一种透明质酸的制备方法

专利名称：一种透明质酸的制备方法
技术领域：
本发明属于生物化工领域，涉及一种透明质酸的制备方法。
背景技术：
透明质酸(hyaluronic acid, HA，又名玻璃酸钠)是由N-乙酰氨基葡糖和D-葡糖醛酸双 糖重复单位通过(3-(1—4)糖苷键和(5-(1—3)糖苷键构成的无分支高分子糖胺聚糖，自然界中多 以透明质酸钠盐的形式存在，广泛分布于皮肤、眼玻璃体、脐带、软骨、关节滑液等许多结 缔组织中，并在其中起到保湿、营养、修复和预防损伤等生理作用。目前在化妆品、保健食 品和医药领域应用广泛，是良好的保湿剂、黏弹剂以及药物缓释剂。
透明质酸的每个双糖单位都有一个羧基，羧基结合钠离子时即为透明质酸钠，结合转离 子时，为透明质酸钙，结合锌离子时产品为透明质酸锌。还有透明质酸银、透明质酸铋等等， 统称透明质酸盐。商品透明质酸钠的pH值在6.0 7.5之间，钠含量在4.0 5.5% (w/w)， 理论含量为5.7% (w/w)。透明质酸的pH随着羧基钠离子含量的变化而变化，在以H+置换 Na+的过程中，Na+含量越低，H+的含量就越高，透明质酸的pH值就越低。本发明提供一种 以一定浓度有机溶剂作为介质，使透明质酸钠在固体状态下完成离子交换的方法。制备一种 钠含量在0.2% 4.0。％ (w/w), pH值在2.0 5.0之间的透明质酸。
申请号为200410024014.3的专利中也提到一种透明质酸的制备方法，置换在溶液状态下 完成，方法为将粗品溶解液调pH值至3.6 6.0，过滤后滤液通过超滤柱，脱除Na+，然后 利用离子交换树脂将羧基上的Na+转换为H+。
本发明不需要超滤和离子交换等设备，在脱水过程中即可完成置换。而且H+可根据酸 的浓度和脱水次数调节，使产品的pH控制在2.0 5.0之间。生产工艺简捷，周期短，成本 低，设备投资少，产品收率在卯％以上。

发明内容
本专利发明目的是提供一种经济、简便制备透明质酸的方法。该方法是在含酸的有机溶 剂中使透明质酸钠羧基上的钠离子与溶液中的氢离子发生置换反应，之后脱水干燥，制备透
明质酸粉末。其具体方案为
A. 制备一定浓度的酸-有机溶剂溶液。
B. 将透明质酸钠加入到配好的上述溶液中。
C. 搅拌30 60 min，停止搅拌，沉降30 min，去除上清液，继续添加酸-有机溶剂溶液， 如此重复3 5次。D. 取样，根据产品要求，或检测pH值或原子吸收法检测钠含量，产品符合要求后停止 置换，离心，去上清液，加入有机溶剂脱水3次。
E. 干燥，样品在20 45 。C下真空干燥至干燥失重小于10X，得到透明质酸粉末。 上述技术方案中有机溶剂为乙醇、甲醇或丙酮，优选为乙醇；有机溶剂的体积分数为70
% 100%，优选80% 95% (v/v)。
上述技术方案中的酸为盐酸、硫酸、硝酸、拧檬酸或醋酸，优选为盐酸。 上述技术方案中的透明质酸钠可以是透明质酸钠成品，也可以是干燥前透明质酸钠。 其中所述的透明质酸钠成品为经脱水并干燥后的透明质酸钠，透明质酸钠成品干燥湿重
8% 10% (质量分数)；脱水后干燥前的原料即为本发明所指干燥前透明质酸钠，干燥湿重
60% 80% (质量分数)。透明质酸钠的平均分子量范围为5X103 3X106Da。 本发明所制备的透明质酸的平均分子量为5X 103 2. OX 106 Da。 上述技术方案中酸的浓度为0. 01 1.0 mol/L，优选O. 3 0. 5 mol/L。 上述技术方案中的降解温度范围从10 6(TC均可， 一般选20 3(TC，室温即可。 本发明的理论依据1)透明质酸钠在有机溶剂中不溶解，不断搅拌下进行反应。2) HA
粉末密度小0.1 0.5mg/mL，结构松散，溶剂中的酸能进入粉末内部，直接参与置换反应。 本发明方法的优点本发明所需设备数量少、体积小，100L有机溶剂可处理10kgHA;
而传统离子交换需在溶液状态下进行，需将HA溶解为0.2mg/ml 1.0mg/ml溶液，置换后
需要再沉淀。处理10kgHA需要1吨 5吨的溶解设备和3吨 15吨的沉淀设备，因此本发
明占用设备操作方便，周期短，具有显著的优越性。
具体实施例方式
实施例1
取透明质酸钠成品50g，分子量2.75X106，粒度60目，加入到1 L盐酸-乙醇溶液(盐酸 浓度0.2mol/L，乙醇浓度80%(v/v))中，25。C搅拌60min，停止搅拌，静置30min，去除乙 醇上清液，加入800ml配好的盐酸-乙醇溶液(盐酸，乙醇浓度同上)，重复1次，测得样品 钠含量1.5% (w/w)，离心，以95% (v/v)乙醇脱水4次，离心去上清液，干燥得低分子透 明质酸45.6g，分子量1.99X10、收率91.2%。 实施例2
取透明质酸钠成品100 g，分子量1.62X 106，粒度80目，加入到2 L硫酸-乙醇溶液中， 硫酸浓度0.1mol/L，乙醇浓度80%(v/v)， 2rC搅拌搅拌60min，停止搅拌，静置30min，去 除乙醇上清液，加入1600ml配好的硫酸-乙醇溶液(硫酸，乙醇浓度同上)，重复2次，测得 钠含量1.0% (w/w)，离心，以95% (v/v)乙醇脱水4次，离心去上清液，干燥得产品93.6g，分子量1.31X106，收率93.6%。 实施例3
取透明质酸钠成品50g，分子量1.35X 106，粒度60目，加入到1 L硝酸-乙醇溶液中， 硝酸浓度0.2mol/L，乙醇浓度78%(v/v)， 26'C搅拌搅拌60min，停止搅拌，静置30min，去 除乙醇上清液，加入800ml配好的硝酸-乙醇溶液(硝酸，乙醇浓度同上)，重复3次，测得 钠含量0.6 % (w/w)，离心，以95% (v/v)乙醇脱水4次，离心去上清液，干燥得产品45.1 g，分子量0.97X 106，收率90.2%。 实施例4
取透明质酸钠成品50g，分子量1.96X 106，粒度80目，加入到lL柠檬酸-乙醇溶液中， 柠檬酸浓度0.15mol/L，乙醇浓度80X(v/v)， 18。C搅拌搅拌60min，停止搅拌，静置30min， 去除乙醇上清液，加入800ml配好的柠檬酸-乙醇溶液(柠檬酸，乙醇浓度同上)，重复3次， 测得钠含量0.6 % (w/w)，离心，以95% (v/v)乙醇脱水4次，离心去上清液，干燥得产 品46.1 g，分子量1.58X 106，收率92.2%。 实施例5
取透明质酸钠成品50g，分子量0.53X 106，粒度80目，加入到1 L醋酸-乙醇溶液中， 醋酸浓度0.4mol/L，乙醇浓度80%(v/v)， 4(TC搅拌搅拌60min，停止搅拌，静置30min,去 除乙醇上清液，加入800ml配好的醋酸-乙醇溶液(醋酸，乙醇浓度同上)，重复2次，测得 钠含量1.1% (w/w)，离心，以95% (v/v)乙醇脱水4次，离心去上清液，干燥得产品45.1 g，分子量0.31X106，收率卯.2%。 实施例6
取干燥前透明质酸钠，分子量0.20X 106，粒度80目，以滤布挤干，过40目筛，称量IOO g，其千燥失重65%，加入到1 L盐酸-乙醇溶液中，盐酸浓度O.35mol/L,乙醇浓度90%(v/v)， 38。C搅拌50min，静置30min，去除乙醇上清液，加入800 ml配好的盐酸-乙醇溶液(盐酸， 乙醇浓度同上)，重复5次，取样检验，透明质酸中钠含量0.2% (w/w)，离心，以95% (v/v) 的乙醇脱水3次，离心去上清液，30'C干燥，得透明质酸32.3 g，分子量0.11 X L06，收率92.2%。 实施例7
取透明质酸钠成品50 g，分子量1.29Xl()6，粒度80目，加入到1 L盐酸-甲醇溶液中， 盐酸浓度0.4mol/L，甲醇浓度90%(v/v)， 20'C搅拌搅拌60min，停止搅拌，静置30min，去 除甲醇上清液，加入800 ml配好的盐酸-甲醇溶液(盐酸，甲醇浓度同上)，重复3次，测得 钠含量0.6% (w/w)，离心，以甲醇脱水3次，离心去上清液，干燥得产品45.3 g，分子量 0.84X 106，收率90.6%。实施例8
取干燥前透明质酸钠100 g，干燥湿重60.5% (w/w)，分子量1.96X106，粒度80目，加 入到1 L盐酸-丙酮溶液中，盐酸浓度0.4mol/L，丙酮浓度90W(v/v)， 23。C搅拌撹拌60min， 停止搅拌，静置30min，去除丙酮上清液，加入800ml配好的盐酸-丙酮溶液(盐酸，丙酮浓 度同上)，重复3次，测得钠含量0.7% (w/w),离心，以丙酮脱水3次，离心去上清液，干 燥得产品26.9g，分子量0.97X 106，收率91.3%。
对照实施例
取透明质酸钠成品12g，溶于6L去离子水中，使溶液通过离子交换柱，将过柱溶液搅 拌下加入到30升95°/。 (v/v)乙醇中，静置去上清，再加入95% (v/v)乙醇500 mL脱水， 重复3次，真空干燥得到透明质酸8.4g，收率70%。 对比数据
对上述工艺中所得样品的钠含量以及产率进行比较，结果见表1。
表l样品的钠含量以及产率对比表
样品钠含量收率
实施例11.5%91.2%
实施例21.0%90.4%
实施例30.6%90.2%
实施例40.6%90.5%
实施例51.1%90.2%
实施例60.2%92.3%
实施例70.6%90.6Q/O
实施例80.7%90.2%
对照实验1.3%70%
将本法与溶液状态下离子交换法进行比较，结果见表2。与200410024014.3专利相比， 本方法无需增加设备，制备周期短，收率高，有利于生产成本的降低。
表2本发明方法与溶液状态下离子交换法(200410024014.3的专利)的对比
方法额外增加设备离子转换时间收率
溶液状态下转化超滤，离子交换2天65 75%
本方法无需增加设备l天大丁'90%
权利要求
1、一种透明质酸的生产方法，其特征在于将透明质酸钠固体粉末置于含有酸的有机溶剂中完成钠离子与氢离子的置换反应，得到pH值2.0～5.0的透明质酸粉末。
2、 权利要求1所述的生产方法，其中有机溶剂浓度为70% 100%， v/v，优选80% 95%， v/v0
3、 权利要求1所述的生产方法，其中有机溶剂为甲醇、丙酮或乙醇，优选乙醇。
4、 权利要求1所述的生产方法，其中酸为盐酸、硝酸、硫酸、柠檬酸或醋酸，优选盐酸。
5、 权利要求1所述的生产方法，其中透明质酸钠粉末的粒度为30目 100目。
6、 权利要求1所述的生产方法，其中透明质酸钠的平均分子量为5X103 3X106Da。
7、 权利要求1所述的生产方法，其中反应温度为10 60°C，优选20 3(TC。
8、 权利要求1或4所述的生产方法，其中酸的浓度为0. 1 1. 0 raol/L,优选0. 3 0. 5 mol/L。
全文摘要
本发明提供了一种透明质酸的制备方法，本方法是将透明质酸钠固体粉末加入到含有酸(如盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸、醋酸等)的有机溶剂(浓度70～100％，v/v)中，不断搅拌，在固体状态下将羧基的钠离子部分或完全替换为氢离子，制备pH值2.0～5.0之间的透明质酸，该透明质酸分子量5×10³～2.0×10⁶。该工艺过程在一般反应罐中即可完成，不需要离子交换设备，收率高，生产成本低。
文档编号C08B37/00GK101418049SQ200810187279
公开日2009年4月29日 申请日期2008年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者刘爱华, 杨桂兰, 栾贻宏, 王春喜, 郭学平 申请人:山东福瑞达生物化工有限公司