[发明专利]一种阳离子生物聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种阳离子生物聚合物及其制备方法，其为阳离子化的聚酸性氨基酸，由聚酸性氨基酸的至少一部分侧链中的羧基的氢原子被具有季铵阳离子基的基团所取代形成；所述阳离子生物聚合物的制备方法将阳离子化试剂与聚酸性氨基酸的侧链羧基通过共价键稳定结合，且取代度可控，易于洗发护发产品生产加工工艺的调控，利于提高洗发护法产品的品质；并且，该制备方法以水为溶剂均相反应，方法简单、高效、环保。本发明还涉及一种用于头发洗护的组合物。该组合物以本发明上述阳离子生物聚合物为主要活性成分，其具备相对优良的头发损伤修复和调理功效，利于提高洗发护发产品的品质。

技术领域

本发明属于生物大分子改性制备技术领域，涉及一种阳离子生物聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚酸性氨基酸(包括天冬氨酸、谷氨酸等及其不同构型得到的聚合物)的侧链带有大量羧基基团，且水溶性优良。其不仅具有一般羧基聚合物的理化特性，而且还具有良好的生物降解性和生物相容性。这使得其在农业、水处理、日化用品、医药等诸多领域都有着十分广泛的研究和应用。尤其是在化妆品行业，聚酸性氨基酸及其盐作为保湿剂、增稠剂或稳定剂等功能组分，应用于护肤品、洗发水、清洗液等中均体现出了优秀的使用特性。

然而，由于聚酸性氨基酸的离子性过强，使得其添加至乳液、乳膏等水油混合体系后需要十分注意控制工艺条件，否则会造成降粘、破乳等问题。并且，由于聚酸性氨基酸侧链羧基在溶液中形成大量的阴离子，其作为化妆品组分所起到的调理和修复等作用不及阳离子化合物。因此，如何将聚酸性氨基酸通过化学或物理方法改进为阳离子聚合物，是其科学研究和性能改进的研究重点之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种阳离子生物聚合物及其制备方法。该方法所制得的阳离子生物聚合物，其将阳离子化试剂与聚酸性氨基酸的侧链羧基通过共价键稳定结合，且取代度可控；制备工艺以水为溶剂均相反应，方法简单、高效、环保。

本发明还提供了一种用于头发护理发组合物。该组合物以本发明上述阳离子生物聚合物为主要活性成分，其具备相对优良的头发损伤修复和调理功效，利于提高洗发护发产品的品质。

为此，本发明第一方面提供了一种阳离子生物聚合物，其为阳离子化酸性氨基酸，所述阳离子化聚酸性氨基酸由其侧链中的至少一部分羧基的氢原子被具有季铵阳离子基的基团所取代形成，其分子结构如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中，A为氢原子或下述式(Ⅱ)或式(Ⅲ)所示的取代基；上述取代基的平均取代度是30～80％，m和n为表示聚合度的正整数且其仅分别代表两种构型的聚合单体残基的个数，m与n之和为10～2500，

式(Ⅱ)或式(Ⅲ)中，R1表示碳原子数为1～2的亚烷基，R2、R3和R4分别表示碳原子数为1～3的烷基。

根据本发明，所述阳离子化生物聚合物是将聚酸性氨基酸与阳离子化剂反应获得，其中，所述阳离子化剂包括分子结构如式(Ⅳ)所示的化合物中的一种或几种：

式(Ⅳ)中，R₅表示碳原子数为1～3的亚烷基，R₂、R₃和R₄分别表示碳原子数为1～3的烷基，X表示卤原子。

本发明第二方面提供了一种如本发明第一方面所述的阳离子生物聚合物的制备方法，其包括以下步骤：

S1，将聚丁二酰亚胺置于碱性水溶液中，室温搅拌下通过开环水解反应得到聚酸性氨基酸盐水溶液；

S2，将所述聚酸性氨基酸盐水溶液的pH值用水溶性酸的水溶液调节至酸性，之后加入阳离子化剂，并进行开环酯化反应得到阳离子生物聚合物水溶液；