一种水溶性富勒烯赖氨基溶液的制备方法与流程

1.本发明涉及护肤品领域，具体涉及一种水溶性富勒烯赖氨基溶液的制备方法。


背景技术：

2.人体皮肤的自由基(活性氧)是引发皱纹、暗沉、色斑、干燥等各类肌肤问题的导火线，富勒烯是目前解决肌肤自由基问题最有效的成分，具有超强的吸收并消除自由基的能力，能像海绵吸水一般吸收并消除自由基，从而切断肌肤问题的源头，重新唤回年轻的健康素颜，并提高肌肤的自身抵抗力，富勒烯颠覆了自由基革命，抗氧化能力是维他命c的172倍！富勒烯对皮肤的作用主要有抗衰老、美白祛斑、收缩毛孔、抑制痤疮、祛除皱纹、镭射光疗术后保养等，在化妆品领域，富勒烯则是高端抗衰老的原料，它能够很好的清除自由基，具有极强的抗氧化能力，起到活化皮肤细胞，预防肌肤衰亡的作用。
3.然而富勒烯本身的疏水性性质直接影响了其生物活性的发挥，尤其是影响水溶性条件下发挥作用。为了更好的促进吸收，将富勒烯制成易于皮肤快速吸收，其呈分子状态的小粒径溶液型是一种很好的选择，然而富勒烯不溶于水，需要通过特殊的技术才能得到水溶性的富勒烯分子。一般来说，可以通过以下4种方法得到水溶性富勒烯：
①
制备富勒烯水溶性包结物,如利用脂质体,环化糊精等将富勒烯分子包裹在亲水化合物中,此种方法虽然部分增加了富勒烯的水溶性,但是,在生物医学应用中仍严重受限,一是包裹富勒烯的效率较低,二是制备包结物的材料许多对细胞有毒性,三是操作程序复杂,很难应用于实际,所以其主要应用于无细胞体系的基础理论研究；
②
制备富勒烯水溶胶,这种方法制备的富勒烯水溶胶,富勒烯以团簇形式存在于水溶液中,制备过程中主要依靠强酸强碱的作用,制备的水溶胶中离子浓度很难控制,严重限制了其生物学应用；
③
在富勒烯碳笼上添加水溶性基团,合成制备富勒烯的水溶性衍生物。这种方法,一方面提高了富勒烯的水溶性,同时添加的水溶性基团可以保留部分其本身具有的活性,调整其衍生基团,可以降低甚至避免其毒性作用,可以用于细胞体系,乃至用于大体实验研究。
4.氨基酸和多肽是生物体内非常重要的物质，具有很强的水溶性，若把氨基酸、多肽和富勒烯进行连接会极大提高富勒烯的水溶性，氨基酸上的氨基含有孤对电子，具有很强的亲核能力，它可以和具有缺电子烯烃性质的富勒烯发生亲核加成反应，从而得到富勒烯氨基酸衍生物或富勒烯多肽衍生物，富勒烯和亲水性的生物分子结合后，非常容易透过生物膜，从而能够增加生物组织对富勒烯亲性衍生物的利用度。
5.目前通过添加水溶性基团以提高富勒烯水溶性的方法很多,有加经基、梭基、氨基及磺胺基等。但很多衍生物其水溶性不高,难以达到生物实验要求,有的在提高水溶性的同时,也增加了其生物毒性,还有一些合成复杂,难以达到大规模工业化生产要求。一是一种水溶性很高的富勒烯赖氨酸衍生物,其合成方法简单直接,可以进行大规模工业化生产的。不同的富勒烯衍生物其自由基清除能力和水溶性有很大差异。目前大多富勒烯与氨基酸的合成都是间接反应，即先在富勒烯上连接一个集团，再利用这个集团与氨基酸反应，这种方法反应步骤较繁琐，合成较复杂，难以达到规模化生产要求。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述问题，提供一种简单合成富勒烯赖氨酸衍生物的方法，使富勒烯与赖氨酸直接反应，添加化学集团，提高富勒烯的水溶性，并且通过赖氨酸的添加可以提高富勒烯衍生物的功能性。
7.为了实现上述目的，进行富勒烯赖氨酸衍生物的制备，具体方法为：
8.先将富勒烯溶于有机溶剂；
9.再与赖氨酸的水醇溶液混合，富勒烯与赖氨酸在混合溶液中均有一定的溶解度，溶于混合液中的那部分富勒烯与赖氨酸可在溶液中发生反应，反应产物在混合溶液中因溶解度较差而析出，反应产物的析出又促进未溶解的反应物进入混合溶液中反应；
10.对反应初产物进行精制时选用水和醇类对其进行溶解再沉淀法，水为富勒烯赖氨酸衍生物的良性溶剂，而醇类为沉淀剂。
11.其具体步骤为：
12.step1:称取一定质量的富勒烯溶于有机溶剂中，进行超声分散，形成的液体为紫罗兰色；
13.进一步地，富勒烯粒径一般选择小于200nm,小粒径使制备的水溶性衍生物更易被吸收；
14.进一步地，所述有机溶剂可以选择常用的用于溶解富勒烯的有机溶剂，例如，甲苯、甲醇等。所述有机溶剂的用量只要能保证富勒烯被完全浸没即可，例如，富勒烯与甲苯的质量比可以为1：0.5～1。所述超声分散的频率可以为100～150次/分钟。
15.进一步地，超声分散，直至所述容器的表面没有富勒烯附着并且所述容器中的溶液不分层，一般分散时间为1～3h；
16.step2:称取一定质量的赖氨酸和naoh溶于去离子水中，再加入一定质量的分散溶剂，室温搅拌1～3h使其完全溶解；
17.进一步地，赖氨酸：naoh:去离子水质量配比为＝(3～5):(1～2):(4～6)，其中分散溶剂的添加量为前一步配置混合液的2～5倍；
18.所述分散剂可以选自氯甲苯、氯仿、甲苯和乙醇中的任意一种或多种，优选地，所述分散剂为乙醇；
19.step3:将富勒烯有机溶液慢慢滴加入赖氨酸溶液中，超声分散10～15h后，进行离心分层，直至上层溶液的ph为6.5～7.5；
20.进一步地，富勒烯有机溶液与赖氨酸溶液的配制质量比为(3～5)：1；
21.进一步地，离心可以利用重力的作用将生成的分子量较大的富勒烯赖氨酸衍生物沉淀在下层，分子量较小的有机溶剂和分散剂分散在上层的溶液中。当上层溶液的ph为6.5～7.5时，体系中的有机溶剂和分散剂基本被去除干净。离心次数可以为2～4次，离心速率可以为6000～7500rpm，每次离心的时间可以为5～10min，每次离心时所加的去离子水与离心前所述分散溶液的体积比可以为1/3～1/2:1。
22.step4:分层后上层有机相近无色,下层水醇混合相棕黑色,用分液漏斗分出水醇混合相；
23.step5:用萃取剂萃取水醇混合相中微量的c60；
24.进一步地，萃取剂可以选择甲苯、二甲苯、氯苯，优选地，甲苯；
25.进一步地，萃取次数2～4次；
26.进一步地，萃取剂与水醇混合相的体积配比一般为(8～5):1；
27.step6:用旋转蒸发仪减压除去溶剂得黑色粘稠固体；
28.进一步地，旋转蒸发得到的固体与水的质量比可以为0.5～1:10；
29.进一步地，所述旋转蒸发的温度为50～100℃，还任选地为60～80℃，该温度既可以保证旋转蒸发的效率，又不会改变富勒烯衍生物的性能，旋转速度可以为100～200r/min；
30.step7:旋蒸后固体加一定量去离子水使固体完全溶解,再加入一定量的无水乙醇,振荡得棕色沙状沉淀。
31.进一步地，加入去离子水量使固体完全溶解为止，一般加入去离子水与无水乙醇的体积比为1:(10～15)；
32.step8:将沉淀进行过滤,并用无水乙醇再洗2～4遍,干燥得棕黑色固体粉末，即为富勒烯赖氨酸衍生物；
33.所述干燥的条件可以包括：温度为20～30℃，时间为3～5小时。例如，温度为22～25℃；时间4～5小时。
34.本发明实施例的富勒烯氨基酸衍生物合成方法，除了合成产物水溶性高，方法简单以外，通过调整衍生集团，降低甚至避免了制剂的生物毒性，降低了对人体细胞的危害，同时如果在护肤液中添加一定比例的该种衍生物可以提高对γ射线照射的细胞的辐射防护效果，可以提高人体对辐射的抵抗能力。
附图说明
35.图1为本发明富勒烯赖氨酸衍生物的合成方程式。
36.图2为本发明制作流程。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
39.实施例
40.以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但并不因此限制本发明。以下实施例中，如无特别说明，所用的方法均为本领域的常规方法，所用的试剂均可通过商购获得。
41.实施例1
42.本实施例的富勒烯氨基酸衍生物合成方法包括：
43.s1：称取一定质量的富勒烯溶于有机溶剂甲苯中，进行超声分散，形成的液体为紫罗兰色，富勒烯与甲苯的质量比可以为1:0.5，超声分散的频率可以为100次/分钟，分散时
间1h；
44.s2：称取赖氨酸和naoh溶于去离子水中，其中赖氨酸：naoh:去离子水质量配比为＝3.5:1:4,再加入一定质量的分散溶剂无水乙醇，添加量为混合液体积的2倍，室温搅拌1h使其完全溶解；
45.s3：将s1中富勒烯有机溶液慢慢滴加入赖氨酸溶液s2中，富勒烯有机溶液与赖氨酸溶液的配制质量比为3：1超声分散10h后，进行离心分层，离心次数可以为2次，离心速率可以为6000rpm，每次离心的时间可以为10min，每次离心时所加的去离子水与离心前所述分散溶液的体积比可以为1/3:1直至上层溶液的ph为6.5～7.5；
46.s4：分层后上层有机相近无色,下层水醇混合相棕黑色,用分液漏斗分出水醇混合相；
47.s5：用甲苯萃取剂萃取水醇混合相中微量的c60，萃取剂与水醇混合相的体积配比一般为8:1，萃取2次；
48.s6：用旋转蒸发仪减压除去溶剂得黑色粘稠固体，旋转蒸发的温度为60℃，旋转速度可以为100r/min，得到的黑色粘稠固体与液体的质量比约为0.5:2；
49.s7：旋蒸后固体加一定量去离子水使固体完全溶解,再加入一定量的无水乙醇,加入去离子水与无水乙醇的体积比为1:10，振荡得棕色沙状沉淀。
50.s8：将沉淀进行过滤,并用无水乙醇再洗2～4遍,干燥，干燥的条件为：温度为25℃，氮气环境，时间为4小时，得到的棕黑色固体粉末即为富勒烯赖氨酸衍生物。
51.实施例2
52.本实施例的富勒烯氨基酸衍生物合成方法包括：
53.s1：称取一定质量的富勒烯溶于有机溶剂甲醇中，进行超声分散，形成的液体为紫罗兰色，富勒烯与甲醇的质量比可以为1:0.8，超声分散的频率可以为100次/分钟，分散时间1h；
54.s2：称取赖氨酸和naoh溶于去离子水中，其中赖氨酸：naoh:去离子水质量配比为＝3.5:1:4,再加入一定质量的分散溶剂无水乙醇，添加量为混合液体积的3倍，室温搅拌1.5h使其完全溶解；
55.s3：将s1中富勒烯有机溶液慢慢滴加入赖氨酸溶液s2中，富勒烯有机溶液与赖氨酸溶液的配制质量比为3：1超声分散10h后，进行离心分层，离心次数可以为2次，离心速率可以为6500rpm，每次离心的时间可以为10min，每次离心时所加的去离子水与离心前所述分散溶液的体积比可以为1/3:1直至上层溶液的ph为6.5～7.5；
56.s4：分层后上层有机相近无色,下层水醇混合相棕黑色,用分液漏斗分出水醇混合相；
57.s5：用甲苯萃取剂萃取水醇混合相中微量的c60，萃取剂与水醇混合相的体积配比一般为7:1，萃取2次；
58.s6：用旋转蒸发仪减压除去溶剂得黑色粘稠固体，旋转蒸发的温度为70℃，旋转速度可以为100r/min，得到的黑色粘稠固体与液体的质量比约为1:10；
59.s7：旋蒸后固体加一定量去离子水使固体完全溶解,再加入一定量的无水乙醇,加入去离子水与无水乙醇的体积比为1:10，振荡得棕色沙状沉淀。
60.s8：将沉淀进行过滤，并用无水乙醇再洗2遍，干燥，干燥的条件为：温度为25℃，氮
气环境，时间为4小时，得到的棕黑色固体粉末即为富勒烯赖氨酸衍生物。
61.实施例3
62.本实施例的富勒烯氨基酸衍生物合成方法包括：
63.s1：称取一定质量的富勒烯溶于有机溶剂甲苯中，进行超声分散，形成的液体为紫罗兰色，富勒烯与甲苯的质量比可以为1：1，超声分散的频率可以为150次/分钟，分散时间2h；
64.s2：称取赖氨酸和naoh溶于去离子水中，其中赖氨酸：naoh:去离子水质量配比为＝3.5:1:4，再加入一定质量的分散溶剂无水乙醇，添加量为混合液体积3倍，室温搅拌2h使其完全溶解；
65.s3：将s1中富勒烯有机溶液慢慢滴加入赖氨酸溶液s2中，富勒烯有机溶液与赖氨酸溶液的配制质量比为3：1，超声分散10h后，进行离心分层，离心次数可以为3次，离心速率可以为6500rpm，每次离心的时间可以为10min，每次离心时所加的去离子水与离心前所述分散溶液的体积比可以为1/2:1直至上层溶液的ph为6.5～7.5；
66.s4：分层后上层有机相近无色,下层水醇混合相棕黑色,用分液漏斗分出水醇混合相；
67.s5：用甲苯萃取剂萃取水醇混合相中微量的c60，萃取剂与水醇混合相的体积配比一般为8:1，萃取4次；
68.s6：用旋转蒸发仪减压除去溶剂得黑色粘稠固体，旋转蒸发的温度为80℃，旋转速度可以为200r/min，得到的黑色粘稠固体与液体的质量比约为0.5:10；
69.s7：旋蒸后固体加一定量去离子水使固体完全溶解,再加入一定量的无水乙醇,加入去离子水与无水乙醇的体积比为1:10，振荡得棕色沙状沉淀。
70.s8：将沉淀进行过滤,并用无水乙醇再洗4遍,干燥，干燥的条件为：温度为30℃，氮气环境，时间为5小时，得到的棕黑色固体粉末即为富勒烯赖氨酸衍生物。
71.实施例4
72.本实施例与实施例1的区别仅在于：步骤s3中富勒烯有机溶液与赖氨酸溶液的配制质量比为5：1，超声分散10h。
73.实施例5
74.本实施例与实施例1的区别仅在于：步骤s2加入一定质量的分散溶剂氯仿，添加量为混合液体积2倍，室温搅拌1h使其完全溶解；。
75.实施例6
76.本实施例与实施例1的区别仅在于：步骤s1中富勒烯溶于有机溶剂为甲醇，富勒烯与甲醇的质量比仍为1:0.5。
77.对比例1
78.除了不加入赖氨酸之外，按照与实施例1相同的方法制备水溶性富勒烯制剂。
79.性能测试
80.溶解度测试
81.表1
[0082] 溶解度mg/ml实施例11.63
实施例21.56实施例31.65实施例41.60实施例51.58实施例61.57对比例11.13
[0083]
从表1可以看出，与对比例相比，本发明实施例的富勒烯制剂的溶解度显著提高了；
[0084]
而且在溶解范围内富勒烯有机溶液与赖氨酸溶液的配制质量比越高，需要超声分散时间越久，同时溶解富勒烯和赖氨酸的有机溶剂对最后制剂的溶解度都有一定影响，分别优选甲苯和无水乙醇。