專利名稱：：抗氧化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及含有含氫陰離子無機粉體的抗氧化劑。
背景技術(shù)：
：已知含有氫陰離子的無機化合物(12CaO.7Al203化合物、12SrO7八1203化合物、或用12((l-x)CaO.xSrO).7A1203(0<x<l)組成表示的12CaO.7A1203和12SrO.7A1203的混晶化合物)(專利文獻(xiàn)1:WO2003/089373號公報)。已知這些化合物在室溫大氣中可表現(xiàn)出經(jīng)過光照射后由絕緣體持續(xù)轉(zhuǎn)化為電導(dǎo)體的功能。但是，尚不知道這些化合物具有優(yōu)異的抗氧化效果。在生物體內(nèi)，抗氧化作用在用于健康維持方面發(fā)揮著重要的功能。通常的抗氧化劑(自由基清除劑)向自由基提供一個電子使不對稱電子穩(wěn)定成對。在這種情況下，雖然抗氧化劑本身變成自由基，但該自由基通常是穩(wěn)定的，并通過各種途徑可轉(zhuǎn)化為非自由基類。具有苯酚骨架、硫醇基的化合物通常具有抗氧化活性?？寡趸瘎┍挥米魇称?、油脂等的氧化防止劑，進(jìn)而被應(yīng)用于醫(yī)藥品中。作為天然存在的抗氧化劑有生育酚(維生素E)、芝麻素酚(存在于胡麻油中)、白藜盧醇(存在于紅葡萄酒中)、兒茶素(存在于茶葉中)等。此外，作為對應(yīng)氧化作用的防御劑已使用了抗氧化劑，在涂料、油脂、食品、塑料等中作為添加劑而利用。專利文獻(xiàn)1WO2003/089373號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2004-26608號公報專利文獻(xiàn)3日本專利第3533648號
發(fā)明內(nèi)容提供新型抗氧化劑。提供將含有氫陰離子的無機化合物(12CaO7A1203化合物、12SrO-7A1203化合物、或12CaO.7A1203和12SrO7A1203的混晶化合物)的粉體作為有效成分的抗氧化劑及其應(yīng)用。本申請發(fā)明的主要構(gòu)成如下所述。(1)抗氧化劑，其將含有l(wèi)xl018cm-3以上濃度的氫陰離子(H-)的12CaO.7A1203化合物及/或12SrO.7A1203化合物及這些化合物的混晶作為有效成分。(2)皮膚外用劑，其含有(1)所述的抗氧化劑。(3)化妝料，其含有(1)所述的抗氧化劑。(4)美白劑，其含有(1)所述的抗氧化劑。(5)塑料添加用抗氧化劑，其含有(1)所述的抗氧化劑。(6)涂料添加用抗氧化劑，其含有(1)所述的抗氧化劑。可提供新型抗氧化劑。本發(fā)明的含有氫陰離子的無機化合物粉體作為抗氧化劑發(fā)揮優(yōu)異功能?？勺鳛樗芰?、涂料、化妝料、油脂等的抗氧化劑使用。圖1表示通過IR及SIMS法對氫陰離子量進(jìn)行定量的結(jié)果。圖2表示測定純水溶劑的試樣溶液ESR圖譜的結(jié)果。圖3表示實施例3試樣A-2A-4的自由基清除能力。圖4表示實施例3試樣B-2B-4的自由基清除能力。圖5表示實施例4使用溶劑C的試樣C-2C-4的自由基清除能圖6表示實施例4使用溶劑D的試樣D-2D-4的自由基清除能力。圖7表示實施例IO通過使用試樣B的ESR法測定的來自光照射二氧化鈦的羥基自由基的清除能力。具體實施例方式在本發(fā)明中作為起始物質(zhì)，可以為純12CaO7A1203化合物(以下有時記為C12A7)，只要在處理過程中不破壞C12A7特有的鈣鋁石(Mayenite)型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，也可以為鈣和鋁的一部分或全部被其它元素置換的具有與C12A7化合物同等結(jié)晶結(jié)構(gòu)的混晶、固溶體(以下將這些物質(zhì)略稱為同等物質(zhì))。作為具有與C12A7化合物同等結(jié)晶結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，現(xiàn)在已知有12SrO.7A1203，Ca和Sr的混合比可自由改變。艮卩也可以為12CaO.7A1203和12SrO.7A1203的混晶化合物。此外，初期包合的陰離子的種類、數(shù)量，對氫陰離子的導(dǎo)入效果不產(chǎn)生大的影響。進(jìn)而形態(tài)可以為粉末、膜、多晶體、單晶中的任一種。作為起始物質(zhì)的C12A7，通過使用含有鈣(Ca)和鋁(Al)的原子當(dāng)量比為12:14比例的原料，在燒結(jié)溫度120(TC以上且低于1415"C下進(jìn)行固相反應(yīng)而合成。代表性原料為碳酸鈣和氧化鋁的混合物?？蓪⒐滔喾磻?yīng)中得到的C12A7燒結(jié)體作為前體，通過區(qū)熔法(FZ法)獲得單晶。C12A7單晶的培養(yǎng)，通過將紅外線聚光在棒狀陶瓷前體上，同時提拉前體棒，使熔區(qū)移動，在熔區(qū)一凝固部的界面上使單晶連續(xù)生長。本發(fā)明者在專利文獻(xiàn)3(日本專利第3533648號)中公開了含有高濃度活性氧類的C12A7化合物單晶和無氣泡的C12A7單晶的制造方法。將起始物質(zhì)C12A7及同等物質(zhì)在含氫1000ppm以上的環(huán)境中，優(yōu)選在不含氧、水分的含氫20容積°/。以上的環(huán)境氣流中，在80(TC以上、優(yōu)選IOO(TC以上且低于1350°C,更優(yōu)選在約130(TC的溫度下，根據(jù)起始物質(zhì)的形態(tài)，保持?jǐn)?shù)分鐘至數(shù)小時后進(jìn)行冷卻。為了獲得含氫環(huán)境，可在如石英玻璃、鉅這樣的可耐高溫?zé)崽幚淼牟牧现瞥傻娜萜髦刑畛錃洌瑢⑵鹗嘉镔|(zhì)封入其中。此時，也可將通過化學(xué)反應(yīng)可生成氫的物質(zhì)一同封入其中，以代替填充氫氣。純C12A7在含氫環(huán)境中，加熱至135(TC以上時發(fā)生熔解，失去結(jié)晶結(jié)構(gòu)。實施熱處理的環(huán)境中的氫濃度為1000ppm以下時，導(dǎo)入C12A7及同等物質(zhì)中的氫陰離子的量為lxl018cm-3以下，難于獲得優(yōu)異的抗氧化作用。此外，熱處理溫度越低時，導(dǎo)入C12A7及同等物質(zhì)中的氫離子越易置換為羥基離子(OH-)，低于80(TC時，因為氫陰離子的量低于lxl018cm-3，所以同樣難于獲得優(yōu)異的抗氧化功能。冷卻速度，可以為電爐的通常自然放冷，但最好為急速冷卻，熱處理溫度低時通過急速冷卻可使氫陰離子的量變?yōu)閘xl018cm-3以上。經(jīng)過以上高溫處理的該物質(zhì)，如果純C12A7是原料則為無色透明，如果是粉末則呈白色。利用氫氣還原的條件強時，在籠形結(jié)構(gòu)的一部分導(dǎo)入電子，呈淡綠色。此時，通過在30(TC至45(TC之間的溫度下保持10分鐘左右，在不減少氫陰離子的量的情況下，可使電子消失，形成透明或白色狀態(tài)。含有氫陰離子或?qū)肓藲潢庪x子的狀態(tài)，是指將氫陰離子包合在C12A7結(jié)晶的籠形結(jié)構(gòu)空間內(nèi)。已知C12A7結(jié)晶的單位晶格的晶格常數(shù)約為L2nm，用[Ca24A128064]4+的組成表示。通過氫陰離子的導(dǎo)入來全部補償每單位晶格的4個正電荷時，C12A7結(jié)晶內(nèi)含有的氫陰離子的數(shù)量，預(yù)測每1立方厘米最多為2.3"021個。含有氫陰離子的無機粉體作為抗氧化劑發(fā)揮優(yōu)異的功能?？勺鳛樗芰?、涂料或化妝料、醫(yī)藥、油脂等的抗氧化劑使用。實施例實施例1將通過區(qū)熔法(FZ)制作的C12A7單晶加工成厚度300)im的鏡面被研磨的板。將其在氧中在135(TC熱處理6小時(試樣A)。接著在20%容積氫一80%容積氮的混合氣體氣流中在130(TC保持2小時后，在相同環(huán)境中快速冷卻，在C12A7結(jié)晶中導(dǎo)入氫陰離子(試樣B)。接著，在空氣中升溫至80(TC后進(jìn)行冷卻，或?qū)潢庪x子除去或使其變?yōu)榱u基(OH-)(試樣C)。利用3560cm-l處紅外吸收的強度求出各試樣中的羥基濃度。此外，通過二次離子質(zhì)譜法(SIMS)對各試樣中含有的氫的總量濃度進(jìn)行定量。在試樣A、C中，氫幾乎全部作為質(zhì)子形成了羥基。在試樣B中，氫除質(zhì)子外還作為氫陰離子而存在。利用試樣A、C的紅外吸收和SIMS的定量值制作質(zhì)子濃度的校正曲線，由此可推測出試樣B中的氫陰離子的濃度。該計算方法如第1圖所示。成為試樣B中氫陰離子的氫濃度推測為2xl020cm-3。參照圖5，對密度約80%的C12A7燒結(jié)體進(jìn)行與試樣B相同條件的熱處理，導(dǎo)入氫陰離子。因為是與試樣B相同的條件，所以氫陰離子濃度推測為2xl020cm-3。對該燒結(jié)體實施以乙醇為分散介質(zhì)、氧化鋁球為粉碎介質(zhì)的行星式球磨，制成粉體。粉體的比表面積通過BET法推測為約2m2/g。實施例2DPPH自由基清除能力測定(1)DPPH溶液的制備使DPPH(l.l-二苯基苦基苯肼(U，-diphenyl-2-picrylhydrazyl)，和光純藥工業(yè)制)溶解于100%乙醇中，制備0.00394w/v。/。溶液。(2)試樣溶液的制備以純水作溶劑，制備實施例1中制備的試樣B的0.1w/v。/。分散液。用超聲波超聲處理5分鐘將凝集物粉碎后，用攪拌器攪拌約1小時。因為粉體在純水中容易沉降，所以在與DPPH溶液即將混合之前還要用攪拌器攪拌。使用純水作為純水溶劑的試樣溶液的對照。(裝置ESR-JES-TE200:JEOL)共振頻率9.43GHz，輸出4.0mW，磁場調(diào)制100kHz，觀測磁場338.5土5mT，測定時間1min，調(diào)制幅度0.1mT，增幅率500(DPPHradical及脂質(zhì)過氧化能測定時)，應(yīng)答時間0.03sec。在平板讀取器用平板內(nèi)將DPPH溶液100y1和純水溶劑的試樣溶液(以0.1w/v。/。為基準(zhǔn)，分別稀釋1/2、1/4、1/10)100iU混合，與自由基反應(yīng)大約2分鐘后，測定ESR圖譜。測定結(jié)果如圖2所示。純水溶劑的試樣溶液對照中(純水)觀察到自由基存在所特有的圖譜?；旌?.1w/W/。試樣B分散液后，峰消失，可確認(rèn)清除了自由基。對于用純水將0.1w/vM粉體分散液稀釋為0.01w/v。/o(l/10稀釋)、0.025w/v%(l/4稀釋)、0.05w/v%(l/2稀釋)的溶液也進(jìn)行同樣的測定時，確認(rèn)自由基清除能力有粉體濃度依賴性。利用下式求出自由基清除能力。(式1)自由基清除能力(％)二(1-P/a)X100在此，^=試樣B分散液+DPPH溶液的ESR圖譜的峰高a二對照(純水)+DPPH溶液的ESR圖譜的峰高⑨結(jié)果0.05w/v%、0.025w/v%、0.01w/vQ/。濃度的試樣B分散液的自由基清除能力為83%、43%、8%。表明自由基清除能力具有線性濃度依賴性。此外確認(rèn)IC50為0.021w/v%。根據(jù)該結(jié)果可確認(rèn)試樣B的抗氧化能(DPPH自由基清除能力)。實施例3關(guān)于脂質(zhì)的氧化抑制效果(利用ESR的角鯊烯、油酸的抗氧化能評價)(1)溶劑使用角鯊烯(岸本特殊肝油制純度99.5%不含氧化防止劑)、油酸(和光純藥工業(yè)一級)。(2)自旋捕獲劑制備使自旋捕獲劑a-Phenyl-N-tert-butylnitrone(a_苯基-]^-4-丁基硝酮)(以下稱為a-PBN)溶解于三(辛酸/癸酸)甘油酯中(利用超聲波)，制成400mM溶液。(3)測定試樣制備在溶劑試樣中加入實施例1的試樣B和自旋捕獲劑(a-PBN)溶液，按照表l的配合量配制，制成ESR測定試樣。試樣B的濃度為用(試樣B重量)/(溶劑重量)X100計算的重量百分率。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(4)ESR測定對各試樣照射UV-A波，用ESR測定使油劑發(fā)生氧化時的自由基產(chǎn)生量。UV照射時間如表l所示。利用下式求出自由基清除能力。A-2A-4如圖3所示，B-2B-4如圖4所示。(式2)自由基清除能力(％)=(1—e/a)X100P=試樣B分散液(A-2A-4或B-2B-4)的ESR圖譜的峰高a=對照(A-l(P為A-2A-4時)或B-l(0為B-2B-4時))的ESR圖譜的峰高(5)結(jié)果在角鯊烯中添加5w/w%、2.5w/w%、1.25w/w。/。的粉體(實施例1的試樣B)的結(jié)果，自由基清除能力為55%、35%、15%。依賴于粉體濃度，顯示出顯著的抗氧化效果。此外確認(rèn)IC50為4.2w/w%。在油酸中添加5w/w%、2.5w/w%、1.25w/w。/。的粉體(實施例1的試樣B)的結(jié)果，自由基清除能力為50%、41%、33%。依賴于粉體濃度，顯示出顯著的抗氧化效果。此外確認(rèn)IC50為4.9w/w%。實施例4關(guān)于脂質(zhì)的氧化抑制效果(利用ESR的飽和脂肪酸+不飽和脂肪酸(油酸、角鯊烯)的抗氧化能評價)-油酸+三(辛酸/癸酸)甘油酯角鯊烯+三(辛酸/癸酸)甘油酯(1)溶劑制備進(jìn)行ESR測定試樣的配制，將以下3種油劑混合并使用。配制的溶劑如下所述。溶劑Ca:C=5:5(重量比)溶劑Db:C=5:5(重量比)a角鯊烯(和光純藥工業(yè)特級99%氧化防止劑a-生育酚0.05%)b油酸(和光純藥工業(yè)一級)c三(辛酸/癸酸)甘油酯(Myrito1318、Cognis)(2)測定試樣配制對于溶劑C、D，按照表2的配合量添加實施例1的試樣B、a-PBN，制成ESR測定試樣(C-lC-4、D-lD-4)。試樣B的濃度為用(試樣B重量)/(溶劑重量)X100計算的重量百分率。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>將角鯊烯、油酸分別用TG(三(辛酸/癸酸)甘油酯)稀釋至50%時，與實施例3同樣，角鯊烯、油酸氧化所產(chǎn)生的自由基在試樣B的粉體作用下濃度依賴性被清除。塑料顆粒的制備(質(zhì)量％)(1)ABS樹脂96(2)硬脂酸鈣1(3)實施例1的試樣B3(制法)將上述(1)(3)在200。C擠壓加工，制作顆粒。實施例6液體粉底的制備(質(zhì)量％)(1)橄欖油2(2)_￡辛酸甘油酯7(3)三甲基硅烷氧基硅酸酯1(4)二氧化硅6(5)十甲基環(huán)五5Jl氧垸15(6)八甲基環(huán)四硅氧烷15(7)純水剩余量(8)1，3-丁二醇4(9)二氧化鈦12■(10)云母3(11)實施例1的試樣B1(12)香料0■(13)防腐劑0■(制法)將上述成分(1)、(2)、(12)及(13)混合并加熱溶解(A相)。將成分(7)及(8)混合并溶解(B相)。將成分(4)、(9)、(10)及(11)均勻混合后進(jìn)行粉碎(C相)。將成分(3)、(5)及(6)混合(D相)。將A相及D相混合后，加入C相混合均勻，再加入上述B相進(jìn)行乳化。實施例防曬霜的制備(質(zhì)量O二氧化鈦微粒5(2)氧化鋅微粒15(3)氧化鈽5(4)實施例1的試樣B1(s)八甲基環(huán)四硅氧垸120(5)氨基改性聚醚聚硅氧垸(6)新戊酸異硬脂醇酯10(7)山崳醇3(8)甘草酸二鉀0(9)純水剩余(制法)將上述(5)(7)成分在8(TC加熱溶解(A相)。將成分(1)(4)添加到A相中進(jìn)行混合(B相)。將(8)、(9)均勻混合后，將其添加到B相中進(jìn)行乳化混合。實施例8粉狀粉底的制備(質(zhì)量％)(1)硅處理云母20(2)硅處理滑石24(3)氣處理二氧化鈦1〇(4)氨基酸處理絹云母25(5)硅處理氧化鐵黃5(s)硅處理氧化鐵紅2.5硅處理氧化鐵黑0.1(8)實施例1的試樣B1(9)甲基聚硅氧烷(100cst)11(1o)蘋果酸二異硬脂醇酯3(制法)用亨舍爾混合機(Henschelmixer)將(1)(8)攪拌5分鐘后，緩慢添加已充分混合的(9)(10)，用錘磨機進(jìn)行粉碎。然后壓入粉底盤內(nèi)。實施例9眼影的配制13(質(zhì)量％)硅處理云母10m硅處理滑石19(3)氨基酸處理二氧化鈦7(4)氨基酸處理絹云母1o(5)尼龍粉末10(6)硅粉末1o氟處理氧化鐵黃5(8)氟處理氧化鐵紅1o(9)硅處理群青3(1o)實施例1的試樣B1(11)甲基苯基聚硅氧烷(12)鯨蠟醇2-乙基己酸酯7(制法)用亨舍爾混合機(Henschelmixer)將(1)(10)攪拌5分鐘后，緩慢添加已充分混合的(11)(12)，用錘磨機進(jìn)行粉碎。然后壓入粉底盤內(nèi)。實施例10利用ESR法評價來自光照射二氧化鈦的羥基自由基的清除能力用波長380nm以下的光照射銳鈦型二氧化鈦時，通過光催化反應(yīng)產(chǎn)生自由基。實施例1中制備的試樣B是否清除通過光照射二氧化鈦微粒水分散液產(chǎn)生的自由基，用電子自旋共振(ESR)進(jìn)行評價。通過與自旋捕獲齊UDMPO(5，5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(5,5-Dimethyl-l-Pyrroline-N-Oxide))共存，使自由基的壽命延長而進(jìn)行測定。(試驗方法)將銳鈦型二氧化鈦微粒(平均粒徑180nm)分散液0.5。/o(w/v)20liL、試樣溶液180uL、10mMDMPO水溶液200uL混合(合計400uL)，用攪拌器進(jìn)行攪拌的同時通過超高壓水銀燈照射紫外線1分鐘。將經(jīng)紫外線照射的混合分散液裝入ESR的溶液用樣品池內(nèi)，測定DMPO-OH的ESR圖譜。作為試樣溶液，使用離子交換水(對照)、試樣B分散液。試樣B分散液是將試樣B分散在水中后立即用于測定。使試樣B分散液的濃度為1.22%(w/v)、1.67%(w/v)、2.22%(w/v)、10%(w/v)，使混合分散液中的試樣B的濃度為0.5%(w/v)、0.75%(w/v)、1.0%(w/v)、4.5%(w/v)。ESR測定時使用裝置EMX8/2.7型(BurkerBiospin)。用自動調(diào)諧(Autotune)決定測定條件。用下式求出自由基清除能力。(式3)自由基清除率(％)=(l—3/a)X100P=作為試樣溶液使用試樣B分散液時的紫外線照射后的混合分散液的ESR圖譜中從低磁場開始的第二峰高。a二作為試樣溶液使用離子交換水(對照)時的紫外線照射后的混合分散液的ESR圖譜中從低磁場開始的第二峰高。(結(jié)果)混合分散液中的試樣B的濃度為0.5%(w/v)、0.75。/。(w/v)時未發(fā)現(xiàn)有自由基清除能力，為1.0%(/力時顯示出38%的自由基清除能力，為4.5。/。(w/v)日寸顯示出86%的清除能力。結(jié)果如圖7所示。本發(fā)明涉及的含有氫陰離子的無機粉體作為抗氧化劑發(fā)揮優(yōu)異的功能。在塑料、涂料或化妝料、醫(yī)藥部外品等領(lǐng)域，可配合、使用與作為抗氧化劑的目的相應(yīng)的任意量。權(quán)利要求1.抗氧化劑，其將含有1×1018cm-3以上濃度的氫陰離子(H-)的12CaO·7Al2O3化合物及/或12SrO·7Al2O3化合物及這些化合物的混晶作為有效成分。2.皮膚外用劑，其含有權(quán)利要求l所述的抗氧化劑。3.化妝料，其含有權(quán)利要求1所述的抗氧化劑。4.美白劑，其含有權(quán)利要求1所述的抗氧化劑。5.塑料添加用抗氧化劑，其含有權(quán)利要求1所述的抗氧化劑。6.涂料添加用抗氧化劑，其含有權(quán)利要求1所述的抗氧化劑。全文摘要本發(fā)明是抗氧化劑，其將含有1×10¹⁸cm^-3以上濃度的氫陰離子(H^-)的12CaO·7Al₂O₃化合物及/或12SrO·7Al₂O₃化合物及這些化合物的混晶作為有效成分。文檔編號A61Q19/02GK101583691SQ200780049108公開日2009年11月18日申請日期2007年10月25日優(yōu)先權(quán)日2007年1月18日發(fā)明者平野正浩,最上理映,林克郎,細(xì)野秀雄,金辰也,阪口博之申請人:株式會社芳珂;國立大學(xué)法人東京工業(yè)大學(xué)