JP2011098911A

JP2011098911A - ピロロキノリンキノン粉体

Info

Publication number: JP2011098911A
Application number: JP2009254792A
Authority: JP
Inventors: Junichi Edahiro; 純一枝廣; Kazuto Ikemoto; 一人池本
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2011-05-19

Abstract

【課題】
嵩密度を制御し、製剤化や輸送に適した粒度分布を有するPQQ粉体を提供し、かつ簡単な装置を用いて簡便に製造する方法を提供する。
【解決手段】レーザー回折散乱式粒度分布測定法による個数基準に基づく累積９０％径が２５μｍ以上、２００μｍ未満であることを特徴とするピロロキノリンキノン粉末。
【選択図】なし

Description

本発明は、化学式１で表されるピロロキノリンキノン（以下ＰＱＱと記す）構造の物質で、このフリー体、塩を取り扱う。

ＰＱＱは新しいビタミンの可能性があることが提案されて（例えば、非特許文献１参照）、健康補助食品、化粧品などに有用な物質として注目を集めている。さらには細菌に限らず、真核生物のカビ、酵母に存在し、補酵素として重要な働きを行っている。また、ＰＱＱについて近年までに細胞の増殖促進作用、抗白内障作用、肝臓疾患予防治療作用、創傷治癒作用、抗アレルギ−作用、逆転写酵素阻害作用およびグリオキサラ−ゼＩ阻害作用−制癌作用など多くの生理活性が明らかにされている。このPQQは、有機化学的合成法（非特許文献２）または発酵法（特許文献１）などの方法により得たPQQをクロマトグラフィーに供し、流出液中のPQQ区分を濃縮して、晶析により結晶化し（特許文献２）、乾燥して得ることができる。しかし、こうして得られる結晶はフリー体もしくは塩であるが、これらの嵩密度は結晶化条件によって変動しやすい。

一般に、粒子が細かすぎる場合、粉体流動特性が悪化するために装置への充填などの操作が困難となるだけでなく、嵩密度が低下するため梱包容器の大型化や個数の増加につながり、生産、輸送、利用における不利益が生じる。また、粉体の嵩密度を一定にすることは錠剤の製造においては必須である。

これまで、PQQ粉体の、粒子径、嵩密度など、粉体物性に関する報告はなかった。そのため、嵩密度が０．４ｇ／ｍｌ以上にするための粉体の粒子径に関する情報はなかった。そのため、適切な粒度分布による安定した高い嵩密度を有する粉体と、その製造技術の開発が望まれていた。

特開平1-218597号公報特許2072284号公報

nature,vol422, 24April,3003, p832 JACS、第103巻、第5599〜5600頁（1981） JACS、第111巻、第6822〜6828頁（1989）

本発明の目的は、嵩密度を制御し、製剤化や輸送に適した粒度分布を有するPQQ粉体を提供すること、そしてその製造方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、以下に示す項目によって解決できることを見出した。
・レーザー回折散乱式粒度分布測定法による個数基準に基づく累積９０％径が２５μｍ以上、２００μｍ未満であることを特徴とピロロキノリンキノン粉末。
・ピロロキノリンキノンの質量に対して水の質量が５以上１５０％未満の存在下で混錬処理する工程と、乾燥する工程と、粉砕する工程と、を含むことを特徴とするピロロキノリンキノン粉末の製造方法

本発明の製造法は、純度が高く、安定であるPQQの結晶の優れた性質、特にPQQジナトリウム塩の性質を保ちつつ、嵩密度や粉体流動特性が悪いという課題を解決することができる。また上記の製造法は、簡単な装置を用いて簡便に行うことができるので、工業的な生産に適している。

さらに、上記の製造法で、個数基準に基づく累積９０％径が２５μm以上２００μm未満であり、嵩密度が０．４ｇ／ｍｌ以上１．７ｇ／ｍｌ未満のPQQジナトリウム塩粉体を製造することができる。この粉体は粒度分布がシャープで、嵩密度が非常に高く、粉体流動特性も良好であり、製剤化や輸送、生産の面で大きな利点を有している。

以下、実施例および比較例を以て本発明の内容をさらに詳しく説明する。ただし本発明はこれら実施例に制限されるものではない。

本発明におけるPQQ粉末はフリー体、塩どちらでもかまわない。塩としてはナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、マグネシウムの塩で単独、混合どちらでも良い。カルボン酸の塩としてはモノ、ジ、トリのどれでも良く、好ましくはジナトリウム塩の粉体である。

本発明における粒子分布の算出は、下記のレーザー回折法(フラウンホーファー回折)により測定を行った。

（レーザー回折法(フラウンホーファー回折)による粒子分布測定）
HELOSレーザー回折分光器(SympaTec社)、RODOS 乾燥分散機(SympaTec社)、Vibri振動チャンネル, Messrs.（SympaTec社）を用いて、サンプル供給量を５０〜１００ｍｇ、焦点距離を１００ｍｍ (測定範囲：０．９−１７５μm)、分散ガスを空気で、個数基準に基づき累積９０％径を算出した。

嵩密度を使用しやすい０．４から１．７ｇ／ｍｌのPQQの乾燥粉体は、上記レーザー回析法により求めた粒子分布から算出した個数基準に基づく累積９０％粒子径が、２５μｍ以上、２００μｍ未満であることが必要である。嵩密度を０．４から０．６の一般的な粉体と同様に制御するには２５μｍ以上、８０μｍ未満に制御する必要がある。さらに、非常に高い嵩密度の０．８以上が必要であれば１４０μm以上２００μｍ未満にすればよい。２５μｍ以下の粒子径の場合、嵩密度が小さくなりすぎる。さらに２００μｍ以上の大きさにした場合、粒子が大きいため、溶解速度が小さくなる危険性がある。

本発明で規定する嵩密度はタッピングを行う嵩密度で規定しているが、粒子径の機能としてはタッピング操作をしなくても制御できることは自明である。

本発明は累積９０％径が２５μｍ以上、２００μｍ未満であることを特徴とするが、この粒子は分級するだけ、もしくは分級し混合することで製造可能である。

さらに再現性良く粒子の生産効率を上げる製造方法は、上記のサイズに二次粒子を作製することである。

通常の造粒の際、経口用固形製剤を製造する際に一般的に使用される各種添加剤を加えても良いが、純度を維持するにはこれらを使用しないことで造粒することがのぞまれる。つまり、必要に応じて添加剤として良く使用される乳糖、ショ糖、トレハロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、カルシウム、澱粉類などを使用してもかまわないが、純度を高くするには使用しない方法が好ましい。

二次粒子作成方法としては、例えば、粉末に結合剤及び溶媒を加えて造粒する湿式造粒法、もしくは粉末を圧縮して造粒する乾式造粒法などが利用できる。

本発明の場合、水存在下、混練処理をして、乾燥することが好ましい。水の存在は初期の粉末に含有する水分を利用してもよく、乾燥した粉末に添加しても良い。水の質量は、用いたPQQの乾燥粉体の質量に対して１５０％以上では粉体を圧縮するには泥水のようになってしまうため好ましくなく、５%以上１５０%未満となるようにするのが好ましい。より好ましくは１０%以上４５%未満である。

本発明の場合、水と共に水溶性有機溶媒を含む水溶液を粉末に加えて二次粒子を作製することができる。例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、メトキシエタノール、ジエチレングリコール、メトキシジエチレングリコール、グリセリン、メトキシプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、乳酸エチル、ヒドロキシイソブチル酸メチル等があげられる。このうち好ましくはアルコールが好ましく、より好ましくはエタノールである。上記の有機溶剤は水の質量に対し０から９０％の濃度で存在すればいいが、より好ましくは０から４０％である。この有機溶剤は分散剤として、粉体全体に水を浸透させるために使用するが、初期のPQQの量にあわせて適時考えればよい。

二次粒子作製の際の温度は、液が凍結しなければ特に制限はないが、０℃以上９０℃未満が好ましく、より好ましくは、０℃以上５０℃未満である。

こうして得られた造粒物を乾燥する。乾燥温度はPQQ結晶が変化しない限り特に制限はないが、低温では乾燥速度が低下し、高温では変性等の危険性があるため、−８０℃以上、１８０℃未満が好ましく、より好ましくは、５℃以上１００℃未満である。より好ましくは真空乾燥で行う。

混合する際には、プラネタリーミキサーやスクリュー型混合機などを用いる混合撹拌造粒法、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、バーチカルグラニュレータなどを用いる高速混合撹拌造粒法、ローラーコンパクター、打錠成型機などを用いる圧縮造粒法、円筒造粒機、ロータリー型造粒機、スクリュー押し出し造粒機、ペレットミル型造粒機などを用いる押し出し造粒法、それ以外にも、転動造粒法、流動層造粒法、破砕造粒法、噴霧造粒法などの操作方法を利用できる。

造粒物は乾燥した後、粉砕する。粉砕装置としては、乾式粉砕装置、例えばピンミル、ジェットミル、ボールミル、ハンマーミル、カッターミルなどを用いることができる。粉砕後、60meshの篩で分級した後、篩下を採取することで、求める粉体を取得する。
具体的な操作は、PQQの乾燥粉体の場合、攪拌、あるいは流動させつつ、水を徐々に添加しながら造粒する。乾燥した造粒物は、上記のいずれかの乾式粉砕装置を用いて粉砕し、60meshの篩で分級した後、篩下を採取する。

こうして取得したPQQの乾燥粉体は、先に述べたレーザー回折法(フラウンホーファー回折)により求めた粒度分布から算出した個数基準に基づく累積９０％径が、25μm以上200μm未満であり、嵩密度が0.4g/ml以上1.7g/ml未満である。

（PQQジナトリウム塩の水含有量の測定）
カールフィッシャー式水分計（KF774、メトローム）にカールフィッシャー試薬（ハイドラナールＡＧオーブン、Fluka）を使用して水分測定を行った。
重量M₁（g）の試験サンプル（造粒前のPQQジナトリウム塩粉末）を１８０℃に加熱して含まれる水を完全に蒸発させ、発生した水蒸気をヘッドスペースサンプラーによりカールフィッシャー試薬と反応させ、粉に含まれる水分量M₂（g）をカールフィッシャー法によって定量した。式M₂/M₁x100を用いて、水分量（%）を計算した。

（造粒後の粉砕、分級、分析）
乾燥した造粒物を、ハンマー式ヘッド（IKA、 MF10.2）を取り付けた連続式ミル（IKA、MF10）に入れ、回転数3000rpm、スクリーン孔径1mmで粉砕した。粉砕物を、電磁式ふるい振とう機（レッチェ、AS-200）を用い、60meshのふるいを通して粗粒を除き、PQQジナトリウム塩の粉末を得た。

（嵩密度の測定）
分級後に形成された１mm程度の二次粒子を除去するために、目開き４２５μmのふるいを取り付けた上部漏斗の下に、粉体の受け器となる円筒形（容積Vc ３６．０mL、内径３０mm）のステンレス製カップを置いた。試験サンプル（PQQジナトリウム塩粉末）をふるいに通し、過剰の粉体が溢れるまでカップへ流下させた。カップの上面に垂直に立てて接触させたへラの刃を滑らかに動かし、圧密やカップからの粉体の溢流を防ぐためにへラを垂直にしたままで、カップの上面から過剰の粉体を注意深くすり落とした。カップの側面からも試料をすべて除去し，粉体の質量M₃を0.1％まで測定した。カップに量りとった粉体を、容量５０mL、最小目盛り１mLのメスシリンダーに取り、メスシリンダー底面を50-60回／分で機械的にタップした。嵩体積が減少しなくなったときの嵩体積Vを最小目盛りまで読み取りタップ体積とした。式M₃／Vを用いて嵩密度（ｇ／ｍｌ）を計算した。

＜実施例１＞
PQQジナトリウム塩の乾燥粉末２００g(水含有量７％)にせん断力の強い羽根（平面ビーター）を取り付けた、上部攪拌式ミキサー（Delongi、KM4005型）を使用し、攪拌速度１００rpmで３０分間かけて水１００ｇ添加した。その後、造粒物を回収し、５０℃で２日間減圧乾燥した。乾燥した造粒物を粉砕・分級した。嵩密度０．７５g/ml、及び累積９０％径１２８．９μmであった。

＜実施例２＞
装置で使用する羽をせん断力の弱い羽根（ドゥーフック）に替え、水５０gを添加した以外は実験例１と同様の実験を行った。嵩密度０．４５ｇ／ｍｌ、及び累積９０％径３７．９μmであった。

＜実施例３＞
水９０gを添加し、攪拌速度３００rpmとした以外は実験例１と同様の実験を行った。嵩密度０．４７ g/ml、及び累積９０％径２７．１μmであった。

＜実施例４＞
水８０g 、攪拌速度３００rpmとした以外は実験例１と同様の実験を行った。嵩密度０．５２ｇ／ｍｌ、及び累積９０％径７０．０μmであった。

＜実施例５＞
攪拌転動造粒機を使用し、攪拌速度５００rpmで１５分間かけてエタノール１３gと水８７gの混合液を添加した以外は実験例１と同様の実験を行った。嵩密度０．９８ｇ／ｍｌ、及び累積９０％径１４９．５μmであった。

＜実施例６＞
水含有量７０%のウエットケーキであるPQQジナトリウム塩２００gを、均一になるようステンレス製のバットに入れてビニールシートをかぶせ、上から円柱状の棒を用いて約２０kg／１０cm²の圧力で押しつぶしながら混錬した。嵩密度０．４２ｇ／ｍｌ、及び累積９０％径５５．０μmであった。

＜実施例７＞
PQQジナトリウム塩の乾燥粉末２００ｇ(水含有量１０％)をローラーコンパクター（を用いたロール圧縮法により、４．０ＭＰa（圧縮シリンダー、ゲージ圧）の圧力で圧縮成型し、得られた造粒物を、実施例１と同様の方法で粉砕・分級した。嵩密度０．５３ｇ／ｍｌ、及び累積９０％径５５．０μmであった。

＜比較例１＞
PQQジナトリウム塩の乾燥粉末２００ｇ(水含有量７％)を造粒せず、そのまま粉砕・分級した。嵩密度０．１７ｇ／ｍｌ、及び累積９０％径８.４μmであった。

＜比較例２＞
水含有量７０％のウエットケーキであるPQQジナトリウム塩２００ｇを造粒せず、５０℃で２日間減圧乾燥後、粉砕・分級した。嵩密度０．２３ｇ／ｍｌ、及び累積９０％径１６．３μmであった。

＜比較例３＞
比較例２の原材料を−７０℃、減圧下で２日間凍結乾燥した。粉砕・分級した。嵩密度０．１６ｇ／ｍｌ、及び累積９０％径１３．９μmであった。

本発明によって得られるピロロキノリンキノン粉体は、健康補助食品、化粧品、医薬品等の分野に有用である。

Claims

レーザー回折散乱式粒度分布測定法による個数基準に基づく累積９０％径が２５μｍ以上、２００μｍ未満であることを特徴とするピロロキノリンキノン粉末。
嵩密度が０．４ｇ／ｍｌ以上、１．７ｇ／ｍｌ未満であることを特徴とする請求項1に記載のピロロキノリンキノン粉末。
ジナトリウム塩であることを特徴とする請求項１のピロロキノリンキノン粉末。
ピロロキノリンキノンの質量に対して水の質量が５以上１５０％未満の存在下で混錬処理する工程と、乾燥する工程と、粉砕する工程と、を含むことを特徴とするピロロキノリンキノン粉末の製造方法
前記混錬処理において、前記水の質量に対して有機溶剤が９０％以下の濃度で含まれていることを特徴とする請求項４に記載のピロロキノリンキノン粉末の製造方法