含有1,3-丙二醇的组合物作为电子烟液的用途 |
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| 申请号 | CN201580024929.0 | 申请日 | 2015-03-10 | 公开(公告)号 | CN106455675A | 公开(公告)日 | 2017-02-22 |
| 申请人 | 塞雷斯医疗用品公司; | 发明人 | 安托万·皮奇里利; 文森特·博纳姆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及含有1,3-丙二醇的组合物作为 电子 烟液体的用途。本发明还涉及一种用于 电子烟 的液体组合物，该液体组合物含有1,3-丙二醇以及选自尼古丁、尼古丁替代品和香料的至少一种化合物。本发明还涉及一种包括所述组合物的电子烟。 | ||||||
| 权利要求 | 1.含有1,3-丙二醇和至少一种添加剂的组合物作为电子烟液体的用途，所述至少一种添加剂选自丙三醇、尼古丁、尼古丁替代品和香料。 |
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| 说明书全文 | 含有1,3-丙二醇的组合物作为电子烟液的用途技术领域背景技术[0002] 电子烟市场目前发展十分迅速，因为其使得消费者能够保持抽烟的习惯而不会受到烟所含的有害物质的毒害作用。 [0003] 电子烟(e-cigarette)是通过电而非燃烧起作用的。电子烟产生具有细微颗粒的雾，通常称为人造蒸气或人造烟雾，其看上去很像烟草燃烧所产生的烟雾。该蒸气可以是有香味的(烟草香味、薄荷香味、水果香味、巧克力香味等)并且含有或不含有尼古丁。在正规制造并使用的电子烟中，根据可用的数据，气溶胶包含的对健康有害的物质比烟草的烟雾少得多，特别是没有固体颗粒、没有焦油、没有其他致癌物质、没有一氧化碳(CO)。 [0004] 电子烟包括三个主要部分，这三个部分包含于金属或塑料外壳中： [0005] -电池， [0006] -包含称为“电子烟液”的液体的筒或容器，和 [0007] -雾化器。 [0008] 电池在多数情况下构成电子烟的一次性产品上的最大的一部分。在可重复使用的烟上，其是可通过USB线缆或通过充电器充电的“低压”电池组(蓄电池)。在可重复使用的电子烟中，容纳电池的管拧紧在含有液体的筒上。在某些型号中，在电池管的另一端设有照明指示灯，其通常是红光或蓝光二极管。 [0009] 用于储存电子烟液的装置可以采取(通常用硅胶、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或不锈钢制成的)筒的形式，或者采取(特别由PMMA/聚乙烯、硼硅酸盐玻璃或不锈金属制成的)容器的形式，该容器可能还附有用于通过与蒸发系统相接触来在(特别是通过二氧化硅、玻璃纤维、陶瓷金属织物、尼龙绳或硼硅酸盐纤维所实现的)毛细作用下引流液体的装置。雾化器使得将电子烟液转变成像烟那样的雾。其由形成发热电阻的金属网或螺线构成。雾化器越来越经常地被整合到可充电的筒中。能够感测吸气引起的低压的微型阀门或手动起动的接触器能够通过雾化器的电池供电。电子烟可以是一次性使用的或者是可重复使用的。 [0010] 所使用的电子烟液主要由如下成分组成： [0011] -合成丙二醇(约为65％) [0012] -丙三醇(约为25％) [0013] -水(5％至10％) [0014] -香料和染料(2％至5％) [0015] -尼古丁(0至20mg/ml) [0016] 某些电子烟液也可以含有大量的乙醇(大于1％)。 [0017] 某些产品可以不含有合成丙二醇。在该情况下，目的是能够要求得到仅来源于植物的产品。然而，该目的的达成损害发热电阻的寿命，因为发热电阻很快会生垢。另外，所产生的烟的质量就蒸气密度而言是相当不合适的，并且液体的感官刺激特性也有很大变化，这是因为在没有丙二醇的情况下香气的释放更加缓慢。另外，只采用丙三醇迫使对产品添加水以减小电子烟液的粘度并且因而便利电子烟的填充。但是，再次地，高含量的水的影响彻底改变了所产生的蒸气的质量并且导致材料被过度腐蚀以及电子烟液被快速且过度消耗(更快地蒸发)。最终，仅使用丙三醇所产生的另一个问题是这种化合物的可蒸发性远小于丙二醇，使得其蒸发需要高得多的加热温度，从而可能导致其分解以及生成不期望的副产物，例如丙烯醛。 [0018] 因此，通常优选地使用比丙三醇更多的合成丙二醇，这使得制造商无法要求其产品的天然来源。另外，丙二醇的获得方法是石油化工行业中最能源密集型的，对环境产生很大影响(Eissen&coll,Angew.Chem.Int.Ed.2002,41,414-436)，也就是说其消耗大量能源并且产生大量的挥发性有机化合物(COV)和废料。另外，合成丙二醇是根据如下化学式、按照连续水合法而基于环氧丙烷获得的： [0019] [0020] 丙二醇的制造伴随着副产物的生成(二丙二醇、三丙二醇和四丙二醇)和未转化的环氧丙烷(Petrochemical Processes：Major Oxygenated,Chlorinated and Nitrated Derivatives–Alain Chauvel,Gilles Lefebvre–Editions TECHNIP–p26)，如以下所示： [0021] [0022] 因此，在提纯后，丙二醇的重现的少量有机杂质是二丙二醇和三丙二醇以及环氧丙烷，其中根据不同的生产商，环氧丙烷的残余含量约为5ppm至10ppm(Propylene Glycol–CIR Expert Panel,2010年6月28-29日–Draft Report)。然而，环氧丙烷被欧洲和北美环境机构分类成使动物突变和致癌的化合物以及可能使人致癌的化合物。因此，需要大大限制该化合物的产生。同样，由法国烟草中毒预防局(OFT)于2013年5月发布的关于电子烟的专家报告和意见坚持认为，必须保证电子烟液中不含有致癌污染物。事实上，需要避免诸如环氧丙烷这样的有毒化合物的存在，在更小的范围内来说，应当避免存在属于从毒理学角度极力避免的乙二醇醚族的例如二丙二醇和三丙二醇的有机杂质，其改变电子烟液的质量。 [0023] 申请WO 2013/088230已经针对上述问题提出了一种解决方案。该解决方案在于用通过来自玉米的山梨糖醇的催化氢化作用所获得的来源于植物的丙二醇来代替合成丙二醇。丙二醇结合来源于植物的丙三醇、可以从烟叶中提取的尼古丁以及可能的天然香料，以获得完全来源于植物的电子烟液。 [0024] 如果这种解决方案能够有效地克服与合成丙二醇的使用相关的缺陷，则目前显而易见的是，这些来源于植物的电子烟液所产生的蒸气密度和香气力度可以通过用1,3-丙二醇(PDO)代替丙二醇来得到改善，并且这一效果在没有丙三醇的情况下或者在丙三醇含量很低的电子烟液组合物中是特别明显的。由于能够去除丙三醇，PDO的使用还通过取消在含有丙三醇的情况下所观察到的快速积垢现象而有助于保护电子烟的加热装置。不含丙三醇的另一优点是所产生的蒸气摆脱了源自丙三醇的热分解的致癌杂质和有毒杂质。 [0025] 还观察到，PDO使得能够获得再现击喉感的、不含有尼古丁的电子烟液，传统烟的使用者在尼古丁进入口中时通常能感觉到击喉感。到目前为止，电子烟液的使用者所渴求的这种效果只能通过在电子烟液中添加几滴基于丙二醇、丙三醇和香料(FLAVOUR ART的E-Liquide )的产品来获得。然而，该产品具有与采用丙二醇和丙三醇有关的上述所有缺陷。 [0026] 如今，来源于植物的PDO在工业方面通过葡萄糖发酵来生产。其目前被用作树脂合成的介质，用作食品行业、化妆品行业、制药行业和身体卫生用品中的溶剂、润湿剂、防腐剂，以及用作液压液、防冻剂、制动液、冷却剂中的成分，用作清洁液、去污剂、涂料共溶剂和印刷油墨行业中的溶剂的成分。同样，就申请人所知，PDO从没有被用作电子烟液的组分。 发明内容[0027] 本发明的目的因而在于一种含有1,3-丙二醇和至少一种添加剂的组合物作为电子烟液体的用途，该至少一种添加剂选自丙三醇、尼古丁、尼古丁替代品和香料。 [0028] 本发明的目的还在于一种用于电子烟的液体组合物，其包括1,3-丙二醇以及选自尼古丁、尼古丁替代品和香料中的至少一种的化合物。 [0029] 本发明的目的还在于一种含有该组合物的电子烟。 [0030] 本发明的目的还在于1,3-丙二醇在含有或不含有尼古丁的电子烟液体中的用途，用于改善该液体的使用者所感受到的击喉感和/或便利由所述液体产生的蒸气的吸入，以及1,3-丙二醇在含有尼古丁的电子烟液体中的用途，用于改善尼古丁的生物利用度。 [0031] 本发明的目的还在于1,3-丙二醇在可能存在丙三醇的情况下在电子烟液体中的用途，用于增强香气力度，以及1,3-丙二醇在可能存在丙三醇的情况下在电子烟液体中的用途，用于限制或取消热分解作用副产物的形成。 [0032] 最后，本发明的目的在于1,3-丙二醇在可能存在丙三醇的情况下在含有尼古丁的电子烟液体中的用途，用于恒定地释放尼古丁。 具体实施方式[0033] 在本申请中，用“电子烟”来表示所有配备有产生蒸气且释放尼古丁和/或香气的电子装置的设备。该定义因而特别地包含了个人蒸发器(VP,Vaporisateurs Personnels)、用于释放尼古丁的电子系统(电子尼古丁释放系统，即ENDS(Electronic Nicotine Delivery System)，或者电子尼古丁释放设备，即ENDD(Electgronic Nicotine Delivery Device))，以及电子烟、电子烟斗和电子烟杆，即基于加热烟草或含有通过浸渍获得的烟草香味的烟。 [0034] “来源于植物”的化合物是指含有至少95％的生物源碳的化合物，例如由ASTM D6866-12标准(放射性碳分析法测定固体、液体和气体样品中的生物基成分的标准测试方法)确定的组合物。 [0035] 如上文指出的，本发明旨在使用含有PDO的组合物作为电子烟液体(下文称为“电子烟液”)。PDO可以是合成的，或者根据本发明的一种优选实现形式，其可以从植物原材料中获得并且在本文中称为“来源于植物的PDO”。 [0036] 根据一个实施方式，来源于植物的PDO是通过发酵途径获得的。 [0037] 来源于植物的PDO可以在存在天然细菌或基因修饰细菌的情况下通过发酵葡萄糖来获得，所述细菌特别是在克雷伯氏菌属(特别是肺炎克雷伯氏菌)的菌株、梭菌属(特别是丁酸梭菌)的菌株、柠檬酸杆菌属(特别是弗氏柠檬酸杆菌)的菌株、沙雷氏菌属的菌株和大肠杆菌的菌株之中选出的，优选地是大肠杆菌的菌株，更加优选地是K-12大肠杆菌的菌株。基因修饰菌株的示例在申请US 2012/258521中描述。为生产PDO而应用的生物源葡萄糖通常来自产糖植物或淀粉植物，例如甘蔗、玉米、小麦、土豆、甜菜、稻或高粱。优选地，葡萄糖来自各种非转基因植物，例如甘蔗或甜菜。更加优选地，葡萄糖来自非食品的木质纤维素生物质，例如木材、稻草、棕榈废料(棕榈束)、甘蔗渣或非转基因玉米芯。发酵产品可以回收利用，并且PDO可以例如通过膜过滤、电渗析、浓缩或精馏来被提纯，或者通过这些技术的组合来被提纯。PDO尤其可以通过蒸馏来被提纯，蒸馏操作使得达到99.8％的纯度。0.2％的杂质是水和1-丙醇(Chatterjee&coll.Glycerol to Propylene Glycol/Department of Chemical&Biomolecular Engineering Senior Design Reports(CBE),University of Pensylvania–2011年4月12日)，1-丙醇是无毒化合物。相对于组合物的总重量，PDO可以重量上占据50％–99％，优选地重量上占据60％–95％，更为优选地重量上占据70％–90％。 [0038] 根据本发明所使用的组合物还可以含有丙二醇。丙二醇可以是合成的或是来源于植物的(也就是说从植物原材料中获得)。在丙二醇优选地来源于植物的情况下，其可以特别地通过氢解山梨糖醇或植物丙三醇而获得(New and Future Developments in Catalysis:Catalytic Biomass Chemistry–S.Suib Editor/Elsevier–2013,13-17页)，或者通过植物乳酸的氢化作用而获得(J.Van Haveren&coll.Bulk Chemicals from Biomass.BioFPR,2007年11月1日，41-57页)。 [0039] 为生产丙二醇所应用的生物源丙三醇可以来源于动物或植物，优选地来源于植物。植物丙三醇源自植物油的(酸或碱)水解作用或源自其醇解作用(酯基转移)。这些油非限制性地选自大豆油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、菜籽油、葵花籽油、玉米芽油、棉花油、橄榄油、芝麻油、米糠油、亚麻油、蓖麻油、鳄梨油、花生油、红花油、葡萄籽油或松油(妥尔油)。优选地使用来自各种非转基因植物的丙三醇，例如棕榈油、菜籽油、葵花籽油或椰子油。 [0040] 为生产来源于植物的丙二醇所应用的生物源乳酸或山梨糖醇通常源自产糖植物或淀粉植物，例如甘蔗、玉米、小麦、土豆、甜菜、大米或高粱。优选地，使用来自各种非转基因植物的乳酸或山梨糖醇，例如甘蔗或甜菜。更为优选地，山梨糖醇或乳酸是从非食品的木质纤维素生物质中获得的，例如木材、稻草、棕榈束、甘蔗渣或非转基因玉米芯。 [0041] 注意到，上述方法不仅能获得丙二醇，还能获得PDO作为副产物，它们的比例可以通过适当地选择反应条件来调整(Nur Dyana bt Saar–Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Bachelor of Engineering(Hons)Chemical Engineering,Universiti Teknologi PETRONAS,2013年5月)。 [0042] 相对于组合物的总体重量，丙二醇可以重量上占据2％-50％，优选地重量上占据10％-40％，更为优选地重量上占据20％-30％。 [0043] 根据本发明，用作电子烟液的组合物优选地不含有丙三醇或含有少量丙三醇，也就是说含有重量上占据0-40％的丙三醇，优选地重量上占据0-20％，例如丙三醇重量上占据0-5％或5％-20％。实际上，已经观察到，如上文所指出的那样，不含有丙三醇使得避免在加热丙三醇时生成不期望的副产物。已经确切地证实，在电子烟的电阻所达到的温度，丙三st醇分解成丙烯醛(Cordoba&coll.Proceedings of COBEM 2011–21 Brazilian Congress of Mechanical Engineering,2011年10月24-28日，Natal,RN,Brazil Metzger Brian； Glycerol Combustion–北卡罗莱纳大学毕业论文,2007年8月1日)，丙烯醛是极低浓度下的高毒性化合物(Goniewicz&coll.Levels of Selected Carcinogens and Toxicants in Vapour from Electronic Cigarettes–TC Online First,2013年3月6日以10.1136/tobaccocontrol-2012-050859公布)。令人吃惊的是，还注意到，不含有丙三醇使得电子烟的蒸气密度和香气力度大大增加。有利地，当含有丙三醇时，其是来源于植物的并且是按照上述方法获得的。 [0044] 除了上述成分外，根据本发明所使用的组合物还可以含有选自尼古丁、尼古丁替代品(通常是具有与尼古丁相近的感官效应的非上瘾性分子)和香料的至少一种化合物。 [0045] 尼古丁可以是合成的或者来源于植物的，并且应当优选地符合现行美国药典(USP)和欧洲药典(PE，Pharmacopees Europeenne)中描述的纯度标准。尼古丁尤其可以提取自烟叶或通过化学合成获得。尼古丁在根据本发明的组合物中的浓度可以是0-50mg/ml，优选地是2-20mg/ml。 [0046] 根据一个实施方式，根据本发明所使用的组合物中的香料含量重量上小于10％。 [0047] 香料也可以是合成的或者来源于植物的，例如在食品和/或药品领域中许可的香料，特别是在2012年10月1日的UE No.872/2012条例和现行美国药典(USP)和欧洲药典(PE)中列出的香料。相对于组合物的总重量，香料的浓度可以重量上占据0-30％，优选地重量上占据1％-8％，尤其优选地重量上占据2％-5％。 [0048] 根据本发明所使用的组合物还可以含有水和/或诸如乙醇这样的酒精和/或至少一种染料。相对于组合物的总重量，水和酒精均可以重量上占据0-20％，优选地重量上占据1％-10％。染料可以是合成的或来源于植物的，例如食品和/或药品领域中许可的染料，特别是在UE No.1331/2008条例和现行美国药典(USP)和欧洲药典(PE)中列出的染料。相对于组合物的总重量，香料的浓度可以重量上占据0-30％，优选地重量上占据1％-8％，更优选地重量上占据2％-5％。 [0049] 然而，根据本发明，除了组合物所含有的可能存在于原材料中的乙醇和水之外，组合物优选地不含有乙醇和/或不含有水。实际上，水可以有助于来源于微生物的肠道病原菌的发展，并且其使用通常需要采用防腐剂或实现消毒微过滤。另外，将水加入电子烟液中促使尼古丁碱转化成质子化尼古丁。然而，本领域技术人员已知尼古丁的质子化形式是远非可生物吸收的，并且比尼古丁碱的成瘾性要低。因此，1,3-丙二醇使得电子烟液很稀薄而无需加入渗透的水，尼古丁在该电子烟液中呈现为碱形式并且生物利用度高，这尤其在戒烟时大大改善了对尼古丁释放的控制。 [0050] 有利地，根据本发明的组合物的运动黏度在20℃时小于200mPa.s，优选地小于100mPa.s，更为优选地小于75mPa.s，最好是小于60mPa.s，所述黏度大于30mPa.s，优选地大于40mPa.s，最好是大于50mPa.s。 [0051] 本发明的目的还在于一种含有如上文所述的组合物的电子烟。该组合物通常被置于一个筒中，该筒与容纳连接到组合物雾化装置的供电系统的容器相联结。 [0052] 本发明的目的还在于1,3-丙二醇在含有或不含有尼古丁的电子烟液体中的用途，用于改进所述液体的使用者所感受到的击喉感和/或便利由所述液体产生的蒸气的吸入。 [0053] 本发明的目的还在于1,3-丙二醇在可能存在丙三醇的情况下在电子烟液体中的用途，用于增强香气力度。 [0054] 本发明的目的还在于1,3-丙二醇在可能存在丙三醇的情况下在电子烟液体中的用途，用于限制或取消热分解副产物的形成。 [0055] 本发明的目的还在于在含有尼古丁的电子烟液体中使用1,3-丙二醇，用于改进尼古丁的生物利用度。 [0056] 最后，本发明的目的在于1,3-丙二醇在可能存在丙三醇的情况下，在含有尼古丁的电子烟液体中的用途，用于恒定地释放尼古丁。 [0058] 示例 [0059] (对照)示例1：配制和分析基于来源于植物的丙二醇的组合物 [0060] 在配备有机械搅拌装置的玻璃混合器中，准确地混合10.00kg的来源于植物(油菜籽)的丙二醇(其由Oléon公司以货号 4710(USP药典等级)销售)、1.00kg的植物丙三醇(其由Oléon公司以货号Glycérine 4810(PE和USP药典等级)销售)、450.0g的苹果味香料(其由Safisis公司以货号PT 128销售)以及114.50的植物尼古丁(其由Nicobrand公司以货号Nicotine Free Base销售，尼古丁药学等级>99％)。保持搅拌(50转/分钟)该混合物20分钟。取出500g用于分析。 [0061] 按照Cao&coll的出版物(Cao XL,Corriveau J.An isotope dilution headspace method with gas chromatography-mass spectrometry for determination of propylene oxide in food.Food Addit Contam Part A Chem Anal Control Expo Risk Assess.2009年4月；26(4)：482-6)中描述的方法，通过与质谱测定法相结合的气相色谱法来分析混合物。 [0062] 同时，按照ASTM D6866–12方法来进行确定生物源碳含量的分析。 [0063] 结果： [0064] 在分析条件下(灵敏度0.5ng/g)，没有检测到任何丙烯氧化物的痕迹，也没有检测到二丙二醇和三丙二醇的痕迹。 [0065] 混合物的生物源碳含量等于99.8％。 [0066] 示例2：配制和分析基于PDO的组合物 [0067] 以与示例1相同的方式进行，但是用1,3-丙二醇来代替来源于植物的丙二醇，该1,3-丙二醇是由DuPont&Tate&Lyle LLC公司以货号 Propanediol提供的。 [0068] 结果： [0069] 在分析条件下(灵敏度0.5ng/g)，没有检测到任何环氧丙烷的痕迹，也没有检测到二丙二醇和三丙二醇的痕迹。 [0070] 混合物的生物源碳含量等于99.7％。 [0071] (对照)示例3：配制和分析基于合成丙二醇的组合物 [0072] 以与示例1相同的方式进行，但是用合成丙二醇来代替来源于植物的丙二醇，合成丙二醇是由Dow公司以货号 Propylene glycol提供的，USP等级。 [0073] 结果： [0074] 在分析条件下(灵敏度0.5ng/g)，没有检测到任何二丙二醇和三丙二醇的痕迹。相反，自由环氧丙烷的含量是2.5mg/kg。 [0075] 混合物的生物源碳含量等于9.2％。 [0076] 这些结果表明，合成丙二醇含有不期望的杂质，而来源于植物的PDO中不含有这样的杂质，如示例2所示。 [0077] 示例4：配制和分析不含有丙三醇的组合物 [0078] 以与示例1相同的方式进行，但是根据示例2用来源于植物的PDO代替来源于植物的丙三醇和丙二醇。 [0079] 结果: [0080] 在分析条件下(灵敏度0.5ng/g)，没有检测到任何环氧丙烷的痕迹，也没有检测到二丙二醇和三丙二醇的痕迹。 [0081] 混合物的生物源碳含量等于99.8％。 [0082] 示例5：评估不同电子烟液的功效 [0083] 通过提供有商标为 且型号为eCabTM(2013年12月的型号)的烟的10人小组来评估在示例1至4中配制的电子烟液组合物。每个储存器填充有等量的电子烟液(1毫升)。 [0084] 这样，每个小组成员按照盲测法每隔20秒连续吸入8次，每次吸入前有2秒的加热时间。评估基于对蒸气密度标准和所闻到的香气力度标准的评分进行，评分的标度为1到10。每个小组成员以如下方式进行从一种产品到另一种产品的过渡：在上一次吸入后5分钟，小组成员用2杯100毫升的水漱口，然后喝50毫升的水。每次评估之间的休息时间为10分钟。 [0085] 所获得的平均结果汇集于下表中： [0086] [0087] 显然，来源于植物的丙二醇(示例1)具有与合成丙二醇(示例3)基本相同的特性。相反，PDO(示例2)具有大得多的蒸气密度和香气力度，而在不含有丙三醇(示例4)的情况下蒸气密度和香气力度更高。另外，相对于合成丙二醇而言，使得能够产生对环境影响小且不含有不期望的杂质的电子烟液组合物，所述杂质例如是环氧丙烷及其衍生物，即丙烯醛。 [0088] 示例6：电子烟液配方中溶剂特性对粘度和尼古丁碱的浓度的影响 [0089] 在配备有机械搅拌装置的玻璃混合器中，准确地混合6.00kg的来源于植物(油菜籽)的丙二醇(其由Oléon公司以货号 4710(USP药典等级)销售，)、4.00kg的植物丙三醇(其由Oléon公司以货号Glycérine 4810(PE和USP药典等级)销售)和16.26g的植物尼古丁(其由Nicobrand公司以货号Nicotine Free Base销售，尼古丁药学等级>99％)。保持搅拌(50转/分钟)该混合物20分钟。因而获得了产品A。取出200g的产品A用于分析。 [0090] 然后，以与产品A相同的方式配制产品B，产品B对应于由5.50kg的丙二醇、4.00kg的丙三醇、50g的渗透水和162.6g的尼古丁构成的混合物。取出200g的产品B用于分析。 [0091] 以与产品A相同的方式配制产品C，产品C对应于由9837.4g的1,3-丙二醇(其由DuPont&Tate&Lyle LLC公司以货号 Propanediol提供)和162.6g的植物尼古丁(其由Nicobrand公司以货号Nicotine Free Base销售，尼古丁药学等级>99％)构成的混合物。取出200g的产品C用于分析。 [0092] 最后，产品D仅由1,3-丙二醇构成，1,3-丙二醇是由DuPont&Tate&Lyle LLC公司以货号 Propanediol提供的。 [0093] 因此，测量产品A、B、C和D的运动黏度。 [0094] 另外，在商标为Avance Brucker的设备(500MHz)上取得事先溶解在D2O(重水)中的产品A、B、C、D的NMR(核磁共振)质子谱。目的是测量产品中的质子化尼古丁的百分比。通过质子NMR所进行的这一量化是基于校准曲线来实现的，该校准曲线覆盖了5％到95％的质子化尼古丁浓度范围。 [0095] 结果汇集于下表中： [0096]产品/测量 A B C D 20℃时的运动黏度，mPas/s 410.3 53.1 52.3 52.6 质子化尼古丁浓度，％ 34 78 16 — [0097] 从这些试验中可以看出，基于1,3-丙二醇的、没有添加任何渗透水的产品C具有非常有利的黏度(<60mPa/s)，这代表着能够容易地填充电子烟的储存器的流动性。 [0098] 相反，产品A具有非常高的黏度，大于400mPa/s。这种黏液无法用作电子烟液，因为其无法在环境温度下流入电子烟的储存器主体中。 [0099] 通过比较，由于水的存在，产品B的流动性可以与产品C和D的流动性类似。其还对应于目前在电子烟液市场中销售的溶液。 [0100] 因此，显然1,3-丙二醇使得能够以非常有利的方式配制流动性非常强的电子烟液而无需添加渗透水，因此无需添加防腐剂或不必进行消毒微过滤。 [0102] 示例7：溶剂特性对电子烟液的感受特性和蒸气吸入便利性的影响 [0103] 在示例6中配制的电子烟液B、C和D的组合物是由配有商标为 且型号为TMeCab (2013年12的型号)的烟的40人小组(25到49岁之间的男性)来评估的。每个储存器填充有等量的电子烟液(1毫升)。 [0104] 这样，每个小组成员按照盲测法每隔20秒连续吸入8次，每次吸入前有2秒的加热时间。每个小组成员以如下方式进行从一种产品到另一种产品的过渡：在上一次吸入后5分钟，小组成员用2杯100毫升的水漱口，然后喝50毫升的水。每次评估之间的休息时间为10分钟。在关于如下标准的标度为1到10的评分的基础上进行评估： [0105] 1)“击喉”感，也就是说吸烟者吸一口烟时通常获得的喉咙内的刺痛效果，电子烟使用者在吸入富含尼古丁的电子烟液的蒸气时也会感受到这种刺痛效果， [0106] 2)电子烟液的蒸气的吸入便利性。 [0107] 所获得的平均结果汇集于下表： [0108] [0109] [0110] 显然，与尼古丁有关的1,3-丙二醇(产品C)所带来的“击喉”感要大于由丙三醇、丙二醇、水和尼古丁构成的传统产品(产品B)。最后，需要强调的是，在没有尼古丁的情况下只有1,3-丙二醇(产品D)也带来很强的“击喉”感并且“击喉”感远大于产品B。 [0111] 就蒸气吸入便利性而言，电子烟液C和D经证实也大于产品B。 [0112] 示例8：基于不含有丙三醇且含有或不含有尼古丁的1,3-丙二醇的配方的味觉和嗅觉评估 [0113] 配制含有15mg/ml的尼古丁的、基于尼古丁和1,3-丙二醇的配方。该配方以及含有1,3-丙二醇的配方由葡萄酒工艺学专家按照盲测法进行嗅觉评估，该葡萄酒工艺学专家擅长品尝饮料和酒类并表达其嗅觉特征。评估包括与在评估高度饮用酒的背景下所应用的那些技术相同的多种不同的技术。 [0114] –阶段1：在中号郁金香杯中用嘴品尝 [0115] 在第一阶段中，已经在郁金香杯中测试了2个产品，郁金香杯通常用于品尝白兰地酒。在该评估过程中，针对每种产品记下第一感受的味道，然后记下随后出现的感受的味道。然后通过评估空杯中的这些味道而得出结论。 [0116] 在实践计划中，每种产品被留在杯子中。第一步：将产品倒入杯子中，然后闻该产品。第二步：用中性纸盖住杯子，并且停留12小时后闻该产品。第三步：揭开杯子上的纸并停留两天(该操作在品尝威士忌时进行，以观察与通常会带来劣化的空气渗透有关的劣化)。 [0117] –阶段2：在手心处用鼻子闻 [0118] 将待测试产品放到手心中。在该阶段之前，用软化水洗手以避免重现的味道(皮肤的味道、由于常规洗涤留下的皂味或者用水龙头的水洗涤留下的漂白剂味)。然后，闻该产品，并且在第二步通过手心按摩动作加热该产品。 [0119] –阶段3：在指尖上用鼻子闻并用嘴品尝 [0120] 在手指上滴一大滴每种产品，然后用舌头尝。在该工作阶段，观察到味觉方面的较大差别。这个无法回避的步骤使得能够很好地表达产品特征。 [0121] –阶段4：品尝源自电子烟所消耗的产品的蒸发的气雾。所使用的器材符合以下特性： [0122] -配备有2.2欧姆电阻的BCC透明雾化器， [0124] -5.7瓦特的释放功率。 [0125] 每种产品是在新的透明雾化器中品尝的。第一步，会出现愉悦的味道，然后是劣化的味道。然后，第二步，观察到感受，特别是美味和愉悦的感受。最后，也观察吸电子烟阶段的演变，以特别地测量在不同的取用阶段，是否出现了可能的差异，从而特别地测量产品在加热时可能出现的劣化。 [0126] 结果汇集于下表： [0127] [0128] 结论：这些按照盲测法实现的嗅觉评估测试得出以下结论： [0129] -同一产品的主要差异是根据品尝模式(用鼻子、用嘴和吸电子烟)显现的； [0130] -如果1,3-丙二醇在口中越是柔和圆润，则其在吸电子烟时变得越苦； [0131] -如果在1,3-丙二醇中添加浓度为15mg/ml的尼古丁而没有被鼻子检测到，则释放到嘴里的味道和吸电子烟时释放的味道是与在没有添加尼古丁的1,3-丙二醇的情况下所观察到的味道完全不同的； [0132] -不管配方类型如何，也不管有没有尼古丁，用鼻子或嘴检测出的味道无法预见在吸电子烟时所检测到的核心前味(core head note)。 [0133] 示例9：含有或不含有尼古丁且不含有丙三醇的基于1,3-丙二醇的配方的热稳定性的评估 [0134] 在这些测试的背景下，评估丙二醇、丙三醇、1,3-丙二醇、尼古丁及其混合物(配方含有15mg/ml的尼古丁)的热稳定性。产品的稳定性以及尼古丁与1,3-丙二醇之间的可能的相互作用是通过热重分析(TGA)和差热分析(DTA)、在TA仪器Q600设备上被评估的。热解重量分析是一种热分析方法，其中根据温度来测量材料的化学性质和物理性质的变化。TGA可以提供关于物理现象的信息，例如蒸发或燃烧。 [0135] 同样，可以获得关于化学现象的信息，如脱水或分解。通过差热分析(DTA)，被研究材料和惰性参考材料经受相同的热循环。在分析期间，样本与参考材料之间的温度差被记录。相对于惰性参考材料而取决于时间的这些连续温度差提供了关于样本所经受的放热的或吸热的热现象的情况。DTA分析通过热流曲线的积分而给出了焓值，该焓值在存在能量吸收的情况下称为吸热焓值，或者在存在热形式的能量释放的情况下称为放热焓值。吸热特性与化合物状态变化(例如蒸发)有关，而放热特性是由分子间或分子内的化学反应或分解反应引起的。 [0136] 热重分析仪—TA仪器Q600—已经被用于联合地确定产品蒸发温度、焓值和在350℃未蒸发的产品比率。分析条件如下： [0137] -试验剂量：50毫克 [0138] -对空气流敞开的坩埚：100毫升/分钟 [0139] -加热斜率：10℃/分钟 [0140] -温度范围：25℃到350℃(正常使用以及滥用电子烟的代表性温度条件)。在每次分析之间，通过在空气流下加热到600℃来清洗设备，以消除沉积在坩埚、平衡臂或炉壁上的、未蒸发的任何残留物痕迹。 [0141] 所获得的结果在下表中显示： [0142] [0143] (1)吸热峰 [0144] (2)放热峰(反应和/或分解) [0145] 结论： [0146] -丙三醇在260℃蒸发，形成27.3％的无明显特征的残留物(可以类似于热分解产物)； [0147] -丙二醇在174℃蒸发，没有任何热分解； [0148] -1,3-丙二醇在189℃蒸发，没有任何热分解； [0149] -尼古丁在190℃蒸发，蒸发后产生1.08％的残留物，该残留物与尼古丁中存在不可蒸发的重化合物有关； [0150] -混合的1,3-丙二醇和尼古丁同时在202℃蒸发(通过DTA观察到仅一个蒸发峰值)，没有出现热分解和/或它们之间没有起反应。 [0151] 显然，丙三醇的总蒸发温度远大于尼古丁的蒸发温度。同样，丙二醇的蒸发温度比尼古丁蒸发温度低16℃。 [0152] 相反，1,3-丙二醇的蒸发温度和仅有尼古丁时的蒸发温度基本相同。因此，基于1,3-丙二醇和尼古丁的配方完全能够确保尼古丁以气雾形式恒定释放，这与基于丙三醇或丙二醇、或其混合物的配方相反。 [0153] 最后，1,3-丙二醇是热稳定的尼古丁溶剂，其在蒸发时不会与尼古丁起反应。 [0154] 因此，1,3-丙二醇的热稳定性及其在加热情况下不与尼古丁起反应证明了其作为用于个人蒸发器的液体的配方基础的优势。 [0155] (对照)示例10：通过1HNMR评估尼古丁碱形式的尼古丁的稳定性 [0156] 文献中显然能够证明，尼古丁的最易蒸发的形式是尼古丁碱，也就是说非质子尼古丁。实际上，尼古丁是对其环境中的酸碱平衡条件十分敏感的分子。因此，在酸性至中性的pH值条件下，其呈现为一种或多种难以蒸发的质子化形式。相反在碱性pH值条件下，尼古丁稳定地呈现为易于蒸发的尼古丁碱的形式，因此更加适合以气雾的形式管理。 [0157] 这样，在该试验中，尼古丁的稳定性是通过将例如目前市售的尼古丁配方(也就是说被配制在丙二醇和丙三醇的混合物中)与基于1,3-丙二醇的配方相比较来被评估的。 [0158] 所采用的方法基于对质子核磁共振光谱(1HNMR)分析法的使用。该技术使得能够识别分子中的氢原子。所获得的信号在某种程度上取决于所考虑的氢原子所在的环境。这样，该技术已经事先被化学家用来表征含有尼古丁的基质，特别是烟草。然而，这些研究一直聚焦于尼古丁的吡咯烷环的质子的一部分，特别是甲基。在NMR中，甲基产生特征信号，该特征信号的化学位移取决于配方的酸性或碱性pH值。在该试验中，评估已经延伸到尼古丁的其他特征氢原子，其化学位移也取决于pH值：在此情况下，甲基的3个氢原子，吡咯烷基的3个氢原子(图1，a、b、c)，吡啶环的4个氢原子(图1，d、e、f、g)。 [0159] [0160] NMR分析是借助于配备有Advance III控制台和BBOF探测器(宽频带+氟)的400MgHz BRUKER谱仪(Ultrashield Plus磁体)来实现的。 [0161] 第一步，通过测量具有1至10之间的不同pH值的尼古丁溶液中的目标氢原子的化学位移来进行校准。为此，使用0.5mg/ml尼古丁的缓冲的、氘化溶液(D2O)。为此，将0.5ml的尼古丁溶液置于NMR管中，在该管中加入0.2ml的缓冲溶液(pH 1＝HCl，pH 7＝磷酸盐，其他pH值＝柠檬酸盐)。该校准使得能够在整个pH值范围内确定目标氢原子的化学位移。 [0162] 然后，对如下两种配方进行NMR分析： [0163] -配方A：1,3-丙二醇(98.2％)+尼古丁(1.8％) [0164] -配方B：丙二醇(53.3％)+丙三醇(40.0％)+水(4.9％)+尼古丁(1.8％)[0165] 所获得的结果汇集于下表： [0166] [0167] 结论： [0168] -显然，配制在1,3-丙二醇中的尼古丁呈现出与pH 10时的尼古丁几乎相同的化学位移，也就是说呈现为非质子化的尼古丁碱的形式； [0169] -配制到丙二醇和丙三醇中的尼古丁在pH值小于8的环境中，多数情况下是在7到8之间。事实上，在该pH值处，尼古丁碱和单质子化尼古丁的形式是共存的； [0170] -因此，配制在1,3-丙二醇中的尼古丁基本上呈现为更易蒸发的形式，因此更容易被个人蒸发器释放。 [0171] (对照)示例11：评估基于1,3-丙二醇或丙二醇的、含有尼古丁和香料的配方的香气力度和击喉感 [0172] 配制了具有如下特征的两种配方： [0173] -配方A： [0174] 1,3-丙二醇：93.5％ [0175] 由Charabot公司以货号“绿薄荷(Menthe Green)”(货号8711347) [0176] 提供的薄荷味的香料：5％ [0177] 由Alchem公司提供的USP尼古丁：1.5％ [0178] -配方B： [0179] (合成)丙二醇：93.5％ [0180] 由Charabot公司以货号“绿薄荷(Menthe Green)”(货号8711347) [0181] 提供的薄荷味的香料：5％ [0182] 由Alchem公司提供的USP尼古丁：1.5％ [0183] A和B的电子烟液组合物是由20人小组(年龄在25到49岁之间的男性)来评估的，向该小组提供如下构成的电子烟：i)商标为AspireTM且型号为Nautilus的储存器-雾化器(储存器-雾化器：与1.6欧姆的BDC雾化器结合的Pyrex储存器，其可变进气口直径为0.9/1.1/1.4/1.8毫米)和ii)商标为EleafTM且型号为iStick的电池(容量为2200mA/h，且可变电压为 3.0伏特到5.0伏特)。在该测试的背景下，使用条件如下： [0184] -配方剂量：2ml [0185] -电压：3.5伏特 [0186] -进气口直径：1.4毫米 [0187] 每个小组成员按照盲测法基于每组间隔为1分钟的3组吸入来进行试验，每组包括连续的4次间隔5秒的吸入，每次吸入有2秒的加热时间。评估基于对蒸气密度标准和所闻到的香气力度标准的评分进行，评分的标度为1到10。每个小组成员以如下方式进行从一种产品到另一种产品的过渡：在上一口吸烟后5分钟，小组成员用2杯100毫升的水漱口，然后喝50毫升的水。每次评估之间的休息时间为10分钟。待评估的关键点为： [0188] (1)击喉感，也就是当吸烟者吸入一口传统烟时通常会获得的喉咙内的刺激效果。在电子烟的使用者吸入富含尼古丁的气雾时也会感受到这种效果。 [0189] (2)所感受到的香气力度，其表示在开放空间中所感觉到的香气强度。 [0190] 所获得的平均结果汇集于下表： [0191] [0192] 结论： [0193] -基于1,3-丙二醇的、含有尼古丁的配方在击喉感和香气力度方面要比基于丙二醇的配方强很多； [0194] -这些结果表明，1,3-丙二醇实现了更好的尼古丁释放和增香效果。因此，1,3-丙二醇有利地使得能够设想香料和尼古丁含量减少的配方，从而在安全性和收益方面占优势。 [0195] )(对照)示例12：基于1,3-丙二醇或丙二醇的、含有丙三醇的组合物的热稳定性评估 [0196] 为了评估在含有尼古丁的溶剂的不同成分之间、在高温下可能出现的化学相互作用，已经通过DTA-TGA评估了基于1,3-丙二醇或丙二醇的、具有可变含量的丙三醇的不同混合物的热稳定性。因此，这些测试已经在与示例2相同的条件下实现。 [0197] 所获得的结果如下： [0198] [0199] [0200] (1)吸热峰 [0201] (2)放热峰(反应和/或分解) [0202] (3)PG＝丙二醇(合成)，VG＝植物丙三醇，PDO＝1,3-丙二醇 [0203] 结论： [0204] -除了混合物20％VG-40％PDO以外，所有混合物导致两个不同的蒸发峰，其对应于二醇和丙三醇的蒸发； [0205] -混合物20％VG-40％PDO导致1,3-丙二醇和丙三醇的共同蒸发，这在同质和由该混合物产生的气雾方面带来优势； [0206] -基于丙二醇的所有配方导致通过DTA出现分子间反应的特征放热峰。因此，在配方的各成分之间存在高温(303℃-304℃)下的化学相互作用。这些结果接近于以下的观察结果：Jensen&coll(R.Paul Jensen,B.S.Wentai Luo,J.Pankow,R.M.Strongin,D.H.Peyton.Hidden Formaldehyde in E-cigarettes Aerosols.New England Journal of Medicine,372；4,392-393页，2015年1月22日)和Bekki&coll(K.Bekki,S.Uchiyama,K Ohta,Y.Inaba,H.Nakagome,N.Kunugita.Carbonyl Compounds Generated from Electronic Cigarettes.Int.J.Environ.Res.Public Health 2014,11,11192-1120)，其解释了这些副产品的形成。实际上，丙二醇和丙三醇的热分解导致挥发性醛的形成，例如甲醛、乙醛和丙烯醛，其与电子烟液中的乙二醇(丙二醇和丙三醇)原位反应以形成重缩醛类化合物； [0207] -基于丙二醇的所有配方导致出现在350℃不可蒸发的残留物，其对应于其含量在0.6％-1.7％之间的重次生化合物的形成； [0208] -相反，基于1,3-丙二醇的所有配方不会导致放热反应。配方中的成分因而在高温下是稳定的。与丙二醇相反，1,3-丙二醇使丙三醇稳定； [0209] -基于1,3-丙二醇的配方中在350℃不可蒸发的残留物的含量非常低，在0.01％至0.3％之间； [0210] -就热稳定性而言，与导致重次生化合物的形成的、含有丙二醇和丙三醇的配方相反，含有1,3-丙二醇和丙三醇的配方是稳定的。回想一下，配方的热稳定性是用于个人蒸发器的配方的预先提供的基本信息，从而确保其在使用条件下和在滥用这些装置的情况下的无害性。 [0211] 因此，这些结果显然指示了基于结合或不结合丙三醇的1,3-丙二醇的配方使得能够避免由于热分解而形成的副产品，例如重化合物和挥发性有毒醛(丙烯醛、甲醛、乙醛)。 |
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