[发明专利]一类季铵化壳聚糖防晒剂的合成及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类季铵化壳聚糖防晒剂的合成及应用，特别涉及到制备一种能吸附到头发上具有吸收紫外线效果的壳聚糖衍生物及其制备方法，属于功能化妆品技术领域。

背景技术

损伤头发的因素总体分为三类：机械因素；化学因素；环境因素。紫外线被认为是所有环境因素中最具伤害性的。头发暴露于紫外线辐射中，黑色素会因为受到氧化而褪色，另外日光辐射还会使角蛋白中的胱氨酸、酪氨酸、色氨酸等基团发生光降解，令氨基酸之间的链接断裂，头发的基本结构随之被破坏，头发因此变得干枯、脆弱、暗淡、梳理性变差。

目前发用防晒剂很少，主要有天然植物中的黄酮类化合物、十二烷基二甲基氨基苯酰氨丙基二甲基甲苯磺酸铵（DDABDT）。

人们已经意识到头发防晒的重要性，但是研制发用防晒剂需要解决以下几个问题：（1）目前所用的防晒剂大多是肤用防晒剂，对头发的亲和力和成膜性都较差，不易形成均匀的保护膜；（2）要在水中有很大的溶解度；（3）要不产生粘腻的感觉；（4）吸附在头发表面上时不影响头发的光泽；（5）对头皮没有刺激性。

壳聚糖是一种广泛存在的天然多糖，具有生物相容性好，无毒，无刺激性，易降解，成膜性，抗菌性等，被广泛应用于医药、食品、日化等很多领域。但是壳聚糖本身溶解性较差，仅能溶于稀酸中，因此它的应用受到了很大的限制。

2-羟丙基三甲基铵基壳聚糖具有良好的水溶性，但是很少有对它进行进一步改性的产品。改变反应时间、温度、物料比等反应因素，可以改变壳聚糖的季铵化度，剩余的氨基和6-羟基可以进行其它的化学改性。

发明内容

本发明的目的：针对2-羟丙基三甲基铵基壳聚糖上存在的未反应的氨基和6-羟基，与酰氯（磺酰氯）反应，把具有很强UV吸收能力的基团与具有良好水溶性、成膜性、吸附性的2-羟丙基三甲基铵基壳聚糖有效的结合在一起，得到一种带有正电荷，具有良好水溶性、无刺激性的高分子发用防晒剂。

本发明的技术方案：本发明的季铵化壳聚糖防晒剂，其由如下的结构组成：

其中R₁为： H 、 —COCH₃、

、、、      、 、、、、、、、 、 之一；

其中R为：H 、

、、、      、 、、、、、、、 、 之一；

其中2-羟丙基三甲基铵基团的摩尔取代度为40%-80%；酰基（磺酰基）基团的摩尔取代度为4%-20%，乙酰基摩尔取代度18%-20%，因为壳聚糖的脱乙酰度约为80%。摩尔取代度是指1摩尔糖单元上接枝2-羟丙基三甲基铵基团、酰基或磺酰基基团、乙酰基基团的摩尔数。

本发明中3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和酰氯（磺酰氯）都可以与壳聚糖上的氨基和6-羟基反应。

季铵化壳聚糖防晒剂的合成路线：

其中R₂CO（R₂SO₂）是：

、、      、 、、、、、、、 、 ；

本发明所述的季铵化壳聚糖防晒剂的合成方法，该方法包括以下步骤：

（1）合成2-羟丙基三甲基铵基壳聚糖：将4g 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和1g壳聚糖分散在50mL水中，向反应体系中缓慢滴加20mL 0.5mol/L NaOH， 90℃磁力搅拌反应30h，用3倍体积的丙酮析出絮状沉淀物，得到2-羟丙基三甲基铵基壳聚糖。

（2）合成季铵化壳聚糖防晒剂：用50mL 二甲亚砜将步骤（1）合成得到的1g 2-羟丙基三甲基铵基壳聚糖充分溶胀后，向其中加入0.012mol酰氯（磺酰氯）和0.012mol的三乙胺，室温下磁力搅拌，反应24h。用3倍体积的乙醇析出产物，砂芯漏斗抽滤后，用乙醇索氏提取4天，得到季铵化壳聚糖防晒剂。

上述（2）中的溶剂为二甲亚砜。

上述（2）中的酰氯（磺酰氯）为：4-甲氧基肉桂酰氯、水杨酸酰氯、对氨基苯甲酰氯、对二甲氨基苯甲酰氯、2-氰基-3,3-二苯基-2-丙烯酰氯、二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酰氯、4,4',4''-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三亚氨基)三苯甲酰氯、2-苯基苯并咪唑-5-磺酰氯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酰氯、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酰氯二苯甲酮、对磺酰氯乙烯基苯、磺酰氯乙烯基苯。

这类季铵化壳聚糖防晒剂的应用，它可以用在护发素、发乳、焗油、发胶、洗发水等发用产品中。

季铵化壳聚糖防晒剂的防晒性能测试：