JP2002088101A

JP2002088101A - アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素複合体、ヨードホール、ヨードホールの製造方法、殺菌性組成物

Info

Publication number: JP2002088101A
Application number: JP2000283632A
Authority: JP
Inventors: Tatsuaki Yamaguchi; 達明山口
Original assignee: KANTO NATURAL GAS DEVELOPMENT CO Ltd; KANTO NATURAL GAS DEV CO Ltd
Current assignee: KANTO NATURAL GAS DEVELOPMENT CO Ltd; KANTO NATURAL GAS DEV CO Ltd
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】温和な条件で製造でき、十分な即効殺菌性お
よび持続殺菌性を有し、有機物の存在下においても機能
し、環境に優しいヨードホール。【解決手段】アルキルアンモニウムキトサン及びヨウ
素を含んでなり、アルキルアンモニウムキトサン及びヨ
ウ素は実質的に複合体を形成しているヨードホール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヨウ素とアルキル
アンモニウムキトサンとからなる複合体、その複合体の
製法、その複合体を用いてなる殺菌性組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】キトサンは甲殻類等の殻からタンパク質
および無機塩類等を除去して得られるキチンを、濃アル
カリで脱アセチル化して得られる。キトサンは水に不溶
であるが、キトサンの構成単位であるグルコサミンの側
鎖アミノ基にヨウ化アルキル等を反応させ、これをアル
キルアンモニウム化する事で水溶性を付与することがで
きる。水溶性キトサン誘導体は、凝集剤、イオン交換
剤、分離膜、製剤素材等として用いられている。

【０００３】また、キトサンには、それほど活性は高く
はないが殺菌作用があり、水に不溶な性質を生かして、
樹脂および繊維等をコーティングし殺菌作用を付与する
等の利用が成されている。

【０００４】更に、アルキルアンモニウム化キトサンに
も殺菌活性があり、殺菌性溶液として用いることも可能
であるが、キトサンと同様に活性が低いため、溶液タイ
プの殺菌剤としては実用化されていない。

【０００５】一方、ヨウ素は強い殺菌作用を有し、古く
から殺菌剤として用いられているが、刺激性および腐食
性が高いため、ヨウ素と複合体を形成する性質のあるポ
リマー及び界面活性剤等にヨウ素を担持させ、ヨウ素の
刺激性および腐食性を抑制した、いわゆるヨードホール
が開発されている。中でも、ポビドンヨードは最も広範
に用いられているヨードホールである。

【０００６】キトサンはヨウ素と複合体を形成する性質
があり、特公昭６０−１９７６２号公報にヨードホール
として用いることが開示されているが、水溶性が低くヨ
ウ素徐放タイプの固形殺菌剤として利用されるに留まっ
ている。

【０００７】ポビドンヨードは、水溶性ポリマーである
ポリビニルピロリドン（ＰＶＰとも記載する）とヨウ素
との複合体（ＰＶＰ−Ｉとも記載する）であり、水に高
濃度で溶解し、ヨウ素の刺激性、腐食性および揮発性が
抑制された殺菌剤であり、医療分野の殺菌および消毒は
もとより、酪農および食品衛生等の分野におけるヨウ素
系殺菌剤として広く利用されている。ポビドンヨードの
製法は、例えば米国特許第２７３９９２２号公報に開示
されている。

【０００８】また、米国特許第３０２８３００号公報に
おいても、ＰＶＰ−Ｉに関して記載されている。

【０００９】なお、ＰＶＰ以外に、ヨードホール用のヨ
ウ素担体としては、ポリエーテルグリコール、ポリビニ
ルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアミド、ポリオキ
シアルキレン等が挙げられるが、いずれもＰＶＰの代替
になりうるほどの性能は有しておらず、ごく限られた用
途分野で利用されるに留まっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】キトサンは、酢酸、乳
酸、グルタミン酸等の有機酸；希薄な無機酸等には溶解
するが、水、アルカリ、有機溶媒等に不溶であり、また
殺菌活性も低いため、殺菌剤としてあまり利用されてい
ない。ヨウ素とキトサンの複合体も同様に水に不溶であ
るが、水中で殺菌活性の高いヨウ素を徐放する性質があ
り、ヨウ素徐放タイプの殺菌剤として用いることが可能
である。しかしながら、水溶性が不十分なため、実用化
されていない。

【００１１】キトサンに水溶性を付与したアルキルアン
モニウム化キトサンは、水溶性が高く従来のキトサンの
性質を溶液状で発揮させることが可能あり、凝集剤、イ
オン交換剤、分離膜、製剤素材等としての有用性は高い
が、殺菌剤として利用するにあたっては、キトサンと同
様に殺菌力が低いため、価格の面からも実用化されてい
ない。

【００１２】一方、従来から汎用されているヨード系殺
菌剤であるＰＶＰ−Ｉは低刺激性、低揮発性で安全性が
高く、水溶性も高いため、医療分野のみならず、食品加
工、一般環境殺菌分野など多方面で利用されている。

【００１３】しかしながら、ＰＶＰ−Ｉの製造において
は、粉末状ＰＶＰ及びヨウ素を、長時間の間、９０〜９
５℃というような高温で混合する必要があった。また、
有効成分であるヨウ素は、低濃度で即効殺菌性を示す
が、殺菌力の持続性が不足する場合があり、また、有機
物等が多量に存在するとヨウ素が失活するため、十分な
殺菌性が確保できない場合もあった。更に、ヨウ素の担
体であるＰＶＰは生分解性がなく、環境中に分解せずに
残留してしまうことも懸念される。

【００１４】以上の様な状況に鑑み、本発明において
は、ＰＶＰ−Ｉと同等以上の即効殺菌性能を有し、温和
な条件で製造でき、持続殺菌性を有し、有機物の存在下
においても機能し、環境に優しいヨードホールを提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によれば、アルキルアンモニウムキトサン及び
ヨウ素からなる複合体が提供される。

【００１６】また本発明によれば、アルキルアンモニウ
ムキトサン及びヨウ素を含んでなり、該アルキルアンモ
ニウムキトサン及び該ヨウ素は実質的に複合体を形成し
ていることを特徴とするヨードホールが提供される。

【００１７】なお、本発明において、ヨードホールと
は、ヨウ素およびヨウ素担体の複合体より主になるもの
を意味する。この様なヨードホールは、固体状および液
体状の殺菌性組成物（ヨードホール製剤とも記載する）
として、殺菌を目的に好適に使用される。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のヨードホールは、アルキ
ルアンモニウムキトサン−ヨウ素複合体よりなり、殺菌
性等の機能を発現する活性ヨウ素は、キトサン骨格中の
アルキルアンモニウムの対アニオンとしてではなく、ま
た単なる混合状態としてではなく、ヨウ素の担体である
アルキルアンモニウムキトサンに安定に固定されている
と考えられる。このため、本発明のヨードホールは、以
下の様な特性を有する。

【００１９】（ア）活性ヨウ素はアルキルアンモニウム
キトサンに安定に固定化されているため、通常の保存状
態において、活性ヨウ素は実質的に揮発および変性せ
ず、貯蔵安定性に優れている。なお、実質的に揮発しな
いとは、ヨウ化カリウム−デンプン含浸試験紙が変色せ
ず、ヨウ素臭がしないことを意味しており、これらの特
性をもって、アルキルアンモニウムキトサン及びヨウ素
が実質的に複合体を形成していると考えられる。

【００２０】なお、アルキルアンモニウムキトサン及び
ヨウ素が安定な複合体を形成する理由は明らかではない
が、キトサン骨格のアルキルアンモニウム基と活性ヨウ
素（Ｉ₂及びＩ₃ ^-等）とが強く相互作用し、錯体等を形
成しているためだと推察している。

【００２１】（イ）ヨウ素の担体としてアルキルアンモ
ニウムキトサンを使用しているため、従来のキトサンを
担体とするヨードホールと比較して、高い溶解性を有す
る。このため、用途分野の自由度が高い。

【００２２】（ウ）活性ヨウ素は強力な殺菌性を有する
ため、低濃度の場合においても十分な抗菌即効性が実現
できる。しかしながら、ヨウ素は不純物等と急速に反応
し、短時間で失活する。また、有機物存在下では有機物
と反応して失活するため、十分な殺菌作用を実現できな
い場合もある。特に、ヨードホールを殺菌剤として使用
する場合には、菌の増殖に必要な栄養素等の有機物が存
在している場合があり、ヨウ素単独では、十分な殺菌作
用を示さない場合がある。

【００２３】これに対し、ヨウ素担体であるアルキルア
ンモニウムキトサンは、ヨウ素の様な強い殺菌作用を示
さないものの、持続的な殺菌性有する。また、この殺菌
性は有機物により阻害されない。

【００２４】このため、アルキルアンモニウムキトサン
−ヨウ素複合体を有効成分とする殺菌性組成物は、ヨウ
素に由来する殺菌即効性と、アルキルアンモニウムキト
サンに由来する殺菌持続性との両者を有し、有機物存在
下においても有効である。

【００２５】（エ）ＰＶＰ−Ｉと比較して、低温でアル
キルアンモニウムキトサン−ヨウ素複合体を製造するこ
とができる。即ち、ＰＶＰ−Ｉの製造は、９０〜９５℃
と高温で行われるのに対し、アルキルアンモニウムキト
サン−ヨウ素複合体は室温においても製造可能である。
この様な低温製造が可能な理由は明らかではないが、キ
トサン骨格のアルキルアンモニウム基と活性ヨウ素（Ｉ
₂及びＩ₃ ^-等）とが強く相互作用し、錯体等を形成する
ためだと推察している。

【００２６】このため、製造工程において、アルキルア
ンモニウムキトサンの骨格が熱劣化する等の不具合が抑
制され、高品位のヨードホールを製造することができ
る。また、製造に際して加熱装置等を必要としないた
め、経済性および工程制御性に優れる。

【００２７】具体的には、キトサンのアミノ基をアルキ
ルアンモニウム塩として、アルキルアンモニウムキトサ
ンを合成する第１工程と、得られたアルキルアンモニウ
ムキトサン及びヨウ素を粉体混合しながらヨウ素を気化
させ、アルキルアンモニウムキトサン及びヨウ素を反応
させてアルキルアンモニウムキトサン及びヨウ素の複合
体を形成する第２工程と、を含む方法により、アルキル
アンモニウムキトサン−ヨウ素複合体を製造することが
できる。

【００２８】この様にして製造されたアルキルアンモニ
ウムキトサン−ヨウ素複合体は、例えば、殺菌等を目的
とするヨードホール等として、好適に使用される。

【００２９】さて、第１工程のアルキルアンモニウムキ
トサンの合成は、例えば、Ａ．Ｄａｍａｒｄ、Ｍ．Ｒｉ
ｎａｕｄｏ及びＣ．Ｔｅｒｒａｓｓｉｎ著、Ｉｎｔ．
Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．誌、第８巻、第１０
５頁（１９８６年刊）に記載される方法により行うこと
ができる。

【００３０】例えば、キトサンをアルコール水溶液中に
懸濁させ、これにヨウ化アルキルを滴下し加熱して反応
させる。この反応液をアセトン中に投入して析出する粗
結晶を濾取しアセトン洗浄した後、これを水への再溶解
し、アセトン析出を数回繰り返して精製し、真空乾燥し
て、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルアンモニウムキトサンア
イオダイド等が得られる。

【００３１】なお、アルキルアンモニウムキトサンのア
ルキル基は、ヨウ化アルキルがキトサンのアミノ基と十
分な反応性を有する、活性ヨウ素の固定化能が高い等の
理由により、メチル基、エチル基またはプロピル基が好
ましい。

【００３２】この段階で、アルキルアンモニウムキトサ
ンの対アニオンはヨウ化物イオンであるが、良好な再結
晶性を実現する等の必要に応じて、アルキルアンモニウ
ムキトサンの対アニオンを所望のイオンに交換する場合
もある。

【００３３】対アニオンとしては、良好な生産性、活性
ヨウ素の固定化能等の観点から、塩化物イオン、臭化物
イオン、ヨウ化物イオン、硫酸イオン又は炭酸イオンが
好ましい。

【００３４】対イオンが塩化物イオン又は臭化物イオン
のアルキルアンモニウム化キトサンを得る際には、キト
サン及びヨウ化アルキルの反応液をアセトン中に投入し
て析出するＮ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルアンモニウムキト
サンアイオダイドの粗結晶を濾取したのち、水に再溶解
し、これに塩化ナトリウム又は臭化ナトリウムを溶解
し、対イオンを塩化物イオン又は臭化物イオンにイオン
交換する。

【００３５】次いで、必要に応じて、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ
アルキルアンモニウムキトサンアイオダイドの精製の場
合と同様の操作を行い、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルアン
モニウムキトサンクロライド又はＮ，Ｎ，Ｎ−トリアル
キルアンモニウムキトサンブロマイドを得ることができ
る。

【００３６】アルキルアンモニウムキトサン及びヨウ素
の複合体は、アルキルアンモニウムキトサン及びヨウ素
を密閉容器に入れ混合することにより得られる。混合の
経過に伴い、ヨウ素が徐々に気化し、アルキルアンモニ
ウムキトサン及びヨウ素の複合体形成が進行する。

【００３７】混合に使用される密閉容器を具備する装置
としては、ボールミル及びヘンシェルミキサー等を使用
することができる。

【００３８】なお、ヨウ素ガスの漏出を防ぎ、アルキル
アンモニウムキトサン−ヨウ素複合合体形成を定量的に
進行させるために、密閉性に優れる容器を使用する必要
がある。

【００３９】また、容器の内壁はヨウ素等により腐食等
の劣化を起こさない材質である必要があり、ガラス、磁
器等が好ましい。

【００４０】反応温度は、十分な複合化を実現するため
に、１０℃以上が好ましく、１５℃以上がより好まし
い。一方、反応温度の上限については、既に記載した通
り低温とすることができ、特に制限はない。しかしなが
ら、経済性および工程制御性等の観点から、４５℃以下
が好ましく、４０℃以下がより好ましく、３５℃以下が
更に好ましい。

【００４１】なお、反応温度が高い程、反応時間を短縮
することができる。具体的には、反応温度が室温程度の
場合で、反応時間は５時間以上４０時間以下とすること
ができる。また、アルキルアンモニウムキトサンに対
し、１〜１０質量％の水を噴霧したものを用いることに
よっても、反応時間を短縮できる。

【００４２】上記方法により有効ヨウ素含有量がヨード
ホール全体の３０質量％以下のアルキルアンモニウムキ
トサン−ヨウ素複合体を調製できるが、殺菌性組成物と
して利用するに当たっては、安定性、水溶性、コストの
面から１５質量％以下がより好ましい。一方、同様の理
由から、含有量の下限は０．１質量％以上が好ましく、
１質量％以上がより好ましい。

【００４３】具体的には、有効ヨウ素含有量が０．１質
量％以上であれば、ヨウ素の安定な保持に関与しないア
ルキルアンモニウムキトサンの比率を低減することがで
き、低コスト化を実現できる。一方、３０質量％以下で
あれば、アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素複合体
中のヨウ素を安定化できる。また、これを液状の殺菌性
組成物として利用する際に、良好な溶解性を実現でき
る。

【００４４】なお、有効ヨウ素含有量は、チオ硫酸ナト
リウムによる滴定分析法により定量化できる。具体的に
は、濃度既知のチオ硫酸ナトリウム水溶液を試料水溶液
に滴下する。試料水溶液はヨウ素を含有しているため、
滴定前の時点では茶褐色であるが、滴定の進行に伴い、
淡黄色へと変色する。この段階で、終点検出用の指示薬
として、デンプン溶液を添加し、試料水溶液を紫色とす
る。その後、滴定を続行し、試料水溶液が無色となる時
点を終点とし、終点までに添加したチオ硫酸ナトリウム
の総量より、有効ヨウ素含有量を算出できる。

【００４５】アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素複
合体を殺菌用途で利用するにあたっては、本発明のヨー
ドホールと適当な媒体とを含んでなる殺菌性組成物（ヨ
ードホール製剤）とすることが好ましい。

【００４６】ヨードホール製剤の形態は特に制限されな
いが、例えば以下の様な形態で使用される。

【００４７】第１に、ヨードホールが液体媒体に溶解さ
れてなる液体状のヨードホール製剤を例示できる。

【００４８】なお、液体媒体としては、ヨードホール、
アルキルアンモニウムキトサン及びヨウ素の良好な溶解
性を確保するために、水、エタノール、メタノール又は
イソプロピルアルコールが好ましく、必要に応じてこれ
らの混合溶媒を用いることもできる。

【００４９】これらの溶媒中で有効ヨウ素が１質量％程
度となるよう濃厚な殺菌性組成物の原液を調製し、これ
を５０倍〜１０００倍に希釈して殺菌に使用することが
一般的である。なお、アルキルアンモニウムキトサン−
ヨウ素複合体は、高濃度な原液中においては、たとえ溶
媒中においてもアルキルアンモニウムキトサンと活性ヨ
ウ素とが実質的に解離せず、安定な複合体を形成してお
り貯蔵安定性に優れる。一方、希釈後は有効ヨウ素が遊
離し、殺菌性が発現される。

【００５０】また、濃厚な殺菌性組成物（原液）を調製
することなく、有効ヨウ素が１０〜１００質量ｐｐｍ程
度になるように、アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ
素複合体を溶媒に直接溶解させ、殺菌剤として使用する
こともできる。

【００５１】第２のヨードホール製剤の形態として、ヨ
ードホールが固体媒体中に存在している固形状の殺菌性
組成物を挙げることができる。

【００５２】具体的には、ヨードホールと樹脂等のマト
リックスとを混合する、ヨードホールを樹脂等のマトリ
ックスに混練分散する、ヨードホール溶液を樹脂等のマ
トリックスに含浸する等により固体状のヨードホール製
剤を作製することができる。

【００５３】例えば、アルキルアンモニウムキトサン−
ヨウ素複合体を、水に対して不溶あるいは難溶性の固体
媒体中に分散させ、得られた混合物を成形し、この成形
物を、微生物等が存在する水中に浸漬させて、殺菌剤と
して使用することもできる。この場合、アルキルアンモ
ニウムキトサン−ヨウ素複合体が徐々に溶解する、ヨウ
素徐放タイプの殺菌性組成物として利用することができ
る。配合するアルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素複
合体の割合はヨウ素放出速度に合わせ任意に設定する。

【００５４】第３には、アルキルアンモニウムキトサン
及びヨウ素が液体媒体に溶解された液体状のヨードホー
ル製剤を例示できる。

【００５５】即ち、ヨウ素およびアルキルアンモニウム
キトサンの各々を溶媒に溶解してなる殺菌性組成物を、
アルキルアンモニウムキトサンを水等の溶媒に溶解し、
この溶液にヨウ素を添加して溶解することで容易に調製
することができる。

【００５６】また、ヨウ素の溶解性を促進するためにヨ
ウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム等のヨウ化アルカリを
添加しても良く、それらを添加しても組成物中でのヨウ
素の保持特性は低下しない。

【００５７】こうして得られるアルキルアンモニウムキ
トサン−ヨウ素複合体あるいは複合体構成成分であるヨ
ウ素とアルキルアンモニウムキトサンを含有してなる殺
菌性組成物中において、ヨウ素の安定性、組成物の扱い
易さから、有効ヨウ素含有量は、殺菌性組成物の０．０
０１質量％以上が好ましい。一方上限としては、同様の
理由から１０質量％以下が好ましく、特に水等の溶媒に
含有させる場合においては５質量％以下がより好まし
い。

【００５８】また、アルキルアンモニウムキトサンの含
有量については、上記と同様の理由から、殺菌性組成物
の０．０１質量％以上が好ましい。一方、上限として
は、３０質量％以下が好ましく、特に水等の溶媒に含有
させる場合においては１５質量％以下が好ましい。

【００５９】また、同様の理由から、殺菌性組成物中の
有効ヨウ素含有量に対するアルキルアンモニウムキトサ
ン含有量が３質量倍以上１００質量倍以下となるよう調
製することが好ましい。

【００６０】各成分の含有量または組成比が上記の上限
以下であれば、組成物の粘性が増大したり、保存中に不
溶物が析出し、安定性、取り扱い性が悪くなる等の不具
合が抑制される。また、上記の下限以上であれば、アル
キルアンモニウムキトサンおよびヨウ素成分が強固な複
合体を形成し、ヨードホールとして良好な性能を実現で
きる。

【００６１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、特に断りのない限り、％は質量基準であ
り、試薬は市販の高純度品を使用した。

【００６２】（製造例１）先ず、アルキルアンモニウム
キトサンを以下の様に製造した。

【００６３】キトサン（加ト吉製キトサン１０Ｂ）１
０．０ｇを４０％メタノール水溶液１０００ｍｌに添加
し、５０℃に加熱しながら攪拌して分散させた。この分
散液にヨウ化メチル４０ｍｌを滴下し、窒素気流中で５
０℃に加熱して４８時間攪拌して反応させた。この反応
液をアセトン５０００ｍｌ中に滴下して析出する粗結晶
を減圧濾過して取り出した。この粗結晶を純水５００ｍ
ｌに再溶解し、次いで塩化ナトリウム２９．０ｇを溶解
し、室温で１時間攪拌して、対イオンのヨウ化物イオン
を塩化物イオンに変換した。この反応液をアセトン５０
００ｍｌ中に滴下して晶析させ、減圧濾過して粗結晶中
を取り出し不純物の除去を行った。この精製操作をもう
１サイクル行った。精製された結晶を凍結乾燥により乾
燥してアルキルアンモニウムキトサンクロライド９．３
ｇを得た。

【００６４】（実施例１）次に、アルキルアンモニウム
キトサンを用いて、アルキルアンモニウムキトサン−ヨ
ウ素複合体を製造した。

【００６５】製造例１で得られたアルキルアンモニウム
キトサンクロライド９．０ｇとヨウ素２．３ｇとを３０
０ｍｌボールミルに入れ、これに２０ｍｍ径のアルミナ
ボール２０個を入れて密閉し、室温で３６時間混合し、
褐色のアルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素複合体１
０．６ｇを得た。この複合体を水に溶解したのちチオ硫
酸ナトリウム水溶液で滴定分析して複合体中の有効ヨウ
素含有量を測定したところ、１３．５％であった。

【００６６】（分析例１）製造例１で使用したキトサン
と、製造例１で得られたアルキルアンモニウムキトサン
クロライドと、実施例１で得られたアルキルアンモニウ
ムキトサン−ヨウ素複合体とを、それぞれＩＲ及び固体
¹³Ｃ−ＮＭＲにより分析した。得られた結果を、図１及
び表１に示した。

【００６７】図１より、アルキルアンモニウムキトサン
−ヨウ素複合体およびアルキルアンモニウムキトサンク
ロライドには、キトサンのアミノ基に導入されたメチル
基の炭素に由来する新たなピークが生じており、アルキ
ルアンモニウム化の進行が確認できた。また、アルキル
アンモニウムキトサン−ヨウ素複合体およびアルキルア
ンモニウムキトサンクロライドのピーク形状が同じであ
ることから、上記の製造方法によりキトサン骨格の劣化
等は生じていないことが確認された。

【００６８】また、表１より、アルキルアンモニウムキ
トサン−ヨウ素複合体およびアルキルアンモニウムキト
サンクロライドには、キトサンのアミノ基に導入された
メチル基に由来するピークの変化が生じており、アルキ
ルアンモニウム化の進行が確認できた。また、アルキル
アンモニウムキトサン−ヨウ素複合体およびアルキルア
ンモニウムキトサンクロライドのピーク形状が同じであ
ることから、上記の製造方法によりキトサン骨格の劣化
等は生じていないことが確認された。

【００６９】

【表１】

【００７０】（比較例１）アルキルアンモニウムキトサ
ンクロライドに代えてポリビニルピロリドン（重量平均
分子量：４００００）を用いた以外は実施例１と同様の
方法で、ポリビニルピロリドン−ヨウ素複合体（ＰＶＰ
−Ｉ複合体とも記載する）１０．７ｇ得た。複合体中の
有効ヨウ素含有量を測定したところ、１７．０％であっ
た。

【００７１】（試験例１）実施例１で調製したアルキル
アンモニウムキトサン−ヨウ素複合体と、比較例１で調
製したＰＶＰ−Ｉ複合体と、原料であるアルキルアンモ
ニウムキトサンクロライドとを用いて以下の試験を行
い、実施例１で製造されたものが単なる混合物ではなく
複合体であることを確認した。また、併せてヨードホー
ルとして用いる際の適性を評価した。

【００７２】（ヨウ素揮発性試験）アルキルアンモニウ
ムキトサン−ヨウ素複合体２ｇと、ＰＶＰ−Ｉ複合体２
ｇとを、それぞれ２０ｍｌのスクリュー管に入れて、こ
の中にヨウ化カリウム−デンプン含浸試験紙をサンプル
と接触しない様に挿入し、瓶および蓋で挟み込んで固定
した。これを室内暗所で１日間放置した後、試験紙の変
色と、蓋を開けた時のヨウ素臭の有無とから、ヨウ素の
揮発性を評価した。

【００７３】得られた結果を表２に示した。表２より明
らかな通り、アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素複
合体の場合に付いては、ヨウ素による試験紙の変色、及
びヨウ素臭が認められず、ヨウ素が全く揮発していない
ことが確認された。このことから複合体中のヨウ素が単
なる混合状態で存在しているのではなく、アルキルアン
モニウムキトサンと完全に複合体を形成していることが
わかる。

【００７４】一方、アルキルアンモニウムキトサン−ヨ
ウ素複合体と同一条件で調製したＰＶＰ−Ｉの場合は、
ＰＶＰとヨウ素とが完全な複合体を形成せず、一部の遊
離ヨウ素が混在した状態であり、ヨウ素揮発による試験
紙の着色、及びヨウ素臭が認められた。

【００７５】

【表２】

【００７６】（保存安定性試験）アルキルアンモニウム
キトサン−ヨウ素複合体３ｇと、ＰＶＰ−Ｉ複合体３ｇ
とを、それぞれスクリュービンに入れ、４０℃で３０日
間保存し、複合体中の有効ヨウ素含有量を測定し、保存
安定性を評価した。

【００７７】複合体中の有効ヨウ素含有量は、保存前後
のサンプルを水に溶解し、その溶液中の有効ヨウ素をチ
オ硫酸ナトリウム水溶液を用いて滴定分析し、複合体中
の有効ヨウ素含有量を算出して評価した。

【００７８】得られた結果を表３に示した。表３より明
らかな通り、アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素複
合体については、保存中に有効ヨウ素が失活することは
なく、非常に安定であったが、ＰＶＰ−Ｉについては、
有効ヨウ素の損失が認められた。

【００７９】供試したＰＶＰ−Ｉは比較のためアルキル
アンモニウムキトサン−ヨウ素複合体と同一条件で製造
したものである。加熱せずに室温下で混合しているた
め、ＰＶＰとヨウ素との複合体化が低温では進行しにく
く、上の試験で示したように複合体化しないヨウ素が遊
離した状態で混在しており、このため、４０℃での保存
安定性試験を実施している間にＩ₂からＩ^-への転換が起
こり、ヨウ素とＰＶＰとの複合体化が進んだものと考え
られる。

【００８０】以上より、低温で製造したＰＶＰ−Ｉは完
全な複合体を形成していないにも関わらず、低温で製造
したアルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素は、実質的
に複合体を形成しており、ヨウ素の揮発は実質的にな
く、保存安定性にも優れることが分かった。

【００８１】

【表３】

【００８２】（溶解性試験）アルキルアンモニウムキト
サン−ヨウ素複合体と、アルキルアンモニウムキトサン
−ヨウ素複合体の原料であるアルキルアンモニウムキト
サンクロライドとの２５℃での水に対する溶解度を測定
した。この結果、各々１０％程度の溶解性を示すことが
確認された。

【００８３】即ち、アルキルアンモニウムキトサンにヨ
ウ素を付加させても溶解度が著しく低下することはない
ことが分かった。また、１０％アルキルアンモニウムキ
トサン−ヨウ素複合体水溶液を０．３１％になるまで２
倍希釈の操作を重ねたが、途中でヨウ素が析出すること
はなく、１０％以下の濃度であれば任意の濃度の水溶液
が調製可能であることを確認した。

【００８４】以上の試験に示したように、本発明のアル
キルアンモニウムキトサン−ヨウ素複合体については、
ヨウ素特有の揮発性が全く認められず、また、保存安定
性も高いことから、アルキルアンモニウムキトサンとヨ
ウ素が完全に複合体を形成し安定化していることが示さ
れ、単なる混合物ではないことが確認された。また、水
溶性も高く、ヨードホールとして用いるに当たって、取
扱い性が良好であることが確認された。

【００８５】（実施例２）次に、以下の様にして、アル
キルアンモニウムキトサン−ヨウ素系殺菌性組成物を製
造した。即ち、５０ｍｌのネジ口三角フラスコに、実施
例１で得られたアルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素
複合体３．８ｇを入れ、これに蒸留水４６．２ｇを添加
し、キャップをして室温下で撹拌して溶解させ、殺菌性
組成物を得た。この溶液中の有効ヨウ素濃度を測定した
ところ１．０１％であった。

【００８６】また、アルキルアンモニウムキトサンの殺
菌性組成物に対する含有量は、６．５７質量％であり、
有効ヨウ素含有量の６．５質量倍であった。

【００８７】（実施例３）また、他の方法により、アル
キルアンモニウムキトサン−ヨウ素系殺菌性組成物を製
造した。即ち、１００ｍｌのネジ口三角フラスコに、ア
ルキルアンモニウムキトサンクロライド３．３ｇを入
れ、これに蒸留水４５．９ｇを添加後、ヨウ素０．５０
ｇ及びヨウ化カリウム０．３４ｇを撹拌しながら添加
し、キャップをして室温下で撹拌を継続して溶解させ、
殺菌性組成物を得た。この溶液中の有効ヨウ素濃度をチ
オ硫酸ナトリウムで直接滴定して測定したところ０．９
８％であった。

【００８８】また、アルキルアンモニウムキトサンの殺
菌性組成物に対する含有量は６．６０質量％であり、有
効ヨウ素含有量の６．７質量倍であった。

【００８９】（比較例２）比較のために、ＰＶＰ−Ｉ系
殺菌性組成物を製造した。即ち、５０ｍｌのネジ口三角
フラスコにポリビニルピロリドン（重量平均分子量：４
００００）３．３ｇを入れ、これに蒸留水４４．２ｇを
添加後、ヨウ素０．５０ｇ及びヨウ化カリウム０．３４
ｇを撹拌しながら添加し、室温下で撹拌して溶解させ、
ＰＶＰ−Ｉ系殺菌性組成物を得た。

【００９０】この溶液中の有効ヨウ素濃度をチオ硫酸ナ
トリウムで滴定して測定したところ０．９８％であっ
た。

【００９１】（比較例３）比較のために、ヨウ素−ヨウ
化ナトリウム水溶液を調製した。即ち、１００ｍｌの三
角フラスコにヨウ素０．５０ｇ及びヨウ化ナトリウム
０．６９ｇを入れ、これに蒸留水４８．８ｇを添加し室
温下で撹拌して溶解させ、ヨウ素−ヨウ化ナトリウム水
溶液を得た。このヨウ素−ヨウ化ナトリウム水溶液中の
有効ヨウ素濃度をチオ硫酸ナトリウムで直接滴定して測
定したところ１．００％であった。

【００９２】（比較例４）比較のため、アルキルアンモ
ニウムキトサンクロライド水溶液を調製した。即ち、１
００ｍｌのネジ口三角フラスコに蒸留水４６．７ｇを入
れ、これにアルキルアンモニウムキトサンクロライド
３．３ｇを撹拌しながら添加し、室温下で撹拌を継続し
て溶解させ、アルキルアンモニウムキトサンクロライド
水溶液を得た。

【００９３】（試験例２）実施例２及び３で調製した殺
菌性組成物のヨードホールとしての性能について、以下
の試験を行って評価した。

【００９４】（保存安定性試験）実施例２で調製したア
ルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素系殺菌性組成物の
溶液と、比較例２で調製したＰＶＰ−Ｉ系殺菌性組成物
の溶液とを、それぞれガラス製容器に入れて密栓し、４
０℃の恒温器内で３０日間保存後、含有する有効ヨウ素
濃度の残存率を測定した。また、併せて不溶物析出の有
無、液性変化の観察を行い、ヨウ素の安定性を評価し
た。

【００９５】得られた結果を表４に示した。表４より明
らかな通り、アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素系
殺菌性組成物の保存安定性は、ＰＶＰ−Ｉ系殺菌性組成
物の保存安定性と同程度に良好であることが分かった。

【００９６】

【表４】

【００９７】（ヘプタン−水分配係数によるヨウ素の安
定性評価）液体ヨードホール中のヨウ素のヘプタン−水
相への分配係数を測定して、ヨードホール中のヨウ素の
安定性を評価した。即ち、実施例２及び３で調製したア
ルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素系殺菌性組成物
と、比較例３で調製したヨウ素−ヨウ化ナトリウム水溶
液とについて、ヨウ素の安定性を評価した。

【００９８】具体的には、１００ｍｌの分液ロートに２
５℃のヘプタン２５ｍｌを入れ、この中にヨードホール
１ｍｌを添加して１分間激しく撹拌し、ヨードホール中
のヨウ素をヘプタン相とヨードホール相に分配平衡させ
た後、直ちに２５℃の恒温槽内に入れて３分間静置し
た。その後、ヘプタン相をガラスセルに取り、分光光度
計で５２０ｎｍにおける吸光度を測定し、あらかじめヘ
プタン中のヨウ素濃度と吸光度の相関から作成しておい
た検量線を用いて、平衡時のヘプタン相中のヨウ素濃度
を算出した。

【００９９】また、あらかじめ供試ヨードホール中の有
効ヨウ素濃度を測定しておき、ヘプタン相へ移動したヨ
ウ素量を差し引いて、平衡時のヨードホール相中の有効
ヨウ素濃度を算出した。平衡時のヘプタン相およびヨー
ドホール相（水相）中のヨウ素濃度から、以下の式
（１）に基づき分配係数を算出した；分配係数＝ヨードホール相中のヨウ素濃度（ｍｇ／ｍｌ）／ヘプタン相中のヨウ素濃度（ｍｇ／ｍｌ）（１）。

【０１００】なお、分配係数はヨードホール中における
ヨウ素とヨウ素担体との結合性の強さを評価する指標で
あり、この数値が大きいほどヨウ素は揮発しにくいこと
を示している。

【０１０１】得られた結果を表５に示した。表５より明
らかな通り、ヨウ素−ヨウ化ナトリウム水溶液はヨウ素
担体を含まないため、ヨウ素を水相に留めておく作用が
ほとんどなく、分配係数は２と極端に低い値を示した。

【０１０２】これに対し、実施例２及び３で得られたア
ルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素系組成物では、分
配係数がそれぞれ３８及び４２であり、組成物中にアル
キルアンモニウムキトサンが存在することにより、水相
でのヨウ素の留まり易さが約２０倍に向上していること
が分かった。

【０１０３】

【表５】

【０１０４】（ヨウ素揮発性試験）実施例２で調製した
アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素系殺菌性組成物
の溶液３０ｍｌと、比較例２で調製したＰＶＰ−Ｉ系殺
菌組成物の溶液３０ｍｌと、比較例３で調製したヨウ素
−ヨウ化ナトリウム水溶液３０ｍｌとを、それぞれ５０
ｍｌのビーカーに入れ、室温下で蓋をせずに２４時間ス
ターラーで撹拌し、一定時間経過する毎に溶液中の有効
ヨウ素濃度を測定して、溶液からのヨウ素揮発性を評価
した。

【０１０５】得られた結果を表６に示した。表６より明
らかな通り、分配係数が２であるヨウ素−ヨウ化ナトリ
ウム水溶液は、経時で著しくヨウ素濃度が低下し、ヨウ
素が揮発し易いことが分かった。一方、分配係数が３８
のアルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素系殺菌性組成
物については、ＰＶＰ−Ｉ系殺菌性組成物の場合と同様
に、ヨウ素濃度の低下は確認されなかった。なお、経時
により有効ヨウ素濃度が僅かに増大しているのは、水分
の蒸発によるものと考えている。

【０１０６】

【表６】

【０１０７】（殺菌即効性の評価）実施例２で調製した
アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素系殺菌性組成物
と、比較例２で調製したＰＶＰ−Ｉ系殺菌性組成物と、
比較例３で調製したヨウ素−ヨウ化ナトリウム水溶液
と、比較例４で調製したアルキルアンモニウムキトサン
クロライド水溶液とを用いて、以下の方法により、バク
テリアに対する殺菌即効性を評価した。

【０１０８】表７に示す供試菌株をブイヨン培地に接種
し３７℃で２４時間培養した菌液を、生理食塩水で１×
１０⁶細胞数／ｍｌに希釈したものを供試菌液とした。
次に、上記殺菌性組成物を滅菌水で１００倍、２００
倍、４００倍に希釈した希釈液１０ｍｌに、供試菌液
０．１ｍｌを添加して素早く攪拌し、２０℃の水浴に浸
して振盪した。その後、１、２及び５分経過毎に０．１
ｍｌを採取して、ブイヨン寒天培地に接種し、３７℃で
２４時間培養して生育の有無を観察して、殺菌性を評価
した。

【０１０９】なお、この様な方法によれば、採取時間が
５分以下と短いため、殺菌力の即効性を評価しているこ
とになる。

【０１１０】得られた結果を、生育が認められたものに
ついては「＋」、生育が阻止されたものについては
「−」として、表８に示した。表８より明らかな通り、
アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素系組成物を実用
濃度に希釈し殺菌剤として使用する場合、ヨウ素特有の
殺菌作用により、ＰＶＰ−１及びヨウ素−ヨウ化ナトリ
ウム水溶液と同等の殺菌即効性が実現できることが分か
った。

【０１１１】また、アルキルアンモニウムキトサンクロ
ライド水溶液には殺菌即効性がないことから、ヨウ素担
体であるアルキルアンモニウムキトサンには殺菌即効性
がないことが分かった。

【０１１２】

【表７】

【０１１３】

【表８】

【０１１４】（抗菌持続性の評価）実施例２で調製した
アルキルアンモニウムキトサン−ヨウ素系殺菌性組成物
と、比較例２で調製したＰＶＰ−Ｉ系殺菌性組成物と、
比較例３で調製したヨウ素−ヨウ化ナトリウム水溶液
と、比較例４で調製したアルキルアンモニウムキトサン
クロライド水溶液とを用いて、以下の方法で有機物存在
下でのバクテリアに対する抗菌持続性を評価した。

【０１１５】表７に示すＥ．ｃｏｌｉをブイヨン培地に
接種し３７℃で２４時間培養した菌液を、生理食塩水で
１×１０⁶細胞数／ｍｌに希釈したものを供試菌液とし
た。次に、抗菌即効性試験で供試した殺菌性組成物をブ
イヨン培地で１００倍に希釈して有機物含有希釈液１０
０ｍｌを調製した。そして、この有機物含有希釈液に、
供試菌液１．０ｍｌを添加して素早く攪拌し、３０℃の
水浴に浸して振盪培養した。その後、２、４及び６時間
経過毎に培養液を採取し、波長６６０ｎｍにおける濁度
を測定し、微生物繁殖による濁度増大傾向から抗菌性を
評価した。なお、評価の信頼性を確保するために、殺菌
性組成物を添加しない場合についても培養を行った。

【０１１６】なお、この様な方法によれば、採取時間が
６時間と長いため、抗菌力の持続性を評価していること
になる。また、有機物含有希釈液を使用しているため、
有機物が多量に存在する場合の抗菌力を評価しているこ
とにもなる。

【０１１７】得られた結果を表９に示した。表９より明
らかな通り、ＰＶＰ−Ｉ系組成物およびヨウ素−ヨウ化
ナトリウム水溶液添加系の場合、殺菌性組成物を添加し
なかった場合と同程度の濁度増加が見られ、菌の繁殖が
確認された。一方、アルキルアンモニウムキトサン−ヨ
ウ素系組成物およびアルキルアンモニウムキトサンクロ
ライド水溶液添加系の場合、濁度増加は見られず、菌の
増殖が抑制された。

【０１１８】これより、ヨウ素は低濃度でも有効な殺菌
性を示すが、短時間で失活する場合があることが分かっ
た。また、有機物存在下では、有機物と反応して失活す
るため、十分な殺菌作用を示さない場合があることも分
かった。

【０１１９】一方、アルキルアンモニウムキトサンクロ
ライドの場合には、増殖抑制効果が確認されたことか
ら、ヨウ素担体であるアルキルアンモニウムキトサン
は、ヨウ素のような強い殺菌作用を示さないものの、持
続的な抗菌性有することが分かった。

【０１２０】以上より、アルキルアンモニウムキトサン
−ヨウ素系組成物は、ヨウ素に由来する殺菌即効性と、
アルキルアンモニウムキトサンに由来する抗菌持続性と
の両者を有していることが分かった。

【０１２１】また、ヨウ素の担体に抗菌性のあるアルキ
ルアンモニウムキトサンを用いることにより、ヨウ素に
よる殺菌即効性が期待できない有機物が存在する系にお
いてもアルキルアンモニウムキトサンの抗菌作用によ
り、長期にわたり菌の増殖を抑制する効果があり、今ま
でのヨードホールと比較しても非常に有用性の高いこと
が分かった。

【０１２２】

【表９】

【０１２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のアルキ
ルアンモニウムキトサン−ヨウ素複合体は、アルキルア
ンモニウムキトサンとヨウ素を密閉容器内で室温にて混
合するのみで製造できる安定な複合体であり、この複合
体を殺菌用途に用いるにあたっては、固体状のヨードホ
ール製剤として用いることは元より、液体状のヨードホ
ール製剤として用いるにあたっても、水溶性が高い、保
存安定性が良い、ヨウ素が揮発しないため腐食性、刺激
性示さない等といったヨードホール製剤として必要な基
本特性を満足する。

【０１２４】また、優れた抗菌特性を持つことから、広
範に使用されているＰＶＰ−Ｉ系ヨードホールと同等以
上の性能を有する殺菌性組成物となりうるものである。

【０１２５】更に、ヨウ素の担体であるアルキルアンモ
ニウムキトサンは天然物由来の誘導体であり生分解性が
あるので、本発明のアルキルアンモニウムキトサン−ヨ
ウ素複合体は、環境にも優しいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルキルアンモニウムキトサン−ヨウ
素複合体のＮＭＲチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｋ 3/02 Ｃ０８Ｋ 3/02 Ｃ０８Ｌ 5/08 Ｃ０８Ｌ 5/08 Ｆターム(参考） 4C086 AA01 AA02 EA23 HA09 HA24 MA02 MA04 NA14 ZB35 4C090 AA09 BA47 BB53 BB62 BB66 DA23 4H011 BA01 BA06 BB02 BB18 BB19 BC03 BC18 DA13 DD01 DF02 DH10 4J002 AB051 DA006 FD186 GB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルキルアンモニウムキトサン及びヨウ
素からなる複合体。
【請求項２】アルキルアンモニウムキトサン及びヨウ
素を含んでなり、該アルキルアンモニウムキトサン及び
該ヨウ素は実質的に複合体を形成していることを特徴と
するヨードホール。
【請求項３】前記アルキルアンモニウムキトサンのア
ルキル基は、メチル基、エチル基またはプロピル基であ
ることを特徴とする請求項２記載のヨードホール。
【請求項４】前記アルキルアンモニウムキトサンの対
アニオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イ
オン、硫酸イオン又は炭酸イオンであることを特徴とす
る請求項２又は３記載のヨードホール。
【請求項５】有効ヨウ素含有量は、ヨードホール全体
に対して０．１質量％以上３０質量％以下であることを
特徴とする請求項２乃至４何れかに記載のヨードホー
ル。
【請求項６】キトサンのアミノ基をアルキルアンモニ
ウム塩として、アルキルアンモニウムキトサンを合成す
る第１工程と、該アルキルアンモニウムキトサン及びヨ
ウ素を粉体混合しながら該ヨウ素を気化させ、アルキル
アンモニウムキトサン及びヨウ素を反応させてアルキル
アンモニウムキトサン及びヨウ素の複合体を形成する第
２工程と、を含むことを特徴とするヨードホールの製造
方法。
【請求項７】請求項６記載の第１工程と、前記アルキ
ルアンモニウムキトサンの対アニオンを交換する工程
と、請求項６記載の第２工程と、を含むことを特徴とす
るヨードホールの製造方法。
【請求項８】請求項２乃至５何れかに記載のヨードホ
ールと媒体とを含んでなることを特徴とする殺菌性組成
物。
【請求項９】請求項２乃至５何れかに記載のヨードホ
ールが液体媒体に溶解していることを特徴とする殺菌性
組成物。
【請求項１０】アルキルアンモニウムキトサン及びヨ
ウ素が液体媒体に溶解していることを特徴とする殺菌性
組成物。
【請求項１１】前記液体媒体は、水、エタノール、メ
タノール及びイソプロピルアルコールからなる群より選
ばれる１種以上であることを特徴とする請求項９又は１
０記載の殺菌性組成物。
【請求項１２】請求項２乃至５何れかに記載のヨード
ホールが固体媒体中に存在していることを特徴とする殺
菌性組成物。
【請求項１３】有効ヨウ素含有量は、殺菌性組成物の
全体に対して０．００１質量％以上１０質量％以下であ
ることを特徴とする請求項８乃至１２何れかに記載の殺
菌性組成物。
【請求項１４】前記アルキルアンモニウムキトサンの
含有量は、殺菌性組成物の全体に対して０．０１質量％
以上３０質量％以下であることを特徴とする請求項８乃
至１３何れかに記載の殺菌性組成物。