JP2000256404A

JP2000256404A - 酸化キトサン化合物

Info

Publication number: JP2000256404A
Application number: JP11060162A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shigemasa; 重政好弘; Naofumi Terada; 寺田直文
Original assignee: Tottori University NUC; Taki Chemical Co Ltd
Current assignee: Tottori University NUC; Taki Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2000-09-19
Anticipated expiration: 2019-03-08
Also published as: JP4395573B2

Abstract

(57)【要約】【課題】医療用材料等に有用な水溶性の酸化キトサン
化合物を提供する。【解決手段】キトサンから誘導される酸化キトサン化
合物であって、キトサンのＣＨ₂ＯＨ基のＣＯＯＸ基
（但し、ＸはＨ、ＮａまたはＫを表す）への酸化率が１
〜１００モル％であり、ＮＨ₂基のＮＨＣＯＣＨ₃基への
アセチル化率が４０〜９５モル％である重量平均分子量
が５，０００以上であって、且つｐＨ７、温度２５℃で
の水に対する溶解度が０．１ｇ／１００ｇ以上である酸
化キトサン化合物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は酸化キトサン化合物に関
し、特に水溶性酸化キトサン化合物に関する。

【０００２】

【従来の技術】キチンはカニやエビなどの甲殻類、カブ
トムシやコオロギなどの昆虫類の骨格物質に多く存在す
るほか、菌類や細胞壁にも存在し、N-アセチルD-グルコ
サミン残基が多数、β-(1,4)-結合した多糖類である。
そして地球上でもっとも豊富な有機化合物であるセルロ
−スと類似の構造を有し、２位の炭素に結合している水
酸基に代えてアセトアミド基をもつアミノ多糖類であ
る。キトサンはキチンの脱アセチル化合物でグルコサミ
ンのβ-(1,4)-結合した多糖類である。

【０００３】これら天然多糖類は、近年新しいタイプの
生分解性高分子材料として、また生体親和性材料として
注目され、その利用について多くの研究がなされ、数々
の知見が得られている。キチン、キトサンについていえ
ば、創傷治癒促進効果、抗凝血作用、免疫賦活活性、静
菌・抗菌活性などさまざまな生物活性効果が報告されて
いる。更にまた、細胞認識やそれに伴う情報伝達機構な
ど生体機能発現において、糖鎖が鍵物質として重要な役
割を演じていることも明らかになりつつある。

【０００４】しかしながら、キチン、キトサンは一般に
水不溶性であり、これを医用材料として利用する場合、
取扱い上の利便性、各種化学薬品、薬剤との相溶性、薬
効の均一性、加工性等の観点から、広範なｐＨ領域に於
いて水溶性であることが望ましい。

【０００５】水可溶化方法の一つとして、キチン、キト
サンに室温でエチレンオキシドガスを反応させる方法が
知られている（千手諒一、沖益哲、日本農芸化学会誌、
２３、４３２，（１９５０））。しかしながら、エチレ
ンオキシドガスでは６位の炭素以外に３位の炭素などに
も反応し位置選択性が無く、実験を追試したが、置換度
が２０〜５０％程度では水不溶であった。また、アルカ
リキチン、アルカリキトサンにモノクロロ酢酸を室温で
反応させる方法も知られているが、カルボキシメチル基
が生体に副作用を示す可能性がある。

【０００６】また、キトサンに塩基の存在下、ヨウ化メ
チルを室温で作用させる方法も知られている（Domard,
A.,M.Rinaudo,C.Terrassion,Int.J.Biol.Macromol.,105
(1986)）。しかしながら、メチル基が生体に副作用を示
す可能性があり、３，６位の炭素などにも反応し位置選
択性がない。キトサンを酢酸水溶液で溶かし乾燥させる
方法も知られているが、水溶液は酸性になりアルカリ性
になった場合沈殿する。また、キチンの脱アセチル化率
を４５〜５５モル％に調整する方法も知られているが、
工業的に係る範囲に調整することは極めて困難であるこ
とに加え、事実市販品も水不溶性である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは広
範囲のｐＨ領域において水可溶性の酸化キトサン化合物
を得るべく種々検討を重ねた結果、本発明を完成したも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は一般式

【０００９】

【化３】と一般式

【００１０】

【化４】の構成単位から成り、（ａ）／（（ａ）＋（ｂ））（モ
ル比）＞７０％であるキトサンから誘導される酸化キト
サン化合物であって、化１及び化２の式中ＣＨ₂ＯＨ基
のＣＯＯＸ基（但し、ＸはＨ、ＮａまたはＫを表す）へ
の酸化率が１〜１００モル％であり、化１の式中ＮＨ₂
基のＮＨＣＯＣＨ₃基へのアセチル化率が４０〜９５モ
ル％である重量平均分子量が５，０００以上であって、
且つｐＨ７、温度２５℃での水に対する溶解度が０．１
ｇ／１００ｇ以上である酸化キトサン化合物に関する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の酸化キトサン化合
物の製造方法について詳記する。先ず、本発明のキトサ
ンについていえば、上式から明らかな通り、本発明の対
象とするキトサンはアセチル化率３０％以下のものであ
る。即ち、アセチル化率が３０％以上の場合、水可溶性
酸化キトサン化合物を得ることが極めて困難となる。

【００１２】先ずキトサンを酢酸塩にする。酢酸塩にす
る方法としては使用するキトサンのアミノ基のモル数に
対し１．５〜４倍モル、更に好ましくは２〜３倍モルの
酢酸を加え、約１５〜４０℃、更に好ましくは２０〜２
５℃で１〜３時間攪拌する（但し、脱アセチル化率が１
００％のキトサンＸｇの場合、キトサンのアミノ基のモ
ル数はＸｇ／１６１ｇ（キトサンの構成糖の分子量）で
算出する）。このとき使用する酢酸の濃度としては０．
５〜１０モル濃度（モル濃度はｍｏｌ／ｌ）、より好ま
しくは１〜５モル濃度である。

【００１３】次いでこれを５０〜１００℃で乾燥し、キ
トサン酢酸塩とする。酢酸に代えて塩酸を使用すること
もできるが、後に詳記する酸化容易性の点から酢酸が好
ましい。尚、塩酸の使用条件は酢酸の場合と同じであ
る。酢酸塩を乾燥する理由は、水分を可能な限り少なく
するためである。次いで更に上記キトサン酢酸塩に濃酢
酸、即ち８０〜９９．８重量％、より好ましくは９５．
０〜９９．８重量％の酢酸を加えてよく攪拌する。ここ
で濃酢酸を使用する理由は、濃酢酸でキトサン酢酸塩を
懸濁させた場合、後述する６位の炭素の酸化が、容易に
行われることによる。

【００１４】即ち、次記６位の炭素のＣＨ₂ＯＨ基の酸
化はＣＨ₂ＯＨ→ＣＨＯ→ＣＯＯＨの酸化反応工程を経
て酸化されるが、ＣＨ₂ＯＨ→ＣＨＯの反応は水分が少
ない程反応速度が速いためである。従って、上記の如く
キトサン酢酸塩を乾燥することなくエバポレーター等を
利用して濃縮しても良い。要は経済性を考慮して酸化反
応工程に付する前に可能な限り水分を少なくすることが
望ましい。

【００１５】次いでこの懸濁液に過塩素酸を加え、キト
サン酢酸塩をキトサン過塩素酸塩に変換する。このとき
溶液は一般にゼリー状となる。過塩素酸に代えて塩酸、
硫酸を使用することもできるが、濃度、添加量、反応度
合を充分に管理しないと、後述する酸化反応において
２位、３位の炭素が酸化される可能性があり望ましくな
い。過塩素酸の使用量は、キトサン酢酸塩のアミノ基の
モル数に対し１〜３倍モル、より好ましくは１．５〜２
倍モルが良い。使用する過塩素酸の濃度は４〜８モル濃
度、より好ましくは５〜７モル濃度が良い。更に好まし
くは６モル濃度近傍がよい。上記モル倍率を逸脱すると
キトサン構造が壊れ、開環する可能性がある。またキト
サン過塩素酸塩への変換時間、換言すれば、反応時間は
１時間で充分である。キトサン過塩素酸塩に変換する理
由は、アミノ基に結合している酢酸イオン（ＣＨ₃ＣＯ
Ｏ^-）を、より酸度の強い過塩素酸イオン（ＣｌＯ₄ ^-）
に置換し、安定なゼリー状即ち、ゲル状の過塩素酸塩と
することにより、次に行う酸化反応において２位、３位
の炭素の酸化を防止することにある。

【００１６】次に、このキトサン過塩素酸懸濁液（ゲル
状態は攪拌により懸濁液状態となる）に酸化剤を加えて
６位の炭素、即ちＣＨ₂ＯＨ基の酸化を行う。酸化剤と
しては過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウ
ム、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カ
リウム、硝酸等を使用することができるが、反応効率の
点から無水クロム酸が最も望ましい。無水クロム酸の使
用量は所望する酸化率により異なるが、５０モル％酸化
率を所望する場合ＣＨ₂ＯＨ基の１．５〜４倍モル、よ
り好ましくは２〜３倍モルである。酸化反応温度は常
温、酸化反応時間は５〜６時間である。１００モル％酸
化率を所望する時は、望ましくは０℃以下の温度で、ゆ
っくりと反応させるが、後記する製造方法を採用するこ
とが推奨される。

【００１７】次いで、得られた酸化キトサンを濾別す
る。濾別方法としては遠心分離機、フィルタープレス、
真空濾過機等任意の濾別方法を採用することができる。

【００１８】次いで、濾別分離により得られた酸化キト
サンをアルカリ溶液に溶解する。使用するアルカリ剤と
しては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アルカノー
ルアミン、アンモニア水溶液等が好例として挙げられる
が、とりわけ水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが望ま
しい。アルカリ剤の使用量は酸化キトサン溶液ｐＨが１
２以上になるように添加し、水により酸化キトサン濃度
が概ね０．００１〜０．０１モル濃度、より好ましくは
０．００４〜０．００６モル濃度になるよう調整する。

【００１９】次いで、この酸化キトサンアルカリ水溶液
にメタノールを添加する。酸化キトサンに対するメタノ
ールの使用割合は、キトサン酸化率、後述するアセチル
化率等によっても異なるが、例えばキトサンの酸化率５
０モル％、アセチル化率９５モル％を所望する場合、酸
化キトサン１００部に対しメタノール１５０〜５００部
である。使用するメタノールの濃度としては９０〜９８
重量％が好ましい。ここでメタノールを使用する理由
は、アセチル化率を向上させるためであり、メタノール
を使用しない場合、無水酢酸が加水分解を生起しアセチ
ル化率が向上しないものと推定される。なお、メタノー
ルの他に、エタノール、イソプロパノール、ブタノール
等も使用することができるが、メタノールが極性が大き
く、アセチル化反応効率を最も大きくすることができ
る。

【００２０】次いでこのメタノール溶液に、無水酢酸を
加えて酸化キトサンのアミノ基をアセチル化する。無水
酢酸の添加量は、所望するアセチル化率に応じて決定す
れは良いが、例えばアセチル化率８０モル％を所望する
場合は、酸化キトサンのアミノ基モル数に対して無水酢
酸０．９倍モルを添加すればよい。アセチル化率８０モ
ル％以上を所望するときは、酸化キトサンのアミノ基モ
ル数に対し１倍モル以上の無水酢酸を使用することが望
ましい。アセチル化反応の反応時間はアセチル化率、酸
化率等により異なり一概に限定することはできないが、
概ね６時間〜２日間でアセチル化は完了する。

【００２１】このようにしてアセチル化された酸化キト
サン化合物は、これを濾別し、ｐＨ１２以上のアルカリ
溶液とした後、透析、限外濾過、イオン交換樹脂等によ
り脱塩する。必ずしも高純度品である必要がないとき
は、そのまま噴霧乾燥、静置乾燥等任意の乾燥手段によ
り乾燥しても良い。

【００２２】本発明酸化キトサン化合物を製造する方法
としては、収率、作業性、原料入手容易性、製造設備の
簡便性、その他経済性等から以上述べた方法が最良であ
るが、本発明酸化キトサン化合物は、他の方法によって
も製造することができる。

【００２３】以下、本発明酸化キトサン化合物の他の製
造方法について詳記する。先ずキトサンを有機溶媒に膨
潤させる。膨潤させる方法としては、キトサンに高濃
度、例えば９９重量％以上のN,N-ジメチルホルムアルデ
ヒドを加え、キトサンを分散させる。N,N-ジメチルホル
ムアルデヒド１００部に対し、概ねキトサン１〜１０部
を添加分散させる。次にキトサンのアミノ基のモル数に
対し２〜３倍モルの無水フタル酸を加え、１００〜１３
０℃で１０〜１５時間反応させ常温に冷却した後、これ
に水、望ましくは脱イオン水を加え、上記反応により得
られたＮ−フタロイル化キトサンを沈殿させる。この沈
殿物を任意の手段により濾別する。次いでこれを５０〜
１００℃で乾燥する。

【００２４】無水フタル酸を使用する理由は、選択的に
アミノ基を保護することにある。この乾燥N-フタロイル
化キトサンを高濃度例えば９９重量％以上のピリジン溶
液に溶解する。溶解量はピリジン１００部に対し、概ね
N-フタロイル化キトサン１〜１０部を添加溶解する。

【００２５】続いて、この溶解液にトリチルクロライド
を添加する。トリチルクロライドの添加量は６位の炭
素、即ちＣＨ₂ＯＨ基モル数に対し１〜３倍モルであ
り、１倍モル以下の場合６位の炭素を充分に保護するこ
とができない。尚、トリチルクロライドは粉末状で加え
ても良いし、溶液として加えても良い。反応温度として
は８０〜９５℃、反応時間は２０〜２４時間である。こ
の溶液を室温まで冷却後、続いて３位の炭素のＯＨ基を
保護するために無水酢酸を添加する。無水酢酸の使用量
はこのＯＨ基モル数に対し、１〜４倍モルである。１モ
ル倍以下の場合３位の炭素を充分に保護することができ
ない。

【００２６】反応温度は常温で、反応時間は１０〜１４
時間で充分である。反応後の溶液に全量が沈殿するに充
分な水、望ましくは脱イオン水を加え、沈殿物を生成さ
せ、これを濾別、乾燥（５０〜１００℃）し、N-フタロ
イル-3-O-アセチル-6-O-トリチルキトサンを得る。この
反応過程で極めて重要なことは、先ず６位の炭素を保護
し、次いで３位の炭素を保護することである。逆順の場
合６位の炭素と３位の炭素がアセチル化され本発明の酸
化キトサン化合物を得ることができない。

【００２７】次いで、上記方法により得たN-フタロイル
-3-O-アセチル-6-O-トリチルキトサンを酢酸水溶液に懸
濁する。酢酸濃度としては略６．０〜１２．０モル濃度
であり、この酢酸水溶液１００部に対し、N-フタロイル
-3-O-アセチル-6-O-トリチルキトサン１．５部を添加し
乾燥する。酢酸溶液に添加する理由は保護基である６位
の炭素のトリチル基を脱保護することにある。反応温度
は４０〜８０℃、反応時間は１０〜１４時間が良い。脱
保護をする酸としては上記酢酸の他、塩酸、硫酸、シュ
ウ酸、クエン酸等の鉱酸、有機酸を利用することもでき
る。脱保護により得られたN-フタロイル-3-O-アセチル
キトサンを濾別、乾燥(５０〜１００℃）し、乾燥N-フ
タロイル-3-O-アセチルキトサンを得る。

【００２８】次いで、この乾燥N-フタロイル-3-O-アセ
チルキトサンの６位の炭素を酸化する。酸化方法として
はＣＨ₂ＯＨ（６位炭素）のモル数に対し１〜３倍モル
の次亜塩素酸を加え、常温で０．５〜３時間酸化反応を
行う。次亜塩素酸濃度としては１０〜２０重量％のもの
を使用する。酸化剤としては上記次亜塩素酸の他、過マ
ンガン酸ナトリウム、過酸化水素、過塩素酸、硝酸等を
利用することができる。また、酸化に際しては触媒を使
用することが好ましく、触媒としてはルテニウム、タン
グステン、ニッケル等が推奨されるが、これらに限定さ
れるものではない。酸化物はクロロホルムにより抽出す
る。クロロホルムの使用量は酸化物１〜１０部に対し、
概ね１００〜２００部である。クロロホルム抽出後、エ
バポレーターで溶媒を除去し、クロロホルム抽出物を５
０〜１００℃で乾燥し、N-フタロイル-3-O-アセチルキ
トサン酸化物を得る。

【００２９】次に６〜１０モル濃度のヒドラジン１００
〜２００部にN-フタロイル-3-O-アセチルキトサン酸化
物１〜１０部を懸濁し、８０〜９０℃で３０〜３５時間
反応させアミノ基の保護基となっているフタロイル基を
アミノ基から完全に分離・脱保護する。反応終了後、こ
れを常温に冷却し、これに水、望ましくは脱イオン水を
加え3-O-アセチルキトサン酸化物を完全に沈殿させる。
これを濾別し、濾別ケーキ（乾物換算）１０部に対し、
５〜１０モル濃度のアルカリ剤を添加攪拌し、常温で１
０〜１４時間脱アセチル化反応を行わせ、３位の炭素の
アセチル基を脱保護化する。使用するアルカリ剤として
は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水、
アルカノールアミン等が好例として挙げられる。脱保護
化後の酸化キトサンを濾別する。濾別後の酸化キトサン
は乾燥し、アミノ基のアセチル化に供せられる。アセチ
ル化は前記の方法を踏襲すればよい。

【００３０】さて、本発明に於いてアセチル化率、分子
量、溶解度等は以下の方法により測定した。〔酸化キトサン化合物のアセチル化率の測定方法〕¹Ｈ
ＮＭＲを使用し３ｐｐｍ付近に現れる２位のプロトンシ
グナルの積分値をＡ、２ｐｐｍ付近に現れるＮ−アセチ
ル基のメチルプロトンの積分値をＢとすると次式の関係
が成立する。Ａ：Ｂ＝Ｘ：３（１−Ｘ）・・・（１）、Ｄ
ＤＡ＝｛３Ａ／（Ｂ＋３Ａ）｝×１００・・・（２）。上
記式（１）及び（２）よりＤＤＡを算出する。但し、Ｄ
ＤＡ：脱アセチル化率、Ｘ：ＤＤＡ／１００。

【００３１】［分子量の測定法］分子量測定には(株)島
津製作所製液体クロマトグラフLC-6Aを使用し、カラム
には旭化成工業(株)Asahipac GS510M、GS510H、GS310
H、GS220Hを連結させたGPCカラムを使用した。検出器に
は(株)島津製作所製RIDetector RID-2Aを使い、標準物
質として昭和電工(株)製Pullulan P-800、P-200、P-10
0、P-50、P-20、P-10、P-5、Ｎ-acetyl-D-glucosamine
（和光純薬工業(株)製）を用いて検量線を作成し、分子
量を算出した。

【００３２】［溶解度の測定法］サンプルを所定量精秤
し、これを１モル濃度の水酸化ナトリウム水溶液２５ｍ
ｌに加え、よく攪拌し、各ｐＨ（１モル濃度の塩酸をゆ
っくり、０．０１ｍｌずつ滴下することにより調整）に
於ける懸濁液の透過度（波長６００ｎｍで測定）が９０
％以上の場合を溶解していると判定した。

【００３３】［６位の炭素の酸化率測定法］サンプル１
０ｍｇを０．１モル濃度の水酸化ナトリウム水溶液１０
ｍｌに溶解し、これをアセトン：水＝２０：１（重量
比）の溶液５０ｍｌに投入し析出させた。これを遠心分
離で上澄みと沈殿物に分離した。同様の析出操作を１０
回繰り返し未反応の水酸化ナトリウムを除去した。得ら
れたＮａ型の酸化キトサン化合物を５０℃で２４時間乾
燥した。これを１モル濃度の塩酸１０ｍｌに溶解し完全
にＮａを遊離させた後、ICP(Inductively Coupled Plas
ma：誘導結合型プラズマ)発光分析装置を用いてＮａ量
を測定しＮａ量から６位の炭素の酸化率を算出した。

【００３４】さて、本発明酸化キトサン化合物の溶解性
について述べると、本発明酸化キトサン化合物の溶解性
は６位の炭素の酸化率とアセチル化率によりｐＨ７近傍
を中心に大きく変化する。例えばアセチル化率が一定の
場合ｐＨ７近傍においては酸化率が大きくなる程溶解性
は大きくなる。ｐＨ７近傍以下、即ちほぼｐＨ６以下に
おいては酸化率が一定の場合アセチル化率が小さい程溶
解性は大きくなる。一方、ｐＨ７近傍以上、即ちほぼｐ
Ｈ８以上においてはアセチル化率が一定の場合、酸化率
が大きい程溶解性は大きくなる。ところで、前記の如
く、本発明酸化キトサン化合物の酸化率は、

【００３５】

【化５】及び

【００３６】

【化６】の式中ＣＨ₂ＯＨ基のＣＯＯＸ基への酸化率が１〜１０
０モル％であり、１モル％以下になると特にアルカリ側
での溶解度が小さくなる。また

【００３７】

【化７】式中ＮＨ２基のＮＨＣＯＣＨ₃基への変換・即ちアセチ
ル化率が４０モル％以下においても上記と同様特にアル
カリ側での溶解度が小さくなる。またアセチル化率が９
５モル％を上廻ると、酸性側での溶解度が極めて小さく
なる。

【００３８】本発明酸化キトサン化合物は前記のとお
り、ｐＨ７近傍での溶解度が高いことに特にその特徴を
有し、一般的には酸化率６０〜８０モル％、アセチル化
率２０〜３０％の範囲で溶解度は最も大きくなり、例え
ばｐＨ７の水に対して、分子量３０，０００の場合１〜
３ｇ／１００ｇの溶解度を有する。

【００３９】次に本発明酸化キトサン化合物の分子量に
ついて言及すれば、重量平均分子量５，０００以上であ
る。重量平均分子量５，０００以下では、ある程度の溶
解性を有し、本発明の如き反応処理を必要としないこと
による。尚、一般的に重量平均分子量が大きくなる程、
全てのｐＨ領域に於いて溶解性は小さくなる。

【００４０】本発明酸化キトサン化合物は広範囲のｐＨ
領域において溶解性を有するため、創傷治癒促進剤、腫
瘍増殖抑制剤、鎮痛抑制剤、ガン細胞転移抑制剤等の医
療用材料、保湿材、皮膜剤、肌荒れ防止等の化粧品添加
物等の用途において特に有用であるが、これらの用途に
限定されるものではない。以下に本発明の実施例を挙げ
更に説明するが、これら実施例に限定されるものではな
い。尚、％は特に断らない限り重量％を表す。

【００４１】

【実施例】[実施例１]脱アセチル化率１００％のキトサ
ン１ｇに１．８モル濃度酢酸３０ｍｌを添加し、２０℃
で２時間攪拌し完全に溶解させた。これに１２．６モル
濃度酢酸２４ｍｌを加え攪拌し、エバポレーターで水分
を除去し全量が２０ｍｌになるまで濃縮した。これに１
６．６モル濃度酢酸８０ｍｌを加えキトサン酢酸懸濁液
１００ｍｌを調製した。キトサン酢酸懸濁液を攪拌しな
がら、６モル濃度過塩素酸１．２ｍｌを滴下しキトサン
過塩素酸塩とした。この時系内はゼリー状のゲルになっ
た。これを攪拌して懸濁状態にし、無水クロム酸１．６
ｇを添加し、２時間反応させた。得られた酸化キトサン
懸濁液を遠心分離により分離し、酸化キトサン全量を蒸
留水６０ｍｌに溶解した。溶解後１モル濃度水酸化ナト
リウム水溶液でｐＨ１２に調整し、１時間攪拌した。得
られた溶液を分画分子量３，０００の透析膜を有する透
析装置を用いｐＨ７になるまで約３日間透析を行った。
ｐＨ７の透析液を凍結乾燥し、酸化キトサン０．８５ｇ
を得た。

【００４２】得られた酸化キトサンを、１モル濃度水酸
化ナトリウム水溶液２０ｍｌに溶解させ、これに８０ｍ
ｌのメタノールを加え攪拌した。その溶液に無水酢酸
０．５ｍｌを添加し室温で１２時間反応した。これを１
モル濃度水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７になるまで中
和し、エバポレーターでメタノールを除去した後、１モ
ル濃度水酸化ナトリウム水溶液で再度ｐＨ１２に調整
し、再び１時間攪拌した。得られた溶液を分画分子量
３，０００のセルロース透析膜を有する透析装置を用い
ｐＨ７になるまで約３日間透析を行った。ｐＨ７の透析
液を凍結乾燥し本発明の酸化キトサン化合物０．８ｇを
得た。この化合物をＩＣＰ発光分析装置を使用し測定し
た結果、カルボキシ基への変換率即ち、酸化率は３０モ
ル％であった。ＮＭＲでアセチル化率を測定した結果ア
セチル化率７０モル％であった。また重量平均分子量は
６７，０００であった。さらに酸化キトサン化合物０．
１ｇをｐＨ７、温度２５℃の水１０ｇに溶解させたとこ
ろ完全に溶解した。

【００４３】尚、得られた酸化キトサン化合物の６位の
炭素は、ＣＯＯＮａ型である。そこで、次に６位の炭素
のＣＯＯＨ型を得るため、次の操作を行い溶解性を調べ
た。即ち、上記で得られた酸化キトサン化合物の０．１
ｇを１モル濃度塩酸水溶液５０ｍｌに溶解させた。この
溶液を分画分子量３，０００の透析膜を有する透析装置
を用い、ｐＨ７になるまで約３日間透析を行った。ｐＨ
７の透析液を凍結乾燥し、ＣＯＯＨ型の酸化キトサン化
合物０．０９ｇを得た。この得られた酸化キトサン化合
物０．０２ｇをｐＨ７、温度２５℃の水１０ｇに溶解さ
せたところ完全に溶解した。このようなＣＯＯＨ型の酸
化キトサン化合物は、塩の影響で物性が変化しやすい薬
剤への配合には極めて有用である。また、６位の炭素の
ＣＯＯＫ型を望むときは、上記に於ける水酸化ナトリウ
ム水溶液でｐＨ１２に調整することに代えて、水酸化カ
リウムで同様の調整を行えばよい。

【００４４】[実施例２]脱アセチル化率１００％のキト
サン１ｇを蒸留水１００ｍｌに懸濁させ、これに2,2,6,
6-テトラメチル-1-ピペリジン・オキソアンモニウム５
０ｍｇを添加し、反応中はｐＨ１０．８に保ち２時間反
応させた。得られた生成物を遠心分離により分離した。
得られた生成物に１モル濃度水酸化ナトリウム４０ｍｌ
を添加し、１時間攪拌し溶解させた。得られた溶液を分
画分子量３，０００のセルロース透析膜を有する透析装
置を用いｐＨが７になるまで約３日間透析を行った。十
分透析した透析液を凍結乾燥し、酸化キトサン０．８５
ｇを得た。

【００４５】得られた酸化キトサンを１モル濃度水酸化
ナトリウム２０ｍｌに溶解させ、８０ｍｌのメタノール
を加え、さらに攪拌した。この溶液に無水酢酸０．５ｍ
ｌを添加して室温で１２時間反応した。これを１モル濃
度水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７になるまで中和しエ
バポレーターでメタノールを除去した後、１モル濃度水
酸化ナトリウム水溶液でｐＨ１２に調製し、再び１時間
攪拌した。得られた溶液を分画分子量３，０００のセル
ロース透析膜を有する透析装置を用いｐＨ７になるまで
約３日間透析を行った。ｐＨ７の透析液を凍結乾燥し、
本発明酸化キトサン化合物０．８ｇを得た。この化合物
をＩＣＰ発光分析装置で測定したところ、カルボキシ基
への変換率、即ち酸化率は３５モル％であった。ＮＭＲ
でアセチル化率を測定した結果アセチル化率７０モル％
であった。また重量平均分子量は９８，０００であっ
た。さらに酸化キトサン化合物０．１ｇをｐＨ７、温度
２５℃の水１０ｇに溶解させたところ完全に溶解した。

【００４６】[比較例１]アセチル化率１００％のキチン
１．２５ｇを蒸留水１００ｍｌに懸濁させ、2,2,6,6-テ
トラメチル-1-ピペリジン・オキソアンモニウム５０ｍ
ｇを添加し、反応中ｐＨを１０．８に保ち２時間反応さ
せてキチンの６位のＣＨ₂ＯＨ基を酸化した。得られた
生成物を遠心分離により分離し、その生成物を１モル濃
度の水酸化ナトリウム４０ｍｌに溶解させようと試みた
が白濁し、ゲル状にはなったが溶解はしなかった。

【００４７】[実施例３]実施例１と同じ方法で酸化キト
サンを調製した。酸化キトサン０．８４ｇを１モル濃度
水酸化ナトリウム２０ｍｌに溶解させ、これに８０ｍｌ
のメタノールを加えさらに攪拌した。この溶液に無水酢
酸０．３２ｍｌを添加し室温で１２時間反応した。これ
を１モル濃度水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７に中和し
た後、エバポレーターでメタノールを除去した後１モル
濃度水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ１２に調整し、再び
１時間攪拌した。得られた溶液を分画分子量３，０００
のセルロース透析膜を有する透析装置でｐＨ７になるま
で約３日間透析を行った。ｐＨ７の透析液を凍結乾燥
し、本発明酸化キトサン化合物０．８ｇを得た。この化
合物をＩＣＰ発光分析装置で測定したところ、カルボキ
シ基への変換率、即ち酸化率は３５モル％であった。Ｎ
ＭＲでアセチル化率を測定した結果アセチル化率４０モ
ル％の酸化キトサン化合物を得た。また重量平均分子量
は６５，０００であった。酸化キトサン化合物０．０５
ｇをｐＨ７、温度２５℃の水１０ｇに溶解させたところ
完全に溶解した。

【００４８】[比較例２]実施例１と同じ方法で酸化キト
サンを調製した。この酸化キトサンを１モル濃度水酸化
ナトリウム２０ｍｌに溶解させ８０ｍｌのメタノールを
加えさらに攪拌した。この溶液に無水酢酸０．２５ｍｌ
を添加し室温で１２時間反応した。これを１モル濃度水
酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７に中和した後、エバポレ
ーターでメタノールを除去した後、１モル濃度水酸化ナ
トリウム水溶液でｐＨ１２に調整し再び１時間攪拌し
た。得られた溶液を分画分子量３，０００のセルロース
透析膜を有する透析装置を用いｐＨ７になるまで約３日
間透析を行った。ｐＨ７の透析液を凍結乾燥することに
より本発明酸化キトサン化合物０．８ｇを得た。この化
合物をＩＣＰ発光分析装置で測定したところ、カルボキ
シ基への変換率、即ち酸化率は３５モル％であった。Ｎ
ＭＲでアセチル化率を測定した結果、アセチル化率３５
モル％の酸化キトサン化合物を得た。酸化キトサン化合
物を０．０５ｇをｐＨ７、温度２５℃の水１０ｇに溶解
させたところ溶解しなかった。

【００４９】[実施例4]実施例１と同じ方法でアセチル
化率２０モル％のキトサンを酸化し、酸化キトサンを調
整した。このアセチル化率２０％酸化キトサン０．８ｇ
を１モル濃度水酸化ナトリウム水溶液２０ｍｌに溶解さ
せ８０ｍｌのメタノールを加え、さらに攪拌した。この
溶液に無水酢酸０．４２ｍｌを添加し室温で１２時間反
応した。１モル濃度水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７に
中和した後、エバポレーターでメタノールを除去し、さ
らに１モル濃度水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ１２に調
製し、再び１時間攪拌した。得られた溶液を分画分子量
３，０００のセルロース透析膜を有する透析装置を用
い、ｐＨ７になるまで約３日間透析を行った。ｐＨ７の
透析液を凍結乾燥し本発明酸化キトサン化合物０．８ｇ
を得た。この化合物をＩＣＰ発光分析装置で測定したと
ころ、カルボキシ基への変換率即ち酸化率は３５％であ
った。ＮＭＲでアセチル化度を測定したところアセチル
化率６０モル％（測定値は８０モル％であるが、キトサ
ンがアセチル化率２０モル％であるからアセチル化率は
６０モル％）である。また重量平均分子量６４，０００
であった。さらに酸化キトサン化合物０．１ｇをｐＨ
７、温度２５℃の水１０ｇに溶解させたところ完全に溶
解した。

【００５０】[実施例５]酸化剤である無水クロム酸の添
加量を０．６ｍｌにし、反応時間を０．３時間としたこ
とを除いては実施例１と同様の方法により本発明酸化キ
トサン化合物を製造した。得られた酸化キトサン化合物
をＩＣＰ発光分析装置で測定したところカルボキシル基
への変換率、即ち酸化率は１モル％であり、アセチル化
率は７０モル％であった。また重量平均分子量は７２，
０００であった。酸化キトサン化合物０．０２ｇをｐＨ
７、温度２５℃の水１０ｇに溶解させたところ完全に溶
解した。

【００５１】[比較例３]酸化剤である無水クロム酸の添
加量を０．３ｍｌにし、反応時間を０．３時間としたこ
とを除いては実施例１と同様の方法により酸化キトサン
化合物を製造した。得られた酸化キトサン化合物をＩＣ
Ｐ発光分析装置で測定したところカルボキシル基への変
換率、即ち酸化率は０．５モル％であり、アセチル化率
７０モル％であった。酸化キトサン化合物０．０２ｇを
ｐＨ７、温度２５℃の水１０ｇに溶解させたところ大半
が沈殿した。

【００５２】[実施例６]脱アセチル化率１００％のキト
サン４ｇに濃度９９．８重量％のN,N-ジメチルホルムア
ミド１００ｍｌを添加し室温で２時間攪拌し完全に分散
させた。これに無水フタル酸７．３ｇを加え反応容器に
還流管を接続し１３０℃で１２時間反応させた。全量を
４℃に冷却した脱イオン水５００ｍｌに注ぎN-フタロイ
ル化キトサンを沈殿させた。これを遠心分離により分離
し、１１０℃で１２時間乾燥した。得られた乾燥N-フタ
ロイル化キトサンに濃度９９．８重量％のピリジン１０
０ｍｌを添加し、室温で２時間攪拌し完全に溶解させ
た。これにトリチルクロライド１３．８ｇを加え反応容
器に還流管を接続し９０℃で２４時間反応後、室温まで
冷却させた。冷却後無水酢酸５ｍｌを加え室温で12時間
反応させた。これに脱イオン水５００ｍｌを加え、N-フ
タロイル-3-O-アセチル-6-O-トリチルキトサンを沈殿さ
せた。得られたN-フタロイル-3-O-アセチル-6-O-トリチ
ルキトサンを遠心分離機により分離し、１１０℃で１２
時間乾燥した。

【００５３】得られた生成物の全量を１０モル濃度酢酸
水溶液１００ｍｌに懸濁させ６０℃で１２時間攪拌し
た。反応後１モル濃度水酸化ナトリウムでｐＨ７に中和
し遠心分離により分離し、１１０℃で１２時間乾燥し
た。得られたN-フタロイル-3-O-アセチルキトサンに１
３重量％の次亜塩素酸２７．５ｍｌ、ルテニウム触媒１
０ｍｇを加え室温で２時間反応させた。次いで得られた
酸化物は１００ｍｌクロロホルムにより抽出した。クロ
ロホルム抽出後、エバポレーターで溶媒を除去し、クロ
ロホルム抽出物を約７０℃で乾燥しN-フタロイル-3-O-
アセチルキトサン酸化物を得た。次に１０モル濃度のヒ
ドラジン１００ｍｌにN-フタロイル-3-O-アセチルキト
サン酸化物を懸濁させ、９０℃で３０時間反応させアミ
ノ基の保護基となっているフタロイル基をアミノ基から
完全に分離・脱保護した。反応終了後、これを室温に冷
却し、脱イオン水５００ｍｌに加え3-O-アセチルキトサ
ン酸化物を完全に沈殿させた。これを濾別し、１０モル
濃度の水酸化ナトリウム水溶液１００ｍｌを加え、室温
で１４時間攪拌し、脱アセチル化反応を行わせ、３位の
炭素のアセチル基を脱保護した。脱保護後の酸化キトサ
ンを遠心分離により濾別した。これを１１０℃で１２時
間乾燥し酸化キトサンを得た。

【００５４】得られた酸酸化キトサンを蒸留水８０ｍｌ
に分散させた後、１モル濃度水酸化ナトリウム水溶液で
ｐＨ１２に調整し１時間攪拌した。得られた溶液を分画
分子量３，０００のセルロース透析膜を有する透析装置
を用いｐＨ７になるまで約３日間透析を行った。ｐＨ７
の透析液を凍結乾燥し、酸化キトサンを得た。

【００５５】得られた酸化キトサン０．８５ｇを１モル
濃度水酸化ナトリウム水溶液２０ｍｌに溶解させ、８０
ｍｌのメタノールを加えさらに攪拌した。その溶液に無
水酢酸０．５ｍｌを添加し、室温で１２時間反応した。
これを１モル濃度水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７にな
るまで中和し、エバポレーターでメタノールを除去した
後１モル濃度水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ１２に調整
し、１時間攪拌した。得られた溶液を分画分子量３００
０のセルロース透析膜を有する透析装置を用い、ｐＨ７
になるまで約３日間透析を行った。ｐＨ７の透析液を凍
結乾燥し、本発明酸化キトサン化合物０．８ｇを得た。
この化合物をＩＣＰ発光分析装置で置換度を測定したと
ころ、カルボキシ基への変換率、即ち酸化率は５０モル
％であった。ＮＭＲでアセチル化率を測定したところア
セチル化率７０モル％の酸化キトサン化合物を得た。
尚、重量平均分子量は８３，０００であった。酸化キト
サン化合物０．１ｇをｐＨ７、温度２５℃の水１０ｇに
溶解させたところ完全に溶解した。

【００５６】[実施例７]実施例１と同様の方法により酸
化率、アセチル化率の異なる各種酸化キトサン化合物を
製造し、各ｐＨに於ける溶解性を実施例１と同様の方法
により測定した結果、表１の通りであった。尚、溶解性
はサンプルＮｏ．１〜３に於いてそれぞれサンプル０．
０５ｇ、０．１ｇ、０．２ｇを温度２５℃の水に溶解し
た場合である。

【００５７】

【表１】注）ｐＨは塩酸と水酸化ナトリウム水溶液で調整した

【００５８】

【発明の効果】本発明酸化キトサン化合物は広範囲のｐ
Ｈ領域において溶解し、特にｐＨ７近傍で高い水溶性を
有するため、これを医療用材料として使用するときは甚
だ利便性がよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C086 AA03 EA23 EA24 MA01 MA04 NA14 4C090 AA02 BA46 BA47 BB02 BB17 BB18 BB36 BB53 BB65 BB91 BC28 BD03 BD36 BD37 DA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式【化１】と一般式【化２】の構成単位から成り、（ａ）／（（ａ）＋（ｂ））（モ
ル比）＞７０％であるキトサンから誘導される酸化キト
サン化合物であって、化１及び化２の式中ＣＨ₂ＯＨ基
のＣＯＯＸ基（但し、ＸはＨ、ＮａまたはＫを表す）へ
の酸化率が１〜１００モル％であり、化１の式中ＮＨ₂
基のＮＨＣＯＣＨ₃基へのアセチル化率が４０〜９５モ
ル％である重量平均分子量が５，０００以上であって、
且つｐＨ７、温度２５℃での水に対する溶解度が０．１
ｇ／１００ｇ以上である酸化キトサン化合物。