JP2002138117A - 光増感性抗菌剤 - Google Patents

光増感性抗菌剤

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JP2002138117A
JP2002138117A JP2000373569A JP2000373569A JP2002138117A JP 2002138117 A JP2002138117 A JP 2002138117A JP 2000373569 A JP2000373569 A JP 2000373569A JP 2000373569 A JP2000373569 A JP 2000373569A JP 2002138117 A JP2002138117 A JP 2002138117A
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antibacterial
photosensitizing
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polymer
antibacterial agent
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Taro Furuta
太郎 古田
Koto Ri
向東 李
Sachiko Kojima
幸子 兒島
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Saraya Co Ltd
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Saraya Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】広い抗菌スペクトルを有し、人体や環境に対し
て安全性が高く、光照射時のみ抗菌力を示す、安定な抗
菌剤を提供すること。 【解決手段】α−T骨格を有するα−Tモノマーを合成
し、さらにこれを重合させることにより、α−T骨格を
含有する安定な光増感性ポリマー抗菌剤とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光増感性化合物であるα
−ターチエニル骨格を有する新規モノマー及びポリマー
の合成と、それらを含有する抗菌性物品に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、清潔志向の高まりとともに、生活
環境を快適に保つための様々な抗菌加工製品が市販され
るようになっている。抗菌性成分としては酸化チタンや
銀ゼオライトのような無機化合物や第四級アンモニウム
塩のような合成有機化合物、キトサンやヒノキチオール
などの天然有機化合物がよく知られている。中でも、安
全性が高いとされる天然物由来の抗菌剤を有効成分とす
る抗菌グッズが注目を集めている。しかし、天然物から
抽出して得られる抗菌剤は比較的高価であり、合成も困
難である。また、特に有機系の抗菌剤の場合、狭い抗菌
スペクトルや耐性菌の出現の問題が提起される。
【0003】耐性菌の形成を防ぐ方法として、長期にわ
たって抗菌成分が残留しないことが有効である。例え
ば、酸化チタンのような光触媒系の抗菌剤は、光照射時
のみ一重項酸素を生成し抗菌力を発揮するため耐性菌が
形成されにくいとされている。
【0004】本発明者らは、植物由来の光増感性物質に
着目し研究を重ねた結果、α−ターチエニル(以下、α
−Tと略する)およびその誘導体が光増感抗菌性塗料と
して有効であることを既に報告している(特開平7−1
18576)。
【0005】α−Tはマリーゴールド(Tagetes
SP)の風乾根に約0.01%含まれている。殺線虫
物質として植物自体を保護する機能があることが知られ
ており、低毒性の天然物由来の光増感性抗菌剤である
(Bakker 1979)。α−Tは近紫外光が照射
されることにより一重項酸素を生成し抗菌力を示す。ま
た、光照射時のみ抗菌作用を示すので耐性菌が生成しな
いと言われている。
【0006】さらに、水には不溶であるため抗菌剤の溶
出がなく、たとえ微量に溶出したとしても天然物由来で
あり安全性が高い。また、このようなチオフェン化合物
は、その電気化学的な性質により注目されており合成方
法も数多く報告されており、容易に合成できる天然物で
ある。
【0007】しかし、欠点として安定性が低く、一度、
光照射して抗菌力を示した後は、その抗菌力はしだいに
低下していくという問題点がある。そこで、抗菌力を繰
り返し発揮できる安定な抗菌剤の開発が必要であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、人体
や環境に対して安全性が高く広い抗菌スペクトルを有す
る安定な光増感性抗菌剤を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の抗菌性化合物は抗菌剤α−T骨格を有する。
これに官能基としてオレフィンを付加させ、抗菌活性を
有する新規α−Tモノマーを合成した。さらにこれを重
合させることにより、α−T骨格を含有する安定な新規
光増感性ポリマー抗菌剤を発明するに至った。
【0010】即ち、本発明は、下式(I)
【0011】
【化3】 で示されるオレフィンを有する新規光増感性α−Tモノ
マーである。または、下式(II)
【0012】
【化4】 (式中、0<x≦1、n=0〜19)で示される光増感
性高分子を有効成分として含有する抗菌剤である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明に使用する抗菌剤について説明する。本発
明の新規光増感性α−Tモノマー(I)
【0014】
【化5】 について説明する。出発原料となる5−ヒドロキシメチ
ル−2,2’:5’,5’’−ターチエニル誘導体につ
いては過去の報告例(J.Econ.Entomol.
78,121,1985;Tetrahedron,4
4,2403,1988)に従って合成し、これを塩化
アクリロイルと反応させてエステル化することによって
合成した(参考文献Gazz.Chim.Ital.1
20,793,1990)。
【0015】さらに、上記α−Tモノマー(I)とN−
ドデシルアクリルアミドをトルエン中でラジカル重合さ
せると新規光増感性ポリマー(II)
【0016】
【化6】 が得られる。式中、n=0〜19であり、より好ましく
はn=5〜15である。また0<x<1の時、α−Tモ
ノマー(I)とN−ドデシルアクリルアミドコポリマー
となり、x=1の時はα−Tホモポリマーとなる。ま
た、α−T骨格にハロゲンやアルキル、ヘテロ置換基等
を有する出発原料を用いれば官能基化されたα−Tモノ
マー及びポリマーが得られ、それらの化合物も同様に抗
菌活性を示すと推測される。
【0017】本発明の光増感性抗菌剤の殺菌機構は、ま
ず300〜400nmの近紫外光が照射されると、α−
Tは励起状態になる。すると周囲に存在する酸素がその
エネルギーを受け取り、励起されて一重項酸素になり、
α−Tは元の基底状態に戻る。ここで発生した一重項酸
素が標的である菌類を攻撃し、死滅させるに至る。一重
項酸素は殺菌力を示した後に消滅し、また過剰に発生し
た一重項酸素も寿命が短くすぐに消滅するため残存毒性
を回避することができる。よってα−Tは酸素由来のク
リーンな光増感型の抗菌剤といえる。
【0018】上記の方法により得られたα−Tモノマー
およびポリマーの抗菌剤としての使用形態は特に制限さ
れることなく、例えば、可溶な溶媒に溶かして液状や懸
濁状態での使用、塗料に混ぜることにより抗菌性塗膜、
またα−Tポリマーは成形により種々の形態で使用でき
る。
【0019】本発明の抗菌剤中の有効成分としてのα−
Tモノマーおよびポリマーの含有量は、含有量が多い
程、抗菌力は高くなる。しかし使用形態により適宜変更
し、例えば液状で使用する場合はその溶媒に可溶な量を
用いる。
【0020】
【実施例】以下、実施例、試験例により本発明を具体的
に説明するが、本発明はこれらに何ら制限されるもので
はない。
【0021】(実施例1)5−(2−ブテノイロキシ)
メチル−2,2’:5’,5’’−ターチエニルの合成
ナスフラスコに、5−ヒドロキシメチル−2,2’:
5’,5’’−ターチエニル(0.7g,2.5mmo
l)、ピリジン(0.25ml,3.1mmol)、脱
水テトラヒドロフラン(15ml)を入れる。氷浴下
で、塩化アクリロイル(0.25ml,3.1mmo
l)を滴下し0℃のまま3時間撹拌する。この後、室温
で一晩反応させた後、冷水に注ぐ。ジエチルエーテルで
抽出し有機層を希塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶
液、蒸留水で洗う。減圧下溶媒を除去した後、シリカゲ
ルカラムクロマトグラフィーで単離精製する。ヘキサン
−酢酸エチル混液で溶出した結果、目的物が黄色結晶と
して得られた。分子式:C16H12O2S3H−N
MR(δCDCl,500MHz):7.23(1
H),7.18(1H),7.07(2H),7.04
−7.02(3H),647(1H),6.16(1
H),5.88(1H),5.32(2H).
【0022】(実施例2)5−(2−ブテノイロキシ)
メチル−2,2’:5’,5’’−ターチエニル、N−
ドデシルアクリルアミドのコポリマーの合成 実施例1において得られたモノマー(1g)およびN−
ドデシルアクリルアミド(1.68g)をトルエン(5
0ml)に溶解させ、2,2’−アゾビスイソブチロニ
トリル(0.164g)を重合開始剤として加える。こ
のトルエン溶液を凍結脱気し窒素置換し、60℃、36
時間重合させる。冷却して重合停止後、得られた重合体
はトルエンを減圧下に除去し、アセトニトリルで沈澱さ
せた結果、淡黄色のコポリマーが得られた。分子量:M
n=5.9×10,Mw=1.0×10,Mw/M
n=1.65
【0023】(実施例3)α−Tモノマー及びポリマー
を含有する水溶液状抗菌剤の調整法 実施例1、2より得られたα−Tモノマーおよびポリマ
ーを少量のテトラヒドロフランに溶解させる。これをリ
ン酸緩衝液5ml中に必要量入れ、種々の抗菌剤濃度に
調製して水溶液状抗菌剤とする。
【0024】(実施例4)モノマー/PMMA被膜形成
法 ポリメタクリル酸メチル(以下、PMMA)をアセトン
に溶かし、0.04g/mlとする。実施例1より得ら
れるα−Tモノマーは少量のテトラヒドロフランに溶解
させガラスシャーレ(φ45mm)に入れ、PMMA/
アセトン溶液0.7mlを加え、よく混ぜた後、風乾
し、シャーレ上にモノマー/PMMA被膜を形成させ
る。
【0025】(実施例5)ポリマー被膜形成法 実施例2より得られるポリマーを少量のテトラヒドロフ
ランに溶解させ、ガラスシャーレ(φ45mm)に移し
て風乾し、さらに60℃で20分乾燥させることによ
り、シャーレ上にα−Tポリマー被膜を形成する。
【0026】(試験例1)水溶液状抗菌剤の抗菌活性
【0027】(1)試験微生物 本試験に用いた微生物は次に示した5種である。 微生物名 大腸菌(Escherichia coli)ATCC 2592 2ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)A TCC 25923 ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)AT CC 25923 アルタナリア(Alternaria sp.) クラドスポリウム(Cladosporium sp.) ペニシリウム(Penicillium sp.)
【0028】(2)試験方法 実施例3で調製した水溶液状抗菌剤に上記の菌液50μ
lを入れ撹拌した後、シャーレに移す。この時の菌数
は、細菌は菌数10個/ml、真菌は胞子数10
5〜8個/mlに調製した。シャーレをブッラクライト
ランプ15W(ニッポ電気(株)FL15BLB,照射
波長300−400nm)を用いて、細菌に対しては3
7℃、0.4mW/cmで、真菌は室温、0.6mW
/cmで近紫外光を照射した。照射後、菌液を回収し
段階希釈した後培養し、回収液1ml中の生菌数を求め
た。なお、段階希釈用の滅菌蒸留水と培地には一重項酸
素のトラップ剤としてDL−メチオニンを10mM含有
する。またα−Tモノマーを含有せず光照射のみ行った
ものを比較とした。結果を、表1、2(照射時間と生菌
数の対数値変化の関係)に示した。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】 表1、2より生菌数の減少が認められ、抗菌性を有する
ことがわかる。
【0031】(試験例2)被膜の細菌に対する抗菌活性 大腸菌を培養し、菌数約108〜9個/mlに調製し
た。実施例4、5で調製したシャーレ上の被膜に菌液6
mlを接種する。シャーレを、ブッラクライトランプ1
5Wを用いて37℃、2時間照射した。照射後、試験例
1と同様にして生菌数を求めた。結果を表3に示した。
【0032】
【表3】 表3に示すように生菌数に減少が見られ、抗菌性を有す
ることがわかる。
【0033】(試験例3)自然への経時バク露によるα
−Tコポリマー被膜の抗菌活性 α−Tコポリマー(0.04g)を少量のテトラヒドロ
フランに溶かし、実施例5に従いシャーレ上にポリマー
被膜を形成する。コントロールとしてポリマー被膜を形
成したシャーレをアルミホイルで覆い暗室とした。これ
らのシャーレを一定期間自然光にバク露した後、抗菌試
験を行った。大腸菌液約6ml(菌数約10個/m
l)を被膜上に接種し、ブラックライトランプ15Wを
用いて照射した。光照射後、試験例1と同様にして回収
液1ml中の生菌数を求めた。結果を表4に示す。
【0034】
【表4】 表4に示すようにα−Tコポリマー被膜は3ヶ月後も菌
数減少が見られ、抗菌性を有している。このことから、
α−Tコポリマーは比較例1に示すα−Tより高い安定
性を有しているといえる。
【0035】(比較例1)自然への経時バク露によるα
−T/PMMA被膜の抗菌活性 実施例4に従いα−T(0.012g)を用いてα−T
/PMMA被膜を形成し、試験例3と同様にして抗菌試
験を行った。結果を表5に示す。
【0036】
【表5】 α−T/PMMA被膜において被膜形成直後は高い抗菌
力を示す。しかし、3ヶ月後には殆ど抗菌性を有してお
らず、安定性が低い。
【発明の効果】以上述べたように、本発明のα−Tモノ
マーおよびポリマーは幅広い抗菌スペクトルを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C023 BA03 4J100 AL08P AM17Q BC83P CA04 JA15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記式(I)に示すα−ターチエニルモノ
    マー 【化1】
  2. 【請求項2】高分子の組成が下記式(II)で表される
    α−ターチエニルポリマー 【化2】 (ただし、0<x≦1、n=0〜19である。)
  3. 【請求項3】請求項1、2に記載される化合物を有効成
    分として含有する光増感性抗菌剤
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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