專利名稱：一種透明質(zhì)酸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物化工領(lǐng)域，涉及一種透明質(zhì)酸的制備方法。
背景技術(shù)：
透明質(zhì)酸(hyaluronic acid, HA，又名玻璃酸鈉)是由N-乙酰氨基葡糖和D-葡糖醛酸雙 糖重復(fù)單位通過(3-(1—4)糖苷鍵和(5-(1—3)糖苷鍵構(gòu)成的無分支高分子糖胺聚糖，自然界中多 以透明質(zhì)酸鈉鹽的形式存在，廣泛分布于皮膚、眼玻璃體、臍帶、軟骨、關(guān)節(jié)滑液等許多結(jié) 締組織中，并在其中起到保濕、營養(yǎng)、修復(fù)和預(yù)防損傷等生理作用。目前在化妝品、保健食 品和醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是良好的保濕劑、黏彈劑以及藥物緩釋劑。
透明質(zhì)酸的每個雙糖單位都有一個羧基，羧基結(jié)合鈉離子時即為透明質(zhì)酸鈉，結(jié)合轉(zhuǎn)離 子時，為透明質(zhì)酸鈣，結(jié)合鋅離子時產(chǎn)品為透明質(zhì)酸鋅。還有透明質(zhì)酸銀、透明質(zhì)酸鉍等等， 統(tǒng)稱透明質(zhì)酸鹽。商品透明質(zhì)酸鈉的pH值在6.0 7.5之間，鈉含量在4.0 5.5% (w/w)， 理論含量為5.7% (w/w)。透明質(zhì)酸的pH隨著羧基鈉離子含量的變化而變化，在以H+置換 Na+的過程中，Na+含量越低，H+的含量就越高，透明質(zhì)酸的pH值就越低。本發(fā)明提供一種 以一定濃度有機溶劑作為介質(zhì)，使透明質(zhì)酸鈉在固體狀態(tài)下完成離子交換的方法。制備一種 鈉含量在0.2% 4.0。％ (w/w), pH值在2.0 5.0之間的透明質(zhì)酸。
申請?zhí)枮?00410024014.3的專利中也提到一種透明質(zhì)酸的制備方法，置換在溶液狀態(tài)下 完成，方法為將粗品溶解液調(diào)pH值至3.6 6.0，過濾后濾液通過超濾柱，脫除Na+，然后 利用離子交換樹脂將羧基上的Na+轉(zhuǎn)換為H+。
本發(fā)明不需要超濾和離子交換等設(shè)備，在脫水過程中即可完成置換。而且H+可根據(jù)酸 的濃度和脫水次數(shù)調(diào)節(jié)，使產(chǎn)品的pH控制在2.0 5.0之間。生產(chǎn)工藝簡捷，周期短，成本 低，設(shè)備投資少，產(chǎn)品收率在卯％以上。

發(fā)明內(nèi)容
本專利發(fā)明目的是提供一種經(jīng)濟、簡便制備透明質(zhì)酸的方法。該方法是在含酸的有機溶 劑中使透明質(zhì)酸鈉羧基上的鈉離子與溶液中的氫離子發(fā)生置換反應(yīng)，之后脫水干燥，制備透
明質(zhì)酸粉末。其具體方案為
A. 制備一定濃度的酸-有機溶劑溶液。
B. 將透明質(zhì)酸鈉加入到配好的上述溶液中。
C. 攪拌30 60 min，停止攪拌，沉降30 min，去除上清液，繼續(xù)添加酸-有機溶劑溶液， 如此重復(fù)3 5次。D. 取樣，根據(jù)產(chǎn)品要求，或檢測pH值或原子吸收法檢測鈉含量，產(chǎn)品符合要求后停止 置換，離心，去上清液，加入有機溶劑脫水3次。
E. 干燥，樣品在20 45 。C下真空干燥至干燥失重小于10X，得到透明質(zhì)酸粉末。 上述技術(shù)方案中有機溶劑為乙醇、甲醇或丙酮，優(yōu)選為乙醇；有機溶劑的體積分?jǐn)?shù)為70
% 100%，優(yōu)選80% 95% (v/v)。
上述技術(shù)方案中的酸為鹽酸、硫酸、硝酸、擰檬酸或醋酸，優(yōu)選為鹽酸。 上述技術(shù)方案中的透明質(zhì)酸鈉可以是透明質(zhì)酸鈉成品，也可以是干燥前透明質(zhì)酸鈉。 其中所述的透明質(zhì)酸鈉成品為經(jīng)脫水并干燥后的透明質(zhì)酸鈉，透明質(zhì)酸鈉成品干燥濕重
8% 10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))；脫水后干燥前的原料即為本發(fā)明所指干燥前透明質(zhì)酸鈉，干燥濕重
60% 80% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。透明質(zhì)酸鈉的平均分子量范圍為5X103 3X106Da。 本發(fā)明所制備的透明質(zhì)酸的平均分子量為5X 103 2. OX 106 Da。 上述技術(shù)方案中酸的濃度為0. 01 1.0 mol/L，優(yōu)選O. 3 0. 5 mol/L。 上述技術(shù)方案中的降解溫度范圍從10 6(TC均可， 一般選20 3(TC，室溫即可。 本發(fā)明的理論依據(jù)1)透明質(zhì)酸鈉在有機溶劑中不溶解，不斷攪拌下進行反應(yīng)。2) HA
粉末密度小0.1 0.5mg/mL，結(jié)構(gòu)松散，溶劑中的酸能進入粉末內(nèi)部，直接參與置換反應(yīng)。 本發(fā)明方法的優(yōu)點本發(fā)明所需設(shè)備數(shù)量少、體積小，100L有機溶劑可處理10kgHA;
而傳統(tǒng)離子交換需在溶液狀態(tài)下進行，需將HA溶解為0.2mg/ml 1.0mg/ml溶液，置換后
需要再沉淀。處理10kgHA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，具有顯著的優(yōu)越性。
具體實施例方式
實施例1
取透明質(zhì)酸鈉成品50g，分子量2.75X106，粒度60目，加入到1 L鹽酸-乙醇溶液(鹽酸 濃度0.2mol/L，乙醇濃度80%(v/v))中，25。C攪拌60min，停止攪拌，靜置30min，去除乙 醇上清液，加入800ml配好的鹽酸-乙醇溶液(鹽酸，乙醇濃度同上)，重復(fù)1次，測得樣品 鈉含量1.5% (w/w)，離心，以95% (v/v)乙醇脫水4次，離心去上清液，干燥得低分子透 明質(zhì)酸45.6g，分子量1.99X10、收率91.2%。 實施例2
取透明質(zhì)酸鈉成品100 g，分子量1.62X 106，粒度80目，加入到2 L硫酸-乙醇溶液中， 硫酸濃度0.1mol/L，乙醇濃度80%(v/v)， 2rC攪拌攪拌60min，停止攪拌，靜置30min，去 除乙醇上清液，加入1600ml配好的硫酸-乙醇溶液(硫酸，乙醇濃度同上)，重復(fù)2次，測得 鈉含量1.0% (w/w)，離心，以95% (v/v)乙醇脫水4次，離心去上清液，干燥得產(chǎn)品93.6g，分子量1.31X106，收率93.6%。 實施例3
取透明質(zhì)酸鈉成品50g，分子量1.35X 106，粒度60目，加入到1 L硝酸-乙醇溶液中， 硝酸濃度0.2mol/L，乙醇濃度78%(v/v)， 26'C攪拌攪拌60min，停止攪拌，靜置30min，去 除乙醇上清液，加入800ml配好的硝酸-乙醇溶液(硝酸，乙醇濃度同上)，重復(fù)3次，測得 鈉含量0.6 % (w/w)，離心，以95% (v/v)乙醇脫水4次，離心去上清液，干燥得產(chǎn)品45.1 g，分子量0.97X 106，收率90.2%。 實施例4
取透明質(zhì)酸鈉成品50g，分子量1.96X 106，粒度80目，加入到lL檸檬酸-乙醇溶液中， 檸檬酸濃度0.15mol/L，乙醇濃度80X(v/v)， 18。C攪拌攪拌60min，停止攪拌，靜置30min， 去除乙醇上清液，加入800ml配好的檸檬酸-乙醇溶液(檸檬酸，乙醇濃度同上)，重復(fù)3次， 測得鈉含量0.6 % (w/w)，離心，以95% (v/v)乙醇脫水4次，離心去上清液，干燥得產(chǎn) 品46.1 g，分子量1.58X 106，收率92.2%。 實施例5
取透明質(zhì)酸鈉成品50g，分子量0.53X 106，粒度80目，加入到1 L醋酸-乙醇溶液中， 醋酸濃度0.4mol/L，乙醇濃度80%(v/v)， 4(TC攪拌攪拌60min，停止攪拌，靜置30min,去 除乙醇上清液，加入800ml配好的醋酸-乙醇溶液(醋酸，乙醇濃度同上)，重復(fù)2次，測得 鈉含量1.1% (w/w)，離心，以95% (v/v)乙醇脫水4次，離心去上清液，干燥得產(chǎn)品45.1 g，分子量0.31X106，收率卯.2%。 實施例6
取干燥前透明質(zhì)酸鈉，分子量0.20X 106，粒度80目，以濾布擠干，過40目篩，稱量IOO g，其千燥失重65%，加入到1 L鹽酸-乙醇溶液中，鹽酸濃度O.35mol/L,乙醇濃度90%(v/v)， 38。C攪拌50min，靜置30min，去除乙醇上清液，加入800 ml配好的鹽酸-乙醇溶液(鹽酸， 乙醇濃度同上)，重復(fù)5次，取樣檢驗，透明質(zhì)酸中鈉含量0.2% (w/w)，離心，以95% (v/v) 的乙醇脫水3次，離心去上清液，30'C干燥，得透明質(zhì)酸32.3 g，分子量0.11 X L06，收率92.2%。 實施例7
取透明質(zhì)酸鈉成品50 g，分子量1.29Xl()6，粒度80目，加入到1 L鹽酸-甲醇溶液中， 鹽酸濃度0.4mol/L，甲醇濃度90%(v/v)， 20'C攪拌攪拌60min，停止攪拌，靜置30min，去 除甲醇上清液，加入800 ml配好的鹽酸-甲醇溶液(鹽酸，甲醇濃度同上)，重復(fù)3次，測得 鈉含量0.6% (w/w)，離心，以甲醇脫水3次，離心去上清液，干燥得產(chǎn)品45.3 g，分子量 0.84X 106，收率90.6%。實施例8
取干燥前透明質(zhì)酸鈉100 g，干燥濕重60.5% (w/w)，分子量1.96X106，粒度80目，加 入到1 L鹽酸-丙酮溶液中，鹽酸濃度0.4mol/L，丙酮濃度90W(v/v)， 23。C攪拌撹拌60min， 停止攪拌，靜置30min，去除丙酮上清液，加入800ml配好的鹽酸-丙酮溶液(鹽酸，丙酮濃 度同上)，重復(fù)3次，測得鈉含量0.7% (w/w),離心，以丙酮脫水3次，離心去上清液，干 燥得產(chǎn)品26.9g，分子量0.97X 106，收率91.3%。
對照實施例
取透明質(zhì)酸鈉成品12g，溶于6L去離子水中，使溶液通過離子交換柱，將過柱溶液攪 拌下加入到30升95°/。 (v/v)乙醇中，靜置去上清，再加入95% (v/v)乙醇500 mL脫水， 重復(fù)3次，真空干燥得到透明質(zhì)酸8.4g，收率70%。 對比數(shù)據(jù)
對上述工藝中所得樣品的鈉含量以及產(chǎn)率進行比較，結(jié)果見表1。
表l樣品的鈉含量以及產(chǎn)率對比表
樣品鈉含量收率
實施例11.5%91.2%
實施例21.0%90.4%
實施例30.6%90.2%
實施例40.6%90.5%
實施例51.1%90.2%
實施例60.2%92.3%
實施例70.6%90.6Q/O
實施例80.7%90.2%
對照實驗1.3%70%
將本法與溶液狀態(tài)下離子交換法進行比較，結(jié)果見表2。與200410024014.3專利相比， 本方法無需增加設(shè)備，制備周期短，收率高，有利于生產(chǎn)成本的降低。
表2本發(fā)明方法與溶液狀態(tài)下離子交換法(200410024014.3的專利)的對比
方法額外增加設(shè)備離子轉(zhuǎn)換時間收率
溶液狀態(tài)下轉(zhuǎn)化超濾，離子交換2天65 75%
本方法無需增加設(shè)備l天大丁'90%
權(quán)利要求
1、一種透明質(zhì)酸的生產(chǎn)方法，其特征在于將透明質(zhì)酸鈉固體粉末置于含有酸的有機溶劑中完成鈉離子與氫離子的置換反應(yīng)，得到pH值2.0～5.0的透明質(zhì)酸粉末。
2、 權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中有機溶劑濃度為70% 100%， v/v，優(yōu)選80% 95%， v/v0
3、 權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中有機溶劑為甲醇、丙酮或乙醇，優(yōu)選乙醇。
4、 權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中酸為鹽酸、硝酸、硫酸、檸檬酸或醋酸，優(yōu)選鹽酸。
5、 權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中透明質(zhì)酸鈉粉末的粒度為30目 100目。
6、 權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中透明質(zhì)酸鈉的平均分子量為5X103 3X106Da。
7、 權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中反應(yīng)溫度為10 60°C，優(yōu)選20 3(TC。
8、 權(quán)利要求1或4所述的生產(chǎn)方法，其中酸的濃度為0. 1 1. 0 raol/L,優(yōu)選0. 3 0. 5 mol/L。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種透明質(zhì)酸的制備方法，本方法是將透明質(zhì)酸鈉固體粉末加入到含有酸(如鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸、醋酸等)的有機溶劑(濃度70～100％，v/v)中，不斷攪拌，在固體狀態(tài)下將羧基的鈉離子部分或完全替換為氫離子，制備pH值2.0～5.0之間的透明質(zhì)酸，該透明質(zhì)酸分子量5×10³～2.0×10⁶。該工藝過程在一般反應(yīng)罐中即可完成，不需要離子交換設(shè)備，收率高，生產(chǎn)成本低。
文檔編號C08B37/00GK101418049SQ200810187279
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者劉愛華, 楊桂蘭, 欒貽宏, 王春喜, 郭學(xué)平 申請人:山東福瑞達(dá)生物化工有限公司