JP2006160842A - Polyuronic acid molded article and method for producing the same - Google Patents

Polyuronic acid molded article and method for producing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-insoluble polyuronic acid excellent in safety such as biocompatibility, biodegradability, etc., having uniform structure and excellent in physical properties as a functional material, remarkably effective as various additives imparting hyrophilicity, moisture absorbing and releasing property, moisture controlling property to various functional materials such as food, medical treatment/medicine, a cosmetic, or the like, or an extender, a bulking agent, a filler, etc., and to provide a method for producing a polyglucuronic acid in an easy and safety process. <P>SOLUTION: The invention relates to the water-insoluble polyuronic acid molded article having a polyvalent metal salt of carboxy group. The invention relates to the method for producing the water-insoluble polyuronic acid molded article comprising a process at least selectively oxidizing polysaccharides, and a process insolubilizing the oxidized polysaccharides by adding the polyvalent metal salt to the oxidized polysaccharide. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、多糖類由来の構造が均一なポリウロン酸に関するものである。本発明のポリウロン酸成形物は優れた生分解性、生体への安全性、構造の均一性を有することに加え、多価金属塩により不溶化されているため、単独あるいはその他のバインダーと混合し用いることで、親水性や吸湿放湿特性の付与、水分コントロール性付与、あるいは増量剤、嵩高剤、填料など各種添加剤としての利用などに非常に有効である。また、水洗いによる単離精製が可能であるため、簡便な製造方法を提供することができる。   The present invention relates to polyuronic acid having a uniform structure derived from a polysaccharide. The polyuronic acid molded product of the present invention has excellent biodegradability, safety to the living body, and uniformity of structure, and is insolubilized with a polyvalent metal salt. Therefore, it is used alone or mixed with other binders. Therefore, it is very effective for imparting hydrophilicity and moisture absorption / desorption characteristics, moisture controllability, or for use as various additives such as a bulking agent, bulking agent and filler. In addition, since it can be isolated and purified by washing with water, a simple production method can be provided.

天然に存在するウロン酸としては、グルクロン酸、マンヌロン酸、ガラクツロン酸が主であり、ペクチンやアルギン酸等として植物の構造多糖類として存在したり、また動物体内にも存在し、生理的な重要な機能も果たしている。前記ペクチンは、主にα−D−ガラクツロン酸からなるポリグルクロン酸であり、アルギン酸はβ−(1、4)−マンヌロン酸とα−(1、4)−L−グルクロン酸からなるポリグルクロン酸である。これらは、食品添加物、増粘剤、安定剤等として工業的に利用されている。   Naturally occurring uronic acids are mainly glucuronic acid, mannuronic acid, and galacturonic acid, and are present as plant structural polysaccharides such as pectin and alginic acid, etc. It also plays a function. The pectin is polyglucuronic acid mainly composed of α-D-galacturonic acid, and alginic acid is polyglucuronic acid composed of β- (1,4) -mannuronic acid and α- (1,4) -L-glucuronic acid. It is. These are used industrially as food additives, thickeners, stabilizers and the like.

しかし、前記の天然に存在するポリグルクロン酸類は、ほとんどがヘテロ多糖類であり、不均一な構造ゆえに、機能に影響する化学構造の解析や、材料設計、および材料物性の制御が困難であり、ポリグルクロン酸の安全性、生分解性、生体適合性、およびその生理的な機能などの機能性を生かして、さらには、化学的・物理的修飾、誘導体化、他材料との複合化等、二次修飾することにより、高機能な新規材料を開発しようという検討原料としては好ましくない。   However, the naturally-occurring polyglucuronic acids are mostly heteropolysaccharides, and because of their heterogeneous structure, it is difficult to analyze the chemical structure affecting the function, control the material design, and control the material properties. Taking advantage of the safety, biodegradability, biocompatibility, and physiological functions of polyglucuronic acid, and chemical and physical modification, derivatization, compounding with other materials, etc. It is not preferable as a study raw material for developing a new high-performance material by secondary modification.

一方、グルクロン酸は、植物や動物、微生物の多糖の構成単糖として広く存在し、動物に異物、薬物を投与した際に、それらは直接あるいは誘導体に変化した後に、D−グルクロン酸と結合した形で体外に排泄される。また、グルクロン酸の生体内代謝については、ウリジン二リン酸(UDP)−D−グルクロン酸という糖ヌクレオチドが細菌、植物、動物に広く存在し、このUDP−D−グルクロン酸はUDP−D−グルクロン酸デカルボキシラーゼとニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)により脱炭素され、UDP−D−キシロースとCOになり、最終的にはCOと水に分解されることが知られている。しかし、このD−グルクロン酸を構成単糖とする天然ホモ多糖類は、現在、存在が確認されていない。ポリグルクロン酸が効率よく製造できれば、これまでのポリグルクロン酸の用途のみにとどまらず、新たな分野での利用が期待できる。 On the other hand, glucuronic acid is widely present as a constituent monosaccharide of polysaccharides of plants, animals, and microorganisms. When a foreign substance or drug is administered to an animal, they are directly or after being converted into a derivative and then combined with D-glucuronic acid. It is excreted outside the body in the form. Regarding the in vivo metabolism of glucuronic acid, a sugar nucleotide called uridine diphosphate (UDP) -D-glucuronic acid is widely present in bacteria, plants and animals, and this UDP-D-glucuronic acid is UDP-D-glucuronid. It is known that it is decarbonized by acid decarboxylase and nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) to become UDP-D-xylose and CO 2 and finally decomposed into CO 2 and water. However, the natural homopolysaccharide having D-glucuronic acid as a constituent monosaccharide has not been confirmed at present. If polyglucuronic acid can be produced efficiently, it can be expected to be used not only for polyglucuronic acid so far but also in new fields.

また、安価なでんぷんやセルロース等の多糖類を酸化してポリグルクロン酸類を得る試みもなされている。ピラノース環のC6位の1級水酸基のみを選択的に酸化する手法はすくなく、現在提案されている有効な酸化手段としては、二酸化窒素による酸化、および2、2、6、6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル(TEMPO)等のN−オキシル化合物触媒による酸化が挙げられる。
しかし、二酸化窒素を用いた酸化方法では、若干のカルボキシル基の導入のみにとどまるか、高度に酸化させ、全ての6位1級水酸基の酸化を行なおうとすると、2、3位の酸化や、分子量低下などの副反応が著しく、完全水溶性のポリグルクロン酸を得ることはできなかった。
Attempts have also been made to obtain polyglucuronic acids by oxidizing inexpensive polysaccharides such as starch and cellulose. There are few methods for selectively oxidizing only the primary hydroxyl group at the C6 position of the pyranose ring, and effective oxidation means currently proposed include oxidation with nitrogen dioxide and 2,2,6,6-tetramethyl-1 -Oxidation with an N-oxyl compound catalyst such as piperidine-N-oxyl (TEMPO).
However, in the oxidation method using nitrogen dioxide, if only a few carboxyl groups are introduced or highly oxidized and all the 6-position primary hydroxyl groups are oxidized, the oxidation at the 2- and 3-positions, Side reactions such as a decrease in molecular weight were remarkable, and complete water-soluble polyglucuronic acid could not be obtained.

一方、近年注目されている酸化方法であるTEMPO触媒による多糖類の酸化では、かなり高い選択性で多糖類のC6位の1級水酸基を殆ど全て酸化することができる(非特許文献1参照)。もっとも一般的な多糖類のTEMPO酸化は、TEMPOと臭化ナトリウムの存在下、次亜塩素酸ナトリウムを共酸化剤として用いる酸化方法であるが、酸化反応はアルカリ側で進行するため、得られるポリグルクロン酸は通常ナトリウム塩となっている。   On the other hand, in the oxidation of polysaccharides by a TEMPO catalyst, which is an oxidation method that has been attracting attention in recent years, almost all primary hydroxyl groups at the C6 position of polysaccharides can be oxidized with considerably high selectivity (see Non-Patent Document 1). The most common TEMPO oxidation of polysaccharides is an oxidation method using sodium hypochlorite as a cooxidant in the presence of TEMPO and sodium bromide. However, since the oxidation reaction proceeds on the alkali side, Glucuronic acid is usually a sodium salt.

このポリウロン酸のナトリウム塩は、非常に高い水溶性を有しており、分子量が数万レベルでも高濃度に水に溶解させることができるうえ、その高い水溶液の粘度は比較的低い。そこで、このポリウロン酸水溶液をコーティングしたり、溶液で混合したりという利用方法が報告されている。例えば、特許文献1ではポリグルクロン酸の水溶液をガスバリア性コーティング剤として利用する方法について報告されている。   This sodium salt of polyuronic acid has very high water solubility, and can be dissolved in water at a high concentration even when the molecular weight is tens of thousands, and the viscosity of the high aqueous solution is relatively low. In view of this, a method of using the polyuronic acid aqueous solution by coating or mixing with a solution has been reported. For example, Patent Document 1 reports a method of using an aqueous solution of polyglucuronic acid as a gas barrier coating agent.

しかし、このポリウロン酸ナトリウム塩の有する水溶性の性質は、水溶液としての利用においては有効であるが、耐水性や耐湿性という点からみると不利になる場合も多い。例えば、これらのポリウロン酸のガスバリア性コーティング膜は非常に乾燥した状態では優良な酸素遮断性が確認できるが、ほぼ100%に近いような高湿度下では、その酸素遮断性は大きく低下してしまう。また、例えばこれらのポリウロン酸を様々な添加剤として利用する場合、水が多量に存在する雰囲気下では流出してしまうことが考えられる。
Isogai,A.Kato,Y.Preparation of polyuronic acid from cellulose by TEMPO−mediated oxidation.cellulose,5,153−164(1998) 特開2001−334600号公報
However, the water-soluble nature of this polyuronic acid sodium salt is effective for use as an aqueous solution, but it is often disadvantageous in terms of water resistance and moisture resistance. For example, these gas barrier coating films of polyuronic acid can be confirmed to have excellent oxygen barrier properties in a very dry state, but their oxygen barrier properties are greatly reduced at high humidity close to 100%. . Further, for example, when these polyuronic acids are used as various additives, it may be considered that the polyuronic acid flows out in an atmosphere where a large amount of water is present.
Isogai, A.I. Kato, Y. et al. Preparation of polyuronic acid from cellulose by TEMPO-mediated oxidation. cellulose, 5, 153-164 (1998) JP 2001-334600 A

本発明の課題は、生体適合性、生分解性等の安全性に優れ、均一な構造を有し、かつ機能性材料としての物性にも優れ、さらには、食品、医療・医薬、化粧品、各種機能材料における親水性、吸湿放湿特性の付与、水分コントロール性付与、あるいは増量剤、嵩高剤、填剤など各種添加剤としての利用などに非常に有効な、水に不溶化されたポリウロン酸を提供することにある。また、これらのポリグルクロン酸を簡便でかつ安全な方法により製造することができる製造方法を提供することにある。   The subject of the present invention is excellent in safety such as biocompatibility, biodegradability, etc., has a uniform structure and excellent physical properties as a functional material, and further, food, medical / pharmaceutical, cosmetics, various Providing water-insolubilized polyuronic acid that is very effective for imparting hydrophilicity, moisture absorption and desorption characteristics, moisture controllability, and as additives such as bulking agents, bulking agents, and fillers in functional materials There is to do. Another object of the present invention is to provide a production method capable of producing these polyglucuronic acids by a simple and safe method.

請求項1に記載の発明は、カルボキシル基の多価金属塩を有するポリウロン酸を用いたことを特徴とする水不溶性ポリウロン酸成形物である。   The invention described in claim 1 is a water-insoluble polyuronic acid molded product using polyuronic acid having a polyvalent metal salt of a carboxyl group.

請求項2に記載の発明は、前記多価金属がカルシウム、銅、亜鉛、アルミニウムから選ばれる1種であることを特徴とする請求項1に記載の水不溶性ポリウロン酸成形物である。   The invention described in claim 2 is the water-insoluble polyuronic acid molded product according to claim 1, wherein the polyvalent metal is one selected from calcium, copper, zinc, and aluminum.

請求項3に記載の発明は、前記水不溶性ポリウロン酸成形物の形状が粒子状であり、その粒径が20μm以下であることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の水不溶性ポリウロン酸成形物である。   The invention described in claim 3 is characterized in that the water-insoluble polyuronic acid molded product is in the form of particles, and the particle size thereof is 20 μm or less. Polyuronic acid molded product.

請求項4に記載の発明は、前記水不溶性ポリウロン酸成形物の形状が繊維状であることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の水不溶性ポリウロン酸成形物である。   The invention according to claim 4 is the water-insoluble polyuronic acid molded product according to claim 1 or 2, characterized in that the shape of the water-insoluble polyuronic acid molded product is fibrous.

請求項5に記載の発明は、前記水不溶性ポリウロン酸成形物の形状がフィルム状であることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の水不溶性ポリウロン酸成形物である。   The invention according to claim 5 is the water-insoluble polyuronic acid molded product according to claim 1, wherein the water-insoluble polyuronic acid molded product has a film shape.

請求項6に記載の発明は、少なくとも、多糖類を選択的に酸化する酸化工程と、該酸化工程で酸化された多糖類に多価金属塩を添加し沈殿物を生じさせ、成形物を成形する工程と、該成形物を水洗する工程を有することを特徴とする水不溶性ポリウロン酸成形物の製造方法である。   The invention according to claim 6 includes at least an oxidation step of selectively oxidizing a polysaccharide, and adding a polyvalent metal salt to the polysaccharide oxidized in the oxidation step to form a precipitate, thereby forming a molded product. And a method for producing a water-insoluble polyuronic acid molded product characterized by comprising a step of washing the molded product with water.

請求項7に記載の発明は、少なくとも、多糖類を選択的に酸化する酸化工程と、該酸化工程で酸化された多糖類を成形する成形工程と、該成形工程で成形された酸化多糖類に多価金属塩を添加する工程を有することを特徴とする水不溶性ポリウロン酸成形物の製造方法である。   The invention according to claim 7 includes at least an oxidation step for selectively oxidizing a polysaccharide, a molding step for molding the polysaccharide oxidized in the oxidation step, and an oxidized polysaccharide molded in the molding step. It is a method for producing a water-insoluble polyuronic acid molded article, which comprises a step of adding a polyvalent metal salt.

請求項8に記載の発明は、少なくとも、多糖類を選択的に酸化する酸化工程と、該酸化工程で酸化された多糖類を成形する成形工程と、多価金属塩を添加する工程とを有する水溶性ポリウロン酸成形物の製造方法において、酸化工程で酸化された多糖類を成形する成形工程と多価金属塩を添加する工程とを同時に行うことを特徴とする水不溶性ポリウロン酸成形物の製造方法である。   The invention according to claim 8 includes at least an oxidation step of selectively oxidizing a polysaccharide, a molding step of molding the polysaccharide oxidized in the oxidation step, and a step of adding a polyvalent metal salt. In a method for producing a water-soluble polyuronic acid molded article, a water-insoluble polyuronic acid molded article characterized in that a molding step for molding a polysaccharide oxidized in an oxidation step and a step for adding a polyvalent metal salt are performed simultaneously. Is the method.

請求項9に記載の発明は、前記多糖類がでんぷん、セルロース、キチン、キトサンから選ばれる1種、または2種以上の混合物であることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の水不溶性ポリウロン酸成形物の製造方法である。   The invention according to claim 9 is characterized in that the polysaccharide is one kind selected from starch, cellulose, chitin, and chitosan, or a mixture of two or more kinds. This is a method for producing a water-insoluble polyuronic acid molded article.

本発明のポリウロン酸成形物は、一般的な機能性材料としてはもちろん、生体材料、食品・医薬、化粧品等の機能性材料としては、様々な用途に応用することが可能である。特に、多価金属塩により水不溶化されているため、各種機能材料における親水性、吸湿放湿特性の付与、水分コントロール性付与、あるいは増量剤、嵩高剤、填剤など各種添加剤としての利用などに非常に有効であり、各種添加剤としての利用においても取扱いの利便性が高い。また、他の多糖類との複合材料の原料として容易に用いることも可能である。   The polyuronic acid molded article of the present invention can be applied to various uses as a functional material such as a biomaterial, food / medicine, cosmetics as well as a general functional material. In particular, since it is water insolubilized with a polyvalent metal salt, imparting hydrophilicity, moisture absorption and desorption characteristics, moisture controllability to various functional materials, or use as various additives such as bulking agents, bulking agents, fillers, etc. In addition, it is very convenient to use as various additives. It can also be easily used as a raw material for composite materials with other polysaccharides.

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明におけるポリウロン酸成形物は、D−グルクロン酸が多数α、またはβ−(1、4)結合したもの、あるいは、D−グルコサミヌロン酸がβ−(1、4)結合したもので、化学構造が明確かつ均一であり、高い親水性を有する。かつ、そのカルボキシル基が多価金属塩で水不溶化されていることを特徴とするポリウロン酸成形物である。ここで、ポリウロン酸成形物とは、粒子状、繊維状、フィルム状など様々な形状を有するポリウロン酸を指す。
The present invention is described in detail below.
The polyuronic acid molded product according to the present invention has a structure in which a large number of D-glucuronic acids are α- or β- (1,4) -bonded or D-glucosaminouronic acid is β- (1,4) -bonded. Is clear and uniform and has high hydrophilicity. And it is the polyuronic acid molded product characterized in that its carboxyl group is water-insolubilized with a polyvalent metal salt. Here, the polyuronic acid molded product refers to polyuronic acid having various shapes such as particles, fibers, and films.

多価金属塩としては、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、シリカ、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、銀、バリウムなど様々なものが挙げられ、用途および必要物性などにより自由に選択することができる。例えば、水不溶化に加えて、さらに抗菌性付与などの目的とする場合には、銅、銀、あるいは亜鉛などの多価金属を選択する。水不溶化のみを目的とする場合には、コスト、安全性、取扱いの利便性などの面からカルシウム塩がより好ましい。   Examples of polyvalent metal salts include calcium, magnesium, aluminum, silica, titanium, vanadium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, silver, barium, etc. You can choose. For example, in addition to water insolubilization, a polyvalent metal such as copper, silver, or zinc is selected for the purpose of imparting antibacterial properties. When only water insolubilization is intended, a calcium salt is more preferable in terms of cost, safety, convenience of handling, and the like.

ここで、ポリグルクロン酸成形物に含まれる金属イオンの含有量は様々な分析方法で調べることができるが、電子線マイクロアナライザーを用いたEPMA法、蛍光X線分析法の元素分析によって簡便に調べることができる。   Here, the content of metal ions contained in the polyglucuronic acid molded product can be examined by various analysis methods, but it is easily examined by elemental analysis of EPMA method and X-ray fluorescence analysis method using an electron beam microanalyzer. be able to.

さらに、本発明のポリウロン酸成形物は、天然の多糖類を原料とし、選択的な酸化反応により調製することができる。例えば、α−(1、4)−D−グルコースを主鎖とするでんぷん、または、β−(1、4)−D−グルコースのホモポリマーであるセルロースを酸化することで、D−グルクロン酸を構成単糖にもつポリグルクロン酸を得ることができる。また、β−(1、4)−N−アセチルグルコサミンを主鎖とする多糖類であるキチンを酸化することで、N−アセチルグルコサミヌロン酸を構成糖に持つポリウロン酸を得ることができる。   Furthermore, the polyuronic acid molded product of the present invention can be prepared by a selective oxidation reaction using a natural polysaccharide as a raw material. For example, D-glucuronic acid is obtained by oxidizing starch having α- (1,4) -D-glucose as a main chain or cellulose which is a homopolymer of β- (1,4) -D-glucose. Polyglucuronic acid possessed by the constituent monosaccharides can be obtained. In addition, polyuronic acid having N-acetylglucosaminouronic acid as a constituent sugar can be obtained by oxidizing chitin, which is a polysaccharide having β- (1,4) -N-acetylglucosamine as a main chain. .

でんぷんには様々な種類があり、化学構造的にアミロース、アミロペクチンからなるとされ、その配合比は原料資源によるが、本発明のポリグルクロン酸成形物の原料としては、特に限定されるものではなく、様々な天然資源から得ることができる。また、原料に用いるセルロースやキチンの由来や種類については、特に限定するものではないが、これらの結晶性の高いセルロースやキチンは一旦溶解再生処理したものを用いると、副反応が抑えられ、高分子量の完全水溶性ポリウロン酸が得られる。   There are various types of starch, and it is said that it consists of amylose and amylopectin in terms of chemical structure, and the blending ratio depends on the raw material resources, but the raw material for the polyglucuronic acid molded product of the present invention is not particularly limited, It can be obtained from various natural resources. In addition, the origin and type of cellulose and chitin used as raw materials are not particularly limited, but if these highly crystalline cellulose and chitin are used once dissolved and regenerated, side reactions are suppressed and high A completely water-soluble polyuronic acid having a molecular weight is obtained.

この選択的酸化方法には、N−オキシル化合物触媒による酸化手法を用いるが、本発明の特徴である均一な構造を有して、かつ高分子量のポリグルクロン酸成形物を得るためには、穏やかな反応条件下で、選択的な反応の進行に必要な薬剤が必要量だけ随時供給され、かつできるだけ短時間で酸化することが重要となる。例えば、N−オキシル化合物の触媒の存在下、臭化アルカリ金属と酸化剤を用いて、5℃以下の低温、水系で、pHを10〜11の範囲で一定に保ちながら酸化することにより、本発明のポリグルクロン酸成形物が得られる。
ここで、N−オキシル化合物としては、2、2、6、6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル(TEMPO)が、臭化アルカリ金属としては臭化ナトリウムが、酸化剤としては次亜塩素酸ナトリウムが特に好ましい。
In this selective oxidation method, an oxidation method using an N-oxyl compound catalyst is used. However, in order to obtain a polyglucuronic acid molded article having a uniform structure and a high molecular weight, which is a feature of the present invention, a mild method is used. Under such reaction conditions, it is important that a necessary amount of a drug necessary for the progress of a selective reaction is supplied at any time, and oxidation is performed in the shortest possible time. For example, by using an alkali metal bromide and an oxidizing agent in the presence of an N-oxyl compound catalyst and oxidizing at a low temperature of 5 ° C. or lower and an aqueous system while keeping the pH constant in the range of 10 to 11, The inventive polyglucuronic acid molded product is obtained.
Here, as the N-oxyl compound, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine-N-oxyl (TEMPO) is used, sodium bromide is used as the alkali metal bromide, and hypoxia is used as the oxidizing agent. Sodium chlorate is particularly preferred.

ここで上記酸化手法は、例えば、水に原料を溶解あるいは均一に分散させて、TEMPOと臭化ナトリウムを溶解した水溶液を加え、系内を5℃以下に冷却、pHを10に調整する。ここに先ず、少量の次亜塩素酸ナトリウム溶液を加えると、一時pHは上昇するが、撹拌を続けると系内のpHは徐々に低下してくるので、水酸化ナトリウム水溶液を滴下して、系内のpHを10〜11の範囲で一定に保つ。さらに、酸化剤である次亜塩素酸ナトリウム溶液を反応の進行具合に応じて調整しながら滴下することで、余剰の酸化剤が系内に存在し、副反応に作用することを抑える。また、反応中は系内の温度を5℃以下に維持する。反応の進行に伴い、系内は均一な溶液となる。この反応条件においては、添加される水酸化ナトリウムの量は、酸化により導入されたカルボキシル基の量にほぼ対応しており、原料のグルコース残基量と当モルの添加量に達した時点で、エタノールを添加して過剰の酸化剤を失活させる。   In this oxidation method, for example, a raw material is dissolved or uniformly dispersed in water, an aqueous solution in which TEMPO and sodium bromide are dissolved is added, the system is cooled to 5 ° C. or lower, and the pH is adjusted to 10. First, when a small amount of sodium hypochlorite solution is added, the pH temporarily rises, but if the stirring is continued, the pH in the system gradually decreases. The pH is kept constant in the range of 10-11. Furthermore, the sodium hypochlorite solution, which is an oxidant, is added dropwise while adjusting according to the progress of the reaction, thereby suppressing the presence of excess oxidant in the system and acting on side reactions. During the reaction, the temperature in the system is maintained at 5 ° C. or lower. As the reaction proceeds, the system becomes a homogeneous solution. Under these reaction conditions, the amount of sodium hydroxide added substantially corresponds to the amount of carboxyl groups introduced by oxidation, and when the amount of glucose residues in the raw material and the amount added in an equimolar amount are reached, Ethanol is added to quench excess oxidant.

この状態で、ポリウロン酸の貧溶媒であるエタノールなどを過剰量加えてポリウロン酸を沈殿させ、ろ過による単離、洗浄を行うか、または、透析などによる精製を行うと、ポリウロン酸のナトリウム塩が得られる。   In this state, an excess amount of ethanol, which is a poor solvent for polyuronic acid, is added to precipitate polyuronic acid, followed by isolation and washing by filtration, or purification by dialysis, etc., so that sodium salt of polyuronic acid is obtained. can get.

あるいは酸化剤を失活させた後の反応液に多価金属塩を含む水溶液を加えることで、即時に不溶化させたポリウロン酸成形物を得ることもできる。なお、この手法によりポリウロン酸成形物を不溶化させると、水洗いによる塩や薬剤など不純物の除去とポリウロン酸成形物の単離を行うことが可能であり、使用する有機溶剤の量を削減することができる。
この場合の多価金属塩による不溶化処理について、塩化カルシウムを用いた例について述べる。まず、予めポリウロン酸のカルボキシル基を架橋するのに十分な量、理論的には0.5倍モルのカルシウムが含まれるようにすれば十分であるが、余剰の金属塩は後の水洗により容易に除去できることや、ナトリウムからカルシウムへの置換は非常に容易に進行することなどを考慮すると、例えば、1倍モル、あるいは2倍モルのカルシウムが含まれる塩化カルシウム水溶液を調製する。酸化剤を失活させた後の反応溶液にこの塩化カルシウム水溶液を添加し、撹拌する。すると、溶解していたポリウロン酸ナトリウム塩がポリウロン酸カルシウム塩に置き換わり、沈殿する。このポリウロン酸カルシウム塩は水に溶解しないので、水洗により反応試薬と反応により生成した塩や過剰の塩化カルシウムなどを除去することが可能である。繰り返し洗浄し、乾燥させることで、ポリウロン酸カルシウム塩の微粒子が得られる。
Alternatively, an immediately insolubilized polyuronic acid molded product can be obtained by adding an aqueous solution containing a polyvalent metal salt to the reaction solution after the oxidant is deactivated. If the polyuronic acid molded product is insolubilized by this method, it is possible to remove impurities such as salts and chemicals by washing with water and to isolate the polyuronic acid molded product, and to reduce the amount of organic solvent used. it can.
In this case, an example using calcium chloride will be described for the insolubilization treatment with a polyvalent metal salt. First, it is sufficient to contain a sufficient amount to crosslink the carboxyl group of polyuronic acid in advance, theoretically 0.5 times the molar amount of calcium, but the excess metal salt can be easily washed by subsequent water washing. For example, an aqueous calcium chloride solution containing 1 mol or 2 mol of calcium is prepared in consideration of the fact that it can be removed easily and that the replacement of sodium with calcium proceeds very easily. The aqueous calcium chloride solution is added to the reaction solution after the oxidant is deactivated and stirred. Then, the dissolved sodium polyuronic acid salt is replaced with calcium polyuronic acid salt and precipitates. Since this calcium polyuronic acid salt does not dissolve in water, it is possible to remove salts generated by reaction with the reaction reagent, excess calcium chloride, etc. by washing with water. By repeatedly washing and drying, fine particles of calcium polyuronic acid salt are obtained.

また、前述のようにして得られたポリウロン酸のナトリウム塩から、微粒子やフィルムなどへの成形工程を経た後、多価カチオン性イオンにより水不溶化処理を行うことも可能である。この場合、例えば、ポリウロン酸ナトリウム水溶液を噴霧乾燥などにより乾燥させ、微粒子を形成する。この微粒子を多価金属塩を含む水溶液中に投入し、不溶化処理を行い、洗浄乾燥工程を経て、ポリウロン酸微粒子を調製する。
あるいは、フィルムや金属板などの基材上にポリウロン酸ナトリウム塩をコーティングし、被膜を形成させた後、多価金属塩を含む塗液をコーティングすることで、水不溶化処理されたポリウロン酸被膜を得ることも可能である。
It is also possible to carry out a water insolubilization treatment with polyvalent cationic ions after passing through a molding step from the sodium salt of polyuronic acid obtained as described above into fine particles or films. In this case, for example, the sodium polyuronic acid aqueous solution is dried by spray drying or the like to form fine particles. The fine particles are put into an aqueous solution containing a polyvalent metal salt, insolubilized, and subjected to a washing and drying process to prepare polyuronic acid fine particles.
Alternatively, a polyuronic acid sodium salt is coated on a substrate such as a film or a metal plate, and after forming a film, a polyuronic acid film treated with water insolubilization is formed by coating a coating solution containing a polyvalent metal salt. It is also possible to obtain.

さらには、ポリウロン酸のナトリウム塩から、微粒子やフィルムなどへの成形工程と、多価カチオン性イオンにより水不溶化処理を同時に行うことも可能である。この場合、例えば、ポリウロン酸ナトリウムとバインダーを混入し、これを例えば多価金属塩を含む水溶液の凝固浴中で繊維状に紡糸し、ポリウロン酸繊維を調製する。また、ポリウロン酸のナトリウム塩と、多孔化剤や界面活性剤などの添加剤や有機溶剤を含む溶液と、多価金属塩を含む溶液とを接触させることによって、ポリウロン酸微粒子を調製することもできる。
さらに、これらの各種ポリウロン酸成形物を添加剤として用いることも可能であり、例えば、ポリウロン酸微粒子を各種バインダーと混合して、コーティング剤として利用することも可能である。
Furthermore, it is also possible to simultaneously perform a forming step from a sodium salt of polyuronic acid into fine particles or a film, and a water insolubilization treatment with polyvalent cationic ions. In this case, for example, sodium polyuronic acid and a binder are mixed, and this is spun into a fiber in a coagulation bath of an aqueous solution containing, for example, a polyvalent metal salt to prepare polyuronic acid fibers. In addition, polyuronic acid fine particles may be prepared by contacting a sodium salt of polyuronic acid, a solution containing an additive such as a porosifying agent or a surfactant or an organic solvent, and a solution containing a polyvalent metal salt. it can.
Furthermore, these various polyuronic acid molded products can be used as additives. For example, polyuronic acid fine particles can be mixed with various binders and used as a coating agent.

以下、本発明を実施例に基いて詳細に説明するが、本発明の技術範囲はこれらの実施形態に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, the technical scope of this invention is not limited to these embodiment.

水溶性でんぷん(ACROS社製)1.0gを、5%濃度で蒸留水に均一に分散させた。ここに、TEMPO 19mg、臭化ナトリウム0.25gを溶解させた水溶液を加え、アミロースの固形分濃度が約2wt%になるように調製した。反応系を冷却し、11%次亜塩素酸ナトリウム水溶液3.0gを添加し、酸化反応を開始する。反応温度は常に5℃以下に維持した。反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.8付近に調製するとともに、さらに11%次亜塩素酸ナトリウム水溶液8.0gを反応の進行に応じて調整しながら滴下した。グルコース残基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に近づくと、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の滴下に関係なく、アルカリの添加速度は遅くなり、系内は完全に溶解して、黄色の均一な溶液となる。アルカリ添加量が、グルコース残基の全モル数に対し100%(12.34ml)に達した時点で、エタノールを添加して反応を停止させた。反応時間は2時間であった。
予め10gの水に1.1gの塩化カルシウムを溶解させた水溶液を系内に添加すると、白色の沈殿が生じた。この沈殿物を蒸留水で繰り返し洗浄し、微粒子状のアミロウロン酸カルシウム塩を得た。
1.0 g of water-soluble starch (manufactured by ACROS) was uniformly dispersed in distilled water at a concentration of 5%. To this, an aqueous solution in which 19 mg of TEMPO and 0.25 g of sodium bromide were dissolved was added to prepare a solid content concentration of amylose of about 2 wt%. The reaction system is cooled, and 3.0 g of 11% aqueous sodium hypochlorite solution is added to start the oxidation reaction. The reaction temperature was always kept below 5 ° C. During the reaction, the pH in the system decreases, but 0.5N-NaOH aqueous solution is sequentially added to adjust the pH to around 10.8, and 8.0 g of 11% sodium hypochlorite aqueous solution is further added according to the progress of the reaction. It was added dropwise while adjusting. When approaching the amount of alkali added corresponding to 100% of the total number of moles of glucose residues, the rate of alkali addition becomes slow regardless of the dropping of the sodium hypochlorite aqueous solution, and the system is completely removed. Dissolves to a yellow uniform solution. When the amount of alkali added reached 100% (12.34 ml) with respect to the total number of moles of glucose residues, ethanol was added to stop the reaction. The reaction time was 2 hours.
When an aqueous solution in which 1.1 g of calcium chloride was previously dissolved in 10 g of water was added to the system, a white precipitate was formed. This precipitate was repeatedly washed with distilled water to obtain a particulate amylouronate calcium salt.

コンスターチ10gを蒸留水400gに加熱溶解させ、冷却した。この溶液に、蒸留水100gにTEMPOを0.18g、臭化ナトリウム2.5gを溶解した溶液を加え、11%濃度の次亜塩素酸ナトリウム液104gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。反応温度は常に5℃以下に維持した。反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.75に調整した。そして、6位の一級水酸基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に達した時点で、エタノールを添加し、反応を停止させた。この反応溶液を過剰量のエタノール中に投入して、生成物を再沈させた。さらに、水:アセトン=1:7の溶液により十分洗浄した後、アセトンで脱水して、40℃減圧乾燥して、白色粉末状のポリグルクロン酸のナトリウム塩の粉末12gを得た。得られたポリグルクロン酸のナトリウム塩1.0gを40mlの蒸留水に溶解し、撹拌しながら、予め10mlの水に溶解させておいた塩化カルシウム1.1gを加え、微粒子状のアミロウロン酸カルシウム塩を得た。   10 g of starch was dissolved by heating in 400 g of distilled water and cooled. A solution prepared by dissolving 0.18 g of TEMPO and 2.5 g of sodium bromide in 100 g of distilled water was added to this solution, and 104 g of 11% sodium hypochlorite solution was added dropwise to initiate the oxidation reaction. The reaction temperature was always kept below 5 ° C. During the reaction, the pH in the system was lowered, but a 0.5 N NaOH aqueous solution was sequentially added to adjust the pH to 10.75. Then, when the alkali addition amount corresponding to the mole number of 100% with respect to the total mole number of the primary hydroxyl group at the 6-position was reached, ethanol was added to stop the reaction. The reaction solution was poured into an excess amount of ethanol to reprecipitate the product. Furthermore, after sufficiently washing with a solution of water: acetone = 1: 7, it was dehydrated with acetone and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 12 g of white powdery polyglucuronic acid sodium salt powder. Dissolve 1.0 g of the polyglucuronic acid sodium salt in 40 ml of distilled water, add 1.1 g of calcium chloride previously dissolved in 10 ml of water while stirring, and add fine particulate calcium amylouronate Got.

再生セルロースとして旭化成工業(株)製ベンリーゼを用い、再生セルロース10gを蒸留水400gに懸濁し、蒸留水100gにTEMPOを0.18g、臭化ナトリウム2.5gを溶解した溶液を加え、5℃以下まで冷却した。ここに、11%濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液104gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。反応温度は常に5℃以下に維持した。反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.75に調整した。そして、6位の一級水酸基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に達した時点で、エタノールを添加し、反応を停止させた。予め100gの水に11gの塩化カルシウムを溶解させた水溶液を系内すると、白色の沈殿が生じた。この沈殿物を蒸留水で繰り返し洗浄し、微粒子状のセロウロン酸カルシウム塩を得た。   As the regenerated cellulose, Benise manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. is used, 10 g of regenerated cellulose is suspended in 400 g of distilled water, a solution of 0.18 g of TEMPO and 2.5 g of sodium bromide is added to 100 g of distilled water, and 5 ° C. or less. Until cooled. Here, 104 g of an aqueous 11% sodium hypochlorite solution was added dropwise to initiate the oxidation reaction. The reaction temperature was always kept below 5 ° C. During the reaction, the pH in the system was lowered, but a 0.5 N NaOH aqueous solution was sequentially added to adjust the pH to 10.75. Then, when the alkali addition amount corresponding to the mole number of 100% with respect to the total mole number of the primary hydroxyl group at the 6-position was reached, ethanol was added to stop the reaction. When an aqueous solution in which 11 g of calcium chloride was previously dissolved in 100 g of water was added to the system, a white precipitate was formed. This precipitate was repeatedly washed with distilled water to obtain a fine particle calcium seuroronate.

脱アセチル化度100%のキトサンとして大日精化工業(株)製ダイキトサン100D(VL)を用い、このキトサン10gを10%酢酸190gに溶解し、メタノール1Lで希釈し、撹拌しながら無水酢酸12.68gを加えると、数分でゲル化した。これを15時間放置後、さらにメタノール1Lを加えてホモジナイザーで撹拌し、2N−NaOH水溶液を加えてpH7に中和し、これをろ過して、メタノールおよび脱イオン水で十分に洗浄した後、凍結乾燥させてN−アセチル化キトサン11.6gを得た。元素分析により、N−アセチル化度は95%であった。
上記の調製したN−アセチル化キトサン10gを蒸留水400gに懸濁し、蒸留水10gにTEMPOを0.1g、臭化ナトリウム2.0gを溶解した溶液を加え、5℃以下まで冷却した。ここに11%濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液84gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。反応温度は常に5℃以下に維持した。反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.75に調整した。そして、6位の一級水酸基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に達した時点で、エタノールを添加し、反応を停止させた。予め100gの水に11gの塩化カルシウムを溶解させた水溶液を系内に添加すると、白色の沈殿が生じた。この沈殿物を蒸留水で繰り返し洗浄し、微粒子状のキトウロン酸カルシウム塩を得た。
Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd. Daichitosan 100D (VL) is used as 100% deacetylated chitosan. 10 g of this chitosan is dissolved in 190 g of 10% acetic acid, diluted with 1 L of methanol, and acetic anhydride 12 is stirred. When .68 g was added, it gelled in a few minutes. After standing for 15 hours, 1 L of methanol was further added and stirred with a homogenizer, and 2N-NaOH aqueous solution was added to neutralize to pH 7. This was filtered, washed thoroughly with methanol and deionized water, and then frozen. It was dried to obtain 11.6 g of N-acetylated chitosan. By elemental analysis, the degree of N-acetylation was 95%.
10 g of the N-acetylated chitosan prepared above was suspended in 400 g of distilled water, and a solution prepared by dissolving 0.1 g of TEMPO and 2.0 g of sodium bromide was added to 10 g of distilled water and cooled to 5 ° C. or lower. 84 g of an aqueous 11% sodium hypochlorite solution was added dropwise thereto to initiate the oxidation reaction. The reaction temperature was always kept below 5 ° C. During the reaction, the pH in the system was lowered, but a 0.5 N NaOH aqueous solution was sequentially added to adjust the pH to 10.75. Then, when the alkali addition amount corresponding to the mole number of 100% with respect to the total mole number of the primary hydroxyl group at the 6-position was reached, ethanol was added to stop the reaction. When an aqueous solution in which 11 g of calcium chloride was previously dissolved in 100 g of water was added to the system, a white precipitate was formed. This precipitate was repeatedly washed with distilled water to obtain a particulate calcium chitouronic acid salt.

<比較例1>
100mlの水に塩化カルシウム11gを溶解させた水溶液の中に、市販のアルギン酸ナトリウム粉末を撹拌しながら投入した。しばらくして撹拌を止め、沈殿した粉末を水洗いし、アルギン酸カルシウム塩を得た。
<Comparative Example 1>
Commercially available sodium alginate powder was put into an aqueous solution in which 11 g of calcium chloride was dissolved in 100 ml of water while stirring. After a while, the stirring was stopped, and the precipitated powder was washed with water to obtain a calcium alginate salt.

<比較例2>
水溶性でんぷん(ACROS社製)1.0gを、5%濃度で蒸留水に均一に分散させた。ここに、TEMPOを19mg、臭化ナトリウム0.25gを溶解させた水溶液を加え、アミロースの固形分濃度が約2wt%になるように調製した。反応系を冷却し、11%次亜塩素酸ナトリウム水溶液3.0gを添加し、酸化反応を開始した。反応温度は常に5℃以下に維持した。反応中は系内のpHが低下するが、0.5N NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.8付近に調整するとともに、さらに11%次亜塩素酸ナトリウム水溶液8.0gを反応の進行に応じて調整しながら滴下した。グルコース残基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に近づくと、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の滴下に関係なく、アルカリの添加速度は遅くなり、系内は完全に溶解して、黄色の均一な溶液となる。アルカリ添加量がグルコース残基の全モル数に対し100%(12.34ml)に達した時点で、エタノールを添加して反応を停止させた。この反応溶液を過剰量のエタノール中に投入して、生成物を再沈させた。さらに、水:アセトン=1:7の溶液により十分洗浄した後、アセトンで脱水して、40℃減圧乾燥して、白色粉末状のポリグルクロン酸のナトリウム塩を得た。
<Comparative example 2>
1.0 g of water-soluble starch (manufactured by ACROS) was uniformly dispersed in distilled water at a concentration of 5%. An aqueous solution in which 19 mg of TEMPO and 0.25 g of sodium bromide were dissolved was added thereto so that the amylose solid concentration was about 2 wt%. The reaction system was cooled and 3.0 g of 11% aqueous sodium hypochlorite solution was added to initiate the oxidation reaction. The reaction temperature was always kept below 5 ° C. During the reaction, the pH in the system decreases, but 0.5N NaOH aqueous solution is added successively to adjust the pH to around 10.8, and 8.0 g of 11% sodium hypochlorite aqueous solution is further added according to the progress of the reaction. It was added dropwise while adjusting. When approaching the amount of alkali added corresponding to 100% of the total number of moles of glucose residues, the rate of alkali addition becomes slow regardless of the dropping of the sodium hypochlorite aqueous solution, and the system is completely removed. Dissolves to a yellow uniform solution. When the amount of alkali added reached 100% (12.34 ml) with respect to the total number of moles of glucose residues, ethanol was added to stop the reaction. The reaction solution was poured into an excess amount of ethanol to reprecipitate the product. Furthermore, after sufficiently washing with a solution of water: acetone = 1: 7, it was dehydrated with acetone and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain a sodium salt of polyglucuronic acid in the form of white powder.

(カルボキシル基量評価)
実施例1から4、比較例1および2のカルボキシル基量を電導度滴定により下記のように測定した。
それぞれの試験サンプルを0.05から0.3g精秤し、水55gに溶解または懸濁させる。ここに、0.01N−NaCl水溶液を5ml、0.1N−HCl水溶液を5ml添加する。この溶液を0.1N−NaOH水溶液で滴定し、そのときの0.1N−NaOH滴下量、pH、電導度をプロットし、グラフからカルボキシル基量を求めた。結果を表1に示す。
(Evaluation of carboxyl group content)
The amounts of carboxyl groups in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were measured by conductivity titration as follows.
Each test sample is accurately weighed from 0.05 to 0.3 g and dissolved or suspended in 55 g of water. To this, 5 ml of 0.01N-NaCl aqueous solution and 5 ml of 0.1N-HCl aqueous solution are added. This solution was titrated with 0.1N-NaOH aqueous solution, 0.1N-NaOH dropping amount at that time, pH, and conductivity were plotted, and the carboxyl group amount was determined from the graph. The results are shown in Table 1.

Figure 2006160842
Figure 2006160842

(金属イオン含有量)
実施例1から4、比較例1および2の金属イオン含有量を電子線マイクロアナライザーによりEPMA分析法、または蛍光X線分析により元素分析を行い測定した。結果を表1に示す。
(Metal ion content)
The metal ion contents of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were measured by EPMA analysis using an electron beam microanalyzer or elemental analysis by fluorescent X-ray analysis. The results are shown in Table 1.

(吸水試験)
実施例1より得られたアミロウロン酸カルシウム塩と比較例1より得られたアルギン酸カルシウム塩を、各々ビーカー100mlに2g入れ、十分に湿潤させた。ガラスフィルターで自然ろ過し、乾燥させずに、湿った状態のままのアミロウロン酸カルシウム塩とアルギン酸カルシウム塩との重量を各々測定し、絶乾に対しての吸水率を計算した。
(Water absorption test)
2 g of calcium amylouronate obtained from Example 1 and calcium alginate obtained from Comparative Example 1 were each placed in a 100 ml beaker and sufficiently moistened. The filter was naturally filtered through a glass filter, and the weight of the calcium amylouronate and calcium alginate was measured in a wet state without drying, and the water absorption rate against absolute dryness was calculated.

吸水率測定の結果、アミロウロン酸カルシウムは自重の1.4倍の水を保持することができ、一般に高い吸水力を有することで知られているアルギン酸カルシウムが自重の1.6倍の水を保持する能力とほぼ同等の結果となった。   As a result of water absorption measurement, calcium amylouronate can hold 1.4 times its own weight, and calcium alginate, which is generally known for its high water absorption, holds 1.6 times its own weight. The result was almost equivalent to the ability to do.

(吸湿放湿試験)
実施例1より得られたアミロウロン酸カルシウム、実施例4より得られたキトウロン酸カルシウム、比較例1より得られたアルギン酸カルシウム、および、セルロース、シリカゲルを、各々2g精秤し、40℃20%RHの雰囲気下に置いた。各々の試験サンプルが平衡状態に達したら、40℃95%RHの雰囲気下に試験サンプルを移動させ、絶乾重量に対する重量変化を測定した。
再び各々の試験サンプルが平衡状態に達したら、40℃20%RHの雰囲気下に再度試験サンプルを移動させ、絶乾重量に対する重量変化を測定した。
(Hygroscopic moisture release test)
Calcium amylouronate obtained from Example 1, calcium chitouronate obtained from Example 4, calcium alginate obtained from Comparative Example 1, cellulose, and silica gel were weighed in an amount of 2 g each, and 40 ° C. and 20% RH. Placed in the atmosphere. When each test sample reached an equilibrium state, the test sample was moved under an atmosphere of 40 ° C. and 95% RH, and the weight change with respect to the absolute dry weight was measured.
When each test sample reached an equilibrium state again, the test sample was moved again under an atmosphere of 40 ° C. and 20% RH, and the weight change with respect to the absolute dry weight was measured.

試験結果を図1に示す。図1から明らかなように、本発明のポリウロン酸は従来から知られている吸湿剤であるシリカゲルやアルギン酸カルシウムと同程度の吸湿放湿性能を示した。   The test results are shown in FIG. As is apparent from FIG. 1, the polyuronic acid of the present invention exhibited moisture absorption and desorption performance comparable to that of silica gel and calcium alginate, which are conventionally known hygroscopic agents.

水溶性でんぷん(ACROS社製)1.0gを5%濃度で蒸留水に均一に分散させた。ここに、TEMPOを19mg、臭化ナトリウム0.25gを溶解させた水溶液を加え、アミロースの固形分濃度が約2wt%になるよう調製した。反応系を冷却し、11%次亜塩素酸ナトリウム水溶液3.0gを添加し、酸化反応を開始する。反応温度は常に5℃以下に維持した。反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.8付近に調整するとともに、さらに11%次亜塩素酸ナトリウム水溶液8.0gを反応の進行に応じて調整しながら滴下した。グルコース残基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に近づくと、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の滴下に関係なく、アルカリの添加速度は遅くなり、系内は完全に溶解して、黄色の均一な溶液となる。アルカリ添加量がグルコース残基の全モル数に対して100%(12.34ml)に達した時点で、エタノールを添加して反応を停止させた。この反応溶液を過剰量のエタノール中に投入して、生成物を再沈させた。さらに、水:アセトン=1:7の溶液により十分洗浄した後、アセトンで脱水して、40℃減圧乾燥して、白色粉末状のポリグルクロン酸のナトリウム塩1.2gを得た。得られたポリグルクロン酸のナトリウム塩1.0gを40mlの蒸留水に溶解し、撹拌しながら、10mlの水に溶解させた塩化アルミニウム1.4gを添加すると白色の沈殿が生じた。この沈殿物を蒸留水で繰り返し洗浄し、微粒子状のアミロウロン酸アルミニウム塩を得た。   1.0 g of water-soluble starch (manufactured by ACROS) was uniformly dispersed in distilled water at a concentration of 5%. An aqueous solution in which 19 mg of TEMPO and 0.25 g of sodium bromide were dissolved was added thereto to prepare a solid content concentration of amylose of about 2 wt%. The reaction system is cooled, and 3.0 g of 11% aqueous sodium hypochlorite solution is added to start the oxidation reaction. The reaction temperature was always kept below 5 ° C. During the reaction, the pH in the system decreases, but 0.5N-NaOH aqueous solution is sequentially added to adjust the pH to around 10.8, and 8.0 g of 11% sodium hypochlorite aqueous solution is further added according to the progress of the reaction. It was added dropwise while adjusting. When approaching the amount of alkali added corresponding to 100% of the total number of moles of glucose residues, the rate of alkali addition becomes slow regardless of the dropping of the sodium hypochlorite aqueous solution, and the system is completely removed. Dissolves to a yellow uniform solution. When the amount of alkali added reached 100% (12.34 ml) with respect to the total number of moles of glucose residues, ethanol was added to stop the reaction. The reaction solution was poured into an excess amount of ethanol to reprecipitate the product. Further, after sufficiently washing with a solution of water: acetone = 1: 7, it was dehydrated with acetone and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 1.2 g of sodium salt of polyglucuronic acid in the form of white powder. When 1.0 g of the sodium salt of polyglucuronic acid obtained was dissolved in 40 ml of distilled water and 1.4 g of aluminum chloride dissolved in 10 ml of water was added with stirring, a white precipitate was formed. This precipitate was repeatedly washed with distilled water to obtain a particulate aluminum amylouronate.

水溶性でんぷん(ACROS社製)1.0gを、5%濃度で蒸留水に均一に分散させた。ここに、TEMPOを19mg、臭化ナトリウム0.25gを溶解させた水溶液を加え、アミロースの固形分濃度が約2wt%になるよう調製した。反応系を冷却し、11%次亜塩素酸ナトリウム水溶液3.0gを添加し、酸化反応を開始する。反応温度は常に5℃以下に維持した。反応中は系内のpHが低下するが、0.5N−NaOH水溶液を逐次添加し、pH10.8付近に調整するとともに、さらに11%次亜塩素酸ナトリウム水溶液8.0gを反応の進行に応じて調整しながら滴下した。グルコース残基の全モル数に対し、100%のモル数に対応するアルカリ添加量に近づくと、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の滴下に関係なく、アルカリの添加速度は遅くなり、系内は完全に溶解して、黄色の均一な溶液となる。アルカリ添加量がグルコース残基の全モル数に対して100%(12.34g)に達した時点で、エタノールを添加して反応を停止させた。この反応溶液を過剰量のエタノール中に投入して、生成物を再沈させた。さらに、水:アセトン=1:7の溶液により十分洗浄した後、アセトンで脱水して、40℃減圧乾燥して、白色粉末状のポリグルクロン酸のナトリウム塩1.2gを得た。得られたポリグルクロン酸のナトリウム塩1.0gを40mlの蒸留水に溶解し、撹拌しながら、飽和の塩化銅水溶液の上澄みを添加すると、水色の沈殿が生じた。この沈殿物を蒸留水で繰り返し洗浄し、微粒子状のアミロウロン酸銅塩を得た。   1.0 g of water-soluble starch (manufactured by ACROS) was uniformly dispersed in distilled water at a concentration of 5%. An aqueous solution in which 19 mg of TEMPO and 0.25 g of sodium bromide were dissolved was added thereto to prepare a solid content concentration of amylose of about 2 wt%. The reaction system is cooled, and 3.0 g of 11% aqueous sodium hypochlorite solution is added to start the oxidation reaction. The reaction temperature was always kept below 5 ° C. During the reaction, the pH in the system decreases, but 0.5N-NaOH aqueous solution is sequentially added to adjust the pH to around 10.8, and 8.0 g of 11% sodium hypochlorite aqueous solution is further added according to the progress of the reaction. It was added dropwise while adjusting. When approaching the amount of alkali added corresponding to 100% of the total number of moles of glucose residues, the rate of alkali addition becomes slow regardless of the dropping of the sodium hypochlorite aqueous solution, and the system is completely removed. Dissolves to a yellow uniform solution. When the amount of alkali added reached 100% (12.34 g) with respect to the total number of moles of glucose residues, ethanol was added to stop the reaction. The reaction solution was poured into an excess amount of ethanol to reprecipitate the product. Further, after sufficiently washing with a solution of water: acetone = 1: 7, it was dehydrated with acetone and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 1.2 g of sodium salt of polyglucuronic acid in the form of white powder. When 1.0 g of the obtained sodium salt of polyglucuronic acid was dissolved in 40 ml of distilled water and the supernatant of a saturated aqueous solution of copper chloride was added with stirring, a light blue precipitate was formed. This precipitate was repeatedly washed with distilled water to obtain fine-grained amylouronate copper salt.

アミノ基含有ポリビニルアルコールを12%濃度で水に溶解させる。この水溶液にさらにセロウロン酸ナトリウム塩を10%濃度になるように溶解させる。塩化亜鉛の溶解した凝固浴中でアミノ基含有ポリビニルアルコールとセロウロン酸ナトリウム塩との混合溶液を紡糸して、セロウロン酸亜鉛の含有された繊維を調製した。   Amino group-containing polyvinyl alcohol is dissolved in water at a concentration of 12%. In this aqueous solution, sodium celouronate is further dissolved to a concentration of 10%. A mixed solution of amino group-containing polyvinyl alcohol and sodium celouronate was spun in a coagulation bath in which zinc chloride was dissolved to prepare a fiber containing zinc seurouronate.

(抗菌性試験)
実施例6で得られた微粒子状のアミロウロン酸銅塩と、実施例7より得られたセロウロン酸亜鉛含有繊維、および比較例2より得られたポリグルクロン酸のナトリウム塩とを、湿潤状態で温度35℃、湿度65%の雰囲気下に置いた。3ヶ月後、目視観察により、ポリグルクロン酸のナトリウム塩と比較して、アミロウロン酸銅塩およびセロウロン酸亜鉛含有繊維は雑菌の繁殖が抑えられていることが確認できた。
(Antimicrobial test)
The particulate amylouronate copper salt obtained in Example 6, the zinc seurouronate-containing fiber obtained from Example 7, and the sodium salt of polyglucuronic acid obtained from Comparative Example 2 were heated in a wet state at a temperature. It was placed in an atmosphere of 35 ° C. and humidity 65%. After 3 months, it was confirmed by visual observation that the propagation of miscellaneous bacteria was suppressed in the amylouronate copper salt and zinc seurouronate-containing fibers as compared with the sodium salt of polyglucuronic acid.

本発明のポリウロン酸成形物は、一般的な機能性材料としてはもちろん、生体材料、食品、医療・医薬、化粧品等の機能性材料として、様々な用途に応用することができる。例えば、紡糸により繊維状に加工したり、また水溶液とし塗布することにより機能性膜、ガスバリア材、生体適合材等に応用することができる。また、他の多糖類との複合材料の原料として容易に用いることも可能である。   The polyuronic acid molded product of the present invention can be applied to various uses as a functional material such as a biomaterial, food, medical / medicine, cosmetics as well as a general functional material. For example, it can be applied to functional membranes, gas barrier materials, biocompatible materials, etc. by processing them into fibers by spinning, or applying them as aqueous solutions. It can also be easily used as a raw material for composite materials with other polysaccharides.

本発明におけるポリウロン酸成形物の吸湿放湿試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the moisture absorption / desorption test of the polyuronic acid molded article in this invention.

Claims (9)

カルボキシル基の多価金属塩を有するポリウロン酸を用いたことを特徴とする水不溶性ポリウロン酸成形物。   A water-insoluble polyuronic acid molded article characterized by using polyuronic acid having a polyvalent metal salt of a carboxyl group. 前記多価金属がカルシウム、銅、亜鉛、アルミニウムから選ばれる1種であることを特徴とする請求項1に記載の水不溶性ポリウロン酸成形物。   The water-insoluble polyuronic acid molded product according to claim 1, wherein the polyvalent metal is one selected from calcium, copper, zinc, and aluminum. 前記水不溶性ポリウロン酸成形物の形状が粒子状であり、その粒径が20μm以下であることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の水不溶性ポリウロン酸成形物。   The water-insoluble polyuronic acid molded product according to any one of claims 1 and 2, wherein the water-insoluble polyuronic acid molded product has a particle shape and a particle size of 20 µm or less. 前記水不溶性ポリウロン酸成形物の形状が繊維状であることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の水不溶性ポリウロン酸成形物。   The water-insoluble polyuronic acid molded product according to any one of claims 1 and 2, wherein the water-insoluble polyuronic acid molded product has a fibrous shape. 前記水不溶性ポリウロン酸成形物の形状がフィルム状であることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の水不溶性ポリウロン酸成形物。   The water-insoluble polyuronic acid molded product according to any one of claims 1 and 2, wherein the water-insoluble polyuronic acid molded product has a film shape. 少なくとも、多糖類を選択的に酸化する酸化工程と、該酸化工程で酸化された多糖類に多価金属塩を添加し沈殿物を生じさせ、成形物を成形する工程と、該成形物を水洗する工程を有することを特徴とする水不溶性ポリウロン酸成形物の製造方法。   At least an oxidation step for selectively oxidizing a polysaccharide, a step of forming a precipitate by adding a polyvalent metal salt to the polysaccharide oxidized in the oxidation step to form a molded product, and washing the molded product with water A process for producing a water-insoluble polyuronic acid molded product, comprising the step of: 少なくとも、多糖類を選択的に酸化する酸化工程と、該酸化工程で酸化された多糖類を成形する成形工程と、該成形工程で成形された酸化多糖類に多価金属塩を添加する工程を有することを特徴とする水不溶性ポリウロン酸成形物の製造方法。   At least an oxidation step for selectively oxidizing a polysaccharide, a molding step for molding the polysaccharide oxidized in the oxidation step, and a step of adding a polyvalent metal salt to the oxidized polysaccharide molded in the molding step A method for producing a water-insoluble polyuronic acid molded product, comprising: 少なくとも、多糖類を選択的に酸化する酸化工程と、該酸化工程で酸化された多糖類を成形する成形工程と、多価金属塩を添加する工程とを有する水溶性ポリウロン酸成形物の製造方法において、酸化工程で酸化された多糖類を成形する成形工程と多価金属塩を添加する工程とを同時に行うことを特徴とする水不溶性ポリウロン酸成形物の製造方法。   A method for producing a water-soluble polyuronic acid molded article, comprising at least an oxidation step for selectively oxidizing a polysaccharide, a molding step for molding the polysaccharide oxidized in the oxidation step, and a step for adding a polyvalent metal salt The method for producing a water-insoluble polyuronic acid molded product, comprising simultaneously performing a molding step of molding the polysaccharide oxidized in the oxidation step and a step of adding a polyvalent metal salt. 前記多糖類がでんぷん、セルロース、キチン、キトサンから選ばれる1種、または2種以上の混合物であることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の水不溶性ポリウロン酸成形物の製造方法。   The method for producing a water-insoluble polyuronic acid molded product according to any one of claims 6 to 8, wherein the polysaccharide is one type selected from starch, cellulose, chitin, and chitosan, or a mixture of two or more types. .
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