CN107459590B - 一种透明质酸季铵盐的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种透明质酸季铵盐的制备方法，步骤如下：将透明质酸金属盐在醇溶液中酸化，过滤后滤饼经过醇洗得酸性透明质酸；将酸性透明质酸溶解于水中，然后用季铵碱溶液调节pH至近中性，得透明质酸季铵盐溶液；将上述溶液冻干得透明质酸季铵盐干粉，其金属离子含量为0.1%‑1.0%。本发明的制备方法通过固体透明质酸进行离子交换来代替透明质酸为粘稠溶液的状态下进行离子交换；以醇溶液为介质代替离子交换树脂为介质进行离子交换；以简单固液分离代替离心机离心分离。本发明的工艺简单，占用设备少，生产成本低，离子置换效率高，收率高，适合工业化生产。

Description

一种透明质酸季铵盐的制备方法
技术领域
本发明属于生物技术领域，涉及一种透明质酸季铵盐的制备方法。
背景技术
透明质酸是由葡萄糖醛酸和氨基葡萄糖为双糖单位组成的直链高分子多糖，存在于皮肤、眼玻璃体、软骨、关节滑液等许多***中，并在其中起到保湿、营养、修复和预防损伤等生理作用，透明质酸一般为其钠盐，即透明质酸钠，溶于水，但不溶于有机溶剂，研究者为了得到改性透明质酸，一般会需要可溶于有机溶剂（如二甲基亚砜﹑二甲基甲酰胺）的透明质酸，一般是透明质酸的季铵盐，如透明质酸的四丁基铵盐（HA-TBA）。中国专利（公开号CN 104725529 A）和韩国专利（专利号KR 20100133688 A）其中报道了HA-TBA的制备方法。目前已经报道的HA-TBA的制备方法均是利用离子交换树脂将钠离子置换成四丁基铵根离子，但是该技术具有以下特点：该工艺中使用了离子交换树脂，由于透明质酸为大分子物质，溶于水后溶液会较粘稠，直接在离子交换层析柱内交换，透明质酸溶液很难流出，实际操作性差，消耗的时间也较长；另外如果通过将负载有四丁基铵根离子的离子交换树脂与透明质酸钠溶液混合搅拌进行离子交换，然后再分离，也需要混和、分离多次重复操作，才可以将透明质酸钠的钠离子几乎完全转化为铵根离子，另外，由于透明质酸溶液比较粘稠，靠简单的静置分层倾析方法将透明质酸溶液与离子交换树脂分离简直是不可能，所以必须通过离心或过滤等方式才能进行固液分离。所以该工艺复杂，比较费时、费力，用到的设备也较多，不适合工业化生产。
发明内容
针对目前离子交换制备透明质酸季铵盐工艺复杂、不适合工业化生产等问题，本发明提供一种工艺相对简单、所用设备相对较少、生产成本低、适合工业化生产的透明质酸季铵盐的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种透明质酸季铵盐的制备方法，采用以下步骤：
（1）将透明质酸金属盐在醇溶液中酸化，过滤后滤饼经过醇洗得酸性透明质酸；
（2）将步骤（1）中酸性透明质酸溶解于水中，然后用季铵碱溶液调节pH至近中性，得透明质酸季铵盐溶液；
（3）将步骤（2）中的溶液冻干得透明质酸季铵盐干粉。
可选地，透明质酸金属盐的分子量为5×104-3×106 Da。
可选地，透明质酸金属盐为透明质酸的碱金属盐、碱土金属盐或锌盐；优选为钠盐、钾盐或钙盐。
可选地，步骤（1）中醇溶液的浓度为50%-100%（v/v）。
可选地，步骤（1）中醇为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇，最优选为乙醇。
可选地，透明质酸金属盐与醇溶液的质量体积比为1.0%-15%；优选为3.0%-10%。
可选地，步骤（1）中的酸为盐酸、硫酸、硝酸或乙酸，最优选为盐酸；所述盐酸的浓度为12 mol/L。
可选地，步骤（1）中酸化过程的酸液与醇溶液的体积比为1:10-1:100，优选为1:50-80。
作为优选，步骤（1）中所得酸性透明质酸，其1wt%溶液的pH为2.0-3.0。
作为优选，步骤（1）中重复醇洗步骤2-4次。
可选地，步骤（2）中酸性透明质酸的浓度为0.5 wt %-5wt%。
步骤（2）中所述季铵碱结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，R1-R4独立地表示烃基。
可选地，步骤（2）中pH为6.0-8.0。
一种上述制备方法所得的透明质酸季铵盐，其金属离子含量为0.1%-1.0%，氮含量为4.0%-5.5%。
本发明具有以下优点：
在透明质酸固体状态下进行离子交换来代替透明质酸为粘稠溶液的状态下进行离子交换；以醇溶液为介质代替离子交换树脂为介质进行离子交换；固液分离以简单的倾析代替离心机离心分离。所以本发明采取的技术方案有以下优点：工艺简单，占用设备少，生产成本低，离子置换效率高，收率高，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。
实施例1 透明质酸的四乙基铵盐制备。
（1）在1 L烧杯中，添加透明质酸钾（分子量为5×104 Da）15.0 g、100%甲醇溶液100 mL、浓盐酸10 mL，在室温下用机械搅拌器搅拌1 h。然后静置，待固液分层后，通过倾析除去上层液体。然后再加入同样量的甲醇溶液和盐酸，静置，倾析除去上层液体，再重复上述操作4次；再用100 mL 100%甲醇溶液洗涤上述白色固体，共洗涤4次，进而除去多余的盐酸。抽滤方式进行固液分离，得到白色湿品即酸性透明质酸。
（2）在3 L烧杯中，添加300 mL纯化水，在机械搅拌下，将上一步得到的湿品加入到烧杯中，搅拌至完全溶解。然后，往烧杯里滴加20%四乙基氢氧化铵溶液，调节溶液的pH为6.0。
（3）将溶液倒入圆形不锈钢的盘子里，厚度不大于1 cm，放入-40 ℃冰箱内冷冻24h，然后将盘子放入冷冻干燥机内，干燥48 h。得到白色干粉即透明质酸的四乙基铵盐18.0g，干燥失重为10%，钾含量为0.5%，氮含量为5.0%，收率为95%。
实施例2 透明质酸的四丙基铵盐制备。
（1）在1L烧杯中，添加透明质酸钠（分子量为1.0×105 Da）15.0 g、80%含水乙醇500 mL、浓盐酸5 mL，在室温下用机械搅拌器搅拌1 h。然后静置，待固液分层后，通过倾析除去上层液体。然后再加入同样量的含水乙醇和盐酸，静置，倾析除去上层液体，再重复上述操作6次；再用400 mL 80%乙醇洗涤上述白色固体，共洗涤3次，进而除去多余的盐酸。通过真空抽滤方式将固液分离，得到白色湿品即酸性透明质酸。
（2）在3 L烧杯中，添加800 mL纯化水，在机械搅拌下，将上一步得到的湿品加入到烧杯中，搅拌至完全溶解。然后，往烧杯里滴加25%四丙基氢氧化铵溶液，调节溶液的pH为8.0。
（3）用实施例1中冷冻干燥方法干燥，得到白色干粉即透明质酸四丙基铵盐20.0g，干燥失重为8%，钠含量为0.4%，氮含量为5.0%，收率为92%。
实施例3 透明质酸的四丁基铵盐制备。
（1）在1 L烧杯中，添加透明质酸钠（分子量为2.8×105 Da）22.0 g、75%含水乙醇800 mL、浓盐酸80 mL，在室温下搅拌1 h。然后静置，待固液分层后，通过倾析法除去上层液体。然后再加入同样量的含水乙醇和盐酸，静置，倾析法除去上层液体，再重复上述操作2次；再用600 mL 75%含水乙醇洗涤上述白色固体，共洗涤4次，进而除去多余的盐酸。抽滤，得到白色湿品即酸性透明质酸。
（2）在3 L烧杯中，添加1000 mL纯化水，在搅拌下，将上述湿品加入到烧杯中，搅拌至完全溶解。然后，往烧杯里滴加25%四丁基氢氧化铵溶液，调节溶液的pH为6.95。
（3）用实施例1中冷冻干燥方法干燥，得到透明质酸四丁基铵盐32.0 g，干燥失重为10%，钠含量为0.1%，氮含量为4.3%，收率为90%。
实施例4 透明质酸的四丁基铵盐制备。
（1）在1 L烧杯中，添加透明质酸钠（分子量为1.0×106Da）20 g、50%含水乙醇1000mL、浓盐酸15 mL，在室温下搅拌1 h。然后静置，待固液分层后，通过倾析除去上层液体。然后再加入同样量的含水乙醇和盐酸，静置，倾析除去上层液体，再重复上述操作2次；再用500 mL 50%含水乙醇洗涤上述白色固体，共洗涤2次，进而除去多余的盐酸。抽滤，得到白色湿品即酸性透明质酸。
（2）在3 L烧杯中，添加2000 mL纯化水，在搅拌下，将酸性透明质酸加入到烧杯中，搅拌溶解。然后往烧杯里滴加25%四丁基氢氧化铵溶液，调节溶液pH为7.15。
（3）用实施例1中方法冷冻干燥，得到透明质酸四丁基铵盐28.4 g，干燥失重为10%，钠含量为0.3%，氮含量为4.5%，收率为92%。

Claims (1)

1.一种透明质酸季铵盐的制备方法，其特征在于，采用以下步骤：
（1）添加分子量为2.8×105Da的透明质酸钠22.0g、75%含水乙醇800mL、浓盐酸80mL，在室温下搅拌1h；然后静置，待固液分层后，通过倾析法除去上层液体；然后再加入同样量的含水乙醇和盐酸，静置，倾析法除去上层液体，再重复上述操作2次；再用600mL 75%含水乙醇洗涤上述白色固体，共洗涤4次，进而除去多余的盐酸；抽滤，得到白色湿品即酸性透明质酸；
（2）添加1000mL纯化水，在搅拌下，将上述湿品加入到烧杯中，搅拌至完全溶解；然后，往烧杯里滴加25%四丁基氢氧化铵溶液，调节溶液的pH为6.95；
（3）冷冻干燥，得到透明质酸四丁基铵盐32.0g，干燥失重为10%，钠含量为0.1%，氮含量为4.3%，收率为90%。
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