JP2000248001A - ポリグルロン酸の製造方法 - Google Patents
ポリグルロン酸の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、ポリグルロン酸を製造する
実用的プロセスを提供することである。 【解決手段】 まず、アルギン酸を水酸化リチウムによ
る中和により水に溶解し、アルギン酸を５％以上含有す
る溶液を調製する。第二に、このアルギン酸を、過ヨウ
素酸または過ヨウ素酸塩の化学量論的量未満の量を添加
する方法により酸化する。第三に、遊離ヨウ素が反応混
合物から分離するように、酸化反応を完結させる。第四
に、遊離ヨウ素を分離する。第五に、ポリグルロン酸を
含有する、より低分子量の成分が得られるように、反応
混合物を酸性化し、加熱する。第六に、ポリグルロン酸
が選択的に沈殿するように、反応混合物のｐＨを調製す
る。最後に、ポリグルロン酸を通常の方法により分離す
る。ポリグルロン酸は、重合度が２０未満であり、ＮＭ
Ｒにより確認されたマンヌロン酸の含有量は８％以下で
ある。
実用的プロセスを提供することである。 【解決手段】 まず、アルギン酸を水酸化リチウムによ
る中和により水に溶解し、アルギン酸を５％以上含有す
る溶液を調製する。第二に、このアルギン酸を、過ヨウ
素酸または過ヨウ素酸塩の化学量論的量未満の量を添加
する方法により酸化する。第三に、遊離ヨウ素が反応混
合物から分離するように、酸化反応を完結させる。第四
に、遊離ヨウ素を分離する。第五に、ポリグルロン酸を
含有する、より低分子量の成分が得られるように、反応
混合物を酸性化し、加熱する。第六に、ポリグルロン酸
が選択的に沈殿するように、反応混合物のｐＨを調製す
る。最後に、ポリグルロン酸を通常の方法により分離す
る。ポリグルロン酸は、重合度が２０未満であり、ＮＭ
Ｒにより確認されたマンヌロン酸の含有量は８％以下で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、重合度が２０以下
であり、実質的にマンヌロン酸混入物を含まないポリグ
ルロン酸の製造方法に関する。
であり、実質的にマンヌロン酸混入物を含まないポリグ
ルロン酸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリグルロン酸は、カルシウムイオンに
対する親和性が高いので、スケール抑制剤およびスケー
ル付着物除去剤としての有用性を有する。ポリグルロン
酸は生物分解性を有するため、環境への受容性および廃
棄物処理の面から、特に価値あるものであるといえる。
また、疎水性ポリマーがポリグルロン酸の還元末端部に
共有結合したポリグルロン酸誘導体は、インクジェット
印刷で使用する水性インク組成物に分散された顔料の分
散剤として有用である。更に、重合度の低いポリグルロ
ン酸類は、大麦の根の成長促進活性を有することが示さ
れている（M.Natsume et al.,「根の成長促進活性を有
するアルギン酸からなるオリゴ糖の単離と特性決定（Is
olation and Characterization of Alginate-derived O
ligosaccharides with Root-Growth Promoting Activit
ies）」,Carbohydrate Research,258,187-197（199
4））。またこれらは、脱穀していない米およびタバコ
カルスにおける発芽および新芽成長促進活性を有するこ
とが示されている（Y.Yonemoto et al,.「細菌性アルギ
ン酸リアーゼで調製したアルギン酸オリゴマーによる幾
つかの植物の発芽と新芽成長の促進（Promotion of Ger
mination and Shoot Elongation of Some Plants by Al
ginate Oligomers Prepared with Bacterial Alginate
Lyase）」Journal of Fermentation and Bioengineerin
g,75,68-70（1993））。他のポリウロン酸についての研
究によれば、低分子量のポリグルロン酸は、抗ウイル
ス、抗腫瘍および植物防御促進作用を有することが期待
されている。
対する親和性が高いので、スケール抑制剤およびスケー
ル付着物除去剤としての有用性を有する。ポリグルロン
酸は生物分解性を有するため、環境への受容性および廃
棄物処理の面から、特に価値あるものであるといえる。
また、疎水性ポリマーがポリグルロン酸の還元末端部に
共有結合したポリグルロン酸誘導体は、インクジェット
印刷で使用する水性インク組成物に分散された顔料の分
散剤として有用である。更に、重合度の低いポリグルロ
ン酸類は、大麦の根の成長促進活性を有することが示さ
れている（M.Natsume et al.,「根の成長促進活性を有
するアルギン酸からなるオリゴ糖の単離と特性決定（Is
olation and Characterization of Alginate-derived O
ligosaccharides with Root-Growth Promoting Activit
ies）」,Carbohydrate Research,258,187-197（199
4））。またこれらは、脱穀していない米およびタバコ
カルスにおける発芽および新芽成長促進活性を有するこ
とが示されている（Y.Yonemoto et al,.「細菌性アルギ
ン酸リアーゼで調製したアルギン酸オリゴマーによる幾
つかの植物の発芽と新芽成長の促進（Promotion of Ger
mination and Shoot Elongation of Some Plants by Al
ginate Oligomers Prepared with Bacterial Alginate
Lyase）」Journal of Fermentation and Bioengineerin
g,75,68-70（1993））。他のポリウロン酸についての研
究によれば、低分子量のポリグルロン酸は、抗ウイル
ス、抗腫瘍および植物防御促進作用を有することが期待
されている。
【０００３】ポリグルロン酸の原料であるアルギン酸
は、種々の割合と配列でα‐Ｌ‐グルロン酸（Ｇ）とβ
‐Ｄ‐マンヌロン酸（Ｍ）が１→４結合した枝分かれの
ないポリマーである。アルギン酸分子の典型的構造は、
以下のように模式的に表すことができる。
は、種々の割合と配列でα‐Ｌ‐グルロン酸（Ｇ）とβ
‐Ｄ‐マンヌロン酸（Ｍ）が１→４結合した枝分かれの
ないポリマーである。アルギン酸分子の典型的構造は、
以下のように模式的に表すことができる。
【０００４】
【数１】
【０００５】上記の構造から分かるように、アルギン酸
中の各モノマーの分布はランダムではなく、規則的繰り
返し単位も存在しない。アルギン酸は、ポリグルロン酸
配列（Ｇブロック）、ポリマンヌロン酸配列（Ｍブロッ
ク）およびグルロン酸とマンヌロン酸の双方のランダム
配置を含む配列（ＭＧブロック）が存在しているブロッ
クコポリマーであるといえる。
中の各モノマーの分布はランダムではなく、規則的繰り
返し単位も存在しない。アルギン酸は、ポリグルロン酸
配列（Ｇブロック）、ポリマンヌロン酸配列（Ｍブロッ
ク）およびグルロン酸とマンヌロン酸の双方のランダム
配置を含む配列（ＭＧブロック）が存在しているブロッ
クコポリマーであるといえる。
【０００６】アルギン酸の塩であるアルギン酸塩は、加
水分解が可能であり、その加水分解生成物を分離して主
として二つのホモポリマー成分であるポリグルロン酸と
ポリマンヌロン酸を得ることができることは周知であ
る。ポリグルロン酸のナトリウム塩の製造に最も頻繁に
引用される手法は、A.Haug et al.,「アルギン酸のウロ
ン酸の配列に関する研究（Studies on the Sequence of
Uronic Acid ResiduesIn Alginic Acid）」Acta Chemi
ca Scandinavica,21,691-704（1967）に開示された不均
一系酸性加水分解法である。ここに記述されている酸性
加水分解では、アルギン酸ナトリウム１部を０．３Ｍの
塩酸溶液の２０部に懸濁する必要がある。アルギン酸は
強酸性溶液に不溶であるので、この加水分解は不均一系
反応である。不均一混合物を１００℃で１０時間以上加
熱した後、酸性溶液から固形物を遠心分離または濾過に
より分離する。集めた固形物を希水酸化ナトリウム溶液
で中和して水に溶解した後、その溶液に０．３Ｍの塩酸
溶液の２０部を加えれば部分的に加水分解したアルギン
酸の再沈殿を得る。得られた不均一混合物を更に１００
℃で１０時間以上加熱し、再度酸性溶液から固形物を遠
心分離または濾過により分離する。集めた固形物を希水
酸化ナトリウム溶液で中和して水に溶解し、次いで塩化
ナトリウムと水を加えて０．５重量％アルギン酸塩と
０．１Ｍの塩化ナトリウムの溶液を生成させる。このア
ルギン酸塩溶液にほぼ等容積の０．０２５Ｍの塩酸溶液
を、ｐＨ値が２．８５になるまで加える。沈殿した固形
物をこの酸性溶液から遠心分離または濾過により分離す
る。単離した固形物を、希水酸化ナトリウム溶液で中和
して水に溶解し、次に過剰のエタノールにより沈殿させ
る。沈殿した固形物をエタノールで洗浄し、エーテルで
洗浄し、乾燥する。この不均一系酸性加水分解法により
生成されるポリグルロン酸のナトリウム塩は、１５から
２０の平均重合度を有する。マンヌロン酸の含有量は５
から１５％の間にあり、生成物の収率は１５から２０％
の間にある。
水分解が可能であり、その加水分解生成物を分離して主
として二つのホモポリマー成分であるポリグルロン酸と
ポリマンヌロン酸を得ることができることは周知であ
る。ポリグルロン酸のナトリウム塩の製造に最も頻繁に
引用される手法は、A.Haug et al.,「アルギン酸のウロ
ン酸の配列に関する研究（Studies on the Sequence of
Uronic Acid ResiduesIn Alginic Acid）」Acta Chemi
ca Scandinavica,21,691-704（1967）に開示された不均
一系酸性加水分解法である。ここに記述されている酸性
加水分解では、アルギン酸ナトリウム１部を０．３Ｍの
塩酸溶液の２０部に懸濁する必要がある。アルギン酸は
強酸性溶液に不溶であるので、この加水分解は不均一系
反応である。不均一混合物を１００℃で１０時間以上加
熱した後、酸性溶液から固形物を遠心分離または濾過に
より分離する。集めた固形物を希水酸化ナトリウム溶液
で中和して水に溶解した後、その溶液に０．３Ｍの塩酸
溶液の２０部を加えれば部分的に加水分解したアルギン
酸の再沈殿を得る。得られた不均一混合物を更に１００
℃で１０時間以上加熱し、再度酸性溶液から固形物を遠
心分離または濾過により分離する。集めた固形物を希水
酸化ナトリウム溶液で中和して水に溶解し、次いで塩化
ナトリウムと水を加えて０．５重量％アルギン酸塩と
０．１Ｍの塩化ナトリウムの溶液を生成させる。このア
ルギン酸塩溶液にほぼ等容積の０．０２５Ｍの塩酸溶液
を、ｐＨ値が２．８５になるまで加える。沈殿した固形
物をこの酸性溶液から遠心分離または濾過により分離す
る。単離した固形物を、希水酸化ナトリウム溶液で中和
して水に溶解し、次に過剰のエタノールにより沈殿させ
る。沈殿した固形物をエタノールで洗浄し、エーテルで
洗浄し、乾燥する。この不均一系酸性加水分解法により
生成されるポリグルロン酸のナトリウム塩は、１５から
２０の平均重合度を有する。マンヌロン酸の含有量は５
から１５％の間にあり、生成物の収率は１５から２０％
の間にある。
【０００７】この不均一系酸性加水分解の第一段階中
に、アルギン酸塩の約３０％が溶解する。元のアルギン
酸塩の更に１５％が、第二段階中に溶解する。両段階の
後に単離される不溶成分は、ポリグルロン酸とポリマン
ヌロン酸の双方を含有する。ポリグルロン酸とポリマン
ヌロン酸のそれぞれのナトリウム塩を含有する希釈溶液
を酸性化することで、ポリグルロン酸が選択的に沈殿す
る。
に、アルギン酸塩の約３０％が溶解する。元のアルギン
酸塩の更に１５％が、第二段階中に溶解する。両段階の
後に単離される不溶成分は、ポリグルロン酸とポリマン
ヌロン酸の双方を含有する。ポリグルロン酸とポリマン
ヌロン酸のそれぞれのナトリウム塩を含有する希釈溶液
を酸性化することで、ポリグルロン酸が選択的に沈殿す
る。
【０００８】A.Haug et al.の不均一系酸性加水分解法
は、実験室規模でのポリグルロン酸の製法としては有用
であるが、工業生産に用いられるような大規模で実施す
ることは困難である。その理由は、この方法の分離段階
において、アルギン酸濃度が極めて希薄であり、たった
の０．２５重量％に過ぎないからである。加えて、この
方法は多段階であり、複雑である。
は、実験室規模でのポリグルロン酸の製法としては有用
であるが、工業生産に用いられるような大規模で実施す
ることは困難である。その理由は、この方法の分離段階
において、アルギン酸濃度が極めて希薄であり、たった
の０．２５重量％に過ぎないからである。加えて、この
方法は多段階であり、複雑である。
【０００９】不均一系酸性加水分解法を開示している前
記文献では、均一系酸性加水分解法も報告されている。
その手法においては、１重量％のアルギン酸ナトリウム
溶液を、等容積の０．０２５Ｍクエン酸緩衝液と混合
し、ｐＨ値が３．６の混合溶液が得られるようにする。
この溶液を還流させながら５時間以上沸騰させる。ポリ
グルロン酸の単離方法は記載されていないが、不均一系
酸性加水分解法で用いたのと同様な方法が利用できるも
のと推察される。
記文献では、均一系酸性加水分解法も報告されている。
その手法においては、１重量％のアルギン酸ナトリウム
溶液を、等容積の０．０２５Ｍクエン酸緩衝液と混合
し、ｐＨ値が３．６の混合溶液が得られるようにする。
この溶液を還流させながら５時間以上沸騰させる。ポリ
グルロン酸の単離方法は記載されていないが、不均一系
酸性加水分解法で用いたのと同様な方法が利用できるも
のと推察される。
【００１０】A.Haug et al.の均一系酸性加水分解法
は、実験室規模でのポリグルロン酸の製法としては有用
かもしれないが、より大きな規模で実施するには同様に
困難であろう。この方法においては、加水分解段階での
アルギン酸ナトリウムの濃度が極めて希薄な０．５重量
％にすぎない。アルギン酸ナトリウムの濃度を上げれば
よいことは容易に思いつくが、実際にはこれは実行でき
ない。０．５重量％より僅かに高い濃度では、アルギン
酸ナトリウムは、酸性加水分解が行なわれるｐＨ値の範
囲において加水分解反応を通して溶解性がなくなる。加
水分解の工程で沈殿する化合物種は加水分解が不完全で
あり、グルロン酸濃度は高いが、同時にそれらはかなり
の量のマンヌロン酸を含むものである。更に、加水分解
が不完全な化合物種は、重合度が２０を上回る。均一系
酸性加水分解条件は、不均一系酸性加水分解法の前記の
条件よりもより緩やかであるので、この加水分解が不完
全な化合物種は溶液から沈殿した後では、それ以上は加
水分解されない。
は、実験室規模でのポリグルロン酸の製法としては有用
かもしれないが、より大きな規模で実施するには同様に
困難であろう。この方法においては、加水分解段階での
アルギン酸ナトリウムの濃度が極めて希薄な０．５重量
％にすぎない。アルギン酸ナトリウムの濃度を上げれば
よいことは容易に思いつくが、実際にはこれは実行でき
ない。０．５重量％より僅かに高い濃度では、アルギン
酸ナトリウムは、酸性加水分解が行なわれるｐＨ値の範
囲において加水分解反応を通して溶解性がなくなる。加
水分解の工程で沈殿する化合物種は加水分解が不完全で
あり、グルロン酸濃度は高いが、同時にそれらはかなり
の量のマンヌロン酸を含むものである。更に、加水分解
が不完全な化合物種は、重合度が２０を上回る。均一系
酸性加水分解条件は、不均一系酸性加水分解法の前記の
条件よりもより緩やかであるので、この加水分解が不完
全な化合物種は溶液から沈殿した後では、それ以上は加
水分解されない。
【００１１】アルギン酸の低分子量の加水分解生成物を
得る他の手段は、部分ジカルボキシル化アルギン酸の加
水分解性の研究に関する刊行物に開示されている（「部
分ジカルボキシル化アルギン酸の洗剤組成物における生
物分解性、加水分解性およびビルダーの性能（Biodegra
dability, Hydrolytic Degradability,and Builder Per
formance In Detergent Formulations of Partially di
carboxylated AlginicAcid）」Journal of Environment
al Polymer Degradation,4,113-121（1996））。この報
文では、部分ジカルボキシル化アルギン酸を生成し、次
に低分子量生成物に加水分解する。この加水分解生成物
はゲル透過クロマトグラフィーのみでキャラクタリゼー
ションされるので、その実際の特性は未知である。しか
し、生成物はホモポリマー成分、ポリグルロン酸および
ポリマンヌロン酸の混合物であると見なすのが妥当であ
る。これら混合物からポリグルロン酸を単離したいので
あれば、A.Haug et al.の不均一系酸化加水分解法で用
いる様な手法が利用できると考えられる。
得る他の手段は、部分ジカルボキシル化アルギン酸の加
水分解性の研究に関する刊行物に開示されている（「部
分ジカルボキシル化アルギン酸の洗剤組成物における生
物分解性、加水分解性およびビルダーの性能（Biodegra
dability, Hydrolytic Degradability,and Builder Per
formance In Detergent Formulations of Partially di
carboxylated AlginicAcid）」Journal of Environment
al Polymer Degradation,4,113-121（1996））。この報
文では、部分ジカルボキシル化アルギン酸を生成し、次
に低分子量生成物に加水分解する。この加水分解生成物
はゲル透過クロマトグラフィーのみでキャラクタリゼー
ションされるので、その実際の特性は未知である。しか
し、生成物はホモポリマー成分、ポリグルロン酸および
ポリマンヌロン酸の混合物であると見なすのが妥当であ
る。これら混合物からポリグルロン酸を単離したいので
あれば、A.Haug et al.の不均一系酸化加水分解法で用
いる様な手法が利用できると考えられる。
【００１２】上記したジカルボキシル化アルギン酸の低
分子量加水分解生成物は、アルギン酸から出発する３段
階の工程を用いて得られる。第一段階では、酸化剤とし
ての過ヨウ素酸ナトリウムの化学量論的量未満の量を用
いて、アルギン酸を部分ジホルミル化アルギン酸に酸化
した。生成物を単離し、透析により精製した。第二段階
では、この部分ジホルミル化アルギン酸を、過剰な亜塩
素酸ナトリウムを酸化剤として用いて、部分ジカルボキ
シル化アルギン酸に酸化した。再度、生成物を単離し、
透析により精製した。第三段階では、部分ジカルボキシ
ル化アルギン酸をｐＨ４の緩衝液に溶解し、３０日間、
３０℃に保温した。これら初めの二つの酸化段階は、
「ｐＨとイオン強度の変動により誘発される、過ヨウ素
酸‐酸化のアルギン酸塩における見かけの4Ｃ1 → 1Ｃ
4 配座変動：グリクロナンにおけるアノマー効果（An A
pparent 4Ｃ1 → 1Ｃ4Conformational Transition In
Periodate-Oxydized Alginate, Induced by Changes In
pH and Ionic Strength：The Anomeric Effect In Gly
curonans）」Carbohydrate Research,71,C9-C12（197
9））に報告されている。この報文では、第二酸化段階
において亜塩素酸ナトリウムの代わりにシュウ素水和物
を使用している。
分子量加水分解生成物は、アルギン酸から出発する３段
階の工程を用いて得られる。第一段階では、酸化剤とし
ての過ヨウ素酸ナトリウムの化学量論的量未満の量を用
いて、アルギン酸を部分ジホルミル化アルギン酸に酸化
した。生成物を単離し、透析により精製した。第二段階
では、この部分ジホルミル化アルギン酸を、過剰な亜塩
素酸ナトリウムを酸化剤として用いて、部分ジカルボキ
シル化アルギン酸に酸化した。再度、生成物を単離し、
透析により精製した。第三段階では、部分ジカルボキシ
ル化アルギン酸をｐＨ４の緩衝液に溶解し、３０日間、
３０℃に保温した。これら初めの二つの酸化段階は、
「ｐＨとイオン強度の変動により誘発される、過ヨウ素
酸‐酸化のアルギン酸塩における見かけの4Ｃ1 → 1Ｃ
4 配座変動：グリクロナンにおけるアノマー効果（An A
pparent 4Ｃ1 → 1Ｃ4Conformational Transition In
Periodate-Oxydized Alginate, Induced by Changes In
pH and Ionic Strength：The Anomeric Effect In Gly
curonans）」Carbohydrate Research,71,C9-C12（197
9））に報告されている。この報文では、第二酸化段階
において亜塩素酸ナトリウムの代わりにシュウ素水和物
を使用している。
【００１３】部分ジカルボキシル化アルギン酸が中間生
成物となる上記の３段階工程は、ポリグルロン酸の実験
室スケールの製法には有用であろうが、この方法は多段
階であり、複雑であるので工業的生産には最適ではな
い。更に、二種の異なる酸化剤が必要になる。
成物となる上記の３段階工程は、ポリグルロン酸の実験
室スケールの製法には有用であろうが、この方法は多段
階であり、複雑であるので工業的生産には最適ではな
い。更に、二種の異なる酸化剤が必要になる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従って、工業的スケー
ルで実施できるポリグルロン酸の製造法に関する要望は
依然として存在する。特に、プロセスを通してアルギン
酸またはアルギン酸塩の濃度が５重量％以上となる加水
分解工程の要求は依然として存在する。
ルで実施できるポリグルロン酸の製造法に関する要望は
依然として存在する。特に、プロセスを通してアルギン
酸またはアルギン酸塩の濃度が５重量％以上となる加水
分解工程の要求は依然として存在する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、重合度
が２０以下で実質的にマンヌロン酸混入物を含まないポ
リグルロン酸の実用的製造法を提供することである。
が２０以下で実質的にマンヌロン酸混入物を含まないポ
リグルロン酸の実用的製造法を提供することである。
【００１６】本発明の発明者は、過ヨウ素酸；Ｈ5Ｉ
Ｏ6、および限定はしないが過ヨウ素酸ナトリウム（メ
タ過ヨウ素酸塩）；ＮａＩＯ4、パラ過ヨウ素酸ナトリ
ウム：Ｎａ3Ｈ2ＩＯ6：および過ヨウ素酸カリウム：Ｋ
ＩＯ4を含む過ヨウ素酸塩が、加水分解されやすい中間
生成物が得られるように、アルギン酸の濃厚溶液を酸化
することを発見した。ヨウ素酸塩ではなく遊離ヨウ素が
この酸化反応の主要なヨウ素含有生成物として生成され
ることがわかった。この発見は、一種類の酸化剤が多段
階の酸化反応を起こしているということである。また、
アルギン酸を中和するのに水酸化リチウムを用いること
により、過ヨウ素酸塩の酸化を目的とする、アルギン酸
の５重量％以上の溶液が得られることを発見した。これ
らの発見の組み合わせが本発明の基礎となる。
Ｏ6、および限定はしないが過ヨウ素酸ナトリウム（メ
タ過ヨウ素酸塩）；ＮａＩＯ4、パラ過ヨウ素酸ナトリ
ウム：Ｎａ3Ｈ2ＩＯ6：および過ヨウ素酸カリウム：Ｋ
ＩＯ4を含む過ヨウ素酸塩が、加水分解されやすい中間
生成物が得られるように、アルギン酸の濃厚溶液を酸化
することを発見した。ヨウ素酸塩ではなく遊離ヨウ素が
この酸化反応の主要なヨウ素含有生成物として生成され
ることがわかった。この発見は、一種類の酸化剤が多段
階の酸化反応を起こしているということである。また、
アルギン酸を中和するのに水酸化リチウムを用いること
により、過ヨウ素酸塩の酸化を目的とする、アルギン酸
の５重量％以上の溶液が得られることを発見した。これ
らの発見の組み合わせが本発明の基礎となる。
【００１７】ここに述べる発明によれば、以下の段階か
らなり、重合度が２０以下で実質的にマンヌロン酸混入
物を含まないポリグルロン酸の製造方法が提供される。
第一に、アルギン酸を水酸化リチウムを用いて中和する
ことにより水に溶解し、アルギン酸を５重量％以上含有
する溶液を調製する。第二に、過ヨウ素酸または過ヨウ
素酸塩の化学量論的量未満の量を添加することにより、
アルギン酸を酸化する。第三に、遊離ヨウ素が反応混合
物から分離するように、酸化反応を完結させる。第四
に、遊離ヨウ素を分離する。第五に、ポリグルロン酸を
含有する、より低い分子量成分が得られるように、反応
混合物を酸性化し加熱する。第六に、ポリグルロン酸が
選択的に沈殿するように、反応混合物のｐＨを調節す
る。最後に、ポリグルロン酸類を通常の方法により分離
する。
らなり、重合度が２０以下で実質的にマンヌロン酸混入
物を含まないポリグルロン酸の製造方法が提供される。
第一に、アルギン酸を水酸化リチウムを用いて中和する
ことにより水に溶解し、アルギン酸を５重量％以上含有
する溶液を調製する。第二に、過ヨウ素酸または過ヨウ
素酸塩の化学量論的量未満の量を添加することにより、
アルギン酸を酸化する。第三に、遊離ヨウ素が反応混合
物から分離するように、酸化反応を完結させる。第四
に、遊離ヨウ素を分離する。第五に、ポリグルロン酸を
含有する、より低い分子量成分が得られるように、反応
混合物を酸性化し加熱する。第六に、ポリグルロン酸が
選択的に沈殿するように、反応混合物のｐＨを調節す
る。最後に、ポリグルロン酸類を通常の方法により分離
する。
【００１８】
【発明の実施の形態】重合度が２０以下で実質的にマン
ヌロン酸混入物を含まないポリグルロン酸を製造する実
用性のプロセスをここに開示する。実質的にマンヌロン
酸を含まないとは、８重量％以下、より好ましくは５重
量％以下と定義する。
ヌロン酸混入物を含まないポリグルロン酸を製造する実
用性のプロセスをここに開示する。実質的にマンヌロン
酸を含まないとは、８重量％以下、より好ましくは５重
量％以下と定義する。
【００１９】上に述べたように、過ヨウ素酸ナトリウム
を１段階で用いる３段階工程は、アルギン酸の低分子量
加水分解生成物の製法に報告されている。酸化剤として
過ヨウ素酸ナトリウムを使用する段階においては、アル
ギン酸中の隣位の各グリコールが酸化開裂してカルボニ
ル化合物を同時に形成する。その結果生じたアルギン酸
酸化生成物は、部分ジホルミル化アルギン酸として、単
離され、キャラクタリゼーションされる。この酸化反応
の化学量論に基づけば、ヨウ素酸ナトリウムがヨウ素含
有生成物である。上記の第二の酸化段階では、この部分
ジホルミル化アルギン酸を亜塩素酸またはシュウ素水和
物を用いて酸化した。この段階においては、カルボニル
官能性の一部または全てがカルボン酸官能性に酸化され
た。それで生じたアルギン酸酸化生成物は、部分ジカル
ボキシル化アルギン酸として、単離され、キャラクタリ
ゼーションされる。
を１段階で用いる３段階工程は、アルギン酸の低分子量
加水分解生成物の製法に報告されている。酸化剤として
過ヨウ素酸ナトリウムを使用する段階においては、アル
ギン酸中の隣位の各グリコールが酸化開裂してカルボニ
ル化合物を同時に形成する。その結果生じたアルギン酸
酸化生成物は、部分ジホルミル化アルギン酸として、単
離され、キャラクタリゼーションされる。この酸化反応
の化学量論に基づけば、ヨウ素酸ナトリウムがヨウ素含
有生成物である。上記の第二の酸化段階では、この部分
ジホルミル化アルギン酸を亜塩素酸またはシュウ素水和
物を用いて酸化した。この段階においては、カルボニル
官能性の一部または全てがカルボン酸官能性に酸化され
た。それで生じたアルギン酸酸化生成物は、部分ジカル
ボキシル化アルギン酸として、単離され、キャラクタリ
ゼーションされる。
【００２０】理論は定かではないが、本発明において
は、上記二つの酸化段階が、ただ一種の酸化剤、過ヨウ
素酸または過ヨウ素酸塩により進むと見なされる。この
結論は、本発明の条件の下ではヨウ素塩ではなく遊離ヨ
ウ素が主要なヨウ素含有生成物であると言う観察を根拠
にする。同様に理論は定かではないが、この二つの酸化
反応は、過ヨウ素酸ナトリウムが酸化剤として使用され
ている以下の化学量論的式に従って起こるものと考えら
れる。類似した式を、過ヨウ素酸または他の過ヨウ素酸
塩の場合にも書くことができる。
は、上記二つの酸化段階が、ただ一種の酸化剤、過ヨウ
素酸または過ヨウ素酸塩により進むと見なされる。この
結論は、本発明の条件の下ではヨウ素塩ではなく遊離ヨ
ウ素が主要なヨウ素含有生成物であると言う観察を根拠
にする。同様に理論は定かではないが、この二つの酸化
反応は、過ヨウ素酸ナトリウムが酸化剤として使用され
ている以下の化学量論的式に従って起こるものと考えら
れる。類似した式を、過ヨウ素酸または他の過ヨウ素酸
塩の場合にも書くことができる。
【００２１】−ＣＨＯＨ−ＣＨＯＨ− ＋ ＮａＩＯ4
→ ２［−ＣＨＯ」 ＋ ＮａＩＯ3 ２［−ＣＨＯ」＋ＮａＩＯ3 ＋２／５Ｈ2Ｏ → ２
「−ＣＯＯＨ］＋２／５Ｉ 2＋４／５ＮａＯＨ＋１／５
ＮａＩＯ3 第一の酸化の生成物であるヨウ素酸ナトリウムが更にヨ
ウ素に還元され、部分ジカルボキシル化アルギン酸を形
成することになる。これらの式によれば、ヨウ素酸塩の
全量が第二の酸化で消費されるのではない。
→ ２［−ＣＨＯ」 ＋ ＮａＩＯ3 ２［−ＣＨＯ」＋ＮａＩＯ3 ＋２／５Ｈ2Ｏ → ２
「−ＣＯＯＨ］＋２／５Ｉ 2＋４／５ＮａＯＨ＋１／５
ＮａＩＯ3 第一の酸化の生成物であるヨウ素酸ナトリウムが更にヨ
ウ素に還元され、部分ジカルボキシル化アルギン酸を形
成することになる。これらの式によれば、ヨウ素酸塩の
全量が第二の酸化で消費されるのではない。
【００２２】過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩とアルギン
酸との反応化学が単純には上記のようには起こらないと
しても、アルギン酸を容易に加水分解される中間生成物
に酸化するという過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩の用途
が、本発明のキーポイントである。これらの容易に加水
分解可能な中間生成物は、反応混合物から分離する遊離
ヨウ素の量が不変になるように、酸化反応を完結させた
時に得られる。
酸との反応化学が単純には上記のようには起こらないと
しても、アルギン酸を容易に加水分解される中間生成物
に酸化するという過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩の用途
が、本発明のキーポイントである。これらの容易に加水
分解可能な中間生成物は、反応混合物から分離する遊離
ヨウ素の量が不変になるように、酸化反応を完結させた
時に得られる。
【００２３】本発明で出発原料として使用するアルギン
酸は、市場で入手できるいかなるアルギン酸でもよい。
しかし、ポリグルロン酸が目的とする生成物であるの
で、グルロン酸が高濃度であるアルギン酸が好ましい。
海草、Laminaria hyperboreaおよびLessonia flavicans
から抽出したアルギン酸が特にグルロン酸濃度が高く、
グルロン酸対マンヌロン酸の比率がほぼ二対一である。
加水分解溶液の粘度を比較的に低く保つ目的のため、出
発原料としては低分子量のアルギン酸が好ましい。本発
明においては、分子量が５０，０００ｇ／ｍｏｌｅ以下
のアルギン酸が好ましい。好ましい出発原料は、Kibun
Food Kemifaから入手できる「超低粘度アルギン酸」で
ある。
酸は、市場で入手できるいかなるアルギン酸でもよい。
しかし、ポリグルロン酸が目的とする生成物であるの
で、グルロン酸が高濃度であるアルギン酸が好ましい。
海草、Laminaria hyperboreaおよびLessonia flavicans
から抽出したアルギン酸が特にグルロン酸濃度が高く、
グルロン酸対マンヌロン酸の比率がほぼ二対一である。
加水分解溶液の粘度を比較的に低く保つ目的のため、出
発原料としては低分子量のアルギン酸が好ましい。本発
明においては、分子量が５０，０００ｇ／ｍｏｌｅ以下
のアルギン酸が好ましい。好ましい出発原料は、Kibun
Food Kemifaから入手できる「超低粘度アルギン酸」で
ある。
【００２４】本発明のもう一つの重要なポイントは、過
ヨウ素酸塩酸化の目的のために、水酸化リチウムを用い
てアルギン酸を中和することにより、アルギン酸の５重
量％またはそれ以上の溶液が得られることである。出発
原料であるグルロン酸が高濃度のアルギン酸に対して
は、アルギン酸を中和するのに水酸化リチウムを用いた
時のみに、濃厚溶液が得られる。出発原料であるグルロ
ン酸濃度が高くないアルギン酸（従って、ポリグルロン
酸を得るのに望ましくない）に対しては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシ
ウムなどの他のアルカリ金属水酸化物が使用できる。し
かし、出発原料のアルギン酸の組成に関係なく、水酸化
リチウム中和により、他種の金属水酸化物を用いて得ら
れる溶液よりもより濃厚な溶液を作製することができ
る。その取扱の容易さから、本発明での使用には水酸化
リチウム一水和物が、水酸化リチウムの好ましい固体形
態である。
ヨウ素酸塩酸化の目的のために、水酸化リチウムを用い
てアルギン酸を中和することにより、アルギン酸の５重
量％またはそれ以上の溶液が得られることである。出発
原料であるグルロン酸が高濃度のアルギン酸に対して
は、アルギン酸を中和するのに水酸化リチウムを用いた
時のみに、濃厚溶液が得られる。出発原料であるグルロ
ン酸濃度が高くないアルギン酸（従って、ポリグルロン
酸を得るのに望ましくない）に対しては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシ
ウムなどの他のアルカリ金属水酸化物が使用できる。し
かし、出発原料のアルギン酸の組成に関係なく、水酸化
リチウム中和により、他種の金属水酸化物を用いて得ら
れる溶液よりもより濃厚な溶液を作製することができ
る。その取扱の容易さから、本発明での使用には水酸化
リチウム一水和物が、水酸化リチウムの好ましい固体形
態である。
【００２５】アミン等の有機塩基も、アルギン酸を中和
して濃厚溶液を得るのに使用できる。しかし中和から生
じるプロトン化有機塩基が過ヨウ素酸および過ヨウ素酸
塩により容易に酸化されるので、本発明では有機塩基類
は有用ではない。酸化目的物がアルギン酸でありプロト
ン化有機塩基ではないので、アルギン酸を中和するのに
有機塩基を使用した場合には、アルギン酸とプロトン化
有機塩基の間の競合的酸化は望ましくなく無駄となる。
して濃厚溶液を得るのに使用できる。しかし中和から生
じるプロトン化有機塩基が過ヨウ素酸および過ヨウ素酸
塩により容易に酸化されるので、本発明では有機塩基類
は有用ではない。酸化目的物がアルギン酸でありプロト
ン化有機塩基ではないので、アルギン酸を中和するのに
有機塩基を使用した場合には、アルギン酸とプロトン化
有機塩基の間の競合的酸化は望ましくなく無駄となる。
【００２６】本発明の第一段階として、水酸化リチウム
による中和によってアルギン酸を水に溶解し、アルギン
酸を５重量％またはそれ以上含有する溶液を作製する。
中和に使用する水酸化リチウムの量は、水溶性のｐＨが
３．８またはそれ以上かつ、５．０以下となる量であ
る。市販品のアルギン酸では、このｐＨ領域で得られる
溶液は一般に少量の不溶な不純物を含む。必要とあれ
ば、過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩の添加の前に、これ
ら不純物は濾過により容易に除去できる。３．８より低
いｐＨ値では、アルギン酸の全部は溶解しない。５．０
より高いｐＨ値では、ヨウ素含有生成物として遊離ヨウ
素を形成する過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩とアルギン
酸との酸化反応は、許容できないほど緩慢となる。Kibu
n Food Kemifaの「超低粘度アルギン酸」では、水酸化
リチウム一水和物の７７モル％による中和により、約ｐ
Ｈ４．１の溶液が生じる。
による中和によってアルギン酸を水に溶解し、アルギン
酸を５重量％またはそれ以上含有する溶液を作製する。
中和に使用する水酸化リチウムの量は、水溶性のｐＨが
３．８またはそれ以上かつ、５．０以下となる量であ
る。市販品のアルギン酸では、このｐＨ領域で得られる
溶液は一般に少量の不溶な不純物を含む。必要とあれ
ば、過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩の添加の前に、これ
ら不純物は濾過により容易に除去できる。３．８より低
いｐＨ値では、アルギン酸の全部は溶解しない。５．０
より高いｐＨ値では、ヨウ素含有生成物として遊離ヨウ
素を形成する過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩とアルギン
酸との酸化反応は、許容できないほど緩慢となる。Kibu
n Food Kemifaの「超低粘度アルギン酸」では、水酸化
リチウム一水和物の７７モル％による中和により、約ｐ
Ｈ４．１の溶液が生じる。
【００２７】次の段階では、過ヨウ素酸または過ヨウ素
酸塩の化学量論的量未満の量を添加する方法により、ア
ルギン酸を酸化する。過ヨウ素酸は次の分子式を有す：
Ｈ5ＩＯ6。過ヨウ素酸塩には、限定はしないが、過ヨウ
素酸ナトリウム（メタ過ヨウ素酸塩）：ＮａＩＯ4 、パ
ラ過ヨウ素酸ナトリウム：Ｎａ3Ｈ2ＩＯ6 および過ヨウ
素酸カリウム：ＫＩＯ4が含まれる。本発明の過ヨウ素
酸または過ヨウ素酸塩の化学量論的量未満の量は、５モ
ル％より多く、５０モル％未満の量を言う。化学量論的
値が５モル％未満では、酸性加水分解で得られるポリグ
ルロン酸は重合度が２０以上となる。化学量論的値が５
０モル％を越えると、ポリグルロン酸の収量は許容でき
ない低さになり、典型的には５％以下となる。過ヨウ素
酸または過ヨウ素酸塩は固体または水性溶液として添加
できるが、固体が好ましい。過ヨウ素酸または過ヨウ素
酸塩の添加およびそれに続く初期反応の間は、アルギン
酸溶液の強撹はんおよび冷却が好ましい。一次酸化反応
で発熱するため、その冷却は重要である。
酸塩の化学量論的量未満の量を添加する方法により、ア
ルギン酸を酸化する。過ヨウ素酸は次の分子式を有す：
Ｈ5ＩＯ6。過ヨウ素酸塩には、限定はしないが、過ヨウ
素酸ナトリウム（メタ過ヨウ素酸塩）：ＮａＩＯ4 、パ
ラ過ヨウ素酸ナトリウム：Ｎａ3Ｈ2ＩＯ6 および過ヨウ
素酸カリウム：ＫＩＯ4が含まれる。本発明の過ヨウ素
酸または過ヨウ素酸塩の化学量論的量未満の量は、５モ
ル％より多く、５０モル％未満の量を言う。化学量論的
値が５モル％未満では、酸性加水分解で得られるポリグ
ルロン酸は重合度が２０以上となる。化学量論的値が５
０モル％を越えると、ポリグルロン酸の収量は許容でき
ない低さになり、典型的には５％以下となる。過ヨウ素
酸または過ヨウ素酸塩は固体または水性溶液として添加
できるが、固体が好ましい。過ヨウ素酸または過ヨウ素
酸塩の添加およびそれに続く初期反応の間は、アルギン
酸溶液の強撹はんおよび冷却が好ましい。一次酸化反応
で発熱するため、その冷却は重要である。
【００２８】次の段階では、遊離ヨウ素が反応混合物か
ら分離するように酸化反応を完結させる。発熱する一次
酸化反応の完結後に、反応混合物を常温まで加温する
と、ヨウ素が析出を始める。反応混合物から分離する遊
離ヨウ素の量が不変になるように、この反応を進める最
も簡単な手段は、反応混合物を加熱することである。固
体ヨウ素は高い蒸気圧を持つので、密閉系、または、ヨ
ウ素を特に集める溶液を通るヨウ素換気系において、加
熱するのが最もよい。この加熱した反応混合物の温度
は、酸化物中間体の遊離ヨウ素への適度に速い反応が得
られる約４０℃以上が好ましい。本発明の発明者は、酸
化物中間体の遊離ヨウ素への反応を加速するような有力
な触媒を研究していないが、触媒の添加は確かにこの発
明の範囲内に入っている。
ら分離するように酸化反応を完結させる。発熱する一次
酸化反応の完結後に、反応混合物を常温まで加温する
と、ヨウ素が析出を始める。反応混合物から分離する遊
離ヨウ素の量が不変になるように、この反応を進める最
も簡単な手段は、反応混合物を加熱することである。固
体ヨウ素は高い蒸気圧を持つので、密閉系、または、ヨ
ウ素を特に集める溶液を通るヨウ素換気系において、加
熱するのが最もよい。この加熱した反応混合物の温度
は、酸化物中間体の遊離ヨウ素への適度に速い反応が得
られる約４０℃以上が好ましい。本発明の発明者は、酸
化物中間体の遊離ヨウ素への反応を加速するような有力
な触媒を研究していないが、触媒の添加は確かにこの発
明の範囲内に入っている。
【００２９】反応を完結させた後に、通常の方法により
遊離ヨウ素を反応混合物から分離する。このような方法
には、濾過、遠心分離および水蒸気蒸留が含まれる。ヨ
ウ素を過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩として再生するた
めの精製および回収工程は、米国特許第3,607,694号、
米国特許第3,681,213号、および、米国特許第3,703,508
号各公報に開示されている。
遊離ヨウ素を反応混合物から分離する。このような方法
には、濾過、遠心分離および水蒸気蒸留が含まれる。ヨ
ウ素を過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩として再生するた
めの精製および回収工程は、米国特許第3,607,694号、
米国特許第3,681,213号、および、米国特許第3,703,508
号各公報に開示されている。
【００３０】次の段階では、この酸化された中間体生成
物が、ポリグルロン酸を含む、より低分子量の成分に加
水分解するように、反応混合物を酸性化し、加熱する。
先に記したように、酸化された中間体生成物の加水分解
の容易さが、本発明のキーポイントである。加熱の間ま
たは加熱の前に、反応混合物をｐＨ３．５以下まで酸性
化する。３．５より大きいｐＨ値では、加水分解は許容
できないほど緩慢になる。約３．２以上および３．５以
下ののｐＨ値では、酸性加水分解反応は均一系である。
約３．２以下のｐＨ値では、酸性加水分解反応は不均一
系である。一般に、酸性加水分解反応の速度を上げると
いう見地からは、より低いｐＨ値の方が好ましい。
物が、ポリグルロン酸を含む、より低分子量の成分に加
水分解するように、反応混合物を酸性化し、加熱する。
先に記したように、酸化された中間体生成物の加水分解
の容易さが、本発明のキーポイントである。加熱の間ま
たは加熱の前に、反応混合物をｐＨ３．５以下まで酸性
化する。３．５より大きいｐＨ値では、加水分解は許容
できないほど緩慢になる。約３．２以上および３．５以
下ののｐＨ値では、酸性加水分解反応は均一系である。
約３．２以下のｐＨ値では、酸性加水分解反応は不均一
系である。一般に、酸性加水分解反応の速度を上げると
いう見地からは、より低いｐＨ値の方が好ましい。
【００３１】この段階においては、中間体生成物がポリ
グルロン酸を含むより低分子量の成分に加水分解される
に十分な時間、酸性反応混合物を８０℃以上の温度で加
熱する。８０℃以下の温度も用いることができるが、加
水分解の速度はそれに応じて遅くなる。加水分解は、大
気圧下よりも水の沸点が高い温度になるような、圧力容
器内で行ってもよい。一般的には、約１２０℃を越える
温度では、加水分解反応と競合する多糖類生成物の分解
反応が顕著になるので、約１２０℃以下の温度が好まし
い。
グルロン酸を含むより低分子量の成分に加水分解される
に十分な時間、酸性反応混合物を８０℃以上の温度で加
熱する。８０℃以下の温度も用いることができるが、加
水分解の速度はそれに応じて遅くなる。加水分解は、大
気圧下よりも水の沸点が高い温度になるような、圧力容
器内で行ってもよい。一般的には、約１２０℃を越える
温度では、加水分解反応と競合する多糖類生成物の分解
反応が顕著になるので、約１２０℃以下の温度が好まし
い。
【００３２】この加水分解の段階は、常圧下または不活
性雰囲気下で実施してもよく、不活性雰囲気下が生成物
の空気酸化が最小になるので好ましい。高純度窒素の不
活性雰囲気下が費用の見地から好ましい。
性雰囲気下で実施してもよく、不活性雰囲気下が生成物
の空気酸化が最小になるので好ましい。高純度窒素の不
活性雰囲気下が費用の見地から好ましい。
【００３３】中間体生成物を、ポリグルロン酸を含むよ
り低分子量の成分に加水分解するのに要する時間は、幾
つかの因子に依存している。一つの因子は酸性反応混合
物の温度である。第二の因子は出発原料中のアルギン酸
の初期濃度である。第三の因子は、出発原料中のアルギ
ン酸の量に対応する、アルギン酸の酸化に使用する過ヨ
ウ素酸または過ヨウ素酸塩の量である。上述のように、
第四の因子は酸性反応混合物のｐＨ値である。加水分解
反応の完結を確定するのに、各種の分析技術が使用でき
る。典型的な手法としては、酸性反応混合物の分取を定
期的に取り出し、ポリグルロン酸成分を単離する。次
に、この成分を1Ｈ ＮＭＲおよびゲル透過クロマトグ
ラフィーを含む各種技術により分析する。
り低分子量の成分に加水分解するのに要する時間は、幾
つかの因子に依存している。一つの因子は酸性反応混合
物の温度である。第二の因子は出発原料中のアルギン酸
の初期濃度である。第三の因子は、出発原料中のアルギ
ン酸の量に対応する、アルギン酸の酸化に使用する過ヨ
ウ素酸または過ヨウ素酸塩の量である。上述のように、
第四の因子は酸性反応混合物のｐＨ値である。加水分解
反応の完結を確定するのに、各種の分析技術が使用でき
る。典型的な手法としては、酸性反応混合物の分取を定
期的に取り出し、ポリグルロン酸成分を単離する。次
に、この成分を1Ｈ ＮＭＲおよびゲル透過クロマトグ
ラフィーを含む各種技術により分析する。
【００３４】加水分解が完全と判定されたならば、ポリ
グルロン酸が選択的に沈殿するように、酸性反応混合物
を室温まで冷却し、反応混合物のｐＨを調節する。ポリ
グルロン酸は、反応混合物のｐＨを３．０以上、３．４
以下の値に調節することにより選択的に沈殿する。ポリ
グルロン酸とポリマンヌロン酸のｐＫa はそれぞれ３．
６５と３．３８と報告されている。この差異に基づき、
本発明の特許請求の範囲で定めるｐＨ値が得られるよう
に、反応混合物のｐＨを調節すれば、溶液内に溶存した
ままのポリマンヌロン酸から、ポリグルロン酸を選択的
に沈殿させられる。本発明では、ｐＨを調節するのに各
種の水溶性の酸または塩基が使用できる。酸は好ましく
は非酸化性の無機酸であり、その例としては塩酸であ
る。好ましい塩基は水酸化リチウム一水和物の水溶液で
ある。
グルロン酸が選択的に沈殿するように、酸性反応混合物
を室温まで冷却し、反応混合物のｐＨを調節する。ポリ
グルロン酸は、反応混合物のｐＨを３．０以上、３．４
以下の値に調節することにより選択的に沈殿する。ポリ
グルロン酸とポリマンヌロン酸のｐＫa はそれぞれ３．
６５と３．３８と報告されている。この差異に基づき、
本発明の特許請求の範囲で定めるｐＨ値が得られるよう
に、反応混合物のｐＨを調節すれば、溶液内に溶存した
ままのポリマンヌロン酸から、ポリグルロン酸を選択的
に沈殿させられる。本発明では、ｐＨを調節するのに各
種の水溶性の酸または塩基が使用できる。酸は好ましく
は非酸化性の無機酸であり、その例としては塩酸であ
る。好ましい塩基は水酸化リチウム一水和物の水溶液で
ある。
【００３５】選択的沈殿の後、ポリグルロン酸を通常の
方法により分離する。そのような方法には、濾過及び遠
心分離が含まれる。次に、この生成物を酸性の水および
／またはアルコール水溶液で洗浄し、その後、通常の方
法で乾燥する。
方法により分離する。そのような方法には、濾過及び遠
心分離が含まれる。次に、この生成物を酸性の水および
／またはアルコール水溶液で洗浄し、その後、通常の方
法で乾燥する。
【００３６】本発明の方法により生成したポリグルロン
酸は、重合度が２０未満であり、８％未満のマンヌロン
酸を含有することが1Ｈ ＮＭＲにより確認される。酸
化重水素ナトリウム（ＮａＯＤ）の重水の溶液を用い
て、重水（Ｄ2Ｏ）にポリグルロン酸を中和して溶解す
ることにより、ＮＭＲ用の試料を調製する。９０℃にお
けるポリウロン酸中のグルロン酸とマンヌロン酸のＨ‐
１（内部）ピークは、内部対照標準試料である３‐（ト
リメチルシリル）プロピオン酸‐ｄ4ナトリウムに対し
て、それぞれ５．０５ｐｐｍと４．６７〜４．７０ｐｐ
ｍに現れる。この二つのピークの総和面積から、ポリグ
ルロン酸生成物中のマンヌロン酸不純物の量が算出でき
る。９０℃におけるポリグルロン酸とポリマンヌロン酸
のαおよびβアノマーのＨ‐１（還元性端部）ピーク
は、内部対照標準試料である３‐（トリメチルシリル）
プロピオン酸‐ｄ4ナトリウムに対して、それぞれ５．
２１ｐｐｍと４．８４〜４．８９ｐｐｍに現れる。全て
のＨ‐１ピーク（αアノマーピーク、βアノマーピー
ク、内部グルロン酸Ｈ‐１ピークおよび内部マンヌロン
酸Ｈ‐１ピーク）を合わせた総和面積に対する、αおよ
びβアノマーの各ピークを合わせた総和面積の比較か
ら、ポリグルロン酸生成物の重合度が算出できる。
酸は、重合度が２０未満であり、８％未満のマンヌロン
酸を含有することが1Ｈ ＮＭＲにより確認される。酸
化重水素ナトリウム（ＮａＯＤ）の重水の溶液を用い
て、重水（Ｄ2Ｏ）にポリグルロン酸を中和して溶解す
ることにより、ＮＭＲ用の試料を調製する。９０℃にお
けるポリウロン酸中のグルロン酸とマンヌロン酸のＨ‐
１（内部）ピークは、内部対照標準試料である３‐（ト
リメチルシリル）プロピオン酸‐ｄ4ナトリウムに対し
て、それぞれ５．０５ｐｐｍと４．６７〜４．７０ｐｐ
ｍに現れる。この二つのピークの総和面積から、ポリグ
ルロン酸生成物中のマンヌロン酸不純物の量が算出でき
る。９０℃におけるポリグルロン酸とポリマンヌロン酸
のαおよびβアノマーのＨ‐１（還元性端部）ピーク
は、内部対照標準試料である３‐（トリメチルシリル）
プロピオン酸‐ｄ4ナトリウムに対して、それぞれ５．
２１ｐｐｍと４．８４〜４．８９ｐｐｍに現れる。全て
のＨ‐１ピーク（αアノマーピーク、βアノマーピー
ク、内部グルロン酸Ｈ‐１ピークおよび内部マンヌロン
酸Ｈ‐１ピーク）を合わせた総和面積に対する、αおよ
びβアノマーの各ピークを合わせた総和面積の比較か
ら、ポリグルロン酸生成物の重合度が算出できる。
【００３７】（実施例）本発明を以下の特定の例により
更に明確にする。いずれの操作も換気の良好なドラフト
フード内で実施した。
更に明確にする。いずれの操作も換気の良好なドラフト
フード内で実施した。
【００３８】＜ポリグルロン酸の生成＞アルギン酸（超
低粘度アルギン酸；Kibun Food Kemifa；日本）の１５
０ｇを、１０００ｍＬビーカー内の脱イオン水６００ｍ
Ｌでスラリー化した。このスラリーをオーバーヘッド式
撹はん装置により撹き混ぜながら、スラリーに水酸化リ
チウム一水和物の２７．６５ｇを加えた。アルギン酸が
溶解し、約ｐＨ４．１の溶液を作製した。脱イオン水を
加え、全容積が７５０ｍＬの溶液とした。次に、この溶
液を氷浴中で５℃以下の温度に冷却した。冷却した溶液
を撹はん装置を用いて激しく撹き混ぜながら、過ヨウ素
酸ナトリウムの４３．７５ｇを一気に加えた。この冷却
した溶液を一時間激しく撹き混ぜた後、氷浴から出し、
撹き混ぜた溶液を常温まで昇温させた。次いで、撹はん
下に濃塩酸溶液の８ｇを添加した。ビーカーを覆い、ビ
ーカーを１２時間放置した。この間に、若干の固体ヨウ
素がビーカの底に析出した。反応混合物を２Ｌの肉厚で
蓋付きＰＦＡ容器に移した。この容器の口のねじ山には
テフロンテープを巻き、蓋は緊密に密閉されている。こ
の密閉容器を、鉛の重りを用いて７０℃の水浴中に８時
間浸した。室温まで冷却した後、この密閉容器を開口
し、混合物を＃４ Whatman濾紙のシートを通して濾過し
た。濾紙上に収集したヨウ素を標準処方により処分し
た。濾液を、還流冷却器が付設された丸底フラスコに移
した。ｎ‐オクチルアルコールの２ｍＬを添加した後
に、この混合物をマグネチックスターラーで攪はんしな
がら、加熱して２時間還流した。混合物の撹はんと還流
を継続しながら、混合物のｐＨが１．０になるまで、濃
塩酸をゆっくりと還流冷却器を通して添加した。ｐＨ値
は、０．８から２．０の範囲のHydrion Microfine ｐＨ
試験紙を用いて推定した。この酸の添加により、純白で
はない固体の沈殿が生じた。混合物を更に７時間還流し
ながら加熱した。混合物を常温まで冷却させた後、固形
物を、細孔（細孔径：１６−４０ミクロン）溶融グラス
フィルターを用いた真空濾過により収集した。この湿っ
た固形物を、脱イオン水の約６００ｍＬと共に１Ｌビー
カーに移した。このスラリーを撹き混ぜながら、固形物
の全量が溶解するまで、トリエチルアミンをゆっくりと
添加した。生じた溶液のｐＨが約７であることを、５．
５から８．０の範囲のMicrofine ｐＨ試験紙を用いて確
認した。この得られた溶液を、＃２ Whatman濾紙のシー
トを通して濾過した。次に、低分子量のポリグルロン酸
とポリマンヌロン酸を含有するこの溶液に、混合物のｐ
Ｈが、１．３から４．４の範囲のMicrofine ｐＨ試験紙
を用いて確認したときに、３．１の値になるまで、６Ｎ
塩酸をゆっくりと添加した。沈殿した固体を、細孔（細
孔径：１６−４０ミクロン）溶融グラスフィルターを用
いた真空濾過により収集した。この湿った固形物を、脱
イオン水の約２５０ｍＬと共に１Ｌビーカーに移した。
このスラリーを撹き混ぜながら、９５％エタノールの５
００ｍｌをゆっくりと撹はんしながら加えた。１時間撹
き混ぜた後、固体を細孔（細孔径：１６−４０ミクロ
ン）溶融グラスフィルターを用いた真空濾過により収集
した。この固体を幾らかの９５％エタノールで洗浄し、
次いで風乾に処した。最後に、一定重量になるまでその
固体を真空下で乾燥した。生成物の収量は１７ｇであっ
た。試料の約１０ｍｇに、マイクロシリンジを用いて少
量の酸化重水素ナトリウムを含有した重水を添加するこ
とにより、０．４ｍＬの重水に溶解した。８０℃で1Ｈ
ＮＭＲスペクトルを測定し、ポリウロン酸内のグルロ
ン酸のＨ‐１（内部）ピーク、ポリウロン酸内のマンヌ
ロン酸のＨ‐１（内部）ピーク、各αアノマーのＨ‐１
（還元性端部）ピークおよび各βアノマーのＨ‐１（還
元性端部）ピークに対応する各ピークの総和を求めた。
その総和の値を以下に示す表１に挙げる。このスペクト
ルの領域を図１に示す。
低粘度アルギン酸；Kibun Food Kemifa；日本）の１５
０ｇを、１０００ｍＬビーカー内の脱イオン水６００ｍ
Ｌでスラリー化した。このスラリーをオーバーヘッド式
撹はん装置により撹き混ぜながら、スラリーに水酸化リ
チウム一水和物の２７．６５ｇを加えた。アルギン酸が
溶解し、約ｐＨ４．１の溶液を作製した。脱イオン水を
加え、全容積が７５０ｍＬの溶液とした。次に、この溶
液を氷浴中で５℃以下の温度に冷却した。冷却した溶液
を撹はん装置を用いて激しく撹き混ぜながら、過ヨウ素
酸ナトリウムの４３．７５ｇを一気に加えた。この冷却
した溶液を一時間激しく撹き混ぜた後、氷浴から出し、
撹き混ぜた溶液を常温まで昇温させた。次いで、撹はん
下に濃塩酸溶液の８ｇを添加した。ビーカーを覆い、ビ
ーカーを１２時間放置した。この間に、若干の固体ヨウ
素がビーカの底に析出した。反応混合物を２Ｌの肉厚で
蓋付きＰＦＡ容器に移した。この容器の口のねじ山には
テフロンテープを巻き、蓋は緊密に密閉されている。こ
の密閉容器を、鉛の重りを用いて７０℃の水浴中に８時
間浸した。室温まで冷却した後、この密閉容器を開口
し、混合物を＃４ Whatman濾紙のシートを通して濾過し
た。濾紙上に収集したヨウ素を標準処方により処分し
た。濾液を、還流冷却器が付設された丸底フラスコに移
した。ｎ‐オクチルアルコールの２ｍＬを添加した後
に、この混合物をマグネチックスターラーで攪はんしな
がら、加熱して２時間還流した。混合物の撹はんと還流
を継続しながら、混合物のｐＨが１．０になるまで、濃
塩酸をゆっくりと還流冷却器を通して添加した。ｐＨ値
は、０．８から２．０の範囲のHydrion Microfine ｐＨ
試験紙を用いて推定した。この酸の添加により、純白で
はない固体の沈殿が生じた。混合物を更に７時間還流し
ながら加熱した。混合物を常温まで冷却させた後、固形
物を、細孔（細孔径：１６−４０ミクロン）溶融グラス
フィルターを用いた真空濾過により収集した。この湿っ
た固形物を、脱イオン水の約６００ｍＬと共に１Ｌビー
カーに移した。このスラリーを撹き混ぜながら、固形物
の全量が溶解するまで、トリエチルアミンをゆっくりと
添加した。生じた溶液のｐＨが約７であることを、５．
５から８．０の範囲のMicrofine ｐＨ試験紙を用いて確
認した。この得られた溶液を、＃２ Whatman濾紙のシー
トを通して濾過した。次に、低分子量のポリグルロン酸
とポリマンヌロン酸を含有するこの溶液に、混合物のｐ
Ｈが、１．３から４．４の範囲のMicrofine ｐＨ試験紙
を用いて確認したときに、３．１の値になるまで、６Ｎ
塩酸をゆっくりと添加した。沈殿した固体を、細孔（細
孔径：１６−４０ミクロン）溶融グラスフィルターを用
いた真空濾過により収集した。この湿った固形物を、脱
イオン水の約２５０ｍＬと共に１Ｌビーカーに移した。
このスラリーを撹き混ぜながら、９５％エタノールの５
００ｍｌをゆっくりと撹はんしながら加えた。１時間撹
き混ぜた後、固体を細孔（細孔径：１６−４０ミクロ
ン）溶融グラスフィルターを用いた真空濾過により収集
した。この固体を幾らかの９５％エタノールで洗浄し、
次いで風乾に処した。最後に、一定重量になるまでその
固体を真空下で乾燥した。生成物の収量は１７ｇであっ
た。試料の約１０ｍｇに、マイクロシリンジを用いて少
量の酸化重水素ナトリウムを含有した重水を添加するこ
とにより、０．４ｍＬの重水に溶解した。８０℃で1Ｈ
ＮＭＲスペクトルを測定し、ポリウロン酸内のグルロ
ン酸のＨ‐１（内部）ピーク、ポリウロン酸内のマンヌ
ロン酸のＨ‐１（内部）ピーク、各αアノマーのＨ‐１
（還元性端部）ピークおよび各βアノマーのＨ‐１（還
元性端部）ピークに対応する各ピークの総和を求めた。
その総和の値を以下に示す表１に挙げる。このスペクト
ルの領域を図１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】ポリグルロン酸生成物中のマンヌロン酸不
純物の量は、グルロン酸とマンヌロン酸のＨ‐１（内
部）ピークの総和値から計算した。その計算は以下のよ
うになる。
純物の量は、グルロン酸とマンヌロン酸のＨ‐１（内
部）ピークの総和値から計算した。その計算は以下のよ
うになる。
【００４１】 マンヌロン酸不純物（％） ＝ １００ × ２５７／（２５７＋３９５２） ＝ ６．１％ ポリグルロン酸生成物の重合度は、αとβのアノマーの
ピークを合わせた総和面積および全てのＨ‐１ピーク
（αアノマーのピーク、βアノマーのピーク、内部グル
ロン酸のＨ‐１ピークおよび内部マンヌロン酸のＨ‐１
ピーク）から算出した。その計算は以下のようになる。
ピークを合わせた総和面積および全てのＨ‐１ピーク
（αアノマーのピーク、βアノマーのピーク、内部グル
ロン酸のＨ‐１ピークおよび内部マンヌロン酸のＨ‐１
ピーク）から算出した。その計算は以下のようになる。
【００４２】 重合度 ＝ （２５７＋３９５２＋２１８＋７１）／（２１８＋７１） ＝ １５．６
【図１】８０℃で測定したポリグルロン酸試料の1Ｈ
ＮＭＲスペクトルである。この図に示すスペクトルの領
域は以下のピークを含む。ポリウロン酸内のグルロン酸
のＨ‐１（内部）ピーク、ポリウロン酸内のマンヌロン
酸のＨ‐１（内部）ピーク、各αアノマーのＨ‐１（還
元性端部）ピークおよび各βアノマーのＨ‐１（還元性
端部）ピーク。
ＮＭＲスペクトルである。この図に示すスペクトルの領
域は以下のピークを含む。ポリウロン酸内のグルロン酸
のＨ‐１（内部）ピーク、ポリウロン酸内のマンヌロン
酸のＨ‐１（内部）ピーク、各αアノマーのＨ‐１（還
元性端部）ピークおよび各βアノマーのＨ‐１（還元性
端部）ピーク。
Claims (9)
- 【請求項１】 以下の段階からなり、重合度が２０未満
で実質的にマンヌロン酸混入物を含まないポリグルロン
酸の製造方法。 （ａ） 水酸化リチウムで中和したアルギン酸を水に溶
解し、アルギン酸の５重量％またはそれ以上を含む酸性
溶液を調製する； （ｂ） 過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩の化学量論的量
未満の量を溶液に添加することにより、前記アルギン酸
を酸化する； （ｃ） 遊離ヨウ素が反応混合物から分離するように、
酸化反応を完結またはほぼ完結させる； （ｄ） 遊離ヨウ素を反応混合物から分離する； （ｅ） ポリグルロン酸を含有する、より低分子量の成
分が得られるように、前記反応混合物を酸性化し加熱す
る； （ｆ） ポリグルロン酸を選択的に沈殿させるように、
反応混合物のｐＨを調節する； （ｇ） 反応混合物からポリグルロン酸を分離する。 - 【請求項２】 水酸化リチウムによりアルギン酸を中和
することで得られる酸性溶液が、３．８以上であり、
５．０以下であるｐＨ値を有すことを特徴とする請求項
１記載の方法。 - 【請求項３】 過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩の化学量
論的量未満の量が、５モル％より多く、５０モル％より
少ないことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 過ヨウ素酸塩が、過ヨウ素酸ナトリウ
ム：ＮａＩＯ4、パラ過ヨウ素酸ナトリウム：Ｎａ3Ｈ2
ＩＯ6：および過ヨウ素酸カリウム：ＫＩＯ4からなる群
から選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 反応混合物を加熱することにより、酸化
反応を完結させることを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項６】 反応混合物が、３．５以下のｐＨ値にな
るように反応混合物を酸性化することを特徴とする請求
項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記の酸性化した反応混合物を、８０゜
Ｃ以上の温度に加熱することを特徴とする請求項１記載
の方法。 - 【請求項８】 反応混合物のｐＨを、３．０以上であ
り、３．４以下である値に調節することにより、ポリグ
ルロン酸を選択的に沈殿させるすることを特徴とする請
求項１記載の方法。 - 【請求項９】 アルギン酸が、５０，０００ｇ／ｍｏｌ
ｅ以下の分子量を有すことを特徴とする請求項１記載の
方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP05067099A JP4186294B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | ポリグルロン酸の製造方法 |
| AT00103896T ATE248862T1 (de) | 1999-02-26 | 2000-02-24 | Verfahren zur herstellung von polyguluronsäuren |
| DE2000604904 DE60004904T2 (de) | 1999-02-26 | 2000-02-24 | Verfahren zur Herstellung von Polyguluronsäuren |
| EP20000103896 EP1035136B1 (en) | 1999-02-26 | 2000-02-24 | Process for the manufacture of polyguluronic acids |
| US09/513,639 US6586589B1 (en) | 1999-02-26 | 2000-02-25 | Process for treating alginic acid to produce polyguluronic acids or concentrated solutions for use in producing polyguluronic acids |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1035136B1 (ja) |
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| AT (1) | ATE248862T1 (ja) |
| DE (1) | DE60004904T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007530718A (ja) * | 2004-03-24 | 2007-11-01 | 中国海洋大学 | アルギンオリゴ糖及びその誘導体、並びにそれらの調製と用途 |
| JP2016111957A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 伊那食品工業株式会社 | 多糖類水溶液の製造方法、それによって得られた多糖類水溶液及び多糖類水溶液を含む食品 |
| JP2017501221A (ja) * | 2013-12-23 | 2017-01-12 | ノルウェージャン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー（エヌティーエヌユー） | がん治療におけるオリゴウロン酸塩の使用 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040161741A1 (en) | 2001-06-30 | 2004-08-19 | Elazar Rabani | Novel compositions and processes for analyte detection, quantification and amplification |
| WO2004011502A1 (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-05 | Seiko Epson Corporation | ポリウロン酸誘導体およびポリウロン酸誘導体を含んでなる水性インク組成物 |
| CN108430458B (zh) | 2015-10-26 | 2022-05-10 | 哈佛学院院长等 | 还原和氧化的多糖及其使用方法 |
| CN109167063A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-08 | 广东工业大学 | 一种人工固态电解质界面层保护的金属锂负极及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6642363B1 (en) * | 1996-09-19 | 2003-11-04 | The Regents Of The University Of Michigan | Polymers containing polysaccharides such as alginates or modified alginates |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP05067099A patent/JP4186294B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-02-24 EP EP20000103896 patent/EP1035136B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-24 DE DE2000604904 patent/DE60004904T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-24 AT AT00103896T patent/ATE248862T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-02-25 US US09/513,639 patent/US6586589B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2007530718A (ja) * | 2004-03-24 | 2007-11-01 | 中国海洋大学 | アルギンオリゴ糖及びその誘導体、並びにそれらの調製と用途 |
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| JP2017501221A (ja) * | 2013-12-23 | 2017-01-12 | ノルウェージャン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー（エヌティーエヌユー） | がん治療におけるオリゴウロン酸塩の使用 |
| JP2016111957A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 伊那食品工業株式会社 | 多糖類水溶液の製造方法、それによって得られた多糖類水溶液及び多糖類水溶液を含む食品 |
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