一种具有抗氧功能的表面活性剂及其制备方法和应用

本发明属于医药或者化妆品领域，具体涉及一种新型生物安全高效的基于槐糖脂的具有抗氧功能的表面活性剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、探索人体抗衰老机制和发展抗衰老产品已成为当今世界的热点。目前学术界共识度较高的理论有“自由基致衰老学说”“端粒学说”及“细胞损伤学说”。尤其是“自由基致衰老学说”，长期以来一直受到科研人员的高度关注。该理论由harman在1954年首次提出，他认为环境和内部代谢产生的自由基和相关氧化剂会对细胞成分造成损害，进而对细胞结构和机体功能产生影响。1968年，mccord等率先发现超氧化物歧化酶，使得自由基作为氧化代谢副产物的认知得到普及。而线粒体自由基衰老理论提出线粒体自由基造成的氧化损伤是衰老过程的主要驱动力。1991年提出的氧化应激学说，将衰老研究从生物化学和细胞生物学扩展到营养科学、环境医学和基于分子微观的氧化还原医学。

2、自由基导致人体衰老的科学研究已被大多数人认可，致衰老的机制和形式虽然多种多样，但是综合表现为各种与年龄相关的应激反应、炎症反应、某些慢性病及癌症。自由基是指含有不成对电子、离子、原子、原子团或分子，按照其原子成分主要有以下几类：氧为中心的自由基(o2ˉ·、·oh,、rcoo·、ro·)，氮为中心的自由基(no·)，硫为中心的自由基(hs·、ls·)，碳为中心的自由基(r·)，而其中研究最多的是氧自由基。正常情况下，人体内的自由基的产生与清除处在动态平衡状态，是人体不可或缺的物质，在有氧呼吸电子传递、细胞信号传导和基因调控、诱导细胞增值、维持内环境稳态、抵抗细菌、病毒、癌症等方面起到重要作用。但是当机体受到损伤、发生病变或受到外界环境因素影响导致体内自由基平衡被打破，自由基会引发一系列自由基链反应，引起体内蛋白质、酶、脂质、核酸的氧化损伤。许多文献报道了自由基对人体的损害，比如在血管重建治疗中，氮自由基和氧自由基会导致脑缺血再灌注损伤；羟基自由基可以通过加成与碱基反应从而导致dna损伤；自由基过度产生可导致不同类型癌症风险的增加；有文献表明它还与阿尔兹海默症及其它神经退行性疾病的发病机制有关。

3、表面活性剂可降低表面张力，起到去污、发泡、乳化、润湿、分散、增溶等作用，在皮肤清洁类产品中的用量高达10～15％。高频率、高浓度或不当接触表面活性剂都会破坏皮肤表面的结构，促使表面活性剂渗透到活细胞层，增强细胞的氧化应激，诱导细胞分泌产生自由基，并诱导炎症因子释放，最终导致皮肤炎症。同时表面活性剂的疏水链会破坏角蛋白的三维结构，并且插入到角质形成细胞细胞膜的磷脂双分子层中，破坏细胞膜结构，使细胞膜通透性增加，引起皮肤刺激、干燥。如最常用的十二烷基硫酸钠(sds)通过破坏角质层屏障引发皮肤红斑、瘙痒等症状；月桂酸硫酸盐溶液也会引起角质层肿胀。而皮肤护理品、皮肤外用制剂中常常使用的表面活性剂如k12等作为乳化剂，也可能诱发炎症反应，为了皮肤温和，经常会用司盘和吐温等非离子表面活性剂来完成功能组分的乳化，而具有抗氧化功能的温和表面活性剂很少见。为了皮肤安全，减小表面活性剂的不良反应，寻找具有皮肤防护功能和温和型表面活性剂成为人们的研究焦点。

4、近年来，自由基在皮肤衰老中的作用越来越引起人们的重视，而广泛使用的合成抗氧化剂bha(丁基羟基茴香醚)、bht(二丁基羟基甲苯)、pg(没食子酸丙酯)等由于其潜在毒性和致癌作用愈来愈受到人们排斥，因而寻找天然、高效、低毒的抗氧化剂成为了一种必然趋势。以天然植物中提取的抗氧化剂取代合成抗氧化剂是今后皮肤护理、医药保健行业的研究热点。已被发现和报道的一些天然产物提取物如黄芩苷、维生素e、白藜芦醇、咖啡酸等对于各类自由基有很高的清除率，其抗氧化功能已见许多报道，但是其水溶性低、稳定性差是其主要缺点，如何提高其溶解性便成为皮肤护理品配方创新的难点。

5、因此，开发优良的自由基清除产品在预防衰老、抗、延缓衰老、减少慢性疾病等方面有着重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述问题，本发明提出一种具有抗氧功能的表面活性剂及其制备方法和应用。该表面活性剂是通过将槐糖脂改性得到的新型生物表面活性剂，其不仅可以显著提高自由基的清除效率，还能够提高黄芩苷等在水中的溶解度，是理想的抗氧化产品成分。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种具有抗氧功能的表面活性剂，为式i化合物或式i化合物的季铵盐，所述式i化合物为：

4、

5、其中，r1、r2、r3为烷基。

6、优选的，所述式i化合物的季铵盐具有式ii所示的结构：

7、

8、其中，r1、r2、r3、r4为烷基，x为卤素。

9、优选的，r1、r2、r3各自独立地选自c1～c4的烷基。

10、优选的，r4选自c1～c4的烷基。

11、优选的，x为氯、溴或碘。

12、本发明还提供式i化合物的制备方法，包括如下步骤：

13、将酸型槐糖脂中的羧酸基团在第一溶剂中活化后，加入醇胺化合物，于20～40℃下反应得到式i化合物。

14、优选的，所述的活化包括如下步骤：

15、将所述酸型槐糖脂加入第一溶剂中，于0～5℃搅拌下加入n,n-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶。

16、优选的，所述第一溶剂为四氢呋喃、二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或乙腈中的一种或多种。

17、本发明还提供式ii化合物的制备方法，包括如下步骤：

18、将式i化合物和卤代烃，在第二溶剂中，于80～90℃反应，得到式ii化合物。

19、优选的，所述第二溶剂为四氢呋喃、甲醇、乙醇、丙酮、二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或乙腈中的一种或多种。

20、优选的，所述酸型槐糖脂由如下步骤制备得到：

21、(1)向混合型槐糖脂的水溶液中加入3～5当量的碱和3～7倍质量的水，溶清后于90～100℃反应2～3小时；

22、(2)向步骤(1)得到的溶液中缓慢加入酸，使得ph为3～4，之后加入二氯甲烷，静置分层，得到3层溶液，取中间层，即得。

23、优选的，步骤(1)中加入的碱为3.5当量，加入5倍质量的水。

24、优选的，步骤(1)中的反应时间为2小时。

25、优选的，步骤(2)中所述的酸为硫酸或盐酸。

26、优选的，步骤(2)中加入的二氯甲烷和反应液的体积相等。

27、优选的，步骤(2)还包括将取得的中间层洗涤、浓缩至干的步骤。所述的洗涤为用中间层等体积的二氯甲烷洗涤一次，再用等体积的水洗涤三次。

28、优选的，所述混合型槐糖脂是从酵母菌株发酵提纯得到的。最优选的，所述酵母为球似假丝酵母。

29、优选的，所述醇胺化合物为n,n-二甲基乙醇胺、n,n-二乙基乙醇胺、n,n-二丙基乙醇胺、n,n-二丁基乙醇胺、n,n-二甲基丙醇胺、n,n-二乙基丙醇胺、n,n-二丙基丙醇胺、n,n-二丁基丙醇胺、n,n-二甲基丁醇胺、n,n-二乙基丁醇胺、n,n-二丙基丁醇胺或n,n-二丁基丁醇胺。

30、优选的，所述卤代烃为碘甲烷、1-氯乙烷、1-溴乙烷、1-溴丙烷或1-溴丁烷。

31、本发明还提供所述具有抗氧功能的表面活性剂的应用。

32、所述应用为制备抗衰老化妆品或增加难溶性植物提取物浓度。

33、本发明所述的具有抗氧功能的表面活性剂清除自由基的能力与未改性的酸型槐糖脂相比提高了4～7倍。

34、本发明所述的具有抗氧功能的表面活性剂提高黄芩苷在水中的溶解度比酸型槐糖脂提高了3～4倍。

35、本发明技术方案有有益效果在于：

36、本发明所制备的具有抗氧功能的表面活性剂是改性酸性槐糖脂的表面活性剂，其不仅具有更好的抗氧化性能，还因为它具有更低的临界胶束浓度(cmc)，可以增强一些溶解性差的药物在水中的溶解度。

37、因此，本发明所制备的具有抗氧功能的表面活性剂，其因为引入叔胺结构并且可成为季铵盐，可以提供孤对电子，与自由基反应，从而大大增强了自由基清除速率。改性后的生物表面活性剂的cmc值降低，增强了表面活性，可以形成复合胶束，从而增加一些难溶性、不溶性药物在水中的溶解度。