技术领域
本发明涉及化工领域技术，具体地说是一种熊果苷/羟丙基-β-环糊精 包合物及其制备方法。
背景技术
熊果苷(arbutin,Arb)，又名熊果素、熊果叶苷、熊果酚苷，其化学名称 为对-羟基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷。它最早来源于天然绿色植物，具有抗炎、 抑菌、镇咳、祛痰、平喘作用，在临床应用广泛,也是一种天然美白活性物 质。含熊果苷的药物常用于治疗气管炎、感染性泌尿系统疾病、皮肤病、 过敏及炎症性疾病。同时，它还能够迅速渗入肌肤，在不影响皮肤细胞增 殖浓度的同时，有效地抑制皮肤中酪氨酸酶的活性，阻断黑色素的形成， 通过自身与酪氨酸酶的结合，加速黑色素的分解与排泄，从而减少皮肤色 素沉积，祛除色斑和雀斑，并且不会对黑色素细胞产生毒害性、刺激性、 致敏性等副作用，常被作为祛斑药物和美白、美容护肤品的添加物。近年 来，熊果苷因其在药物中的治疗作用和在化妆品中美白、祛斑作用突出且 绿色安全，益受到医疗界及爱美人士的青睐。熊果苷来源广泛,且生物活性 极高。作为食品原料，特别是在化妆品中具有广阔的应用前景。
羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)是β-环糊精的醚化衍生物，具有水溶性好、 肾毒性低、溶血作用小及局部刺激性轻微等特点，是目前对药物增溶和提 高稳定性效果最好的环糊精(CD)衍生物。经试验证明羟丙基-β-环糊精 (HP-β-CD)具有更高的安全性，甚至可以用于静脉注射，美国食品药品监 督局已经批准其在制药和食品中的应用。
熊果苷是一种白色针状结晶物质，易溶于热水、甲醇、乙醇、丙二醇 及丙三醇的水溶液，不溶于乙醚、氯仿、石油醚等。熊果苷不稳定，在偏 酸或偏碱性以及较高温度下，存在一定程度的分解趋势，分解后会产生对 苯二酚(氢醌)、葡萄糖。其中，对苯二酚虽然对黑色素的形成具有很 强的抑制作用，但是，其对皮肤具有一定的刺激性，会引起过敏反应；同 时，对苯二酚见光容易被氧化，生成红褐色物质，在皮肤表面会产生棕褐 色斑点。由于熊果苷的水溶性和稳定性较差从而限制了熊果苷在化妆品领 域的应用。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足提供一种熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合 物及其制备方法，以提高熊果苷的水溶性及稳定性，拓宽熊果苷在化妆品 行业的应用范围。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物，其特征在于：所述包合物是由 羟丙基-β-环糊精和熊果苷按照物质的量的比为2:1～2:3进行包合制得。
所述羟丙基-β-环糊精的平均相对分子质量为1460。
所述熊果苷的平均相对分子质量为272。
上述熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物的制备方法如下：
(1)将羟丙基-β-环糊精溶于蒸馏水中，配置成0.02mol/L的羟丙基-β- 环糊精溶液；
(2)按照羟丙基-β-环糊精与熊果苷的物质的量的比为2:1～2:3称取熊 果苷；
(3)将步骤(2)中称取好的熊果苷加入到步骤(1)配置好的羟丙基 -β-环糊精溶液中混合，制得混合溶液A；
(4)将步骤(3)中的混合溶液A置于密封锥形瓶中，在55℃～65℃ 水浴中振荡24h，得到澄清溶液B；
(5)将步骤(4)中的澄清溶液B倒入保鲜盒中，冷冻干燥，得到白 色固体，即为熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物。
作为优选方案，所述步骤(2)中羟丙基-β-环糊精与熊果苷的物质的量 的比为1:1。
作为优选方案，所述步骤(4)中控制水浴温度为60℃。
本发明的优点在于：
第一：羟丙基-β-环糊精具有水溶性好、肾毒性低、溶血作用小及局部 刺激性轻微等特点，采用溶剂法制备了熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物，熊 果苷与羟丙基-β-环糊精包合后，熊果苷的物相发生了重大改变，熊果苷在 包合物中以无定形状态存在，完全分散在羟丙基-β-环糊精中，熊果苷的水 溶性增加；
第二：熊果苷与羟丙基-β-环糊精包合过程中以非共价键形式相结合， 其热稳定性得到了显著提高。
第三：熊果苷与羟丙基-β-环糊精包合后，其水溶性和热稳定性都得到 了提高，从而拓宽了熊果苷在化妆品行业的应用范围。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为熊果苷紫外扫描图谱。
图3为熊果苷浓度与其吸光值之间的标准曲线。
图4为不同物质的紫外光谱图。
图5为不同物质的红外光谱图。
图6为不同物质的X-衍射光谱图。
图7为不同物质的TG-DSC谱图。
图中：1-羟丙基-β-环糊精；2-熊果苷；3-物理混合物；4-熊果苷/羟丙基 -β-环糊精包合物。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例一：
一种熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物的制备方法，它包括如下步骤：
(1)称取2.920g(2mmol)羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)溶于100mL 蒸馏水中，配置成0.02mol/L的羟丙基-β-环糊精溶液；
(2)按照羟丙基-β-环糊精与熊果苷的物质的量的比为2:1，称取0.272 g(1mmol)熊果苷；
(3)将步骤(2)中称取好的熊果苷加入到步骤(1)配置好的羟丙基 -β-环糊精溶液中混合，制得混合溶液A；
(4)将步骤(3)中的混合溶液A置于密封锥形瓶中，在60℃水浴中 振荡24h，得到澄清溶液B；
(5)将步骤(4)中的澄清溶液B倒入保鲜盒中，冷冻干燥，得到白 色固体，即为熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物。
实施例二：
一种熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物的制备方法，它包括如下步骤：
(1)称取2.920g(2mmol)羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)溶于100mL 蒸馏水中，配置成0.02mol/L的羟丙基-β-环糊精溶液；
(2)按照羟丙基-β-环糊精与熊果苷的物质的量的比为1:1，称取0.554 g(2mmol)熊果苷；
(3)将步骤(2)中称取好的熊果苷加入到步骤(1)配置好的羟丙基 -β-环糊精溶液中混合，制得混合溶液A；
(4)将步骤(3)中的混合溶液A置于密封锥形瓶中，在60℃水浴中 振荡24h，得到澄清溶液B；
(5)将步骤(4)中的澄清溶液B倒入保鲜盒中，冷冻干燥，得到白 色固体，即为熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物。
实施例三：
一种熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物的制备方法，它包括如下步骤：
(1)称取2.920g(2mmol)羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)溶于100mL 蒸馏水中，配置成0.02mol/L的羟丙基-β-环糊精溶液；
(2)按照羟丙基-β-环糊精与熊果苷的物质的量的比为2:3，称取0.816 g(3mmol)熊果苷；
(3)将步骤(2)中称取好的熊果苷加入到步骤(1)配置好的羟丙基 -β-环糊精溶液中混合，制得混合溶液A；
(4)将步骤(3)中的混合溶液A置于密封锥形瓶中，在60℃水浴中 振荡24h，得到澄清溶液B；
(5)将步骤(4)中的澄清溶液B倒入保鲜盒中，冷冻干燥，得到白 色固体，即为熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物。
实施例四：
一种熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物的制备方法，它包括如下步骤：
(1)称取2.920g(2mmol)羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)溶于100mL 蒸馏水中，配置成0.02mol/L的羟丙基-β-环糊精溶液；
(2)按照羟丙基-β-环糊精与熊果苷的物质的量的比为1:1，称取0.554 g(2mmol)熊果苷；
(3)将步骤(2)中称取好的熊果苷加入到步骤(1)配置好的羟丙基 -β-环糊精溶液中混合，制得混合溶液A；
(4)将步骤(3)中的混合溶液A置于密封锥形瓶中，在55℃水浴中 振荡24h，得到澄清溶液B；
(5)将步骤(4)中的澄清溶液B倒入保鲜盒中，冷冻干燥，得到白 色固体，即为熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物。
实施例五：
一种熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物的制备方法，它包括如下步骤：
(1)称取2.920g(2mmol)羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)溶于100mL 蒸馏水中，配置成0.02mol/L的羟丙基-β-环糊精溶液；
(2)按照羟丙基-β-环糊精与熊果苷的物质的量的比为1:1，称取0.554 g(2mmol)熊果苷；
(3)将步骤(2)中称取好的熊果苷加入到步骤(1)配置好的羟丙基 -β-环糊精溶液中混合，制得混合溶液A；
(4)将步骤(3)中的混合溶液A置于密封锥形瓶中，在65℃水浴中 振荡24h，得到澄清溶液B；
(5)将步骤(4)中的澄清溶液B倒入保鲜盒中，冷冻干燥，得到白色 固体，即为熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物。
本发明的熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物的理化性质分析及结构表征 如下(实施例二制得的熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物作为待测样品，熊果 苷与羟丙基-β-环糊精按物质的量的比为1:1混匀的物理混合物作为对比样 品，但不局限于此):
1、紫外法测定了包合物中熊果苷的含量：
1.1、测定波长的确定
称取熊果苷10mg，用蒸馏水定容到10mL的容量瓶中，适当稀释后， 于紫外分光光度仪中扫描，得其紫外扫描图谱，如图1。其特征吸收峰为 283nm，因此将其确定为测定波长。
1.2、标准曲线的绘制
称取熊果苷10mg用蒸馏水定容至100mL容量瓶中，摇匀。分别精确 的移取1、1.5、2、4、6、8mL于10mL容量瓶中定容，用紫外分光光度 计测得其283nm处的吸光度，以标准溶液的浓度为横坐标，吸光度为纵坐 标，绘制如图2所示的标准曲线。
1.3、熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物中熊果苷含量的测定
称取10mg熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物用蒸馏水定容至10mL容量 瓶中，摇匀。稀释10倍后，用紫外分光光度计测得其在283nm处的吸光 度为0.2，然后在熊果苷水溶液的标准曲线上查出相应的含量为0.01587 mg/mL，换算后可得包合物中的熊果苷的含量为15.87％。
2、熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物的理化性质分析及结果讨论
2.1、紫外(UV)分析方法及结果讨论
分别称取熊果苷、羟丙基-β-环糊精、物理混合物、熊果苷/羟丙基-β- 环糊精包合物各10mg，用乙醇定容到10mL的容量瓶中，适当稀释后， 分别在200-400nm波长范围内进行紫外吸收波长的扫描。
如图3所示，熊果苷、物理混合物、熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物在 紫外吸收峰上没有差异，它们的紫外特征吸收峰都出现在221、283nm处， 而羟丙基-β-环糊精1在扫描范围内没有特征吸收峰。由紫外分析可推断： 熊果苷与羟丙基-β-环糊精在包合物形成的过程中没有形成新的不饱和键。
2.2、红外(IR)分析方法及结果讨论
取红外灯干燥后的熊果苷、羟丙基-β-环糊精、物理混合物、熊果苷/羟 丙基-β-环糊精包合物样品，用溴化钾压片后，置于TENSOR 27型红外光谱 仪中记录其红外光谱。
如图4所示，物理混合物的红外光谱图是熊果苷和羟丙基-β-环糊精的 叠加，而熊果苷/羟丙基-β-环糊精包合物的红外图谱与熊果苷的图谱相似， 没有出现明显的新吸收峰，表明在熊果苷与羟丙基-β-环糊精在包合物形成 的过程中没有新的化学键生成。
2.3、X-衍射(RSD)分析方法及结果讨论
取熊果苷、羟丙基-β-环糊精、物理混合物、熊果苷/羟丙基-β-环糊精包 合物进行X射线衍射，采用CuKa靶，石墨单色器衍射单色化，衍射角扫 描范围为3°～80°。
如图5所示，熊果苷的衍射图表现出许多尖峰表明其为结晶态，而羟 丙基-β-环糊精无尖峰，为无定形状态。熊果苷与羟丙基-β-环糊精制成的物 理混合物后，能在一定程度上使熊果苷特征结晶峰减弱，制备成包合物后， 由于羟丙基-β-环糊精的作用，熊果苷的结晶峰消失。通过X-射线衍射分析 可知：熊果苷已经分散在HP-β-CD中，以无定形状态存在。
2.4、热重-差示量热扫描联合(TG-DSC)分析方法及结果讨论
将5.0mg左右的熊果苷、羟丙基-β-环糊精及熊果苷/羟丙基-β-环糊精 包合物分别均匀地铺在坩埚中放入热重及差示扫描量热同步测定仪中，在 氮气环境下进行扫描分析,扫描速率为20℃/min,扫描区间温度范围为 30℃～450℃。
热重(TG)和差示扫描量热法(DSC)是目前对环糊精及其包合物的固体 热性质进行精确研究的首选方法，而热重/差示扫描量联用(TG/DSC)是其 热分析技术的最新发展，其可以同时测试样品在升温过程中的重量改变和 吸放热。如图6所示，在300℃之前羟丙基-β-环糊精基本没有重量损失， 说明羟丙基-β-环糊精样品水分和易挥发杂质含量很少。在300-400℃之间有 一个明显的失重阶段，这是羟丙基-β-环糊精分解引起的，含碳分解物挥发 造成重量损失。而400℃以后继续升温样品重量基本恒定，说明羟丙基-β- 环糊精降解完成，只剩下小部分耐高温碳核。由DSC曲线可知，在300-400℃ 左右有一个明显的吸热峰，峰值温度大概350℃，这是由于羟丙基-β-环糊 精吸热分解造成的。其他部分没有明显的吸放热峰，即没有可引起吸放热 的物理或化学变化过程，表明羟丙基-β-环糊精的热降解是一步完成的。从 熊果苷的TG和DSC曲线可以看出，它们的热重损失只有一步，吸放热变 化也只有一个峰，说明它是高纯度的单一组分化合物。在熊果苷的DSC曲 线上在210℃处有一个明显的吸热峰，这时TG曲线并没有重量损失，说明 210℃处的峰是熊果苷的熔融吸热造成的。在300℃左右熊果苷的TG曲线 开始显示重量损失，说明熊果苷在300℃左右开始热分解，而到450℃左右 时分解结束。与此对应的DSC曲线有一个不太明显的宽吸热峰，峰值温度 在325℃左右。包合物的TG曲线依然显示一步降解，开始温度320℃左右。 这也从侧面证明了包合物的形成。同步的包合物DSC曲线则显示两个明显 的吸热峰，分别在330℃和380℃。330℃的峰应该是羟丙基-β-环糊精的分 解吸热峰，380℃是熊果苷的熔融和分解吸热峰，由于羟丙基-β-环糊精的保 护，原本在210℃熔融，在300℃热降解的熊果苷直到羟丙基-β-环糊精分解 后才在高温下迅速熔融并分解，这表明通过与羟丙基-β-环糊精的包合，熊 果苷的热稳定性得到了显著提高。