陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖,其疏水改性產(chǎn)物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖及其疏水改性產(chǎn)物。陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖由谷物阿拉伯木聚糖和季銨化試劑，以水為溶劑、強(qiáng)堿為催化劑合成。其疏水改性產(chǎn)物由陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖與鹵代烷烴在堿催化下合成。這類陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖及其疏水改性產(chǎn)物可廣泛應(yīng)用于化妝品及個(gè)人護(hù)理品中作為調(diào)理劑或增稠劑，也可用于水處理、紡織、造紙、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖，其疏水改性產(chǎn)物及其制備方法與應(yīng) 用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一類阿拉伯木聚糖衍生物，其疏水改性產(chǎn)物及其制備方法和應(yīng)用，特 別涉及一類在化妝品及個(gè)人護(hù)理用品中具有調(diào)理和增稠功能的陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖衍生 物。

【背景技術(shù)】
[0002] 陽(yáng)離子高分子廣泛用于化妝品及個(gè)人護(hù)理用品、水處理、造紙、油田化學(xué)等領(lǐng)域。
[0003] 在洗發(fā)香波尤其是具有調(diào)理性的洗發(fā)香波中都含有陽(yáng)離子調(diào)理劑，陽(yáng)離子調(diào)理劑 一般以陽(yáng)離子聚合物為主，在洗發(fā)香波中起到改善調(diào)理性、梳理性和提供良好順滑感的作 用。一方面，帶有正電荷的陽(yáng)離子聚合物與受損頭發(fā)表面的負(fù)電荷之間存在靜電作用，陽(yáng)離 子聚合物吸附在頭發(fā)表面，降低頭發(fā)梳理時(shí)的靜電摩擦，從而改善頭發(fā)的梳理性。另一方 面，在沖洗頭發(fā)的過(guò)程中，陽(yáng)離子高分子與陰離子表面活性劑發(fā)生靜電相互作用，形成網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，幫助硅油等調(diào)理劑和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沉積在頭發(fā)上，起到柔軟、潤(rùn)滑作用，減少頭發(fā)粗糙感。 分子量和電荷密度對(duì)陽(yáng)離子高分子在頭發(fā)上的吸附以及協(xié)助硅油在頭發(fā)上的沉積都具有 重要的影響。研究表明：分子量較小，電荷密度高的陽(yáng)離子高分子化合物在頭發(fā)上吸附速率 快、吸附量大；而分子量大，電荷密度適中的陽(yáng)離子高分子化合物更有利于硅油在頭發(fā)上的 沉積。陽(yáng)離子纖維素和陽(yáng)離子瓜爾膠是目前最具代表性的兩類發(fā)用陽(yáng)離子高分子調(diào)理劑。 但它們的價(jià)格都相對(duì)昂貴。此外，由于天然高分子本身結(jié)構(gòu)的限制，因此它們都具有一些缺 點(diǎn)，比如陽(yáng)離子瓜爾膠難以形成透明的水溶液，因此不能用于透明香波。開發(fā)更多價(jià)格低 廉、性能優(yōu)異的發(fā)用陽(yáng)離子高分子調(diào)理劑仍然是這一領(lǐng)域的前沿課題。
[0004] 谷物阿拉伯木聚糖是谷物細(xì)胞壁中的主要半纖維素，它廣泛存在于谷物麩質(zhì)和胚 乳中。谷物阿拉伯木聚糖的基本結(jié)構(gòu)是由線性（1 - 4)-β-D-鍵接的木糖吡喃環(huán)（Xylp) 形成主鏈，a-L-阿拉伯呋喃環(huán)（Araf)側(cè)基連接在主鏈的0-3和/或0-2位。此外，還有 少量的阿魏酸基團(tuán)連接在阿拉伯呋喃環(huán)上。谷物阿拉伯木聚糖的分子量以及側(cè)基的連接方 式和數(shù)量由于來(lái)源不同而有較大的差別。其平均分子量可以從幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)g/mol。谷物 阿拉伯木聚糖來(lái)源廣泛、結(jié)構(gòu)多樣、價(jià)格低廉、具有良好的生物相容性、無(wú)毒無(wú)刺激性、成膜 性、抗氧化性和生理活性等，因此在醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域具有巨大的潛在用途。
[0005] US6388069B1公開了從玉米纖維中提取阿拉伯木聚糖的方法以及這些阿拉伯木聚 糖的酯化和醚化改性方法。但該專利中沒(méi)有提及陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖的合成、疏水改性與 應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種陽(yáng)離子化的阿拉伯木聚糖及其疏水改性產(chǎn)物，及其例如 在化妝品和個(gè)人護(hù)理品中的應(yīng)用。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有調(diào)理功能的水溶性陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖，其中阿拉 伯糖殘基和木糖殘基中的羥基側(cè)基中的氫原子，部分地被季銨化試劑中的季銨化基團(tuán)取 代。優(yōu)選地，其重量平均分子量彡約100,000g/m〇l。
[0008] 本發(fā)明陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以示意性地表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖的合成方法，包括如下步驟： 1) 將阿拉伯木聚糖，以及0. 5-4wt %，優(yōu)選2. 0-2. 8wt %的強(qiáng)堿溶解在水中； 2) 加入與阿拉伯木聚糖的木糖殘基摩爾比為0. 2:1?5:1，優(yōu)選2:1?4:1的季銨化 試劑，在20-65 °C，優(yōu)選20-35°C條件下反應(yīng)2-8h，優(yōu)選4-7小時(shí)；以及 3) 分離產(chǎn)物陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其中阿拉伯木聚糖的重量平均分子量 > 100, 000g/mol，優(yōu)選選自從玉米麩質(zhì)、小麥麩質(zhì)、玉米胚乳、小麥胚乳、大麥胚乳、黑麥胚 乳、黑小麥胚乳、燕麥胚乳中提取的水溶性谷物阿拉伯木聚糖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其中阿拉伯木聚糖中的阿拉伯糖殘基與木糖殘基 摩爾比為 〇? 4 ?1. 2,0. 5 ?1. 0,0? 5 ?0? 95,0. 5 ?0? 93,0. 6 ?1. 0,0? 6 ?0? 95,0. 6 ? 0? 93,0. 7 ?1. 0,0? 7 ?0? 95,或 0? 7 ?0? 93。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其中陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖的陽(yáng)離子取代度為： 0. 03 ?1. 0,0. 03 ?0. 8,0. 04 ?0. 8,0. 04 ?0. 7,0. 04 ?0. 6,0. 06 ?0. 6,0. 08 ?0. 6， 或 0? 3 ?0? 6〇
5. -種具有調(diào)理功能的水溶性陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖，其中阿拉伯糖殘基和木糖殘基中 的羥基側(cè)基中的氫原子，部分地被季銨化試劑中的季銨化基團(tuán)取代，其重量平均分子量> 約100,000g/mol ;或根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述方法制備。
6. -種疏水改性陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 將陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖溶于二甲亞砜中，配成l_30wt%，優(yōu)選2-15wt%的陽(yáng)離子阿 拉伯木聚糖溶液； 2) 加入吡啶作為催化劑，然后加入與陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖的木糖殘基的摩爾比為 0. 2:1?6:1，優(yōu)選3:1-5:1或4:1-5:1的烷基化試劑鹵代烷烴；其中所述鹵代烷烴的結(jié)構(gòu) 式為XCH2 (CH2)nCH3,其中n為2-16之間的偶數(shù)，X為齒素，優(yōu)選氯； 3) 在30-60°C，優(yōu)選40-50°C的反應(yīng)溫度下反應(yīng)l_8h，優(yōu)選3?5h ;和 4) 分離產(chǎn)物陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其中烷基化試劑的取代度為：0. 06-0. 8,0. 1-0. 6， 0? 1_0. 8,或 0? 3_0. 8。
8. -種烷基化陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖，其中阿拉伯糖殘基和木糖殘基中的羥基側(cè)基中的 氫原子，部分地被季銨化試劑中的季銨化基團(tuán)取代，同時(shí)羥基側(cè)基中的其余氫原子部分地 被烷基化基團(tuán)取代，所述烷基化基團(tuán)為_CH2 (CH2)nCH3，其中n為2-16之間的偶數(shù)，或根據(jù)權(quán) 利要求6-7之一所述方法制備。
9. 權(quán)利要求5所述陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖，或權(quán)利要求8所述烷基化陽(yáng)離子阿拉伯木聚 糖在制備調(diào)理劑或增稠劑中的用途。
10. -種化妝品或個(gè)人護(hù)理用品組合物，包含根據(jù)權(quán)利要求5所述陽(yáng)離子阿拉伯木聚 糖，和/或根據(jù)權(quán)利要求8所述烷基化陽(yáng)離子阿拉伯木聚糖，以及其它常規(guī)成分。
【文檔編號(hào)】A61K8/73GK104327197SQ201410218644
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】楊成, 崔唯一 申請(qǐng)人:贏創(chuàng)特種化學(xué)（上海）有限公司