相关申请的交叉引用
[001]本申请要求以下申请的利益：2006年2月10日提交的美国临时 申请No.60/772,471；2006年2月10日提交的美国临时申请No. 60/772,194，2006年2月10日提交的美国临时申请No.60/772,193，2006 年2月10日提交的美国临时申请No.60/772,111，2006年2月10日提 交的美国临时申请No.60/772,120，2006年2月10日提交的美国临时 申请No.60/772,110，2006年2月10日提交的美国临时申请No. 60/772,112，2006年9月25日提交的美国临时申请No.60/846,948，2006 年10月24日提交的美国临时申请No.60/853,920，2006年11月15日 提交的美国临时申请No.60/859,264；2006年12月4日提交的美国临 时申请No.60/872,705，和2007年1月17日提交的美国临时申请No. 60/880,824，其中的公开特意以全文并入本文作为参考。
技术领域
[002]本发明涉及包括溶剂和提取物的组合物，以及使用溶剂从材料提 取化合物的方法。
背景技术
[003]消费者和生产商越来越关注所有产品的环境影响。对于环境影响 认识的工作是由政府部门认定的世界性事务。目前由156个国家签署的 联合国气候变化框架公约(UNFCCC)的京都议定书修正案是全球努力促 成优先于成本和效率而言考虑更安全的环境生产的一个例子。特别是当 应用于产品如个人护理产品、化妆品、治疗品和美容治疗品时，消费者 对他们所购买的产品的来源越来越具有选择性。2004Co-operative Bank’s annual Ethical Consumerism Report(www.co-operativebank.co.uk) 公开了在2003到2004年之间在合乎规格的零售产品(考虑到环境安全 的、有机的和公平的贸易货物的普通分类法)上的消费支出增长30.3％， 而在同一时期内总的消费支出仅仅增长3.7％。
[004]消费者的最大的纯粹环境担忧之一是全球变暖效应和促进该效应 的温室气体。温室气体是允许日光自由进入大气的气体。当日光照射到 地球表面时，其一些作为红外辐射被反射回到太空。温室气体吸收这些 红外辐射并且捕获大气中的热量。随着时间的过去，从太阳发射到达地 球表面的能量约应当等于被辐射回到太空的能量，使得地球表面的温度 大略地恒定。然而，温室气体的量增加超过其在人类工业化之前的存在 量，这就被认为增加了地球表面上的保留热并且导致在最近两个世纪中 所观察到的全球变暖。
[005]二氧化碳作为大气中各种温室气体中的最大量的成分被挑选出 来。在最近二百年中大气二氧化碳的水平已经增加50％。认为向大气中 任何进一步增加二氧化碳促进温室气体效应从全球温度的稳定向全球 温度变热方向的移动。消费者以及环保机构都确定了工业释放碳向大气 中是导致温室效应的碳的来源。当与作为石油或化石燃料基的相同的有 机分子相比时，仅仅由来自可再生基来源诸如植物糖和淀粉的碳分子和 最终的大气碳构成的有机产品被认为不进一步促进温室效应。
[006]除了向大气中增加二氧化碳之外，目前的丙二醇类的工业生产方 法还产生污染物和废物，它们特别地包括硫酸，盐酸，氢氟酸，磷酸， 酒石酸，乙酸，碱金属，碱土金属，过渡金属和重金属，包括铁，钴， 镍，铜，银，钼，钨，钒，铬，铑，钯，锇，铱，铷和铂(美国专利2,434,110， 5,034,134，5,334,778和5,10,036)。
[007]对于所有的制造业需要提供环境影响降低的产品，特别是考虑到 大气的碳负荷。对于制造商而言还有的环境优点是提供可再生基来源的 产品。另外，需要被证实的其生产不增加目前环境中的二氧化碳水平或 者增加很少的溶剂。
[008]公开的美国专利申请No.2005/0069997公开了一种用于纯化得自 培养的生物工程化以从糖合成1，3-丙二醇的大肠杆菌的发酵肉汤的1，3- 丙二醇的方法。基本过程要求有肉汤产物流的过滤，离子交换和蒸馏， 优选包括在蒸馏过程中产品的化学还原。还提供了高度纯化的1，3-丙二 醇的组合物。
[009]用于个人护理，动物护理，美容，治疗，药物，营养性治疗，芳 香治疗，香精和美容治疗的制剂可受益于组合物中用作例如表面活性 剂，保湿剂，溶剂，中和剂，乳化剂，防腐剂和/或香味增强剂和固定剂 的二醇类。通常，个人护理应用中的二醇组分包括丙二醇，1，3-丁二醇， 或2-甲基-1，3-丙二醇。因为生产成本和相对低的纯度，常规的1，3-丙二 醇尽管表现出与上述二醇比较即使不是更好的也是相同的性质，但是在 这些组合物中通常也不使用常规的1，3-丙二醇。
[0010]另外，在个人护理、动物护理、美容、治疗、药物、营养性治疗、 芳香治疗、香精和美容治疗的制剂引入植物、蔬菜、蛋白质/肽、海产类、 藻类或乳类的提取物、或芳香浓缩物或芳香油的情况下，消费者关注所 述产品的质量和环境影响。目前，植物、蔬菜、蛋白质/肽、海产类、藻 类和乳类的提取物，和芳香浓缩物采用化学溶剂如丙二醇，2-甲基-1，3- 丙二醇，丁二醇，一缩二丙二醇，合成甘油，和乙醇用于提取工艺。在 很多情况下，化学溶剂彼此组合使用。尽管这些化学溶剂是适当的溶剂， 但是它们具有固有的缺陷，因为它们是石油基组分而非“全天然”产品。 另外，这些溶剂的安全评估提供了它们可引起皮肤刺激性的证据 (Cosmetic Ingredient Review Expert Panel(1994)Final Report on the Safety Assessment of Propylene Glycol and Polypropylene Glycols.J.Am.College Toxicol.，13(6)：437-491)。
[0011]提取自植物的精油广泛用于美容和个人护理制剂。提取自植物的 色料用于食品和非食品工业。药用植物提取物正被用于治疗不同的病 症。尽管可使用若干种方法用来提取香料，香精，色料和活性成分，但 是溶剂提取是一种被广泛采用的方法。所需成分的选择性提取，被提取 成分的稳定性，和成分与不需要的溶剂的分离是提取的主要因素。当使 用挥发性溶剂诸如乙醇来提取活性成分时，在制剂中使用该成分之前需 要除去所述溶剂。当除去溶剂时，一些活性成分可能是不稳定的并且分 解。
发明概述
[0012]本发明提供了包括1，3-丙二醇和提取产物的组合物，并且组合物 中的1，3-丙二醇是生物学由来的。本发明还提供了从提取源提取提取物 的方法。这些方法包括提供1，3-丙二醇酯并且将1，3-丙二醇酯与所述提 取源混合。这用于将提取物从提取源提取进入酯中。该方法还包括从酯 和提取物分离提取源。本发明还提供了包括1，3-丙二醇酯和提取产物的 组合物。在这些组合物中，酯可以具有至少3％的生物基碳。
发明详述
[0013]申请人特别地在本公开中引入所有被引述文献的全部内容。另外， 当给出量、浓度或者其它值或参数作为范围，优选范围，或上限优选值 和下限优选值的清单时，可理解为是由任何一对的任何上限值或优选值 和任何下限值或优选值形成的具体公开的所有范围，无论该范围是否单 独被公开。当在本文中描述了数值范围时，除非另有说明，否则该范围 意在包括其端点值，以及在该范围内的所有整数和分数。本发明的范围 不意在限于当对范围进行定义时所阐述的特定值。
[0014]用于稀释和提取天然提取物的溶剂通常是合成的石油基有机溶 剂。植物，蔬菜，蛋白质/肽，海产类，藻类和乳类的提取物，又名精油， 是许多组合物中的有吸引力的组分。这些精油赋予产品以芳香物质、活 性成分以及其它功能，诸如手感，柔软性，润滑性，愈合，清凉性，提 神，抗微生物性，收敛性，指甲强化，促进皮肤组织和毛发健康，清洁， 刺激，变白，抗氧化剂的递送，以及皮肤舒缓性(soothing)。精油是 植物/蔬菜，蛋白质/肽，脂类，海产类，藻类或乳类材料的挥发性油， 它们通过蒸馏或溶剂提取被获得。
[0015]生物学由来的1，3-丙二醇及其缀合酯(conjugate ester)可用作从提 取物来源提取精油和其它提取物的溶剂。生物由来的1，3-丙二醇及其缀 合酯可用作浓度范围为10％到接近100％的植物提取物以及香精浓缩物 和香精油的溶剂系统。
[0016]另外，生物学由来的1，3-丙二醇及其缀合酯可在组合物中用作稀 释或增溶提取物的溶剂。生物学由来的1，3-丙二醇及其缀合酯作为溶剂 是独一无二的，因为它们是天然由来的，并因此对于避免合成化学品的 消费者而言具有吸引力。
[0017]生物学由来的1，3-丙二醇及其缀合酯提供了用于提取和稀释植 物、蔬菜、蛋白质/肽、海产类、藻类、乳类底物、或香精浓缩物和香精 油的非刺激性溶剂。在本发明的一个方面，溶剂由全天然组分组成，本 文所使用的术语“全天然”是指由天然存在的成分制造的产品。具体地 说，生物学由来的1，3-丙二醇包括非石油基碳。
[0018]本文讨论的生物学由来的1，3-丙二醇的缀合酯包括生物学由来的 1，3-丙二醇的单酯和二酯。
[0019]生物学由来的1，3-丙二醇或其酯缀合物(conjugate)用作提取或稀 释植物提取物或香精浓缩物或香精油的化学溶剂。从提取物来源提取提 取物的方法包括：(a)提供1，3-丙二醇、1，3-丙二醇酯或其混合物；(b)将 1，3-丙二醇、1，3-丙二醇酯或其混合物与提取源混合，如此从该提取源提 取提取物进入酯中；和(c)从提取物和1，3-丙二醇、1，3-丙二醇酯或其混 合物中分离提取源。
[0020]提取方法包括使用干燥的底物如用溶剂浸渍过的植物材料。在当 今的香水工业中，浸渍是用于提取芳香物质的最常见的和最经济的重要 技术。在该方法中，将原材料浸没在溶剂中，该溶剂可以溶解所需的芳 香物质或其它提取物。浸渍时间为若干分之小时到数月。浸渍通常用于 从木质或纤维材料以及动物来源提取芳香化合物。该技术还可用于提取 对于蒸馏而言挥发性太强或者由于加热而容易变性的有气味的物质。
[0021]或者，溶剂可渗透经过底物材料直到足够的可溶性材料已经从生 物质或底物中被浸出。通过粗滤，过滤或离心将底物碎屑与提取物分离。
[0022]从原料提取化合物的另一个技术是超临界流体提取。该技术使用 低热以减少提取物的降解。超临界的CO2可用在该提取技术中。
[0023]根据本发明，提取也可通过其它的提取技术(包括蒸馏)进行。 生物学由来的1，3-丙二醇及其缀合酯可在蒸馏提取技术中用作溶剂。在 该技术中，通常用来从植物如白色香橙花和玫瑰花中获得芳香化合物， 将原料加热，并且通过蒸馏的蒸气的凝结回收芳香化合物。蒸镏方法包 括蒸汽蒸馏，其中使用蒸汽从植物材料中逐出挥发性的芳香化合物，留 下被称作水溶胶的冷凝物。蒸馏还包括干馏即分解蒸馏，其中原料在无 载体溶剂的条件下被加热。在这种情况下，生物学由来的1，3-丙二醇及 其缀合酯在提取后用作稀释芳香化合物的溶剂。
[0024]在又一个提取方法中，称作压榨法，将原料物理压挤或压缩，并 且收集挤出的油。该方法被认为是提取法，并且最通常被用于从柑桔属 水果的皮中提取化合物，因为这些来源含有足够的使得该方法具有可行 性的油。花香吸取法是另一种适合于使用生物学由来的1，3-丙二醇，其 缀合酯或其混合物的提取法。
[0025]生物学由来的1，3-丙二醇及其缀合酯可用作提取用溶剂，并且在 包括植物提取物的组合物中可用作一种组分。植物来源包括但不限于所 有的植物，种子，茎，根，花，叶，花粉末，香料和油。适合于提取或 稀释的一种提取物类型是药草提取物。
[0026]药草提取物是药草和溶剂的液体溶液。将干燥或新鲜的药草与溶 剂组合，然后除去固体物质，仅仅留下与溶剂混合的药草的油。该方法 被称作提取法，并且该方法得到药草提取物。
[0027]药草提取物作为食物增补剂或可供选择的药物被售卖并且通常在 烘焙、烹调或饮料中用来调味。它们还用在个人护理产品诸如皮肤和毛 发用产品中。
[0028]大气中少量的二氧化碳具有放射性。这种14C二氧化碳的生成是 在以下情况下发生的：氮被紫外线生成的中子所撞击，导致氮失去质子 并形成分子量为14的碳，其立刻被氧化成二氧化碳。这种放射性同位 素占大气碳的小部分但是占有可测量的份额。大气二氧化碳通过绿色植 物在已知称作光合作用的过程期间制造有机分子而进行循环。当绿色植 物或其它形式的生命代谢有机分子生成二氧化碳(其被释放返回到大气 中)时完成该循环。实际上地球上所有形式的生命依赖于这种绿色植物 产生有机分子以获得促进生长和再生的化学能。因此，存在于大气中的 14C变成所有生命形式及其生物产物的一部分。这些生物降解得到CO2的可再生基有机分子不促进全球变暖，因为对大气的碳排放没有净增 长。相比之下，化石燃料基碳不具有标志性的大气二氧化碳的放射性碳 比率。
[0029]材料中可再生基碳的评价可通过标准试验方法进行。使用放射性 碳和同位素比质谱分析，可以测定材料的生物基含量。ASTM International，正式名称是美国测试和材料学会(American Society for Testing and Materials)，已经确立了用于评价材料的生物基含量的标准 方法。该ASTM方法被称作ASTM-D6866。
[0030]应用ASTM-D6866获得“生物基含量”建立在与放射性碳定年相同 的概念上，而不使用年龄公式。该分析通过导出在未知样品中的放射性 碳(14C)的量与当今参考标准中的放射性碳的量的比进行。该比的报导值 以百分数表示，单位是“pMC”(现代碳％)。如果被分析的材料是当今的 放射性碳和化石碳(不包含放射性碳)的混合物，则获得的pMC值与样品 中存在的生物质材料的量直接相关。
[0031]在放射性碳定年中使用的当今参考标准是NIST(国家标准和技术 学会，National Institute of Standards and Technology)标准，使用已知的 大约相当于公元1950年的放射性碳含量。选择公元1950年是因为其代 表了在通过每次爆炸向大气中引入大量的过量放射性碳(称作“炸弹碳 (bomb carbon)”)的热核武器试验之前的时间。AD 1950年参考值为100 pMC。
[0032]大气中的“炸弹碳”在试验高峰期和在停止试验协议之前的1963 年几乎达到标准水平的两倍。自其出现以来其在大气中的分布是近似 值，对于自公元1950年以来生存的植物和动物而言，表现的值大于100 pMC。其随着时间的流逝逐渐减少，目前的值接近107.5pMC。这意味 着新鲜的生物质材料诸如谷类可给出接近107.5pMC的放射性碳标志。
[0033]将化石碳与当今碳组合进入材料中将导致当今pMC含量的稀化 (dilution)。通过假定107.5pMC表示当今生物质材料，0pMC表示石 油衍生物，这些材料的pMC测量值将反映出两种类型组分的比例。100％ 来自当今大豆的材料将给出接近107.5pMC的放射性碳标志。如果该材 料被50％的石油衍生物所稀化，则其将给出接近54pMC的放射性碳标 志。
[0034]通过指定100％等于107.5pMC和0％等于0pMC，得到生物质含 量结果。在这点上，测量值为99pMC的样品将给出相当于93％的生物 基含量结果。
[0035]根据ASTM-D6866对本文所述材料进行评价。在该报告中引用的 平均值包括6％的绝对范围(在生物基含量值的每端±3％)以对组分放射 性碳标志端值的变化作出说明。假定所有材料是当今或化石来源的并且 所需结果是“存在于”该材料中的生物基组分的量，而不是在制造过程中 所“使用”的生物基材料的量。
[0036]本申请人使用的用来描述由本发明方法得到的生物学由来的1，3- 丙二醇的术语“实质上纯化的”表示包括具有至少一种以下特征的1，3-丙 二醇的组合物：1)在220nm的紫外吸光值低于约0.200，和在250nm的 紫外吸光值低于约0.075，和在275nm的紫外吸光值低于约0.075；或2) 组合物具有的L*a*b*″b*″色值低于约0.15和在270nm的吸光度低于约 0.075；或3)过氧化物成分低于约10ppm；或4)总有机杂质的浓度低于 约400ppm。
[0037]″b*″值是用分光光度法测定的由CIE L*a*b*测量方法ASTM D6290所定义的“黄色蓝色测量值”。缩写“AMS”是指加速器质谱法。
[0038]缩写“IRMS”是指通过高精度稳定同位素比质谱学测量的CO2测 量值。
[0039]“生物学生成的”是指通过一种或多种活生物物种或株，包括特定 的细菌、酵母、真菌和其它微生物株生成的有机化合物。“生物生成的”、 “生物学由来的”和“生物学生成的”在本文中同义地使用。这种有机化合 物由来自大气二氧化碳并被绿色植物转化成糖和淀粉的碳组成。
[0040]“生物学基”是指有机化合物从生物学生成的有机组分合成。进一 步考虑了本文公开的合成方法能有效地从除1，3-丙二醇之外的生物生成 的醇合成其它的单酯和二酯；所述醇特别地包括乙二醇，二甘醇，三甘 醇，-，一缩二丙二醇，二缩三丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，新戊二醇和 双酚A。“生物基”和“生物来源的”；“生物学由来的”和“生物由来的”在 本文中同义地使用。
[0041]本文中使用的“大气来源的碳”是指从在最近几十年内在地球大气 中是游离的二氧化碳分子由来的碳原子。这种碳在质量方面通过本文所 述的特定放射性同位素的存在可被识别。“绿色碳”，“大气碳”，“环境友 好碳”，“生命循环碳，“非化石燃料基碳”，“非石油基碳”，“大气来源 的碳”和“生物基碳”在本文可同义地使用。
[0042]“增香剂”是被添加到食品，饮料，化妆品，药物或医药中用来改 善这些组合物的味道的物质。诸如橙油的油类被认为是增香剂。
[0043]本发明的组合物包括包含1，3-丙二醇酯和提取产物的组合物。该 酯根据酯化中使用的化合物的不同而具有不同量的生物基碳。生物学由 来的1，3-丙二醇含有生物基碳。该1，3-丙二醇中的所有三个碳原子是生 物基碳。如果缀合酯使用包含所有生物基碳的羧酸类形成，则得到的酯 也含有所有的生物基碳。然而，如果羧酸类包含非生物基碳，即，得自 化石燃料来源的碳，则得到的酯将含有一定百分数的生物基碳，其相比 于由生物学由来的1，3-丙二醇贡献的三个碳与由羧酸贡献的碳数成比 例。
[0044]例如，丙二醇二硬脂酸酯含有39个碳原子，得自每个硬脂酸碳链 的18个碳和得自1，3-丙二醇的3个碳。因此，如果硬脂酸是非生物基的， 则在丙二醇二硬脂酸酯的总共39个碳中的36个碳是非生物基碳。由生 物学由来的丙二醇和非生物学由来的硬脂酸酸制备的丙二醇二硬脂酸 酯的生物基含量预测值是7.7％。
[0045]在使用ASTM-D6866方法进行分析中，发现丙二醇二苯甲酸酯 (BENZOFLEX(R)284，Velsicol Chem.Corp.Rosemont，IL)具有0％的生物 基碳含量。对使用生物学由来的1，3-丙二醇合成的丙二醇二苯甲酸酯的 相同分析表明具有19％的生物基碳含量。由生物学由来的1，3-丙二醇制 备的丙二醇二苯甲酸酯的生物基碳含量预测值是17.6％，其处在所述方 法的标准偏差范围内。
[0046]如果上述实施例中的硬脂酸是生物基的，则得到的丙二醇二硬脂 酸酯将具有100％的生物基含量。因此，生物学由来的1，3-丙二醇的缀 合酯具有的生物基含量值与用于形成酯的酸类的生物基含量成比例。因 此，该酯可以具有的生物基含量是至少3％的生物基碳，至少6％的生物 基碳，至少10％的生物基碳，至少25％的生物基碳，至少50％的生物基 碳，至少75％的生物基碳，和100％的生物基碳。
[0047]包括提取物和1，3-丙二醇缀合酯的组合物可具有约0.1％到约5％ 的酯，约0.5％到25％的酯，约25％到约50％的酯，约50％到约75％的 酯，和约75％到约99％的酯，以及约99％到约100％的酯。
[0048]本发明的组合物还包括含1，3-丙二醇和提取物的组合物。这些组 合物的1，3-丙二醇具有至少95％的生物基碳，或者，1，3-丙二醇具有100％ 的生物基碳。包括提取物和1，3-丙二醇的组合物可具有约0.1％到约5％ 的1，3-丙二醇，约0.5％到25％的1，3-丙二醇，约25％到约50％的1，3-丙 二醇，约50％到约75％的1，3-丙二醇，和约75％到约99％的1，3-丙二醇。
[0049]本发明的组合物还包括含1，3-丙二醇和1，3-丙二醇的缀合酯以及 提取物的组合物。这些组合物的1，3-丙二醇具有至少95％的生物基碳， 或者，1，3-丙二醇具有100％的生物基碳。包括提取物和1，3-丙二醇与1，3- 丙二醇的缀合酯的混合物的组合物可具有约0.1％到约5％的混合物，约 0.5％到约25％的混合物，约25％到约50％的混合物，约50％到约75％ 的混合物，和约75％到约99％的混合物。
[0050]二醇和酯的混合物在提取中可以非常有效，并且该混合物可以比 单独的溶剂提取更多的活性成分。使用溶剂混合物从植物材料提取更多 的活性成分是因为酯(特别是二酯)是非极性的，而二醇组分是极性的。 因此，使用酯和二醇的混合物可以容易地从植物提取亲脂性成分。在一 些情况下，酯的密度可远远高于二醇的密度，并且在浸渍法之后，“饼”(酯 的提取物)可容易地固化并与二醇相分离。另外，酯可以是挥发性化合物， 并且在提取物中酯可以容易地被蒸发从而得到凝香体，香精油，净油， 或花香吸提油(enfleurage)。
[0051]1，3-丙二醇，1，3-丙二醇的缀合酯及其混合物当与其它适当的溶剂 (包括水)组合使用时可以有效地用作溶剂和稀释剂。
生物学由来的1，3-丙二醇
[0052]本发明涉及包括植物、蔬菜、蛋白质/肽、海产类、藻类、或乳类 的提取物、或香精浓缩物或香精油的组合物，其中使用生物学由来的1，3- 丙二醇或其酯缀合物作为用于提取或稀释植物、蔬菜、蛋白质/肽、海产 类、藻类、或乳类提取物或香精浓缩物或香精油的化学溶剂。“生物学 由来的”是指通过一种或多种活生物物种或株，包括特定的细菌、酵母、 真菌和其它微生物株合成的1，3-丙二醇。本文公开了可用在洗发剂或身 体用洗涤剂组合物中的生物学由来的1，3-丙二醇。
[0053]生物学由来的1，3-丙二醇以高纯度形式被收集。这种1，3-丙二醇 具有至少一种以下特征：1)在220nm的紫外吸光值低于约0.200，和在 250nm的紫外吸光值低于约0.075，和在275nm的紫外吸光值低于约 0.075；或2)组合物具有的L*a*b*″b*″色值低于约0.15和在270nm的 吸光度低于约0.075；或3)过氧化物成分低于约10ppm；或4)总有机 杂质的浓度低于约400ppm。″b*″值是用分光光度法测定的、由CIE L*a*b*测量方法ASTM D6290所定义的黄色蓝色测量值。
[0054]1，3-丙二醇的纯度水平可通过许多不同方法进行表征。例如，测 量污染性有机杂质的保留水平是一种有用的度量法。生物学由来的1，3- 丙二醇可具有的纯度水平是低于约400ppm的总有机污染物；优选低于 约300ppm；和最优选低于约150ppm。术语ppm总有机纯度是指通过 气相色谱法测量的含碳化合物(而不是1，3-丙二醇)的ppm水平。
[0055]生物学由来的1，3-丙二醇还可使用许多其它参数，诸如在不同波 长下的紫外吸光度进行表征。220nm、240nm和270nm波长被认为可 用于测定组合物的纯度水平。生物学由来的1，3-丙二醇可具有的纯度水 平是，其中在220nm的UV吸光度低于约0.200，和在240nm的UV吸 光度低于约0.075，和在270nm的UV吸光度低于约0.075。
[0056]生物学由来的1，3-丙二醇可具有的b*色值(CIE L*a*b*)低于约 0.15。
[0057]生物学由来的1，3-丙二醇组合物的纯度还可通过有意义的测量过 氧化物水平的方法进行评价。生物学由来的1，3-丙二醇可具有的过氧化 物的浓度低于约10ppm。
[0058]据信，上述用于生物学由来的和经纯化的1，3-丙二醇(使用与美国 专利申请No.2005/0069997中公开的那些方法相同的或类似的方法)的纯 度水平参数，把这种组合物与从来自石油来源的经化学纯化的1，3-丙二 醇制备的1，3-丙二醇组合物区别开。
[0059]通过发酵生物学生成的1，3-丙二醇是已知的，包括在美国专利 5,686,276，美国专利6,358,716，和美国专利6,136,576中，其公开了使 用在发酵期间能使用廉价的绿色碳源诸如葡萄糖或其它植物由来的糖 合成1，3-丙二醇的重组工程化细菌的方法。这些专利的每篇内容被特别 地并入本文作为参考。生物学由来的1，3-丙二醇可以基于使用在美国专 利5,686,276中公开的由遗传工程化大肠艾希氏杆菌(E.coli)生成的发酵 肉汤获得。可使用其它的单一生物体或生物体的组合来生物学生成1，3- 丙二醇，采用已根据本领域已知方法进行遗传工程化的生物体进行。“发 酵”是指这样的体系，其通过使用生物催化剂来催化底物和其它营养物 质之间的反应。生物催化剂可以是全生物体，分离的酶，或具有酶促活 性的任何其组合或成分。可用于生成和纯化生物学由来的1，3-丙二醇的 发酵体系在例如作为参考并入本文的公开的美国专利申请No. 2005/0069997中公开。
[0060]经改变的含有粘粒pKP1(含有一部分编码甘油脱水酶的克雷伯氏 菌基因组)的大肠杆菌DH5α根据布达佩斯条约(Budapest Treaty)在1995 年4月18日被ATCC保藏，并且ATCC No.为ATCC 69789。经改变的 含有粘粒pKP4(含有一部分编码二醇脱水酶的克雷伯氏菌基因组)的 大肠杆菌DH5α根据布达佩斯条约在1995年4月18日被保藏，并且 ATCC No.为ATCC 69790。本文使用的“ATCC”是指美国典型培养物保 藏中心国际保藏单位，地址是10801University Boulevard，Manassas， VA，201102209，U.S.A.。“ATCC No.”是在由ATCC保藏培养物时对培 养物给出的登录号。
[0061]由本文所述方法生成并用在本发明中的生物学由来的1，3-丙二醇 (bio-PDO)包含得自大气并被植物合并的碳，其构成用于生成生物学由来 的1，3-丙二醇的原料。由此可见，Bio-PDO仅仅含有可再生碳，而不含 化石燃料基碳或石油基碳。因此使用生物学由来的1，3-丙二醇及其缀合 酯对环境的影响较小，因为该丙二醇不消耗正在减少的化石燃料。使用 生物学由来的1，3-丙二醇及其缀合酯也不对大气净增加二氧化碳，因此 不促进温室气体排放。因此，本发明的特征在于与包括石油基二醇的类 似组合物相比更天然并具有更低的环境影响。
[0062]另外，因为在本文所述的组合物中使用的生物学由来的1，3-丙二 醇的纯度高于化学合成的PDO和其它二醇，通过其较常用二醇类诸如 丙二醇优先被使用使得引入可导致刺激性的杂质的风险被降低。
[0063]在本发明的一个实施方案中，提供了包括1，3-丙二醇和提取产物 的组合物，其中1，3-丙二醇是生物学由来的。当采用如上所述的 ASTM-D6866进行评价时，生物学由来的1，3-丙二醇可以具有至少85％ 的生物基碳，至少95％的生物基碳，或100％的生物基碳。
[0064]生物学由来的1，3-丙二醇的样品使用ASTM方法D 6866-05进行 分析。来自依阿华州大学的结果表明了上述样品是100％生物基含量。 在单独分析中，还使用ASTM-D6866方法对化学的或石油基的1，3-丙二 醇(购自SHELL)进行了分析，发现其具有0％的生物基含量。发现丙二 醇(USP级，得自ALDRICH)具有0％的生物基含量。
[0065]本文涵盖了其它的可再生基或生物学由来的二醇，特别是诸如乙 二醇或1，2丙二醇，二甘醇，三甘醇等等，可用于本发明的提取物或组 合物中。
[0066]可能存在某些情况，其中本发明的提取物或提取组合物可包括生 物学由来的1，3-丙二醇以及一种或多种非生物学由来的二醇组分诸如例 如化学合成的1，3-丙二醇的组合。在这种情况下，除了通过计算二醇组 分的生物基碳含量之外，如果可以确定的话，也可能很难确定二醇组分 的多少百分数是生物学由来的。在这点上，在本发明的提取溶剂和提取 物组合物中，用作溶剂或用于形成1，3-丙二醇酯所采用的1，3-丙二醇， 可包括至少约1％的生物基碳含量到最多100％的生物基碳含量，和其中 的任何百分数。
生物学由来的1，3-丙二醇的酯缀合物
[0067]生物学由来的1，3-丙二醇“bio-PDO”的酯可以通过使bio-PDO与 有机酸接触合成。有机酸可来自任何来源，优选来自生物来源或从化石 来源合成。最优选地，有机酸来自天然来源或者是生物由来的，具有下 式结构：R1R2-COOH。其中取代基R1可以是饱和的或不饱和的、取代 的或未取代的、脂族或芳族的、直链或支链的烃，链长为1-40，或其盐 或烷基酯。其中取代基R2可以是H或COOH。烃链也可具有一个或多 个诸如以下的官能团：烯烃，酰胺，胺，羰基，羧酸，卤化物，羟基。 从天然存在的有机酸生成含有全部生物基碳的酯。这些天然存在的有机 酸，特别是通过生物体生成的那些，被分类为生物生成类，并且得到的 酯或二酯也由此被分类为生物生成类。这种脂肪酸的天然存在的来源包 括椰子油，不同的动物脂肪，羊毛脂，鱼油，蜂蜡，棕榈油，花生油， 橄榄油，棉子油，大豆油，玉米油，菜籽油。如有必要可以使用常规的 分馏和/或水解技术以从这些材料获得脂肪酸。
[0068]用于生成生物学由来的1，3-丙二醇的酯的适当的羧酸类通常包 括：(1)含C1-C3碳的一羧酸类，包括甲酸和乙酸；(2)脂肪酸，诸如含 有四个或多个碳原子的那些酸类；(3)饱和脂肪酸类，诸如丁酸，己酸， 戊酸，辛酸，癸酸，月桂酸，肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，花生酸，和 山萮酸；(4)不饱和脂肪酸类，诸如油酸，亚油酸，和芥子酸(euricic acid)； (5)多不饱和脂肪酸，诸如α-亚麻酸，十八碳四烯酸(或十八碳-4，8，12，15- 四烯酸(moroctic acid))，二十碳四烯酸，ω-6脂肪酸，花生四烯酸，和 ω-3脂肪酸，二十碳五烯酸(或廿碳-5，8，11，14，17-五烯酸(timnodonic acid))，二十二碳五烯酸(或廿二碳-4，8，12，15，19-五烯酸(clupanodonic acid))，和二十二碳六烯酸(或二十二碳-4，7，10，13，16，19-六烯酸(cervonic acid))；(6)羟基脂肪酸类，诸如2-羟基亚油酸，和篦麻油酸(recinoleic acid)；苯基链烷脂肪酸类，如11-苯基十一烷酸，13-苯基十三烷酸，和 15-苯基十三烷酸；和(7)环己基脂肪酸类，如11-环己基十一烷酸，和13- 环己基十三烷酸。
[0069]以下酸类及其盐或烷基酯特别有用：乙酸，丁酸，月桂酸，肉豆 蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，花生酸，己二酸，苯甲酸，辛酸，马来酸，棕 榈酸，癸二酸，花生四烯酸，芥子酸，棕榈油酸，十五烷酸，十七烷酸， 十九烷酸，十八碳四烯酸，二十碳四烯酸，二十碳五烯酸，二十二碳五 烯酸，二十四碳五烯酸，四己酸，二十二碳六烯酸，(α)-亚麻酸，二十 二碳六烯酸，二十碳五烯酸，亚油酸，花生四烯酸，油酸，芥子酸，甲 酸，丙酸，戊酸，己酸，癸酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸，庚 二酸，辛二酸，壬二酸，酒石酸，枸橼酸，水杨酸，乙酰基水杨酸，壬 酸，山萮酸，二十六烷酸，珠光脂酸，褐煤酸，蜂花酸，紫胶蜡酸，蜡 蜜酸，geddic酸，三十六烷酸，十一碳烯酸，蓖麻油酸，和桐酸，以及 这种酸的混合物。适当的有机酸的更优选清单是乙酸，己二酸，苯甲酸， 马来酸，癸二酸，和这些酸的混合物。适当的“脂肪酸”的更优选清单通 常是指可用于本发明的碳中含8-40个碳的酸类，包括丁酸，戊酸，己酸， 辛酸，壬酸，癸酸，月桂酸，肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，花生酸，山 萮酸，二十六烷酸，油酸，亚油酸，亚麻酸，珠光脂酸，褐煤酸，蜂花 酸，紫胶蜡酸，蜡蜜酸，geddic酸，三十六烷酸，和这些酸的混合物。 在这些酸中，这些酸及其盐和烷基酯最优选的是硬脂酸，月桂酸，棕榈 酸，油酸，2-乙基己酸，和12-羟基硬脂酸，和这些酸的混合物。
[0070]所生产的酯类包括1，3-丙二醇使用所述的有机羧酸类形成的所有 适当的复合单酯和二酯。生成的一些酯特别地包括丙二醇二硬脂酸酯和 一硬脂酸酯，丙二醇二月桂酸酯和一月桂酸酯，丙二醇二油酸酯和一油 酸酯，丙二醇二戊酸酯和一戊酸酯，丙二醇二辛酸酯和一辛酸酯，丙二 醇二肉豆蔻酸酯和一肉豆寇酸酯，丙二醇二棕榈酸酯和一棕榈酸酯，丙 二醇二山萮酸酯和一山萮酸酯，丙二醇己二酸酯，丙二醇马来酸酯，丙 二醇二苯甲酸酯，丙二醇二乙酸酯，及其它们的所有的混合物。
[0071]特别地，生成的酯包括：丙二醇二硬脂酸酯和一硬脂酸，丙二醇 二油酸酯和一油酸酯，丙二醇二辛酸酯和一辛酸酯，丙二醇二肉豆寇酸 酯和一肉豆寇酸酯，以及它们的所有的混合物。
[0072]通常1，3-丙二醇可以优选在惰性气体存在的条件下，在催化剂或 两种或多种催化剂的混合物的存在或不存在条件下，在25℃到400℃的 温度下，接触脂肪酸或脂肪酸的混合物或脂肪酸盐并与其反应。
[0073]在接触期间，形成水并且在惰性气体流中或者在真空下除去水来 驱动反应完全。可类似地除去任何挥发性的副产物。当反应完全时，可 以停止加热并冷却。
[0074]可以优选通过在去离子水中溶解和除去而除去催化剂。如果可通 过用去离子水处理除去催化剂，则反应混合物用酸或碱的含水溶液处理 以形成盐，并通过洗涤或过滤除去盐。
[0075]进一步纯化以获得高纯度的脂肪酸酯，优选获得用于药物应用的 高纯度的脂肪酸酯，可以通过如下所述进行：溶解在溶剂中，该溶剂在 较高温度下容易溶解脂肪酸酯和在较低温度下溶解最小限度的脂肪酸 酯，并且在低温下在加入或不加入另外的溶剂的条件下进行重结晶。
[0076]催化剂可以是酸，其非限制性例子是硫酸或对甲苯磺酸。催化剂 也可是碱，非限制性例子是氢氧化钠。催化剂也可是盐，非限制性例子 是乙酸钾。催化剂也可是醇盐，非限制性例子是四异丙醇钛。催化剂也 可是非均相催化剂，非限制性例子是：沸石，杂多酸，大孔树脂，或离 子交换树脂。催化剂也可是金属盐，非限制性例子氯化锡或氯化铜。催 化剂也可是酶，如本领域已知的那些。催化剂也可是有机酸，非限制性 例子是甲酸。最后，催化剂也可是有机金属化合物，非限制性例子是正 丁基锡酸。
[0077]该方法可以在存在或不存在溶剂的条件下进行。如果溶剂不是促 进脂肪酸酯生成所必需的，则优选该方法在不存在溶剂的条件下进行。
[0078]该方法可以在大气压力下或真空下或加压条件下进行。
反应1(二酯)
其中R1和R2是优选碳链长为约1到约40的烃。这种烃可以是饱和 的或不饱和的，取代或未取代的，直链或支链的。
M是氢，碱金属或烷基。
反应2(单酯)
其中R1是优选碳链长为约1到约40的烃。这种烃可以是饱和的或 不饱和的，取代或未取代的，直链或支链的。M是氢，碱金属或烷基。
[0079]本发明的组合物包括其中R1具有一个或多个选自以下的官能团的酯： 烯烃，酰胺，胺，羰基，羧酸，卤化物，羟基，醚，烷基醚，硫酸酯和醚硫 酸酯。该酯可具有下式结构：R1-C(＝O)-O-CH2-CH2-CH2-O-C(＝O)-R2，其中 R1和R2都是链长为约1到约40个碳的直链或支链碳链。R1和R2可 以具有一个或多个选自以下的官能团：烯烃，酰胺，胺，羰基，羧酸， 卤化物，羟基，醚，烷基醚，硫酸酯和醚硫酸酯。另外，在二酯的情况 下R1和R2可以是相同的碳链。
[0080]可以使用二醇对二羧酸或其盐或其酯的任何摩尔比。二醇对二羧 酸的优选范围是约1∶3到约2∶1。可调整这一比率以有利于反应从生成单 酯向生成二酯的方向移动。通常，为了有利于二酯的生成，使用略微大 于约1∶2的比率；而为了有利于单酯的生成，使用约1∶1的比率。通常， 如果希望二酯产物超过单酯产物，则二醇对二羧酸的比率可为约1.01∶2 到约1.1∶2；然而，如果希望单酯产物，则使用约1.01∶1到约2∶1的比率。
[0081]反应用的催化剂含量可以是反应混合物的1ppm到60重量％，优 选10ppm到10重量％，更优选50ppm到2重量％。
[0082]产物可以包含二酯，单酯，或二酯和单酯的组合，以及少量的未 反应的酸和二醇，根据反应条件的不同而异。未反应的二醇可以通过用 去离子水洗涤被除去。未反应的酸可以通过用去离子水或含碱的水溶液 洗涤或者在重结晶期间被除去。
[0083]1，3-丙二醇的任何酯可以根据本发明进行制备或使用。可以制备 1，3-丙二醇的短链、中链和长链的单酯和二酯。特别是可以制备在烷基 链中含有约1到约36个碳的那些酯类。更具体地说，可以制备以下的 单酯和二酯：丙二醇二硬脂酸酯(一硬脂酸和混合物)，丙二醇二月桂酸 酯(一月桂酸酯和混合物)，丙二醇二油酸酯(一油酸酯和混合物)，丙二醇 二戊酸酯(一戊酸酯和混合物)，丙二醇二辛酸酯(一辛酸酯和混合物)，丙 二醇二肉豆寇酸酯(一肉豆寇酸酯和混合物)，丙二醇二棕榈酸酯(一棕榈 酸酯和混合物)，丙二醇二山萮酸酯(一山萮酸酯和混合物)，丙二醇己二 酸酯，丙二醇马来酸酯，丙二醇二苯甲酸酯，和丙二醇二乙酸酯。
[0084]对于含提取物和1，3-丙二醇、1，3-丙二醇的缀合酯或其混合物的组 合物，提取物可以是提取自源材料的化合物或一组化合物。在一些应用 中，提取物提取自天然源，如植物源。适当的天然提取物的例子包括植 物提取物，蔬菜提取物，蛋白质提取物，脂类提取物，海产类提取物， 藻类提取物，和乳类提取物。
[0085]用于提取的植物来源包括以下的植物和树的科的清单：爵床科 (Acanthaceae)，槭树科(Aceraceae)，钟花科(Achariaceae)，透镜籽科 (Achatocarpaceae)，菖蒲科(Acoraceae)，猕猴桃科(Actinidiaceae)，辐射 蕨科(Actiniopteridaceae)，铁线蕨科(Adiantaceae)，五福花科(Adoxaceae)， 蜡烛果科(Aegicerataceae)，Aetoxicaceae，龙舌兰科(Agavaceae)，萝卜藤 科(Agdestidaceae)，Aitoniaceae，番杏科(Aizoaceae)，叠珠树科 (Akaniaceae)，八角枫科(Alangiaceae)，泽泻科(Alismataceae)，葱科 (Alliaceae)，假海桐科(Alseuosmiaceae)，六出花科(Alstroemeriaceae)， 阿丁枫科(Altingiaceae)，双翼果科(Alzateaceae)，苋科(Amaranthaceae)， 石蒜科(Amaryllidaceae)，互叶梅科(Amborellaceae)，葡萄科 (Ampelidaceae)，漆树科(Anacardiaceae)，苞穗草科(Anarthriaceae)，钩 枝藤科(Ancistrocladaceae)，Androstachydaceae，密穗蕨科(Anemiaceae)， 观音座莲科(Angiopteridaceae)，四柱木科(Anisophylleaceae)，番荔枝科 (Annonaceae)，猴面包科(Anthericaceae)，鞘柄科(Antoniaceae)，星捧月 科(Aphyllanthaceae)，伞形科(Apiaceae)，夹竹桃科(Apocynaceae)，水蕹 科(Aponogetonaceae)，拟兰科(Apostasiaceae)，冬青科(Aquifoliaceae)， 天南星科(Araceae)，五加科(Araliaceae)，南洋杉科(Araucariaceae)，棕 榈科(Arecaceae)，马兜铃科(Aristolochiaceae)，萝摩科(Asclepiadaceae)， 天门冬科(Asparagaceae)，日光兰科(Asphodelaceae)，三叉蕨科 (Aspidiaceae)，铁角蕨科(Aspleniaceae)，芳香草科(Asteliaceae)，菊科 (Asteraceae)，合玉蕊科(Asteranthaceae)，合玉蕊科(Asteranthaceae)，合 玉蕊科(Asteranthaceae)，合玉蕊科(Asteranthaceae)，桃叶珊瑚科 (Aucubaceae)，木兰藤科(Austrobaileyaceae)，海榄雌科(Avicenniaceae)， 满江红科(Azollaceae)，橡子木科(Balanopaceae)，蛇菰科 (Balanophoraceae)，凤仙花科(Balsaminaceae)，竹族(Bambuseae)，翅玉 蕊科(Barringtoniaceae)，落葵科(Basellaceae)，肉穗果科(Bataceae)，秋海 棠科(Begoniaceae)，小檗科(Berberidaceae)，桦科(Betulaceae)，紫葳科 (Bignoniaceae)，重阳木科(Bischofiaceae)，胭脂树科(Bixaceae)，乌毛蕨 科(Blechnaceae)，木棉科(Bombacaceae)，多子科(Bonnetiaceae)，紫草科 (Boraginaceae)，阴地蕨科(Botrychiaceae)，十字花科(Brassicaceae)，假 石楠科(Bruniaceae)，留粉花科(Brunoniaceae)，醉鱼草科(Buddlejaceae)， 水玉簪科(Burmanniaceae)，橄榄科(Burseraceae)，花蔺科(Butomaceae)， 黄杨科(Buxaceae)，腺毛草科(Byblidaceae)，刺果藤科(Byttneriaceae)， 莼菜科(Cabombaceae)，仙人掌科(Cactaceae)，云实科(Caesalpiniaceae)， 水马齿科(Callitrichaceae)，蜡梅科(Calycanthaceae)，头花草科 (Calyceraceae)，桔梗科(Campanulaceae)，白桂皮科(Canellaceae)，大麻 科(Cannabidaceae)，美人蕉科(Cannaceae)，Canotiaceae，白花菜科 (Capparidaceae)，忍冬科(Caprifoliaceae)，心翼果科(Cardiopteridaceae)， 番木瓜科(Caricaceae)，香茜科(Carlemanniaceae)，油桃木科 (Caryocaraceae)，石竹科(Caryophyllaceae)，木麻黄科(Casuarinaceae)， Cayceraceae，蚁栖树科(Cecropiaceae)，卫矛科(Celastraceae)，刺鳞草科 (Centrolepidaceae)，土瓶草科(Cephalotaceae)，粗榧科(Cephalotaxaceae)， 金鱼藻科(Ceratophyllaceae)，连香树科(Cercidiphyllaceae)，燕尾蕨科 (Cheiropleuriaceae)，藜科(Chenopodiaceae)，Chloanthaceae，金粟兰科 (Chloranthaceae)，天星蕨科(Christenseniaceae)，金壳果科 (Chrysobalanaceae)，半日花科(Cistaceae)，山柳科(Clethraceae)，藤黄科 (Clusiaceae)，叶柄花科(Cneoraceae)，弯子木科(Cochlospermaceae)，弯 药树科(Columelliaceae)，使君子科(Combretaceae)，鸭跖草科 (Commelinaceae)，菊科(Compositae)，牛栓藤科(Connaraceae)，蛇苔科 (Conocephalaceae)，旋花科(Convolvulaceae)，马桑科(Coriariaceae)，山 茱萸科(Cornaceae)，棒果木科(Corynocarpaceae)，闭鞘姜科(Costaceae)， 景天科(Crassulaceae)，假黄杨科(Crossosomataceae)，隐翼科 (Crypteroniaceae)，珠蕨科(Cryptogrammaceae)，葫芦科(Cucurbitaceae)， 垫囊蕨科(Culcitaceae)，火把树科(Cunoniaceae)，柏科(Cupressaceae)， 蓝星科(Cyanastraceae)，桫椤科(Cyatheaceae)，苏铁科(Cycadaceae)，环 花草科(Cyclanthaceae)，盘果木科(Cyclocheilaceae)，绿粉藻科 (Cymodoceaceae)，锁阳科(Cynomoriaceae)，莎草科(Cyperaceae)，杓兰 科(Cypripediaceae)，翅萼树科(Cyrillaceae)，多孔蕨科(Danaeaceae)，虎 皮楠科(Daphniphyllaceae)，四数木科(Datiscaceae)，骨碎补科 (Davalliaceae)，澳楸科(Davidsoniaceae)，片蕊木科(Degeneriaceae)，碗 蕨科(Dennstaedtiaceae)，毛枝树科(Dialypetalanthaceae)，岩梅科 (Diapensiaceae)，毒鼠子科(Dichapetalaceae)，蚌壳蕨科(Dicksoniaceae)， 离柱花科(Dicrastylidaceae)，刺戟科(Didiereaceae)，双颊果科 (Didymelaceae)，地果莲木科(Diegodendraceae)，五桠果科(Dilleniaceae)， 薯蓣科(Dioscoreaceae)，川续断科(Dipsacaceae)，双扇蕨科 (Dipteridaceae)，龙脑科(Dipterocarpaceae)，龙血树科(Dracaenaceae)，茅 膏菜科(Droseraceae)，鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)，澳藜科 (Dysphaniaceae)，澳藜科(Dysphaniaceae)，柿树科(Ebenaceae)，二柱草 科(Ecdeiocoleaceae)，胡颓子科(Elaeagnaceae)，杜英科(Elaeocarpaceae)， 舌蕨科(Elaphoglossaceae)，沟繁缕科(Elatinaceae)，岩高兰科 (Empetraceae)，掌脉石楠科(Epacridaceae)，麻黄科(Ephedraceae)，木贼 科(Equisetaceae)，杜鹃花科(Ericaceae)，谷精草科(Eriocaulaceae)，赤苞 藤科(Erythropalaceae)，古柯科(Erythroxylaceae)，鼠刺科(Escalloniaceae)， 杜仲科(Eucommiaceae)，船形果科(Eucryphiaceae)，大戟科 (Euphorbiaceae)，澳楠科(Eupomatiaceae)，领春木科(Eupteleaceae)，豆 科(Fabaceae)，山毛榉科(Fagaceae)，大风子科(Flacourtiaceae)，鞭藤科 (Flagellariaceae)，刺树科(Fouquieriaceae)，瓣鳞花科(Frankeniaceae)，紫 堇科(Fumariaceae)，绞木科(Garryaceae)，四棱果科(Geissolomataceae)， 龙胆科(Gentianaceae)，地蜂草科(Geosiridaceae)，牝牛儿苗科 (Geraniaceae)，苦苣苔科(Gesneriaceae)，银杏科(Ginkgoaceae)，里白科 (Gleicheniaceae)，球花科(Globulariaceae)，买麻藤科(Gnetaceae)，印茄 树科(Goetzeaceae)，腺蕊花科(Gomortegaceae)，草海桐科(Goodeniaceae)， 毛药树科(Goupiaceae)，禾本科(Gramineae)，禾叶蕨科(Grammitaceae)， 禾叶蕨科(Grammitidaceae)，假石南科(Grubbiaceae)，古奴科 (Gunneraceae)，藤黄科(Guttiferae)，环蕊科(Gyrostemonaceae)，血皮草 科(Haemodoraceae)，小二仙草科(Haloragaceae)，小二仙草科 (Haloragidaceae)，金缕梅科(Hamamelidaceae)，赫力康科(Heliconiaceae)， 七指蕨科(Helminthostachyaceae)，球子蕨科(Hemionitidaceae)，莲叶桐科 (Hernandiaceae)，异裂果科(Heteropyxidaceae)，扁蕊科(Himantandraceae)， 七叶树科(Hippocastanaceae)，翅子藤科(Hippocrateaceae)，杉叶藻科 (Hippuridaceae)，单柱花科(Hoplestigmataceae)，玉簪科(Hostaceae)，香 膏科(Humiriaceae)，菌花科(Hydnoraceae)，绣球花科(Hydrangeaceae)， 水鳖科(Hydrocharitaceae)，天胡荽科(Hydrocotylaceae)，田基麻科 (Hydrophyllaceae)，水穗草科(Hydrostachyaceae)，膜叶蕨科 (Hymenophyllaceae)，膜蕨科(Hymenophyllopsidaceae)，金丝桃科 (Hypericaceae)，姬蕨科(Hypolepidaceae)，仙茅科(Hypoxidaceae)，茶茱 萸科(Icacinaceae)，澳樟科(Idiospermaceae)，八角科(Illiciaceae)，鸢尾科 (Iridaceae)，水韭科(Isoetaceae)，粘木科(Ixonanthaceae)，胡桃科 (Juglandaceae)，三柱草科(Julianiaceae)，灯心草科(Juncaceae)，水麦冬 科(Juncaginaceae)，旱白花菜科(Koeberliniaceae)，刺球果科 (Krameriaceae)，唇形科(Labiatae)，裂药花科(Lacistemataceae)，短蕊花 科(Lactoridaceae)，唇形科(Lamiaceae)，木通科(Lardizabalaceae)，樟科 (Lauraceae)，玉蕊科(Lecythidaceae)，火筒树科(Leeaceae)，豆科 (Leguminosae)，塞子木科(Leitneriaceae)，浮萍科(Lemnaceae)，盖裂寄生 科(Lennoaceae)，狸藻科(Lentibulariaceae)，异柱草科(Lilaeaceae)，百合 科(Liliaceae)，沼花科(Limnanthaceae)，沼鳖科(Limnocharitaceae)，亚麻 科(Linaceae)，鳞始蕨科(Lindsaeaceae)，尖药科(Lissocarpaceae)，刺莲花 科(Loasaceae)，半边莲科(Lobeliaceae)，马钱科(Loganiaceae)，罗蔓藤蕨 科(Lomariopsidaceae)，毛囊蕨科(Lophosoriaceae)，桑寄生科 (Loranthaceae)，兰花蕉科(Lowiaceae)，剑蕨科(Loxogrammaceae)，劳克 索马蕨科(Loxsomaceae)，半月苔科(Lunulariaceae)，菝葜木科 (Luzuriagaceae)，石松科(Lycopodiaceae)，海金沙科(Lygodiaceae)，千屈 菜科(Lythraceae)，木兰科(Magnoliaceae)，玉冠草科(Malesherbiaceae)， 金虎尾科(Malpighiaceae)，锦葵科(Malvaceae)，竹芋科(Marantaceae)， 合囊蕨科(Marattiaceae)，马克木科(Marcgraviaceae)，地钱科 (Marchantiaceae)，蘋科(Marsileaceae)，角胡麻科(Martyniaceae)，马通蕨 科(Matoniaceae)，花水藓科(Mayacaceae)，水母柱科(Medusagynaceae)， 毛丝花科(Medusandraceae)，野牡丹科(Melastomataceae)，楝科 (Meliaceae)，蜜花科(Melianthaceae)，防己科(Menispermaceae)，睡菜科 (Menyanthaceae)，蚌沙蕨科(Metaxyaceae)，含羞草科(Mimosaceae)，羽 毛果科(Misodendraceae)，檬立木科(Monimiaceae)，桑科(Moraceae)，桑 科(Moraceae)，辣木科(Moringaceae)，芭蕉科(Musaceae)，苦槛蓝科 (Myoporaceae)，杨梅科(Myricaceae)，肉豆蔻科(Myristicaceae)，香灌木 科(Myrothamnaceae)，紫金牛科(Myrsinaceae)，桃金娘科(Myrtaceae)，茨 藻科(Najadaceae)，Negripteridaceae，莲科(Nelumbonaceae)，猪笼草科 (Nepenthaceae)，肾蕨科(Nephrolepidaceae)，假茄科(Nolanaceae)，紫茉 莉科(Nyctaginaceae)，睡莲科(Nymphaeaceae)，紫树科(Nyssaceae)，金莲 木科(Ochnaceae)，腔藏花科(Octoknemaceae)，铁青树科(Olacaceae)，木 犀科(Oleaceae)，条蕨科(Oleandraceae)，方枝树科(Oliniaceae)，柳叶菜 科(Onagraceae)，五蕊茶科(Oncothecaceae)，球子蕨科(Onocleaceae)，瓶 尔小草科(Ophioglossaceae)，山柚子科(Opiliaceae)，兰科(Orchidaceae)， 列当科(Orobanchaceae)，紫萁科(Osmundaceae)，酢浆草科(Oxalidaceae)， 牡丹科(Paeoniaceae)，小盘木科(Pandaceae)，露兜树科(Pandanaceae)， 罂粟科(Papaveraceae)，水蕨科(Parkeriaceae)，西番莲科(Passifloraceae)， 脂麻科(Pedaliaceae)，管萼科(Penaeaceae)，五膜草科 (Pentaphragmataceae)，五列木科(Pentaphylacaceae)，三瓣绿科 (Peperomiaceae)，Peraceae，球盖蕨科(Peranemaceae)，杠柳科 (Periplocaceae)，无叶莲科(Petrosaviaceae)，垂花科(Philesiaceae)，田葱 科(Philydraceae)，惠灵麻科(Phormiaceae)，透骨草科(Phrymaceae)，商陆 科(Phytolaccaceae)，松科(Pinaceae)，胡椒科(Piperaceae)，海桐花科 (Pittosporaceae)，瘤足蕨科(Plagiogyriaceae)，车前科(Plantaginaceae)， 悬铃木科(Platanaceae)，Platyzomataceae，蓝雪科(Plumbaginaceae)，禾 本科(Poaceae)，罗汉松科(Podocarpaceae)，桃儿七科(Podophyllaceae)， 河苔草科(Podostemaceae)，花葱科(Polemoniaceae)，远志科 (Polygalaceae)，双子叶蓼科(Polygonaceae)，水龙骨科(Polypodiaceae)， 雨久花科(Pontederiaceae)，马齿苋科(Portulacaceae)，龙爪七叶科 (Potaliaceae)，眼子菜科(Potamogetonaceae)，报春花科(Primulaceae)，山 龙眼科(Proteaceae)，松叶蕨科(Psilotaceae)，凤尾蕨科(Pteridaceae)，石 榴科(Punicaceae)，鹿蹄草科(Pyrolaceae)，羽叶树科(Quiinaceae)，大花 草科(Rafflesiaceae)，毛莨科(Ranunculaceae)，偏穗草科(Rapateaceae)， 石地钱科(Rebouliaceae)，木犀草科(Resedaceae)，帚灯草科 (Restionaceae)，鼠李科(Rhamnaceae)，红树科(Rhizophoraceae)，马尾树 科(Rhoipteleaceae)，马尾树科(Rhoipteleaceae)，刺果树科 (Rhopalocarpaceae)，捕蝇幌科(Roridulaceae)，蔷薇科(Rosaceae)，茜草 科(Rubiaceae)，假叶树科(Ruscaceae)，芸香科(Rutaceae)，清风藤科 (Sabiaceae)，囊叶木科(Saccifoliaceae)，杨柳科(Salicaceae)，刺茉莉科 (Salvadoraceae)，槐叶苹科(Salviniaceae)，檀香科(Santalaceae)，无患子 科(Sapindaceae)，山榄科(Sapotaceae)，旋花树科(Sarcolaenaceae)，肉实 树科(Sarcospermataceae)，瓶子草科(Sarraceniaceae)，三白草科 (Saururaceae)，虎耳草科(Saxifragaceae)，冰沼草科(Scheuchzeriaceae)， 五味子科(Schisandraceae)，莎草蕨科(Schizaeaceae)，玄参科 (Scrophulariaceae)，杯盖花科(Scyphostegiaceae)，木果树科 (Scytopetalaceae)，穗花科(Selaginaceae)，卷柏科(Selaginellaceae)，苦木 科(Simaroubaceae)，中国蕨科(Sinopteridaceae)，菝葜科(Smilacaceae)， 茄科(Solanaceae)，海桑科(Sonneratiaceae)，黑三棱科(Sparganiaceae)， 圆萼树科(Sphaerosepalaceae)，楔蕊花科(Sphenostemonaceae)，旌节花科 (Stachyuraceae)，木根草科(Stackhousiaceae)，省沽油科(Staphyleaceae)， 百部科(Stemonaceae)，梧桐科(Sterculiaceae)，栓皮果科 (Strasburgeriaceae)，鹤望兰科(Strelitziaceae)，羽叶里白科 (Stromatopteridaceae)，马钱子科(Strychnaceae)，安息香料(Styracaceae)， 山矾科(Symplocaceae)，蒟蒻薯科(Taccaceae)，竹叶蕨科(Taenitidaceae)， 树柳科(Tamaricaceae)，紫杉科(Taxaceae)，杉科(Taxodiaceae)，基叶草 科(Tecophilaeaceae)，苦皮树科(Tepuianthaceae)，水青树科 (Tetracentraceae)，坚果番杏科(Tetragoniaceae)，四籽树科 (Tetrameristaceae)，茶科(Theaceae)，假繁缕科(Theligonaceae)，金星蕨 科(Thelypteridaceae)，西喔勿拉科(Theophrastaceae)，山牵牛科 (Thunbergiaceae)，硅草科(Thurniaceae)，瑞香科(Thymelaeaceae)，伞序 蕨科(Thyrsopteridaceae)，Tichodendraceae，椴科(Tiliaceae)，梅溪蕨科 (Tmesipteridaceae)，多籽果科(Tovariaceae)，菱科(Trapaceae)，孔药花科 (Tremandraceae)，三角蛤科(Trigoniaceae)，延龄草科(Trilliaceae)，霉草 科(Triuridaceae)，昆栏树科(Trochodendraceae)，旱金莲科 (Tropaeolaceae)，特纳草科(Turneraceae)，香蒲科(Typhaceae)， Uapacaceae，榆科(Ulmaceae)，荨麻科(Urticaceae)，乌饭树科 (Vacciniaceae)，二歧草科(Vahliaceae)，败酱科(Valerianaceae)，翡若翠 科(Velloziaceae)，马鞭草料(Verbenaceae)，紫堇科(Violaceae)，葡萄科 (Vitaceae)，书带蕨科(Vittariaceae)，曲胚科(Vivianiaceae)，伏起科 (Vochysiaceae)，千岁兰科(Welwitschiaceae)，八角科(Winteraceae)，刺 叶树科(Xanthorrhoeaceae)，黄眼草科(Xyridaceae)，泽米铁科(Zamiaceae)， 姜科(Zingiberaceae)，大叶藻科(Zosteraceae)，蒺藜科(Zygophyllaceae)。
[0086]优选的植物与树的科包括：漆树科(Anacardiaceae)，天南星科 (Araceae)，橡子木科(Balanopaceae)，凤仙花科(Balsaminaceae)，秋海棠 科(Begoniaceae)，紫草科(Boraginaceae)，黄杨科(Buxaceae)，番木瓜科 (Caricaceae)，葫芦科(Cucurbitaceae)，藤黄科(Clusiaceae)，虎皮楠科 (Daphniphyllaceae)，杜鹃花科(Ericaceae)，大戟科(Euphorbiaceae)，豆科 (Fabaceae)，山毛榉科(Fagaceae)，七叶树科(Hippocastanaceae)，玉簪科 (Hostaceae)，绣球花科(Hydrangeaceae)，唇形科(Labiateae)，异柱草科 (Lilaeaceae)，木兰科(Magnoliaceae)，辣木科(Moringaceae)，肉豆蔻科 (Myristicaceae)，桃金娘科(Myrtaceae)，木犀科(Oleaceae)，兰科 (Orchidaceae)，三瓣绿科(Peperomiaceae)，松科(Pinaceae)，报春花科 (Primulaceae)，和芸香科(Rutaceae)。
[0087]用作提取来源的植物与树的优选物种包括：粉花洋蓍(Achillea millefolium)，七叶树(Aesculus chinensis)，大蒜(Allium sativum)，青蒿 (Artemisia apiacea)，巴西棕榈乳脂(Astrocaryum murumuru)，桃果榈 (Bactris gasipaes)，冬瓜(Benincasa hispida)，圆锥南蛇藤(Celastrus paniculatus)，冰岛地衣(Cetraria islandica)，昆诺阿藜(Chenopodium quinoa)，红金鸡纳树(Cinchona succirubra)，香柠檬(Citrus bergamia)， 甜橙(Citrus sinensis)，芫荽(Coriandrum sativum)，软毛松藻(Codium tomentosum)，末药(Commiphora molmol)，野山楂(Crataegus cuneata)， 黄瓜(Cucumis sativus)，蓝桉树(Eucalyptus globulus)，皂荚树(Gleditsia sinensis)，Gnetum amazonicum，朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)，素方花 (Jasminum officinale)，蔓生盘叶忍冬(Lonicera caprifolium)，忍冬 (Lonicera japonica)，番茄(Lycopersicon esculentum)，苹果(Malus pumila)， 母菊(Matricaria recutita)，Maximiliana maripa，短叶白千层(Melaleuca hypericifolia)，角倍蚜(Melaphis chinensis)，辣薄荷(Mentha piperita)， Mouriri apiranga，豆瓣菜(Nasturtium officinale)，莲(Nelumbo nucifera)， 月见草(Oenothera biennis)，麦冬(Ophiopogon japonicus)，油梨(Persea americana)，Paffia paniculata，黄柏(Phellodendron amurense)，油柑 (Phyllanthus emblica)，豌豆(Pisum sativum)，直立委陵菜(Potentilla erecta)，檀香紫檀(Pterocarpus santalinus)，地黄(Rehmannia chinensis)， 淡黄木犀草(Reseda luteola)，黑色穗醋栗(Ribes nigrum)，洋蔷薇(Rosa centifolia)，黑松(Rubus thunbergii)，苦槟榔青(Spondias amara)，安息香 树(Styrax benzoin)，和麝香草(Thymus vulgaris)。
[0088]提取源还包括藻类。用作提取源的藻科还包括Acrochaeticaceae， 轮藻科(Characeae)，海松科(Codiaceae)，鹿角菜科(Fucaceae)，海带科 (Laminariaceae)，鱼子菜科(Lemaneaceae)，隶石莼科(Ulvaceae)，和 Pamariaceae。优选的藻类物种包括Lemanea fluviatilis(红藻)，(L.)， Ascophyllum nodosum(褐藻)，Lemanea fluviatilis，Lemanea fucina(红藻)， Ulva lactuca(绿藻)，掌状海带(Laminaria digitata)，楔基海带(Laminaria ochroleuca)。
[0089]提取源还包括真菌类成员。对于提取，可以使用同担子菌纲 (Homobasidiomycetes)(或腹菌(true mushrooms))。一些示例性的蘑 菇科包括：多孔菌科(Meripilaceae)，口蘑科(Tricholomataceae)， 和灵芝科(Ganodermataceae)(maitake，shiitake，reishi蘑菇)。具体种 包括：双孢子蘑菇(Agaricus bisporus)，Agaricus campestris，金针菇 (Flammulina velutipes)，Hypsizygus tessulatus，香菇(Lentinus edodes)， 针裂蹄木层孔菌(Phellinus linteus)，美味侧耳(Pleurotus cornucopiae)，糙 皮侧耳(Pleurotus ostreatus)，银耳(Tremella fuciformis)，绣球菌(Sparassis crispa)，白松露菌(Tuber magnatum)，和草菇(Volvariella volvacea)。
[0090]从植物界(其包括苔藓)的苔藓植物分离的物种可以用作提取源， 并且也可使用一些地衣物种用于提取。
[0091]海洋来源如植物，藻类，浮游生物，和鱼，用于生产提取物。蛋 白质和脂类提取物来源包括植物，动物，鱼，和人(如胎盘)材料。乳类 可用作提取物来源用于分离和浓缩蛋白质，肽和脂类。
[0092]根据本发明的公开可实施本文公开的和要求保护的所有的组合物 和方法而无需进行不适当的试验。尽管已经根据优选方案描述了本公开 的组合物和方法，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可在本文所 述方法的步骤中或步骤顺序中对组合物和方法进行各种变化，而不脱离 本发明的概念，精神和范围。更具体地说，显然某些化学相关的试剂可 用于替代本文所述的试剂，而可实现相同或类似的结果。对于本领域技 术人员显而易见的所有类似的替代和修饰均认为处在由所附权利要求 书所定义的本发明的精神，范围和概念内。
实施例
[0093]本发明进一步在以下实施例中进行说明。很清楚，这些实施例， 尽管表示了本发明的优选方案，但是仅仅以示例性方式给出。从上述讨 论和这些实施例，本领域技术人员可以探悉本发明的基本特征，并且在 不脱离本发明的精神和范围的条件下，可以对本发明进行多种改变和修 改使其适合多种用途和条件。
[0094]除非另作说明，否则在以下实施例中描述的制备个人护理组合物 中使用的所有成分是商业来源的。
[0095]另外，使用的缩写的含义如下：“重量％”是指重量百分数，“qs” 是指适量；“EDTA”是指乙二胺四乙酸盐；“℃”是指摄氏度；“°F”是指 华氏温度，“Bio-PDO”是指生物学由来的1，3-丙二醇；“ppm”是相对于每 百万份的份数；“AU”是吸光度单位；“nm”是纳米；“GC”是气相色谱； “APHA”是美国公共卫生协会；“cps”是厘泊；“f/t”是冷冻/解冻，“mPa·s” 是毫帕斯卡·秒；“D.I.”是去离子。
一般方法：
[0096]在实施例中使用的标准的重组DNA和分子克隆技术是本领域的 公知的并且描述在如下文献中：Sambrook，J.，Fritsch，E.F和Maniatis，T.， Molecular Cloning：A Laboratory Manual，Cold Spring Harbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，N.Y.，1989，T.J.Silhavy，M.L.Bennan，和L. W.Enquist，Experiments with Gene Fusions，Cold Spring Harbor Laboratory，Cold Spring Harbor，N.Y.，1984，和Ausubel，F.M.等，Current Protocols in Molecular Biology，Greene Publishing Assoc.和 Wiley-Interscience，N.Y.，1987。
[0097]适于细菌培养物的维持和生长的材料和方法也是本领域公知的。 在以下实施例中适用于的技术可见于如下文献：Manual of Methods for General Bacteriology，Phillipp Gerhardt，R.G.E.Murray，Ralph N. Costilow，Eugene W.Nester，Willis A.Wood，Noel R.Krieg和G.Briggs Phillips编，American Society for Microbiology，Washington，DC.，1994，或 者Thomas D.Brock in Biotechnology：A Textbook of Industrial Microbiology，第二版，Sinauer Associates，Inc.，Sunderland，MA，1989。
[0098]除非另作说明，用于细菌细胞的生长与维持的所有的试剂，限制 性内切酶和材料得自：Aldrich Chemicals(Milwaukee，WI)，BD Diagnostic Systems(Sparks，MD)，Life Technologies(Rockville，MD)，或Sigma Chemical Company(St.Louis，MO)。
[0099]用于生成1，3-丙二醇的甘油得自J.T.Baker Glycerin USP级，批 号J25608和G19657。
[00100]差示扫描量热法：使用Universal V31A TA仪器，在恒定氮气流 以及加热和冷却速率为10℃/分钟条件下记录DSC热分析图。
[00101]NMR：在Bruker DRX 500上，使用XWINNMR 3.5版本软件记录 1H NMR谱。使用90度脉冲(p1)和30秒再循环延迟(d1)获得数据。将样 品溶于氘代氯仿并使用非氘代氯仿作为内标。
Bio-PDO的分离和鉴定
[00102]甘油向bio-PDO的转化通过HPLC监测。使用标准技术和色谱法 领域技术人员可获得的材料进行分析。一种适当的方法采用Waters Maxima 820HPLC系统，使用UV(210nm)和RI检测。将样品注射到 Shodex SH-1011柱(8mmx300mm，购自Waters，Milford，MA)，其装备 有Shodex SH-1011P预柱(6mmx50mm)，温度控制在50℃，使用0.01N H2SO4作为流动相，流速为0.5mL/分钟。当希望定量分析时，使用已 知量的三甲基乙酸作为外标制备样品。通常，甘油(RI检测)，1，3-丙二 醇(RI检测)和三甲基乙酸(UV和RI检测)的保留时间分别是20.67min， 26.08min，和35.03min。
[00103]bio-PDO的生成通过GC/MS证实。使用标准技术和GC/MS领域 的技术人员可获得的材料进行分析。一种适当的方法采用Hewlett Packard 5890系列II气相色谱仪，其与Hewlett Packard 5971系列质量选 择检测器(EI)和HP-INNOWax柱(30m长度，0.25mm内径，0.25微米 膜厚度)结合。从甘油生成的1，3-丙二醇的保留时间和质谱与真实1，3-丙 二醇的相比(m/e：57，58)。
从生物生成的1，3-丙二醇制备生物基单酯和二酯
[00104]生物生成的1，3-丙二醇的单酯和二酯可通过bio-PDO与有机酸混 合而制备。在干燥条件下在加热下以及使用所选择的催化剂在延长的搅 拌条件下进行混合。生成的单酯与二酯的比根据酸对bio-PDO的摩尔比 率以及催化剂的选择的不同而异。
[00105]酯的生成使用1H核磁共振证实。使用标准技术和1H NMR领域 技术人员可获得的材料进行分析。
[00106]质子核磁共振(1H NMR)波谱学是鉴定未知的有机化合物的结构 的有效方法。其提供了关于以下的信息：存在于分子中的不同类型的氢 的数目，不同类型的氢的电子环境，和氢具有的氢“近邻”的数目。
[00107]与连有吸电子基团的碳结合的氢倾向于离开TMS(四甲基硅烷常 见的NMR标准物)在较高频率下共振。其中特定氢原子相对于TMS共 振的位置被称作该氢原子的化学位移(δ)。脂肪酸酯的典型的化学位移如 下。
对于末端CH3，δ＝0.88
对于(-CH2-CH2-CH2)，(CH2-CH2-C＝O)和(O-CH2-CH2-CH2-O)的亚甲 基，δ分别＝1.26，1.61和1.97。
对于与酯相邻的亚甲基(CH2-C＝O)，δ＝2.28
对于酯(C(＝O)-O-CH2-)，δ＝4.15。
质子NMR可以将对应于末端基团的质子(CH2-OH)(δ＝3.7)与中间 酯基的质子(CH2-O-C(＝O)-)区分开(对于二酯和单酯，δ分别＝4.15和 4.24)因此有可能鉴定酯并且可通过比较这两个峰的积分面积来监控反 应。
实施例1
在发酵条件下右旋葡萄糖向1，3-丙二醇的转化
[00108]大肠杆菌菌株ECL707，含有肺炎克雷伯杆菌(K.pneumoniae)dha 调节子粘粒pKP1或pKP2，肺炎克雷伯杆菌pdu操纵子pKP4，或单独 的Supercos载体，在5L Applikon发酵罐中生长，用于从葡萄糖生成1，3- 丙二醇。
[00109]使用的培养基含有50-100mM的磷酸钾缓冲剂， pH 7.5，40mM(NH4)2SO4，0.1％(w/v)酵母提取物，10μM CoCl2，6.5μM CuCl2，100μM FeCl3，18μ□M FeSO4，5μM H3BO3，50μM MnCl2， 0.1μM Na2MoO4，25μM ZnCl2，0.82mM MgSO4，0.9mM CaCl2，和 10-20g/L葡萄糖。加入另外的葡萄糖，剩余的葡萄糖保持过量。将温度 控制在37℃，使用5N的KOH或NaOH控制pH在7.5。引入适当的抗 生素用于质粒的保持。对于厌氧发酵，用0.1vvm的氮气鼓泡反应器； 当dO定点是5％时，用1vvm空气鼓泡反应器，并且将培养基补充以维 生素B12。
[00110]1，3-丙二醇的滴度(g/L)为8.1到10.9。bio-PDO的收率(g/g)为4％ 到17％。
实施例2
生物来源的1，3-丙二醇的纯化
[00111]公开的美国专利申请No.2005/0069997公开了纯化得自培养的大 肠杆菌(其经过生物工程化以从糖合成1，3-丙二醇)的发酵肉汤的1，3- 丙二醇的方法。基本过程要求发酵肉汤产品流的过滤，离子交换和蒸馏， 优选包括在蒸馏期间的产品的化学还原。
[00112]如实施例1所述生成的1，3-丙二醇通过多步过程纯化：包括肉汤 澄清，旋转蒸发，阴离子交换，和上清液的多重蒸馏。
[00113]在发酵的结尾，使用细胞分离用离心和膜过滤的组合对肉汤进行 澄清，然后通过1000MW膜进行超滤。澄清的肉汤在大型旋转蒸发器 中进行加工。大约46磅的进料(21,000克)经过加工得到浓缩的糖浆。将 60毫升份的糖浆置于1英寸(1″)直径蒸馏柱的蒸馏釜中。蒸馏在25 英寸汞柱的真空下进行。在整个蒸馏期间使用约为1的回流比。取得几 个蒸馏物馏分，其中间馏分接受进一步的加工。该物质用等体积的水稀 释，将该物质装载到阴离子交换柱上(混合床，80克的NM-60树脂)， 柱已经用水洗涤。以2毫升/分钟的速率泵送水，每9分钟收集级分。对 奇数级分进行分析，级分3-9包含3G。包含3G的级分被收集并经历微 量蒸馏以回收若干克的纯的1，3-丙二醇单体(其根据实施例2-8的方法聚 合得到单酯和二酯)。
实施例3
使用对甲苯磺酸作为催化剂制备丙二醇二硬脂酸酯
[00114]为了从生物来源的1，3-丙二醇和硬脂酸制备丙二醇二硬脂酸酯， 使用实施例1和2中的方法纯化生物来源的1，3-丙二醇。将2.58g(0.033 摩尔)的生物来源的1，3-丙二醇，19.45g(0.065摩尔)的硬脂酸(Aldrich，95 ％)，和0.2125g(0.001摩尔)的对甲苯磺酸(Aldrich 98.5％)加入到装有机 械搅拌器的玻璃反应器中，将该反应器用干燥氮气冲洗以除去空气和湿 气，维持15分钟。然后将反应温度升高到100℃，并同时在氮气流下充 分搅拌反应混合物并持续210分钟。
[00115]在反应完成后，将反应混合物冷却到约35℃，将产品转移到烧杯 中。通过加入100毫升水并在45-60℃充分搅拌15分钟形成乳液以纯化 产品。将混合物冷却并通过过滤分离固体丙二醇二硬脂酸酯。
[00116]产品通过1H NMR核磁共振谱表征(CDCl3(氘代氯仿))：δ＝0.88(t， CH3-CH2，6H)，1.26(t，CH2-CH2-CH2，28H)，1.61(t，CH2-CH2-C＝O，4H)， 1.97(t，-O-CH2-CH2-CH2-O，2H)，2.28(t，CH2-C＝O，4H)，4.15(t， C(＝O)-O-CH2-4H)和DSC(Tm＝66.4℃和Tc＝54.7℃)。
实施例4
生物学由来的1，3-丙二醇的纯度表征
[00117]在下表1中，生物学由来的1，3-丙二醇(如公开的美国专利申请 No.2005/0069997所述制备和纯化)(“Bio-PDO”)与两个单独的商业上获 得的化学制备的1，3-丙二醇制剂(来源A和B)在几个纯度方面进行比 较。
表1
单位 来源A 来源B Bio-PDO 总有机杂质 ppm 570 695 80 UV吸光度，220nm， AU 0.25 1.15 0.12 UV吸光度，250nm， AU 0.123 0.427 0.017 UV吸光度，275nm AU 0.068 0.151 0.036 UV吸光度，350nm AU 0.013 0.007 0.001 过氧化物 ppm 67 43 2 CIE L*a*b*ASTM D6290 b* 0.411 0.03 0.1 羰基 ppm 147 175 1
[00118]关于通过公开的美国专利申请No.2005/0069997公开的方法纯化 的生物学生成的1，3-丙二醇的样品的纯度方面的典型特性提供在下表2 中。
[00119]总有机杂质的单位ppm是指在最终制剂中的而不是1，3-丙二醇中 的总有机化合物的每百万份的份数，通过使用火焰电离检测器的气相色 谱仪测量。结果通过峰面积报导。火焰电离检测器对水不敏感，使得总 杂质是所有的非1，3-丙二醇有机峰(面积％)的和对所有面积％的和的比 (包括1，3-丙二醇)。术语“有机材料”是指含碳污染物。
[00120]上表表明，与商业上获得的化学生成的1，3-丙二醇制剂相比，公 开的纯化方法提供了高纯度的生物学由来的1，3-丙二醇。
实施例5
生物学由来的1，3-丙二醇的皮肤刺激性和致敏特征
[00121]在具有大约100个对象的人皮肤贴片试验中，5，25和50％的PDO 不引起任何的表现出刺激或致敏性的皮肤反应。第二个人皮肤贴片试验， 在pH 7下的25，50和75％浓度的PDO，或在pH 4和9下的75％的PDO， 不产生任何的临床上的显著的皮肤刺激或致敏反应。基于这些研究，认为 PDO在人中不是皮肤刺激剂或敏化剂。在第二个人皮肤贴片试验中，还在 25，50和75％(pH 7)下试验了丙二醇(1，2-丙二醇或PG)，并且所有三种浓 度的PG是人皮肤的皮肤贴片试验刺激物和累积刺激物。
[00122]实施例6-8是预示性的并基于以下描述：D’Amelio，Frank S Sr.； Botanicals：A Phytocosmetic Desk Reference；CRC press，1999年，第 299-304页。
实施例6
用于日常应用的天然的、高泡的、温和的洗发剂
％ 顺序 原料 INCI名称 1.00 1 去离子水 水 0.00 1 皂草苷 皂草苷 0.00 1 椰油酰胺基丙基甜菜碱 椰油酰胺基丙基甜菜碱 .00 1 椰油酰胺DEA 1∶1 椰油酰胺DEA .10 1 问荆提取物，5∶1BIO-PDO 问荆提取物 .10 1 雏菊叶提取物，5∶1BIO-PDO 雏菊叶提取物 .10 1 迷迭香提取物，5∶1BIO-PDO 迷迭香提取物 .10 1 春黄菊提取物，5∶1BIO-PDO 母菊提取物 .5. 2 50％氢氧化钠水溶液 氢氧化钠 .50 3 Aculyn 22稠化剂1 丙烯酸酯/聚氧乙烯十八烷基-20 醚甲基丙烯酸酯共聚物 5.00 4 Plantaren 20002 癸基多聚葡萄糖 .10 Lipovol A3 Avacado Oll .5. 5 25％柠檬酸水溶液 柠檬酸 0.00 6 UCARE Polymsr LR30M(1.3％)4 聚季铵盐-10 .00 7 Llpamlde MEAA4 乙酰胺MEA
[00123]注释：5∶1的Bio-PDO被定义为是5份的生物学由来的1，3丙二醇 与1份的脱水植物(20％的1∶1的提取物)
[00124]过程：
1.在室温下将顺序1的各成分组合，使用慢速到中速的搅拌以防止 曝气，直到变均匀。
1Rohm&Haas
2Henkel
3Lipo Chemicals，Inc.
4Amerchol
2.使用顺序2的成分调节pH到9.2。
3.慢慢地添加顺序3并继续搅拌，直到聚合物完全分散。
4.慢慢地添加顺序4的各成分并混合直到变均匀。
5.使用顺序5的成分调节pH到5.5。
6.慢慢地添加顺序6并混合直到变均匀。
慢慢地添加顺序7并混合直到变均匀。
实施例7
全天然的香熏(blooming)浴用油
％ 顺序 原料 INCI名称 15.96 1 Lipovol ALM5 甜杏仁油 63.54 1 Lipovol SES1 芝麻油 5.00 1 Lipolan R1 羊毛脂油 5.00 1 Lipopeg 2-DL PEG-4二月桂酸酯 10.00 1 Lipocol 0-21 聚氧乙烯油烯基醚-2 0.10 1 羟苯丙酯 羟苯丙酯 0.10 1 维生素E USP-FCC6 维生素E 0.10 2 Arnica 5∶1BIO-PDO 山金车干花序提取物 0.10 2 Chamomile 5∶1BIO-PDO 春黄菊提取物 0.10 2 Comfrey 5∶1BIO-PDO 雏菊提取物 q.s. 3 D&C Green#6 (O.5％的BIO-PDO溶液) D&C Green#6 注释：5∶1的Bio-PDO被定义为是5份的生物学由来的1，3丙二醇与1 份的脱水植物(20％的1∶1的提取物)
[00125]过程：
1.在剧烈搅拌下将顺序1的各成分混合并加热到557℃，直到羟苯 丙酯完全溶解，冷却到30℃。
5Lipo Chemicals，Inc.
6Roche Vitamins and Fine Chemicals
2.在30℃，间歇式添加顺序2的各成分并冷却到25℃.
在25℃，添加顺序3直到得到所需的光泽。
实施例8
高保湿的含水的喷涂增湿剂
％ 顺序 原料 INCI名称 92.70 1 去离子水 水 2.00 1 Lipocare HA/EC7 新核枯灵 (Echinacin) 5.00 1 Liponic EG-11 聚氧乙烯甘油基 醚-26 0.10 1 滑榆提取物5∶1 BIO-PDO8 滑榆提取物 0.10 1 C春黄菊提取物5∶1 BIO-PDO2 母菊提取物 0.10 1 陇牛儿苗(Wild Alum) 提取物5∶1BIO-PDO2 老鹳草提取物 注释：5∶1的Bio-PDO被定义为是5份的生物学由来的1，3丙二醇与1 份的脱水植物(20％的1∶1的提取物)
[00126]过程：
在剧烈搅拌下在室温下合并各成分，直到批料透明并均匀。
实施例9
通过Bio-PDO和Bio-PDO酯的混合物提取春黄菊花粉末
[00127]根据2006年2月10日提交并作为参考并入本文的美国临时专利 申请60/772,112合成、纯化和表征了基于生物学由来的1，3-丙二醇的酯。
7Lipo Chemicals，Inc.
8BloBotanica/Lipo Chemicals，Inc.
[00128]生物学由来的1，3-丙二醇和1，3-丙二醇缀合酯用于提取春黄菊花 粉末(Martricaria recutita，得自埃及，经销商-Mountain Rose Herbs，OR).
[00129]将春黄菊粉末与1，3-丙二醇混合并在摇床上浸渍30分钟，然后向 混合物中添加1，3-丙二醇酯并将温度升高到90℃，并继续浸渍另外的2 小时。将材料过滤通过0.2微米的GHP膜，通过LC/MS分析滤液，表 明含有被提取的化合物。
实施例10
通过Bio-PDO提取春黄菊花粉末
[00130]根据实施例9中所述合成生物学由来的1，3-丙二醇缀合酯，并将 该酯(Bio-PDO二乙基己酸酯)用来提取春黄菊花粉末(Mountain Rose Herbs，OR)。
[00131]将春黄菊粉末与酯混合并在摇床上浸渍2、4、6小时。将材料过 滤通过0.2微米的GHP膜，通过UV/VIS分析(UV/Vis分光光度计， Varian(Australia)，型号：Cary 5000)滤液，并且光谱数据表明被提取的 化合物的功效与使用的浸渍时间成比例。
实施例11
通过Bio-PDO酯提取红玫瑰
[00132]根据实施例9中所述合成生物学由来的1，3-丙二醇缀合酯，并将 该酯(Bio-PDO二乙基己酸酯)用来提取干燥的红玫瑰(Rosa centifolia， Mountain Rose Herbs，OR)。
[00133]将干燥的玫瑰与酯混合并在摇床上浸渍2、4、6小时。将材料过 滤通过0.2微米的GHP膜，并通过UV/VIS分析滤液。
实施例12
通过Bio-PDO酯提取海菜
[00134]根据实施例9中所述合成生物学由来的1，3-丙二醇缀合酯，并将 该酯(Bio-PDO二乙基己酸酯)用来提取干燥海菜(地方农贸市场)。
[00135]将干燥的海菜与酯混合并在摇床上浸渍2、4、6小时。将材料过 滤通过0.2微米的GHP膜，并通过UV/VIS分析滤液
实施例13
使用Bio-PDO/甲醇混合物的植物提取
[00136]过程：将5克的干燥茉莉花(Jasminum officinale，Mountain Rose Herbs，OR)浸渍在Bio-PDO/甲醇(70％∶30％)的混合物中并浸渍24小时。 将材料过滤通过0.2微米的GHP膜，并通过LC/MS分析滤液。LC/MS 光谱表明活性成分被有效提取。
实施例14
使用Bio-PDO/去离子水的混合物提取金银花
[00137]过程：将5克的干燥金银花(忍冬，来自中国，经销商是Mountain Rose Herbs，OR)浸渍在Bio-PDO/去离子水(50％∶50％)的混合物中并浸渍 24小时。将材料过滤通过0.2微米的GHP膜，并通过LC/MS分析滤液。 LC/MS光谱表明活性成分被有效提取。
实施例15
使用Bio-PDO/去离子水的混合物提取桉树叶
[00138]过程：将5克的干燥桉树叶(蓝桉树，来自法国，经销商是 Mountain Rose Herbs，OR)浸渍在Bio-PDO/去离子水(50％∶50％)的混合物 中并浸渍24小时。将材料过滤通过0.2微米的GHP膜，并通过LC/MS 分析滤液。LC/MS光谱表明活性成分被有效提取。
实施例16
使用Bio-PDO/去离子水的混合物提取檀香木红色粉末
[00139]过程：将5克的干燥檀香木红色粉末紫檀，来自Africa，经销商 是Mountain Rose Herbs，OR)浸渍在Bio-PDO/去离子水(50％∶50％)的混合 物中并浸渍24小时。将材料过滤通过0.2微米的GHP膜，并通过LC/MS 分析滤液。LC/MS光谱表明活性成分被有效提取。
比较例1
在植物材料提取中比较生物学由来的1，3-丙二醇和丙二醇
[00140]Bio-1，3-丙二醇和丙二醇用于从茉莉花，春黄菊花粉末(母菊)，没 药胶，切割安息香胶粉末和黄蜡中提取成分。使用LC-MS和GC-MS分 析被提取的成分。定性分析证实了使用1，3-丙二醇提取出的成分与使用 丙二醇提取出的成分的相同。另外，使用bio-1，3丙二醇，以及使用 bio-1，3-丙二醇与甲醇混合物提取出的成分是相同的。
[00141]春黄菊提取物的主要成分是甜没药萜醇氧化物(为en-in-双环 醚)，和芹菜配基糖苷。使用1，3-丙二醇和丙二醇(1，2丙二醇，Aldrich) 的这些活性成分的比较收率如表1所示：
表1
提取产物 Bio-1，3-丙二醇面积 丙二醇面积 差别％ 甜没药萜醇氧化物 9217821a 8760424a 5.2 芹菜配基糖苷 3972525b 3549734b 11.2 en-in-双环醚 9394370b 7261956b 29.2
[00142]a：GC-MS分析，b：LC-MS分析
[00143]表1表示了使用1，3-丙二醇和丙二醇提取的成分的GC-MS/LC-MS 峰面积。与使用丙二醇的提取相比，使用Bio-1，3-丙二醇的提取工艺， en-in-环醚提取高29.4wt％，芹菜配基糖苷提取高11.2wt％，和甜没药 萜醇氧化物提取高5.2wt％。
比较例2
[00144]将春黄菊花粉末(5克)与50克的溶剂混合物(Bio-PDO/去离子水， 1∶1比，以及1，2-丙二醇(Propylene glycol，Aldrich)/去离子水的混合物， 1∶1比)混合。混合物搅拌24小时。过滤并分析提取物。
表2
比较使用Bio-PDO和丙二醇的春黄菊提取
产物 Bio-PDO/水面积 丙二醇/ 水面积 差别％ 甜没药萜醇氧化物 25176422 14409166 75 芹菜配基 2374215 556691 326 芹菜配基糖苷 658824 420412 57 en-in-二环醚 1842764 866635 113
[00145]表2中数据表示了使用Bio-PDO/水和使用丙二醇/水的混合物提 取的成分的GC-MS/LC-MS峰面积。与使用丙二醇提取的那些相比，使 用Bio-PDO/水混合物，甜没药萜醇氧化物高75wt％，芹菜配基高326wt ％，en-in-环醚高113wt％，芹菜配基糖苷高57wt％。
比较例3
[00146]将春黄菊花粉末(Mountain Rose Herb，OR)(5克)与50克的 Bio-PDO混合，还将5克的春黄菊粉末与去离子水混合。混合物浸渍24 小时，过滤并通过LC/MS分析提取物。
表3：比较使用Bio-PDO和水的春黄菊提取
产物 Bio-PDO/面积 H2O/面积 差别％ 芹菜配基 63.32 125.53 -50.4 芹菜配基糖苷 134.58 0 en-in-二环醚 1340.74 0
[00147]与使用Bio-PDO的提取相比，使用去离子水时不能提取出芹菜配 基糖苷和en-in-双环醚，但是芹菜配基提取更高。