一種提高姜黃素水溶性及溶液光穩(wěn)定性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高姜黃素水溶性及溶液光穩(wěn)定性的方法,特別涉及一種用水溶 性反應(yīng)型紫外線吸收劑對(duì)姜黃素進(jìn)行改性提高姜黃素水溶性及溶液光穩(wěn)定性的方法,屬于 天然產(chǎn)物的改性及加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 如今,許多傳統(tǒng)工業(yè)正面臨著部分有毒試劑限制使用、環(huán)境污染、勞動(dòng)力成本增 加、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力差等諸多問題。出于對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的考慮以及人們對(duì)生態(tài)產(chǎn)品 和對(duì)綠色環(huán)保生產(chǎn)工藝的追求,天然產(chǎn)物(包括天然色素)的利用又重新進(jìn)入人們的視野。 很多天然色素因具有良好的生物降解性、生物和環(huán)境相容性及抗菌性能,而比合成色素更 有優(yōu)勢(shì)。
[0003] 然而,目前天然色素在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用仍被諸多問題所困擾,比如某些天然色 素水溶性不佳,而對(duì)于紡織品染色環(huán)節(jié)來說染料的溶解性至關(guān)重要。染料不溶或者溶解性 不佳勢(shì)必會(huì)在染色過程中產(chǎn)生色花、色斑等疵病,從而影響到紡織品的品質(zhì)美觀性和色牢 度。對(duì)于部分溶解性不佳的天然色素,可以采用表面活性劑増溶的方法提高其溶解度,但有 些表面活性劑會(huì)直接或間接地給生態(tài)環(huán)境帶來負(fù)擔(dān),并且降低天然色素的利用率。與此同 時(shí),許多天然色素的溶液穩(wěn)定性,尤其是溶液的光穩(wěn)定性比較差,其主要原因?yàn)樘烊簧卦?長(zhǎng)時(shí)間自然光的照射下會(huì)產(chǎn)生諸如價(jià)鍵的斷裂甚至分解的現(xiàn)象。因此,有必要對(duì)天然色素 進(jìn)行具有抵抗自然光照射的功能改性,以增加其耐光穩(wěn)定性。此外,對(duì)于化妝品及藥物的合 成來說,一些天然色素溶解度較低會(huì)造成皮膚和體內(nèi)吸收不佳,生物可及度及藥物利用率 較低。
[0004] 在天然色素按結(jié)構(gòu)分類中,黃酮類天然色素所占比例最大,而姜黃素又是最為常 見的黃酮類天然產(chǎn)物之一。姜黃植物大量生長(zhǎng)在東印度群島和中國(guó),姜黃素(1,7-雙(4-羥 基-3-甲氧基苯基)-1,6-庚二烯-3, 5-二酮)是提取自姜黃植物的根部,因其具有良好的 抗炎性、抗菌性和抗癌性而在傳統(tǒng)和現(xiàn)代藥學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用,常被用于香料、化妝品、 食品和紡織品的著色,并用作天然藥物和食品防腐劑。姜黃素已經(jīng)成功地被用于羊毛、蠶絲 和錦綸纖維的抗菌染色和整理,也被用于聚酯和腈綸纖維的染色。但是,姜黃素的水溶性較 差,易引起染色不勻。而且,姜黃素染色的紡織品耐光色牢度也較差,這是由于姜黃素分子 內(nèi)二酮結(jié)構(gòu)共輒體系的電子云密度較高,在光照條件下吸收光能,能級(jí)升高,易發(fā)生氧化反 應(yīng),導(dǎo)致其發(fā)色體系遭到破壞而褪色。姜黃素分子中的二酮結(jié)構(gòu)和碳碳雙鍵具有吸電子作 用,會(huì)增加其分子兩側(cè)的酚羥基的活潑性,故可以通過一定的化學(xué)反應(yīng)對(duì)姜黃素分子進(jìn)行 化學(xué)修飾。在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中,還未見用紫外線吸收劑對(duì)姜黃素進(jìn)行化學(xué)改性并同時(shí)提高其 水溶性及溶液光穩(wěn)定性的報(bào)道。本發(fā)明采用水溶性良好的反應(yīng)型紫外線吸收劑對(duì)姜黃色素 分子進(jìn)行改性,以增強(qiáng)姜黃素色素的水溶性,同時(shí)賦予改性姜黃素溶液優(yōu)異的光穩(wěn)定性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 針對(duì)姜黃素水溶性差、溶液光穩(wěn)定性差的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種改性 工藝合理、操作過程簡(jiǎn)單,既能提高姜黃素在水中的溶解度,又能提高其水溶液中的光穩(wěn)定 性的方法。
[0006] 為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種提高姜黃素水溶性及溶液 光穩(wěn)定性的方法,包括如下步驟:
[0007] (1)將質(zhì)量比為0. 4~1. 2的粉狀姜黃素與水溶性反應(yīng)型紫外線吸收劑混合,并加 入碳酸鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至堿性,搖勻、靜置20分鐘后,將溶液置于振蕩水浴鍋中,恒溫振 蕩反應(yīng)50分鐘;
[0008] (2)反應(yīng)完畢,將改性姜黃素溶液靜置1小時(shí),取上層清液,用酸調(diào)節(jié)溶液pH值至 4,得到穩(wěn)定的改性姜黃素溶液。
[0009] 進(jìn)一步的,所述的水溶性反應(yīng)型紫外吸收劑為雙磺酸基雙一氯均三嗪型的紫外吸 收劑。
[0010] 進(jìn)一步的,所述步驟(1)中將反應(yīng)液pH值調(diào)節(jié)為8. 5~10. 5。
[0011] 進(jìn)一步的,所述步驟(1)中的反應(yīng)溫度為60°C~85°C。
[0012] 對(duì)于用本發(fā)明改性后的姜黃素,其優(yōu)良的水溶性可用肉眼直接觀測(cè)或者用雙光束 紫外可見分光光度計(jì)(日本島津ShimadzuUV-1800)評(píng)價(jià),具體方法為:將改性姜黃素溶液 稀釋200倍后,用紫外可見分光光度計(jì)掃描其溶液光譜,最大吸收波長(zhǎng)下對(duì)應(yīng)的吸光度越 大,說明其溶解度越好。其結(jié)果如圖1和表1所示。由圖1和表1可知,姜黃素改性后水溶 性有明顯的提高,而未改性姜黃素幾乎不溶于水。
[0013] 表1相同濃度未改性姜黃素與改性姜黃素在水中的吸光度
[0014]
[0015] 對(duì)于用本發(fā)明改性后的姜黃素,其水溶液優(yōu)異的光穩(wěn)定性可通過測(cè)定溶液日曬后 最大吸收波長(zhǎng)下對(duì)應(yīng)的吸光度來評(píng)價(jià),具體方法為:將一定濃度改性姜黃素的水溶液置于 自然光下光照,定期取部分溶液稀釋固定倍數(shù)進(jìn)行紫外可見吸收光譜曲線掃描,觀察最大 吸收波長(zhǎng)下的吸光度的變化情況,變化越小,說明其光穩(wěn)定性越好。如圖2所示,經(jīng)過6天 的自然光照射后,改性姜黃素水溶液最大吸收波長(zhǎng)下的吸光度幾乎沒有變化,說明改性姜 黃素水溶液具有良好的光穩(wěn)定性。
[0016] 借由上述方案,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017] (1)本發(fā)明利用分子改性的方法提高姜黃素的水溶性,與傳統(tǒng)的利用大量表面活 性劑增溶難溶物質(zhì)的方法相比更加綠色環(huán)保;
[0018] (2)使用本發(fā)明改性姜黃素的加工過程具有環(huán)境友好的特點(diǎn),加工過程無有毒有 害副產(chǎn)物產(chǎn)生,而且在提高姜黃素水溶性的同時(shí),能提高其溶液光穩(wěn)定性,在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上能 節(jié)約成本、縮短加工時(shí)間;
[0019] (3)本發(fā)明的方法極大地提高了姜黃素的利用價(jià)值和應(yīng)用的便利性,可拓寬姜黃 素的應(yīng)用領(lǐng)域,提高了姜黃素應(yīng)用產(chǎn)品的品質(zhì)及應(yīng)用效率。
[0020] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段, 并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施,以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
【附圖說明】
[0021] 圖1是未改性姜黃素與改性姜黃素水溶液的水溶性對(duì)比;
[0022] 圖2是改性姜黃素水溶液吸光度隨時(shí)間的變化。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明,但不用 來限制本發(fā)明的范圍。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] ⑴水溶性反應(yīng)型紫外吸收劑的制備:將100g三聚氯氰加入到1000mL冰水中,攪 拌成粘稠漿狀,緩慢加入98g對(duì)氨基苯磺酸并保溫反應(yīng)90分鐘。反應(yīng)完畢后用一定濃度的 氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至5~6,然后升溫至60°C,加入一定量的乙二胺,保溫反應(yīng)2小時(shí)。 反應(yīng)完畢后用一定濃度的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至5~6,得到白色粘稠液體,即為水溶性 反應(yīng)型紫外線吸收劑。再將白色粘稠液體低溫減壓蒸餾,即可得到水溶性反應(yīng)型紫外吸收 劑固體粉末。
[0026] (2)姜黃素改性:將2. 5g姜黃素與2. 3g水溶性反應(yīng)型紫外吸收劑(質(zhì)量比為 1. 08)混合,并加入碳酸鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH至10. 3,搖勾、靜置20分鐘后,將溶液置于振蕩水 浴鍋中,75°C下恒溫振蕩反應(yīng)50分鐘。改性反應(yīng)后的姜黃素溶液靜置1小時(shí),取上層清液, 用酸溶液調(diào)節(jié)pH至4,即得到穩(wěn)定的改性姜黃素溶液。將其置于自然光下光照10天后測(cè)其 吸光度的變化,結(jié)果如表2所示。相比于未改性的姜黃素,改性后的姜黃素在水中的溶解度 明顯增大;而且,經(jīng)過10天自然光光照后的吸光度幾乎沒有下降,說明改性后的姜黃素具 有很好的光穩(wěn)定性。
[0027] 表2未改性姜黃素及改性姜黃素水溶性和溶液光穩(wěn)定性(實(shí)施例1)
[0028]
[0029] 實(shí)施例2
[0030] (1)水溶性反應(yīng)型紫外吸收劑的制備:同實(shí)施例1。
[0031] (2)姜黃素改性:將2. 5g姜黃素與4. 5g水溶性反應(yīng)型紫外吸收劑混合(質(zhì)量比 為0. 56),并加入碳酸鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH至9. 8,搖勻、靜置20分鐘后將溶液置于振蕩水浴鍋 中,65°C下恒溫振蕩反應(yīng)50分鐘。改性反應(yīng)后的姜黃素溶液靜置1小時(shí),取上層清液,用酸 溶液調(diào)節(jié)pH至4,即得到穩(wěn)定的改性姜黃素溶液。將其置于自然光下光照10天后測(cè)其吸光 度的變化,結(jié)果如表3所示。相比于未改性的姜黃素,改性后的姜黃素在水中的溶解度明顯 增大;而且,經(jīng)過10天自然光光照后的吸光度幾乎沒有下降,說明改性后的姜黃素具有很 好的光穩(wěn)定性。
[0032] 表3未改性姜黃素及改性姜黃素水溶性和溶液光穩(wěn)定性(實(shí)施例2)
[0033]
[0034] 對(duì)比例1
[0035] 配置0. 01g/L的姜黃素乙醇水溶液(乙醇/水體積比50/50),并其置于自然光下 光照,用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)量姜黃素乙醇水溶液最大吸收波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的吸光度,試驗(yàn)結(jié) 果如表4所示。由溶液吸光度的變化可以看出,未改性姜黃素的光穩(wěn)定性很差。
[0036] 表4姜黃素的乙醇溶液光穩(wěn)定性的結(jié)果
[0037]
[0038] 以上實(shí)施例說明,采用本發(fā)明中姜黃素改性方法可以有效地提高姜黃素的水溶 性,同時(shí)增加了其溶液的光穩(wěn)定性。
[0039] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,并不用于限制本發(fā)明,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和 變型,這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高姜黃素水溶性及溶液光穩(wěn)定性的方法,其特征在于包括如下步驟: (1) 將質(zhì)量比為0. 4~1. 2的粉狀姜黃素與水溶性反應(yīng)型紫外線吸收劑混合,并加入碳 酸鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至堿性,搖勻、靜置20分鐘后,將溶液置于振蕩水浴鍋中,恒溫振蕩反 應(yīng)50分鐘; (2) 反應(yīng)完畢,將改性姜黃素溶液靜置1小時(shí),取上層清液,用酸調(diào)節(jié)溶液pH值至4,得 到穩(wěn)定的改性姜黃素溶液。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高姜黃素水溶性及溶液光穩(wěn)定性的方法,其特征在于:所 述的水溶性反應(yīng)型紫外吸收劑為雙磺酸基雙一氯均三嗪型的紫外吸收劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高姜黃素水溶性及溶液光穩(wěn)定性的方法,其特征在于:所 述步驟(1)中將反應(yīng)液pH值調(diào)節(jié)為8. 5~10. 5。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高姜黃素水溶性及溶液光穩(wěn)定性的方法,其特征在于:所 述步驟(1)中的反應(yīng)溫度為60°C~85°C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高姜黃素水溶性及溶液光穩(wěn)定性的方法,特別涉及一種用水溶性反應(yīng)型紫外線吸收劑對(duì)姜黃素進(jìn)行改性提高姜黃素水溶性和溶液光穩(wěn)定性的方法。采用水溶性反應(yīng)型紫外線吸收劑對(duì)姜黃素進(jìn)行化學(xué)改性得到的產(chǎn)物具有良好的水溶性及光穩(wěn)定性。該種改性方法為解決姜黃素水溶性不佳的問題提供新的途徑,同時(shí)也為提高姜黃溶液的光穩(wěn)定性提供新的思路,具有極其廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C07C45/86, C07C49/255
【公開號(hào)】CN105315143
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510673523
【發(fā)明人】唐人成, 周宇陽(yáng)
【申請(qǐng)人】蘇州大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日