KR20120062732A - 양친매성 에스테르를 사용하는 소수성 액체의 증점 방법 - Google Patents

양친매성 에스테르를 사용하는 소수성 액체의 증점 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소수성 액체의 증점 방법에 관한 것이다. 소수성 액체를 본 발명에 따라 증점시, 액체가 상당히 고밀도가 된다. 바람직하게는, 소수성 액체는 겔이 된다.

Description

양친매성 에스테르를 사용하는 소수성 액체의 증점 방법{METHODS FOR THICKENING HYDROPHOBIC LIQUIDS WITH AMPHIPHILIC ESTERS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2009년 7월 29일 출원된 미국 가출원 제61/229,553호의 우선권 주장을 주장한다.
소수성 액체의 증점, 예컨대 겔화에 대한 개선된 방법에 대한 필요가 존재한다. 이러한 방법에 대한 필요에는 몇 가지 이유가 있다.
예컨대 지난 20년에 걸쳐, 세계는 수백만 갤런의 석유를 바다로 방출하는 몇 번의 해양 석유 유출을 목격해왔고, 가장 두드러진 것은 알라스카에서 발생한 1989년의 엑손 발데즈(Exxon Valdez) 사건이고, 더욱 최근에는 멕시코만에서 발생한 BP 유정 폭발 및 이에 따른 석유 유출이다. 이러한 우연한 석유 퍼짐은 생태계에 엄청난 손실을 가져온다. 이러한 재앙의 규모가 석유 유출물을 담고 석유를 재생시키기는 새로운 물질에 대한 필요에 대한 주목을 가져왔다. 석유 유출 제어 및 세정을 위해 다수의 유형의 물질이 고안되었으며, 이들 물질 중 몇 가지는 상업화되어 있다. 그러나, 이들 현재 기술 각각에는 문제가 존재한다.
분자 겔화제(Moleculra gelators, MGs)들은 오일의 고화제로서 사용될 수 있는 물질의 대안적인 부류이다. 통상적으로, 이들은 다양한 액체 중에서 필라멘트 또는 섬유로 자기 조립하는 저분자량의 유기 분자이다. 잠재적인 이점에도 불구하고, MG는 현재 다양한 이유로 석유 유출 처리에는 사용되지 않는다. 예컨대, 다수의 MG는 환경에 잠재적으로 유해한 복잡한 유기 부분이다. 또한, MG는 종종 복잡한 다단계의 절차에 의해 합성되는 특수화된 분자이다. 즉, 주요 석유 유출에 필요한 대량으로 그리고 저가로 물질이 전달될 수 있는지 의심스럽다. 또한, MG의 작용은 보통 MG 분말과 용매의 혼합물을 고온으로 가열하여 달성되는 용매에서의 이의 용해를 통해 이루어진다. 이는 주위 조건 하에서 오일의 겔화를 유도할 수 있기 위해서는 필수적인 석유 유출 처리에는 비실용적이다.
MG가 상 선택적 겔화(PSG)를 할 수 있으면 유리하다. 즉, MG는 물과 접촉시에도 우선적으로 오일층을 겔화해야 한다. 즉, 물이 MG의 오일 겔화 특성을 손상시키지 않아야 한다. 이 장점은 다수의 MG가 양친매성 분자이기 때문에, 즉 MG가 친수성 및 소수성 부분을 갖기 때문에 어려울 수 있기에, 이것이 겔화 능력에 있어 중요하다. 물과 접촉시, 이들 분자는 오일-물 계면에 분배되고(이에 의해 계면활성제 또는 유화제로서 작용함), 그 결과, 이의 겔화 능력에 영향을 미친다. 상기 어려움으로 인해, 오일-물 혼합물로부터의 오일상의 단 몇 가지 PSG만이 보고되어 있다. 그러나, 기존 PSG는 복잡한 분자여서, 용매에 용해시키기 위해서는 열을 필요로 하였고, 이의 환경 적합성은 의심스러운 바, 석유 유출 처리에 대한 이들 PSG의 실제 사용은 한정적이다. 상기 문제를 회피할 수 있는 새롭고 개선된 PSG가 필요하다.
소수성 액체의 증점 방법의 다른 용도는 식물성 오일의 구조화이다. 최근, 가장 흔한 방법은 구조화제로서 스테아르산과 같은 고콜레스테롤혈증성 지방산을 사용한다. 그러나, 식용 오일에 대해서는, 더욱 건강한 방법이 요망된다.
약물의 전달을 강화하고 신체의 표적 영역에서 약물의 생체 이용율을 증가시키기 위해 겔을 기반으로 하는 제제가 또한 필요하다.
MS는 또한 수중유 미세 에멀션의 제조에 사용될 수 있다. 그 다음, 미세 에멀션을 사용하여 친수성 및 소수성 분자를 용해 또는 캡슐화할 수 있다.
PSG의 다른 용도는 사고성 또는 의도성 연료 유출 사건에서 연료의 수송을 촉진하고 액체의 퍼짐을 방지하기 위해 연료 또는 원유 분획을 고체 유사 물질로 전환하기 위한 것일 수 있다.
발명의 개요
일구체예에서, 본 발명은 소수성 액체를 유효량의, 화학식 ROC(O)R1의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 것에 의한 소수성 액체의 증점 방법에 관한 것이다. 각각의 구체예에서, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타낸다. 따라서, 부분 RO-는 1개 이상의 산소 원자, 통상적으로 1 또는 2 개, 예컨대 RO[C(O)R1]m를 가질 수 있다.
상기 식 중, R1은 독립적으로 최소 5개, 최대 11개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타내고, m은 1 또는 2이다. 다른 구체예에서, R1은 독립적으로 최소 2개, 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타낸다.
화학식 ROC(O)R1(또는 RO[C(O)R1]m)은 모노에스테르(m = 1) 또는 디에스테르(m = 2)일 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 디에스테르는 화학식이 RO[C(O)R1]2이다.
다른 구체예에서, 본 발명은 소수성 액상과 수상의 혼합물로부터 소수성 액상을 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 (a) 소수성 액상을 유효량의, 화학식 ROC(O)R1 또는 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계, 및 (b) 겔화된 소수성 액상을 수상으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 제1 원유상(crude oil phase)과 수상의 제1 혼합물로부터 원유 및 물을 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 (a) 제1 혼합물을 유효량의, 화학식 ROC(O)R1 또는 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계, 및 (b) 겔화된 제1 원유상을 수상으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 글리세리드를 유효량의, 화학식 ROC(O)R1 또는 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 것을 포함하는, 액체 글리세리드의 구조화 방법에 관한 것이다.
다른 구체예에서, 본 발명은 1 이상의 약학적 활성 성분의 캡슐화 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 1 이상의 약학적 활성 성분 및 소수성 액체를 유효량의, 화학식 ROC(O)R1 또는 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 것을 포함한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 수중유 에멀션의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 에멀션은 수상, 오일 성분 및 화학식 ROC(O)R1 또는 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르를, 미세 에멀션이 형성될 때까지 혼합하여 제조한다. 오일 성분은 소수성 액체를 포함한다.
또 다른 구체예에서, 본 발명은 연료 또는 원유 분획의 수송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 연료 또는 원유 분획을 유효량의, 화학식 ROC(O)R1 또는 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시켜 겔을 형성시키는 단계, 및 겔화된 연료 또는 원유 분획을 수송하는 단계를 포함한다.
도 1은 대표적인 열린 사슬 당의 화학 구조 및 당 양친매성 물질의 합성도로서, a는 열린 사슬 당의 화학 구조이고, b는 열린 사슬 당 양친매성 물질의 합성을 위한 일반적인 합성도이다.
도 2는 캐놀라유 매트릭스 중 자기 조립 응집체 열린 사슬 당 양친매성 물질의 광학 현미경 사진으로서, a는 M8-캐놀라유 등방성 용액의 정상 냉각이고, b는 M8-캐놀라유 등방성 용액의 느린 냉각이며, c는 S8-캐놀라유 등방성 용액의 정상 냉각이고, d는 S8-캐놀라유 등방성 용액의 느린 냉각이며, e는 X8-캐놀라유 등방성 용액의 정상 냉각이고, f는 X8-캐놀라유 등방성 용액의 느린 냉각이다.
도 3은 열린 사슬 당 겔의 SEM 이미지로서, a는 2.5% wt/v 농도의 M8-톨루엔 겔이고, b는 통상적인 가열 방법에 의해 톨루엔-물 혼합물로부터 개발된 2.5% wt/v의 상 선택적 M8-톨루엔 겔이며, c는 새로운 방법에 의해 톨루엔-물 혼합물로부터 전개된 2.5% wt/v의 상 선택적 M8-톨루엔 겔이며, d는 3.5% wt/v 농도의 S8 톨루엔 겔이고, e는 시클로헥산으로부터의 X8의 결정 침전이다.
도 4는 열린 사슬 당의 가능한 2층 형상으로서, a는 가능한 적층을 갖는 M8의 최적화 구조(선형 2층)이고, b는 가능한 적층을 갖는 S8의 최적화 구조(곡선형 2층)이다.
도 5는 통상적인 가열 방법 및 새로운 방법에 의한 유기 액체-물 혼합물로부터의 유기 액체의 상 선택적 겔화의 개략 대표도이다.
도 6은 새로운 방법을 이용하는 디젤의 벌크상 선택적 겔화로서, a는 디젤-물 혼합물(20:40 ml), b는 혼합물의 계면에서 8 ml의 THF-만니톨 2 포화 용액 주입 1 시간 후 관찰된 디젤의 부분 겔화, c는 밤새 방치한 후 얻어진 비겔화된 수층의 중량을 견디기에 충분히 강한 디젤 겔, d는 진공 증류에 의해 디젤 겔로부터 회수한 디젤의 80%이다.
상세한 설명
본 발명은 일반적으로 소수성 액체의 증점 방법에 관한 것이다. 소수성 액체를 본 발명에 따라 증점시킬 경우, 액체는 상당히 고밀도가 된다. 바람직하게는, 소수성 액체는 겔이 된다. 상기 방법은 소수성 액체를 화학식 ROC(O)R1의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 것을 포함한다.
다른 구체예에서, 양친매성 에스테르는 화학식이 RO[C(O)R1]m이며, 식 중, m은 1 또는 2이다. m이 1일 경우, 화학식은 모노에스테르를 나타낸다. m이 2일 경우, 화학식은 디에스테르를 나타낸다. 즉, 디에스테르는 화학식 R[OC(O)R1]2이다.
일구체예에서, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타낸다. 당알콜은 수소화 당류, 폴리올, 다가 알콜 및 폴리알콜로도 공지되어 있다. 부분은 히드록실기, 통상적으로 1차 히드록실기로부터 수소 원자를 잃은 당알콜, 단당류 또는 이당류이다.
당알콜은 일반식이 H(CHOH)nH이며, 단당류 또는 이당류의 당알콜일 수 있다. RO가 단당류의 당알콜의 부분을 나타낼 경우, n은 4, 5 또는 바람직하게는 6이다. n이 4인 당알콜의 일부 예는 에리스리톨 및 트레이톨을 포함한다. n이 5인 당알콜의 일부 예는 아라비톨, 크실리톨 및 리비톨을 포함한다. n이 6인 당알콜의 일부 예는 만니톨, 소르비톨, 둘시톨 및 이디톨을 포함한다. 이당류의 당알콜의 일부 예는 말티톨 및 락티톨을 포함한다. 바람직한 양친매성 에스테르에서, RO-는 만니톨 또는 소르비톨의 부분을 나타낸다.
단당류는 알도오스 또는 케톤과, 테트로오스, 펜토오스 또는 헥소오스의 임의의 조합일 수 있다. 단당류의 일부 예는 글루코오스, 리보오스 및 프룩토오스를 포함한다. 이당류는 글리코시드 결합에 의해 연결된 2개의 단당류이다. 이당류의 일부 예는 수크로오스, 락토오스, 말토오스 및 셀로비오스를 포함한다.
양친매성 에스테르에 대한 화학식에서, R1은 4개의 가능한 조합 중 임의의 것의 분지쇄형 또는 비분지쇄형; 또는 포화 또는 불포화 알킬기를 나타낸다. 알킬기 R1 내 탄소 원자의 최소 총수는 5, 바람직하게는 6이다. 알킬기 R1 내 탄소 원자의 최대 총수는 11, 바람직하게는 10, 더욱 바람직하게는 9, 가장 바람직하게는 8이다. 알칼기 R1 내 탄소 원자의 최적 총수는 7이다.
m이 2일 경우, R1은 독립적으로 최소 5개, 최대 11개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타낸다. 따라서, 양친매성 디에스테르는 2개의 상이한 알킬기를 포함할 수 있다.
포화 알킬기의 일부 예는 n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-라우릴, 이소-펜틸, 이소-헥실, 이소-헵틸, 이소-옥틸, 이소-노닐, 이소-데실, 이소-라우릴, 2,2-디메틸프로필, 4-메틸-2-펜틸, 2,3-디메틸펜틸, 3-에틸-2-펜틸, 2-이소프로필-2,2-디메틸펜틸 및 3-에틸-5-메틸옥틸을 포함한다. 포화 알킬기의 다른 예는 n-운데카닐, n-도데카닐, n-트리데카닐, n-테트라데카닐, n-펜타데카닐, n-헥사데카닐, n-헵타데카닐, n-옥타데카닐, n-노나데카닐, n-이코사닐, 4-메틸도데카닐 및 3-에틸-5-메틸펜타데카닐을 포함한다.
불포화 알킬기의 일부 예는 n-펜테닐, n-헥스-2-에닐, n-헵트-3-에닐, n-옥트-4-에닐, n-논-5-에닐, n-데크-6-에닐, n-도데크-3,6-디에닐, 이소-펜테닐, 이소-헥세닐, 이소-헵테닐, 이소-옥테닐, 이소-노네닐, 이소-데세닐, 이소-도데세닐, 3,3,3-트리메틸프로페닐, 4-메틸-2-펜테닐, 2,3-디메틸펜트-2-에닐, 3-에틸-2-펜테닐, 2-이소프로필-2,2-디메틸펜티닐 및 3-에틸-5-메틸옥트-2,4-디에닐을 포함한다. 불포화 알킬기의 다른 예는 n-헵타데크-3,6-디에닐, 3-이소프로필-2,4-디메틸펜티닐 및 3,3,3-트리메틸헵타데시닐을 포함한다.
양친매성 에스테르 내 바람직한 알킬기 R1은 n-헵틸이다[즉, 기 -C(O)R1는 카프릴일임]. 바람직한 양친매성 에스테르에서, RO-는 만니톨 또는 소르비톨의 부분이고, -C(O)R1은 카프릴일이다(즉, R1은 n-헵틸임). 바람직한 양친매성 에스테르는 만니톨옥타노에이트이다.
다른 구체예에서, 알킬기 R1 내 탄소 원자의 최소 총수는 2, 바람직하게는 6이다. 알킬기 R1 내 탄소 원자의 최대 총수는 20, 바람직하게는 10, 더욱 바람직하게는 9, 가장 바람직하게는 8이다.
소수성 액체는 물에 불용성인 임의의 액체이다. 소수성 액체의 일부 예는 지방산, 지방산의 혼합물, 글리세리드, 글리세리드의 혼합물 또는 지방산과 글리세리드의 혼합물을 포함한다. 지방산은 포화 또는 불포화일 수 있으며, 통상적으로 8 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는다. 일부 지방산은 2 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는다. 액체 글리세리드는 통상적으로 포화 및 불포화 지방산의 모노-, 디- 및 트리-글리세리드의 혼합물이며, 보통 우선적으로 트리글리세리드와 보통 우선적으로 불포화 지방산의 혼합물이다. 이러한 글리세리드는 예컨대 식물성 오일 또는 어유일 수 있다.
식물성 오일은 식용성 또는 비식용성일 수 있으며, 이러한 오일을 함유하는 임의의 식물의 임의의 일부로부터 추출할 수 있다. 식물성 오일이 일부 예는 야자유, 대두유, 포도씨유, 해바라기씨유, 낙화생유, 면실유, 팜핵유, 코코넛유, 올리브유 및 이의 혼합물을 포함한다.
어유는 이러한 오일을 함유하는 임의의 어류로부터 유래할 수 있다. 어유의 일부 예는 정어리, 청어, 고등어, 송어, 가자미, 참치 및 연어를 포함한다. 예컨대, (4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-도코사-4,7,10,13,16,19-헥사엔산(DHA) 및 (5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)-에이코사-5,8,11,14,17-펜타엔산(EPA)과 같은 오메가-3 지방산을 함유하는 어유가 특히 바람직하다.
본 발명에 따라 증점할 수 있는 다른 소수성 액체는 예컨대 페로몬 및 에센셜 오일을 포함한다. 페로몬은 동일 종의 다른 멤버에서 자연 반응을 유발하는 화학적 신호이다. 종은 곤충, 식물 또는 동물일 수 있다. 소수성 액체인 임의의 페로몬을 본 발명에 따라 증점할 수 있다. 페로몬은 예컨대 알람 페로몬, 공격 페로몬, 성(sex) 페로몬, 음식 흔적(trail) 페로몬 등일 수 있다.
에센셜 오일은 식물 및 나무로부터 나오는 휘발성 아로마 화합물이며, 이러한 오일을 함유하는 임의의 식물 또는 나무의 일부로부터 임의의 방법에 의해 얻을 수 있다. 예컨대, 에센셜 오일은 꽃, 잎, 목재, 가지, 뿌리, 씨 또는 껍질로부터 얻을 수 있다. 에센셜 오일을 얻을 수 있는 방법의 예는 증기 증류, 압착 및 용매 추출을 포함한다. 에센셜 오일은 이러한 방법에 의해 예컨대 라벤더, 페퍼민트, 유칼립투스, 클로버, 장미 및 감귤류(예컨대 레몬 및 오렌지) 식물 또는 나무로부터 얻을 수 있다.
일구체예에서, 본 발명은 소수성 액상과 수상의 혼합물로부터 소수성 액상을 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 (a) 소수성 액상을 화학식 ROC(O)R1의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계로서, 상기 양친매성 에스테르는 소수성 액상을 선택적으로 겔화시키는 단계, 및 (b) 겔화된 소수성 액상을 수상으로부터 분리하는 단계를 수반한다. 양친매성 에스테르, ROC(O)R1 및 이의 개별 성분, R 및 R1은 상기 설명한 바와 같다
다른 구체예에서, 양친매성 에스테르는 화학식이 RO[C(O)R1]m이며, 식 중, m은 1 또는 2이다. 양친매성 에스테르, RO[C(O)R1]m 및 이의 개별 성분, R, R1 및 m은 상기 설명한 바와 같다.
소수성 액상은 1차적으로 상기 설명한 바의 소수성 액체로 구성된다. 예컨대, 소수성 액상은 원유 유출물로부터의 원유를 함유할 수 있다. 원유는 저비점, 중비점 및 고비점 분획을 비롯한 액체 석유의 임의의 분획이다. 원유는 예컨대 휘발유, 등유, 디젤 연료, 중질 경유 및 윤활유에서 선택되는 1 이상의 분획을 함유할 수 있다.
수상은 용매가 물인 용액이다. 수상은 산성, 중성 또는 알칼리성일 수 있으며 염, 세제 또는 양쪽을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 수상은 원유 유출물의 경우 해수일 수 있다.
양친매성 에스테르는 임의의 공지된 방식으로 소수성 액상과 접촉시킬 수 있다. 바람직한 구체예에서, 양친매성 에스테르는 소수성 액상과 수상의 계면에서 소수성 액상과 접촉시킨다. 양친매성 에스테르는 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 소수성 액상과 수상의 계면에서 소수성 액상과 접촉시킬 수 있다. 예컨대, 양친매성 에스테르를 주사기 또는 피펫을 사용하여 계면에서 주입할 수 있다.
양친매성 에스테르를 소수성 액상을 수상으로부터 용이하게 분리되도록 충분히 증점시키는, 바람직하게는 겔화시키는 양으로, 즉 유효량으로 소수성 액상에 첨가한다. 양친매성 에스테르의 최소량은 소수성 액상을 수상으로부터 용이하게 분리되도록 겔화시키는 최소량이다. 예컨대, 양친매성 에스테르의 최소량은 소수성 액상의 부피를 기준으로 약 0.01% wt/v 정도로, 더욱 통상적으로 약 0.05% wt/v 정도로, 가장 통상적으로 약 0.5% wt/v 정도로 낮다. 편리한 범위는 약 1 내지 약 2.5% wt/v이다. 필요할 경우 더 사용할 수 있긴 하지만, 보통 약 5% wt/v를 초과하여 사용할 필요는 없다. 예컨대 약 10% wt/v 이하를 사용할 수 있다.
용매의 부재 하에 양친매성 에스테르를 혼합물에 첨가할 수 있다. 대안적으로, 양친매성 에스테르는 혼합물에 첨가하기 전에 물과 혼화성이 있는 용매에 용해시킨다. 바람직한 용매는 분배 계수 P의 값이 약 300-1 이상이며, 여기서 P는 소수성 액상에서의 용해도(v/v)/수상에서의 용해도(v/v)를 나타낸다. P에 대한 최대 값은 필요하지 않다. 예컨대, P는 1,000-1 또는 이보다 훨씬 적을 수 있다.
적절한 용매의 예는 메틸 알콜, 에틸 알콜, 프로필 알콜, 이소-프로필 알콜, tert-부틸 알콜, 디옥산, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸 설폭시드(DMSO), 아세톤, 테트라히드로푸란(THF) 및 아세토니트릴을 포함한다. 다른 적절한 용매는 메틸 에틸 케톤이다.
양친매성 에스테르는 바람직하게는 주위 온도에서 제1 혼합물에 첨가한다. 원유 유출의 경우, 예컨대, 양친매성 에스테르는 원유가 유출된 물, 예컨대 호수, 강, 만, 해협, 강어귀 또는 바다의 온도에서 제1 혼합물에 첨가한다.
양친매성 에스테르는 선택적으로 제1 원유상 중 겔 원유를 겔화시킨다. 겔화된 제1 원유상은 용이하고 편리하게 액체 수상으로부터 분리된다.
본 발명의 다른 구체예에서, 상기 방법은 제1 원유상과 수상의 제1 혼합물로부터 원유 및 물을 분리하는 것을 수반한다. 상기 방법은 (a) 제1 혼합물을 화학식 ROC(O)R1의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계, 및 (b) 겔화된 제1 원유상을 수상으로부터 분리하는 단계를 수반한다. 화학식 ROC(O)R1의 양친매성 에스테르는 상기 설명한 바와 같다.
다른 구체예에서, 양친매성 에스테르는 화학식이 RO[C(O)R1]m이며, 식 중, m은 1 또는 2이다. 양친매성 에스테르, RO[C(O)R1]m 및 이의 개별 성분, R, R1 및 m은 상기 설명한 바와 같다.
양친매성 에스테르는 또한 상기 설명한 바와 같이 제1 혼합물과 접촉시키며, 예컨대 바람직하게는, 양친매성 에스테르는 포화도 50% 내지 포화도 100%의 용매 중 양친매성 에스테르의 농도에서 용매 없이 또는 용매를 사용하여 주위 온도에서 그리고 소수성 액상과 수상의 계면에서 소수성 액상과 접촉시킨다.
양친매성 에스테르는 제1 원유상 중 원유를 선택적으로 겔화시킨다. 겔화된 제1 원유상은 이제 당업계에 공지된 방법에 의해 용이하고 편리하게 수상으로부터 분리된다. 예컨대, 겔화된 제1 원유상은 잘 알려진 기계적 방법에 의해 수상으로부터 분리할 수 있다.
본 발명의 방법은 부분 (b)로부터의 분리 겔화된 제1 원유상으로부터 양친매성 에스테르 및 원유를 분리하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 양친매성 에스테르 및 원유는 예컨대 증류, 바람직하게는 진공 증류에 의해 겔화된 제1 원유상으로부터 분리할 수 있다. 그 다음, 원유를 증류액으로부터 회수할 수 있다. 양친매성 에스테르는 별도로 잔류물로부터 회수할 수 있다.
증류에 의해 회수한 양친매성 에스테르는 계속하여 동일한 석유 유출물은 세정하는 데에 또는 상이한 원유 유출물을 세정하는 데에 재사용할 수 있다. 예컨대, 추가의 단계 (c) 및 (d)를 상기 설명한 방법에 추가할 수 있다. 따라서, 상기 방법은 (c) 제2 원유상과 수상의 제2 혼합물을 증류에 의해 겔화된 제1 원유상으로부터 회수한 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계로서, 상기 회수한 양친매성 에스테르는 제2 원유상을 선택적으로 겔화시키는 단계, 및 (d) 제2의 겔화된 원유상을 수상으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
대안적으로, 원유는 효소 매개 겔 분해에 의해 겔화된 제1 원유상으로부터 분리할 수 있다. 적절한 효소는 양친매성 에스테르의 알킬레이트 부분 및 당알콜/단당류/이당류 사이의 결합을 분할하는 것들이다. 적절한 효소는 가수분해 효소를 포함한다. 효소 매개 겔 분해는 주위 온도에서 실시할 수 있다.
다른 구체예에서, 본 발명은 액체 글리세리드의 구조화 방법에 관한 것이다. 글리세리드는 상기 언급한 글리세리드 중 임의의 것, 특히 식물성 오일일 수 있다. 이 구체예의 방법은 글리세리드를 상기 설명한 양친매성 에스테르 중 임의의 것과 접촉시키는 것을 포함한다. 양친매성 에스테르를 상기 설명한 용매 중 임의의 것 중에서 또는 용매 없이 글리세리드에 첨가할 수 있다.
구조화는 당업자가 결정할 수 있는 바의 임의의 적절한 온도에서 실시한다. 일반적인 가이드라인으로서, 반응은 최소 약 10℃, 바람직하게는 최소 약 20℃; 그리고 최대 약 100℃, 바람직하게는 최대 약 80℃, 더욱 바람직하게는 최대 약 70℃, 가장 바람직하게는 최대 약 60℃의 온도에서 실시한다. 주위 온도가 특히 편리하다.
본 발명에 따른 소수성 액체의 증점(예컨대 겔화, 구조화 등)은 적절량의 양친매성 에스테르(즉, 분자 겔화제, MG)를 액체에 첨가하여 실시한다. 소수성 액체에 첨가해야 할 양친매성 에스테르의 특정량은 임의의 유효량이며, 특히 증점해야 할 소수성 액체의 양 및 구조, 및 사용되는 양친매성 에스테르에 따라 달라진다. 상기를 참조하라.
다른 구체예에서, 본 발명은 1 이상의 약학적 활성 성분의 캡슐화 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 1 이상의 약학적 활성 성분 및 소수성 액체를 유효량의, 화학식 ROC(O)R1의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 것을 수반한다. 화학식 ROC(O)R1의 양친매성 에스테르 및 이의 개별 성분, R 및 R1은 상기 설명한 바와 같다.
다른 구체예에서, 양친매성 에스테르는 화학식이 RO[C(O)R1]m이며, 식 중, m은 1 또는 2이다. 양친매성 에스테르, RO[C(O)R1]m 및 이의 개별 성분, R, R1 및 m은 상기 설명한 바와 같다.
소수성 액체도 상기 설명한 바와 같다. 바람직한 구체예에서, 소수성 액체는 식물성 오일이다.
1 이상의 약학적 활성 성분은 임의의 적절한 약학적 활성 성분, 예컨대 친수성 및 친지성 약물을 포함한다. 1 이상의 약학적 활성 성분은 한가지 활성 성분, 두가지 활성 성분, 세가지 활성 성분, 네가지 활성 성분 등을 포함할 수 있다.
친수성 약물의 예는 다당류 및 다른 거대 분자 약물, 예컨대 펩티드, 단백질, 펩티드 유사체(peptidomimetic), 시토킨, 뉴클레오티드, 뉴클레오시드, 유전 물질, 톡소이드 및 혈청 백신, 니코틴 및 카페인을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 다당류 약물은 이당류, 올리고당류 또는 인간에게 투여하기에 적절한 장쇄 당류 중합체를 포함한다. 다당류 약물의 예는 글루코사민, 글리코사미노글리칸, 덱스트린, 크실란, 오당류, 폴리갈락투론산, 폴리마누론산, 키틴, 약학적으로 허용되는 염, 이의 에스테르 또는 다른 유도체 및 이의 조합을 포함한다. 다당류 약물은 천연 생성 또는 합성 다당류의 분절일 수도 있다.
친지성 약물의 예는 벤자피브레이트, 이부프로펜(R- 및 S-이성체 모두), 니트라제팜, 알프라졸람, 쿠르쿠민 및 다른 염료를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
1 이상의 약학적 활성 성분 및 소수성 액체와 유효량의 양친매성 에스테르의 접촉은 당업자가 결정하는 바의 임의의 적절한 온도에서 실시할 수 있다. 적절한 온도는 1 이상의 약학적 활성 성분의 활성을 손상시키지 않아야 한다. 일반적인 가이드라인으로서, 반응은 최소 약 10℃, 바람직하게는 최소 약 20℃; 그리고 최대 약 150℃ 또는 100℃, 바람직하게는 최대 약 80℃, 더욱 바람직하게는 최대 약 70℃, 가장 바람직하게는 최대 약 60℃의 온도에서 실시한다. 주위 온도가 특히 편리하다.
일측면에서, 약학적 활성 물질을 냉각시 소수성 액체로 캡슐화하고, 이에 의해 활성 물질을 포획(entrapping)하는 겔 매트릭스를 형성시킨다. 활성 성분의 캡슐화로 활성 물질의 국소 및 경피 전달이 강화되어 신체의 표적 영역에서의 활성 물질의 생체 이용율을 증가시킨다.
다른 측면에서, 약학적 활성 물질을 냉각 없이 소수성 액체로 캡슐화한다. 예컨대, 반응 온도가 주위 온도일 경우, 캡슐화는 반응 온도에서 실시할 수 있다.
양친매성 에스테르의 유효량은 소수성 액체의 캡슐화 또는 겔화를 일으키기에 충분한 양이다. 유효량은 당업자가 결정할 수 있다. 양친매성 에스테르의 유효량의 예는 상기 논의하였다.
다른 구체예에서, 본 발명은 수중유 에멀션의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 미세 에멀션이 형성될 때까지, 수상, 오일 성분을 상기 설명한 양친매성 에스테르, 즉, ROC(O)R1 또는 RO[C(O)R1]m 중 임의의 것과 혼합하는 것을 수반한다.
수상은 용매가 물인 용액이다. 수상은 산성, 중성 또는 알칼리성일 수 있으며, 염, 세제 또는 양쪽을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
오일 성분은 소수성 액체를 포함한다. 소수성 액체는 상기 설명한 바와 같다.
수상 및 오일 성분은 당업자에게 공지된 다양한 다른 성분을 함유할 수 있다. 예컨대, 미세 에멀션이 화장품이 될 경우, 수상 및 오일상은 화장품에 사용하기에 적절한 부형제 및 활성 물질을 함유할 수 있다. 마찬가지로, 미세 에멀션이 약제가 될 경우, 수상 및 오일상은 약제에 사용하기에 적절한 부형제 및 활성 물질을 함유할 수 있다.
혼합은 당업자에게 공지된 임의의 수단에 의해 실시할 수 있다. 예컨대, 혼합은 균질화기, 초음파 분해기 또는 와류를 이용하여 실시할 수 있다.
온도 및 성분의 %를 비롯한 적절한 반응 조건은 상기 논의하였다.
다른 구체예에서, 본 발명은 연료 또는 원유 분획의 수송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 연료 또는 원유 분획을 유효량의, 상기 설명한 임의의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계, 및 겔화된 연료 또는 원유 분획을 수송하는 단계를 수반한다.
겔화된 연료 또는 원유는 상기 설명하였다. 겔화된 연료 또는 원유는 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 수송할 수 있다. 예컨대, 겔화된 연료 또는 원유는 트럭, 탱커, 배, 차, 열차, 비행기 등에 의해 수송할 수 있다.
연료 또는 원유의 겔화는 연료 또는 원유의 수송을 촉진한다. 액체 상태에서, 연료 또는 원유는 수송 중에 유출될 위험을 지닌다. 연료 또는 원유의 겔화는 사고성 또는 의도성 유출 사건에서 액체의 퍼짐을 방지한다.
양친매성 에스테르, 예컨대 분자 겔화제(MG)의 합성 및 시험
양친매성 에스테르는 당업계에 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 예컨대, 양친매성 에스테르는 편리하게는 적절한 반응 조건 하에서 당알콜, 단당류 또는 이당류 및 에스테르, 예컨대 상기 설명한 바의 적절한 아실기를 갖는 비닐 에스테르, 즉 -C(O)R1의 효소 매개 에스테르 교환 반응에 의해 제조한다. 적절한 효소는 노보자임(Novozyme) 435이다. 적절한 반응 조건은 예컨대 40 내지 60℃에서 적절한 용매, 예컨대 아세톤을 포함한다. 도 1을 참조하라.
MG에 대한 통상적인 합성도를 도 1b에 도시하였다. 열린 사슬 당은 이의 1차 히드록실기 중 하나 또는 2개에서 위치 선택적으로 아실화되었다. 공정은 노보자임 435를 사용하는 당 및 지방산 도너의 1 단계 효소 매개 에스테르 교환 반응이다. 총 수율은 모든 유도체에 대해 약 70%이다. 소수성의 조정은 상이한 알킬쇄 길이의 지방산을 사용하여 달성하며; 부티르산(C4), 카프릴산(C8) 및 미리스트산(C14) 유도체를 모든 3개의 당에 대해 합성하였다. 개발된 양친매성 물질은 통상적으로 숫자를 붙인 문자로 지칭하며, 예컨대 M8은 만니톨 머리 및 C8 꼬리를 갖는 양친매성 물질이다.
다양한 당 양친매성 물질 중에서, 만니톨 유도체 M8 및 소르비톨 유도체 S8가 원유 분획 및 식물성 오일을 비롯한 매우 다양한 유기 액체를 겔화시킬 수 있는 유기 겔화제인 것으로 밝혀졌다. 이들 양친매성 물질의 겔화 능력을 표 S1(보충 정보 참조)에 정리하였다. 겔화제에 대한 최소 겔화 농도(MGC)는 겔화제 및 용매에 따라 1.5 내지 5% wt/v 범위였다. 겔의 열 안정성을 특성화하기 위해, 겔에서 졸로의 전이 온도(T겔)를 측정하였고, 이는 용매에 따라 5 중량% M8 겔에 대해서는 82 내지 125℃, 5 중량% S8 겔에 대해서는 38 내지 69℃ 범위였다(보충 표 S2 참조). 상기 겔 모두는 수 개월 동안 안정하였다. MGC 및 T겔 값은, 만니톨을 주성분으로 하는 겔화제가 이의 입체 이성체인 소르비톨에 비해 더욱 효율적임을 시사한다. 만니톨 및 소르비톨은 당 부분의 C5 위치의 히드록실기의 입체 화학 측면에서만 상이하다. 따라서, 분자 키랄성의 미묘한 변화는 겔화 능력에 크게 영향을 미칠 수 있다. 또한, MGC 값은 4 유도체보다는 8 유도체에 대해 상당히 낮다. 원유 분획에 대해 M8 및 S8의 겔화 능력도 조사하였다. 표 S1에서 알 수 있는 바와 같이, 이들 겔화제는 더 적은 사슬의 탄화수소(헥산 및 헵탄)으로부터 침전하였지만, 더 긴 사슬의 탄화수소(광유, 실리콘 오일 및 펌프 오일) 중에서 겔을 형성시켰다. 겔화제는 고비점 원유 분획(MGC ?1 내지 5% wt/v)을 겔화시킬 수 있으며, 더욱 흥미롭게도, M8은 2.5% wt/v 정도로 낮은 온도에서 디젤을 겔화시킬 수 있었는데, 이는 이것이 이의 중량의 20 배 이상의 디젤을 부동화할 수 있음을 시사한다.
만니톨 및 소르비톨 유도체와의 비교에서, 크실리톨의 유도체를 제공된 조건 하에서의 겔화에 효과적이지 않았다. X4 및 X8 중에서, X8만이 고상 분말로서 얻어졌다. 이 분말은 고온에서 유기 액체에 용해시킬 수 있었지만, 실온으로 냉각시 액체로부터 침전하였다. 구조적으로, 크실리톨은 만니톨 및 소르비톨에 비해 1개 적은 히드록실기를 가지며(도 1a), 이는 유기 용매 중 이의 유도체의 자기 조립에 명백히 영향을 미친다. 또한, 모든 3개의 당의 14 유도체(즉, M14, S14 및 X14)는 제공된 조건 하에서의 겔화에도 효과적이지 않았다. 이들 물질은 고온 및 저온 모두에서 유기 액체에 균질하게 용해시킬 수 없었지만, 액체는 겔화되지 않았다. 따라서, 본 발명자들의 연구는, 중간 사슬 길이(?8)가 겔화에 최적임을 증명한다. 추가의 연구를 위해 효율적인 M8 및 S8 양친매성 물질을 선택하였다.
M8 및 S8 겔에 대한 레올로지 연구는 유기 겔에 대해 예상되었던 통상적인 반응을 드러냈다. 도 2는 디젤 중 5 중량% M8의 겔에 대한 동적 레올로지 데이터를 도시한다. 도 2a는 주파수 스펙트럼인데, 여기서 탄성 모듈러스 G' 및 점성 모듈러스 G"가 각주파수 ω의 함수로서 플롯팅되어 있다. G'는 주파수와는 독립적이고, 전범위의 주파수에 걸쳐 G"보다 상당히 높음을 알 수 있다. 이러한 반응은 겔의 특성인데, 샘플이 매우 긴 시간 규모에 걸쳐 이완되지 않음을 이것이 증명하기 때문이다. 겔 모듈러스(G'의 값)는 겔 강성의 척도이다. 5% M8 겔에 대해, 겔 모듈러스는 ?4,000 Pa이며, 이는 겔이 꽤 강성임을 보여준다. 도 2b는 응력 진폭 σ0의 함수로서의 모듈러스 G' 및 G"의 플롯이다. 양쪽 모듈러스 모두 낮은 σ0에서는 응력과는 독립적지만[이 체제(regime)는 직선형 점탄성 체제임], 더 높은 σ0에서는 감소한다. 모듈러스가 급격히 감소하는 σ0의 임계값은 겔의 항복 응력이며, 이 경우 이의 값은 ?30 Pa이다. 이 값은 반전 바이알에서 겔의 중량을 지지하기에 충분히 높다. 디젤 중 S8의 5% 겔을 사용시 유사한 결과가 관찰되었으며, 이 경우, 겔 모듈러스는 2,000 Pa이었고, 항복 응력은 재차 30 Pa에 가까웠다.
M8 및 S8 겔의 형태학을 광학 및 전자 현미경법을 이용하여 특성화하였다. 식물성 오일(캐놀라유) 매트릭스 중 상기 겔화제의 겔에 대한 결과를 도 3에 제공하였다. 만니톨 유도체 M8의 겔은 매우 분지화된 섬유를 나타낸 반면(도 3a), 소르비톨 유도체 S8의 겔은 구형 집락과 함께 거의 판형(platelet) 구조를 드러냈다(도 3b). 모든 유기 용매 중에서 유사한 결과가 관찰되었다(보충 도 S3 참조). 톨루엔 중 M8 및 S8 겔의 SEM 이미지는 광학 현미경 결과와 일치한다. M8 겔의 SEM 이미지(도 3c)는, 섬유가 폭이 ?100 nm인 실제로 편평한 리본형임을 보여주며, 겔은 아마 이들 리본형의 얽힌 메쉬인 것 같다. 대조적으로, S8 겔은 집락 결정질 판으로 구성되어 있다(도 3d). M8의 리본형 형태학은 S8의 구형 형태학보다 겔화(용매의 포획)에 훨씬 더 도움이 되며, 이는 M8에 대한 더 낮은 MGC 및 더 높은 T겔을 설명해준다.
겔 구조를 상세히 밝히기 위해, X선 회절(XRD) 실험을 양쪽 겔화제 분말 뿐 아니라 해당 겔에 대해서도 수행하였다. M8 및 S8의 분말 형태는 층상 적층 패턴을 나타낸다. 즉, 1:2:3 등의 비의 후속 피크 사이의 브래그(Bragg) 간격을 갖는다(보충 도 S6 참조). 층상 구조의 주기성의 긴 d 간격은 M8 및 S8 각각에 대하여 2.96 nm 및 2.38 nm로 밝혀졌다. M8 및 S8의 겔에 대한 XRD 스펙트럼은 또한 1차 피크가 상기 d 간격에 가까움을 보여주며; M8 겔에 대해 이는 ?2.98 nm였고, S8 겔에 대해 이는 ?2.46 nm였다(유기 액체의 성질과는 독립적임). 겔 및 고상 겔화제에 대한 XRD 데이터의 유사성은, 분자가 양쪽 상태에서 유사한 방식으로 패킹됨을 시사한다. 이전 연구와 일치하게, 겔 내 상기 d 간격은 각각의 2층의 크기와 상호 관련되어 있다(도 4). 예컨대, 알킬 꼬리가 완전히 연장된 것으로 가정시, 최적 기하학 계산으로부터 추론된 단일 M8 분자의 길이는 1.97 nm이다. 꼬리-머리-머리-꼬리 방식으로 정렬된 이러한 2층의 분자는 꼬리가 플렉서블할 경우의 길이의 2배 미만인 두께를 가질 것이다. 이 결과는 2.98 nm의 관찰된 d 간격과 일치한다.
2층 내 양친매성 M8 분자의 정렬을 도 4에 도시하였다. 개별 분자로부터의 알킬 꼬리가 외측에 있는 반면, 즉 비극성 용매와 접촉되어 있는 반면, 친수성 당 머리는 2층의 내부를 형성한다. 즉, 2층 구조는 물과 비교하여 반전된다. 2층 형성을 담당하는 약한 비공유 상호 작용은 알킬 꼬리 사이의 반데르발스 상호 작용 뿐 아니라, 당 머리 기 사이의 수소 결합도 포함한다. 수소 결합 및 이에 따라 히드록실기는 용매를 포획할 수 있는 네트워크의 형성에서 구성적 역할을 하는 것으로 여겨진다. 냉각시 겔화된 후 M8 및 S8의 졸에 대해서 뿐 아니라 동일한 샘플에 대해서도 IR 스펙트럼을 얻었다. 졸 상태와 겔 상태 사이의 히드록실기에 해당하는 파수에서 관찰된 확실한 이동은, 수소 결합에서의 이들 기의 참여를 시사한다(도 S5, 보충 정보). 이 가정은 벤질리덴 착체 형성을 통한 히드록실기의 차단에 의해서도 확인되었다. M8의 벤질리덴 착체는 유기 액체를 겔화할 수 없었고, 오히려 이는 유기 액체에 용이하게 용해되었다. 재차, 이는 겔 형성에서의 수소 결합의 결정적인 중요성을 증명한다.
상 선택적 겔화(PSG)에 대한 M8 및 S8 겔화제의 능력, 특히 오일과 물의 비혼화성 혼합물로부터 오일상을 겔화시키는 이들의 능력을 연구하였다. 초기 실험에서, 제공된 겔화제 분말을 물과 혼합물의 비혼화성 혼합물(부피 기준으로 동량)에 첨가하고, 혼합물을 가열하여 겔화제를 용해시켰다. 그 다음, 혼합물을 약 10 분 동안 1,000 rpm에서 와류시키고, 침강시켰다. 우선 와류 후, 샘플은 유백색 외관을 나타내었는데, 이는 수중유 미세 분산액을 시사한다. 결국, 샘플은 2층으로 분리되었는데, 상층은 겔화된 오일이고 하층은 액상(비겔화) 물이었다. 오일:물 비와 관계없이 PSG를 나타내는 유사한 결과가 얻어졌다. 원유 분획(탄소 원자 n≥7인 알칸, 디젤, 펌프 오일) 및 식용 오일을 비롯한 다양한 용매를 상 선택적 방식으로 겔화시킬 수 있었다.
열을 수반하지 않는 다양한 방법을 시험하였다. 겔화제를 우선 물과 혼화성이 있는 용매에 용해시켰다. 그 다음, 겔화제-용매 용액을 실온에서 오일/물 혼합물 위에 주입 또는 분무하였다. 용매는 물에 혼화성이 있으면서 겔화제에 대해 높은 용해력을 가져야 한다. 다수의 용매를 시험하였고, 알콜(메탄올, 에탄올, 이소-프로판올, tert-부탄올), 디옥산 및 THF를 비롯한 이들 중 몇 가지는 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 추가의 연구를 위해 에탄올 또는 THF를 선택하였다. 용매 방법을 이용하는 PSG의 개략도를 도 5에 도시하였다. M8 및 S8 모두 이 방법에 의해 상 선택적 겔을 형성할 수 있었지만, M8을 사용하는 겔은 제공된 조건 하에서 더 강하였다. 즉, M8의 경우, 벌크 겔화에 필요한 MGC 뿐 아니라 제공된 오일의 PSG도 동일하였다. 대조적으로, 상 선택적 겔을 형성하기 위한 S8의 MGC는 동일한 용매 중에서 벌크 겔을 형성하는 데에 필요한 것보다 훨씬 높았다.
톨루엔, 디젤, 식용유(cooked oil) 및 광유와 같은 다양한 유기 용매를 사용하여, M8을 사용하는 상 선택적 겔화 및 THF를 사용하는 용매 방법을 증명하였다. 오일상 중 겔 형성은 수성 환경의 성질에 의해, 예컨대 물이 산성 또는 염기성인지, NaCl 또는 CaCl2로 포화되었는지, 또는 물이 소량의 비누 또는 세제를 함유하는지 여부에 의해 영향을 받지 않는다. 용매 방법을 통해 전달되는 M8의 농도에 따라, 가변 강도를 갖는 겔이 얻어졌다. 디젤 중 5 중량% M8에 해당하는 농도에 대해, 겔화된 오일은 용기 또는 바이알의 반전시에도 그 자체의 중량 뿐 아니라 물 층의 중량을 견디기에 충분한 항복 응력을 가졌다. 겔화된 오일층에 대한 레올로지 연구(데이터 미제시)는 동일한 농도에서 벌크 겔에 대해 유사한 값의 겔 모듈러스 G' 및 항복 응력을 갖는 유사한 데이터(도 2)를 제공하였다. 주위 조건 하에서의 상 선택적 겔화 방법은 다양한 유기 액체에 대해 그리고 상이한 환경에서도 매우 잘 적용되었다.
추가의 고려 사항은 겔화된 물질로부터의 오일의 회수 능력 및 또한 겔화제 자체의 회수 및 재사용 능력이다. 도 5에 도시된 바와 같이 M8을 사용하여 디젤의 PSG를 수반하여 실험을 실시하였다. 8 ml 분취량의 M8-THF 용액을 첨가한 디젤-물 혼합물 (20:40 ml, 도 6a)을 제조하였다(이에 의해 디젤 부피를 기준으로 5 중량%인 1 g의 M8을 전달함). 디젤층은 2 시간 이내에 상당히 고화되었다(도 6b). 24 시간 후, 용기의 반전시에도 겔은 40 ml의 물의 중량을 견디기에 충분히 강하였다(도 6c). 다음에, 하부 물층을 용기로부터 주입하여 빼내고, 겔을 진공 하에서 125℃로 점차 가열하였다. 겔은 천천히 졸로 변형되었고, 그 다음 디젤이 증류되어 나왔다. 디젤의 약 80%(도 6d)를 이 공정에 의해 회수할 수 있었다. 용기 내 잔류물을 박층 크로마토그래피(TLC)에 의해 특성화하였고, 이는 대부분 소량의 디젤 및 분해된 생성물을 포함하는 M8 겔화제인 것으로 밝혀졌다. 이 잔류물은 재차 10 ml의 디젤을 선택적으로 겔화할 수 있었고, 이는 겔화제의 재사용성을 시사한다.
디젤 회수에 대한 진공 증류의 대안은 효소 매개 겔 분해이다. 가수분해 효소(리폴라아제 100L, Type EX, 리파아제 단위 100 KLU/g)를 사용하여 M8 중 지방산 부분과 만니톨 단위 사이의 에스테르 결합을 분할하였다. 결과로서, 겔화제 분자 사이의 비공유 결합이 깨졌고, 겔이 디젤로 다시 액화되었다. 겔화제는 추가의 사용에 이용 가능하지 않지만, 효소 매개 분해의 하나의 이점은 이를 실온에서 달성할 수 있다는 것이다.
결론적으로, 위치 선택적 효소 에스테르 교환 방법을 이용하여 단쇄 양친매성 열린 사슬 당 유기 겔화제를 성공적으로 합성하였다. 당 겔화제를 사용하여 제조한 유기 겔을 특성화하였고, 겔화제는 겔 중에서 층상 형태로 자기 조립한다고 가정하였다. 또한, 유기 겔화제는 원유 분획을 비롯한 유기 액체의 다양한 배열에서 효율적인 PSG를 나타냈다. 또한, 실온에서 겔화를 유도하기 위해, 새로운 방법을 구성하였다. 석유 유출물 회수에서의 및 이에 따른 환경 세정에 대한 열린 사슬 당 겔화제의 상 선택적 겔화 및 새로운 방법의 적용이 증명되었다. 진공 증류 또는 효소 매개 겔 분해 공정에 의한, M8 유도체를 사용하는 디젤-물 혼합물로부터의 디젤의 선택적 겔화 및 겔로부터의 디젤의 회수가 증명되었다. 석유 유출물 회수에서의 겔화제의 재이용능도 증명되었다.
하기 논문을 그 전체를 참고로 인용한다: Jadhav, Swapnil, et al. "Sugar-Derived Phase-Selective Molecular Gelators as Model Solidifiers for Oil Spills" Angewandte Chemie International Edition, 2010, http://dx.doi.org/10.1002/anie.201002095에서 온라인 입수 가능.
실시예
실시예 1
열린 사슬 당의 위치 선택적 에스테르화를 위한 효소 접촉 방법. 무수 아세톤(40 ml) 중 만니톨(0.546 g, 3 mmol), 비닐 에스테르(9 mmol; 부티르산비닐, 카프릴산비닐 및 미리스트산비닐) 및 활성화 분자체(10 g)의 혼합물에 노보자임 435(0.35 g)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 48 시간 동안 45℃에서 배양 진탕기에서 200 rpm에서 진탕하였다. 반응 혼합물에 대해 TLC에 의해 반응의 완료를 분석하고, 반응 혼합물을 여과하고 농축하였다. 얻어진 미정제 생성물을 용리제로서 클로로포름:메탄올(9:1)을 사용하는 실리카 겔 플래쉬 크로마토그래피에 의해 정제하여 순수 생성물을 백색 고체로서 얻었다. 모든 반응에 대해 수율은 70% 이상이었다. 열린 사슬 당이 소르비톨일 경우, 유사한 결과가 얻어졌다.
실시예 2
MG에 대한 겔화 방법. 통상적으로, 겔화제(5 mg)를 100 ㎕의 필요한 유기 액체를 담은 2 ml 섬광 바이알에 첨가하였다. 바이알을 가열하고, 고체가 완전히 용해될 때까지 진탕하였다. 생성된 균질 용액을 방해받지 않게 하여 실온으로 냉각시켰다. 섬광 바이알을 반전시켰을 때 중력 흐름이 관찰되지 않을 경우 겔 상태가 달성되었다고 한다. 유기 액체 겔화제의 최대량을 측정하기 위해, 중력 흐름이 관찰될 때까지 유기 액체의 양을 50 ㎕씩 증가시켰다. 겔화제 대 유기 액체 농도의 비를 부피에 대해 중량%로 기재하였고, 특정 유기 액체에 대한 겔화제의 최소 겔화 농도(MGC)로서 기재하였다.
실시예 3
겔 융점(T 겔 ). 통상적인 "반전 관 방법"에 의해 겔 융점을 측정하였다. 2 ml 섬광 바이알에, 필요한 유기 액체에 0.5 중량% 겔화제를 용해시키고 밀착 나사 마개로 폐쇄하여 겔을 제조하였다. 바이알을 오일 배스에 뒤집어서 침지시키고, 천천히 가열하였다. 점성 겔이 용융한 온도를 T겔로서 기록하였다.
실시예 4
광학 현미경 연구. 작은 분율의 겔을 담은 표준 유리 슬라이드를 Leica DM LB2 현미경 스테이지에 장착하고, C-Span 10x PH1 위상차 대물 렌즈로 관찰하였다.
실시예 5
겔 구조의 형태학 연구(SEM). 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 상이한 확대도에서 Zeiss DSM 940 열이온 전자 현미경 상에 기록하였다. 주위 조건 하에서 건조시켜 제조한 샘플로부터 겔의 형태학을 연구하였다. 스퍼터 코우터를 사용하여 SEM 분석 전에 겔 샘플 상에 금을 코팅하였다.
실시예 6
자외선(IR) 분광학. 액체 샘플을 NaCl 판 사이에 끼운 상태로, ATR 모드의 Nicolet 380 FT-IR 분광 광도계를 사용하여 겔의 IR 분광학 분석을 수행하였다.
실시예 7
X선 회절 연구. 적은 분율의 겔 샘플을 샘플 홀더에 옮기고, 즉시 반사율을 측정하였다. MPD PW 3040/60 발생기 S/N DY 2974 및 단색 Cu-Co 방사선(45 kV, 40 A)을 구비한 PANalytical X'Pert PRO 상에서 XRD를 측정하였다.
실시예 8
통상적인 방법을 통한 상 선택적 겔화(PSG). 일반적으로 필요한 유기 액체(300-700 ㎕)를 4 ml 섬광 바이알에 취하고 여기에 물(700-300 ㎕)을 첨가하였다. 2상 혼합물에 겔화제(1-1.5xMGC)를 첨가하였다. 전체 혼합물을 가열하고(이에 따라 유기 액체에 겔화제를 용해시킴), 와류시켰다(이에 따라 2상을 균일하게 분산시킴). 그 다음, 바이알을 방치하고, 실온으로 냉각시켰다. 바이알 반전시 중력 흐름이 관찰되지 않을 때, 유기 액체의 겔 상태가 확인되었다.
실시예 9
분취량 방법을 통한 상 선택적 겔화(PSG). 통상적으로, 적절한 용매(이 용도에 대해 THF를 사용함) 중에서 분취량의 겔화제를 제조하였다. 섬광 바이알에서, 필요한 유기 액체(300-700 ㎕) 및 물 (700-300 ㎕)의 2상 혼합물을 취하였다. 1-1.5xMGC 농도를 전달할 수 있는 제조된 분취량을 계면에서 주입하여 방치하였다. 재차, 바이알 반전시 중력 흐름이 관찰되지 않을 때, 유기 액체의 겔 상태가 확인되었다.
실시예 10
친수성 약학적 활성 성분의 캡슐화
10 mg의 카페인을 90℃에서 1 g의 캐놀라유 및 0.015 g의 만니톨옥타노에이트와 혼합하였다. 냉각시, 용액이 점증되거나 겔화되어, 캐놀라유가 카페인을 캡슐화하였다. 양친매성 에스테르가 소르비톨옥타노에이트일 때도 유사한 결과가 얻어졌다.
실시예 11
친지성 약학적 활성 성분의 캡슐화
2 g의 쿠마린을 75℃에서 20 g의 트리글리세리드 및 0.5 g의 만니톨옥타노에이트와 혼합하였다. 냉각시, 용액이 점증되거나 겔화되어, 트리글리세리드가 쿠마린을 캡슐화하였다. 양친매성 에스테르가 소르비톨옥타노에이트일 때도 유사한 결과가 얻어졌다.
실시예 12
수송을 촉진하기 위한 원유의 겔화
1 kg의 원유를 주위 온도에서 0.03 kg의 만니톨옥타노에이트와 혼합하였다. 만니톨옥타노에이트를 첨가하자 액상 원유가 겔을 형성하였다. 겔화된 원유를 트럭으로 수송하였다. 원유의 겔화에 의해 유출이 방지되었다. 열린 사슬 당이 소르비톨일 때도 유사한 결과가 얻어졌다.
실시예 13
미세 에멀션의 형성
10 mg의 만니톨옥타노에이트를 1 ml의 캐놀라유 및 3 ml의 물(pH = 7-8)의 혼합물과 혼합하였다. 혼합물을 초음파 처리하고, 적당 시간 동안 와류시켜 반투명 미세 에멀션을 얻었다. 열린 사슬 당이 소르비톨일 때도 유사한 결과가 얻어졌다.

Claims (80)

  1. 소수성 액체를 유효량의, 화학식 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 것을 포함하는, 소수성 액체의 증점 방법으로서,
    상기 식 중, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타내고;
    R1은 독립적으로 최소 2개, 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타내며;
    m은 1 또는 2인 방법.
  2. 제1항에 있어서, RO는 단당류의 당알콜의 부분을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, RO는 6개 탄소의 당알콜의 부분을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 당알콜은 만니톨 또는 소르비톨인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, RO는 이당류의 부분을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 알킬기는 포화되고 비분지쇄형인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, m은 2인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, R1은 7개의 탄소 원자를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제4항에 있어서, R1은 7개의 탄소 원자를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 소수성 액체는 지방산 또는 글리세리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 소수성 액체는 식물성 오일, 어유, 곤충 페로몬 또는 에센셜 오일로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 소수성 액체는 식물성 오일인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 약 20℃ 내지 약 150℃의 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 소수성 액체는 원유인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 주위 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 소수성 액상과 수상의 혼합물로부터 소수성 액상을 분리하는 방법으로서,
    (a) 소수성 액상을 유효량의, 화학식 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계로서,
    상기 식 중, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타내고;
    R1은 독립적으로 최소 2개, 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타내며;
    m은 1 또는 2이고;
    상기 양친매성 에스테르는 소수성 액상을 선택적으로 겔화시키는 단계; 및
    (b) 겔화된 소수성 액상을 수상으로부터 분리하는 단계
    를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 양친매성 에스테르를 소수성 액상과 수상의 계면에서 소수성 액상과 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 양친매성 에스테르를 물과 혼화성이 있는 용매에 용해시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 용매는 메틸 알콜, 에틸 알콜, 프로필 알콜, 이소-프로필 알콜, tert-부틸 알콜, 디옥산, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸 설폭시드(DMSO), 아세톤, 테트라히드로푸란(THF) 및 아세토니트릴로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 용매는 메틸 에틸 케톤인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제17항에 있어서, 양친매성 에스테르는 분배 계수 P의 값이 300-1 이상인 용매에 용해시키며, 여기서
    P = 소수성 액상에서의 용해도(v/v)/수상에서의 용해도(v/v)인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제1 원유상(crude oil phase)과 수상의 제1 혼합물로부터 원유 및 물을 분리하는 방법으로서,
    (a) 제1 혼합물을 유효량의, 화학식 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계로서,
    상기 식 중, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타내고;
    R1은 독립적으로 최소 2개, 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타내며;
    m은 1 또는 2이고;
    상기 양친매성 에스테르는 제1 원유상을 선택적으로 겔화시키는 단계; 및
    (b) 겔화된 제1 원유상을 수상으로부터 분리하는 단계
    를 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 양친매성 에스테르는 제1 원유상과 수상의 계면에서 제1 혼합물에 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 양친매성 에스테르는 물과 혼화성이 있는 용매에 용해시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 용매는 메틸 알콜, 에틸 알콜, 프로필 알콜, 이소-프로필 알콜, tert-부틸 알콜, 디옥산, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸 설폭시드(DMSO), 아세톤, 테트라히드로푸란(THF) 및 아세토니트릴로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제22항에 있어서, 양친매성 에스테르는 주위 온도에서 제1 혼합물에 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제24항에 있어서, 용매 중 양친매성 에스테르의 농도는 포화도 50% 내지 포화도 100%인 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제22항에 있어서, 수상은 산성 또는 알칼리성이거나; 또는 염 또는 세제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제22항에 있어서, 수상은 해수인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제22항에 있어서, 수상은 강물인 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제22항에 있어서, 증류에 의해 부분 (b)로부터의 분리 겔화된 제1 원유상으로부터 양친매성 에스테르 및 원유를 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 겔화된 제1 원유상으로부터 원유를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제31항에 있어서, 겔화된 제1 원유상으로부터 양친매성 에스테르를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    (c) 제2 원유상과 수상의 혼합물을 유효량의, 증류에 의해 겔화된 제1 원유상으로부터 회수된 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계로서, 상기 회수된 양친매성 에스테르는 제2 원유상을 선택적으로 겔화시키는 단계; 및
    (d) 제2의 겔화된 원유상을 수상으로부터 분리하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제22항에 있어서, 효소 매개 겔 분해에 의해 부분 (b)로부터의 분리 겔화된 제1 원유상으로부터 원유를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 효소 매개 겔 분해에 사용되는 효소는 가수분해 효소인 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제35항에 있어서, 효소 매개 겔 분해는 주위 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 글리세리드를 유효량의, 화학식 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 것을 포함하는, 액체 글리세리드의 구조화 방법으로서,
    상기 식 중, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타내고;
    R1은 독립적으로 최소 2개, 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타내며;
    m은 1 또는 2인 방법.
  39. 제38항에 있어서, 액체 글리세리드는 식물성 오일인 것을 특징으로 액체 글리세리드의 구조화 방법.
  40. 제38항에 있어서, 약 20℃ 내지 약 150℃의 온도에서 실시하는 것을 특징으로 액체 글리세리드의 구조화 방법.
  41. 1 이상의 약학적 활성 성분 및 소수성 액체를 유효량의, 화학식 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 것을 포함하는, 1 이상의 약학적 활성 성분의 캡슐화 방법으로서,
    상기 식 중, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타내고;
    R1은 독립적으로 최소 2개, 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타내며;
    m은 1 또는 2인 방법.
  42. 제41항에 있어서, 당알콜은 만니톨 또는 소르비톨인 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제41항에 있어서, R1은 7개의 탄소 원자를 갖는 비분지쇄형 포화 알킬인 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제41항에 있어서, 소수성 액체는 지방산 또는 글리세리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제41항에 있어서, 소수성 액체는 식물성 오일, 어유, 곤충 페로몬 또는 에센셜 오일로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 소수성 액체는 식물성 오일인 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 약 20℃ 내지 약 150℃의 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제41항에 있어서, m은 2인 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제47항에 있어서, 주위 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 미세 에멀션이 형성될 때까지, 수상, 오일 성분 및 화학식 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르를 혼합하는 것을 포함하는, 수중유 에멀션의 제조 방법으로서,
    상기 오일 성분은 소수성 액체를 포함하고;
    상기 식 중, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타내고;
    R1은 독립적으로 최소 2개, 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타내며;
    m은 1 또는 2인 방법.
  51. 제50항에 있어서, 당알콜은 만니톨 또는 소르비톨인 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제50항에 있어서, R1은 7개의 탄소 원자를 갖는 포화, 비분지쇄형 알킬을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제50항에 있어서, 소수성 액체는 지방산 또는 글리세리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제50항에 있어서, 소수성 액체는 식물성 오일, 어유, 곤충 페로몬 또는 에센셜 오일로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제54항에 있어서, 소수성 액체는 식물성 오일인 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 제55항에 있어서, 약 20℃ 내지 약 150℃의 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제50항에 있어서, m은 2인 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 제56항에 있어서, 주위 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 연료 또는 원유 분획을 유효량의, 화학식 RO[C(O)R1]m의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 단계로서,
    상기 식 중, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타내고;
    R1은 독립적으로 최소 2개, 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타내며;
    m은 1 또는 2인 단계; 및
    겔화된 연료 또는 원유 분획을 수송하는 단계
    를 포함하는, 연료 또는 원유 분획의 수송 방법.
  60. 제59항에 있어서, 당알콜은 만니톨 또는 소르비톨인 것을 특징으로 하는 방법.
  61. 제59항에 있어서, R1은 7개의 탄소 원자를 갖는 포화, 비분지쇄형 알킬을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  62. 제59항에 있어서, 약 20℃ 내지 약 150℃의 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  63. 제59항에 있어서, m은 2인 것을 특징으로 하는 방법.
  64. 제62항에 있어서, 주위 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  65. 제59항에 있어서, 겔화된 연료 또는 원유 분획은 보트, 열차 또는 트럭에 의해 운송하는 것을 특징으로 방법.
  66. 소수성 액체를 유효량의, 화학식 RO[C(O)R1]2의 양친매성 에스테르와 접촉시키는 것을 포함하는, 소수성 액체의 증점 방법으로서,
    상기 식 중, RO-는 당알콜, 단당류 또는 이당류의 부분을 나타내고;
    R1은 독립적으로 최소 2개, 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 또는 비분지쇄형, 포화 또는 불포화 알킬기를 나타내는 방법.
  67. 제66항에 있어서, RO는 단당류의 당알콜의 부분을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  68. 제67항에 있어서, RO는 6개 탄소의 당알콜의 부분을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  69. 제68항에 있어서, 당알콜은 만니톨 또는 소르비톨인 것을 특징으로 하는 방법.
  70. 제66항에 있어서, RO는 이당류의 부분을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  71. 제66항에 있어서, 알킬기는 포화되고 비분지쇄형인 것을 특징으로 하는 방법.
  72. 제66항에 있어서, m은 2인 것을 특징으로 하는 방법.
  73. 제66항에 있어서, R1은 7개의 탄소 원자를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  74. 제69항에 있어서, R1은 7개의 탄소 원자를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  75. 제66항에 있어서, 소수성 액체는 지방산 또는 글리세리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  76. 제66항에 있어서, 소수성 액체는 식물성 오일, 어유, 곤충 페로몬 또는 에센셜 오일로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  77. 제76항에 있어서, 소수성 액체는 식물성 오일인 것을 특징으로 하는 방법.
  78. 제75항에 있어서, 약 20℃ 내지 약 150℃의 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  79. 제66항에 있어서, 소수성 액체는 원유인 것을 특징으로 하는 방법.
  80. 제79항에 있어서, 주위 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103224778B (zh) * 2013-05-10 2016-06-15 北京爱普聚合科技有限公司 一种液态化聚合物压裂液增稠剂及其制备方法
JP6386815B2 (ja) * 2014-06-27 2018-09-05 川研ファインケミカル株式会社 マルチトール混合脂肪酸エステルからなる油ゲル化剤
CN104449598B (zh) * 2014-10-29 2017-02-15 成都得道实业有限公司 一种油基钻井液用增粘乳化剂及其制备方法
CN104803850A (zh) * 2015-04-29 2015-07-29 天津大学 一种酯类糖基相选择性亲油凝胶因子及其制备方法以及在油品胶凝中的应用
WO2016193990A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 Hindustan Petroleum Corporation Ltd. Molecular gelators for containing oil spillage
EP3285899A1 (en) * 2015-11-30 2018-02-28 Hindustan Petroleum Corporation Limited Process for separating a hydrophibic material from a mixture of hydrophobic and hydrophilic material
US10851273B2 (en) * 2016-02-12 2020-12-01 Hindustan Petroleum Corporation Ltd. Molecular gelators and uses thereof
CN105694835B (zh) * 2016-03-29 2018-08-21 陕西友邦石油工程技术有限公司 一种复合型暂堵剂及其使用方法
CN106117233B (zh) * 2016-06-23 2017-06-30 郑州轻工业学院 山梨醇双缩醛类相选择性超分子凝胶因子及其制备方法和应用
WO2019232629A1 (en) 2018-06-05 2019-12-12 B.C. Research Inc. Products and methods for the treatment of mixtures of water and hydrophobic liquids
JP2021529811A (ja) 2018-07-11 2021-11-04 クレキシオ バイオサイエンシーズ エルティーディー． 局所用デトミジン製剤
WO2020222192A1 (en) 2019-05-01 2020-11-05 Clexio Biosciences Ltd. Methods of treating pruritus
MX2021012824A (es) 2019-05-01 2022-10-19 Clexio Biosciences Ltd Métodos para tratar el prurito.

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3649647A (en) 1968-09-21 1972-03-14 Okamura Oil Mill Ltd Mixed sugar alcohol esters of higher and lower saturated fatty acids
US3861466A (en) * 1974-01-02 1975-01-21 Exxon Production Research Co Oil recovery process utilizing aqueous solution of a mixture of alkyl xylene sulfonates
CA1061163A (en) 1974-11-22 1979-08-28 Ryuzo Nakatsuka Protein-starch binary molding composition and shaped articles obtained therefrom
JPS5624478A (en) * 1979-08-06 1981-03-09 Nippon Saafuakutanto Kogyo Kk Thickening and gelatinizing agent
JPS5624477A (en) * 1979-08-06 1981-03-09 Nippon Saafuakutanto Kogyo Kk Thickening and gelatinizing agent composition
US4432881A (en) * 1981-02-06 1984-02-21 The Dow Chemical Company Water-dispersible hydrophobic thickening agent
US6632952B1 (en) * 1984-01-18 2003-10-14 Carrie Lee Mahoney Agricultural oil processing using potassium hydroxide
NZ257473A (en) * 1992-10-30 1997-03-24 Procter & Gamble Non-digestible fat substitute or thickened digestible oil comprising a non-digestible solid particles of polyester polyol, some of the ester groups of which are formed from c20-26 fatty acids
JPH09328673A (ja) * 1996-06-07 1997-12-22 Nonogawa Shoji Kk 増粘ゲル化剤組成物
ES2114506B1 (es) 1996-10-04 1999-02-01 Consejo Superior Investigacion Procedimiento de preparacion selectiva de derivados de monosacaridos y polioles parcialmente acilados.
US5981464A (en) 1998-01-26 1999-11-09 Lever Brothers Company, Division Of Conopco, Inc. Adjuvant composition
JP4047961B2 (ja) * 1998-02-04 2008-02-13 太陽化学株式会社 油脂固化剤
DE19805918A1 (de) 1998-02-13 1999-08-19 Beiersdorf Ag Lipidreduzierte Zubereitungen
MXPA02003251A (es) * 1999-10-01 2002-09-30 Procter & Gamble Articulo absorbente que tiene hoja de barrera contra la migracion de la composicion de cuidado para la piel.
JP2001299890A (ja) * 2000-04-18 2001-10-30 Mitsubishi-Kagaku Foods Corp テルペン類を含有する透明ゲル状組成物
AU3970702A (en) * 2000-11-02 2002-05-27 Lubrizol Corp Thickened water in oil emulsion composition
AU2004291053A1 (en) * 2003-11-13 2005-06-02 E-L Management Corp. Transparent oil gelling system
CN1240806C (zh) * 2004-06-02 2006-02-08 刘玉勤 一种凝油化学助采剂及应用
US20080219935A1 (en) * 2005-07-08 2008-09-11 Sang-Hoon Kwak Phase Transitive Breath Care Products

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