一种水杨酸深共晶溶剂及其制备方法和应用与流程
一种水杨酸深共晶溶剂及其制备方法和应用与流程
本发明涉及医药、化妆品和洗护用化合物等化学领域，特别是一种水杨酸深共晶溶剂及其制备方法和应用。
背景技术
深共晶溶剂（Deep Eutectic Solvent，DES）是由一定化学计量比的氢键供体（Hydrogen Bond Donor，HBD）和氢键受体（Hydrogen Bond Acceptor，HBA）组合而成的二元或三元体系的共晶溶剂。DES中各组分之间通过氢键、离子键等非共价键弱相互作用力结合在一起。同时，作为离子液体的类似物，DES具有易制备、溶解度高、热稳定性好、无挥发性、不具毒性、高离子导电、低蒸气压、阻燃、热/化学稳定等优点。深共晶溶剂在多种领域中都得到了良好的应用，鉴于其绿色环保安全无毒，在化妆品领域中也有良好的应用前景。
水杨酸，又名柳酸，最早从柳树皮、甜桦树皮及白珠树中提取得到，与杏仁酸有相同的来源；水杨酸也称为β-羟基酸（BHA），作为一种天然亲脂性活性成分，其可以渗透毛孔，溶解死皮细胞，调节角质，疏通毛孔，增强肌肤细胞活力。最新的临床研究也显示，水杨酸与过氧化苯甲酰在治疗痤疮方面疗效相当。水杨酸具有优良的生物活性，但是水杨酸几乎不溶于水，20℃的水中溶解度为2g/L，在非缓冲、低pH值溶液中倾向于结晶沉淀，低水溶性和再结晶不仅减少了活性成分的有效生物利用度，同时也会刺激皮肤。在实际应用中会通过添加大量的酒精将其溶解，然后再添加大量的表面活性剂将水杨酸溶解到水中，高含量的酒精及表面活性剂会增大对皮肤的刺激性，限制其添加量。同时一些相关的水杨酸改性手段如化学改性、脂质体化、微胶囊化等方法，一定程度上改善了水杨酸溶解性和刺激性问题，但这些方法一定程度上存在会使产品粘腻不清爽，部分高分子材料还有一定致敏性，并未从根本上解决问题。
鉴于上述水杨酸具有优良的生物活性，但由于其水溶性差，渗透性弱、生物刺激性强，生物适用性差等限制了其在医药，化妆品，洗护用品的使用，我们认为现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，旨在解决现有水杨酸作为单体使用时，存在溶解性差，刺激性强，渗透性低等问题，本发明目的之一在于提供一种水杨酸深共晶溶剂，其具有良好的渗透性、细胞和生物相容性，同时溶解性好和低刺激性，应用于化妆品和洗护用品中具有去角质、祛痘、控油、保湿、生物利用度高、性质稳定等特点。
本发明目的之二在于提供一种上述水杨酸深共晶溶剂的制备方法。
本发明目的之三在于提供一种将上述水杨酸深共晶溶剂在制备防治痤疮的产品、护肤组合物和洗护组合物的产品中的应用。
本发明目的之一采用如下技术方案实现：
一种水杨酸深共晶溶剂，其化学结构通式为：
其中，为L-肉碱；为水杨酸；
所述L-肉碱和水杨酸的摩尔比为(1～4):(1～2)。
进一步的，上述的水杨酸深共晶溶剂，还包括多元醇，其化学结构通式为：
其中，R(OH)n为多元醇，n≥2。
进一步的，上述的水杨酸深共晶溶剂，其中，多元醇选自丙二醇、丁二醇、戊二醇、甘油、甘油葡萄糖苷中的一种或多种。
上述的多元醇的结构通式为CnH2n+2-x(OH)x(x≥2)，甘油葡萄糖苷的分子式为C9H18O8。
在上述结构中，本发明将天然提取物水杨酸、L-肉碱及可选的多元醇等多种单体通过分子间作用力结合得到水杨酸深共晶溶剂，其不仅可以提高单体本身的溶解性，降低刺激性，同时还可以促进单体的渗透性，从而提高生物利用度。所述水杨酸深共晶溶剂最大程度地保持了水杨酸、肉碱、多元醇等多种物质本身的特性，使得其具有更高的溶解性、化妆品和洗护用品配方应用性和生物功效；应用于化妆品和洗护用品中具有去角质、祛痘、控油、保湿、去屑、清爽不粘腻、生物利用度高、性质稳定等特点。
上述结构中的肉碱是一种类维生素营养素，又称为维生素BT。肉碱具有良好的保湿功效，主要源于它的吸水能力，其在人体皮肤上具有水合能力，较低的用量也可以使皮肤湿润、滑爽。肉碱属于一种羟基酸，具有去角质的能力，有一定的加速表皮细胞代谢能力，加速皮肤死亡细胞的脱落，促进皮肤再生，从而达到使肌肤光滑，提亮肤色的功效；但肉碱用于化妆品配方中时存在一定缺陷，例如具有渗透性差难以被皮肤吸收的缺点。
多元醇如丙二醇是一种略有甜味，无色、无臭，具有黏性和引湿性的直链脂肪醇液体，丙二醇常用作湿润剂、溶解剂，也是高级防冻液的主要成分，其保湿效果机理与甘油相同。
甘油葡萄糖苷拥有优异的保湿能力，有文献证明2-α构型的甘油葡萄糖苷（2-αGG）可显著提高水通道蛋白AQP3的表达，而AQP3蛋白在皮肤上皮细胞的保水功能中发挥重要作用。同时有研究证明甘油葡萄糖苷拥有良好的皮肤渗透性，能有效减少水分流失。另外，2-αGG具有多种生理活性，如激活并促进细胞再生；增强细胞活力，加快细胞代谢；增强细胞抗氧化能力；促进胶原蛋白合成等。
进一步的，上述的水杨酸深共晶溶剂，其中，L-肉碱、多元醇和水杨酸的摩尔比为(1～4):(0～4):(1～2)，其中，多元醇的含量不为0；按该摩尔比制备所述水杨酸深共晶溶剂，能够使得反应充分进行，提高反应收率。
进一步的，上述的水杨酸深共晶溶剂，其中，水杨酸、L-肉碱和多元醇（如丙二醇）的摩尔比为1:2:1，采用上述特定的摩尔配比，更有利于水杨酸、多元醇和L-肉碱反应，形成特定结构的深共晶溶剂。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
- 水杨酸、L-肉碱及可选的多元醇在分子间作用力下结合形成水杨酸深共晶溶剂，极大改善水杨酸的水溶性，加大水杨酸在水中的溶解度。本发明提供的水杨酸深共晶溶剂化学结构式为
当R(OH)n为丙二醇时，其结构式为：
在上述化学结构式中丙二醇可以替换为其他多元醇如甘油葡萄糖苷的一种或他们任意比的混合物。本发明中，水杨酸和L-肉碱在离子键作用下进行有机结合；而多元醇含有丰富的羟基，与L-肉碱和水杨酸能够形成氢键，使深共晶溶剂熔点降低，在室温下为液体。形成水杨酸深共晶溶剂后，天然提取物水杨酸羧基上的质子发生了偏移，多个单体中的电子云分布发生变化，使天然的水杨酸深共晶溶剂中分子极性改变，与水的氢键相关作用和范德华力相关作用增强，增大了天然的水杨酸深共晶溶剂在水中的溶解性，从而增大了水杨酸的水溶性。
- 改善传统工艺和现代工艺促进水杨酸水中溶解度时导致的不适效应，优化肤感，减少刺激。水杨酸具有优良的生物活性，但是水杨酸几乎不溶于水，20℃的水中溶解度为2g/L，在实际应用中会通过添加大量的酒精将其溶解，然后再添加大量的表面活性剂将水杨酸溶解到水中，高含量的酒精及表面活性剂会增大对皮肤的刺激性，限制其添加量。同时一些相关的水杨酸改性手段如化学改性、脂质体化、微胶囊化等一定程度上改善了水杨酸溶解性和刺激性问题，但这些方法一定程度上存在会使产品粘腻不清爽。本发明提供的水杨酸深共晶溶剂，在制备相关产品时，无需添加大量酒精、表面活性剂、高分子基料，成分精简，清爽不粘腻，肤感好。
- 增加L-肉碱和水杨酸经皮渗透性，促进其在洗护用品中的应用。本发明水杨酸、L-肉碱及可选的多元醇结合成为水杨酸深共晶溶剂后，水杨酸深共晶溶剂中电荷分布发生改变使其电位更接近皮肤等电点，更容易打开皮肤的阻止膜，促进皮肤吸收，水杨酸深共晶溶剂水溶性的增加也可以强化皮肤表层细胞内外的水合作用，从而增加经皮渗透性。水杨酸具有良好的生物活性，其可以渗透毛孔，溶解死皮细胞，调节角质，疏通毛孔，增强细胞活力，但其在水中溶解度低，渗透性差限制了其在洗护产品中的应用。本发明增大水杨酸在水中的溶解度，一定程度可以促进了水杨酸在洗护用品中的应用。
- 本发明的水杨酸深共晶溶剂一定程度上改善了水杨酸的低溶解度、低渗透性及高生物刺激性。在提高物质可利用范围的同时，使得该水杨酸深共晶溶剂同时具有水杨酸、L-肉碱、多元醇等多种物质的优点；并且，所述水杨酸深共晶溶剂具有良好的渗透性、细胞和生物相容性，同时溶解性好和无刺激性，应用于护肤品和洗护用品中具有去角质、祛痘、控油、保湿、生物利用度高、性质稳定等特点。
制备方法
本发明目的之二采用如下技术方案实现：
一种水杨酸深共晶溶剂的制备方法，包括如下制备步骤：
A1) 称取L-肉碱和水杨酸在室温下混合均匀，置于反应釜中，油浴搅拌，得到L-肉碱水杨酸混合溶液；
A2) 惰性气体保护下，将A1制得的混合溶液超声反应；
A3) 保持惰性气体保护，将A2所得的混合溶液微波反应；
A4) 将A3所得的混合物真空干燥，即得所述水杨酸深共晶溶剂。
进一步的，上述的水杨酸深共晶溶剂的制备方法，包括如下步骤：
S1) 称取L-肉碱和部分多元醇在室温下混合均匀，得到L-肉碱多元醇分散溶液；
S2) 称取水杨酸和剩余多元醇在室温下混合均匀，得到水杨酸多元醇分散溶液；
S3) 将S1制得的L-肉碱多元醇分散溶液和S2制得的水杨酸多元醇分散溶液在室温下混合，油浴搅拌，得到混合溶液；
S4) 惰性气体保护下，将S3制得的混合溶液超声反应；
S5) 保持惰性气体保护，将S4所得的混合溶液微波反应；
S6) 将S5所得的混合物真空干燥，即得所述水杨酸深共晶溶剂。
进一步地，上述的制备方法，其中，惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的一种或两种以上。在惰性气体下对所述反应物进行搅拌、超声和微波反应，可以提高制得的水杨酸深共晶溶剂的纯度，避免被氧化，破坏生物活性。
进一步地，上述的制备方法，其中，油浴的温度为60～100℃（如60℃、70℃、80℃、90℃、100℃），搅拌时间为12～24h（如12h、18h、24h）；在油浴加热的条件下搅拌处理可以为反应提供需要的温度，让水杨酸、肉碱、丙二醇通过分子间作用力进行结合形成水杨酸深共晶溶剂。
进一步地，上述的制备方法，其中，超声反应的超声输入功率为260～300W，超声频率为40～60kHz，超声温度为40～80℃，超声反应时间为3～6h；超声处理可以加快水杨酸、L-肉碱和可选的多元醇之间的反应速率。
进一步地，上述的制备方法，其中，微波反应的微波功率为30～50W，所述微波反应的时间为20～35min；在该微波功率和反应时间下，使得反应完全，加快水杨酸和多元醇充分接触，使反应顺利进行。
进一步地，上述的制备方法，其中，真空干燥时长为48小时。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的水杨酸深共晶溶剂的制备方法在制备过程中综合了油浴、超声、微波等不同深共晶溶剂制备方法，能够使得反应充分进行，提高反应收率，使得L-肉碱和水杨酸得以通过离子键结合，并可选地与多元醇以氢键结合，形成水杨酸深共晶溶剂，增大了单体的水溶性和经皮渗透性，制备得到的水杨酸深共晶溶剂性质稳定，与传统水杨酸产品相比，具有更好的溶解性、护肤品配方应用性和生物功效。