專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低分子透明質(zhì)酸鈉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物化工領(lǐng)域，涉及一種低分子透明質(zhì)酸鈉的制備方法。
背景技術(shù)：
透明質(zhì)酸鈉(HA，又名玻璃酸鈉)，是由葡糖醛酸和氨基葡糖的雙糖重復(fù)單位組成的多 糖，廣泛分布于皮膚、眼玻璃體、臍帶、軟骨、關(guān)節(jié)滑液等結(jié)締組織中，并在其中起到保濕、 營(yíng)養(yǎng)、修復(fù)和預(yù)防損傷等生理作用。
根據(jù)分子量的不同將HA分為高分子透明質(zhì)酸(HMHA，分子量大于2Xl()SDa)和低分 子透明質(zhì)酸(LMHA，分子量5Xl(^ 9Xl()SDa)，其生物活性區(qū)別明顯，HMHA溶液具有良 好的黏彈性和保濕、潤(rùn)滑功能，廣泛應(yīng)用于化妝品保濕美容，眼科手術(shù)黏彈劑及骨關(guān)節(jié)潤(rùn)滑 劑；LMHA的潤(rùn)滑性和保濕性較弱，但易被人體吸收。LMHA外用時(shí)能被皮膚吸收，增加皮 下組織的HA含量，能有效增加皮膚彈性，達(dá)到深層保濕的效果，口服LMHA能補(bǔ)充體內(nèi) HA的不足，對(duì)美容、預(yù)防和治療骨關(guān)節(jié)炎具有顯著的作用，目前已成為研究的熱點(diǎn)。
分子量5X 103 1 X 104Da的LMHA又稱(chēng)寡聚透明質(zhì)酸或透明質(zhì)酸寡糖，具有抑制腫瘤 細(xì)胞擴(kuò)散和促進(jìn)血管生成的作用，最近研究表明LMHA還具有細(xì)胞的免疫活化作用、促進(jìn)骨 生成作用以及藥物靶向作用。透明質(zhì)酸寡糖在醫(yī)藥、保健品方面展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。
目前HA的降解制備LMHA的方法有物理方法，包括加熱處理、超聲波處理、，射線(xiàn)輻 射降解；透明質(zhì)酸酶(HAas)酶解；化學(xué)降解法，過(guò)氧化氫降解、堿降解、酸降解等。其中 加熱降解容易使產(chǎn)品變色，超聲波降解速度慢，且不適合工業(yè)化生產(chǎn)，，射線(xiàn)輻射降解需要 放射性物質(zhì)，酶降解過(guò)程加入的酶作為雜質(zhì)，不易去除。而氫氧化鈉降解容易導(dǎo)致產(chǎn)品顏色 發(fā)黃。這些制備方法一般在溶液狀態(tài)下進(jìn)行，不僅周期較長(zhǎng)且或收率不高。本發(fā)明擬提供一 種新的降解HA制備LMHA的方法，該方法是在固體粉末狀態(tài)下完成的降解過(guò)程，收率可達(dá) 95%以上，制備成本低，并且該方法對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)破壞小。

發(fā)明內(nèi)容
'本發(fā)明的目的是提供一種LMHA的制備方法，該方法是在含有酸的有機(jī)溶劑中對(duì)HA固 體粉末進(jìn)行降解直接得到LMHA固體粉末。其具體方案為
① 配制含有酸的有機(jī)溶劑；
② 將HA加入到上述有機(jī)溶劑中，攪拌下進(jìn)行降解；
③ 降解至適當(dāng)分子量后，調(diào)pH至中性，脫水、干燥得LMHA粉末。 上述技術(shù)方案中有機(jī)溶劑為乙醇、甲醇或丙酮，優(yōu)選為乙醇；有機(jī)溶劑的體積分?jǐn)?shù)為70% 100%。
上述技術(shù)方案中的酸為鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸或醋酸，優(yōu)選為鹽酸。 上述技術(shù)方案屮的HA的分子量范圍9X 105 3X 106Da; LMHA分子量范圍為5X 103 9X105Da。
上述技術(shù)方案中的HA可以是HA成品，也可以是干燥前HA，其中所述的HA成品為經(jīng) 乙醇脫水并干燥后的HA， HA成品干燥濕重8% 10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))；脫水后干燥前的原料 即為本發(fā)明所指干燥前HA，干燥濕重60% 80% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
上述技術(shù)方案中酸的濃度為0.01 1.0 mol/L。
上述技術(shù)方案中的降解溫度范圍從室溫到70'C均可，溫度提高，能有效提高降解速度， 但考慮到有機(jī)溶劑安全性， 一般選3trC 6(TC，而且，需要在水浴中進(jìn)行。
本發(fā)明的理論依據(jù)1)透明質(zhì)酸鈉在有機(jī)溶劑中不溶解，不斷攪拌下進(jìn)行反應(yīng)。2) HA 粉末密度小0.1 0.5mg/mL，結(jié)構(gòu)松散，溶劑中的酸能進(jìn)入粉末內(nèi)部，直接參與反應(yīng)，降解 HA，制得LMHA。
本發(fā)明降解方法有以下優(yōu)點(diǎn)
1) 本發(fā)明方法所需設(shè)備數(shù)量少、體積小，100L有機(jī)溶劑可處理10kgHA;而溶液狀態(tài) 降解需要先將HA溶解為0.2mg/ ml 1.0 mg/ ml溶液，降解后需要再沉淀。處理10 kgHA需 要1噸 5噸的溶解設(shè)備和3噸 15噸的沉淀設(shè)備，因此本發(fā)明占用設(shè)備操作方便，周期短， 較溶液狀態(tài)降解具有優(yōu)越性。
2) 目前制備LMHA普遍使用的方法是溶液狀態(tài)下進(jìn)行，降解完成后以有機(jī)溶劑沉淀， HA粉末析出，然而，隨著HA分子量的下降，HA在乙醇-水混合物中的溶解度提高，從而 導(dǎo)致收率下降。本發(fā)明方法在固體狀態(tài)下進(jìn)行，降解后直接干燥成成品，收率達(dá)95% (質(zhì)量 分?jǐn)?shù))以上。
3) 采用紅外光譜對(duì)降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有新的吸收峰出現(xiàn)，而且峰位與峰 值均沒(méi)有變化，因此說(shuō)，本發(fā)明降解方法的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與未降解HA—致，表明本降解方法對(duì) LMHA結(jié)構(gòu)破壞小。見(jiàn)圖1 圖3。


圖1:頭'施例1所得的LMHA的紅外圖譜 圖2:實(shí)施例9所得的LMHA的紅外圖譜 圖3:未降解HA的紅外圖譜
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1取HA成品(Mr:1.20X106) lOOg，加至1 L 80% (體積分?jǐn)?shù))乙醇(含0.2 mol/L鹽酸) 中，35。C水浴攪拌降解4d，經(jīng)檢測(cè)分子量為4.5Xl(^Da。向乙醇中加入NaOH調(diào)pH值至中 性，以95%乙醇脫水3次，離心除去HA粉末中的乙醇，干燥得LMHA96g。收率96%。 實(shí)施例2
取HA成品(M: 2. 16X106) 100g，加至1.2 L 90%(體積分?jǐn)?shù))的乙醇(含0.2mol/L檸 檬酸)中，50。C水浴中攪拌降解19 h，得分子量2.9Xl()SDa的HA。向乙醇中加入NaOH調(diào) pH值至中性，以95% (體積分?jǐn)?shù))的乙醇脫水3次，離心除去HA粉末中的乙醇，干燥得 LMHA96g。收率96%。 實(shí)施例3
取千燥前HA (Mr:1.94X 106Da) 180g，干燥失重66%，加至1 L 80%(體積分?jǐn)?shù)))))))) 的乙醇(含0.5mol/L醋酸)中，6(TC水浴攪拌降解4d，得分子量1.9X 104Da的HA。向乙醇 中加入NaOH調(diào)pH值至HA中性，以95% (體積分?jǐn)?shù))的乙醇脫水3次，離心除去HA粉 末中的乙醇，干燥得LMHA58g。收率94.7%。 實(shí)施例4
取干燥前HA (M 2. 15X106Da) 200g，干燥失重61% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，加至1 L 80%(體 積分?jǐn)?shù))))))的甲醇(含0.01mol/L硫酸)中，6(TC水浴攪拌降解3 d，得分子量2.9X 105Da的 HA。向甲醇中加入NaOH調(diào)pH值至中性，以95%(體積分?jǐn)?shù))甲醇脫水3次，離心除去HA 粉末中的甲醇，干燥得LMHA76g。收率97.4%。 實(shí)施例5
取成品HA (Mr:l,65X 106 Da) 80g，加至800 ml 83% (體積分?jǐn)?shù))丙酮(含0.7mol/L 醋酸)中，40'C水浴攪拌降解63 h，得分子量8.8X104Da的HA。向丙酮中加入NaOH調(diào) pH值至中性，以95% (體積分?jǐn)?shù))的丙酮脫水3次，離心除去HA粉末中的丙酮，干燥得 LMHA78g。收率97.5%。 實(shí)施例6
取成品HA (風(fēng):9. 8X105Da) 100 g，加至1L70X (體積分?jǐn)?shù))丙酮(含0.08mol/L鹽 酸)中，28'C水浴攪拌降解4 d，得分子量1.9X 105Da的HA。向丙酮中加入NaOH調(diào)pH 值至中性，以95% (體積分?jǐn)?shù))的丙酮脫水3次，離心除去HA粉末中的丙酮，干燥得LMHA 97g。收率97%。 實(shí)施例7
取干燥前HA (肌1.94X 106 ) 200 g，干燥失重66%，加至1L75X (體積分?jǐn)?shù))甲醇
(含0.25mol/L檸檬酸)中，30'C水浴攪拌降解2 d，得分子量3.1 X 105Da的HA。向甲醇中加入NaOH調(diào)pH值至中性，以98% (體積分?jǐn)?shù))的甲醇脫水3次，離心除去HA粉末中的
甲醇，干燥得LMHA66g。收率97%。
實(shí)施例8
取HA成品(Mr: 1. 20X 106) 100 g，加至1 L 80%(體積分?jǐn)?shù))))乙醇(含0.25 mol/L鹽酸) 中，室溫下攪拌降解4d，得分子量7.3Xl(^Da的HA。向乙醇中加入NaOH調(diào)pH值至中性， 以95% (體積分?jǐn)?shù))的乙醇脫水3次，離心除去HA粉末中的乙醇，干燥得LMHA95g。收 率95%。 實(shí)施例9
取HA成品(Mr:1.20X 106) 100g，加至1 L 80%(體積分?jǐn)?shù))))乙醇(含0.3mol/L鹽酸) 中，45'C水浴攪拌降解5 d，得分子量9800Da的HA。向乙醇中加入NaOH調(diào)pH值至中性， 以95% (體積分?jǐn)?shù))的乙醇脫水3次，離心除去HA粉末中的乙醇，干燥得LMHA97g。收 率97%。
對(duì)照實(shí)施例(溶液狀態(tài)下進(jìn)行的酸降解)
取成品HA (M:1.65X 106Da) lOOg，溶解在1 L0.1 mol/L的鹽酸溶液中，50。C水浴攪 拌降解72h，得分子量2.1Xl(/Da的HA。向溶液中加入NaOH調(diào)pH值至中性，向降解液 中加入40gNaCl， 80L95% (體積分?jǐn)?shù))的乙醇沉淀，脫水3次，離心除去HA粉末中的乙 醇，干燥得LMHA77g。收率77%。
權(quán)利要求
1. 一種低分子透明質(zhì)酸鈉的制備方法，其特征在于在含有酸的有機(jī)溶劑中對(duì)透明質(zhì)酸鈉固體粉末進(jìn)行降解得到低分子透明質(zhì)酸鈉固體粉末。
2. —種低分子透明質(zhì)酸鈉的制備方法，其特征在于由以下步驟① 配制含有酸的有機(jī)溶劑；② 將HA加入到上述有機(jī)溶劑中，攪拌下進(jìn)行降解；③ 降解至適當(dāng)分子量后，調(diào)pH至中性，脫水、干燥得LMHA粉末。
3. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述的有機(jī)溶劑為乙醇、甲醇或丙酮，優(yōu)選為乙醇。
4. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其中有機(jī)溶劑的體積分?jǐn)?shù)為70% 100%。
5. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述的酸為鹽酸、硫酸、硝酸、擰檬酸或醋酸，優(yōu)選為鹽酸。
6. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述的酸的濃度為O. 01 1.0 mol/L。
7. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述的透明質(zhì)酸鈉的分子量范圍9乂105 3乂10603。
8. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述的低分子透明質(zhì)酸鈉的分子量范圍為5X103 9X 105Da。
9. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其中降解的溫度控制范圍10 70°C，優(yōu)選范圍30 60'C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種低分子透明質(zhì)酸鈉(LMHA)的制備方法，本方法是透明質(zhì)酸鈉(HA)固體粉末在含有酸(如硫酸、鹽酸等)的有機(jī)溶劑(有機(jī)溶劑濃度70％～100％)中，進(jìn)行酸催化降解，制備分子量5×10³～9×10⁵Da的LMHA。該方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)捷，收率高，生產(chǎn)成本低，對(duì)HA分子破壞程度小。
文檔編號(hào)C08B37/00GK101429255SQ20081017173
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者劉愛(ài)華, 楊桂蘭, 欒貽宏, 王春喜, 郭學(xué)平 申請(qǐng)人:山東福瑞達(dá)生物化工有限公司