风温度为80℃，雾化器转速为25000r/m。得到的产品为白色粉末，无特殊气味，收率93％，取代度2.8。
实施例3
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
用pH＝13的氢氧化钠溶液调节pH为8，其它按实施例1进行。
实施例4
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
用pH＝13的氢氧化钠溶液调节pH为8.5，其它按实施例1进行。
实施例5
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
HA的分子量为10KDa，其它按实施例1进行。
实施例6
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
HA的分子量为20KDa，其它按实施例1进行。
实施例7
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
HA的分子量为30KDa，其它按实施例1进行。
实施例8
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
4-PPY的用量为0.1g，其它按实施例1进行。
对比例1
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
在500ml的烧杯中称取5g分子量800KDa的HA，800KDa的HA溶解需要的水用量较大，需要250ml纯化水充分溶解，得到的产品取代度1.1，低于实施例1，收率80％。
对比例2
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
用pH＝14的氢氧化钠溶液调节pH在10，得到的产品为白色粉末，无特殊气味，收率77％，取代度1.8。
反应pH过高，收率下降，取代度也低。
对比例3
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
反应过程中不添加催化剂，得到的产品为白色粉末，无特殊气味，收率62％，取代度0.9。
反应过程中不添加催化剂，收率远小于实施例1、实施例2，取代度也低。
对比例4
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
用浓硫酸或DMAP代替PPY。
用酸作为催化剂会影响反应，浓硫酸放热，且影响pH，使乙酸酐水解，反应基本没有产物。用DMAP催化剂则毒性大，安全性和催化能力比PPY低，取代度2.1，得率85％。
对比例5
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
在250ml的烧杯中称取20g分子量5KDa的HA，加入100ml纯化水充分溶解。
HA添加量过量过大，得到的产品取代度0.8，得率55％，反应不完全，白色粉末，无特殊气味。
对比例6
同实施例1所述的低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，不同之处在于：
乙酸酐的用量为60ml。
醋酸酐过量添加，会导致副反应，产物颜色深，取代度低。
Claims (10)
1.一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法，包括步骤如下：
以透明质酸钠为原料，加水溶解，用氢氧化钠溶液调节pH在7-9，以4-吡咯烷基吡啶(4-PPY)为催化剂，与乙酸酐在水溶液中进行酰化反应，酰化反应速度高于酰化剂水解速度，得到乙酰化的透明质酸钠，然后对反应液进行膜过滤浓缩，喷雾干燥得到产品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，透明质酸钠分子量为5～50KDa。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，透明质酸钠与水的质量体积比为5g:50～200mL。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应液用氢氧化钠溶液调节pH在7.5-8.5。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的pH＝13-14。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，催化剂添加量为透明质酸钠质量的0.1～5％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，透明质酸钠与乙酸酐的质量体积比为1g:5～10mL。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，酰化反应的应条件为20-40℃，搅拌转速100-500r/m，反应时间为5～10h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应结束后用0.2-0.6mol/L的盐酸调节pH＝7.0。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，膜过滤采用超滤膜且截留分子量1000～10000，喷雾干燥的条件为进风温度180-220℃，出风温度为70-90℃，雾化器转速为15000-30000r/m。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211687607.2A CN116444695A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211687607.2A CN116444695A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116444695A true CN116444695A (zh) | 2023-07-18 |
Family
ID=87130854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211687607.2A Pending CN116444695A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116444695A (zh) |
-
2022
- 2022-12-27 CN CN202211687607.2A patent/CN116444695A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS624702A (ja) | 水溶性アシル化キトサンの製造方法 | |
| CN100526335C (zh) | 几丁寡糖制备方法 | |
| EP2321419B1 (en) | Process for the co-production of chitin, its derivatives and polymers containing glucose, mannose and/or galactose, by the fermentation of the yeast pichia pastoris dsmz 70877 | |
| US20230167474A1 (en) | Methods for enzymatic production of glucosamine salts and the purification methods thereof | |
| CN101857678A (zh) | 一种木质素胺基多元醇及其制备方法 | |
| CN103382512B (zh) | 一种微波加热水解纤维素制备葡萄糖的方法 | |
| KR20140089000A (ko) | 저분자화된 후코이단의 제조방법 | |
| CN109232770A (zh) | 一种高取代度乙酰化透明质酸钠的制备方法 | |
| CN110241155B (zh) | 一种酶解法提取d-氨基葡萄糖的生产工艺及其制品 | |
| CN112375159A (zh) | 一种综合处理利用虾蟹壳制备壳聚糖的方法 | |
| CN116444695A (zh) | 一种低成本、低分子量乙酰化透明质酸钠的制备方法 | |
| CN110615855B (zh) | 一种生物多糖溶降解制备水溶寡聚衍生物的方法 | |
| CN113150184B (zh) | 一种制备乙酰化透明质酸钠的方法 | |
| CN113121721B (zh) | 一种乙酰化透明质酸钠的制备方法 | |
| KR20000036774A (ko) | 수용성 키토산의 제조 방법 | |
| CN112898438A (zh) | 一种醋酸纤维素颗粒的制备方法 | |
| CN115926020B (zh) | 一种乙酰化透明质酸盐及其制备方法和应用 | |
| CN112888782A (zh) | 液体脂肪酶的固定化方法及蔗糖-6-乙酸酯的制备方法 | |
| JPS6121103A (ja) | キトサンオリゴ糖の製造方法 | |
| CN115246954B (zh) | 一种废旧聚乙烯醇缩甲醛制品中聚乙烯醇高效率回收方法 | |
| US11919976B1 (en) | Preparation and purification method for cationic quaternary ammonium salt of sodium hyaluronate in homogeneous medium | |
| JP2002088093A (ja) | キチンオリゴ糖の製造方法 | |
| CN116970103A (zh) | 一种乙酰化透明质酸钠的制备方法 | |
| CN1463989A (zh) | 利用黑曲霉纤维素酶制备低分子量壳聚糖的方法 | |
| CN111004295A (zh) | 一种高效合成n-乙酰氨基葡萄糖的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |