疏水改性的多糖及其用途1.相关申请的交叉引用2.本技术要求于2019年10月8日提交的美国临时申请号62/912,248和于2020年1月27日提交的美国临时申请号62/966,176的优先权，并且所述申请特此都通过援引方式以其全部内容并入。
技术领域：
：3.本披露涉及疏水改性的多糖，其制造及其在微胶囊化中、典型地水不溶性活性材料的微胶囊化中的用途。
背景技术：
：：4.微胶囊化在各种各样的工业中用于产品和应用的创建，尤其例如像制药工业、化妆品、家庭和个人护理、食品、农业、化学和生物技术。微胶囊化是以下技术，通过该技术将活性的(通常是敏感的)化学化合物截留在壁材料中，这些壁材料保护这些化学化合物免受不利的化学和环境反应以及损失，特别是在挥发性化合物的情况下。此类活性化学化合物的微胶囊化也可以用于从受保护的形式中受控释放的目的。活性化学化合物从受保护形式的释放可以是快速的(如通过破碎或通过摄入)，或是逐渐的(如通过溶解、扩散或生物降解)。以这种方式，可以通过确保在适当的环境和时间内释放活性化学化合物来使该活性化学化合物的有效性最大化。5.典型地在微胶囊化中使用合成聚合物，如三聚氰胺甲醛和脲醛。然而，在微胶囊化中使用此类合成聚合物(如在三聚氰胺甲醛和脲醛的情况下)的主要缺点是由甲醛所呈现的健康危害，已知甲醛有毒并且对人体健康有害。在微胶囊化中使用合成聚合物的另一个缺点是微胶囊(典型地是不可生物降解的)进入水生环境的倾向，因为废水处理厂的过滤器不能去除微小颗粒。此类不可生物降解的颗粒引起生态危险。例如，一旦到达海洋中，藻类可能粘附并积聚在这些颗粒的表面上，从而进入海洋食物链。6.因此，一直需要适合用于微胶囊化的环境友好的且安全处理的材料。技术实现要素：7.此目的以及将从以下详细描述变得明显的其他目的通过本披露的材料和方法来全部或部分实现。8.在第一方面，本披露涉及一种用于合成疏水改性的多糖的方法，该方法包括使多糖与由式(i)表示的化合物反应9.g-rꢀꢀꢀꢀꢀꢀ(i)10.其中11.g是含羰基的官能团，并且12.r是疏水基团。13.在第二方面，本披露涉及一种用于形成乳液的方法，该方法包括典型地在水溶液或分散体中将通过本文所述的方法合成的疏水改性的多糖与水不溶性活性材料混合，从而形成乳液。14.在第三方面，本披露涉及一种微胶囊，其包含具有水不溶性活性材料的芯和具有通过本文所述的方法合成的疏水改性的多糖的壁。15.在第四方面，本披露涉及一种微胶囊，其包含具有水不溶性活性材料的芯和具有疏水改性的多糖的壁，其中该疏水改性的多糖包含具有至少一个疏水取代基的多糖，其中该疏水取代基是(c5-c45)醚、(c5-c45)酯、或其混合物；典型地(c5-c27)醚、(c5-c27)酯、或其混合物；更典型地(c10-c23)醚、(c10-c23)酯、或其混合物。附图说明16.图1示出了随时间变化的使用ultraturaxx乳化剂乳化的乳液尺寸分布。17.图2示出了随老化时间变化的乳液尺寸分布，该乳液使用ultraturaxx乳化剂形成。18.图3示出了随老化时间变化的乳液尺寸分布，该乳液使用超声发生器形成。19.图4示出了与对比胶囊和对照相比，本发明胶囊中香茅油的重量保留百分比。具体实施方式20.如本文使用的，除非另外说明，否则术语“一个/一种(a/an)”、或“该(the)”意指“一个/一种或多个/多种”或“至少一个/一种”并且可互换地使用。21.如本文使用的，术语“包含(comprises)”包括“主要由……组成(consistsessentiallyof)”和“由……组成(consistsof)”。术语“包含(comprising)”包括“主要由……组成(consistingessentiallyof)”和“由……组成(consistingof)”。22.除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与由本说明书涉及的领域中的技术人员通常理解的相同的含义。23.如本文使用的，并且除非另外指明，否则术语“约”或“大约”意指如由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受误差，该可接受误差部分取决于如何测量或确定该值。在某些实施例中，术语“约”或“大约”意指在1、2、3、或4个标准差内。在某些实施例中，术语“约”或“大约”意指在给定的值或范围的50％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、或0.05％内。24.另外，应理解本文列举的任何数值范围旨在包括其中包括的全部子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括在并且包括所列举的最小值1与所列举的最大值10之间的全部子范围；即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。因为所披露的数值范围是连续的，所以它们包括在最小值与最大值之间的每个值。除非另外清楚地指明，否则在本技术中指定的各种数值范围是近似值。25.贯穿本披露，不同出版物可以通过援引方式并入。除非另外指明，否则如果通过援引方式并入的此类出版物中的任何语言的含义与本披露的语言的含义相冲突，则本披露的语言的含义应该优先。26.如本文使用的，关于有机基团的术语“(cx-cy)”，其中x和y各自为整数，意指该基团每个基团可以含有从x个碳原子至y个碳原子。27.如本文使用的，术语“烃基”意指通过从烃、典型地(c1-c40)烃中去除一个氢原子形成的单价基团。烃基可以是直链的、支链的或环状的，并且可以是饱和的或不饱和的。示例性烃基包括但不限于烷基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳基烯基和芳基炔基。28.如本文使用的，术语“烷基”意指单价直链或支链的饱和烃基，更典型地为单价直链或支链的饱和(c1-c40)烃基，例如像甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、己基、2-乙基己基、辛基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基、三十烷基(tricontyl)、以及四十烷基。29.如本文使用的，术语“烯基”意指具有一个或多个双键的单价直链或支链的不饱和烃基、更典型地单价直链或支链的不饱和(c2-c40)烃基。示例性烯基包括但不限于乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、辛烯基、十二烯基、十八烯基、棕榈油基(palmitoleyl)、油烯基以及瓢儿菜基(erucyl)。30.如本文使用的，术语“炔基”意指具有一个或多个三键的单价直链或支链的不饱和烃基、更典型地单价直链或支链的不饱和(c2-c40)烃基。示例性炔基包括但不限于乙炔基、丙炔基和炔丙基。31.如本文使用的，术语“芳基”意指含有一个或多个六元碳环的单价不饱和烃基，其中不饱和度可以由三个共轭双键表示。芳基包括单环芳基以及多环芳基。多环芳基是指含有多于一个六元碳环的单价不饱和烃基，其中不饱和度可以由三个共轭双键表示，其中相邻环可通过一个或多个键或二价桥连基团彼此连接或可以稠合在一起。芳基的实例包括但不限于，苯基、蒽基、萘基、菲基、芴基、以及芘基。32.烷基、烯基和炔基可以被一个或多个芳基取代。如本文使用的，此类基团分别称为芳基烷基、芳基烯基和芳基炔基。33.本文描述的任何取代基或基团可以任选地在一个或多个碳原子上被一个或多个、相同的或不同的、在此描述的取代基取代。例如，烷基可以被芳基或另一个烷基进一步取代。本文描述的任何取代基或基团还可以任选地在一个或多个碳原子上被一个或多个选自下组的取代基取代，该组由以下项组成：卤素，例如像，f、cl、br、以及i；硝基(no2)、氰基(cn)、羟基(oh)、烷氧基以及芳氧基。34.如本文使用的，术语“烷氧基”意指表示为-o-烷基的单价基团，其中该烷基是如本文定义的。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基和叔丁氧基。35.如本文使用的，术语“芳氧基”意指表示为-o-芳基的单价基团，其中该芳基是如本文定义的。芳氧基的实例包括但不限于，苯氧基、蒽氧基、萘氧基、菲氧基、以及芴氧基。36.在第一方面，本披露涉及一种用于合成疏水改性的多糖的方法，该方法包括使多糖与由式(i)表示的化合物反应37.g-rꢀꢀꢀꢀꢀ(i)38.其中39.g是含羰基的官能团，并且40.r是疏水基团。41.由式(i)表示的化合物的g取代基是含羰基的官能团。在实施例中，g包含酸酐基团，醛基，典型地是酰基氯、酰基溴或酰基碘的酰基卤基团，酮基，或酰胺基。在另一实施例中，g是酸酐基团或醛基。42.在实施例中，g是由结构表示的酸酐基团43.其中n是0或1，典型地是0。44.在另一实施例中，g是醛基，典型地表示为-(c＝o)h。45.由式(i)表示的化合物的r取代基是疏水基团。如本领域普通技术人员所知，疏水意指“憎水”并且是指排斥水或与水不混溶的化学品或化学基团。46.在实施例中，r是烃基，典型地是烷基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基，各自任选地被取代。47.在另一实施例中，r是(c1-c40)烃基，典型地是(c1-c22)烃基，更典型地是(c6-c18)烃基。48.在实施例中，由式(i)表示的化合物是烯基琥珀酸酐，其中g是由以下结构表示的酸酐基团[0049][0050]其中n是0；并且r是烯基，典型地是(c6-c18)烯基。[0051]在另一实施例中，由式(i)表示的化合物是芳基烯基醛，其中g是醛基，并且r是芳基或芳基烯基。[0052]由式(i)表示的化合物可以从商业来源获得或可以根据本领域普通技术人员已知的方法合成。[0053]通常，多糖是通过糖苷键连接的单糖的长链，这些单糖例如像果糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、及其立体异构体和衍生物。[0054]根据本披露的适合使用的多糖的实例包括但不限于葡聚糖、淀粉、直链淀粉、支链淀粉、糖原、右旋糖酐、纤维素、甘露聚糖、木聚糖、木质素、阿拉伯聚糖、半乳聚糖、聚半乳糖醛酸、甲壳素、壳聚糖、葡糖醛酸木聚糖、阿拉伯木聚糖、木葡聚糖、葡甘聚糖、果胶、阿拉伯半乳聚糖、角叉菜胶、琼脂、阿拉伯树胶、黄蓍胶、茄替胶、刺梧桐树胶、槐树豆胶、聚半乳甘露聚糖、或其混合物。在实施例中，该多糖是聚半乳甘露聚糖。根据本披露的适合使用的多糖在与由式(i)表示的化合物反应之前可以呈未改性的或衍生的形式。在与由式(i)表示的化合物反应之前呈衍生形式的多糖包括但不限于阴离子、非离子和阳离子多糖，典型地是阳离子多糖。[0055]用于制造多糖的衍生物的方法通常是已知的。典型地，使多糖与一种或多种衍生化试剂在适当的反应条件下反应以生产具有希望的取代基的相应的多糖。合适的衍生化试剂是可商购的，并且典型地含有反应性官能团，如环氧基团、氯乙醇基、或烯键式不饱和的基团，以及每分子至少一个其他取代基，如阳离子、非离子或阴离子取代基，或者这种取代基的前体，其中取代基可以通过二价连接基团(如亚烷基或氧亚烷基)连接至该衍生化试剂的反应性官能团上。合适的阳离子取代基包括伯、仲、或叔氨基，或者季铵、硫鎓、或膦鎓基团。合适的非离子取代基包括羟烷基，如羟丙基。合适的阴离子基团包括羧烷基，如羧甲基。可以经由一系列的反应或者通过与对应的合适的衍生化试剂的同时反应将这些阳离子、非离子和/或阴离子取代基引入到多糖链中。[0056]在实施例中，该多糖呈衍生的形式，典型地是阳离子多糖。这种阳离子多糖是通过使多糖与具有阳离子取代基的衍生化试剂反应可获得的，该阳离子取代基包含阳离子氮基团、典型地季铵基团。示例性的季铵基团是三烷基铵基团，如三甲基铵基团、三乙基铵基团和三丁基铵基团；芳基二烷基铵基团，如苄基二甲基铵基团；以及氮原子是环结构的成员的铵基团，如吡啶鎓基团和咪唑啉基团，这些铵基团各自与抗衡离子(典型地是氯离子、溴离子或碘离子抗衡离子)组合。在一些实施例中，该阳离子取代基例如通过亚烷基或氧亚烷基连接基团连接至衍生化试剂的反应性官能团上。其中阳离子取代基通过亚烷基或氧亚烷基连接基团连接至反应性官能团上的衍生化试剂包括例如环氧官能的阳离子氮化合物，如2,3-环氧丙基三甲基氯化铵；氯乙醇官能的阳离子氮化合物，如3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基-月桂基二甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基-硬脂基二甲基氯化铵；以及乙烯基-或(甲基)丙烯酰胺官能的氮化合物，如甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵。[0057]阳离子多糖的阳离子取代度(dscat)通常是从约0.05至0.5，典型地从约0.05至0.3，更典型地从约0.05至0.2。如本文使用的，术语“阳离子取代度”是指多糖中每摩尔糖单元的阳离子取代的平均摩尔数。[0058]聚半乳甘露聚糖或半乳甘露聚糖是主要由甘露糖和半乳糖组成的多糖。甘露糖元素形成由数百个(1,4)-3-d-吡喃甘露糖基残基组成的链，取决于植物来源，在不同的距离处具有1,6连接的-d-吡喃半乳糖基残基。天然存在的半乳甘露聚糖可从许多来源获得，这些来源包括瓜耳豆胶、瓜耳胶片(guarsplit)、槐树豆胶、凤凰木胶和决明胶。此外，半乳甘露聚糖也可通过经典合成途径获得或者可以通过化学改性天然存在的半乳甘露聚糖获得。在实施例中，该聚半乳甘露聚糖是瓜耳胶。在另一实施例中，该聚半乳甘露聚糖是阳离子瓜耳胶。[0059]根据本文所述的方法，多糖与由式(i)表示的化合物的反应可以使用本领域普通技术人员已知的任何方法进行。例如，可以将多糖溶解在第一溶液中，典型地是水溶液，并且可以将由式(i)表示的化合物溶解在第二溶液中，典型地是水溶液，然后将第二溶液添加至第一溶液中，或可替代地，将第一溶液添加到第二溶液中。可以使用普通技术人员已知的任何方式(例如像搅拌或超声处理)对反应进行混合和/或搅拌。[0060]在反应中使用的由式(i)表示的化合物的量不受特别限制。然而，相对于该多糖的量，按重量计从1％至99％、典型地1％至60％、更典型地按重量计5％至50％的由式(i)表示的化合物的量是合适的。[0061]该多糖的重均分子量合适地是从1,000g/mol至10,000,000g/mol，典型地2,000g/mol至1,000,000g/mol，更典型地3,000g/mol至500,000g/mol，仍然更典型地5,000g/mol至100,000g/mol。通常，重均分子量可以通过本领域普通技术人员已知的方法测量，如sec-mals(通过多角度光散射检测进行检测的尺寸排阻色谱法)。[0062]反应的ph不受特别限制。然而，反应的ph值典型地大于7。在实施例中，ph是从8至14、典型地从9至14。ph可根据本领域的普通技术人员已知的方法来调节。例如，可以将碱添加至该反应混合物中。合适的碱包括氢氧化物(-oh)源，例如碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物及其混合物。示例性碱金属氢氧化物包括但不限于lioh、naoh、koh、rboh、以及csoh。示例性碱土金属氢氧化物包括但不限于mg(oh)2、ca(oh)2、sr(oh)2、以及ba(oh)2。[0063]根据本文所述的方法制成的疏水改性的多糖可以通过其疏水取代度进行表征。如本文使用的，术语“疏水取代度”是指由于多糖与由式(i)表示的化合物之间的反应而附接到多糖的每个单体单元上的疏水基团的平均数量。取代度可以使用本领域的普通技术人员已知的方法确定，例如，通过1hnmr。在实施例中，该合成的疏水改性的多糖的取代度(dsh)是从约0.001至约3.0，更典型地从约0.002至约2.5，仍然更典型地从约0.004至约0.5。[0064]已发现根据本文所述的方法制成的疏水改性的多糖非常适合作为水不溶性材料的乳化剂，与此类材料形成非常稳定的乳液。[0065]因此，在第二方面，本披露涉及一种用于形成乳液的方法。乳液的形成是通过典型地在水溶液或分散体中将通过本文所述的方法合成的疏水改性的多糖与水不溶性材料、典型地水不溶性活性材料混合来实现的。[0066]疏水改性的多糖与水不溶性材料的混合可以根据任何已知的方法进行。例如，在一种合适的方法中，将疏水改性的多糖分散在水性介质中，并且随后添加水不溶性材料。可以使用本领域普通技术人员已知的任何方式(例如像搅拌、超声处理或高剪切处理)对所得混合物进行混合和/或搅拌。[0067]在本文中，“水性介质”是指包含水或由水组成的介质。水性介质可包含一种或多种在水中可混溶的有机溶剂。此类在水中可混溶的有机溶剂包括但不限于醇类，如甲醇、乙醇、丙醇等；胺类，如乙胺、二乙醇胺等；酮类，如丙酮；以及酰胺类，如二甲基甲酰胺(dmf)。在水中可混溶的其他有机溶剂包括但不限于二甲亚砜(dmso)、吡啶、四氢呋喃(thf)和乙腈。[0068]适用于本文所述乳液的水不溶性材料通常是不溶于水性介质中并且可以是活性材料的油。在此，“水不溶性活性材料”是指对使用者有益的材料。水不溶性活性材料可以包含例如香精、香料、香料前体、掩味剂、味觉感觉剂、恶臭消除剂、维生素、抗细菌剂、防晒活性剂、抗氧化剂、抗炎剂、麻醉剂、镇痛剂、抗真菌剂、抗生素、抗病毒剂、抗寄生虫剂、抗感染剂、抗粉刺剂、皮肤病学活性成分、酶和辅酶、皮肤美白剂、抗组胺剂、化疗剂、驱虫剂、或其混合物。[0069]也可以使用在药物、化妆品、家庭和个人护理、食品、农业、化学和生物技术工业中有用的其他任选的活性材料，只要这些任选的活性材料是水不溶性的。此类任选的活性材料最典型地是参考书中描述的那些，如ctfacosmeticingredienthandbook[ctfa化妆品成分手册],第二版,thecosmetic,toiletries,andfragranceassociation,inc.[化妆品、盥洗用品和香料协会股份有限公司]1988,1992；以及m.和i.ash的handbookofflavorsandfragrances[香精和香料手册],synapseinformationresourcesinc.[synapse信息资源公司],2006。[0070]通常，如本领域普通技术人员将理解的，乳液的特征在于分散相和连续相，其中分散相典型地以液滴形式存在于连续相中。分散相的液滴可以任选地被乳化剂包封，该乳化剂的作用是防止分散相聚结并稳定乳液。已经发现，本披露的疏水改性的多糖起到水不溶性材料的非常好的乳化剂的作用，并且包含所述组分的乳液长时间保持稳定。[0071]分散相液滴的尺寸，本文称为乳液液滴的尺寸，可以使用标准仪器通过动态光散射来确定。在本文所述的乳液中，该乳液液滴的尺寸典型地是从0.1μm至200μm。[0072]通过将疏水改性的多糖与水不溶性材料混合制成的乳液长时间保持稳定。在实施例中，所形成的乳液稳定至少1周、至少2周、至少3周、至少5周、至少8周、或至少12周、或至少18周。在另一实施例中，所形成的乳液稳定至少30个月。[0073]可以使本文所述的乳液进一步与交联剂反应以交联疏水改性的多糖，例如以进一步稳定乳液。合适的交联剂包括但不限于乙二醛；酚二醛，如对苯二甲醛或二香草醛；硼酸盐，如四硼酸钠；以及含金属的化合物，如含钛和含锆的化合物。此类交联剂典型地可从商业来源获得或根据普通技术人员熟知的方法合成。[0074]含钛交联剂包括但不限于钛盐，如四氯化钛、四溴化钛或四氨基钛酸盐；钛螯合物，如乙酰丙酮钛、三乙醇胺钛酸盐和乳酸钛；钛酯，如聚钛酸正丁酯、四丙醇钛、辛二醇钛酸酯、钛酸四正丁酯、钛酸四-2-乙基己酯、和钛酸四异丙酯；及其混合物。[0075]合适的含锆交联剂包括但不限于锆盐，如柠檬酸锆、酒石酸锆和乙醇酸锆；锆螯合物，如乙酰丙酮锆、二-或三-乙醇胺锆酸盐和乳酸锆；及其混合物。合适的乳酸锆包括但不限于乳酸锆铵、二或三乙醇胺乳酸锆、二异丙胺乳酸锆和乳酸锆钠盐。[0076]根据本披露适合使用的其他交联剂包括包含至少一种多价阳离子的盐类、聚烷氧基硅氧烷等。如本文使用的，包含至少一种多价阳离子的盐类是其中至少一种阳离子具有2 或更高氧化态的盐类。合适的盐类包括但不限于包含一种或多种选自下组的阳离子的盐类，该组由以下项组成：如mg2 、ca2 、sr2 和ba2 的第2族(iupac编号)金属阳离子，如al3 的第13族金属阳离子，以及如fe3 的过渡金属阳离子。此类合适的盐类的一种或多种阴离子不受特别限制并且可以包括卤化物离子，如f-、cl-、br-、i-、硝酸根、硫酸根和磷酸根。在实施例中，该交联剂是包含至少一种多价阳离子、典型地ca2 的盐。在实施例中，交联剂是cacl2。[0077]聚烷氧基硅氧烷是四烷氧基硅烷的部分缩合产物。合适的聚烷氧基硅氧烷中的烷氧基可以相同或不同。聚烷氧基硅氧烷可以是或可以不是超支化的。示例性聚烷氧基硅氧烷包括但不限于聚甲氧基硅氧烷、聚乙氧基硅氧烷、聚丙氧基硅氧烷和聚丁氧基硅氧烷。聚烷氧基硅氧烷可以从商业来源获得或可以根据已知程序合成(abe,y.；shimano,r.；arimitsu,k.；gunji,t.,preparationandpropertiesofhighmolecularweightpolyethoxysiloxanesstabletoself-condensationbyacid-catalyzedhydrolyticpolycondensationoftetraethoxysilane[通过四乙氧基硅烷的酸催化水解缩聚制备对自缩合稳定的高分子量聚乙氧基硅氧烷及其特性],j.polym.sci.,parta:polym.chem.[聚合物科学杂志，a辑：聚合物化学]2003,41,2250-2255,de10261289a1或zhu,x.m.；jaumann,m.；peter,k.；moller,m.；melian,c.；adams-buda,a.；demco,d.e.；blumich,b.,one-potsynthesisofhyperbranchedpolyethoxysiloxanes.[超支化的聚乙氧基硅氧烷的一锅法合成]macromolecules[大分子]2006,39,1701-1708)。在实施例中，该交联剂是聚烷氧基硅氧烷，典型地聚乙氧基硅氧烷(peos)，更典型地超支化的聚乙氧基硅氧烷。[0078]当多糖是阳离子多糖时，其他交联剂也是合适的，如多价阴离子。示例性多价阴离子包括但不限于碳酸根、硫酸根、柠檬酸根和磷酸根阴离子。此类多价阴离子的抗衡离子及其数量不受特别限制，但可以包括一种或多种碱金属阳离子，如钠。[0079]不希望受理论束缚，据信本文所述乳液的连续相中的分散相液滴被疏水改性的多糖包封，该多糖不仅起到防止分散相聚结的乳化剂的作用，而且还起到微胶囊的壁材料的作用。[0080]因此，在第三方面，本披露涉及一种微胶囊，其包含具有水不溶性活性材料的芯和具有通过本文所述的方法合成的疏水改性的多糖的壁。[0081]通过使本文所述的乳液与交联剂反应制成的微胶囊的尺寸可以使用标准仪器如zetasizer仪器通过动态光散射来确定。在实施例中，微胶囊的尺寸是从100nm至200μm，典型地从200nm至100μm，更典型地从300nm至30μm。[0082]在第四方面，本披露涉及一种微胶囊，其包含具有水不溶性活性材料的芯和具有疏水改性的多糖的壁，其中该疏水改性的多糖包含具有至少一个疏水取代基的多糖，其中该疏水基是(c5-c45)醚、(c5-c45)酯、或其混合物；典型地(c5-c27)醚、(c5-c27)酯、或其混合物；更典型地(c10-c23)醚、(c10-c23)酯、或其混合物。在这方面，该疏水改性的多糖典型地由多糖、典型地本文所述的多糖与由式(i)表示的化合物反应的方法形成。在这方面，该疏水改性的多糖的疏水基从由式(i)表示的化合物形成。[0083]在某些实施例中，疏水取代基是(c5-c45)醚，(c5-c45)酯或其混合物；典型地(c5-c27)醚、(c5-c27)酯、或其混合物；更典型地(c10-c23)醚、(c10-c23)酯或其混合物，其包含(c1-c40)烃基、典型地(c1-c22)烃基、更典型地(c6-c18)烃基。在其他实施例中，疏水改性的多糖的疏水取代基包含至少一个侧羧基。[0084]在又另一方面，本披露涉及一种包含本文所述的微胶囊的乳液，其中，75％至100％、典型地80％至90％的这些微胶囊具有从100nm至200μm、典型地从200nm至100μm、更典型地从300nm至30μm的尺寸。[0085]根据本披露的方法和产品通过以下非限制性实例进一步说明。[0086]实例1.使用烯基琥珀酸酐合成疏水改性的多糖[0087]将瓜耳胶(mw＝25,000g/mol)或阳离子改性的瓜耳胶(mw＝25,000g/mol，具有季铵官能团，取代度为0.12)以10％的浓度溶解在水中。将辛烯基琥珀酸酐(osa)以相对于瓜耳胶重量的5、10、20或50wt％的浓度添加至瓜耳胶溶液中。该反应在30℃下进行，并使用5％naoh将ph保持在约9。通过使用5％乙酸将ph降低至6来终止反应。通过在甲醇和异丙醇中絮凝来纯化聚合物。将絮凝的聚合物分散在水中并抵在3.5kda截留的膜上透析。[0088]除了反应在45℃下进行之外，使用瓜耳胶和十二烯基琥珀酸酐(dsa)使用相同的程序来制备疏水改性的多糖。除了反应在60℃下进行之外，使用瓜耳胶十八烯基琥珀酸酐(odsa)也使用相同的程序来制备疏水改性的多糖。[0089]在下文中，本实例的各种疏水改性的多糖衍生物将被称为“瓜耳胶/xsa(y％)”，其中x代表o、d或od，其取决于所使用的烷基琥珀酸酐，并且y是烷基琥珀酸酐相对于瓜耳胶含量的重量百分比。[0090]实例2.使用芳基烯基醛合成疏水改性的多糖[0091]将5g瓜耳胶(mw＝25,000g/mol)溶解在45gdi水中。使用naoh将瓜耳胶溶液的ph调节至超过13，并将温度调节至70℃。添加2g肉桂醛，并且反应进行2小时。[0092]实例3.通过超声处理形成的乳液的稳定性[0093]如下制备乳液，相对于乳液重量按重量计，每种乳液含有3.3g疏水改性的多糖、29.7g水不溶性油和67g水。[0094]将根据实例1合成的每种疏水改性的多糖分散在水中。将水不溶性油(辛酸/癸酸甘油三酯，由斯泰潘公司(stepan)以m-5销售)添加至每种水性分散体中，并使用探针超声仪对所得混合物各自进行超声处理约1分钟。[0095]为确定乳液的稳定性，在至少18周的时间段内，每隔一周对每种乳液取样，并使用光学显微镜观察。将样品各自稀释10倍，并使用光学显微镜在100倍放大率下拍摄照片，并通过imagej软件处理。记录观察到存在油分离和/或聚结(表明缺乏稳定性)的时间。结果总结在下表1中。[0096]表1.[0097][0098]*小于1周[0099]实例4.通过高剪切形成的乳液[0100]研究了使用均质器(可从艾卡公司(ika)获得的ultra-均质器)在20,000rpm下的均质化效果。如实例1中的，通过将由瓜耳胶和osa制成的相对于瓜耳胶重量的浓度为50wt％的瓜耳胶/osa(本文称为“瓜耳胶/osa(50％)”)和水不溶性油(m-5)组合形成乳液。瓜耳胶/osa(50％)和水不溶性油在20,000rpm下剪切，并在1、5、10和15分钟时取等分试样用于分析。[0101]在一项试验中，在剪切后，将乳液冷冻干燥并以30％再悬浮。[0102]使用mastersizer3000(马尔文公司(malvern))、dls模式下的zetasizer分析仪(马尔文公司)以及通过imagej软件进行图像处理的光学显微镜在制备的前15分钟内确定每个样品的乳液液滴的尺寸。乳液液滴的尺寸总结在下表2中，并且尺寸分布在图1和图2中示出。[0103]表2.[0104][0105]如表2中所示，尺寸在准备的前15分钟内没有变化。随后6个月内对尺寸进行跟踪，在目视、显微镜或zetasizer检查中没有观察到明显的变化。因此，本发明的乳液示出长期稳定性。[0106]实例5.香料乳液[0107]如下制备各自含有疏水改性的多糖瓜耳胶/dsa(20％)、水和不同的香料油的乳液。如实例1中的，将3.3g的由瓜耳胶和dsa制成的相对于瓜耳胶重量的浓度为20wt％的瓜耳胶/dsa(20％)(本文称为“瓜耳胶/dsa(20％)”)溶解在67g水中。添加29.7g各种香料油(广藿香油、香茅油或柠檬油)，并且将所得混合物各自用探针超声仪超声处理约1分钟。所有形成的乳液在目视和显微镜检查时都是稳定的。[0108]实例6.香料乳液[0109]将0.8g香叶醇香料添加至10g根据实例2制成的5％瓜耳胶-肉桂醛溶液中，并然后超声处理1分钟。观察到液滴尺寸小于5μm。形成的乳液在目视和显微镜检查时都是稳定的。[0110]实例7.乳液的交联-胶囊的形成[0111]将瓜耳胶/osa(50％)分散在如实例3中向其中添加m-5的水中。使用探针超声仪将所得混合物超声处理约1分钟。随后，在持续搅拌下添加三乙醇胺锆酸盐(相对于所用瓜耳胶/osa(50％)的重量为5wt％)。为了比较，使用根据相同程序但没有交联步骤制成的乳液作为对照。分析对照乳液和交联乳液的乳液液滴尺寸，并且将结果总结在下表3中，并且尺寸分布在图3中示出。[0112]表3.[0113][0114]所有形成的乳液在目视和显微镜检查时都是稳定的。[0115]实例8.胶囊的形成[0116]将1g的ga/osa(50％)分散在90ml水中。向60ml该分散体中添加9g香茅油(西格玛奥德里奇公司(sigmaaldrich)，按接收的原样使用)。通过ultra-在20000rpm下持续10min制成乳液。将0.816g的cacl2溶解在10ml水中。在搅拌下将其添加到乳液中。搅拌1h后，向乳液中添加30ml的水中的ga-osa分散体。形成的物体的平均尺寸确定为2微米。[0117]对比实例9.对比乳液[0118]将1g的ga/osa(50％)分散在90ml水中。向该分散体中添加9g香茅油。通过ultra-在20000rpm下持续10min制成乳液。[0119]实例10.重量保留率研究[0120]如下评估本发明的胶囊随时间推移对水不溶性油(香茅油)的保留率。[0121]用水和肥皂彻底清洁4块2×3平方英寸的玻璃基底，然后用氮气流干燥。作为参考，对纯基底进行称重。然后将其用0.25g实例8和对比实例9的组合物进行涂覆，并在140℃下干燥1min，然后放入干燥器中持续12h以去除最后痕量的水。然后将玻璃基底放在保持在140℃的加热板上，并随时间推移进行称重，以跟踪香茅油的蒸发。[0122]通过将0.025g香茅油单独直接铺展在第五个玻璃基底上还制备了非乳化/非包封的组合物，其在本实例中称为“对照”，并且也在140℃下随时间推移对其重量进行跟踪。[0123]所有称重均使用精度为10微克的天平进行。在称重和再次加热之前，将所有样品冷却至室温。将重量保留百分比计算为从起始参考重量保留的质量百分比。结果在图4中示出。[0124]如图4中所示，对照示出在140℃下2分钟内4％的保留率。实例8的组合物示出在140℃下5min后88％的保留率和在140℃下215min后38％的保留率，而对比实例9的组合物示出在140℃下3min后4％的保留率。[0125]实例11.胶囊的形成[0126]将0.1g的ga/osa(50％)分散在9ml水中。向6ml该分散体中添加0.9g香茅油。通过在10％振幅下超声处理1min来制成乳液。将0.0816g的cacl2溶解在1ml水中。在搅拌下将其添加到乳液中。搅拌1h后，向乳液中添加3ml的水中的ga-osa分散体。[0127]实例12.释放动力学研究[0128]使用实例10中描述的方法来跟踪用超声处理制备的实例11的组合物在140℃下的释放动力学，以便将其与用ultra-制备的实例8的组合物进行比较。在实例12的组合物中形成的物体的平均尺寸为0.5微米。[0129]在140℃下几小时后，实例11的组合物示出58％的重量保留百分比，其高于实例8的组合物的38％的保留率。[0130]实例13.胶囊的形成[0131]将0.1g超支化的聚乙氧基硅氧烷(peos，可从科学聚合物产品公司(scientificpolymerproducts,inc.)获得)和0.001g尼罗红(西格玛奥德里奇公司)溶解在9g香茅油中。将0.9g的ga/osa(50％)分散在90ml水中。向该分散体中添加9g的peos/香茅油/尼罗红混合物。通过ultra-在20000rpm下持续10min制成乳液。根据需要，通过使用盐酸溶液将ph调节至4至5。在室温下搅拌该乳液持续1至5天。[0132]在室温下干燥后，在长达5天后，通过荧光显微镜观察到香茅油货物没有从形成的胶囊中泄漏。胶囊也可再分散在水中，并且示出尺寸没有变化。当前第1页12当前第1页12
技术领域：
：3.本披露涉及疏水改性的多糖，其制造及其在微胶囊化中、典型地水不溶性活性材料的微胶囊化中的用途。
背景技术：
：：4.微胶囊化在各种各样的工业中用于产品和应用的创建，尤其例如像制药工业、化妆品、家庭和个人护理、食品、农业、化学和生物技术。微胶囊化是以下技术，通过该技术将活性的(通常是敏感的)化学化合物截留在壁材料中，这些壁材料保护这些化学化合物免受不利的化学和环境反应以及损失，特别是在挥发性化合物的情况下。此类活性化学化合物的微胶囊化也可以用于从受保护的形式中受控释放的目的。活性化学化合物从受保护形式的释放可以是快速的(如通过破碎或通过摄入)，或是逐渐的(如通过溶解、扩散或生物降解)。以这种方式，可以通过确保在适当的环境和时间内释放活性化学化合物来使该活性化学化合物的有效性最大化。5.典型地在微胶囊化中使用合成聚合物，如三聚氰胺甲醛和脲醛。然而，在微胶囊化中使用此类合成聚合物(如在三聚氰胺甲醛和脲醛的情况下)的主要缺点是由甲醛所呈现的健康危害，已知甲醛有毒并且对人体健康有害。在微胶囊化中使用合成聚合物的另一个缺点是微胶囊(典型地是不可生物降解的)进入水生环境的倾向，因为废水处理厂的过滤器不能去除微小颗粒。此类不可生物降解的颗粒引起生态危险。例如，一旦到达海洋中，藻类可能粘附并积聚在这些颗粒的表面上，从而进入海洋食物链。6.因此，一直需要适合用于微胶囊化的环境友好的且安全处理的材料。技术实现要素：7.此目的以及将从以下详细描述变得明显的其他目的通过本披露的材料和方法来全部或部分实现。8.在第一方面，本披露涉及一种用于合成疏水改性的多糖的方法，该方法包括使多糖与由式(i)表示的化合物反应9.g-rꢀꢀꢀꢀꢀꢀ(i)10.其中11.g是含羰基的官能团，并且12.r是疏水基团。13.在第二方面，本披露涉及一种用于形成乳液的方法，该方法包括典型地在水溶液或分散体中将通过本文所述的方法合成的疏水改性的多糖与水不溶性活性材料混合，从而形成乳液。14.在第三方面，本披露涉及一种微胶囊，其包含具有水不溶性活性材料的芯和具有通过本文所述的方法合成的疏水改性的多糖的壁。15.在第四方面，本披露涉及一种微胶囊，其包含具有水不溶性活性材料的芯和具有疏水改性的多糖的壁，其中该疏水改性的多糖包含具有至少一个疏水取代基的多糖，其中该疏水取代基是(c5-c45)醚、(c5-c45)酯、或其混合物；典型地(c5-c27)醚、(c5-c27)酯、或其混合物；更典型地(c10-c23)醚、(c10-c23)酯、或其混合物。附图说明16.图1示出了随时间变化的使用ultraturaxx乳化剂乳化的乳液尺寸分布。17.图2示出了随老化时间变化的乳液尺寸分布，该乳液使用ultraturaxx乳化剂形成。18.图3示出了随老化时间变化的乳液尺寸分布，该乳液使用超声发生器形成。19.图4示出了与对比胶囊和对照相比，本发明胶囊中香茅油的重量保留百分比。具体实施方式20.如本文使用的，除非另外说明，否则术语“一个/一种(a/an)”、或“该(the)”意指“一个/一种或多个/多种”或“至少一个/一种”并且可互换地使用。21.如本文使用的，术语“包含(comprises)”包括“主要由……组成(consistsessentiallyof)”和“由……组成(consistsof)”。术语“包含(comprising)”包括“主要由……组成(consistingessentiallyof)”和“由……组成(consistingof)”。22.除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与由本说明书涉及的领域中的技术人员通常理解的相同的含义。23.如本文使用的，并且除非另外指明，否则术语“约”或“大约”意指如由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受误差，该可接受误差部分取决于如何测量或确定该值。在某些实施例中，术语“约”或“大约”意指在1、2、3、或4个标准差内。在某些实施例中，术语“约”或“大约”意指在给定的值或范围的50％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、或0.05％内。24.另外，应理解本文列举的任何数值范围旨在包括其中包括的全部子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括在并且包括所列举的最小值1与所列举的最大值10之间的全部子范围；即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。因为所披露的数值范围是连续的，所以它们包括在最小值与最大值之间的每个值。除非另外清楚地指明，否则在本技术中指定的各种数值范围是近似值。25.贯穿本披露，不同出版物可以通过援引方式并入。除非另外指明，否则如果通过援引方式并入的此类出版物中的任何语言的含义与本披露的语言的含义相冲突，则本披露的语言的含义应该优先。26.如本文使用的，关于有机基团的术语“(cx-cy)”，其中x和y各自为整数，意指该基团每个基团可以含有从x个碳原子至y个碳原子。27.如本文使用的，术语“烃基”意指通过从烃、典型地(c1-c40)烃中去除一个氢原子形成的单价基团。烃基可以是直链的、支链的或环状的，并且可以是饱和的或不饱和的。示例性烃基包括但不限于烷基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳基烯基和芳基炔基。28.如本文使用的，术语“烷基”意指单价直链或支链的饱和烃基，更典型地为单价直链或支链的饱和(c1-c40)烃基，例如像甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、己基、2-乙基己基、辛基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基、三十烷基(tricontyl)、以及四十烷基。29.如本文使用的，术语“烯基”意指具有一个或多个双键的单价直链或支链的不饱和烃基、更典型地单价直链或支链的不饱和(c2-c40)烃基。示例性烯基包括但不限于乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、辛烯基、十二烯基、十八烯基、棕榈油基(palmitoleyl)、油烯基以及瓢儿菜基(erucyl)。30.如本文使用的，术语“炔基”意指具有一个或多个三键的单价直链或支链的不饱和烃基、更典型地单价直链或支链的不饱和(c2-c40)烃基。示例性炔基包括但不限于乙炔基、丙炔基和炔丙基。31.如本文使用的，术语“芳基”意指含有一个或多个六元碳环的单价不饱和烃基，其中不饱和度可以由三个共轭双键表示。芳基包括单环芳基以及多环芳基。多环芳基是指含有多于一个六元碳环的单价不饱和烃基，其中不饱和度可以由三个共轭双键表示，其中相邻环可通过一个或多个键或二价桥连基团彼此连接或可以稠合在一起。芳基的实例包括但不限于，苯基、蒽基、萘基、菲基、芴基、以及芘基。32.烷基、烯基和炔基可以被一个或多个芳基取代。如本文使用的，此类基团分别称为芳基烷基、芳基烯基和芳基炔基。33.本文描述的任何取代基或基团可以任选地在一个或多个碳原子上被一个或多个、相同的或不同的、在此描述的取代基取代。例如，烷基可以被芳基或另一个烷基进一步取代。本文描述的任何取代基或基团还可以任选地在一个或多个碳原子上被一个或多个选自下组的取代基取代，该组由以下项组成：卤素，例如像，f、cl、br、以及i；硝基(no2)、氰基(cn)、羟基(oh)、烷氧基以及芳氧基。34.如本文使用的，术语“烷氧基”意指表示为-o-烷基的单价基团，其中该烷基是如本文定义的。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基和叔丁氧基。35.如本文使用的，术语“芳氧基”意指表示为-o-芳基的单价基团，其中该芳基是如本文定义的。芳氧基的实例包括但不限于，苯氧基、蒽氧基、萘氧基、菲氧基、以及芴氧基。36.在第一方面，本披露涉及一种用于合成疏水改性的多糖的方法，该方法包括使多糖与由式(i)表示的化合物反应37.g-rꢀꢀꢀꢀꢀ(i)38.其中39.g是含羰基的官能团，并且40.r是疏水基团。41.由式(i)表示的化合物的g取代基是含羰基的官能团。在实施例中，g包含酸酐基团，醛基，典型地是酰基氯、酰基溴或酰基碘的酰基卤基团，酮基，或酰胺基。在另一实施例中，g是酸酐基团或醛基。42.在实施例中，g是由结构表示的酸酐基团43.其中n是0或1，典型地是0。44.在另一实施例中，g是醛基，典型地表示为-(c＝o)h。45.由式(i)表示的化合物的r取代基是疏水基团。如本领域普通技术人员所知，疏水意指“憎水”并且是指排斥水或与水不混溶的化学品或化学基团。46.在实施例中，r是烃基，典型地是烷基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基，各自任选地被取代。47.在另一实施例中，r是(c1-c40)烃基，典型地是(c1-c22)烃基，更典型地是(c6-c18)烃基。48.在实施例中，由式(i)表示的化合物是烯基琥珀酸酐，其中g是由以下结构表示的酸酐基团[0049][0050]其中n是0；并且r是烯基，典型地是(c6-c18)烯基。[0051]在另一实施例中，由式(i)表示的化合物是芳基烯基醛，其中g是醛基，并且r是芳基或芳基烯基。[0052]由式(i)表示的化合物可以从商业来源获得或可以根据本领域普通技术人员已知的方法合成。[0053]通常，多糖是通过糖苷键连接的单糖的长链，这些单糖例如像果糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、及其立体异构体和衍生物。[0054]根据本披露的适合使用的多糖的实例包括但不限于葡聚糖、淀粉、直链淀粉、支链淀粉、糖原、右旋糖酐、纤维素、甘露聚糖、木聚糖、木质素、阿拉伯聚糖、半乳聚糖、聚半乳糖醛酸、甲壳素、壳聚糖、葡糖醛酸木聚糖、阿拉伯木聚糖、木葡聚糖、葡甘聚糖、果胶、阿拉伯半乳聚糖、角叉菜胶、琼脂、阿拉伯树胶、黄蓍胶、茄替胶、刺梧桐树胶、槐树豆胶、聚半乳甘露聚糖、或其混合物。在实施例中，该多糖是聚半乳甘露聚糖。根据本披露的适合使用的多糖在与由式(i)表示的化合物反应之前可以呈未改性的或衍生的形式。在与由式(i)表示的化合物反应之前呈衍生形式的多糖包括但不限于阴离子、非离子和阳离子多糖，典型地是阳离子多糖。[0055]用于制造多糖的衍生物的方法通常是已知的。典型地，使多糖与一种或多种衍生化试剂在适当的反应条件下反应以生产具有希望的取代基的相应的多糖。合适的衍生化试剂是可商购的，并且典型地含有反应性官能团，如环氧基团、氯乙醇基、或烯键式不饱和的基团，以及每分子至少一个其他取代基，如阳离子、非离子或阴离子取代基，或者这种取代基的前体，其中取代基可以通过二价连接基团(如亚烷基或氧亚烷基)连接至该衍生化试剂的反应性官能团上。合适的阳离子取代基包括伯、仲、或叔氨基，或者季铵、硫鎓、或膦鎓基团。合适的非离子取代基包括羟烷基，如羟丙基。合适的阴离子基团包括羧烷基，如羧甲基。可以经由一系列的反应或者通过与对应的合适的衍生化试剂的同时反应将这些阳离子、非离子和/或阴离子取代基引入到多糖链中。[0056]在实施例中，该多糖呈衍生的形式，典型地是阳离子多糖。这种阳离子多糖是通过使多糖与具有阳离子取代基的衍生化试剂反应可获得的，该阳离子取代基包含阳离子氮基团、典型地季铵基团。示例性的季铵基团是三烷基铵基团，如三甲基铵基团、三乙基铵基团和三丁基铵基团；芳基二烷基铵基团，如苄基二甲基铵基团；以及氮原子是环结构的成员的铵基团，如吡啶鎓基团和咪唑啉基团，这些铵基团各自与抗衡离子(典型地是氯离子、溴离子或碘离子抗衡离子)组合。在一些实施例中，该阳离子取代基例如通过亚烷基或氧亚烷基连接基团连接至衍生化试剂的反应性官能团上。其中阳离子取代基通过亚烷基或氧亚烷基连接基团连接至反应性官能团上的衍生化试剂包括例如环氧官能的阳离子氮化合物，如2,3-环氧丙基三甲基氯化铵；氯乙醇官能的阳离子氮化合物，如3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基-月桂基二甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基-硬脂基二甲基氯化铵；以及乙烯基-或(甲基)丙烯酰胺官能的氮化合物，如甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵。[0057]阳离子多糖的阳离子取代度(dscat)通常是从约0.05至0.5，典型地从约0.05至0.3，更典型地从约0.05至0.2。如本文使用的，术语“阳离子取代度”是指多糖中每摩尔糖单元的阳离子取代的平均摩尔数。[0058]聚半乳甘露聚糖或半乳甘露聚糖是主要由甘露糖和半乳糖组成的多糖。甘露糖元素形成由数百个(1,4)-3-d-吡喃甘露糖基残基组成的链，取决于植物来源，在不同的距离处具有1,6连接的-d-吡喃半乳糖基残基。天然存在的半乳甘露聚糖可从许多来源获得，这些来源包括瓜耳豆胶、瓜耳胶片(guarsplit)、槐树豆胶、凤凰木胶和决明胶。此外，半乳甘露聚糖也可通过经典合成途径获得或者可以通过化学改性天然存在的半乳甘露聚糖获得。在实施例中，该聚半乳甘露聚糖是瓜耳胶。在另一实施例中，该聚半乳甘露聚糖是阳离子瓜耳胶。[0059]根据本文所述的方法，多糖与由式(i)表示的化合物的反应可以使用本领域普通技术人员已知的任何方法进行。例如，可以将多糖溶解在第一溶液中，典型地是水溶液，并且可以将由式(i)表示的化合物溶解在第二溶液中，典型地是水溶液，然后将第二溶液添加至第一溶液中，或可替代地，将第一溶液添加到第二溶液中。可以使用普通技术人员已知的任何方式(例如像搅拌或超声处理)对反应进行混合和/或搅拌。[0060]在反应中使用的由式(i)表示的化合物的量不受特别限制。然而，相对于该多糖的量，按重量计从1％至99％、典型地1％至60％、更典型地按重量计5％至50％的由式(i)表示的化合物的量是合适的。[0061]该多糖的重均分子量合适地是从1,000g/mol至10,000,000g/mol，典型地2,000g/mol至1,000,000g/mol，更典型地3,000g/mol至500,000g/mol，仍然更典型地5,000g/mol至100,000g/mol。通常，重均分子量可以通过本领域普通技术人员已知的方法测量，如sec-mals(通过多角度光散射检测进行检测的尺寸排阻色谱法)。[0062]反应的ph不受特别限制。然而，反应的ph值典型地大于7。在实施例中，ph是从8至14、典型地从9至14。ph可根据本领域的普通技术人员已知的方法来调节。例如，可以将碱添加至该反应混合物中。合适的碱包括氢氧化物(-oh)源，例如碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物及其混合物。示例性碱金属氢氧化物包括但不限于lioh、naoh、koh、rboh、以及csoh。示例性碱土金属氢氧化物包括但不限于mg(oh)2、ca(oh)2、sr(oh)2、以及ba(oh)2。[0063]根据本文所述的方法制成的疏水改性的多糖可以通过其疏水取代度进行表征。如本文使用的，术语“疏水取代度”是指由于多糖与由式(i)表示的化合物之间的反应而附接到多糖的每个单体单元上的疏水基团的平均数量。取代度可以使用本领域的普通技术人员已知的方法确定，例如，通过1hnmr。在实施例中，该合成的疏水改性的多糖的取代度(dsh)是从约0.001至约3.0，更典型地从约0.002至约2.5，仍然更典型地从约0.004至约0.5。[0064]已发现根据本文所述的方法制成的疏水改性的多糖非常适合作为水不溶性材料的乳化剂，与此类材料形成非常稳定的乳液。[0065]因此，在第二方面，本披露涉及一种用于形成乳液的方法。乳液的形成是通过典型地在水溶液或分散体中将通过本文所述的方法合成的疏水改性的多糖与水不溶性材料、典型地水不溶性活性材料混合来实现的。[0066]疏水改性的多糖与水不溶性材料的混合可以根据任何已知的方法进行。例如，在一种合适的方法中，将疏水改性的多糖分散在水性介质中，并且随后添加水不溶性材料。可以使用本领域普通技术人员已知的任何方式(例如像搅拌、超声处理或高剪切处理)对所得混合物进行混合和/或搅拌。[0067]在本文中，“水性介质”是指包含水或由水组成的介质。水性介质可包含一种或多种在水中可混溶的有机溶剂。此类在水中可混溶的有机溶剂包括但不限于醇类，如甲醇、乙醇、丙醇等；胺类，如乙胺、二乙醇胺等；酮类，如丙酮；以及酰胺类，如二甲基甲酰胺(dmf)。在水中可混溶的其他有机溶剂包括但不限于二甲亚砜(dmso)、吡啶、四氢呋喃(thf)和乙腈。[0068]适用于本文所述乳液的水不溶性材料通常是不溶于水性介质中并且可以是活性材料的油。在此，“水不溶性活性材料”是指对使用者有益的材料。水不溶性活性材料可以包含例如香精、香料、香料前体、掩味剂、味觉感觉剂、恶臭消除剂、维生素、抗细菌剂、防晒活性剂、抗氧化剂、抗炎剂、麻醉剂、镇痛剂、抗真菌剂、抗生素、抗病毒剂、抗寄生虫剂、抗感染剂、抗粉刺剂、皮肤病学活性成分、酶和辅酶、皮肤美白剂、抗组胺剂、化疗剂、驱虫剂、或其混合物。[0069]也可以使用在药物、化妆品、家庭和个人护理、食品、农业、化学和生物技术工业中有用的其他任选的活性材料，只要这些任选的活性材料是水不溶性的。此类任选的活性材料最典型地是参考书中描述的那些，如ctfacosmeticingredienthandbook[ctfa化妆品成分手册],第二版,thecosmetic,toiletries,andfragranceassociation,inc.[化妆品、盥洗用品和香料协会股份有限公司]1988,1992；以及m.和i.ash的handbookofflavorsandfragrances[香精和香料手册],synapseinformationresourcesinc.[synapse信息资源公司],2006。[0070]通常，如本领域普通技术人员将理解的，乳液的特征在于分散相和连续相，其中分散相典型地以液滴形式存在于连续相中。分散相的液滴可以任选地被乳化剂包封，该乳化剂的作用是防止分散相聚结并稳定乳液。已经发现，本披露的疏水改性的多糖起到水不溶性材料的非常好的乳化剂的作用，并且包含所述组分的乳液长时间保持稳定。[0071]分散相液滴的尺寸，本文称为乳液液滴的尺寸，可以使用标准仪器通过动态光散射来确定。在本文所述的乳液中，该乳液液滴的尺寸典型地是从0.1μm至200μm。[0072]通过将疏水改性的多糖与水不溶性材料混合制成的乳液长时间保持稳定。在实施例中，所形成的乳液稳定至少1周、至少2周、至少3周、至少5周、至少8周、或至少12周、或至少18周。在另一实施例中，所形成的乳液稳定至少30个月。[0073]可以使本文所述的乳液进一步与交联剂反应以交联疏水改性的多糖，例如以进一步稳定乳液。合适的交联剂包括但不限于乙二醛；酚二醛，如对苯二甲醛或二香草醛；硼酸盐，如四硼酸钠；以及含金属的化合物，如含钛和含锆的化合物。此类交联剂典型地可从商业来源获得或根据普通技术人员熟知的方法合成。[0074]含钛交联剂包括但不限于钛盐，如四氯化钛、四溴化钛或四氨基钛酸盐；钛螯合物，如乙酰丙酮钛、三乙醇胺钛酸盐和乳酸钛；钛酯，如聚钛酸正丁酯、四丙醇钛、辛二醇钛酸酯、钛酸四正丁酯、钛酸四-2-乙基己酯、和钛酸四异丙酯；及其混合物。[0075]合适的含锆交联剂包括但不限于锆盐，如柠檬酸锆、酒石酸锆和乙醇酸锆；锆螯合物，如乙酰丙酮锆、二-或三-乙醇胺锆酸盐和乳酸锆；及其混合物。合适的乳酸锆包括但不限于乳酸锆铵、二或三乙醇胺乳酸锆、二异丙胺乳酸锆和乳酸锆钠盐。[0076]根据本披露适合使用的其他交联剂包括包含至少一种多价阳离子的盐类、聚烷氧基硅氧烷等。如本文使用的，包含至少一种多价阳离子的盐类是其中至少一种阳离子具有2 或更高氧化态的盐类。合适的盐类包括但不限于包含一种或多种选自下组的阳离子的盐类，该组由以下项组成：如mg2 、ca2 、sr2 和ba2 的第2族(iupac编号)金属阳离子，如al3 的第13族金属阳离子，以及如fe3 的过渡金属阳离子。此类合适的盐类的一种或多种阴离子不受特别限制并且可以包括卤化物离子，如f-、cl-、br-、i-、硝酸根、硫酸根和磷酸根。在实施例中，该交联剂是包含至少一种多价阳离子、典型地ca2 的盐。在实施例中，交联剂是cacl2。[0077]聚烷氧基硅氧烷是四烷氧基硅烷的部分缩合产物。合适的聚烷氧基硅氧烷中的烷氧基可以相同或不同。聚烷氧基硅氧烷可以是或可以不是超支化的。示例性聚烷氧基硅氧烷包括但不限于聚甲氧基硅氧烷、聚乙氧基硅氧烷、聚丙氧基硅氧烷和聚丁氧基硅氧烷。聚烷氧基硅氧烷可以从商业来源获得或可以根据已知程序合成(abe,y.；shimano,r.；arimitsu,k.；gunji,t.,preparationandpropertiesofhighmolecularweightpolyethoxysiloxanesstabletoself-condensationbyacid-catalyzedhydrolyticpolycondensationoftetraethoxysilane[通过四乙氧基硅烷的酸催化水解缩聚制备对自缩合稳定的高分子量聚乙氧基硅氧烷及其特性],j.polym.sci.,parta:polym.chem.[聚合物科学杂志，a辑：聚合物化学]2003,41,2250-2255,de10261289a1或zhu,x.m.；jaumann,m.；peter,k.；moller,m.；melian,c.；adams-buda,a.；demco,d.e.；blumich,b.,one-potsynthesisofhyperbranchedpolyethoxysiloxanes.[超支化的聚乙氧基硅氧烷的一锅法合成]macromolecules[大分子]2006,39,1701-1708)。在实施例中，该交联剂是聚烷氧基硅氧烷，典型地聚乙氧基硅氧烷(peos)，更典型地超支化的聚乙氧基硅氧烷。[0078]当多糖是阳离子多糖时，其他交联剂也是合适的，如多价阴离子。示例性多价阴离子包括但不限于碳酸根、硫酸根、柠檬酸根和磷酸根阴离子。此类多价阴离子的抗衡离子及其数量不受特别限制，但可以包括一种或多种碱金属阳离子，如钠。[0079]不希望受理论束缚，据信本文所述乳液的连续相中的分散相液滴被疏水改性的多糖包封，该多糖不仅起到防止分散相聚结的乳化剂的作用，而且还起到微胶囊的壁材料的作用。[0080]因此，在第三方面，本披露涉及一种微胶囊，其包含具有水不溶性活性材料的芯和具有通过本文所述的方法合成的疏水改性的多糖的壁。[0081]通过使本文所述的乳液与交联剂反应制成的微胶囊的尺寸可以使用标准仪器如zetasizer仪器通过动态光散射来确定。在实施例中，微胶囊的尺寸是从100nm至200μm，典型地从200nm至100μm，更典型地从300nm至30μm。[0082]在第四方面，本披露涉及一种微胶囊，其包含具有水不溶性活性材料的芯和具有疏水改性的多糖的壁，其中该疏水改性的多糖包含具有至少一个疏水取代基的多糖，其中该疏水基是(c5-c45)醚、(c5-c45)酯、或其混合物；典型地(c5-c27)醚、(c5-c27)酯、或其混合物；更典型地(c10-c23)醚、(c10-c23)酯、或其混合物。在这方面，该疏水改性的多糖典型地由多糖、典型地本文所述的多糖与由式(i)表示的化合物反应的方法形成。在这方面，该疏水改性的多糖的疏水基从由式(i)表示的化合物形成。[0083]在某些实施例中，疏水取代基是(c5-c45)醚，(c5-c45)酯或其混合物；典型地(c5-c27)醚、(c5-c27)酯、或其混合物；更典型地(c10-c23)醚、(c10-c23)酯或其混合物，其包含(c1-c40)烃基、典型地(c1-c22)烃基、更典型地(c6-c18)烃基。在其他实施例中，疏水改性的多糖的疏水取代基包含至少一个侧羧基。[0084]在又另一方面，本披露涉及一种包含本文所述的微胶囊的乳液，其中，75％至100％、典型地80％至90％的这些微胶囊具有从100nm至200μm、典型地从200nm至100μm、更典型地从300nm至30μm的尺寸。[0085]根据本披露的方法和产品通过以下非限制性实例进一步说明。[0086]实例1.使用烯基琥珀酸酐合成疏水改性的多糖[0087]将瓜耳胶(mw＝25,000g/mol)或阳离子改性的瓜耳胶(mw＝25,000g/mol，具有季铵官能团，取代度为0.12)以10％的浓度溶解在水中。将辛烯基琥珀酸酐(osa)以相对于瓜耳胶重量的5、10、20或50wt％的浓度添加至瓜耳胶溶液中。该反应在30℃下进行，并使用5％naoh将ph保持在约9。通过使用5％乙酸将ph降低至6来终止反应。通过在甲醇和异丙醇中絮凝来纯化聚合物。将絮凝的聚合物分散在水中并抵在3.5kda截留的膜上透析。[0088]除了反应在45℃下进行之外，使用瓜耳胶和十二烯基琥珀酸酐(dsa)使用相同的程序来制备疏水改性的多糖。除了反应在60℃下进行之外，使用瓜耳胶十八烯基琥珀酸酐(odsa)也使用相同的程序来制备疏水改性的多糖。[0089]在下文中，本实例的各种疏水改性的多糖衍生物将被称为“瓜耳胶/xsa(y％)”，其中x代表o、d或od，其取决于所使用的烷基琥珀酸酐，并且y是烷基琥珀酸酐相对于瓜耳胶含量的重量百分比。[0090]实例2.使用芳基烯基醛合成疏水改性的多糖[0091]将5g瓜耳胶(mw＝25,000g/mol)溶解在45gdi水中。使用naoh将瓜耳胶溶液的ph调节至超过13，并将温度调节至70℃。添加2g肉桂醛，并且反应进行2小时。[0092]实例3.通过超声处理形成的乳液的稳定性[0093]如下制备乳液，相对于乳液重量按重量计，每种乳液含有3.3g疏水改性的多糖、29.7g水不溶性油和67g水。[0094]将根据实例1合成的每种疏水改性的多糖分散在水中。将水不溶性油(辛酸/癸酸甘油三酯，由斯泰潘公司(stepan)以m-5销售)添加至每种水性分散体中，并使用探针超声仪对所得混合物各自进行超声处理约1分钟。[0095]为确定乳液的稳定性，在至少18周的时间段内，每隔一周对每种乳液取样，并使用光学显微镜观察。将样品各自稀释10倍，并使用光学显微镜在100倍放大率下拍摄照片，并通过imagej软件处理。记录观察到存在油分离和/或聚结(表明缺乏稳定性)的时间。结果总结在下表1中。[0096]表1.[0097][0098]*小于1周[0099]实例4.通过高剪切形成的乳液[0100]研究了使用均质器(可从艾卡公司(ika)获得的ultra-均质器)在20,000rpm下的均质化效果。如实例1中的，通过将由瓜耳胶和osa制成的相对于瓜耳胶重量的浓度为50wt％的瓜耳胶/osa(本文称为“瓜耳胶/osa(50％)”)和水不溶性油(m-5)组合形成乳液。瓜耳胶/osa(50％)和水不溶性油在20,000rpm下剪切，并在1、5、10和15分钟时取等分试样用于分析。[0101]在一项试验中，在剪切后，将乳液冷冻干燥并以30％再悬浮。[0102]使用mastersizer3000(马尔文公司(malvern))、dls模式下的zetasizer分析仪(马尔文公司)以及通过imagej软件进行图像处理的光学显微镜在制备的前15分钟内确定每个样品的乳液液滴的尺寸。乳液液滴的尺寸总结在下表2中，并且尺寸分布在图1和图2中示出。[0103]表2.[0104][0105]如表2中所示，尺寸在准备的前15分钟内没有变化。随后6个月内对尺寸进行跟踪，在目视、显微镜或zetasizer检查中没有观察到明显的变化。因此，本发明的乳液示出长期稳定性。[0106]实例5.香料乳液[0107]如下制备各自含有疏水改性的多糖瓜耳胶/dsa(20％)、水和不同的香料油的乳液。如实例1中的，将3.3g的由瓜耳胶和dsa制成的相对于瓜耳胶重量的浓度为20wt％的瓜耳胶/dsa(20％)(本文称为“瓜耳胶/dsa(20％)”)溶解在67g水中。添加29.7g各种香料油(广藿香油、香茅油或柠檬油)，并且将所得混合物各自用探针超声仪超声处理约1分钟。所有形成的乳液在目视和显微镜检查时都是稳定的。[0108]实例6.香料乳液[0109]将0.8g香叶醇香料添加至10g根据实例2制成的5％瓜耳胶-肉桂醛溶液中，并然后超声处理1分钟。观察到液滴尺寸小于5μm。形成的乳液在目视和显微镜检查时都是稳定的。[0110]实例7.乳液的交联-胶囊的形成[0111]将瓜耳胶/osa(50％)分散在如实例3中向其中添加m-5的水中。使用探针超声仪将所得混合物超声处理约1分钟。随后，在持续搅拌下添加三乙醇胺锆酸盐(相对于所用瓜耳胶/osa(50％)的重量为5wt％)。为了比较，使用根据相同程序但没有交联步骤制成的乳液作为对照。分析对照乳液和交联乳液的乳液液滴尺寸，并且将结果总结在下表3中，并且尺寸分布在图3中示出。[0112]表3.[0113][0114]所有形成的乳液在目视和显微镜检查时都是稳定的。[0115]实例8.胶囊的形成[0116]将1g的ga/osa(50％)分散在90ml水中。向60ml该分散体中添加9g香茅油(西格玛奥德里奇公司(sigmaaldrich)，按接收的原样使用)。通过ultra-在20000rpm下持续10min制成乳液。将0.816g的cacl2溶解在10ml水中。在搅拌下将其添加到乳液中。搅拌1h后，向乳液中添加30ml的水中的ga-osa分散体。形成的物体的平均尺寸确定为2微米。[0117]对比实例9.对比乳液[0118]将1g的ga/osa(50％)分散在90ml水中。向该分散体中添加9g香茅油。通过ultra-在20000rpm下持续10min制成乳液。[0119]实例10.重量保留率研究[0120]如下评估本发明的胶囊随时间推移对水不溶性油(香茅油)的保留率。[0121]用水和肥皂彻底清洁4块2×3平方英寸的玻璃基底，然后用氮气流干燥。作为参考，对纯基底进行称重。然后将其用0.25g实例8和对比实例9的组合物进行涂覆，并在140℃下干燥1min，然后放入干燥器中持续12h以去除最后痕量的水。然后将玻璃基底放在保持在140℃的加热板上，并随时间推移进行称重，以跟踪香茅油的蒸发。[0122]通过将0.025g香茅油单独直接铺展在第五个玻璃基底上还制备了非乳化/非包封的组合物，其在本实例中称为“对照”，并且也在140℃下随时间推移对其重量进行跟踪。[0123]所有称重均使用精度为10微克的天平进行。在称重和再次加热之前，将所有样品冷却至室温。将重量保留百分比计算为从起始参考重量保留的质量百分比。结果在图4中示出。[0124]如图4中所示，对照示出在140℃下2分钟内4％的保留率。实例8的组合物示出在140℃下5min后88％的保留率和在140℃下215min后38％的保留率，而对比实例9的组合物示出在140℃下3min后4％的保留率。[0125]实例11.胶囊的形成[0126]将0.1g的ga/osa(50％)分散在9ml水中。向6ml该分散体中添加0.9g香茅油。通过在10％振幅下超声处理1min来制成乳液。将0.0816g的cacl2溶解在1ml水中。在搅拌下将其添加到乳液中。搅拌1h后，向乳液中添加3ml的水中的ga-osa分散体。[0127]实例12.释放动力学研究[0128]使用实例10中描述的方法来跟踪用超声处理制备的实例11的组合物在140℃下的释放动力学，以便将其与用ultra-制备的实例8的组合物进行比较。在实例12的组合物中形成的物体的平均尺寸为0.5微米。[0129]在140℃下几小时后，实例11的组合物示出58％的重量保留百分比，其高于实例8的组合物的38％的保留率。[0130]实例13.胶囊的形成[0131]将0.1g超支化的聚乙氧基硅氧烷(peos，可从科学聚合物产品公司(scientificpolymerproducts,inc.)获得)和0.001g尼罗红(西格玛奥德里奇公司)溶解在9g香茅油中。将0.9g的ga/osa(50％)分散在90ml水中。向该分散体中添加9g的peos/香茅油/尼罗红混合物。通过ultra-在20000rpm下持续10min制成乳液。根据需要，通过使用盐酸溶液将ph调节至4至5。在室温下搅拌该乳液持续1至5天。[0132]在室温下干燥后，在长达5天后，通过荧光显微镜观察到香茅油货物没有从形成的胶囊中泄漏。胶囊也可再分散在水中，并且示出尺寸没有变化。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
