[发明专利]一种壳聚糖季铵盐及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及海洋化工工程技术领域，具体的说是一种壳聚糖季铵盐及其制备方法与应用。

背景技术

白天快节奏的工作和心神的劳累，面容易显憔悴、倦怠，加之来自空气中的浮尘、硫化物等有害物质的侵蚀以及皮肤本身所分泌的油脂与汗液的作用，导致皮肤细胞损坏，生理功能衰退。因此涂抹极易被皮肤吸收的有效成分的化妆品是保养和保护皮肤的最佳方案。

化妆品用原料崇尚自然的势头不减，而保湿剂是化妆品中不可缺少的重要成分，它在化妆品中起着湿润皮肤的作用。保湿剂种类很多，其中来源于生物体的保湿剂-透明质酸(简称HA)是一种性能极佳的保湿剂。HA对人类皮肤无任何刺激性，应用到化妆品中，对皮肤有滋润作用，可使皮肤富有弹性、光滑、延缓皮肤老化。但其制备工艺复杂，成本较高，这在一定程度上制约了HA的广泛应用。为此，人们不断研究开发与其作用相似的产品。壳聚糖作为一种资源丰富、价格低廉的天然高分子化合物，具有良好的吸湿、保湿性能，近些年来已引起化妆品界的极大重视。但由于甲壳质分子间存在着强烈的氢键作用，不溶于水。除酰胺/氯化氯代醇/无机酸水溶液，六氟丙酮和六氟异丙醇等强溶剂外，几乎不溶于其它有机溶剂和稀酸、稀碱中，这极大地限制了其应用范围。由甲壳质脱乙酰基而得到的壳聚糖，虽具有良好的吸湿、保湿性能，但它仍不溶于水，市售的所谓可溶性壳聚糖大多数并不是真正意义上的可溶性壳聚糖，它们一般是指能溶于水的壳聚糖盐酸盐、羧甲基壳聚糖、低分子甲壳质以及低分子壳聚糖。而且壳聚糖只能溶于稀酸溶液，使得其产品呈微酸性，不仅对皮肤具有刺激作用，且随时间的延长，会缓慢地降解，使产品的粘度下降。壳聚糖溶液的这种不稳定性在一定程度上也限制了其在化妆品以及食品工业中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有强保湿性、抗氧化性的壳聚糖季铵盐及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种壳聚糖季铵盐包括：甲壳低聚糖季铵盐和/或壳聚糖季铵盐，其结构式为：

其中：聚合度n＝5-30时为淡黄色粉末状分子量在2～8KD的甲壳低聚糖季铵盐；聚合度n＝75-500时为白色粉末状分子量在30～160KD的壳聚糖季铵盐；

其制备步骤如下：

1)称取原料壳聚糖或壳低聚糖粉末，备用；其中：原料的量可根据需求称取；

2)向步骤1)中加入蒸馏水，搅拌温度升温至60～80℃；其中：蒸馏水的加入量为原料壳聚糖重量体积的10～15倍；

3)向步骤2)中加入异丙醇和缩水甘油三甲基氯化铵，反应3-7小时；其中：异丙醇与原料壳聚糖的体积重量比为3～5∶1，缩水甘油三甲基氯化铵与壳聚糖的摩尔比为3～5∶1；

4)用HCl调节步骤3)反应液的PH值为5.5，备用；

5)步骤4)中的反应液用蒸馏水，通过截留分子量为8000的透析袋透析，透析后浓缩；

6)向浓缩液加入丙酮，析出黄色或白色沉淀物，室温沉化30-60分钟；

7)将步骤6)中沉化的沉积物抽滤，滤饼在50-70℃下真空烘干，即为：甲壳低聚糖季铵盐和/或壳聚糖季铵盐；

其特性为：甲壳低聚糖季铵盐和/或壳聚糖季铵盐具有抗氧化活性，主要表现在清除超氧阴离子自由基、清除羟自由基、还原能力和螯合能力；同时还具有强吸湿保湿性能。

步骤1)中壳低聚糖由微波作用下制备。

所述的壳聚糖季铵盐的制备步骤如下：

1)称取原料壳聚糖粉末或壳低聚糖，备用；其中：原料的量可根据需求称取；

2)向步骤1)中加入蒸馏水，搅拌温度升温至60～80℃；其中：蒸馏水的加入量为原料壳聚糖重量体积的10～15倍；

3)向步骤2)中加入异丙醇和缩水甘油三甲基氯化铵，反应3-7小时；其中：异丙醇与原料壳聚糖的体积重量比为3～5∶1，缩水甘油三甲基氯化铵与壳聚糖的摩尔比为3∶1；

4)用HCl调节步骤3)反应液的PH值为5.5，备用；

5)步骤4)中的反应液用蒸馏水，通过截留分子量为8000的透析袋透析，透析后浓缩；

6)向浓缩液加入丙酮，析出黄色或白色沉淀物，室温沉化30-60分钟；

7)将步骤6)中沉化的沉积物抽滤，滤饼在50-70℃下真空烘干，即为：甲壳低聚糖季铵盐和/或壳聚糖季铵盐；

步骤1)中壳低聚糖由微波作用下制备。

所述的壳聚糖季铵盐的应用，其可应用在化妆品以及食品工业中作为保湿剂或抗氧化剂。