丙酮酸類化合物作為減少煙氣中有害物質(zhì)吸入量的添加劑在制備香煙過濾嘴中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利涉及丙酮酸類化合物作為減少煙氣中有害物質(zhì)吸入量的香煙過濾嘴 添加劑的應(yīng)用，屬于香煙過濾嘴技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 香煙燃燒產(chǎn)生的煙霧中有害物質(zhì)多達(dá)數(shù)千種，包括氣相和粒相物質(zhì)，其中對人體 危害嚴(yán)重有尼古丁、焦油、一氧化碳、亞硝胺、醛類、放射性物質(zhì)、砷、鎘、氰化物、自由基等。 尼古丁是吸煙成癮的主要依賴性物質(zhì)，還能促進(jìn)癌細(xì)胞增殖，焦油中含有多種致癌物質(zhì)，其 中苯并芘是最典型的三致（致癌、致畸和致突變）性毒物之一，一氧化碳使人缺氧，亞硝胺 也是典型的三致性毒物。
[0003] 公開資料顯示，降低香煙危害的方法主要分為三大類：過濾嘴的改進(jìn)、煙葉煙絲的 前處理、香煙煙絲的替代物。其中，過濾嘴的出現(xiàn)有效降低了香煙燃燒產(chǎn)生的有害物質(zhì)的吸 入，是三種改進(jìn)方法中較為成熟的技術(shù)，但是未能達(dá)到理想的效果，吸著煙者的肺癌發(fā)病率 仍高于未吸煙者。目前，過濾嘴中通常添加一些礦物類材料、化學(xué)試劑、生物試劑、中草藥、 具有吸附性能的過濾材料、納米材料等，但是沒有丙酮酸類化合物在香煙過濾嘴中應(yīng)用的 文獻(xiàn)。
[0004] 丙酮酸是一種酸性較弱的有機(jī)酸，分子中同時(shí)具有羰基和羧基兩個(gè)官能團(tuán)，具有 羧酸、酮和α -酮酸的性質(zhì)。丙酮酸是體內(nèi)產(chǎn)生的三碳酮酸，它是糖酵解途徑的最終產(chǎn)物， 或進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化成乙酰輔酶Α，進(jìn)入三羧酸循環(huán)，完成葡萄糖的有氧氧化功能過程；或 在氧氣不足時(shí)，在細(xì)胞漿中還原成乳酸。丙酮酸還可以通過乙酰輔酶A和三羧酸循環(huán)實(shí)現(xiàn) 體內(nèi)糖、脂肪和氨基酸間的相互轉(zhuǎn)化。因此，丙酮酸在三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝聯(lián)系中起著重要 的樞紐作用。
[0005] 丙酮酸及丙酮酸鹽是抗氧化劑。在巨噬細(xì)胞和其他細(xì)胞株中，丙酮酸鈉可以調(diào)節(jié) 炎癥介質(zhì)比如氧自由基的生成和水平，同時(shí)可以提高一氧化氮的合成。丙酮酸鈉還可以減 少超氧陰離子的過度合成。丙酮酸鈉可以提高細(xì)胞內(nèi)一種主要抗氧化物質(zhì)谷胱甘肽的水 平。丙酮酸可以通過跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)入細(xì)胞，并且可以穿透血腦屏障。所有的細(xì)胞都具有 能在細(xì)胞中集中超過血漿濃度的丙酮酸的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。在中和氧自由基以后，過量的丙 酮酸鈉可以進(jìn)入支氣管和肺細(xì)胞。
[0006] 國內(nèi)外香煙的研發(fā)一直在進(jìn)步，但是仍然不能將過濾香煙中的有害物質(zhì)降低到理 想的效果。為此，我們在香煙過濾嘴中創(chuàng)新性地加入丙酮酸類化合物來降低有害物質(zhì)的吸 入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供丙酮酸類化合物在制備香煙過濾 嘴中的應(yīng)用，來降低吸煙吸入的有害物質(zhì)。所述的丙酮酸類化合物選自丙酮酸、丙酮酸鹽、 丙酮酸前體或其混合物。
[0008] 丙酮酸鹽是指不會在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中產(chǎn)生毒副作用的丙酮酸鹽類。典型的丙酮酸 鹽包括丙酮酸鋰，丙酮酸鈉，丙酮酸鉀，丙酮酸鎂，丙酮酸鈣，丙酮酸鋅，丙酮酸錳，以及其混 合物。
[0009] 本發(fā)明中的丙酮酸鹽，優(yōu)選為丙酮酸鋰、丙酮酸鈉、丙酮酸鉀、丙酮酸鎂、丙酮酸 鈣、丙酮酸鋅、丙酮酸錳或其混合物。
[0010] 藥用前體，是指那些必須通過體內(nèi)生化反應(yīng)才能產(chǎn)生藥效的化合物。從化合物進(jìn) 入到體內(nèi)產(chǎn)生藥效的延遲期稱為藥物潛伏期。通過化學(xué)修飾具有生物活性的化合物以形成 一種新的化合物，此新化合物能夠在體內(nèi)通過酶反應(yīng)釋放出原具有生物活性的化合物。此 化學(xué)修飾的主要目的是提高原化合物的物化性質(zhì)，包括吸收，分布和酶代謝。藥物潛伏期也 可以包括原化合物的非酶再生。丙酮酸前體可以包括丙酮酸乙酯、丙酮酰甘氨酸、丙酮酰丙 氨酸、丙酮酰亮氨酸、丙酮酰纈氨酸、丙酮酰異亮氨酸、丙酮酰苯丙氨酸、丙酮酰胺、丙酮酸 鹽，以其混合物。
[0011] 本發(fā)明中的丙酮酸前體，選自丙酮酸乙酯、丙酮酰甘氨酸、丙酮酰丙氨酸、丙酮酰 亮氨酸、丙酮酰纈氨酸、丙酮酰異亮氨酸、丙酮酰苯丙氨酸、丙酮酰胺、丙酮酸鹽或其混合 物。
[0012] 所加丙酮酸類化合物的粒徑要與過濾嘴材料的性質(zhì)、大小相適應(yīng)，能夠確保丙酮 酸類化合物在過濾嘴材料中的固定程度。相同質(zhì)量的丙酮酸類化合物，粒徑小的丙酮酸酸 類化合物與香煙燃燒產(chǎn)生的有害物質(zhì)接觸面積更大些，有利于丙酮酸類化合物與有害物質(zhì) 反應(yīng)。為此，本發(fā)明選擇粒徑小于0. 6mm的丙酮酸類化合物加入到香煙過濾嘴中，優(yōu)選粒徑 小于0.1 mm的丙酮酸類化合物加入到香煙過濾嘴中，最優(yōu)選粒徑小于0. 05mm的丙酮酸類化 合物加入到香煙過濾嘴中。
[0013] 本發(fā)明香煙過濾嘴中的丙酮酸類化合物可與其它添加劑的一種或多種聯(lián)用，從而 起到增強(qiáng)與有害物質(zhì)反應(yīng)的能力、催化反應(yīng)的作用或者增強(qiáng)吸附的效果。其它香煙過濾嘴 添加劑選自礦物類材料、化學(xué)試劑、生物試劑、中草藥、具有吸附性能的過濾材料、納米材料 等。例如，麥飯石、蒙脫石、電氣石、海泡石、凹凸棒石、膨脹煙梗顆粒、草本精華顆粒、活性 炭、多孔合成樹脂、納米吸附材料等。
[0014] 過濾嘴中丙酮酸類化合物的量影響其與有害物質(zhì)的接觸面積和反應(yīng)程度。過濾嘴 的體積有限，能固定的丙酮酸類化合物的量有限。本發(fā)明中以長為3厘米、直徑為8毫米的 過濾嘴為例，加入丙酮酸類化合物的量為〇. 〇5mg-l. 2g，其他尺寸的過濾嘴所含丙酮酸類化 合物的量按丙酮酸類化合物的量與過濾嘴體積的比例進(jìn)行折算；以長為3厘米、直徑為8毫 米的過濾嘴為例，優(yōu)選加入丙酮酸類化合物的量為0. lmg-500mg，其他尺寸的過濾嘴所含丙 酮酸類化合物的量按丙酮酸類化合物的量與過濾嘴體積的比例進(jìn)行折算；以長為3厘米、 直徑為8毫米的過濾嘴為例，最優(yōu)選加入丙酮酸類化合物的量為lmg-250mg，其他尺寸的過 濾嘴所含丙酮酸類化合物的量按丙酮酸類化合物的量與過濾嘴體積的比例進(jìn)行折算。
[0015] 丙酮酸類化合物在香煙過濾嘴中的分散狀態(tài)影響其與有害物質(zhì)的接觸面積，直接 影響丙酮酸類化合物與有害物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。丙酮酸類化合物在香煙過濾嘴中以分散狀 態(tài)、聚集狀態(tài)或者兩種狀態(tài)同時(shí)存在。
[0016] 以分散狀態(tài)存在時(shí)，丙酮酸類化合物可以以均勻或不均勻的分散狀態(tài)存在于香煙 過濾嘴中，不均勻狀態(tài)例如丙酮酸類化合物在過濾嘴中以濃度層層遞增狀態(tài)、濃度層層遞 減狀態(tài)或濃度混亂無序狀態(tài)存在等。丙酮酸類化合物也可以以聚集的狀態(tài)存在于香煙過濾 嘴中，例如在香煙過濾嘴中形成一個(gè)丙酮酸類化合物層等，丙酮酸類化合物層可以是一層 或多層，丙酮酸類化合物以層狀聚集狀態(tài)存在時(shí)，可以是以薄膜的形式或吸附在薄膜上的 形式，薄膜可以是一層或多層，多層薄膜可以均勻分散在香煙過濾嘴中，也可以以不均勻或 集中狀態(tài)分散在香煙過濾嘴中。所述成膜材料包括但不僅限于丙烯酸樹脂、聚乙烯醇縮丁 醛、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、聚維酮、卡波姆、羥丙甲纖維素、聚乙二醇、醋酸纖維素、聚 酰胺、海藻酸鈉、黃原膠、阿拉伯膠、葡聚糖、殼聚糖、普魯蘭糖、聚氯乙烯、聚碳酸酯、乙烯醇 一乙烯基乙酸酯、乙烯一丙烯聚合物、聚苯乙烯等。分散和聚集狀態(tài)也可以同時(shí)存在，在有 丙酮酸類化合物層的同時(shí)，有其他均勻或不均勻分散存在的丙酮酸類化合物。本發(fā)明優(yōu)選 丙酮酸類化合物以均勻分散狀態(tài)存在，最優(yōu)選丙酮酸類化合物以聚集狀態(tài)和均勻分散狀態(tài) 同時(shí)存在。
[0017] 丙酮酸類化合物以固態(tài)或液態(tài)存在于香煙過濾嘴中，其與有害物質(zhì)的接觸面積、 反應(yīng)程度是不同的。丙酮酸類化合物以固態(tài)存在時(shí)，可以是晶體、非晶體、準(zhǔn)晶體、粉末等。 丙酮酸類化合物以液態(tài)形式存在時(shí)，可以是溶液、懸浮液、凝膠液、乳化液等。本發(fā)明選擇丙 酮酸類化合物以固態(tài)形式存在于香煙過濾嘴中，優(yōu)選丙酮酸類化合物以液態(tài)形式存在于香 煙過濾嘴中，最優(yōu)選丙酮酸類化合物以固態(tài)、液態(tài)混合形式存在于香煙過濾嘴中。
[0018] 對于香煙過濾嘴中的丙酮酸類化合物，可以全部固定在過濾嘴中，完全起到與香 煙有害物質(zhì)反應(yīng)的作用，減少有害物質(zhì)的吸入量?？梢圆糠止潭ㄔ谶^濾嘴中或完全不固定 在過濾嘴中，起到與香煙有害物質(zhì)反應(yīng)和一定程度的預(yù)防慢性阻塞性肺癌的作用。本發(fā)明 選擇丙酮酸類化合物完全固定在香煙過濾嘴上，優(yōu)選丙酮酸類化合物部分固定在香煙過濾 嘴上，最優(yōu)選丙酮酸類化合物完全不固定在香煙過濾嘴上。
[0019] 丙酮酸類化合物可以直接用于與香煙煙絲部分相連接的過濾嘴中，也可以用于獨(dú) 立的香煙過濾嘴中，例如單獨(dú)的香煙過濾器等裝置，獨(dú)立的香煙過濾嘴本身不含有香煙煙 絲部分，是一種專門用于減少香煙有害物質(zhì)吸入的裝置，需要人為的將其與含有或不含有 過濾嘴的香煙相連接后使用。
[0020] 香煙燃燒產(chǎn)生的危害物中含有很多的活性氧族，被吸入體內(nèi)后將對人體造成傷