JP2011225380A - Production method for mesoporous silica material - Google Patents

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ジャスパー,ジャンマー
Alexander Aerts
アレクサンダー,アーツ
Den Mooter Guy Van
デン ムーター ガイ,ヴァン
Johan Martens
ヨハン,マーチン
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method for producing a mesoporous silica material substantially uniform in pore diameter and having a regular structure by using a self-organization process.SOLUTION: The production method includes: a step of preparing an aqueous solution A containing a silica precursor; a step of preparing an aqueous solution B containing neither an alkali metal hydroxide nor an alkaline earth metal hydroxide and containing a poly(alkylene oxide) triblock copolymer, an acid whose pKa is in a range of 3-9 and, optionally, an alkali salt of an acid whose pKa is in a range of 3-9; and a step of producing a mesoporous silica material substantially uniform in pore diameter and having a regular structure by supplying the aqueous solution A and the aqueous solution B to a slender mixing vessel in such a way that liquid flows of the solutions A, B directly collide with each other, thereby adjusting the pH of the resulting mixture to >2 to <8, generating a reaction product at a temperature of 10-100°C in the mixing vessel, separating the reaction product by filtration, drying it, and removing the surfactant. The production method does not include an aging step.

Description

本発明は、弱酸性または中性のpH条件下にある反応混合物中で、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料と、2D−ヘキサゴナル(二次元ヘキサゴナル)構造を有するメソポーラスシリカ材料とを製造する、改善された方法に関する。   The present invention produces a mesoporous silica material having a regular structure and a mesoporous silica material having a 2D-hexagonal (two-dimensional hexagonal) structure in a reaction mixture under mildly acidic or neutral pH conditions. Relates to an improved method.

〔発明の背景〕
強酸性(pH<2)または強アルカリ性(pH>9)の反応条件を使った、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料の合成が、報告されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION
The synthesis of mesoporous silica materials with a regular structure has been reported using strongly acidic (pH <2) or strongly alkaline (pH> 9) reaction conditions.

規則的な構造を有する、最初のメソポーラス固体MCM、つまりケイ酸塩は、1992年にモービル社によって報告された(ただし、類似の実験的手順に関する特許は1969年に出願されていた)。このMCMは、強アルカリ性の条件下で合成された。Kresge et al.(Nature 1992, 359, 710-712)は、孔径が2nm〜10nmの範囲内で調節可能な、管状のメソ細孔からなる六角形状の構造を示す、MCM−41と呼ばれる材料の合成について報告した。このMCM−41の合成は、カチオン性の界面活性剤を使って、アルカリ性条件のもとで行われた。   The first mesoporous solid MCM, or silicate, having a regular structure was reported by Mobil in 1992 (although a patent for a similar experimental procedure was filed in 1969). This MCM was synthesized under strongly alkaline conditions. Kresge et al. (Nature 1992, 359, 710-712) describes a material called MCM-41, which exhibits a hexagonal structure consisting of tubular mesopores, the pore diameter of which can be adjusted within a range of 2 nm to 10 nm. The synthesis was reported. The synthesis of MCM-41 was performed under alkaline conditions using a cationic surfactant.

1998年には、Zhao et al.(Science, 1998, 279,548-552)が、非イオン性トリブロック共重合体界面活性剤を構造導入剤として使用して、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ構造SBAを製作するために、協調的な自己組織化の手法を導入した。これらの材料は、シリカの等電点未満のpHを有する、酸性媒質中で合成された。4.6nm〜10nmの均一な細孔を有するSBA−15の合成が、報告された。界面活性剤および両親媒性の重合体を、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料の構造導入剤として使用することは、当該技術分野において公知である。該合成手順において使用される四級アンモニウムカチオンは、構造導入剤として作用し、テンプレートを除去した後に、狭い細孔径分布を示す、規則的な構造を有するポーラス材料が回収される。標準的な合成方法では、強酸性である界面活性剤の塩酸塩水溶液中で、Si金属アルコキシドを加水分解する。Zhao et al.によれば、この手法で規則的な構造を有するメソポーラス材料を形成するためには、合成温度は低くても35℃であり、また、80℃を超えてはいけない。通常、SBA−15の合成は、二つの工程で実施される。その内の一つの工程は35℃〜40℃で実施され、別の熟成(エイジング)工程は温度を上げて実施される。Zhao et al. によれば、標準的な合成は、Siの添加から濾過工程までに少なくとも24時間かかる。シリカ前駆体の添加の後に、まず20時間の工程が35℃で実施され、その後、熟成(エイジング)工程が温度を上げて実施される。Brodie-Linder et al.は、シリカ重合の最初の10分間に使用する温度が、表面のシラノール基と、最終物質の微小多孔構造の体積とに対して影響を与えることを見いだした。SBA−15においてマイクロ波照射を使用すれば、合成時間は120分間に短縮される。   In 1998, Zhao et al. (Science, 1998, 279, 548-552) used mesoporous silica with a regular structure using a nonionic triblock copolymer surfactant as a structure-introducing agent. A collaborative self-organization approach was introduced to produce a structured SBA. These materials were synthesized in an acidic medium having a pH below the isoelectric point of silica. The synthesis of SBA-15 with uniform pores of 4.6 nm to 10 nm has been reported. The use of surfactants and amphiphilic polymers as structure-introducing agents for mesoporous silica materials having a regular structure is known in the art. The quaternary ammonium cation used in the synthesis procedure acts as a structure-introducing agent, and after removing the template, a porous material with a regular structure showing a narrow pore size distribution is recovered. In a standard synthesis method, a Si metal alkoxide is hydrolyzed in an aqueous hydrochloride solution of a surfactant that is strongly acidic. Zhao et al. According to the above, in order to form a mesoporous material having a regular structure by this method, the synthesis temperature is 35 ° C. at the lowest and should not exceed 80 ° C. Usually, the synthesis of SBA-15 is carried out in two steps. One of the steps is performed at 35 to 40 ° C., and another aging step is performed at an elevated temperature. According to Zhao et al., Standard synthesis takes at least 24 hours from the addition of Si to the filtration step. After the addition of the silica precursor, a 20-hour process is first performed at 35 ° C., and then an aging process is performed at an elevated temperature. Brodie-Linder et al. Found that the temperature used during the first 10 minutes of silica polymerization had an effect on the surface silanol groups and the volume of the microporous structure of the final material. If microwave irradiation is used in SBA-15, the synthesis time is reduced to 120 minutes.

S. Su Kim et al.は、2001年に、Journal of Physical Chemistry B、第105巻, 7663〜7670頁において、ケイ酸ナトリウムをシリカの供給源(SiOが27%、NaOHが14%)として使用し、また、プルロニック(登録商標)P123を非イオン性構造導入性トリブロック共重合体界面活性剤として使用した、1つの工程からなる組織化プロセスまたは2つの工程からなる組織化プロセスのいずれかを使った、MSU−Hシリカの組織化を報告した。該1つの工程からなるプロセスでは、メソ構造が、308°K、318°K、または333°Kの、固定された組織化温度において形成された。そして、界面活性剤と、前記ケイ酸ナトリウム溶液の水酸化物含有量に等量の酢酸とが、周囲温度で混合され、そして、前記ケイ酸ナトリウム溶液に添加されて、構造導入性界面活性剤の存在下で反応性シリカが形成された。これにより、シリカ前駆体および界面活性剤の両方が、主に非イオン性の分子種であるpH条件(pH=約6.5)のもとで、六角形状の骨組みを組織化することが可能になった。かかるpH条件は、酢酸ナトリウムと酢酸との混合物が緩衝作用を起こすpHの範囲外にある(下記の規定を参照)。高度に規則的な構造を有するメソポーラス材料を得るためには、308Kでの合成混合物の加熱が必要であった。表面積も、細孔容積も、合成温度の上昇にともなって増加した。このことは、最低温度で合成された材料は構造をうまく形成できず、多孔率が相対的に低い領域を含んでいることを示している。 S. Su Kim et al. In 2001, Journal of Physical Chemistry B, 105, 7663-7670, sodium silicate was used as the silica source (SiO 2 27%, NaOH 14%) and pluronic ( MSU-H using either a one-step or two-step assembly process using P123 as a nonionic structure-introducing triblock copolymer surfactant The organization of silica was reported. In the one-step process, mesostructures were formed at a fixed assembly temperature of 308 ° K, 318 ° K, or 333 ° K. A surfactant and an equivalent amount of acetic acid to the hydroxide content of the sodium silicate solution are mixed at ambient temperature and added to the sodium silicate solution to introduce the structure-introducing surfactant. Reactive silica was formed in the presence of. This allows the hexagonal framework to be organized under pH conditions (pH = about 6.5), where both the silica precursor and surfactant are primarily nonionic molecular species. Became. Such pH conditions are outside the range of pH at which the mixture of sodium acetate and acetic acid causes a buffering action (see rules below). In order to obtain a mesoporous material with a highly regular structure, it was necessary to heat the synthesis mixture at 308K. Both surface area and pore volume increased with increasing synthesis temperature. This indicates that the material synthesized at the lowest temperature fails to form a structure well and includes regions with relatively low porosity.

国際公開公開第WO2009/133100A号明細書には、COK−10と称される規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料の新しいファミリーが開示されている。COK−10は、両親媒性のブロック共重合体と、必要に応じて加えるテトラアルキルアンモニウム化合物との組み合わせを使って、弱酸性または中性のpH条件のもとで合成される。メソ細孔の細孔径は略均一で、4nm〜30nmの範囲であり、また、合成条件を合わせることによって微調整可能である。COK−12と称される、2D−ヘキサゴナル(二次元ヘキサゴナル)構造を有するメソポーラスシリカ材料の新しいファミリーも、両親媒性のブロック共重合体と、2を超えて8未満のpHを有する緩衝液との組み合わせを使って、弱酸性または中性のpH条件のもとで合成される。メソ細孔の細孔径は略均一で、4nm〜12nmの範囲であり、また、合成条件を合わせることによって微調整可能である。これらの規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料は、難溶性の薬物分子を処方するためのキャリア材料として、また、即時放出用途の経口薬を処方するためのキャリア材料として、有用である。   International Publication No. WO2009 / 133100A discloses a new family of mesoporous silica materials having a regular structure called COK-10. COK-10 is synthesized under mildly acidic or neutral pH conditions using a combination of an amphiphilic block copolymer and an optionally added tetraalkylammonium compound. The mesopores have a substantially uniform pore diameter in the range of 4 nm to 30 nm, and can be finely adjusted by adjusting the synthesis conditions. A new family of mesoporous silica materials having a 2D-hexagonal structure, referred to as COK-12, is also an amphiphilic block copolymer and a buffer having a pH greater than 2 and less than 8. Is synthesized under mildly acidic or neutral pH conditions. The mesopores have a substantially uniform pore diameter in the range of 4 nm to 12 nm, and can be finely adjusted by adjusting the synthesis conditions. Mesoporous silica materials having these regular structures are useful as carrier materials for formulating poorly soluble drug molecules and as carrier materials for formulating oral drugs for immediate release applications.

先行技術の合成手順を使用した、規則的な構造を有するメソポーラスシリカの製造は、比較的低速であり、製造に必要な時間は24時間に達する。このようなメソポーラスシリカを商業的に魅力あるものにするためには、ずっと高速で、また、さらに好ましくは、連続的な製造プロセスが必要である。本発明において開示される製造方法は、高速プロセスを提供し、この高速プロセスは、上述のようなメソポーラスシリカ、またはメソ構造を有するその前駆体材料の、連続的な製造を可能にする。   The production of mesoporous silica with a regular structure using prior art synthesis procedures is relatively slow and the time required for the production reaches 24 hours. In order to make such mesoporous silica commercially attractive, a much faster and more preferably continuous manufacturing process is required. The manufacturing method disclosed in the present invention provides a high-speed process, which allows continuous production of mesoporous silica as described above, or its precursor material having a mesostructure.

本発明は、国際公開公開第WO2009/133100A号明細書に開示されている、4nmを超える略均一な大きさのメソ細孔を有する、規則的な構造を有するメソポーラスシリカと、2D−ヘキサゴナル(二次元ヘキサゴナル)構造を有するメソポーラスシリカ材料とを、連続的な製造方法において、シリカ前駆体の水溶液を界面活性剤の水溶液と1つの工程で反応させて製造する製造方法に関する。さらに、該連続的な製造方法では、国際公開公開第WO2009/133100A号明細書で開示されている24時間かかる製造方法とは対照的に、自己組織化したメソ構造を有する前駆体材料が、熟成工程を経ずに(特に等温性の高い温度条件の、例えば90℃の熟成工程を経ずに)直ちに(10秒未満で)製造される。その一方で、該連続的な製造方法によれば、反応混合物において極度に強い酸性状態(pH<2)も、極度に強いアルカリ性状態(pH>9)も使わずに、この合成が実現される。   The present invention relates to a mesoporous silica having a regular structure having mesopores having a substantially uniform size exceeding 4 nm, as disclosed in International Publication No. WO2009 / 133100A, and 2D-hexagonal (2 The present invention relates to a production method for producing a mesoporous silica material having a (dimensional hexagonal) structure by reacting an aqueous solution of a silica precursor with an aqueous solution of a surfactant in one step in a continuous production method. Further, in contrast to the 24-hour manufacturing method disclosed in WO2009 / 133100A, the continuous manufacturing method allows the precursor material having a self-assembled mesostructure to be aged. It is manufactured immediately (in less than 10 seconds) without going through a process (in particular, without going through an aging process at 90 ° C. under a highly isothermal temperature condition). On the other hand, according to the continuous production method, this synthesis is realized without using an extremely strong acidic state (pH <2) or an extremely strong alkaline state (pH> 9) in the reaction mixture. .

前記製造方法は、特に、上述のような規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料および2D−ヘキサゴナル(二次元ヘキサゴナル)構造を有するメソポーラスシリカ材料、またはメソ構造を有するその前駆体材料を、弱酸性または中性のpH条件下で製造する製造方法に関する。この製造方法では、細長い形状の混合容器(溝(conduit))が、第1の貯蔵部材から前記界面活性剤の第1の水溶液を受け、第2の貯蔵部材から前記シリカ前駆体の第2の水溶液を受ける。さらに、第1の水溶液と第2の水溶液とがともに、前記細長い形状の混合容器(溝、チューブ)に供給または送達される。そして、たとえ滞留時間が10秒未満であっても、上述の自己組織化した規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料が、前記細長い形状の混合容器から排出される。なお、この滞留時間は、第1の貯蔵部材からの前記界面活性剤の水溶液の線速度と、シリカ前駆体の前記第2の水溶液の線速度とが、1000〜3000m/hの範囲にあることによって実現される。   In particular, the production method may be applied to a weakly acidic or mesoporous silica material having a regular structure as described above and a mesoporous silica material having a 2D-hexagonal (two-dimensional hexagonal) structure, or a precursor material having a mesostructure. The present invention relates to a production method for production under neutral pH conditions. In this manufacturing method, an elongated mixing container (conduit) receives a first aqueous solution of the surfactant from a first storage member and a second silica precursor from a second storage member. Receive an aqueous solution. Furthermore, both the first aqueous solution and the second aqueous solution are supplied or delivered to the elongated mixing container (groove, tube). And even if the residence time is less than 10 seconds, the mesoporous silica material having the above self-organized regular structure is discharged from the elongated mixing container. The residence time is such that the linear velocity of the aqueous solution of the surfactant from the first storage member and the linear velocity of the second aqueous solution of the silica precursor are in the range of 1000 to 3000 m / h. It is realized by.

pHを4.8、5.0および6.0とした合成実験では、室温で下記の表1に記載の特性で、規則的な構造を有するポーラス材料が生産された。驚くべきことに、緩衝化された界面活性剤にケイ酸ナトリウム溶液を添加することによって、略即時にシリカの重合が起きることが示された。図10Aおよび図10Bに図示するように、TEM顕微鏡写真は、1分後に回収された材料が、規則的な構造を有していたことを示している。   In the synthesis experiments at pH 4.8, 5.0 and 6.0, porous materials having a regular structure with the characteristics shown in Table 1 below were produced at room temperature. Surprisingly, it has been shown that the addition of a sodium silicate solution to a buffered surfactant causes silica polymerization to occur almost immediately. As illustrated in FIGS. 10A and 10B, the TEM micrographs show that the material collected after 1 minute had a regular structure.

また、この結果は、反応混合物において、芳香族炭化水素、例えば、1,2,4−トリメチルベンゼンの非存在下で達成された。   This result was also achieved in the absence of aromatic hydrocarbons such as 1,2,4-trimethylbenzene in the reaction mixture.

驚くべきことは、ケイ酸ナトリウム水溶液(水ガラス)の噴流を、界面活性剤であるブロック共重合体P123の、緩衝化された水溶液の噴流と、チューブ内で、室温で混合することによって、2nmを超える(例えば、4nmから30nmの範囲)略均一な大きさのメソ細孔を有する、非常に規則的な構造を有するメソポーラスなCOK−12シリカが、連続的な合成プロセスにおいて、2と8との間、好ましくは5〜6のpHで合成され得ることである。噴流が互いに接触すると、シリカが凝縮して粒子が形成されることが容易に視認できる。このシリカ粒子は、ただちに回収および分離され、メソスケールの六角形の規則性を示し、また、均一な大きさのメソ細孔を示す。このように、非常に規則的な構造を有するメソポーラスなCOK−12シリカが1分間という短い時間で製造され、5分未満で完全な凝縮が起きる。これとは対照的に、従来のテンプレート法による製造では24時間かかる。   Surprisingly, by mixing a jet of aqueous sodium silicate (water glass) with a buffered aqueous jet of block copolymer P123, a surfactant, at room temperature in a tube, 2 nm Of mesoporous COK-12 silica with a very regular structure with mesopores of approximately uniform size exceeding (for example, in the range of 4 nm to 30 nm) are 2 and 8 in a continuous synthesis process. In the meantime, it can be synthesized at a pH of preferably 5-6. When the jets come into contact with each other, it is easily visible that silica is condensed and particles are formed. The silica particles are immediately recovered and separated, exhibiting mesoscale hexagonal regularity, and uniformly sized mesopores. Thus, mesoporous COK-12 silica with a very regular structure is produced in as little as 1 minute and complete condensation occurs in less than 5 minutes. In contrast, traditional template manufacturing takes 24 hours.

本発明の一態様は、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を、自己組織化法を用いて製造する製造方法によって実現され、該製造方法は、
シリカ前駆体を含む水溶液Aを調製する工程と、
アルカリ金属水酸化物とアルカリ土類金属水酸化物とのいずれをも含まず、ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体と、pKaが3〜9の範囲である酸とを含む水溶液Bを調製する工程と、
前記水溶液Aおよび水溶液Bを、液体流として、第1の開口部および第2の開口部を備えた細長い形状の混合容器に、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流がそれぞれ独立して前記細長い形状の混合容器の第1の開口部へ放出されて、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が直接衝突するように、供給し、
これにより、得られる混合物のpHを、2を超えて8未満とし、前記細長い形状の混合容器内で、10℃〜100℃の範囲の温度で反応生成物を生成させ、
該反応生成物が前記細長い形状の混合容器の第2の開口部から排出された後、該反応生成物を、濾過分離し、乾燥し、界面活性剤を除去して、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する工程と、を含み、
前記製造方法は熟成工程を含まず、また、前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が、それぞれ独立して、前記細長い形状の混合容器の第1の開口部へ、それぞれ独立して必要に応じて5m/hを超える線速度で放出される。
One embodiment of the present invention is realized by a manufacturing method for manufacturing a mesoporous silica material having a substantially uniform pore size and a regular structure by using a self-assembly method,
Preparing an aqueous solution A containing a silica precursor;
Prepare an aqueous solution B containing neither an alkali metal hydroxide nor an alkaline earth metal hydroxide, and containing a poly (alkylene oxide) triblock copolymer and an acid having a pKa in the range of 3-9. And a process of
The aqueous solution A and the aqueous solution B are used as a liquid flow in an elongated mixing container having a first opening and a second opening.
The liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are each independently discharged into the first opening of the elongated mixing vessel;
Supplying the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B so as to directly collide,
Thereby, the pH of the resulting mixture is more than 2 and less than 8, and a reaction product is produced at a temperature in the range of 10 ° C. to 100 ° C. in the elongated mixing vessel,
After the reaction product is discharged from the second opening of the elongated mixing container, the reaction product is separated by filtration, dried, the surfactant is removed, and the pore diameter is substantially uniform. Producing a mesoporous silica material having a regular structure,
The manufacturing method does not include an aging step, and the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are independently and independently supplied to the first opening of the elongated mixing container as necessary. Released at a linear velocity exceeding 5 m / h.

本発明の一態様は、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を、自己組織化法を用いて製造する下記製造方法によって実現されてもよく、該製造方法は、
シリカ前駆体、例えば、アルカリケイ酸塩;ケイ酸;またはテトラエチルオルトケイ酸塩(tetraethyl orthosilicate;TEOS)、テトラメチルオルトケイ酸塩(tetramethyl orthosilicate;TMOS)、テトラプロピルオルトケイ酸塩(tetrapropyl orthosilicate;TPOS)のようなテトラアルキルオルトケイ酸塩を含む水溶液Aを調製する工程と、
アルカリ金属水酸化物とアルカリ土類金属水酸化物とのいずれをも含まず、ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体と、pKaが3〜9の範囲である酸と、必要に応じて、pKaが3〜9の範囲である酸のアルカリ塩とを含む水溶液Bを調製する工程と、
前記水溶液Aおよび水溶液Bを、液体流として、第1の開口部および第2の開口部を備えた細長い形状の混合容器に、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流がそれぞれ独立して前記細長い形状の混合容器の第1の開口部へ、それぞれ独立して5m/hを超える線速度で放出されて、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が直接衝突するように、供給し、
これにより、得られる混合物のpHを、2を超えて8未満とし、前記細長い形状の混合容器内で、10℃〜100℃の範囲の温度で反応生成物を生成させ、
該反応生成物が前記細長い形状の混合容器の第2の開口部から排出された後、該反応生成物を、濾過分離し、乾燥し、界面活性剤を除去して、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する工程と、を含み、
前記製造方法は、必要に応じて熟成工程を省略する。
One aspect of the present invention may be realized by the following production method for producing a mesoporous silica material having a substantially uniform pore size and a regular structure by using a self-organization method. ,
Silica precursors such as alkali silicates; silicic acids; or tetraethyl orthosilicate (TEOS), tetramethyl orthosilicate (TMOS), tetrapropyl orthosilicate (TPOS) Preparing an aqueous solution A containing such a tetraalkylorthosilicate,
Does not include any of alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides, poly (alkylene oxide) triblock copolymer, an acid having a pKa in the range of 3 to 9, and, if necessary, preparing an aqueous solution B containing an alkali salt of an acid having a pKa in the range of 3-9;
The aqueous solution A and the aqueous solution B are used as a liquid flow in an elongated mixing container having a first opening and a second opening.
The liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are each independently discharged into the first opening of the elongated mixing container at a linear velocity exceeding 5 m / h.
Supplying the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B so as to directly collide,
Thereby, the pH of the resulting mixture is more than 2 and less than 8, and a reaction product is produced at a temperature in the range of 10 ° C. to 100 ° C. in the elongated mixing vessel,
After the reaction product is discharged from the second opening of the elongated mixing container, the reaction product is separated by filtration, dried, the surfactant is removed, and the pore diameter is substantially uniform. Producing a mesoporous silica material having a regular structure,
In the manufacturing method, an aging step is omitted as necessary.

本発明の一態様は、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を、自己組織化法を用いて製造する製造方法によって実現され、該製造方法は、
シリカ前駆体を含む水溶液Aを調製する工程と、
アルカリ金属水酸化物とアルカリ土類金属水酸化物とのいずれをも含まず、ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体と、pKaが3〜9の範囲である酸とを含む水溶液Bを調製する工程と、
前記水溶液Aおよび水溶液Bを、液体流として、第1の開口部および第2の開口部を備えた細長い形状の混合容器に、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流がそれぞれ独立して前記細長い形状の混合容器の第1の開口部へ放出されて、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が直接衝突するように、供給し、
これにより、得られる混合物のpHを、2を超えて8未満とし、前記細長い形状の混合容器内で、10℃〜100℃の範囲の温度で反応生成物を生成させ、
該反応生成物が前記細長い形状の混合容器の第2の開口部から排出された後、該反応生成物を、濾過分離し、乾燥し、界面活性剤を除去して、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する工程と、を含み、
前記製造方法は、必要に応じて熟成工程を省略し、前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が、それぞれ独立して、前記細長い形状の混合容器の第1の開口部へ、それぞれ独立して排出され、それぞれ独立して必要に応じて5m/hを超える線速度で放出される。
One embodiment of the present invention is realized by a manufacturing method for manufacturing a mesoporous silica material having a substantially uniform pore size and a regular structure by using a self-assembly method,
Preparing an aqueous solution A containing a silica precursor;
Prepare an aqueous solution B containing neither an alkali metal hydroxide nor an alkaline earth metal hydroxide, and containing a poly (alkylene oxide) triblock copolymer and an acid having a pKa in the range of 3-9. And a process of
The aqueous solution A and the aqueous solution B are used as a liquid flow in an elongated mixing container having a first opening and a second opening.
The liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are each independently discharged into the first opening of the elongated mixing vessel;
Supplying the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B so as to directly collide,
Thereby, the pH of the resulting mixture is more than 2 and less than 8, and a reaction product is produced at a temperature in the range of 10 ° C. to 100 ° C. in the elongated mixing vessel,
After the reaction product is discharged from the second opening of the elongated mixing container, the reaction product is separated by filtration, dried, the surfactant is removed, and the pore diameter is substantially uniform. Producing a mesoporous silica material having a regular structure,
In the manufacturing method, an aging step is omitted as necessary, and the liquid flows of the aqueous solution A and the aqueous solution B are independently discharged to the first opening of the elongated mixing container. And are released independently at a linear velocity exceeding 5 m / h as needed.

前記したもの以外に、本発明の範囲については、以下に述べる詳細な説明によって明らかになる。ただし、本発明の精神と範囲内における各種変更および修正は、当業者にとって、詳細な説明から明らかであるから、詳細な説明および具体的な例は、本発明の好適な実施形態を示している一方で、説明のために与えられているにすぎないことを理解すべきである。前記の一般的な説明も、下記の詳細な説明も、どちらも代表的な例として説明を目的とするものにすぎず、請求項に記載の本発明を限定するものではないことを理解すべきである。   In addition to the above, the scope of the present invention will become apparent from the detailed description given below. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the detailed description, the detailed description and specific examples show preferred embodiments of the present invention. On the other hand, it should be understood that this is provided for illustrative purposes only. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary only and are intended for purposes of illustration and are not intended to limit the invention as claimed. It is.

本発明は、以下に述べる詳細な説明および添付の図面によって、より完全に理解されよう。なお、該説明も図面も、説明として与えられているにすぎず、したがって、本発明を限定するものではない。
実験のための設備構成の図である。図中において、Aは水溶液A、ATは水溶液Aを搬送するチューブ、Bは水溶液B、BTは水溶液Bを搬送するチューブ、Mは混合用チューブ、Cは回収器、Sは分離器、Dは乾燥器/焼炉である。 実施例1(正方形)のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)の窒素吸着等温線と、該焼成材料の脱離等温線(黒塗り菱形)を示す。 吸着枝から算出したBJHの細孔径分布を示す。 実施例1のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)のSEM顕微鏡写真である。サンプルは金で被覆した。画像は、フィリップス社の(FEI) SEM XL30 FEGを使用することにより得た。 実施例1のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)のSEM顕微鏡写真である。サンプルは金で被覆した。画像は、フィリップス社の(FEI) SEM XL30 FEGを使用することにより得た。 実施例1のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)のSEM顕微鏡写真である。サンプルは金で被覆した。画像は、フィリップス社の(FEI) SEM XL30 FEGを使用することにより得た。 実施例2(正方形)のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)の窒素吸着等温線と、該焼成材料の脱離等温線(黒塗り菱形)を示す。 吸着枝から算出したBJHの細孔径分布を示す。 実施例3(黒塗り菱形)のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)の窒素吸着等温線と、該焼成材料の脱離等温線(正方形)を示す。 吸着枝から算出したBJHの細孔径分布を示す。 実施例3のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)のSEM顕微鏡写真である。サンプルは金で被覆した。画像は、フィリップス社の(FEI) SEM XL30 FEGを使用することにより得た。 実施例3のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)のSEM顕微鏡写真である。サンプルは金で被覆した。画像は、フィリップス社の(FEI) SEM XL30 FEGを使用することにより得た。 実施例4(黒塗り菱形)のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)の窒素吸着等温線と、該焼成材料の脱離等温線(正方形)を示す。 吸着枝から算出したBJHの細孔径分布を示す。 実施例4のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)のTEM顕微鏡写真である。画像は、フィリップス社の(FEI) SEM XL30 FEGを使用することにより得た。 実施例4のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)のTEM顕微鏡写真である。画像は、フィリップス社の(FEI) SEM XL30 FEGを使用することにより得た。 実施例4のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)のTEM顕微鏡写真である。画像は、フィリップス社の(FEI) SEM XL30 FEGを使用することにより得た。 実施例5(菱形)のCOK−12(焼成済みメソポーラスシリカ材料)の窒素吸収等温線と、該焼成材料の脱離等温線(黒塗り正方形)を示す。 実施例5のCOK−12(焼成済みシリカ材料)のTEM顕微鏡写真である。 実施例5のCOK−12(焼成済みシリカ材料)のTEM顕微鏡写真である。
The present invention will become more fully understood from the detailed description set forth below and the accompanying drawings. It should be noted that both the description and the drawings are merely given as an explanation and therefore do not limit the present invention.
It is a figure of the equipment configuration for experiment. In the figure, A is an aqueous solution A, AT is a tube carrying the aqueous solution A, B is an aqueous solution B, BT is a tube carrying the aqueous solution B, M is a mixing tube, C is a collector, S is a separator, D is Dryer / burner. The nitrogen adsorption isotherm of COK-12 (baked mesoporous silica material) of Example 1 (square) and the desorption isotherm (black diamond) of the fired material are shown. The pore diameter distribution of BJH calculated from the adsorption branch is shown. 2 is a SEM micrograph of COK-12 (fired mesoporous silica material) of Example 1. Samples were coated with gold. Images were obtained by using a Philips (FEI) SEM XL30 FEG. 2 is a SEM micrograph of COK-12 (fired mesoporous silica material) of Example 1. Samples were coated with gold. Images were obtained by using a Philips (FEI) SEM XL30 FEG. 2 is a SEM micrograph of COK-12 (fired mesoporous silica material) of Example 1. Samples were coated with gold. Images were obtained by using a Philips (FEI) SEM XL30 FEG. The nitrogen adsorption isotherm of COK-12 (baked mesoporous silica material) of Example 2 (square) and the desorption isotherm (black diamond) of the fired material are shown. The pore diameter distribution of BJH calculated from the adsorption branch is shown. The nitrogen adsorption isotherm of COK-12 (baked mesoporous silica material) of Example 3 (black rhombus) and the desorption isotherm (square) of the fired material are shown. The pore diameter distribution of BJH calculated from the adsorption branch is shown. 4 is a SEM micrograph of COK-12 (calcined mesoporous silica material) of Example 3. Samples were coated with gold. Images were obtained by using a Philips (FEI) SEM XL30 FEG. 4 is a SEM micrograph of COK-12 (calcined mesoporous silica material) of Example 3. Samples were coated with gold. Images were obtained by using a Philips (FEI) SEM XL30 FEG. The nitrogen adsorption isotherm of COK-12 (baked mesoporous silica material) of Example 4 (black rhombus) and the desorption isotherm (square) of the fired material are shown. The pore diameter distribution of BJH calculated from the adsorption branch is shown. 4 is a TEM micrograph of COK-12 (calcined mesoporous silica material) of Example 4. Images were obtained by using a Philips (FEI) SEM XL30 FEG. 4 is a TEM micrograph of COK-12 (calcined mesoporous silica material) of Example 4. Images were obtained by using a Philips (FEI) SEM XL30 FEG. 4 is a TEM micrograph of COK-12 (calcined mesoporous silica material) of Example 4. Images were obtained by using a Philips (FEI) SEM XL30 FEG. The nitrogen absorption isotherm of COK-12 (baked mesoporous silica material) of Example 5 (diamond) and the desorption isotherm (black square) of the fired material are shown. 6 is a TEM micrograph of COK-12 (calcined silica material) of Example 5. 6 is a TEM micrograph of COK-12 (calcined silica material) of Example 5.

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

以下に記載する本発明の詳細な説明は、添付の図面を参照する。図面が異なっていても、参照番号が同じであれば、同じまたは類似の構成要素を示している。また、以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、付属の請求項および該請求項に等価のものによって規定される。   The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings. Even if the drawings are different, the same reference numerals indicate the same or similar components. Also, the following detailed description does not limit the invention. The scope of the invention is defined by the appended claims and equivalents thereof.

この明細書の本文において、いくつかの文献を引用する。該文献(すべての製造業者の仕様書、使用上の注意などを含む)は、それぞれ参照によって引用される。ただし、どの引用文献も、本発明の先行技術を実際に構成すると、出願人が自認しているわけではない。   Several documents are cited in the text of this specification. The documents (including all manufacturer's specifications, usage notes, etc.) are each cited by reference. However, none of the cited references is recognized by the applicant as actually constituting the prior art of the present invention.

特定の実施形態に関して、図面を参照して本発明を説明する。ただし、本発明は、この特定の実施形態に限定されるわけではなく、請求項によってのみ限定されるものである。記載の図面は、説明的なものであって、限定的なものではない。図面中で、構成要素の大きさは誇張されていることがあり、正しい縮尺で描かれていないものもあるが、これは説明を目的とするものである。寸法および相対的な寸法は、本発明の実際の実施に対応するものではない。   The present invention will be described with respect to particular embodiments and with reference to the drawings. However, the invention is not limited to this particular embodiment, but only by the claims. The drawings described are illustrative and not limiting. In the drawings, the size of components may be exaggerated and some may not be drawn to scale, but this is for illustrative purposes. The dimensions and relative dimensions do not correspond to the actual implementation of the present invention.

さらに、明細書の記載および請求項における、第1、第2、第3などの用語の使用は、類似の構成要素を区別するためであって、必ずしも、順位や時間的な前後を説明するためではない。このように使用された用語は、適切な状況下で入れ替え可能であり、また、ここに記載する本発明の実施形態は、ここに記載または図示する順番とは別の順番でも動作可能であると理解すべきである。   Furthermore, the use of terms such as “first”, “second”, “third”, etc. in the description and in the claims is for distinguishing similar components, and is not necessarily for explaining the order and the order of time. is not. Terms used in this manner can be interchanged under appropriate circumstances, and embodiments of the present invention described herein can operate in an order other than the order described or illustrated herein. Should be understood.

また、明細書の記載および請求項における、上、底、覆って、下、などの用語の使用は、説明を目的とし、必ずしも、相対的な位置を記載するためではない。このように使用された用語は、適切な状況下で入れ替え可能であり、また、ここに記載する本発明の実施形態は、ここに記載または図示する方向とは別の方向にも動作可能であると理解すべきである。   Also, the use of terms such as top, bottom, cover, bottom, etc. in the description and in the claims is for illustrative purposes and is not necessarily for describing relative positions. Terms used in this manner can be interchanged under appropriate circumstances, and embodiments of the invention described herein can operate in directions other than those described or illustrated. Should be understood.

さらに、請求項中で使用される「含む」という用語は、その用語につづいて列挙される手段に制限して解釈すべきではない。該用語は、他の構成要素または工程を排除するものではない。したがって、該用語は、言及されている特徴、完全体、工程、または成分/部品の存在を示していると解釈すべきであって、1つ以上のその他の特徴、完全体、工程、もしくは成分/部品、またはこれらの組み合わせの、存在もしくは追加の可能性を否定するものではない。よって、「手段Aと手段Bとを含むデバイス」という表現が指す範囲は、部品Aと部品Bとだけからなるデバイス(つまり、本発明について、デバイスの関連部品は部品Aおよび部品Bだけ)に限定すべきではない。   Further, the term “comprising”, used in the claims, should not be interpreted as being restricted to the means listed following the term. The term does not exclude other components or steps. Thus, the term should be interpreted as indicating the presence of the feature, completeness, process, or component / part referred to, and one or more other features, completeness, process, or component. Does not deny the possibility of existence or addition of / parts or combinations thereof. Therefore, the range indicated by the expression “a device including means A and means B” refers to a device composed only of part A and part B (that is, for the present invention, the related parts of the device are only part A and part B). Should not be limited.

本明細書全体を通じて、「一実施形態」または「実施形態」という記載は、その実施形態と関連して記述される具体的な特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも一つの実施形態に備えられていることを意味している。したがって、「一実施形態において」または「実施形態において」という表現が本明細書全体を通じてあちらこちらで使用されているが、これらの表現すべてが必ずしも同じ実施形態を指しているわけではないが、同じ実施形態を指していることもあり得る。さらに、当業者にとって本開示から明らかなように、1つ以上の実施形態において、上述の具体的な特徴、構造、または特性は、任意の好適な様態において組み合わせてもよい。   Throughout this specification the description “one embodiment” or “an embodiment” refers to a particular feature, structure, or characteristic described in connection with that embodiment in at least one embodiment of the invention. It means that it is provided. Thus, the phrases “in one embodiment” or “in an embodiment” are used throughout this specification, although all of these phrases do not necessarily refer to the same embodiment, but the same It may also refer to an embodiment. Further, as will be apparent to those skilled in the art from this disclosure, the specific features, structures, or characteristics described above may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

同様に、本発明の代表的な例としての実施形態の記載において、各種の進歩性を有する形態のうちの1つ以上の形態の開示を簡素化し、該形態の理解を助けることを目的として、本発明の各種特徴が、単一の実施形態、図、またはその実施形態や図の記載にまとめられることがあることを理解すべきである。ただし、この開示方法は、請求項に記載の発明には、各請求項に明記されてはいない特徴が必要である、という考えを反映していると解釈すべきではない。実際には、下記の請求項に反映されているように、進歩性を有する態様が、先に開示された単一の実施形態のすべての特徴に存在するわけではない。よって、詳細な説明につづく請求項を、ここで明確にこの詳細な説明に引用し、請求項は、本発明の別々の実施形態としてそれぞれ独立しているものとする。   Similarly, in the description of exemplary embodiments of the present invention, in order to simplify the disclosure of one or more of the various forms having the inventive step, and to assist in understanding the forms, It should be understood that the various features of the invention may be combined into a single embodiment, figure, or a description of that embodiment or figure. However, this method of disclosure should not be interpreted as reflecting the idea that the claimed invention requires features not specified in each claim. Indeed, as reflected in the following claims, no inventive aspect exists in all features of a single embodiment disclosed above. Thus, the claims following the detailed description are hereby expressly incorporated into this detailed description, with each claim standing on its own as a separate embodiment of this invention.

さらに、ここに記載する一部の実施形態は、その他の実施形態に含まれている別の特徴を備えており、また、さらに別の特徴は備えていない。一方で、当業者であれば理解できるように、異なる実施形態の特徴の組み合わせは、本発明の権利範囲内であり、別の実施形態となる。例えば、下記請求項では、請求項に記載の実施形態のうちの任意の実施形態を、任意の組み合わせで使用することができる。   Further, some embodiments described herein include other features that are included in other embodiments, and do not include additional features. On the other hand, as those skilled in the art will appreciate, the combination of features of the different embodiments is within the scope of the present invention and is another embodiment. For example, in the following claims, any of the embodiments described in the claims can be used in any combination.

ここでの記載において、多数の具体的な詳細事項を説明するが、本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細事項を用いなくても実施可能であることを理解すべきである。場合によっては、本明細書の説明の理解を妨げないように、周知の方法、構造、および手法については詳細を示していないこともある。   While numerous specific details are set forth in the description herein, it is to be understood that embodiments of the invention may be practiced without these specific details. In some instances, well known methods, structures, and techniques have not been shown in detail in order not to obscure an understanding of this description.

以下に記載する用語は、本発明の理解を助けるためにのみ規定されるものである。   The following terms are defined only to assist in understanding the present invention.

〔定義〕
本明細書で使用される、メソスケール、メソ細孔、メソポーラスなどの用語は、2nmから50nmの範囲の特徴的な大きさを有する構造を指す。ここで使用するメソスケールという用語によって、なんらの特定の空間的組織または製造方法を示唆するものではない。IUPACの命名法(J. Rouquerol et al., Pure&Appl. Chem,66(1994)1739-1758)によれば、マイクロポーラス材料は2nmの未満の細孔径を有し、メソポーラス材料は2nmと50nmとの間の細孔径を有し、マクロポーラス材料は50nmを超える細孔径を有する。ナノポーラス材料は、0.3nmから100nmの範囲の細孔径を有する。
[Definition]
As used herein, terms such as mesoscale, mesopore, mesoporous, etc. refer to structures having characteristic dimensions in the range of 2 nm to 50 nm. As used herein, the term mesoscale does not imply any particular spatial organization or manufacturing method. According to the IUPAC nomenclature (J. Rouquerol et al., Pure & Appl. Chem, 66 (1994) 1739-1758), microporous materials have a pore size of less than 2 nm, and mesoporous materials are between 2 nm and 50 nm. The macroporous material has a pore diameter of more than 50 nm. The nanoporous material has a pore size in the range of 0.3 nm to 100 nm.

本願の開示において使用される、細孔径分布が狭いという表現および細孔径が略均一であるとは、細孔容積を細孔径で微分した値(dV)を細孔径の関数として示す細孔径分布曲線を描くと、該曲線の極大の半分の高さの曲線上の点において、曲線の幅(つまり、高さが半分のところでの最大細孔径と最小細孔径との差)と、(上述の)曲線の高さが最大になる細孔径との比が、0.75を超えないことを意味する。本発明によって調製された材料の細孔径分布は、窒素吸着および窒素脱離、ならびに取得されたデータから、細孔容積を細孔径で微分した値のグラフを細孔径の関数としてプロットすることによって決定される。前記窒素吸着および窒素脱離のデータは、当該技術分野において利用可能であって細孔容積を細孔径で微分した値のグラフを細孔径の関数としてプロットできる機器(例えば、マイクロメトリックスASAP 2010)を使用することによって得ればよい。マイクロ細孔の範囲であれば、このようなグラフを、G. Horvath、K. Kawazoe、J. Chem. Eng. Japan,16〔6〕,〔1983〕470に記載のHorvath−Kawazoeモデルのスリット孔形状を用いてプロットすればよい。メソ細孔の範囲であれば、前記グラフを、E. P. Barrett,L. S. Joyner,P. P. Halenda,J. Am. Chem. Soc.,73 (1951),373-380に記載された方法によってプロットすればよい。   As used in the disclosure of the present application, the expression that the pore size distribution is narrow and that the pore size is substantially uniform means that a pore volume differential value (dV) as a function of the pore size is a pore volume distribution curve. Is drawn at a point on the curve that is half the maximum of the curve, the width of the curve (ie, the difference between the maximum and minimum pore diameters at half the height) and (as described above). It means that the ratio with the pore diameter at which the height of the curve is maximum does not exceed 0.75. The pore size distribution of the material prepared according to the present invention is determined by plotting nitrogen adsorption and desorption, and a graph of the pore volume differentiated by pore size as a function of pore size from the acquired data. Is done. The nitrogen adsorption and nitrogen desorption data can be used in the technical field of an instrument (for example, Micrometrics ASAP 2010) that can plot a graph of a value obtained by differentiating pore volume with pore diameter as a function of pore diameter. What is necessary is just to obtain by using. In the case of the micropore range, such a graph is obtained by using the Horvath-Kawazoe model slit hole described in G. Horvath, K. Kawazoe, J. Chem. Eng. Japan, 16 [6], [1983] 470. What is necessary is just to plot using a shape. In the range of mesopores, the graph may be plotted by the method described in E. P. Barrett, L. S. Joyner, P. P. Halenda, J. Am. Chem. Soc., 73 (1951), 373-380.

本発明の開示において使用される、「水性」という用語は、水に関連していること、または水を用いて作られていることを意味している。   As used in disclosing the present invention, the term “aqueous” means related to or made with water.

本発明の開示において使用される、「細長い形状の混合容器」という用語は、2つの開口部を有する例えばチューブ、パイプ、溝など任意の形状の容器を意味している。   As used in disclosing the present invention, the term “elongated shaped mixing container” means a container of any shape, such as a tube, pipe, groove, etc., having two openings.

本発明の開示において使用される、「シリカ前駆体」という用語は、本発明の製造方法において、シリカが合成され得る任意の化合物を意味している。「シリカ前駆体」には、アルカリケイ酸塩、ケイ酸、およびテトラアルキルオルトケイ酸塩(例えばテトラエチルオルトケイ酸塩(tetraethyl orthosilicate; TEOS)、テトラメチルオルトケイ酸塩(tetramethyl orthosilicate; TMOS)、およびテトラプロピルオルトケイ酸塩(tetrapropyl orthosilicate; TPOS))などが含まれる。   As used in disclosing the present invention, the term “silica precursor” means any compound with which silica can be synthesized in the production process of the present invention. “Silica precursors” include alkali silicates, silicic acids, and tetraalkyl orthosilicates (eg, tetraethyl orthosilicate (TEOS), tetramethyl orthosilicate (TMOS), and tetrapropyl. Tetrapropyl orthosilicate (TPOS)).

本発明の開示において使用される、「界面活性剤の除去」という用語は、界面活性剤が除去されるプロセス工程を意味している。このプロセスには、例えば200℃で実施される焼成法や、例えば超冷却された二酸化炭素またはエタノールを用いて実施される抽出法などが含まれる。   As used in disclosing the present invention, the term “surfactant removal” means a process step in which the surfactant is removed. This process includes, for example, a baking method performed at 200 ° C. and an extraction method performed using, for example, supercooled carbon dioxide or ethanol.

本発明の開示において使用される、「熟成工程」という用語は、例えば、等温条件のもとである期間保持することによって、溶液Aと溶液Bとの反応生成物をさらに処理し、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する製造方法を完了させる、任意の工程を意味している。   As used in the disclosure of the present invention, the term “aging step” means that the reaction product of the solution A and the solution B is further processed, for example, by holding for a period under an isothermal condition, It means an optional step that completes a production method for producing a mesoporous silica material that is substantially uniform and has a regular structure.

ここで使用される「実質的に不溶性」という用語は、本質的に水に全く不溶性の、または少なくとも水に難溶性の薬物に対して用いられる。さらに具体的には、該用語は、投与量(mg)の水溶解度(mg/ml)に対する比が100mlを超える、任意の薬物に対して用いられる。なお、薬物の溶解度とは、緩衝化されていない水における中性(例えば、遊離塩基または遊離酸)型の溶解度である。この意味には、水溶解度が本質的にゼロ(1.0mg/ml未満)である薬物を含むが、該薬物に限られるわけではない。   The term “substantially insoluble” as used herein is used for drugs that are essentially completely insoluble in water, or at least sparingly soluble in water. More specifically, the term is used for any drug in which the ratio of dose (mg) to water solubility (mg / ml) exceeds 100 ml. The solubility of a drug is a neutral (eg, free base or free acid) type solubility in unbuffered water. This meaning includes, but is not limited to, drugs that have essentially zero water solubility (less than 1.0 mg / ml).

BCSに基づいて、「水に難溶性」という用語を、37℃でpH1.2〜7.5の250ml以下の水性媒質に対して、最大投与量が溶解しない化合物を指すものと定義する。Cynthia K. Brown, et al., 「Acceptable Analytical Practices for Dissolution Testing of Poorly Soluble Compounds」, Pharmaceutical Technology (Dec. 2004)を参照。   Based on BCS, the term “sparingly soluble in water” is defined to refer to a compound whose maximum dose does not dissolve in an aqueous medium of 250 ml or less at 37 ° C. and pH 1.2-7.5. See Cynthia K. Brown, et al., “Acceptable Analytical Practices for Dissolution Testing of Poorly Soluble Compounds”, Pharmaceutical Technology (Dec. 2004).

マニュアル(薬剤学(M.E. Aulton))によれば、任意の溶媒に対して、溶解度は、1gの化合物を溶解させるために必要な溶媒の量(g)として定義される。この定義にしたがって、以下の溶解能が規定される。すなわち、10g〜30g(溶けやすい)、30g〜100g(「やや溶けにくい」)、100g〜1000g(「溶けにくい」)、1000g〜10000g(「非常に溶けにくい」または「難溶性」)、および10000g超(実質的に不溶性)である。   According to the manual (Pharmacology (M.E. Aulton)), for any solvent, solubility is defined as the amount of solvent (g) required to dissolve 1 g of compound. According to this definition, the following solubility is defined. That is, 10 g to 30 g (easy to dissolve), 30 g to 100 g (“slightly insoluble”), 100 g to 1000 g (“hard to dissolve”), 1000 g to 10,000 g (“very insoluble” or “slightly soluble”), and 10000 g. Super (substantially insoluble).

「薬物」および「生理活性化合物」という用語は、広く理解されており、例えばヒトに投与されると、有益な予防性特質および/または治療性特質を有する化合物を示している。さらに、「薬物そのもの」という用語は、本明細書全体を通じて、比較をするために使用され、なんらの賦形剤も添加されていない水溶液/懸濁液中の薬物を意味している。   The terms “drug” and “bioactive compound” are widely understood and indicate compounds that have beneficial prophylactic and / or therapeutic properties, for example when administered to humans. Furthermore, the term “drug itself” is used throughout the specification for comparison and means a drug in an aqueous solution / suspension to which no excipients have been added.

「抗体」という用語は、関連する要因のエピトープ決定基、または該要因のドメインのエピトープ決定基に結合できる、そのままの分子およびその断片を指す。「Fv」断片とは、最小の抗体の断片であって、完全な抗原認識部位と結合部位とを有する。この領域は二量体(VH−VL二量体)であって、非共有結合によって重鎖および軽鎖それぞれの可変領域が強力に結合されている。各可変領域の3つのCDRは、相互作用をして、前記VH−VL二量体の表面上に、抗原に結合する部位を形成する。換言すれば、抗原に結合する抗体部位として、前記重鎖および軽鎖からの合計6つのCDRがともに機能する。ただし、可変領域(または、抗原に特異的なCDRを3つだけ有する、Fvの半分)が単独で、その親和性が結合部位全体の親和性より低いにもかかわらず、抗原を認識し、結合できることが知られている。したがって、本発明の好ましい抗体の断片の一つはFv断片であるが、これに限定されるものではない。このような抗体の断片は、保存されて、抗原を認識して結合する、重鎖または軽鎖のCDRの抗体断片を含むポリペプチドであってもよい。Fab断片(F(ab)とも称する)は、軽鎖の定常部および重鎖の定常部(CH1)をも有している。例えば、抗体をパパインで消化すると、2種類の断片が生成される。一つは、抗原に結合する単一のドメインとして作用する重鎖の可変領域と軽鎖の可変領域とを有し、Fab断片と呼ばれる、抗原に結合する断片であり、もう一つは、容易に結晶化するので「Fc」と呼ばれる、残りの部分である。Fab’断片は、重鎖のCH1領域のカルボキシル末端に由来する複数の残基をさらに有する点で、Fab断片とは異なる。なお、該CH1領域は、抗体のヒンジ領域からの1つ以上のシステイン残基を有している。ただし、Fab’もFabも、抗原に結合する単一のドメインとして作用する重鎖の可変領域と軽鎖の可変領域とを有する、抗原に結合する断片であるという点において、Fab’断片は、Fabと構造的に等価である。ここで、抗原に結合する単一のドメインとして作用する重鎖の可変領域と軽鎖の可変領域とを有し、パパインによる消化によって得られる断片と等価である、抗原に結合する断片は、たとえ、プロテアーゼによる消化によって生成される抗体の断片と同一ではなくても、「Fab状抗体」と称される。Fab’−SHとは、遊離チオール基を定常部に有する1つ以上のシステイン残基を有するFab’である。   The term “antibody” refers to intact molecules and fragments thereof that can bind to the epitope determinant of the relevant factor, or to the epitope determinant of the domain of the factor. An “Fv” fragment is the smallest antibody fragment that has a complete antigen recognition and binding site. This region is a dimer (VH-VL dimer), and the variable regions of the heavy chain and the light chain are strongly bound by noncovalent bonds. The three CDRs of each variable region interact to form an antigen binding site on the surface of the VH-VL dimer. In other words, a total of six CDRs from the heavy and light chains function together as antibody sites that bind to the antigen. However, it recognizes and binds to the antigen even though the variable region (or half of Fv with only three CDRs specific for the antigen, half of Fv) is lower than the affinity of the entire binding site. It is known that it can be done. Accordingly, one of the preferred antibody fragments of the present invention is an Fv fragment, but is not limited thereto. Such antibody fragments may be polypeptides comprising antibody fragments of heavy or light chain CDRs that are conserved and recognize and bind antigen. The Fab fragment (also referred to as F (ab)) also has a light chain constant region and a heavy chain constant region (CH1). For example, digesting an antibody with papain produces two types of fragments. One is a fragment that binds to an antigen, called a Fab fragment, which has a heavy chain variable region and a light chain variable region that act as a single domain that binds to the antigen. It is the remaining part called “Fc” because it crystallizes. The Fab 'fragment differs from the Fab fragment in that it further comprises a plurality of residues derived from the carboxyl terminus of the CH1 region of the heavy chain. The CH1 region has one or more cysteine residues from the hinge region of the antibody. However, Fab ′ and Fab are both antigen-binding fragments that have a heavy chain variable region and a light chain variable region that act as a single domain that binds to the antigen. It is structurally equivalent to Fab. Here, a fragment that binds to an antigen having a heavy chain variable region and a light chain variable region that act as a single domain that binds to the antigen and is equivalent to a fragment obtained by digestion with papain is, for example, Even though it is not identical to the antibody fragment produced by digestion with protease, it is referred to as “Fab-like antibody”. Fab'-SH is Fab 'having one or more cysteine residues having a free thiol group in the constant region.

本発明の開示において使用される、「生理活性種」という用語は、薬物および抗体を意味している。   As used in disclosing the present invention, the term “bioactive species” refers to drugs and antibodies.

「固体分散体」という用語は、少なくとも2つの成分を含み、そのうちの一つの成分が、残りの成分中でほぼ一様に分散している固体(液体または気体と対比する意味)の系を定義している。この成分の分散状態が、系全体が化学的および物理的に均一または均質である状態の場合、または系が熱力学で定義される1つの相からなる状態の場合、このような固体分散体を、以後「固溶体」と称する。固溶体は、好ましい物理系である。なぜならば、その成分は通常、該成分を投与された生物体にとって、容易に生物的に利用可能であるからである。この長所は、前記固溶体が、液体媒質、例えば胃液に接触すると、簡単に液体溶液を形成することによって説明できると思われる。このように溶解が簡単に起こることは、少なくとも部分的には、固溶体から成分が溶解するのに必要なエネルギーが、結晶からなる固相またはマイクロ結晶からなる固相から成分が溶解するのに必要なエネルギーより小さいという事実が原因であると言える。   The term “solid dispersion” defines a system of solids (in contrast to liquids or gases) that includes at least two components, one of which is approximately uniformly dispersed in the remaining components. is doing. If the dispersion state of this component is such that the entire system is chemically and physically uniform or homogeneous, or if the system consists of one phase defined by thermodynamics, such a solid dispersion is Hereinafter, it is referred to as “solid solution”. Solid solution is a preferred physical system. This is because the component is usually readily bioavailable to the organism to which it is administered. This advantage may be explained by simply forming a liquid solution when the solid solution comes into contact with a liquid medium, such as gastric juice. This simple dissolution is necessary, at least in part, for the energy required to dissolve the component from the solid solution to dissolve the component from the solid phase consisting of crystals or from the solid phase consisting of microcrystals. It can be said that this is due to the fact that the energy is smaller than that.

「固体分散体」という用語は、全体の均質性が、固溶体より小さい分散状態をさらに包含する。このような分散状態は、全体が化学的および物理的に均一ではないか、または2つ以上の相を含む。例えば、「固体分散体」という用語は、非晶質、微結晶、もしくは結晶(a)、または、非晶質、微結晶、もしくは結晶(b)、またはその両方が、(b)または(a)を含む別の相、あるいは(a)および(b)を含む固溶体を含む別の相で、ほぼ一様に分散している、ドメインまたは小さな領域を有する粒子とも関連する。前記ドメインは、何らかの物理的特徴によってはっきりと識別できる、粒子内の領域であって、大きさは粒子全体の大きさに比較すると小さく、また、粒子内で一様にかつランダムに分布している。   The term “solid dispersion” further encompasses a dispersion where the overall homogeneity is less than that of the solid solution. Such a dispersed state is not chemically and physically uniform throughout or comprises more than one phase. For example, the term “solid dispersion” refers to amorphous, microcrystalline, or crystalline (a), or amorphous, microcrystalline, or crystalline (b), or both, (b) or (a ) Or another phase containing a solid solution containing (a) and (b), also associated with particles having domains or small regions that are substantially uniformly distributed. A domain is a region within a particle that can be clearly identified by some physical characteristic, the size of which is small compared to the size of the entire particle, and is uniformly and randomly distributed within the particle. .

本出願において使用される、「室温」という用語は、12℃〜30℃の間、より好ましくは18℃と28℃との間、さらに好ましくは19℃と27℃との間、最も好ましくはほぼ20℃と26℃との間の温度を意味している。   As used in this application, the term “room temperature” means between 12 ° C. and 30 ° C., more preferably between 18 ° C. and 28 ° C., more preferably between 19 ° C. and 27 ° C., most preferably about It means a temperature between 20 ° C. and 26 ° C.

本出願において使用される、「低温」という用語は、15℃と40℃との間、より好ましくは18℃と23℃との間、さらに好ましくは20℃と30℃との間、最も好ましくはほぼ22℃と28℃との間の温度を意味している。   As used in this application, the term “low temperature” means between 15 ° C. and 40 ° C., more preferably between 18 ° C. and 23 ° C., even more preferably between 20 ° C. and 30 ° C., most preferably It means a temperature between approximately 22 ° C and 28 ° C.

本発明の開示において使用される、緩衝液のバッファーゾーンという用語は、緩衝液の酸成分のpKaに数値的に等しいpHより、pHの単位で約1.5低いpHから、約1.5高いpHまでの範囲にある、pH領域を意味している。   As used in disclosing the present invention, the term buffer buffer zone is about 1.5 higher in pH units from about 1.5 lower than the pH that is numerically equal to the pKa of the buffer acid component. It means the pH region in the range up to pH.

〔細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する製造方法〕
水溶液Aにおいてアルカリケイ酸塩を使用する場合、水溶液BにおいてpKaが3〜9の範囲である酸は、水溶液Aと水溶液Bとを混合したときに、2を超えて8未満のpHを得るには充分であり、pKaが3〜9の範囲の酸のアルカリ塩は不必要である。しかし、代わりにシリカ前駆体を水溶液Aにおいて使用する場合は、pKaが3〜9の範囲の酸のアルカリ塩を添加しない場合は、水溶液BにおいてpKaが3〜9の範囲である酸では、水溶液Aと水溶液Bとを混合したときに、2を超えて8未満のpHを得るには不充分なことがある。pKaが3〜9の範囲である前記の酸は、水溶液Aと水溶液Bとを混合したときに、pHが3〜8の範囲である緩衝液中に存在していてもよい。あるいは、溶液Bそれ自体が緩衝液を含んでいてもよい。
[Production method for producing a mesoporous silica material having a regular structure with a substantially uniform pore size]
When using an alkali silicate in the aqueous solution A, an acid having a pKa in the range of 3 to 9 in the aqueous solution B is used to obtain a pH of more than 2 and less than 8 when the aqueous solution A and the aqueous solution B are mixed. Is sufficient, and an alkali salt of an acid having a pKa in the range of 3 to 9 is unnecessary. However, when the silica precursor is used in the aqueous solution A instead, when an alkali salt of an acid having a pKa in the range of 3 to 9 is not added, the aqueous solution B is an aqueous solution in the acid having a pKa in the range of 3 to 9. When mixing A and aqueous solution B, it may be insufficient to obtain a pH greater than 2 and less than 8. The acid having a pKa in the range of 3 to 9 may be present in a buffer having a pH in the range of 3 to 8 when the aqueous solution A and the aqueous solution B are mixed. Alternatively, the solution B itself may contain a buffer.

本発明の超高速(1秒〜100秒)反応の具体的な一実施形態は、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を、自己組織化法を用いて製造する製造方法であって、該製造方法は、
シリカ前駆体を含む水溶液Aを調製する工程と、
アルカリ金属水酸化物とアルカリ土類金属水酸化物とのいずれをも含まず、ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体と、pKaが3〜9の範囲である酸と、必要に応じて、pKaが3〜9の範囲である酸のアルカリ塩とを含む水溶液Bを調製する工程と、
前記水溶液Aおよび水溶液Bを、液体流として、第1の開口部および第2の開口部を備えた細長い形状の混合容器(溝、チューブ)に、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流がそれぞれ独立して前記細長い形状の混合容器の第1の開口部へ、それぞれ独立して10m/hから1000m/hの範囲である線速度(この線速度は、30m/hを超えることがより好ましく、100m/hを超えることがさらに好ましく、500m/hを超えることが特に好ましい)で放出されて、前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が直接衝突するように、供給し、
これにより、得られる混合物のpHを、2を超えて8未満とし、前記細長い形状の混合容器内で、10℃〜100℃の範囲の温度で反応生成物を生成させ、
該反応生成物が前記細長い形状の混合容器の第2の開口部から排出された後、該反応生成物を、濾過分離し、乾燥し、界面活性剤を除去して、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する工程と、を含み、前記細長い形状の混合容器内の好ましい滞留時間が1秒〜100秒であり、前記製造方法は、必要に応じて熟成工程を省略する。
One specific embodiment of the ultra-fast (1 to 100 seconds) reaction of the present invention is to produce a mesoporous silica material having a regular pore structure and a regular structure using a self-assembly method. A manufacturing method, the manufacturing method comprising:
Preparing an aqueous solution A containing a silica precursor;
Does not include any of alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides, poly (alkylene oxide) triblock copolymer, an acid having a pKa in the range of 3 to 9, and, if necessary, preparing an aqueous solution B containing an alkali salt of an acid having a pKa in the range of 3-9;
The aqueous solution A and the aqueous solution B, as a liquid flow, in an elongated mixing container (groove, tube) having a first opening and a second opening,
A linear velocity in which the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are each independently in the range of 10 m / h to 1000 m / h to the first opening of the elongated mixing vessel (this linear velocity is , More preferably exceeding 30 m / h, more preferably exceeding 100 m / h, particularly preferably exceeding 500 m / h) so that the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B directly collide with each other. To supply and
Thereby, the pH of the resulting mixture is more than 2 and less than 8, and a reaction product is produced at a temperature in the range of 10 ° C. to 100 ° C. in the elongated mixing vessel,
After the reaction product is discharged from the second opening of the elongated mixing container, the reaction product is separated by filtration, dried, the surfactant is removed, and the pore diameter is substantially uniform. And a step of producing a mesoporous silica material having a regular structure, wherein a preferable residence time in the elongated mixing vessel is 1 second to 100 seconds, and the production method is performed as necessary. The aging process is omitted.

本発明の非常に短い(1秒〜10秒)反応の具体的な一実施形態は、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を、自己組織化法を用いて製造する製造方法であって、該製造方法は、
シリカ前駆体を含む水溶液Aを調製する工程と、
アルカリ金属水酸化物とアルカリ土類金属水酸化物とのいずれをも含まず、ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体と、pKaが3〜9の範囲である酸と、必要に応じて、pKaが3〜9の範囲である酸のアルカリ塩とを含む水溶液Bを調製する工程と、
前記水溶液Aおよび水溶液Bを、液体流として、第1の開口部および第2の開口部を備えた細長い形状の混合容器(溝、チューブ)に、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流がそれぞれ独立して前記細長い形状の混合容器の第1の開口部へ、それぞれ独立して1000m/hから3000m/hの範囲である線速度で放出されて、前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が直接衝突するように、供給し、
これにより、得られる混合物のpHを、2を超えて8未満とし、前記細長い形状の混合容器内で、10℃〜100℃の範囲の温度で反応生成物を生成させ、
該反応生成物が前記細長い形状の混合容器の第2の開口部から排出された後、該反応生成物を、濾過分離し、乾燥し、界面活性剤を除去して、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する工程と、を含み、前記細長い形状の混合容器内の好ましい滞留時間が1秒〜10秒であり、前記製造方法は、必要に応じて熟成工程を省略する。
One specific embodiment of the very short (1-10 seconds) reaction of the present invention is to use a self-assembled method to obtain a mesoporous silica material having a generally uniform pore size and a regular structure. A manufacturing method for manufacturing, the manufacturing method comprising:
Preparing an aqueous solution A containing a silica precursor;
Does not include any of alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides, poly (alkylene oxide) triblock copolymer, an acid having a pKa in the range of 3 to 9, and, if necessary, preparing an aqueous solution B containing an alkali salt of an acid having a pKa in the range of 3-9;
The aqueous solution A and the aqueous solution B, as a liquid flow, in an elongated mixing container (groove, tube) having a first opening and a second opening,
The liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are each independently discharged into the first opening of the elongated mixing container at a linear velocity ranging from 1000 m / h to 3000 m / h, Supplying the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B so as to directly collide,
Thereby, the pH of the resulting mixture is more than 2 and less than 8, and a reaction product is produced at a temperature in the range of 10 ° C. to 100 ° C. in the elongated mixing vessel,
After the reaction product is discharged from the second opening of the elongated mixing container, the reaction product is separated by filtration, dried, the surfactant is removed, and the pore diameter is substantially uniform. And a step of producing a mesoporous silica material having a regular structure, wherein a preferable residence time in the elongated mixing container is 1 second to 10 seconds, The aging process is omitted.

本発明の規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する製造方法の好適な実施形態によれば、pKaが3〜9の範囲である前記酸が、pHが3〜8の範囲である緩衝液中に存在する。   According to a preferred embodiment of the production method for producing a mesoporous silica material having a regular structure according to the present invention, the acid having a pKa in the range of 3-9 is a buffer in which the pH is in the range of 3-8. Present in.

本発明の細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する製造方法の好適な実施形態によれば、前記水溶液2は、テトラアルキルアンモニウム系界面活性剤(好ましくは、テトラプロピルアンモニウムカチオンを生成するテトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、またはテトラメチルアンモニウムカチオンを生成するテトラメチルアンモニウムヒドロキシド)をさらに含んでいる。テトラアルキルアンモニウム系界面活性剤の存在によって、製造される、規則的な構造を有するメソポーラスシリカにおいて変化が生じる。   According to a preferred embodiment of the production method of producing a mesoporous silica material having a substantially uniform pore size and a regular structure according to the present invention, the aqueous solution 2 contains a tetraalkylammonium surfactant (preferably , Tetrapropylammonium hydroxide producing a tetrapropylammonium cation, or tetramethylammonium hydroxide producing a tetramethylammonium cation). The presence of the tetraalkylammonium surfactant causes a change in the mesoporous silica having a regular structure that is produced.

本発明の他の好適な実施形態によれば、前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が、それぞれ独立して、前記細長い形状の混合容器へ、10m/hを超える線速度、より好ましくは30m/hを超える線速度、さらに好ましくは100m/hを超える線速度、特に好ましくは1000m/hを超える線速度で排出される。   According to another preferred embodiment of the present invention, the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are each independently fed to the elongated mixing vessel with a linear velocity exceeding 10 m / h, more preferably 30 m / h. It is discharged at a linear velocity exceeding h, more preferably linear velocity exceeding 100 m / h, particularly preferably linear velocity exceeding 1000 m / h.

本発明の他の好適な実施形態によれば、前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流は、それぞれ独立して、前記細長い形状の混合容器へ、10,000m/h未満、より好ましくは5,000m/h未満、特に好ましくは2500m/h未満の線速度で放出される。   According to another preferred embodiment of the present invention, the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are each independently less than 10,000 m / h, more preferably 5,000 m, into the elongated shaped mixing vessel. Is released at a linear velocity of less than / h, particularly preferably less than 2500 m / h.

酸は、濾過プロセスに関連する洗浄プロセスの間に、そのほとんどが除去され、残った酸はすべて焼成プロセスで除去される。   Most of the acid is removed during the cleaning process associated with the filtration process, and any remaining acid is removed in the calcination process.

反応混合物のpHのばらつきは、本発明の範囲内であれば、反応時間または反応温度とともに、規則的な構造を有する、最終的なメソポーラスシリカ材料の細孔径を微調整する条件として使用可能である。細孔径は、pHが上昇するとわずかに増加する。細孔径は、反応温度に対してより大きく増加するが、全細孔容積はほとんど影響を受けない。反応を実施するpHは、より好ましくは2.2〜7.8の範囲であり、さらに好ましくは2.4〜7.6の範囲であり、特に好ましくは2.6〜7.4の範囲である。   The variation in pH of the reaction mixture can be used as a condition for fine-tuning the pore size of the final mesoporous silica material having a regular structure as well as the reaction time or reaction temperature within the scope of the present invention. . The pore size increases slightly with increasing pH. The pore diameter increases more greatly with the reaction temperature, but the total pore volume is hardly affected. The pH for carrying out the reaction is more preferably in the range of 2.2 to 7.8, further preferably in the range of 2.4 to 7.6, and particularly preferably in the range of 2.6 to 7.4. is there.

他の一実施形態では、反応を実施するpHは、より好ましくは2.8〜7.2の範囲であり、さらに好ましくは3〜7.2の範囲であり、特に好ましくは4〜7の範囲であり、より特に好ましくは5〜6.5の範囲である。   In another embodiment, the pH at which the reaction is carried out is more preferably in the range of 2.8 to 7.2, even more preferably in the range of 3 to 7.2, particularly preferably in the range of 4 to 7. More preferably, it is in the range of 5 to 6.5.

実施例1〜3は、室温で5nm〜6nmの細孔径を実現する例である。より大きな細孔は、高い温度で、ブロック共重合体ミセルが膨張する結果、実現される。細孔径は、ナトリウムの含有量によっても変化する。ナトリウムの含有量が多いと、わずかに大きな細孔ができる。   Examples 1 to 3 are examples in which pore diameters of 5 nm to 6 nm are realized at room temperature. Larger pores are realized as a result of the block copolymer micelles expanding at higher temperatures. The pore diameter also varies depending on the sodium content. When the content of sodium is large, slightly large pores are formed.

本発明の製造方法の好適な実施形態によれば、前記容器には、必要に応じてインラインの混合装置、例えばスタティックミキサーを設けてもよい。   According to a preferred embodiment of the production method of the present invention, the container may be provided with an in-line mixing device, for example, a static mixer, if necessary.

本発明の細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する製造方法において、前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が衝突することから生じる混合物は、100rpm〜700rpmの範囲の攪拌速度で攪拌してもよい。   In the production method for producing a mesoporous silica material having a substantially uniform pore size and a regular structure according to the present invention, the mixture resulting from the collision of the liquid flow of the aqueous solution A and the aqueous solution B is 100 rpm to 700 rpm. You may stir with the stirring speed of the range.

また、COK−10材料は、pHが2を超えて8未満の反応混合物中で、室温条件または低温条件のもとで製造可能であることが示されている。   It has also been shown that COK-10 materials can be produced in reaction mixtures with a pH greater than 2 and less than 8 under room temperature conditions or low temperature conditions.

前記製造条件を微調整してもよく、これにより、4nm〜30nmの範囲、より好ましくは7nm〜30nmの範囲、さらに好ましくは10nm〜30nmの範囲、特に好ましくは10nm〜30nmの範囲、さらに特に好ましくは4nm〜12nmの範囲から選択される細孔径を有する、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を実現することができる。   The production conditions may be fine-tuned, whereby a range of 4 nm to 30 nm, more preferably a range of 7 nm to 30 nm, still more preferably a range of 10 nm to 30 nm, particularly preferably a range of 10 nm to 30 nm, even more particularly preferable. Can realize a mesoporous silica material having a regular structure having a pore diameter selected from the range of 4 nm to 12 nm.

水溶液1は、好ましくは、少なくとも10重量%の水酸化ナトリウムと、少なくとも27重量%のシリカとを含む、ケイ酸ナトリウム水溶液である。   The aqueous solution 1 is preferably an aqueous sodium silicate solution containing at least 10% by weight sodium hydroxide and at least 27% by weight silica.

本発明の製造方法において、試薬または中間体(例えば両親媒性重合体、中でもプルロニック(登録商標)P123、または例えばテトラアルキルアンモニウムカチオン、特に前記テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド)の量について、本発明の範囲または精神から逸脱せずに、各種変更および修正が可能であることは当業者にとって明らかである。さらに、本発明の製造方法における温度、混合速度、または反応時間の条件、およびシステムおよび方法の構成についても、本発明の権利範囲または精神から逸脱せずに、各種変更および修正が可能であることは当業者にとって明らかである。これらの変更内容は微調整可能であり、これにより、本発明の細孔径分布が狭いメソポーラス材料を、所望の最大細孔径が7〜30nmの範囲で製造できる。   In the production method of the present invention, the amount of the reagent or intermediate (for example, amphiphilic polymer, especially Pluronic (registered trademark) P123, or, for example, tetraalkylammonium cation, especially the tetrapropylammonium hydroxide) is within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit. Furthermore, the temperature, mixing speed, or reaction time conditions in the production method of the present invention, and the configuration of the system and method can be variously changed and modified without departing from the scope or spirit of the present invention. Will be apparent to those skilled in the art. These changes can be finely adjusted, whereby the mesoporous material having a narrow pore size distribution of the present invention can be produced in a range of a desired maximum pore size of 7 to 30 nm.

本発明の製造方法の好適な実施形態によれば、細長い形状の混合容器(溝、チューブ)内の滞留時間は、1分〜100分の範囲である。滞留時間は1秒〜100秒であることが好ましく、1秒〜10秒であることが特に好ましい。   According to a preferred embodiment of the production method of the present invention, the residence time in the elongated mixing container (groove, tube) is in the range of 1 minute to 100 minutes. The residence time is preferably 1 second to 100 seconds, and particularly preferably 1 second to 10 seconds.

本発明の製造方法の好適な実施形態によれば、上述の、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料自体は、照射の非存在下で製造される。ただし、該規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料に、生理活性種を装填するときに照射を使用してもかまわない。   According to a preferred embodiment of the production method of the present invention, the mesoporous silica material itself having a substantially uniform pore diameter and a regular structure is produced in the absence of irradiation. However, irradiation may be used when the mesoporous silica material having a regular structure is loaded with a bioactive species.

本発明の製造方法の好適な実施形態によれば、上述の、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料自体は、マイクロ波照射の非存在下で製造される。ただし、該規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料に、生理活性種を装填するときにマイクロ波照射を使用してもかまわない。   According to a preferred embodiment of the production method of the present invention, the above-mentioned mesoporous silica material having a uniform pore diameter and a regular structure is produced in the absence of microwave irradiation. However, microwave irradiation may be used when a mesoporous silica material having a regular structure is loaded with a bioactive species.

本発明の製造方法の好適な実施形態によれば、前記製造方法は、前記規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料に、生理活性種を装填することをさらに含んでいる。   According to a preferred embodiment of the production method of the present invention, the production method further comprises loading a bioactive species into the mesoporous silica material having the regular structure.

本発明の製造方法の好適な実施形態によれば、前記製造方法は、前記規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料中に、実質的に不溶性の薬物を固体として分散させることをさらに含んでいる。   According to a preferred embodiment of the production method of the present invention, the production method further comprises dispersing a substantially insoluble drug as a solid in the mesoporous silica material having the regular structure.

本発明の製造方法の他の好適な実施形態によれば、前記製造方法は、連続的な製造方法である。   According to another preferred embodiment of the manufacturing method of the present invention, the manufacturing method is a continuous manufacturing method.

〔ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体〕
前記ポリ(アルキレンオキシド)(A)(B)(A)のトリブロック共重合体は、好ましくは、ポリ(エチレンオキシド)−ポリ(アルキレンオキシド)−ポリ(エチレンオキシド)トリブロック共重合体(例えばプルロニック(登録商標)界面活性剤(下記の表を参照))、またはポリ(アルキレンオキシド)−ポリエチレンオキシド)−ポリアルキレンオキシドトリブロック共重合体(例えばリバースプルロニック(登録商標)界面活性剤(下記の表を参照))である。なお、前記アルキレンオキシド成分は、炭素数が少なくとも3であり、例えばプロピレンオキシド成分またはブチレンオキシド成分である。前記トリブロック共重合体では、さらに好ましくは、各ブロックにおけるエチレンオキシド成分の個数が少なくとも5個、および/またはアルキレンオキシド成分の個数は少なくとも15個であり、中央のブロックにおいて特に好ましくは少なくとも30個である。
[Poly (alkylene oxide) triblock copolymer]
The poly (alkylene oxide) (A) n (B) m (A) n triblock copolymer is preferably a poly (ethylene oxide) -poly (alkylene oxide) -poly (ethylene oxide) triblock copolymer ( For example, Pluronic® surfactant (see table below), or poly (alkylene oxide) -polyethylene oxide) -polyalkylene oxide triblock copolymer (eg reverse pluronic® surfactant (see below) See the table below)). The alkylene oxide component has at least 3 carbon atoms, and is, for example, a propylene oxide component or a butylene oxide component. In the triblock copolymer, more preferably, the number of ethylene oxide components in each block is at least 5 and / or the number of alkylene oxide components is at least 15, particularly preferably at least 30 in the central block. is there.

ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体である、プルロニック(登録商標)P123とプルロニック(登録商標)17R4とが特に好ましい。プルロニック(登録商標)P123は、EO20PO70EO20(EOはエチレンオキシド、POはプロピレンオキシドを示す)で表わされる組成を有し、式HO(CHCHO)20(CHCH(CH)O)70(CHCHO)20Hで表わされ、分子量が約5800である。プルロニック(登録商標)17R4は、(PO)14(EO)24(PO)14で表わされる組成を有し、式HO(CHCH(CH)O)14(CHCHO)24(CHCH(CH)O)14Hで表わされ、分子量が約2700であり、端末第二級ヒドロキシル基を有する。 Pluronic (R) P123 and Pluronic (R) 17R4, which are poly (alkylene oxide) triblock copolymers, are particularly preferred. Pluronic (registered trademark) P123 has a composition represented by EO 20 PO 70 EO 20 (EO represents ethylene oxide, PO represents propylene oxide), and has the formula HO (CH 2 CH 2 O) 20 (CH 2 CH (CH 3) O) is represented by 70 (CH 2 CH 2 O) 20 H, molecular weight of about 5800. Pluronic® 17R4 has a composition represented by (PO) 14 (EO) 24 (PO) 14 and has the formula HO (CH 2 CH (CH 3 ) O) 14 (CH 2 CH 2 O) 24 ( It is represented by CH 2 CH (CH 3 ) O) 14 H, has a molecular weight of about 2700 and has a terminal secondary hydroxyl group.

通常、SiOのプルロニック(登録商標)P123に対する比を65にして使用する。 Usually, the ratio of SiO 2 to Pluronic (registered trademark) P123 is set to 65.

〔シリカ〕
規則的な構造を有するメソポーラス材料を合成するためのシリカの供給源は、単量体供給源、例えばシリコンアルコキシドでもよい。TEOSおよびTMOSが、シリコンアルコキシドの代表的な例である。あるいは、アルカリケイ酸溶液、例えば水ガラスをシリコン供給源として使用してもよい。Kosuge et al. は、水溶性のケイ酸ナトリウムが、SBA−15タイプの材料の合成に使用できることを示した(Kosuge et al., Chemistry of Materials, (2004),16,899-905)。ゼオタイル(Zeotile)と呼ばれる材料においてシリカは事前組織化して、ゼオライトに類似のナノスケールの平板を形成し、この平板がメソスケールで三次元モザイク構造に組織化する(Kremer et al., Adv. Mater., 20,(2003),1705)。
〔silica〕
The source of silica for synthesizing the mesoporous material having a regular structure may be a monomer source, such as silicon alkoxide. TEOS and TMOS are typical examples of silicon alkoxides. Alternatively, an alkali silicate solution, such as water glass, may be used as the silicon source. Kosuge et al. Have shown that water-soluble sodium silicate can be used for the synthesis of SBA-15 type materials (Kosuge et al., Chemistry of Materials, (2004), 16,899-905). In a material called Zeotile, silica pre-organizes to form a nanoscale slab similar to zeolite, which assembles into a three-dimensional mosaic structure on the mesoscale (Kremer et al., Adv. Mater). ., 20, (2003), 1705).

〔2を超えて8未満のpHの緩衝液〕
上記2を超えて8未満のpHは、好ましくは、緩衝液の酸性成分のpHの範囲、すなわち、緩衝液の酸性成分のpKaに数値的に等しいpHより、pHの単位で1.5低いpHから、1.5高いpHまでの範囲にある。また、特に好ましくは、前記酸性成分のpKaに数値的に等しいpHより、pHの単位で1.2低いpHから、1.2高いpHまでの範囲にあり、さらに特に好ましくは、前記酸性成分のpKaに数値的に等しいpHより、pHの単位で1.0低いpHから、1.0高いpHまでの範囲にある。
[Buffer solution with a pH greater than 2 and less than 8]
The pH above 2 and less than 8 is preferably 1.5 pH lower in pH units than the pH range of the acidic component of the buffer, i.e., the pH numerically equal to the pKa of the acidic component of the buffer. To 1.5 higher pH. Further, particularly preferably, the pH is in a range from 1.2 pH lower in pH units to 1.2 higher pH than the pH that is numerically equal to the pKa of the acidic component, and more particularly preferably the pH of the acidic component. The pH is in the range from 1.0 lower pH to 1.0 higher pH in pH units than the pH that is numerically equal to pKa.

pKaが約3から約9の範囲にある、好適な酸としては、以下の表3に列挙したものがあげられる。   Suitable acids having a pKa in the range of about 3 to about 9 include those listed in Table 3 below.

緩衝液とは、弱酸とその弱酸の塩との混合物、または弱酸の塩同士の混合物である。好ましい緩衝液は、2〜8の範囲の複数のpKaを有する、ポリ酸/塩またはポリ酸の複数の塩に基づいた緩衝液である。該緩衝液としては、例えば、各pKa付近にバッファーゾーンを有し、当該バッファーゾーンが重なって、2.0と7.9との間:3.14±1.5、4.77±1.5、および6.39±1.5のそれぞれの範囲全体をカバーする、クエン酸/クエン酸塩の緩衝液、および各pKa付近にバッファーゾーンを有し、そのバッファーゾーンが重なって、2.66と7.1との間:4.16±1.5、5.61±1.5のそれぞれの範囲全体をカバーする、コハク酸/コハク酸塩の緩衝液などがある。   The buffer is a mixture of a weak acid and a salt of the weak acid, or a mixture of salts of weak acids. Preferred buffers are those based on polyacids / salts or salts of polyacids having a plurality of pKa in the range of 2-8. As the buffer solution, for example, a buffer zone is provided in the vicinity of each pKa, and the buffer zones overlap to be between 2.0 and 7.9: 3.14 ± 1.5, 4.77 ± 1. A citrate / citrate buffer covering the entire range of 5, and 6.39 ± 1.5, and a buffer zone near each pKa, with the buffer zones overlapping, 2.66 And 7.1: succinic acid / succinate buffer, etc., covering the entire respective range of 4.16 ± 1.5, 5.61 ± 1.5.

2を超えて8未満のpHを有する好ましい緩衝液としては、pHの範囲が2.5〜7.9のクエン酸ナトリウム/クエン酸の緩衝液、pHの範囲が3.2〜6.2の酢酸ナトリウム/酢酸の緩衝液、pHの範囲が3.0〜8.0のNaHPO/クエン酸の緩衝液、pHの範囲が1〜5のHCl/クエン酸ナトリウムの緩衝液、およびpHの範囲が6〜9のNaHPO/NaHPOの緩衝液などがある。 Preferred buffers having a pH greater than 2 and less than 8 include a sodium citrate / citrate buffer having a pH range of 2.5-7.9, a pH range of 3.2-6.2. Sodium acetate / acetic acid buffer, Na 2 HPO 4 / citrate buffer with a pH range of 3.0-8.0, HCl / sodium citrate buffer with a pH range of 1-5, and pH Na 2 HPO 4 / NaH 2 PO 4 buffer solution having a range of 6-9.

ナトリウム/クエン酸の緩衝液は、好ましくは、クエン酸ナトリウムとクエン酸との重量比が0.1:1〜3.3:1の範囲である。   The sodium / citric acid buffer preferably has a weight ratio of sodium citrate to citric acid in the range of 0.1: 1 to 3.3: 1.

〔薬物〕
生物薬剤学分類体系(Biopharmaceutical Classification System; BCS)は、水溶解度と腸における浸透性とに基づいた、製剤原料分類のためのフレームワークである(Amidon、G. L.,Lennernaes H.,Shah V.P.,andCrison J.R., 「A Theoretical Basis For a Biopharmaceutics Drug Classification: The Correlation of In Vitro Drug Product Dissolution and In Vivo Bioavailability」,Pharmaceutical Research、12: 413-420 〔1995〕、及び、Adkin、D.A.,Davis, S.S.,Sparrow, R.A.,Huckle, P.D、and Wilding, I.R.,1995、The effect of mannitol on the oral bioavailability of cimetidine. J. Pharm. Sci. 84、pp. 1405-1409)。
[Drug]
The Biopharmaceutical Classification System (BCS) is a framework for drug substance classification based on aqueous solubility and intestinal permeability (Amidon, GL, Lennernaes H., Shah VP, and Crison JR "A Theoretical Basis For a Biopharmaceutics Drug Classification: The Correlation of In Vitro Drug Product Dissolution and In Vivo Bioavailability", Pharmaceutical Research, 12: 413-420 [1995], and Adkin, DA, Davis, S. S., Sparrow, RA, Huckle, PD, and Wilding, IR, 1995, The effect of mannitol on the oral bioavailability of cimetidine J. Pharm. Sci. 84, pp. 1405-1409 ).

前記の生物薬剤学分類体系(BCS)は、G. Amidonによって最初に開発され、該システムによると、経口投与用医薬品は、水溶解度と腸の細胞層の浸透性に応じて、4つのクラスに分離される。BCSによれば、製剤原料は、以下のように分類される。
クラスI:浸透性高、溶解度高
クラスII:浸透性高、溶解度低
クラスIII:浸透性低、溶解度高
クラスIV:浸透性低、溶解度低
この分類体系に対する関心は、大部分が、初期の薬物開発、そして有効期間を通じた製品の変化の管理におけろ応用面から生じている。薬物開発の初期段階では、特定の薬物のクラスの知識が、開発の継続または中止の決定に対して影響を与える重要な要因である。本送達形態および本発明の好適な方法は、BCSのクラスIIに属する薬物の生物学的利用能を改善することによって、この決定を変え得る。
The biopharmaceutical classification system (BCS) was first developed by G. Amidon, and according to the system, drugs for oral administration are divided into four classes depending on water solubility and intestinal cell layer permeability. To be separated. According to BCS, drug substance is classified as follows.
Class I: High permeability, high solubility Class II: High permeability, low solubility Class III: Low permeability, high solubility Class IV: Low permeability, low solubility Most of the interest in this classification system is for early drugs This has arisen from the application side in the development and management of product changes over the lifetime. In the early stages of drug development, knowledge of a particular drug class is an important factor influencing the decision to continue or discontinue development. The delivery forms and preferred methods of the invention can alter this determination by improving the bioavailability of drugs belonging to class II of the BCS.

溶解度のクラスの境界は、即時放出(immediate release、「IR」)処方の最大投与量強度と、pHが1〜7.5の範囲の水性媒質内における、試験薬物のpH−溶解度プロファイルとに基づいている。溶解度は、フラスコ振盪(shake−flask)法または滴定法、あるいは検証安定性指示アッセイ(validated stability−indicating assay)分析によって測定できる。製剤原料は、最大投与量強度が、1〜7.5のpH範囲で、250ml以下の水性媒質に溶解する場合に、溶解性が高いとみなされる。250mlという体積評価は、空腹時のヒトのボランティアに対して、コップ一杯(約8オンス)の水とともに薬物製品の投与を処方する、典型的な生物学的同等性(bioequivalence; BE)試験プロトコルから得られる。浸透性のクラスの境界は、ヒトの腸の膜を通過する物質輸送速度の測定値に直接基づき、間接的には、ヒトにおける製剤原料の吸収の度合い(吸収された投与量の割合であって、全身的生物学的利用能のことではない)に基づいている。ヒトにおける吸収の度合いは、質量バランスの薬物動態試験、絶対的生物学的利用能試験、腸浸透性法(intestinal permeability method)、インビボによるヒトの腸灌流試験(intestinal perfusion studies in humans)、およびインビボまたはインサイツによる動物の腸灌流試験(intestinal perfusion studies in animals)を使って測定される。インビトロの浸透実験は、切除したヒトまたは動物の腸の組織を使って実施可能であり、インビトロの浸透実験は、上皮細胞の単層を使って実施可能である。あるいは、ヒトにおける薬物の吸収の度合いを予測できる非ヒト系も、使用可能である(例えば、インビトロの上皮細胞の培養法)。消化管における不安定性を示す証拠が存在しない状態で、質量決定に基づいて、または参照静注投与量に対する比較に基づいて求められる、投与量の90%以上が溶解する場合に、薬物は、溶解性が非常に高いとみなされる。FDAの指導ではpH7.5、ICH/EUの指導ではpH6.8とされている。即時放出薬物製品は、体積が900ml以下の下に列挙する各媒質中で、USP Apparatus Iを使って100rpmで(またはUSP Apparatus IIを使って50rpmで)測定した、製剤原料の表示量の最低85%以上が30分以内に溶解する場合に、迅速に溶解するとみなされる。該媒質とは、すなわち、(1)0.1N HCl、または酵素を含まない擬似胃流体USP、(2)pH4.5の緩衝液、および(3)pH6.8の緩衝液、または酵素を含まない擬似腸流体USPである。前記BCSに基づくと、低溶解度化合物とは、最大投与量が、1.2〜7.5のpHの範囲で、37℃で、250ml以下の水性媒質に溶解しない化合物である。Cynthia K. Brown, et al.、「Acceptable Analytical: Practices for Dissolution Testing of Poorly Soluble Compounds」,Pharmaceutical Technology (Dec. 2004)を参照。即時放出(IR)薬物製品は、体積が900ml以下の下に列挙する各媒質中で、米国薬局方の(USP)Apparatus Iを使って100rpmで(またはUSP Apparatus IIを使って50rpmで)測定した、製剤原料の表示量の最低85%以上が30分以内に溶解する場合に、迅速に溶解するとみなされる。該媒質とは、すなわち、(1)0.1N HCl、または酵素を含まない擬似胃流体USP、(2)pH4.5の緩衝液、および(3)pH6.8の緩衝液、または酵素を含まない擬似腸流体USPである。   Solubility class boundaries are based on the maximum dosage strength of an immediate release ("IR") formulation and the pH-solubility profile of the test drug in an aqueous medium with a pH in the range of 1-7.5. ing. Solubility can be measured by shake-flask or titration methods, or validated stability-indicating assay analysis. A drug substance is considered highly soluble when it dissolves in a 250 ml or less aqueous medium with a maximum dosage strength in the pH range of 1-7.5. The 250 ml volume assessment is from a typical bioequivalence (BE) test protocol that prescribes the administration of a drug product to a fasting human volunteer with a full glass (approximately 8 ounces) of water. can get. The boundaries of the osmotic class are directly based on measurements of the rate of mass transport across the human intestinal membrane, and indirectly, the extent of absorption of the drug substance in humans (the proportion of dose absorbed). Not based on systemic bioavailability). The degree of absorption in humans is determined by mass balance pharmacokinetic studies, absolute bioavailability studies, intestinal permeability methods, in vivo human perfusion studies in humans, and in vivo Alternatively, it is measured using intestinal perfusion studies in animals. In vitro penetration experiments can be performed using excised human or animal intestinal tissue, and in vitro penetration experiments can be performed using monolayers of epithelial cells. Alternatively, non-human systems that can predict the extent of drug absorption in humans can also be used (eg, in vitro epithelial cell culture methods). A drug is dissolved if more than 90% of the dose dissolves, as determined based on mass determination or based on comparison to a reference intravenous dose, in the absence of evidence of instability in the gastrointestinal tract. Sex is considered very high. The FDA instruction is pH 7.5, and the ICH / EU instruction is pH 6.8. Immediate release drug product is a minimum of the indicated amount of drug substance, measured at 100 rpm using USP Apparatus I (or at 50 rpm using USP Apparatus II) in each medium listed below a volume of 900 ml or less. % Is considered to dissolve rapidly if it dissolves within 30 minutes. The medium includes (1) 0.1N HCl, or simulated gastric fluid USP without enzyme, (2) pH 4.5 buffer, and (3) pH 6.8 buffer, or enzyme. There is no pseudo intestinal fluid USP. Based on the BCS, a low solubility compound is a compound that does not dissolve in 250 ml or less of an aqueous medium at 37 ° C. with a maximum dose in the range of pH 1.2-7.5. See Cynthia K. Brown, et al., “Acceptable Analytical: Practices for Dissolution Testing of Poorly Soluble Compounds”, Pharmaceutical Technology (Dec. 2004). Immediate release (IR) drug products were measured at 100 rpm using the US Pharmacopoeia (USP) Apparatus I (or at 50 rpm using USP Apparatus II) in each of the media listed below volumes of 900 ml or less. If at least 85% or more of the indicated amount of drug substance dissolves within 30 minutes, it is considered to dissolve rapidly. The medium includes (1) 0.1N HCl, or simulated gastric fluid USP without enzyme, (2) pH 4.5 buffer, and (3) pH 6.8 buffer, or enzyme. There is no pseudo intestinal fluid USP.

製剤原料は、ヒトにおける吸収の度合いが、質量バランスに基づいて、または参照静注投与量に対する比較に基づいて、投与量の90%より高いと判定された場合に、浸透性が非常に高いとみなされる。浸透性のクラスの境界は、ヒトの腸の膜を通過する物質輸送速度の測定値に直接基づき、間接的には、ヒトにおける製剤原料の吸収の度合い(吸収された投与量の割合であって、全身的生物学的利用能のことではない)に基づいている。ヒトにおける吸収の度合いは、質量バランスの薬物動態試験、絶対的生物学的利用能試験、腸浸透性法、インビボによるヒトの腸灌流試験、およびインビボまたはインサイツによる動物の腸灌流試験を使って測定される。インビトロの浸透実験は、切除したヒトまたは動物の腸の組織を使って実施可能であり、インビトロの浸透実験は、上皮細胞の単層を使って実施可能である。あるいは、ヒトにおける薬物Iの吸収の度合いを予測できる非ヒト系も、使用可能である(例えば、インビトロの上皮細胞の培養法)。製剤原料は、ヒトにおける吸収の度合いが、質量バランスに基づいて、または参照静注投与量に対する比較に基づいて、投与量の90%より高いと判定された場合に、浸透性が非常に高いとみなされる。製剤原料は、ヒトにおける吸収の度合いが、質量バランスに基づいて、または参照静注投与量に対する比較に基づいて、投与量の90%未満であると判定された場合に、浸透性が低いとみなされる。IR薬物製品は、体積が900ml以下の下に列挙する各媒質中で、米国薬局方の(USP)Apparatus Iを使って100rpmで(またはApparatus IIを使って50rpmで)測定した、製剤原料の表示量の最低85%以上が30分以内に溶解する場合に、迅速に溶解するとみなされる。該媒質とは、すなわち、(1)0.1N HCl、または酵素を含まない擬似胃流体USP、(2)pH4.5の緩衝液、および(3)pH6.8の緩衝液、または酵素を含まない擬似腸流体USPである。   The drug substance is very permeable if the degree of absorption in humans is determined to be greater than 90% of the dose based on mass balance or based on comparison to a reference intravenous dose It is regarded. The boundaries of the osmotic class are directly based on measurements of the rate of mass transport across the human intestinal membrane, and indirectly, the extent of absorption of the drug substance in humans (the proportion of dose absorbed). Not based on systemic bioavailability). The degree of absorption in humans is measured using mass balance pharmacokinetic tests, absolute bioavailability tests, intestinal permeability methods, in vivo human intestinal perfusion tests, and in vivo or in situ animal intestinal perfusion tests Is done. In vitro penetration experiments can be performed using excised human or animal intestinal tissue, and in vitro penetration experiments can be performed using monolayers of epithelial cells. Alternatively, non-human systems that can predict the extent of drug I absorption in humans can also be used (eg, in vitro epithelial cell culture methods). The drug substance is very permeable if the degree of absorption in humans is determined to be greater than 90% of the dose based on mass balance or based on comparison to a reference intravenous dose It is regarded. A drug substance is considered to be less permeable when the degree of absorption in humans is determined to be less than 90% of the dose based on mass balance or based on comparison to a reference intravenous dose. It is. IR drug product, drug substance labeling, measured at 100 rpm (or 50 rpm using Apparatus II) in the United States Pharmacopeia (USP) Apparatus I in each medium listed below with a volume of 900 ml or less If at least 85% of the amount dissolves within 30 minutes, it is considered to dissolve rapidly. The medium includes (1) 0.1N HCl, or simulated gastric fluid USP without enzyme, (2) pH 4.5 buffer, and (3) pH 6.8 buffer, or enzyme. There is no pseudo intestinal fluid USP.

BCSのクラスIIに属する薬物は、特に溶解性が低い、または溶解が遅いが、胃および/または腸の内層によって溶液から容易に吸収される薬物である。よって、吸収させるためには、消化管の内層に対して長い時間にわたって曝露することが必要である。このような薬物は、多数の治療クラスにおいて見られる。クラスIIの薬物は、特に溶解性が低い、または溶解が遅いが、胃および/または腸の内層によって溶液から容易に吸収される。吸収させるためには、消化管の内層に対して長い時間にわたって曝露することが必要である。このような薬物は、多数の治療クラスにおいて見られる。特に関心を引かれるクラスは、抗真菌薬、例えばイトラコナゾールである。既知のクラスIIの薬物の多くは、疎水性であり、長らく投与が困難であった。また、疎水性であることが原因となって、薬物を摂取するときに患者が食事を取っているか、または空腹時であるかによって、吸収に大きなばらつきが生じる傾向がある。このことが、血清濃度のピークレベルに対して影響を及ぼし、投与量の算出および投与計画を複雑にする。これらの薬物の多くは比較的安価でもあるので、単純な製剤法が求められ、収率がいくらか非効率でもかまわない。   Drugs belonging to BCS class II are drugs that are particularly poorly soluble or slow to dissolve, but are easily absorbed from solution by the stomach and / or intestinal lining. Therefore, in order to absorb, it is necessary to expose the inner layer of the digestive tract for a long time. Such drugs are found in numerous therapeutic classes. Class II drugs are particularly poorly soluble or slow to dissolve, but are easily absorbed from solution by the stomach and / or intestinal lining. In order to absorb, it is necessary to expose the lining of the gastrointestinal tract for a long time. Such drugs are found in numerous therapeutic classes. A class of particular interest is an antifungal agent such as itraconazole. Many of the known class II drugs are hydrophobic and have long been difficult to administer. Also, due to its hydrophobic nature, absorption tends to vary greatly depending on whether the patient is eating or fasting when taking the drug. This affects the peak level of serum concentration and complicates dose calculation and dosing schedules. Since many of these drugs are relatively inexpensive, a simple formulation is required and the yield may be somewhat inefficient.

本発明の好適な実施形態において、前記薬物は、イントラコナゾール(intraconazole)またはこれに関連した薬物であり、例えばフルオコナゾール(fluoconazole)、テルコナゾール、ケトコナゾール、およびサペルコナゾールなどである。   In a preferred embodiment of the present invention, the drug is intraconazole or related drugs, such as fluconazole, telconazole, ketoconazole, and saperconazole.

イトラコナゾールは、真菌感染を治療するために使用される、クラスIIの医薬であって、皮膚糸状菌(白癬感染)、カンジダ、マラセチア、およびクロモブラストマイコーシスなどを含む、広範囲の菌類に対して効果的である。イトラコナゾールは、細胞壁、イースト菌およびその他の真菌感染性病原菌の重要な酵素を破壊することによって機能する。イトラコナゾールは、テストステロンのレベルを下げることもでき、この特性によって、イトラコナゾールは前立腺癌の治療に有用であり、過剰な副腎コルティコステロイドホルモンの生成を減少させ、クッシング症候群の治療に有用である。イトラコナゾールは、カプセルおよび経口I溶液の形態で入手可能である。真菌感染の場合、経口カプセルの推薦される投与量は、200mg〜400mg、1日1回である。   Itraconazole is a class II drug used to treat fungal infections and is effective against a wide range of fungi including dermatophytes (tinea infection), Candida, Malassezia, and Chromoblast mycosis Is. Itraconazole functions by destroying key enzymes in the cell wall, yeast and other fungal infectious agents. Itraconazole can also lower testosterone levels, and this property makes itraconazole useful in the treatment of prostate cancer, reducing the production of excessive adrenal corticosteroid hormones and in the treatment of Cushing's syndrome. Itraconazole is available in the form of capsules and oral I solutions. For fungal infections, the recommended dosage for oral capsules is 200 mg to 400 mg once a day.

イトラコナゾールは、カプセルの形態では1992年以来、経口I溶液の形態では1997年以来、さらに、静脈注射処方薬の形態では1999年以来、入手可能である。イトラコナゾールは、非常に親油性の高い化合物であるので、脂肪組織および化膿性滲出液において、高い濃度を実現する。しかし、イトラコナゾールの水性流体内への溶け込みは、非常に限定的にしか起こらない。胃の酸性度と食べ物とが、経口処方薬の吸収に対して多大な影響を及ぼす(Bailey, et al.、Pharmacotherapy、10: 146〜153 (1990))。55%の生物学的利用能を有するにもかかわらず、イトラコナゾールの経口カプセルの吸収にはばらつきがあり、予測不可能である。   Itraconazole has been available since 1992 in the form of capsules, since 1997 in the form of oral I solution, and since 1999 in the form of intravenous prescriptions. Because itraconazole is a very lipophilic compound, it achieves high concentrations in adipose tissue and purulent exudates. However, the dissolution of itraconazole into the aqueous fluid occurs only very limitedly. Stomach acidity and food have a profound effect on the absorption of oral prescription drugs (Bailey, et al., Pharmacotherapy, 10: 146-153 (1990)). Despite having 55% bioavailability, the absorption of oral capsules of itraconazole is variable and unpredictable.

その他の好適な薬物としては、例えばグリセオフルビン、および例えばグリセオベルジンなどの、関連する化合物;複数種類の抗マラリア薬(例えばアトバコン);免疫系修飾薬(例えばシクロスポリン);心血管の薬物(例えばジゴキシンおよびスピロノラクトン);およびイブプロフェンなどのクラスIIの抗感染性薬物があげられる。さらに、ステロールまたはステロイドを使用してもよい。薬物、例えば、ダナゾール、カルバマゾピン(carbamazopine)、およびアシクロビルなどを、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。   Other suitable drugs include, for example, griseofulvin and related compounds such as glyceoverdin; multiple types of antimalarial drugs (eg, atovacon); immune system modifiers (eg, cyclosporine); cardiovascular drugs (eg, digoxin and spironolactone) And class II anti-infective drugs such as ibuprofen. In addition, sterols or steroids may be used. Drugs such as danazol, carbamazopine, and acyclovir may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

ダナゾールは、エチステロンに由来する合成ステロイドである。ダナゾールは、17a−プレグナ−2,4−ジエン−20−イノ[2,3−d]−イソキサゾール−17−オル(17a−Pregna−2,4−dien−20−yno[2,3−d]−isoxazol−17−ol)と表記され、式C2227NOで表わされ、分子量は337.46である。ダナゾールは、身体中に見られる天然ホルモン(アンドロゲン)のグループに類似の、合成ステロイドホルモンである。ダナゾールは、子宮内膜症の治療に使用され、線維嚢胞性乳腺疾患および遺伝性血管浮腫の治療にも有用である。ダナゾールには、脳下垂体によるゴナドトロピンと呼ばれるホルモンの産生を抑制することによって、エストロゲンのレベルを低減する機能がある。ゴナドトロピンは、通常、身体のプロセス、例えば、月経および排卵の原因となる性ホルモン、例えばエストロゲンおよびプロゲストーゲンなどの生成を活性化する。ダナゾールは経口投与され、投与量には直接関連していない生物学的利用能を有し、半減期は4時間〜5時間である。ダナゾールの投与量の増加は、血漿中濃度の増加に比例しない。投与量を2倍にしても、I血漿中濃度がわずか30%〜40%しか増加しないことが示されている。ダナゾールのピーク濃度は2時間以内に発生するが、治療効果は通常、毎日の投与量を摂取してからおよそ6週間〜8週間は発生しない。 Danazol is a synthetic steroid derived from ethisterone. Danazol is derived from 17a-pregna-2,4-diene-20-ino [2,3-d] -isoxazol-17-ol (17a-Pregna-2,4-dien-20-yno [2,3-d]. -Isoxazol-17-ol), represented by the formula C 22 H 27 NO 2 and having a molecular weight of 337.46. Danazol is a synthetic steroid hormone, similar to the group of natural hormones (androgens) found in the body. Danazol is used to treat endometriosis and is also useful for the treatment of fibrocystic mammary disease and hereditary angioedema. Danazol has the function of reducing estrogen levels by suppressing the production of a hormone called gonadotropin by the pituitary gland. Gonadotropins usually activate the production of body hormones such as sex hormones, such as estrogens and progestogens, that are responsible for menstruation and ovulation. Danazol is administered orally and has a bioavailability that is not directly related to dosage, with a half-life of 4-5 hours. An increase in danazol dose is not proportional to an increase in plasma concentration. It has been shown that doubling the dose increases the I plasma concentration by only 30% to 40%. The peak concentration of danazol occurs within 2 hours, but the therapeutic effect usually does not occur approximately 6-8 weeks after taking the daily dose.

アシクロビルは、抗ウイルス性薬剤として作用する、合成ヌクレオシド類似体である。アシクロビルは、カプセル、錠剤、および懸濁液の形態で、経口投与用に入手可能である。アシクロビルは、白色の結晶状の粉末で、2−アミノ−1,9−ジヒドロ−9−[(2−ヒドロキシエトキシ)メチル]−6H−プリン−6−オンと表記され、実験式C11で表わされ、分子量は225である。アシクロビルを、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。 Acyclovir is a synthetic nucleoside analog that acts as an antiviral agent. Acyclovir is available for oral administration in the form of capsules, tablets, and suspensions. Acyclovir is a white crystalline powder, expressed as 2-amino-1,9-dihydro-9-[(2-hydroxyethoxy) methyl] -6H-purin-6-one, and has the empirical formula C 8 H 11. It is represented by N 5 O 3 and has a molecular weight of 225. Acyclovir may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

アシクロビルは、一回の投与量が200mg、4時間ごとの投与の場合、絶対的生物学的利用能が20%であり、半減期は2.5時間〜3.3時間である。また、その生物学的利用能は、投与量が増加すると減少する。生物学的利用能は低いが、アシクロビルは、(ウイルスによってコードされた)チミジンキナーゼ(TK)に対する高い親和性を有するので、ウイルスの抑制活性において非常に特異的である。TKは、アシクロビルを、ウイルス性DNAの複製を防止するヌクレオチド類似体に変換する。この複製の防止は、ウイルス性DNAポリメラーゼを抑制および/または不活性化することによって、また、成長するウイルス性DNA鎖を終止させることによって実現される。   Acyclovir has an absolute bioavailability of 20% when administered at a dose of 200 mg every 4 hours and a half-life of 2.5 to 3.3 hours. Also, its bioavailability decreases with increasing dose. Although low in bioavailability, acyclovir is very specific in viral suppressive activity because it has a high affinity for thymidine kinase (TK) (encoded by the virus). TK converts acyclovir into nucleotide analogues that prevent viral DNA replication. This prevention of replication is achieved by suppressing and / or inactivating the viral DNA polymerase and terminating the growing viral DNA strand.

カルバマゼピンは、精神運動癲癇の治療において使用され、また、部分癲癇の治療において補助剤として使用される。カルバマゼピンは、三叉神経痛に関連した痛みを軽減または低減することもできる。カルバマゼピンは、単剤療法として、またはリチウムと組み合わせて、または神経遮断薬と組み合わせて与えられると、急性躁病の治療、および双極性障害の予防においても、有用であることが分かっている。カルバマゼピンを、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。   Carbamazepine is used in the treatment of psychomotor epilepsy and as an adjunct in the treatment of partial epilepsy. Carbamazepine can also reduce or reduce the pain associated with trigeminal neuralgia. Carbamazepine has been shown to be useful in the treatment of acute mania and in the prevention of bipolar disorder when given as a monotherapy or in combination with lithium or in combination with a neuroleptic. Carbamazepine may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

カルバマゼピンは、白色ないし黄色がかった白色の粉末で、5H ジベンゾ[b,フラゼピン−5−カルボキシアミド](5H dibenz[b,flazepine−5−carboxamide])と表記され、分子量は236.77である。カルバマゼピンは、水には実質的に不溶性で、アルコールおよびアセトンには溶解性である。カルバマゼピンの吸収は、錠剤形態の場合には生物学的利用能が89%であるにもかかわらず、比較的遅い。一回で経口摂取されると、カルバマゼピンの錠剤および咀嚼錠は、4時間〜24時間以内は、変化していないカルバマゼピンのピーク血漿中濃度を示す。安定状態におけるカルバマゼピンの血漿中濃度の、治療用範囲は、一般的に4mcg/mlと10mcg/mlとの間である。   Carbamazepine is a white to yellowish white powder, expressed as 5H dibenzo [b, furazepine-5-carboxamide] (5H dibenz [b, flazepine-5-carboxamide]), and has a molecular weight of 236.77. Carbamazepine is substantially insoluble in water and soluble in alcohol and acetone. The absorption of carbamazepine is relatively slow despite the 89% bioavailability in the tablet form. When taken orally at one time, carbamazepine tablets and chewable tablets show unchanged peak plasma concentrations of carbamazepine within 4 to 24 hours. The therapeutic range of plasma concentrations of carbamazepine at steady state is generally between 4 mcg / ml and 10 mcg / ml.

クラスIIに属するその他の代表的な化合物としては、ピロリ菌を殺す抗生物質、および治療用薬剤などがあげられる。前記ピロリ菌を殺す抗生物質としては、アモキシシリン、テトラアシリン、およびメトロニダゾールなどがあげられる。また、前記治療用薬剤としては、酸抑制薬(シメチジン、ラニチジン、ファモチジン、およびニザチジンなどのH2ブロッカー;オメプラゾール、ランソプラゾール、ラベプラゾール、エソメプラゾール、およびパントプラゾールなどのプロトンポンプ阻害薬)、粘膜防御強化薬(ビスマス塩;次サリチル酸ビスマス)、および/または粘液溶解薬(メガルドレート(megaldrate))などがあげられる。これらの種を、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。   Other representative compounds belonging to Class II include antibiotics that kill H. pylori, and therapeutic drugs. Examples of antibiotics that kill H. pylori include amoxicillin, tetraacillin, and metronidazole. The therapeutic drugs include acid inhibitors (H2 blockers such as cimetidine, ranitidine, famotidine, and nizatidine; proton pump inhibitors such as omeprazole, lansoprazole, rabeprazole, esomeprazole, and pantoprazole), enhanced mucosal defense Drugs (bismuth salt; bismuth subsalicylate), and / or mucolytic drugs (megalate). These species may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

前記の既知のクラスIIの薬物の多くは、疎水性であり、長らく投与が困難であった。また、疎水性であることが原因となって、薬物を摂取するときに患者が食事を取っているか、または空腹時であるかによって、吸収に大きなばらつきが生じる傾向がある。このことが、血清濃度のピークレベルに対して影響を及ぼし、投与量の算出および投与計画を複雑にする。これらの薬物の多くは比較的安価でもあるので、単純な製剤法が求められ、収率がいくらか非効率でもかまわない。   Many of the known class II drugs are hydrophobic and have been difficult to administer for a long time. Also, due to its hydrophobic nature, absorption tends to vary greatly depending on whether the patient is eating or fasting when taking the drug. This affects the peak level of serum concentration and complicates dose calculation and dosing schedules. Since many of these drugs are relatively inexpensive, a simple formulation is required and the yield may be somewhat inefficient.

本発明の好適な実施形態において、前記薬物は、イントラコナゾール(intraconazole)およびそれに関連したフルオコナゾール(fluoconazole)、テルコナゾール、ケトコナゾール、およびサペルコナゾールである。これらの種を、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。   In a preferred embodiment of the invention, the drug is intraconazole and its related fluconazole, terconazole, ketoconazole, and saperconazole. These species may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

イトラコナゾールは、真菌感染を治療するために使用される、クラスIIの医薬であって、皮膚糸状菌(白癬感染)、カンジダ、マラセチア、および黒色分芽菌症などを含む、広い範囲の菌類に対して効果的である。イトラコナゾールは、細胞壁、イースト菌の重要な酵素、およびその他の真菌感染性薬剤を破壊することによって機能する。イトラコナゾールは、テストステロンのレベルを下げることもでき、この特性によって、イトラコナゾールは前立腺癌を治療するときに有用であり、過度の副腎コルティコステロイドホルモンの生成を減少させ、クッシング症候群の治療に有用である。イトラコナゾールは、カプセルおよび経口溶液の形態で入手可能である。真菌感染の場合、経口カプセルの推薦される投与量は、200mg〜400mg、1日1回である。イトラコナゾールは、カプセルの形態では1992年以来、経口溶液の形態では1997年以来、さらに、静脈注射処方薬の形態では1999年以来、入手可能である。イトラコナゾールは、非常に親油性の高い化合物であるので、脂肪組織において、および化膿性を有する滲出液において、高い濃度を実現する。ただし、イトラコナゾールの水性流体内への貫入は、非常に限定的にしか起こらない。胃の酸性度と食べ物とが、経口処方薬の吸収に対して多大な影響を及ぼす(Bailey, et al.、Pharmacotherapy、10: 146〜153 (1990))。55%の生物学的利用能を有するにもかかわらず、イトラコナゾールの経口カプセルの吸収にはばらつきがあり、予測不可能である。   Itraconazole is a class II drug used to treat fungal infections against a wide range of fungi, including dermatophytes (ringworm infection), Candida, Malassezia, and melanococcal disease And effective. Itraconazole functions by destroying the cell wall, key yeast enzymes, and other fungal infectious agents. Itraconazole can also lower testosterone levels, and this property makes itraconazole useful in treating prostate cancer, reducing excessive adrenal corticosteroid hormone production and in treating Cushing's syndrome . Itraconazole is available in the form of capsules and oral solutions. For fungal infections, the recommended dosage for oral capsules is 200 mg to 400 mg once a day. Itraconazole has been available since 1992 in the form of capsules, since 1997 in the form of oral solutions, and since 1999 in the form of intravenous prescriptions. Because itraconazole is a very lipophilic compound, it achieves high concentrations in adipose tissue and in exudates with purulent properties. However, penetration of itraconazole into aqueous fluids occurs only very limitedly. Stomach acidity and food have a profound effect on the absorption of oral prescription drugs (Bailey, et al., Pharmacotherapy, 10: 146-153 (1990)). Despite having 55% bioavailability, the absorption of oral capsules of itraconazole is variable and unpredictable.

その他のクラスIIの薬物としては、例えばスルファサラジン、グリセオフルビン、および例えばグリセオベルジンなどの、関連する化合物;複数種類の抗マラリア薬(例えばアトバコン);免疫系修飾薬(例えばシクロスポリン);心血管の薬物(例えばジゴキシンおよびスピロノラクトン);およびイブプロフェン(鎮痛薬);リトナビル、ネビラピン、ロピナビル(抗ウイルス性);クロファジニン(clofazinine)(ハンセン病治療薬);ジロキサニドフランカルボン酸(抗アメーバ薬);グリベンクラミド(抗糖尿病薬);ニフェジピン(抗アンギナール薬);スピロノラクトン(利尿薬);例えばダナゾールなどの、ステロイド系薬;カルバマゼピン、および例えばアシクロビルなどの、抗ウイルス薬などのような抗感染性薬物があげられる。これらの種を、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。   Other class II drugs include, for example, sulfasalazine, griseofulvin, and related compounds such as griseoverdin; multiple types of antimalarials (eg, atovacon); immune system modifiers (eg, cyclosporine); cardiovascular drugs (eg, Digoxin and spironolactone); and ibuprofen (analgesic); ritonavir, nevirapine, lopinavir (antiviral); clofazine (therapeutic for leprosy); diloxanidofuran carboxylic acid (anti-amoeba); ); Nifedipine (anti-anginal); spironolactone (diuretic); steroidal drugs such as danazol; anti-viral drugs such as carbamazepine and acyclovir Dyeable drugs, and the like. These species may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

ダナゾールは、エチステロンに由来する合成ステロイドである。ダナゾールは、17a−プレグナ−2,4−ジエン−20−イノ[2,3−d]−イソキサゾール−17−オル(17a−Pregna−2,4−dien−20−yno[2,3−d]−isoxazol−17−ol)と表記され、式C2227NOで表わされ、分子量は337.46である。ダナゾールは、子宮内膜症、線維嚢胞性乳腺疾患、および遺伝性血管浮腫の治療に使用される。ダナゾールは、経口投与され、投与量には直接関連していない生物学的利用能を有し、半減期は4時間〜5時間である。ダナゾールの投与量の増加は、血漿中濃度の増加に比例しない。投与量を2倍にしても、血漿中濃度がわずか30%〜40%しか増加しないことが示されている。ダナゾールのピーク濃度は、2時間以内に発生するが、治療効果は通常、毎日の投与量を摂取してからおよそ6週間〜8週間は発生しない。 Danazol is a synthetic steroid derived from ethisterone. Danazol is derived from 17a-pregna-2,4-diene-20-ino [2,3-d] -isoxazol-17-ol (17a-Pregna-2,4-dien-20-yno [2,3-d]. -Isoxazol-17-ol), represented by the formula C 22 H 27 NO 2 and having a molecular weight of 337.46. Danazol is used to treat endometriosis, fibrocystic breast disease, and hereditary angioedema. Danazol is administered orally and has a bioavailability that is not directly related to dosage, with a half-life of 4-5 hours. An increase in danazol dose is not proportional to an increase in plasma concentration. It has been shown that doubling the dose increases plasma concentrations by only 30% to 40%. The peak concentration of danazol occurs within 2 hours, but the therapeutic effect usually does not occur approximately 6 to 8 weeks after taking the daily dose.

アシクロビルは、抗ウイルス性薬剤として作用する、合成ヌクレオシド類似体である。アシクロビルは、カプセル、錠剤、および懸濁液の形態で、経口投与用に入手可能である。アシクロビルは、白色の結晶状の粉末で、2−アミノ−1,9−ジヒドロ−9−[(2−ヒドロキシエトキシ)メチル]−6H−プリン−6−オンと表記され、実験式C11で表わされ、分子量は225である。アシクロビルは、一回の投与量が200mg、4時間ごとの投与の場合、絶対的生物学的利用能が20%であり、半減期は、2.5時間〜3.3時間である。また、その生物学的利用能は、投与量が増加すると減少する。生物学的利用能は低いが、アシクロビルは、(ウイルスによってコードされた)チミジンキナーゼ(TK)に対する高い親和性を有するので、ウイルスの抑制活性において非常に特異的である。TKは、アシクロビルを、ウイルス性DNAの複製を防止するヌクレオチド類似体に変換する。この複製の防止は、ウイルス性DNAポリメラーゼを抑制および/または不活性化することによって、また、成長するウイルス性DNA鎖を終止させることによって実現される。アシクロビルを、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。 Acyclovir is a synthetic nucleoside analog that acts as an antiviral agent. Acyclovir is available for oral administration in the form of capsules, tablets, and suspensions. Acyclovir is a white crystalline powder, expressed as 2-amino-1,9-dihydro-9-[(2-hydroxyethoxy) methyl] -6H-purin-6-one, and has the empirical formula C 8 H 11. It is represented by N 5 O 3 and has a molecular weight of 225. Acyclovir has an absolute bioavailability of 20% with a single dose of 200 mg every 4 hours and a half-life of 2.5 to 3.3 hours. Also, its bioavailability decreases with increasing dose. Although low in bioavailability, acyclovir is very specific in viral suppressive activity because it has a high affinity for thymidine kinase (TK) (encoded by the virus). TK converts acyclovir into nucleotide analogues that prevent viral DNA replication. This prevention of replication is achieved by suppressing and / or inactivating the viral DNA polymerase and terminating the growing viral DNA strand. Acyclovir may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

カルバマゼピンは、精神運動癲癇の治療において使用され、また、部分癲癇の治療において補助剤として使用される。カルバマゼピンは、三叉神経痛に関連した痛みを軽減または低減することもできる。カルバマゼピンは、単剤療法として、またはリチウムと組み合わせて、または神経遮断薬と組み合わせて与えられると、急性躁病の治療、および双極性障害の予防においても、有用であることが分かっている。カルバマゼピンは、白色ないし黄色がかった白色の粉末で、5H−ジベンゾ[b,f]アゼピン−5−カルボキシアミドと表記され、分子量は236.77である。カルバマゼピンは、水には実質的に不溶性で、アルコールおよびアセトンには溶解性である。カルバマゼピンの吸収は、錠剤形態の場合には生物学的利用能が89%であるにもかかわらず、比較的遅い。一回で経口摂取されると、カルバマゼピンの錠剤および咀嚼錠は、4時間〜24時間以内は、変化していないカルバマゼピンのピーク血漿中濃度を示す。安定状態におけるカルバマゼピンの血漿中濃度の、治療用範囲は、一般的に4mcg/mlと10mcg/mlとの間である。カルバマゼピンを、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。   Carbamazepine is used in the treatment of psychomotor epilepsy and as an adjunct in the treatment of partial epilepsy. Carbamazepine can also reduce or reduce the pain associated with trigeminal neuralgia. Carbamazepine has been shown to be useful in the treatment of acute mania and in the prevention of bipolar disorder when given as a monotherapy or in combination with lithium or in combination with a neuroleptic. Carbamazepine is a white to yellowish white powder, expressed as 5H-dibenzo [b, f] azepine-5-carboxamide, and has a molecular weight of 236.77. Carbamazepine is substantially insoluble in water and soluble in alcohol and acetone. The absorption of carbamazepine is relatively slow despite the 89% bioavailability in the tablet form. When taken orally at one time, carbamazepine tablets and chewable tablets show unchanged peak plasma concentrations of carbamazepine within 4 to 24 hours. The therapeutic range of plasma concentrations of carbamazepine at steady state is generally between 4 mcg / ml and 10 mcg / ml. Carbamazepine may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

BCSのクラスIVに属する薬物(浸透性低、溶解度低)は、水には特に溶解性が低いか、または溶解が遅く、さらにGI浸透性が非常に低い薬物である。   Drugs belonging to class IV of BCS (low permeability, low solubility) are drugs that have particularly low or low solubility in water and very low GI permeability.

クラスIV薬物は大多数が親油性薬物であり、その結果、GI浸透性が非常に低い。例としては、アセタゾラミド、フロセミド、トブラマイシン、セフロキスミン(cefuroxmine)、アロプリノール、ダプソン、ドキシサイクリン、パラセタモール、ナリジクス酸、クロロチアジド(clorothiazide)、トブラマイシン、シクロスポリン、タクロリムス、およびパクリタキセルなどがあげられる。タクロリムスは、ストレプトマイセスツクバエンシス(Streptomyces tsukubaensis)によって産生される、マクロライド免疫抑制薬である。タクロリムスは、肝臓、腎臓、心臓、骨髄、小腸および膵臓、肺および気管、皮膚、角膜、ならびに肢の、動物移植モデルにおける、宿主および移植された移植片の生存を引き伸ばす。タクロリムスは、T−リンパ球の活性化を抑制することによって(抑制のメカニズムは未知である)、免疫抑制薬として作用する。タクロリムスは、実験式C4469NO12・HOで表わされ、式量は822.05である。タクロリムスの外観は、白色結晶、または結晶性粉末である。タクロリムスは、水には実質的に不溶性で、エタノールには溶けやすく、メタノールおよびクロロホルムには極めて溶けやすい。タクロリムスは、カプセル、または注入用無菌溶液として、経口投与用に入手可能である。経口投与後の、消化管からのタクロリムスの吸収は、不十分で、ばらつきがある。一回の投与量が5mg、1日2回の摂取の場合、タクロリムスの絶対的生物学的利用能は、およそ17%である。パクリタキセルは、細胞傷害性活性と抗腫瘍活性とを示す、化学療法剤である。パクリタキセルは、Taxus baccataから、半合成プロセスにより得られる自然生産物である。パクリタキセルは、治療に応用できる大きな潜在的特性があることは定評がある一方で、治療用薬剤としては、患者に関連した短所がいくつかある。これらの短所は、部分的には、パクリタキセルの、水に対する極めて低い溶解度から生じる。低い溶解度のために、好適な投与形態で提供することが難しくなるのである。パクリタキセルの水への難溶性のために、現在(米国FDAによって)認可されている臨床的処方薬は、ポリオキシエチル化ヒマシ油(CREMOPHOR EL(登録商標))50%と無水アルコール50%とに、パクリタキセルを溶解させた6mg/mlパクリタキセル溶液からなる。Am. J. Hosp. Pharm., 48:1520〜1524〔1991〕。場合によっては、低い水溶解度を補償するためにパクリタキセルとともに投与されたCREMOPHOR(登録商標)との組み合わせによって、極度に強い反応(過敏症を含む)が起こる。市販のパクリタキセル処方薬に対して過敏症反応が起こったこと、および血液中でパクリタキセルが沈殿する可能性があることから、処方薬は、数時間かかけて注入しなければならない。さらに、患者は、注入に先立って、ステロイドおよび抗ヒスタアミン剤を用いた治療を、前もって受けなければならない。パクリタキセルは、白色ないし黄色がかった白色の結晶性粉末で、注入用の非水系溶液の形態で入手可能である。パクリタキセルは、非常に親油性が高く、水には不溶解性である。このような親油性を有する薬物は、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。 The majority of class IV drugs are lipophilic drugs and as a result have very low GI penetration. Examples include acetazolamide, furosemide, tobramycin, cefuroxmine, allopurinol, dapsone, doxycycline, paracetamol, nalidixic acid, chlorothiazide, tobramycin, cyclosporin, tacrolimus, and paclitaxel. Tacrolimus is a macrolide immunosuppressant produced by Streptomyces tsukubaensis. Tacrolimus extends host and transplanted graft survival in animal transplantation models of the liver, kidney, heart, bone marrow, small intestine and pancreas, lungs and trachea, skin, cornea, and limbs. Tacrolimus acts as an immunosuppressant by suppressing the activation of T-lymphocytes (the mechanism of suppression is unknown). Tacrolimus is represented by the empirical formula C 44 H 69 NO 12 · H 2 O, formula weight is 822.05. The appearance of tacrolimus is white crystals or crystalline powder. Tacrolimus is substantially insoluble in water, soluble in ethanol, and extremely soluble in methanol and chloroform. Tacrolimus is available for oral administration as a capsule or as a sterile solution for injection. Absorption of tacrolimus from the gastrointestinal tract after oral administration is inadequate and variable. When a single dose is 5 mg, taken twice daily, the absolute bioavailability of tacrolimus is approximately 17%. Paclitaxel is a chemotherapeutic agent that exhibits cytotoxic activity and antitumor activity. Paclitaxel is a natural product obtained from Taxus baccata by a semi-synthetic process. While paclitaxel has a good reputation for its great potential for therapeutic applications, it has several patient-related disadvantages as a therapeutic agent. These disadvantages stem in part from the very low solubility of paclitaxel in water. The low solubility makes it difficult to provide in a suitable dosage form. Due to the poor solubility of paclitaxel in water, currently approved clinical prescription drugs (by the US FDA) include 50% polyoxyethylated castor oil (CREMOPHOL EL®) and 50% absolute alcohol. And 6 mg / ml paclitaxel solution in which paclitaxel is dissolved. Am. J. Hosp. Pharm., 48: 1520-1524 [1991]. In some cases, extremely strong reactions (including hypersensitivity) occur in combination with CREMOPHOR® administered with paclitaxel to compensate for low water solubility. The prescription drug must be infused over several hours because of the hypersensitivity reaction to the commercial paclitaxel prescription drug and the potential for paclitaxel to precipitate in the blood. In addition, patients must receive prior treatment with steroids and antihistamines prior to infusion. Paclitaxel is a white to yellowish white crystalline powder and is available in the form of a non-aqueous solution for injection. Paclitaxel is very lipophilic and insoluble in water. Such lipophilic drugs may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

水に難溶性の化合物の例としては、以下に列挙する群から選択される難溶性の薬物などがあげられる。すなわち、プロスタグランジン類(例えば、プロスタグランジンE2、プロスタグランジンF2、およびプロスタグランジンE1)、プロテイナーゼ抑制剤(例えば、インジナビル、ネルフィナビル、リトナビル、サキナビル)、細胞傷害性剤(例えば、パクリタキセル、ドキソルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、イダルビシン、ゾルビシン、ミトキサントロン、アムサクリン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ビンデシン、ダクチオマイシン(dactiomycine)、ブレオマイシン)、メタロセン(例えば、二塩化チタンメタロセン)、および脂質と薬物との複合体(例えば、ジミナゼンステアレート、およびジミナゼンオレアート)、および一般に難溶性の抗感染薬(例えば、グリセオフルビン、ケトコナゾール、フルコナゾール、イトラコナゾール、クリンダマイシン)、特に抗寄生虫薬(例えば、クロロキン、メフロキン、プリマキン、バンコマイシン、ベクロニウム、ペンタミジン、メトロニダゾール、ニモラゾール、チニダゾール、アトバコン、プパルバコン(buparvaquone)、ニフルチモックス)、および抗炎症薬(例えば、シクロスポリン、メトトレキサート、アザチオプリン)などがあげられる。これらの生理活性化合物を、本発明のメソポーラス材料に装填してもよく、さらに、加工して薬学的組成物を形成してもよい。   Examples of poorly water-soluble compounds include poorly soluble drugs selected from the group listed below. That is, prostaglandins (eg, prostaglandin E2, prostaglandin F2, and prostaglandin E1), proteinase inhibitors (eg, indinavir, nelfinavir, ritonavir, saquinavir), cytotoxic agents (eg, paclitaxel, Doxorubicin, daunorubicin, epirubicin, idarubicin, zorubicin, mitoxantrone, amsacrine, vinblastine, vincristine, vindesine, dactiomycin, bleomycin), metallocene (eg, titanium dichloride metallocene), and complex of lipid and drug (Eg, diminazen stearate and diminazen oleate), and generally poorly soluble anti-infectives (eg, griseofulvin, ketoconazole, Conazole, itraconazole, clindamycin), especially antiparasitic drugs (eg, chloroquine, mefloquine, primaquine, vancomycin, vecuronium, pentamidine, metronidazole, nimorazole, tinidazole, atovakon, buparvaquone, niflutimox), and anti-inflammatory drugs (For example, cyclosporine, methotrexate, azathioprine) and the like. These bioactive compounds may be loaded into the mesoporous material of the present invention and further processed to form a pharmaceutical composition.

〔薬学的組成物〕
ホストとして生理活性種(例えば水に難溶性の薬物、または水に実質的に不溶性の薬物、または抗体の断片、またはヌクレオチドの断片)を保持する、本発明の規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料は、薬学的組成物として処方可能であり、哺乳類の宿主(例えば、ヒトの患者、または家畜)に対して選択された投与経路(つまり、経口経路、経口的経路、局所的経路、経口経路、非経口経路、直腸経路、またはその他の送達経路)に合わせたさまざまな形態で投与可能である。
[Pharmaceutical composition]
Mesoporous silica material having a regular structure according to the present invention that retains a biologically active species (for example, a poorly water-soluble drug, a drug substantially insoluble in water, or an antibody fragment or a nucleotide fragment) as a host Can be formulated as a pharmaceutical composition and is selected for a mammalian host (eg, human patient or livestock) (ie, oral route, oral route, topical route, oral route, It can be administered in various forms tailored to the parenteral, rectal, or other delivery routes.

本発明の規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料は、例えば特定の分子、例えばアプタマー(DNAアプタマー、RNAアプタマー、またはペプチドアプタマー)を結合するために、小さなオリゴ核酸またはペプチド分子に対してホストとなってもよい。小さなオリゴ核酸に対して宿主となる、または宿主となることを意図された、本発明のメソポーラス材料を使用して、このようなオリゴ核酸のハイブリッドを形成してもかまわない。   The mesoporous silica material having the regular structure of the present invention is a host for small oligonucleic acid or peptide molecules, for example to bind specific molecules, such as aptamers (DNA aptamers, RNA aptamers or peptide aptamers). May be. Such oligonucleic acid hybrids may be formed using the mesoporous materials of the present invention that are or are intended to be hosts for small oligonucleic acids.

本発明の規則的な構造を有するメソポーラス材料は、水に難溶性の薬物、BCSクラスIIの薬物、BCSクラスIVの薬物、または水に実質的に不溶性の化合物に対してホストとなり、該薬物を水性環境中で即時放出させることに、特に適している。例えば、イトラコナゾールを、本発明の規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料に装填してもよい。   The mesoporous material having a regular structure according to the present invention is a host for a poorly water-soluble drug, a BCS class II drug, a BCS class IV drug, or a compound substantially insoluble in water. It is particularly suitable for immediate release in an aqueous environment. For example, itraconazole may be loaded into a mesoporous silica material having the regular structure of the present invention.

本発明に係る前記薬学的組成物(製剤)は、例えば、「Guide Book of Japanese Pharmacopoeia」、Ed. Of Editorial Committee of Japanese Pharmacopoeia, Version No. 13,1996年7月10日, Hirokawa publishing companyから、必要に応じて選択される方法によって製造されてもよい。本発明の新規なメソポーラス材料を、抗体の小さな断片に対するホストとして使用してもよい。抗体の小さな断片の例としては、Fv」断片、単鎖のFv(scFv)抗体、抗体のFab断片、抗体のFab’断片、重鎖CDRまたは軽鎖CDRの抗体断片、またはアノボディ(anobodies)などがあげられる。   The pharmaceutical composition (formulation) according to the present invention is, for example, from “Guide Book of Japanese Pharmacopoeia”, Ed. Of Editorial Committee of Japanese Pharmacopoeia, Version No. 13, July 10, 1996, Hirokawa publishing company, You may manufacture by the method selected as needed. The novel mesoporous material of the present invention may be used as a host for small fragments of antibodies. Examples of small fragments of antibodies include Fv 'fragments, single chain Fv (scFv) antibodies, antibody Fab fragments, antibody Fab' fragments, heavy chain or light chain CDR antibody fragments, or anobodies, etc. Can be given.

洗浄され、乾燥され、焼成され、そして水に難溶性の生理活性種が、細孔に装填されたCOK−10材料では、水に難溶性の生理活性種の、水媒質中への放出速度が改善される。   For COK-10 materials that have been washed, dried, calcined and loaded with water-insoluble bioactive species in the pores, the rate of release of water-insoluble bioactive species into the aqueous medium is increased. Improved.

本発明によれば、本発明の製造方法が実施され得るマイルドな条件を考慮すれば、該製造方法を使用して、水溶液B中に存在する薬物を、合成プロセス中にカプセルにすることができる。   According to the present invention, considering the mild conditions under which the production method of the present invention can be implemented, the production method can be used to encapsulate the drug present in the aqueous solution B during the synthesis process. .

〔規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料への装填〕
溶媒50/50 V/V ジクロロメタン/エタノール中の溶液を、例えば、以下に列挙する1)〜7)の生理活性種に対して調製することができる。すなわち、1)イトラコナゾール。2)イトラコナゾール誘導体。3)極性を有する表面積(PSA)が、60Åから200Åの範囲、より好ましくは70Åから160Åの範囲、さらに好ましくは80Åから140Åの範囲、なお好ましくは90Åから120Åの範囲、およびもっとも好ましくは95Åから110Åの範囲である、トリアゾール化合物。4)分配係数(XlogP)が、4〜9の範囲、さらに好ましくは5〜8の範囲、およびもっとも好ましくは6〜7の範囲である、トリアゾール化合物。5)自由に回転する結合を11個以上有する、トリアゾール化合物。6)極性を有する表面積(PSA)が80から200の範囲であり、分配係数が3から8の範囲であり、自由に回転する結合を8個〜16個有するトリアゾール化合物。または、7)極性を有する表面積が80Åを超える、トリアゾール化合物である。超音波処理を使用して、イトラコナゾールの溶解プロセスをスピードアップしてもよい。生理活性種を容易に溶媒混合物1mlあたり50mg溶解させる溶液は、生理活性種をメソポーラス材料の細孔に装填して、該メソポーラス材料内で分子として分散せるために、本発明のメソポーラス材料に含浸させるのに適している。
[Loading into a mesoporous silica material having a regular structure]
Solutions in solvent 50/50 V / V dichloromethane / ethanol can be prepared, for example, for the bioactive species 1) -7) listed below. 1) Itraconazole. 2) Itraconazole derivatives. 3) surface area having a polarity (PSA) is in the range of from 60 Å 2 of 200 Å 2, more preferably from 70 Å 2 range 160 Å 2, more preferably in the range from 80 Å 2 of 140 Å 2, Note preferably from 90 Å 2 of 120 Å 2 Triazole compounds in the range, and most preferably in the range of 95 2 to 110 2 . 4) A triazole compound having a partition coefficient (XlogP) in the range of 4-9, more preferably in the range of 5-8, and most preferably in the range of 6-7. 5) A triazole compound having 11 or more freely rotating bonds. 6) A triazole compound having a polar surface area (PSA) in the range of 80 to 200, a partition coefficient in the range of 3 to 8, and 8 to 16 freely rotating bonds. Or 7) a triazole compound having a polar surface area of more than 80%. Sonication may be used to speed up the itraconazole dissolution process. A solution that readily dissolves 50 mg of bioactive species per ml of the solvent mixture is impregnated into the mesoporous material of the present invention so that the bioactive species are loaded into the pores of the mesoporous material and dispersed as molecules in the mesoporous material. Suitable for

水に実質的に不溶性の化合物、または水に難溶性の化合物を溶解させるのに一般的に適した、もう一つの溶媒は、ジクロロメタン(CHCl)である。本発明のメソポーラス材料に含浸させ、その細孔に生理活性種を装填させるために、1mlに生理活性種を50mg溶解させた溶液を使用してもよい。しかし、ジクロロメタンは、他の有機(炭素を含有した)溶媒、例えば、反応に対して不活性な溶媒、つまり、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−プロパノール、N−メチル−ピロリジノン、クロロホルム、ヘキサフルオロイソプロパノールなどによって代替可能である。代替に特に適しているものとしては、1,4−ジオキサン(/−CH−CH−O−CH−CH−O−\)、テトラヒドロフラン(/−CH−CH−O−CH−CH−\)、アセトン(CH−C(=O)−CH)、アセトニトリル(CH−C≡N)、ジメチルホルムアミド(H−C(=O)N(CH)、またはジメチルスルホキシド(CH−S(=O)−CH)からなる群から選択される、極性を有する非プロトン性の溶媒、または例えば、ヘキサン(CH−CH−CH−CH−CH−CH)、ベンゼン(C)、トルエン(C−CH)、ジエチルエーテル(CHCH−O−CH−CH)、クロロホルム(CHCl)、酢酸エチル(CH−C(=O)−O−CH−CH)などの、極性を有しない溶媒からなる群から選択される溶媒があげられる。また、この発明の意味にふさわしい有機(炭素を含有した)溶媒としては、水に難溶性の生理活性種または薬物が溶解する溶媒、または水に難溶性の薬物が高い溶解性を示す有機溶媒などの溶媒があげられる。例えば、フッ化アルコール(例えばヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP−(CFCHOH))などの、強い水素結合性を示す有機化合物は、水素結合受容体として作用する、水に難溶性の物質(例えばアミドおよびエーテル)を溶解させるために、使用可能である。生理活性種、またはアミドクラスの薬物化合物は、電気陰性の酸素原子および窒素原子と、電気中性の炭素原子との間の共有結合から生じる、カルボニル(C=O)およびエーテル(N−C)双極子を含んでいる。また一方で、一級アミドおよび二級アミドも、N−H双極子を、それぞれ2つおよび1つ含有している。C=O双極子の存在、および(C=O双極子よりは度合いは低いものの)N−C双極子の存在によって、アミドが水素結合受容体として作用できるようになり、それゆえHFIPはふさわしい溶媒となる。例えば、有機溶媒のもう一つの群は、極性を有しない溶媒であり、例えばハロゲン化炭化水素(例えばジクロロメタン、クロロホルム、クロロエタン、トリクロロエタン、四塩化炭素など)があげられる。これらのうちで、もっとも好ましいのは、ジクロロメタン(DCM)または塩化メチレンであり、これらは、生理活性種または薬物、例えば、ジアゼパム、α−メチル−p型チロシン、フェンシクリジン、キノリン酸、シンバスタチン、ロバスタチン;パクリタキセル、アルカロイド、およびカンナビノイドなどに対して、好適な溶媒である。一般的な溶媒および薬物化合物については、ファイルおよびデータベース(例えば、Cosmologic Gmbh & Co、GK社のCOSMOfiles(商標))が、利用可能であり、当業者が、難溶性の既知の生物活性種を、規則的な構造を有するメソポーラスな酸化物に装填するのにふさわしい溶媒を選択できる。新しい構造については、任意の溶媒における薬物の溶解度を、基本的な物性と相平衡状態関係と含む熱力学的基準を使って、例えば計算機化学のエキスパートシステムおよび流体力学のエキスパートシステム(T. Bieker,K.H. Simmrock,Comput. Chem. Eng. 18〔Suppl. 1〕〔1993〕S25-S29;K.G.Joback,G. Stephanopoulos,Adv. Chem. Eng. 21〔1995〕257〜311;L. Constantinou,K. Bagherpour,R. Gani,J.A. Klein,D.T. Wu,Comput. Chem. Eng. 20〔1996〕685-702.;J. Gmehling、C. Moellmann,Ind. Eng. Chem. Res. 37〔1998〕3112-3123;およびM. Hostrup,P.M. Harper,R. Gani,Comput. Chem. Eng. 23〔1999〕1395〜1414 and R. Zhao,H. Cabezas,S.R. Nishtala,Green Chemical Syntheses and Processes,ACS Symposium Series 767,American Chemical Society,Washington,DC,2000、pp.230〜243)によって、算出することができる。該エキスパートシステムとしては、例えば、特徴が解明されている複数の分子のデータベースと相互作用する、Cosmologic Gmbh & Co、GK社のCOSMOfrag/COSMOtherm(商標)があげられる。あるいは、例えばBiomek(登録商標)FX of Milliporeのような自動薬物溶解度テスターを、当業者は使用して、選択された化合物の水溶解度を、簡単に試験することができる。 Another solvent that is generally suitable for dissolving compounds that are substantially insoluble in water or poorly soluble in water is dichloromethane (CH 2 Cl 2 ). In order to impregnate the mesoporous material of the present invention and fill the pores with the bioactive species, a solution having 50 mg of the bioactive species dissolved in 1 ml may be used. However, dichloromethane can be used in other organic (carbon-containing) solvents such as solvents inert to the reaction, ie 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, 2-propanol, N-methyl-pyrrolidinone, chloroform, hexa It can be replaced by fluoroisopropanol. As being particularly suitable for alternative, 1,4-dioxane (/ -CH 2 -CH 2 -O- CH 2 -CH 2 -O-\), tetrahydrofuran (/ -CH 2 -CH 2 -O- CH 2 -CH 2 -\), acetone (CH 3 -C (= O) -CH 3), acetonitrile (CH 3 -C≡N), dimethylformamide (H-C (= O) N (CH 3) 2) Or a polar aprotic solvent selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide (CH 3 —S (═O) —CH 3 ), or, for example, hexane (CH 3 —CH 2 —CH 2 —CH 2) -CH 2 -CH 3), benzene (C 6 H 6), toluene (C 6 H 5 -CH 3) , diethyl ether (CH 3 CH 2 -O-CH 2 -CH 3), chloroform (CHCl 3), Acetic acid Chill (CH 3 -C (= O) -O-CH 2 -CH 3) , such as, a solvent selected from the group consisting of solvent having no polar and the like. In addition, as an organic (carbon-containing) solvent suitable for the meaning of the present invention, a solvent in which a physiologically active species or a drug hardly soluble in water is dissolved, an organic solvent in which a poorly soluble drug is highly soluble, or the like The solvent is mentioned. For example, an organic compound exhibiting strong hydrogen bonding, such as a fluorinated alcohol (for example, hexafluoroisopropanol (HFIP- (CF 3 ) 2 CHOH)), acts as a hydrogen bond acceptor and has a poorly water-soluble substance (for example, Amides and ethers) can be used to dissolve. Bioactive species, or amide class drug compounds, are carbonyls (C = O) and ethers (NC) resulting from covalent bonds between electronegative oxygen and nitrogen atoms and electroneutral carbon atoms. Contains a dipole. On the other hand, primary amides and secondary amides also contain two and one NH dipoles, respectively. The presence of the C = O dipole and, to a lesser extent than the C = O dipole, allows the amide to act as a hydrogen bond acceptor, so HFIP is a suitable solvent. It becomes. For example, another group of organic solvents are nonpolar solvents such as halogenated hydrocarbons (eg, dichloromethane, chloroform, chloroethane, trichloroethane, carbon tetrachloride, etc.). Of these, most preferred are dichloromethane (DCM) or methylene chloride, which are bioactive species or drugs such as diazepam, α-methyl-p-tyrosine, phencyclidine, quinolinic acid, simvastatin, Lovastatin; a suitable solvent for paclitaxel, alkaloids, cannabinoids and the like. For common solvents and drug compounds, files and databases (e.g., Cosmologic Gmbh & Co, GK's COSMOfiles (TM)) are available, and those skilled in the art can use known bioactive species that are sparingly soluble. A suitable solvent can be selected for loading into a mesoporous oxide having a regular structure. For new structures, using thermodynamic criteria including drug solubility in any solvent, including basic physical properties and phase equilibrium relationships, for example, computational chemistry expert systems and fluid dynamics expert systems (T. Bieker, KH Simmrock, Comput. Chem. Eng. 18 [Suppl. 1] [1993] S25-S29; KG Joback, G. Stephanopoulos, Adv. Chem. Eng. 21 [1995] 257-311; Bagherpour, R. Gani, JA Klein, DT Wu, Comput. Chem. Eng. 20 [1996] 685-702; J. Gmehling, C. Moellmann, Ind. Eng. Chem. Res. 37 [1998] 3112-3123 And M. Hostrup, PM Harper, R. Gani, Comput. Chem. Eng. 23 [1999] 1395-1414 and R. Zhao, H. Cabezas, SR Nishtala, Green Chemical Syntheses and Processes, ACS Symposium Series 767, American Chemical Society, Washington, DC, 2000, pp. 230-243). Examples of such expert systems include Cosmologic Gmbh & Co, GK's COSMOfrag / COSMOtherm (trademark), which interacts with a database of multiple molecules whose characteristics have been elucidated. Alternatively, an automated drug solubility tester such as, for example, Biomek® FX of Millipore can be used by one skilled in the art to easily test the water solubility of a selected compound.

〔実施例〕
以下の実施例は、COK−12の合成を開示し、狭いメソ細孔径分布を得るための、もっとも好ましい合成条件を説明する。
〔Example〕
The following examples disclose the synthesis of COK-12 and describe the most preferred synthesis conditions to obtain a narrow mesopore size distribution.

〔水溶液1〜10の調製〕
10gのP123(BASF社、ベルギー)と、9.2gのクエン酸一水和物(Riedel−de Haen社、ドイツ)と、6.35のgのトリクエン酸ナトリウム(UCB社、ベルギー)とを、脱イオン水(268.75g)に溶解させることによって、pH4.0の水溶液(界面活性剤P123)1を調製した。
[Preparation of aqueous solutions 1-10]
10 g P123 (BASF, Belgium), 9.2 g citric acid monohydrate (Riedel-de Haen, Germany) and 6.35 g sodium tricitrate (UCB, Belgium) An aqueous solution (surfactant P123) 1 having a pH of 4.0 was prepared by dissolving in deionized water (268.75 g).

4.83gのケイ酸ナトリウム溶液(extra pure、NaO:7.5wt%、SiO:26.5〜28.5wt%、Merck社製、ドイツ)を、脱イオン水(13.95g)を使って希釈することによって、pH11.0の水溶液(ケイ酸塩の前駆体)2を調製した。 4.83 g of sodium silicate solution (extra pure, Na 2 O: 7.5 wt%, SiO 2 : 26.5 to 28.5 wt%, manufactured by Merck, Germany), deionized water (13.95 g) An aqueous solution (silicate precursor) 2 with a pH of 11.0 was prepared by diluting with use.

28.6gのP123(BASF社、ベルギー)と、25.8gのクエン酸一水和物(Riedel−de Haen社、ドイツ)と、17.8gのトリクエン酸ナトリウム(UCB社、ベルギー)とを、脱イオン水(753.8g)に溶解させることによって、pH4.0の水溶液(界面活性剤P123)3を調製した。   28.6 g P123 (BASF, Belgium), 25.8 g citric acid monohydrate (Riedel-de Haen, Germany), and 17.8 g sodium tricitrate (UCB, Belgium) A pH 4.0 aqueous solution (surfactant P123) 3 was prepared by dissolving in deionized water (753.8 g).

7.27gのケイ酸ナトリウム溶液(extra pure、NaO:7.5wt%、SiO:26.5〜28.5wt%、Merck社製、ドイツ)を、脱イオン水(20.98g)を使って希釈することによって、pH11.0の水溶液(ケイ酸塩の前駆体)4を調製した。 7.27 g of sodium silicate solution (extra pure, Na 2 O: 7.5 wt%, SiO 2 : 26.5 to 28.5 wt%, Merck, Germany), deionized water (20.98 g) A pH 11.0 aqueous solution (silicate precursor) 4 was prepared by diluting with use.

10.10gのP123(BASF社、ベルギー)と、7.33gのクエン酸一水和物(Riedel−de Haen社、ドイツ)と、17.8gのトリクエン酸ナトリウム(UCB社、ベルギー)とを、脱イオン水(263.41g)に溶解させることによって、pH4.7の水溶液(界面活性剤P123)5を調製した。   10.10 g P123 (BASF, Belgium), 7.33 g citric acid monohydrate (Riedel-de Haen, Germany), and 17.8 g sodium tricitrate (UCB, Belgium) An aqueous solution (surfactant P123) 5 having a pH of 4.7 was prepared by dissolving in deionized water (263.41 g).

11.68gのケイ酸ナトリウム溶液(extra pure、NaO:7.5wt%、SiO:26.5〜28.5wt%、Merck社製、ドイツ)を、脱イオン水(33.74g)を使って希釈することによって、pH11.0の水溶液(ケイ酸塩の前駆体)6を調製した。 11.68 g of sodium silicate solution (extra pure, Na 2 O: 7.5 wt%, SiO 2 : 26.5 to 28.5 wt%, manufactured by Merck, Germany), deionized water (33.74 g) A pH 11.0 aqueous solution (silicate precursor) 6 was prepared by diluting with use.

111.28gのP123(BASF社、ベルギー)と、100.22gのクエン酸一水和物(Riedel−de Haen社、ドイツ)と、69.22gのトリクエン酸ナトリウム(UCB社、ベルギー)とを、脱イオン水(2928g)に溶解させることによって、pH5.0の水溶液(界面活性剤P123)7を調製した。   111.28 g P123 (BASF, Belgium), 100.22 g citric acid monohydrate (Riedel-de Haen, Germany), 69.22 g sodium tricitrate (UCB, Belgium), An aqueous solution (surfactant P123) 7 having a pH of 5.0 was prepared by dissolving in deionized water (2928 g).

145.28gのケイ酸ナトリウム溶液(extra pure、NaO:7.5wt%、SiO:26.5〜28.5wt%、Merck社製、ドイツ)を、脱イオン水(419.65g)を使って希釈することによって、pH11.0の水溶液(ケイ酸塩の前駆体)8を調製した。 145.28 g of sodium silicate solution (extra pure, Na 2 O: 7.5 wt%, SiO 2 : 26.5 to 28.5 wt%, manufactured by Merck, Germany), deionized water (419.65 g) A pH 11.0 aqueous solution (silicate precursor) 8 was prepared by diluting with use.

水性緩衝液に、4gのP123(BASF社、ベルギー)を、一晩かけて溶解させることによって、水溶液(界面活性剤P123)9を調製した。なお、この水性緩衝液は、脱イオン水(107.5g)に、3.7gのクエン酸一水和物(Riedel−de Haen社、ドイツ)と、2.54gのトリクエン酸ナトリウム(UCB社、ベルギー)とを溶解してなる、pH4.9の水溶液である。   An aqueous solution (surfactant P123) 9 was prepared by dissolving 4 g of P123 (BASF, Belgium) in an aqueous buffer solution overnight. This aqueous buffer was prepared by adding 3.7 g of citric acid monohydrate (Riedel-de Haen, Germany) and 2.54 g of sodium tricitrate (UCB, (Belgium) and an aqueous solution having a pH of 4.9.

10.4gのケイ酸ナトリウム溶液(NaOH:10重量%、SiO:27重量%、Merck社製、ドイツ)を、脱イオン水(30.0g)を使って希釈することによって、pH11.0の水溶液(ケイ酸塩の前駆体)10を調製した。 By diluting 10.4 g of sodium silicate solution (NaOH: 10 wt%, SiO 2 : 27 wt%, Merck, Germany) with deionized water (30.0 g), the pH of 11.0 An aqueous solution (silicate precursor) 10 was prepared.

〔実施例1〕
使用した実験設備構成を、図1に概略的に図示する。図中において、Aは、シリカ前駆体を含む水溶液A;ATは水溶液Aを搬送するチューブ;Bは、ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体と、pKaが3〜9の範囲である酸を含む水溶液B;BTは水溶液Bを搬送するチューブ;Mは混合用チューブ;Cは回収器;Sは分離器;およびDは乾燥器/焼炉である。灌流ポンプの2つのシリンジは、それぞれ長さが20cm、内径が1.6mmであった。また、円筒部の端部は、90°の角度をなすSwagelok社のT型結合用具によって、長さが160cm、内径が1.6mmの混合用チューブに連結した。上述の2つのシリンジの一方には水溶液1を充填し、他方には水溶液2を充填した。また、水溶液1および水溶液2は、それぞれ99.0ml/h(49.2m/h)および37.2ml/h(18.5m/h)の流量で噴射され、互いにぶつかりあい、長さが160cmの混合用チューブに入った。こうすることによって、得られた混合物においてpH5.0を達成した。前記混合用パイプを通過する線速度は、67.77m/hであった。また、混合用チューブ中における、水溶液1と水溶液2との混合物の滞留時間は、85秒であった。
[Example 1]
The experimental setup used is schematically illustrated in FIG. In the figure, A is an aqueous solution A containing a silica precursor; AT is a tube carrying the aqueous solution A; B is a poly (alkylene oxide) triblock copolymer and an acid having a pKa in the range of 3-9. BT is a tube carrying the aqueous solution B; M is a mixing tube; C is a collector; S is a separator; and D is a dryer / burner. The two syringes of the perfusion pump each had a length of 20 cm and an inner diameter of 1.6 mm. Further, the end of the cylindrical portion was connected to a mixing tube having a length of 160 cm and an inner diameter of 1.6 mm by a Swagelok T-shaped coupling tool having an angle of 90 °. One of the two syringes described above was filled with aqueous solution 1 and the other was filled with aqueous solution 2. In addition, the aqueous solution 1 and the aqueous solution 2 are jetted at flow rates of 99.0 ml / h (49.2 m / h) and 37.2 ml / h (18.5 m / h), respectively, collide with each other, and have a length of 160 cm. Entered mixing tube. By doing so, a pH of 5.0 was achieved in the resulting mixture. The linear velocity passing through the mixing pipe was 67.77 m / h. The residence time of the mixture of the aqueous solution 1 and the aqueous solution 2 in the mixing tube was 85 seconds.

複数台のポンプを同時に始動させた。接触したときに、シリカの凝縮が容易に視認できた。粒子は、チュービングを通って流出し、バイアルに回収された。遠心分離およびデカンテーションを用いて回収した粒子を、脱イオン水で3回洗浄した。その結果得られた材料は、まず100℃で2時間乾燥させ、つぎにオーブンで、1℃/mの速度で300℃の温度まで加熱し、そして温度を300℃で8時間保持することによって、焼成した。   Multiple pumps were started simultaneously. When contacted, silica condensation was easily visible. The particles flowed through the tubing and were collected in a vial. The particles collected using centrifugation and decantation were washed 3 times with deionized water. The resulting material was first dried at 100 ° C. for 2 hours, then heated in an oven at a rate of 1 ° C./m to a temperature of 300 ° C. and held at 300 ° C. for 8 hours, Baked.

得られた材料の特性を、Micromeritics社のTristar装置を使用して窒素吸着を実施することによって求めた。測定に先立って、サンプルを、200℃で10時間(温度上昇速度:5℃/m)前処理した。等温線および細孔径分布を、それぞれ図2Aおよび図2Bに示した。また、図3A、図3B、および図3Cに示した、得られた焼成済みメソポーラスシリカのTEM顕微鏡写真には、メソ相のP6mの六角形状の規則的な構造が、明確に現れている。   The properties of the resulting material were determined by performing nitrogen adsorption using a Micromeritics Tristar apparatus. Prior to measurement, the sample was pretreated at 200 ° C. for 10 hours (temperature rise rate: 5 ° C./m). The isotherm and pore size distribution are shown in FIGS. 2A and 2B, respectively. In addition, in the TEM micrographs of the obtained calcined mesoporous silica shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, a regular structure of hexagonal P6m in the mesophase appears clearly.

〔実施例2〕
混合用チューブの長さを30cm短くし、内径を大きくしたこと以外は、実施例1と同じ実験設備構成を使用した。灌流ポンプの2つのシリンジ(それぞれ長さが20cm、内径が1.6mm)の一方には水溶液3を充填し、他方には水溶液4を充填した。また、水溶液3および水溶液4は、それぞれ198ml/h(98.5m/h)および74.4ml/h(37.0m/h)の流量で噴射され、互いにぶつかりあい、長さが30cm、内径が3.2mmの混合用チューブに入った。こうすることによって、得られた混合物においてpH5.6を達成した。前記混合用パイプを通過する線速度は、33.89m/hであった。また、混合用チューブ中における、水溶液3と水溶液4との混合物の滞留時間は、31.9秒であった。
[Example 2]
The same experimental equipment configuration as in Example 1 was used except that the length of the mixing tube was reduced by 30 cm and the inner diameter was increased. One of the two syringes of the perfusion pump (each 20 cm in length and 1.6 mm in inner diameter) was filled with the aqueous solution 3, and the other was filled with the aqueous solution 4. In addition, the aqueous solution 3 and the aqueous solution 4 are jetted at flow rates of 198 ml / h (98.5 m / h) and 74.4 ml / h (37.0 m / h), respectively, collide with each other, have a length of 30 cm, and an inner diameter of Entered 3.2 mm mixing tube. By doing so, a pH of 5.6 was achieved in the resulting mixture. The linear velocity passing through the mixing pipe was 33.89 m / h. Moreover, the residence time of the mixture of the aqueous solution 3 and the aqueous solution 4 in the mixing tube was 31.9 seconds.

複数台のポンプを同時に始動させた。接触したときに、シリカの凝縮が容易に視認できた。粒子は、チュービングを通って流出し、バイアルに回収された。真空濾過を用いて回収した粒子を、300mlの脱イオン水で洗浄した。その結果得られた材料は、まず100℃で2時間乾燥させ、つぎにオーブンで、1℃/mの速度で550℃の温度まで加熱し、そして温度を550℃で8時間保持することによって、焼成した。   Multiple pumps were started simultaneously. When contacted, silica condensation was easily visible. The particles flowed through the tubing and were collected in a vial. The particles collected using vacuum filtration were washed with 300 ml deionized water. The resulting material was first dried at 100 ° C. for 2 hours, then heated in an oven at a rate of 1 ° C./m to a temperature of 550 ° C. and held at 550 ° C. for 8 hours, Baked.

得られた材料の特性を、Micromeritics社のTristar装置を使用して窒素吸着を実施することによって求めた。測定に先立って、サンプルを、300℃で10時間(温度上昇速度:5℃/m)前処理した。等温線および細孔径分布を、それぞれ図4Aおよび図4Bに示した。   The properties of the resulting material were determined by performing nitrogen adsorption using a Micromeritics Tristar apparatus. Prior to measurement, the sample was pretreated at 300 ° C. for 10 hours (temperature rise rate: 5 ° C./m). The isotherm and pore size distribution are shown in FIGS. 4A and 4B, respectively.

〔実施例3〕
実施例2と同じ実験設備構成を使用した。灌流ポンプの2つのシリンジ(それぞれ長さが20cm、内径が1.6mm)の一方には水溶液5を充填し、他方には水溶液6を充填した。また、水溶液5および水溶液6は、それぞれ198.0ml/h(98.5m/h)および74.4ml/h(37.0m/h)の流量で噴射され、互いにぶつかりあい、長さが30cm、内径が3.2mmの混合用チューブに入った。こうすることによって、得られた混合物においてpH5.6を達成した。前記混合用パイプを通過する線速度は、33.89m/hであった。また、混合用チューブ中における、水溶液5と水溶液6との混合物の滞留時間は、31.9秒であった。
Example 3
The same experimental equipment configuration as in Example 2 was used. One of the two syringes of the perfusion pump (each 20 cm in length and 1.6 mm in inner diameter) was filled with the aqueous solution 5 and the other was filled with the aqueous solution 6. In addition, the aqueous solution 5 and the aqueous solution 6 are jetted at flow rates of 198.0 ml / h (98.5 m / h) and 74.4 ml / h (37.0 m / h), respectively, collide with each other, and have a length of 30 cm. It entered a mixing tube having an inner diameter of 3.2 mm. By doing so, a pH of 5.6 was achieved in the resulting mixture. The linear velocity passing through the mixing pipe was 33.89 m / h. Moreover, the residence time of the mixture of the aqueous solution 5 and the aqueous solution 6 in the mixing tube was 31.9 seconds.

複数台のポンプを同時に始動させた。接触したときに、シリカの凝縮が容易に視認できた。粒子は、チュービングを通って流出し、バイアルに回収された。真空濾過を用いて回収した粒子を、脱イオン水で洗浄した。その結果得られた材料は、まず100℃で2時間乾燥させ、つぎにオーブンで、1℃/mの速度で300℃の温度まで加熱し、そして温度を300℃で8時間保持し、さらに1℃/mの速度で550℃の温度まで8時間加熱することによって、焼成した。   Multiple pumps were started simultaneously. When contacted, silica condensation was easily visible. The particles flowed through the tubing and were collected in a vial. The particles collected using vacuum filtration were washed with deionized water. The resulting material was first dried at 100 ° C. for 2 hours, then heated in an oven at a rate of 1 ° C./m to a temperature of 300 ° C., and held at 300 ° C. for 8 hours, further 1 Firing was carried out by heating to a temperature of 550 ° C for 8 hours at a rate of ° C / m.

得られた材料の特性を、Micromeritics社のTristar装置を使用して窒素吸着を実施することによって求めた。測定に先立って、サンプルを、300℃で10時間(温度上昇速度:5℃/m)前処理した。等温線および細孔径分布を、それぞれ図5Aおよび図5Bに示した。また、図6Aおよび図6Bに示した、得られた焼成済みメソポーラスシリカのTEM顕微鏡写真には、メソ相のP6mの六角形状の規則的な構造が、明確に現れている。   The properties of the resulting material were determined by performing nitrogen adsorption using a Micromeritics Tristar apparatus. Prior to measurement, the sample was pretreated at 300 ° C. for 10 hours (temperature rise rate: 5 ° C./m). The isotherm and pore size distribution are shown in FIGS. 5A and 5B, respectively. In addition, in the TEM micrograph of the obtained calcined mesoporous silica shown in FIGS. 6A and 6B, a regular structure of a hexagonal shape of P6m in the mesophase clearly appears.

〔実施例4〕
使用した実験設備構成を、図2に概略的に図示する。図中において、Aは水溶液A;ATは水溶液Aを搬送するチューブ;Bは水溶液B;BTは水溶液Bを搬送するチューブ;Mは混合用チューブ;Cは回収器;Sは分離器;およびDは乾燥器/焼炉である。円筒部の端部を有する灌流ポンプの2つのシリンジは、内径が6.4mmの、Tygon Chemical社のMasterflex(登録商標)I/P 26チュービング、および内径が4.8mmの、Tygon Chemical社のMasterflex(登録商標)I/P 15チュービングに連結して、それぞれ、水溶液Aおよび水溶液Bが流れ込むようにした。また、前記2つのシリンジは、120°の角度をなすガラス製Y型結合用具によって、水溶液Aには4mmの内径、水溶液Bには3mmの内径、および長さ180cmの混合用チューブ(内径が6.4mmの、Tygon Chemical社のMasterflex(登録商標)I/P 26)には4mmの内径を通じて、連結した。シリンジAには水溶液7、シリンジBには水溶液8を充填した。また、水溶液7および水溶液8は、それぞれ1130ml/m(2107.5m/h)および420ml/m(1392.6m/h)の流量で噴射され、互いにぶつかりあい、長さが180cmの混合用チューブに入った。こうすることによって、得られた混合物においてpH5.0を達成した。前記混合用パイプを通過する線速度は、2890m/hであった。また、混合用チューブ中における、水溶液1と水溶液2との混合物の滞留時間は、2.24秒であった。
Example 4
The experimental equipment configuration used is schematically illustrated in FIG. In the figure, A is an aqueous solution A; AT is a tube carrying an aqueous solution A; B is an aqueous solution B; BT is a tube carrying an aqueous solution B; M is a mixing tube; C is a collector; S is a separator; Is a dryer / firing oven. The two syringes of the perfusion pump with cylindrical end are Tygon Chemical's Masterflex® I / P 26 tubing with an inner diameter of 6.4 mm and Tygon Chemical's Masterflex with an inner diameter of 4.8 mm. It was connected to (registered trademark) I / P 15 tubing so that the aqueous solution A and the aqueous solution B flowed in, respectively. The two syringes were mixed by a glass Y-shaped coupling tool having an angle of 120 °, the aqueous solution A having a 4 mm inner diameter, the aqueous solution B having a 3 mm inner diameter, and a 180 cm long mixing tube (with an inner diameter of 6 mm). .4 mm, Tygon Chemical's Masterflex® I / P 26) was connected through a 4 mm inner diameter. Syringe A was filled with aqueous solution 7, and syringe B was filled with aqueous solution 8. In addition, the aqueous solution 7 and the aqueous solution 8 are jetted at flow rates of 1130 ml / m (2107.5 m / h) and 420 ml / m (1392.6 m / h), respectively, and collide with each other to form a mixing tube having a length of 180 cm. Has entered. By doing so, a pH of 5.0 was achieved in the resulting mixture. The linear velocity passing through the mixing pipe was 2890 m / h. Moreover, the residence time of the mixture of the aqueous solution 1 and the aqueous solution 2 in the mixing tube was 2.24 seconds.

使用したポンプは、Cole Palmer Masterflex(登録商標)「I/P」 Precision Brushless Drive(33rpm〜650rpm、I/P 「Easy−Load」ポンプヘッドを併用、溶液7にはPSF筐体/SSローターを使用)、およびCole Palmer Masterflex(登録商標)「L/S」 Precision Brushless Drive(6rpm〜600rpm、溶液8にはL/S 「High−Performance」ポンプヘッドを使用)である。なお、この2台のポンプを同時に始動させた。接触したときに、シリカの凝縮が容易に視認できた。180cmのチューブ内の滞留時間は、約3秒であった。最初の10秒に生成した生成物は、廃棄した。粒子は、チュービングを通って流出し、白い懸濁液としてビーカーに回収された。回収から10分後に、回収した粒子を、脱イオン水で3回洗浄した。その結果得られた材料は、まず60℃で一晩かけて乾燥させ、つぎにオーブンで、1℃/mの速度で350℃の温度まで加熱し、そして温度を350℃で8時間保持することによって、焼成した。   The pump used is Cole Palmer Masterflex (registered trademark) “I / P” Precision Brushless Drive (33 rpm to 650 rpm, I / P “Easy-Load” pump head is used in combination, and PSF housing / SS rotor is used for solution 7 ), And Cole Palmer Masterflex® “L / S” Precision Brushless Drive (6 rpm to 600 rpm, using L / S “High-Performance” pump head for solution 8). The two pumps were started simultaneously. When contacted, silica condensation was easily visible. The residence time in the 180 cm tube was about 3 seconds. The product produced in the first 10 seconds was discarded. The particles flowed through the tubing and were collected in a beaker as a white suspension. Ten minutes after collection, the collected particles were washed three times with deionized water. The resulting material is first dried at 60 ° C. overnight, then heated in an oven at a rate of 1 ° C./m to a temperature of 350 ° C. and held at 350 ° C. for 8 hours. Was fired.

得られた材料の特性を、Micromeritics社のTristar装置を使用して窒素吸着を実施することによって求めた。測定に先立って、サンプルを、200℃で10時間(温度上昇速度:5℃/m)前処理した。等温線および細孔径分布を、それぞれ図7Aおよび図7Bに示した。細孔径は、5.8nmであった。   The properties of the resulting material were determined by performing nitrogen adsorption using a Micromeritics Tristar apparatus. Prior to measurement, the sample was pretreated at 200 ° C. for 10 hours (temperature rise rate: 5 ° C./m). The isotherm and pore size distribution are shown in FIGS. 7A and 7B, respectively. The pore diameter was 5.8 nm.

図8A、図8B、および図8Cに示した焼成済みメソポーラスシリカのTEM顕微鏡写真には、メソ相のP6mの六角形状の規則的な構造が、明確に示されている。   In the TEM micrographs of the calcined mesoporous silica shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the regular structure of the P6m hexagonal shape of the mesophase is clearly shown.

〔実施例5〕
溶液10を溶液9に添加して、メカニカル・ミキサーを使って150rpmで攪拌した。攪拌は、1分後に停止した。これ以外には、熟成工程を実施しなかった。生成物を真空濾過で回収し、300mlの脱イオン水で洗浄し、60℃で乾燥させた。その後、オーブンで、1℃/mの速度で550℃の温度まで加熱し、そして温度を550℃で8時間保持することによって、焼成した。
Example 5
Solution 10 was added to solution 9 and stirred at 150 rpm using a mechanical mixer. Stirring was stopped after 1 minute. Other than this, no aging step was performed. The product was collected by vacuum filtration, washed with 300 ml deionized water and dried at 60 ° C. It was then calcined by heating in an oven at a rate of 1 ° C./m to a temperature of 550 ° C. and holding the temperature at 550 ° C. for 8 hours.

得られた材料の特性を、Micromeritics社のTristar装置を使用して窒素吸着を実施することによって求めた。測定に先立って、サンプルを、200℃で10時間(温度上昇速度:5℃/m)前処理した。等温線は図9に示した。   The properties of the resulting material were determined by performing nitrogen adsorption using a Micromeritics Tristar apparatus. Prior to measurement, the sample was pretreated at 200 ° C. for 10 hours (temperature rise rate: 5 ° C./m). The isotherm is shown in FIG.

図10Aおよび図10Bに示した焼成済みメソポーラスシリカのTEM顕微鏡写真には、メソ相のP6mの六角形状の規則的な構造が、明確に現れている。   In the TEM micrographs of the calcined mesoporous silica shown in FIGS. 10A and 10B, the regular structure of the hexagonal shape of P6m in the mesophase clearly appears.

本発明のその他の実施形態は、明細書およびここに開示した本発明の実施を考慮すれば、当業者にとって明らかである。明細書および実施例は、代表的な例にすぎないと考えるべきであって、本発明の真の範囲と精神は、以下の請求項によって示される。   Other embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art from consideration of the specification and practice of the invention disclosed herein. The specification and examples should be considered exemplary only, with the true scope and spirit of the invention being indicated by the following claims.

Claims (19)

細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を、自己組織化法を用いて製造する製造方法であって、該製造方法は、
シリカ前駆体を含む水溶液Aを調製する工程と、
アルカリ金属水酸化物とアルカリ土類金属水酸化物とのいずれをも含まず、ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体と、pKaが3〜9の範囲である酸とを含む水溶液Bを調製する工程と、
前記水溶液Aおよび水溶液Bを、液体流として、第1の開口部および第2の開口部を備えた細長い形状の混合容器に、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流がそれぞれ独立して前記細長い形状の混合容器の第1の開口部へ放出されて、
前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が直接衝突するように、供給し、
これにより、得られる混合物のpHを、2を超えて8未満とし、前記細長い形状の混合容器内で、10℃〜100℃の範囲の温度で反応生成物を生成させ、
該反応生成物が前記細長い形状の混合容器の第2の開口部から排出された後、該反応生成物を、濾過分離し、乾燥し、界面活性剤を除去して、細孔径が略均一であって、規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料を製造する工程と、
を含み、熟成工程を含まない製造方法。
A production method for producing a mesoporous silica material having a substantially uniform pore size and a regular structure using a self-organization method, the production method comprising:
Preparing an aqueous solution A containing a silica precursor;
Prepare an aqueous solution B containing neither an alkali metal hydroxide nor an alkaline earth metal hydroxide, and containing a poly (alkylene oxide) triblock copolymer and an acid having a pKa in the range of 3-9. And a process of
The aqueous solution A and the aqueous solution B are used as a liquid flow in an elongated mixing container having a first opening and a second opening.
The liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are each independently discharged into the first opening of the elongated mixing vessel;
Supplying the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B so as to directly collide,
Thereby, the pH of the resulting mixture is more than 2 and less than 8, and a reaction product is produced at a temperature in the range of 10 ° C. to 100 ° C. in the elongated mixing vessel,
After the reaction product is discharged from the second opening of the elongated mixing container, the reaction product is separated by filtration, dried, the surfactant is removed, and the pore diameter is substantially uniform. Producing a mesoporous silica material having a regular structure;
The manufacturing method which does not include an aging process.
前記シリカ前駆体が、アルカリケイ酸塩である、請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the silica precursor is an alkali silicate. 前記水溶液Bは、pKaが3〜9の範囲である酸のアルカリ塩をさらに含んでいる、請求項1または2に記載の製造方法。   The said aqueous solution B is a manufacturing method of Claim 1 or 2 which further contains the alkali salt of the acid whose pKa is the range of 3-9. pKaが3〜9の範囲である前記酸が、pHが3〜8の範囲である緩衝液中に存在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the acid having a pKa in the range of 3 to 9 is present in a buffer having a pH in the range of 3 to 8. 前記水溶液Bが、テトラアルキルアンモニウム系界面活性剤をさらに含んでいる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the aqueous solution B further contains a tetraalkylammonium surfactant. 前記テトラアルキルアンモニウム系界面活性剤は、炭素数が1〜4のアルキル基を有している、請求項5に記載の製造方法。   The said tetraalkylammonium type surfactant is a manufacturing method of Claim 5 which has a C1-C4 alkyl group. 前記テトラアルキルアンモニウム系界面活性剤が、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド(TPAOH)またはテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAOH)である、請求項5または6に記載の製造方法、   The production method according to claim 5 or 6, wherein the tetraalkylammonium surfactant is tetrapropylammonium hydroxide (TPAOH) or tetramethylammonium hydroxide (TMAOH). 前記ポリ(アルキレンオキシド)トリブロック共重合体が、プルロニック(登録商標)P123である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の製造方法。   The manufacturing method as described in any one of Claims 1-7 whose said poly (alkylene oxide) triblock copolymer is Pluronic (trademark) P123. 前記アルカリケイ酸塩が、ケイ酸ナトリウム水溶液として存在し、該ケイ酸ナトリウム水溶液は、少なくとも10重量%の水酸化ナトリウムと、少なくとも27重量%のシリカとを含む、請求項2〜8のいずれか一項に記載の製造方法。   9. The alkali silicate is present as an aqueous sodium silicate solution, the aqueous sodium silicate solution comprising at least 10% by weight sodium hydroxide and at least 27% by weight silica. The manufacturing method according to one item. 前記水溶液BのpHは、2〜8の範囲である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の製造方法。   The pH of the said aqueous solution B is a manufacturing method as described in any one of Claims 1-9 which is the range of 2-8. 前記メソポーラスシリカ材料の細孔径が、略均一であって、4nm〜30nmの範囲である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 10, wherein the pore diameter of the mesoporous silica material is substantially uniform and is in a range of 4 nm to 30 nm. 前記細長い形状の混合容器内の滞留時間が、1秒〜100秒の範囲である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 11, wherein a residence time in the elongated mixing container is in a range of 1 second to 100 seconds. 前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が、それぞれ独立して、前記細長い形状の混合容器の第1の開口部へ、それぞれ独立して5m/hを超える線速度で放出される、請求項1に記載の製造方法。   The liquid flow of the aqueous solution A and the aqueous solution B is independently discharged into the first opening of the elongated mixing container independently at a linear velocity exceeding 5 m / h. The manufacturing method as described. 前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が、それぞれ独立して、前記細長い形状の混合容器へ、10m/hを超える線速度で放出される、請求項1〜13のいずれか一項に記載の製造方法。   14. Manufacturing according to any one of the preceding claims, wherein the liquid streams of aqueous solution A and aqueous solution B are each independently released into the elongated mixing vessel at a linear velocity exceeding 10 m / h. Method. 前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が、それぞれ独立して、前記細長い形状の混合容器へ、30m/hを超える線速度で放出される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の製造方法。   15. Production according to any one of the preceding claims, wherein the liquid streams of aqueous solution A and aqueous solution B are each independently released into the elongated shaped mixing vessel at a linear velocity of more than 30 m / h. Method. 前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が、それぞれ独立して、前記細長い形状の混合容器へ、10,000m/h未満超えの線速度で放出される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の製造方法。   16. A liquid stream of aqueous solution A and aqueous solution B, respectively, is independently released into the elongated shaped mixing vessel at a linear velocity of less than 10,000 m / h. The manufacturing method as described. 前記水溶液Aおよび水溶液Bの液体流が、それぞれ独立して、前記細長い形状の混合容器へ、1000m/hを超える線速度で放出される、請求項1〜16のいずれか一項に記載の製造方法。   The production according to any one of claims 1 to 16, wherein the liquid streams of the aqueous solution A and the aqueous solution B are each independently discharged into the elongated mixing vessel at a linear velocity exceeding 1000 m / h. Method. 規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料に、生理活性種を装填する工程をさらに含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 17, further comprising a step of loading a bioactive species into a mesoporous silica material having a regular structure. 前記規則的な構造を有するメソポーラスシリカ材料中で、実質的に不溶性の薬物を固体として分散させる工程をさらに含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 18, further comprising a step of dispersing a substantially insoluble drug as a solid in the mesoporous silica material having a regular structure.
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