JP2011219388A - 吸湿性の低いピロロキノリンキノン固体 - Google Patents

Abstract

【課題】吸湿性が低いピロロキノリンキノンジナトリウムの固体およびその製造方法を提供する。
【解決手段】エタノール濃度１０から９０％水溶液中において、ピロロキノリンキノンジナトリウム塩を作製する際に酸を添加して反応させ最終的なｐＨを制御し、結晶の比表面積を所定以下にすることにより、吸湿性の低いピロロキノリンキノンジナトリウムの固体を製造することが可能である。なお、酸は１から１２時間かけて添加すること、また反応温度は１０℃から６０℃とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ピロロキノリンキノンジナトリウムの固体および製造方法に関する。

ピロロキノリンキノン（以下、ＰＱＱと略す）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）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。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類は、有機化学的合成法（非特許文献２）および発酵法（特許文献１）などにより製造することが可能である。

このピロロキノリンキノンはアルカリ金属塩で提供されることが多く、特にジナトリウム塩の固体として提供される。この塩は従来、アルコール沈殿法で水溶液から析出されるが、その粉末は高湿度条件では吸湿性が高い。粉末の吸湿性はその安定性、取り扱いのしやすさに直結するために非常に重要である。吸湿性が高い場合、カビなどによる汚染の可能性は高くなるうえ、錠剤作成の操作を行う途中で重量が変化する危険性が高い。そのため、吸湿性の低い固体が求められている。

特開平１−２１８５９７号公報

nature,vol422, 24 April, 3003, p832 Journal of American Chemical Society, 第103巻, 第5599〜5600頁（1981）

本発明の課題は吸湿性の低いピロロキノリンキノンジナトリウムの固体および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、
ＰＱＱの固体の製造を制御することでピロロキノリンキノンジナトリウムの吸湿性を低くすることを見出し、本発明を完成させるに至った。
（１）比表面積３m²/g以下であるピロロキノリンキノンジナトリウム固体。
（２）エタノール濃度１０から９０％水溶液中のピロロキノリンキノントリナトリウム塩固体に対して、酸を添加して反応させ最終的なpHを２から５にすることを特徴とするピロロキノリンキノンジナトリウム固体の製造方法。

本発明により、吸湿性の低く、特に飽和水蒸気下では従来の半分程度の吸湿量のPQQ固体を作ることができる。また、そのための製造方法を提供することができる。

光学顕微鏡写真１ 粉末Ｘ線の結果 光学顕微鏡写真２ 光学顕微鏡写真３

本発明は吸湿性の低いピロロキノリンキノンジナトリウム固体の作成に関するもので、比表面積３m²/g以下である固体が吸湿性を下げること見出した。定法であるアルコール沈殿法で析出した固体は結晶性が低く、比表面積が高くなるために吸湿性が高くなる。
本発明では結晶性の固体であることがより好ましく、粉末Ｘ線回折でＣｕ Ｋα放射線を用いた２θのピークで９．１、１０．３、１３．８、１７．７、１８．３、２４．０、２７．４、３１．２、３９．５、の±０．４°を示すことがより好ましい。

これらのピークは、その他、モノクロメータが装着された一般的な粉末Ｘ線回折装置で観測することもできる。本発明で規定する結晶形は測定誤差も含まれることから、ピークの角度に関する合理的な同一性があればよい。

さらに好ましくはこの結晶性を維持しつつ、比表面積１m²/g以下である固体が好ましい。
結晶構造が同一であり、比表面積がことなる固体は光学顕微鏡で確認することができ、表面積が小さい固体は針状結晶で、さらに表面積の小さい結晶は柱状である。この表面積が小さいほど吸湿性は減少する。

一般的にガスの吸着は表面積に比例することから、ピロロキノリンキノンジナトリウムの水分吸着も表面積に依存していると考えられる。しかし、通常の固体の場合、結晶構造に依存していることからこのような効果は小さいと予想していた。しかし、本発明では同一の結晶においても比表面積は重要であった。

次にこの固体の製造方法について記載する。
原料に使用するのはピロロキノリンキノントリナトリウムである。これは製造工程上含みうる不純物として食塩等を含んでもよく、本発明の製造過程で純度を上げることも可能である。

ピロロキノリンキノントリナトリウム固体を固体が溶解してしまわない条件、例えばエタノール濃度１０から９０％水溶液中で、酸を１から１２時間かけて徐々に添加していきpHを２から５の範囲、好ましくは３から５にしてから、０．１から９６時間反応させることで達成できる。エタノール濃度はより好ましくは３５から５０％の濃度で行うのが好ましい。最終pHについてはpHを２から５の範囲、好ましくは２から３にするのがよい。反応時間はより好ましくはpHを所定の値にしてから６時間から１００時間行うことで表面積の小さな結晶を作成することができる。反応温度は０から９０℃、より好ましくは１０℃から６０℃で行うことができる。反応温度を上げると当然、反応時間は短くできるが、結晶の品質低下をもたらす危険性がある。当然,攪拌の有無、強弱も影響し、できる結晶の品質を勘案して自由に選択できる。

析出した固体はろ過、遠心分離、デカンテーションで得ることができる。さらにこれをアルコールで洗うことも可能である。そして減圧乾燥で乾燥して固体を得ることも可能である。もしくはこういった分離操作を行わず、そのままで提供することも可能である。本発明の固体は結晶であることから純度も高くなる利点を有している。本発明の固体は吸湿性が低いため、錠剤成型や保存に対して有利な性質である。

本発明で得られる固体は、ヒト用または動物用として、食品、機能性食品、医薬品または医薬部外品として使用することができる。ここでいう機能性食品とは、健康食品、栄養補助食品、栄養機能食品、栄養保険食品等、健康の維持あるいは食事にかわり栄養補給の目的で摂取する食品を意味している。具体的な形態としてはカプセル剤、タブレット、チュアブル、錠剤、ドリンク剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

機能性食品として製品化する場合には、食品に用いられる添加剤、例えば甘味料、着色料、保存料、増粘安定剤、酸化防止剤、発色剤、漂白剤、防菌防黴剤、ガムベース、苦味料、酵素、光沢剤、酸味料、調味料、乳化剤、強化剤、製造用剤、香料、香辛料抽出物等を用いることができる。一般的には通常の食品、例えば味噌、醤油、インスタントみそ汁、ラーメン、焼きそば、カレー、コーンスープ、マーボードーフ、マーボーなす、パスタソース、プリン、ケーキ、パン等に加えることも可能である。

以下、実施例および比較例をもって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの例にのみ限定されるものではない。
１）ＰＱＱジナトリウム塩の作製
原料のピロロキノリンキノントリナトリウムは培養法で得られ、カラム精製後、塩析された含水固体を使用した。
実施例１
ＰＱＱ２０ｇを含む含水ＰＱＱトリナトリウム塩の固体６０ｇをイオン交換水５００mlとエタノール５００mlの混合液に加えた。この時、固体は溶け切っていない。ここに室温下で塩酸を加え、ｐＨを３．５にした。塩酸の添加は約２時間かけてゆっくり滴下して行った。二時間後、濾過してＰＱＱジナトリウム塩を収率９９mol％で得た。これを減圧乾燥器で一晩乾燥して固体を得た。

粉末Ｘ線回折による回折角2θの測定は、以下の測定条件で行った。
装置：株式会社マックサイエンス製Ｍ１８ＸＣＥ
Ｘ線：Cu／管電圧４０kV／管電流１００mA
発散スリット：1°
散乱スリット：1°
受光スリット：0.３mmスキャンスピード：4.000°／min
サンプリング幅：0.020°
水分量測定はカールフィッシャー法で測定した。
比表面積はオートソーブを使用した。
粉末Ｘ線の結果は２θのピークで９．１、１０．３、１３．８、１７．７、１８．３、２４．０、２７．４、３１．２、３９．５、の±０．４°であった。
光学顕微鏡写真を図１に示す。結晶の形状は針状の細長い固体であった。

実施例２
ＰＱＱ２０ｇを含む含水ＰＱＱトリナトリウム塩の固体６０ｇをイオン交換水５００mlとエタノール５００mlの混合液に加えた。この時、固体は溶け切っていない。ここに室温下で塩酸を加え、ｐＨを３．５にした。塩酸の添加は約２時間かけてゆっくり滴下して行った。攪拌を続け９６時間後、pHは２．５になった。濾過してＰＱＱジナトリウム塩を収率９９mol％で得た。これを減圧乾燥器で一晩乾燥して固体を得た。
粉末Ｘ線の結果を図２に示す。２θのピークで９．１、１０．３、１３．８、１７．７、１８．３、２４．０、２７．４、３１．２、３９．５、の±０．４°であった。光学顕微鏡写真を図３に示す。光学顕微鏡で結晶の形状は板状の形をしていた。実施例１と２の固体は同じ結晶形であるが光学顕微鏡観察では異なる形状であった。

実施例３
実施例２と同様の操作を行った。ただし、ＰＱＱトリナトリウム塩の固体をエタノール４０％の液中に加え、塩酸を加えた。４５℃１２時間攪拌後、最終的なｐＨ２．５であった。光学顕微鏡の観察結果、板状の結晶で実施例２と同様であった。

実施例４
実施例２と同様の操作を行った。ただし、ＰＱＱトリナトリウム塩の固体をエタノール５０％の液中に加え、塩酸を加えた。室温で塩酸の量を変えて７２時間攪拌後最終的なｐＨ２にした。光学顕微鏡の観察結果、板状の結晶で実施例２と同様であった。

実施例５
実施例２と同様の操作を行った。ただし、攪拌温度を５０℃にして塩酸を加えた。２時間攪拌して、最終的なｐＨ２．５にした。光学顕微鏡の観察結果、板状の結晶で実施例２と同様であった。

実施例６
実施例２と同様の操作を行った。ただし、ＰＱＱトリナトリウム塩の固体をエタノール５０％の液中に加え、塩酸を加えた。室温で塩酸の量を変えて９６時間攪拌後最終的なｐＨ３にした。光学顕微鏡の観察結果、板状の結晶で実施例２と同様であった。

比較例１
ＰＱＱトリナトリウム塩をイオン交換水にすべて溶解し、ＰＱＱ１０ｇ/Lを含む溶液を８００ｇ用意した。塩酸を加えてpＨを３．５にした後、ここにエタノールを２００ｍｌ添加した。この時、赤色固体が析出した。室温下で５時間攪拌した後、５℃で２４時間静置し、固体を析出させた。連続遠心分離で固体を回収し、５０℃で減圧乾燥を行った。
粉末Ｘ線の結果、低角側のピークのみでアモルファスと考えられた。光学顕微鏡写真を図４に示す。結晶形状は小さな糸状の固体であった。

比較例２
ＰＱＱ２０ｇを含む含水ＰＱＱトリナトリウム塩の固体６０ｇをイオン交換水６００mlとエタノール２００mlの混合液に加えた。この時、固体は溶け切っていない。ここに室温下で塩酸を加え、ｐＨを２．５にした。塩酸の添加は約２時間かけてゆっくり滴下して行った。光学顕微鏡で固体の観察を行った結果、比較例１と同様に糸状の固体であった。

２）比表面積測定
前処理として Quantachrome Instruments社 AUTOSORB DEGASSERを使用し150℃、20時間乾燥した。測定装置は Quantachrome Instruments社 Autosorb-6Bを使用し、N2吸着でBET法で比表面積を出した。その結果を以下の表１に示す。pHを下げたことにより、結晶の成長を進めることができ、比表面積を低くすることができたと考えられる。

３）吸湿性試験
水分量を予め測定した３種類のＰＱＱジナトリウム塩固体約 2.5gずつをガラスサンプル瓶に入れ、25℃で相対湿度(A)33%RH, (B)88%RH, (C)100%RHとなるように設定された密閉容器に蓋を開けて入れ、経時的に重量を測定し、経時的な水分量を推算した。
水分量は、カールフィッシャー法（KF831、ヘッドスペースサンプラーによる、180℃）で求めた。
相対湿度は、(A)MgCl2 (B)KBr, (C)水のみ、の結晶／水を使用して調整した。１００％ＲＨは湿度条件として非常に厳しい条件である。

実施例１のサンプルを使用した吸湿性試験を行った。その結果を表２に示す。飽和水蒸気の環境でも最大１４．５％の吸湿量であった。

実施例２のサンプルを使用して吸湿性試験を行った。その結果を表３に示す。飽和水蒸気の環境でも最大１２．４％の吸湿量であった。

比較例１のサンプルを使用して吸湿性試験を行った。その結果を表４に示す。飽和水蒸気の環境では最大２２．７％の吸湿量で大量に吸湿した。

本発明で得られる固体は、ヒト用または動物用として、食品、機能性食品、医薬品または医薬部外品として使用することができる。

Claims (9)

1. 比表面積３m²/g以下であるピロロキノリンキノンジナトリウム固体。
2. 粉末Ｘ線回折でＣｕ Ｋα放射線を用いた２θのピークで９．１、１０．３、１３．８、１７．７、１８．３、２４．０、２７．４、３１．２、３９．５、の±０．４°を示す請求項１記載のピロロキノリンキノンジナトリウム固体。
3. 比表面積が１m²/g以下である請求項１又は２記載のピロロキノリンキノンジナトリウム固体。
4. 光学顕微鏡による観察で結晶の形状が針状である請求項２に記載のピロロキノリンキノンジナトリウム固体。
5. 光学顕微鏡による観察で結晶の形状が板状である請求項３に記載のピロロキノリンキノンジナトリウム固体。
6. エタノール濃度１０から９０％水溶液中のピロロキノリンキノントリナトリウム塩固体に対して、酸を添加して反応させ最終的なpHを２から５にすることを特徴とするピロロキノリンキノンジナトリウム固体の製造方法。
7. 前記酸を１から１２時間かけて添加することを特徴とする請求項６に記載のピロロキノリンキノンジナトリウム固体の製造方法。
8. 前記反応時間が０．１時間から１００時間行うことを特徴とする請求項６又は７に記載のピロロキノリンキノンジナトリウム固体の製造方法。
9. 反応温度が１０℃から６０℃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ピロロキノリンキノンジナトリウム固体の製造方法。