JP2013256633A

JP2013256633A - 水溶性向上剤、水溶性向上方法、及び、水溶液調製方法

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Publication number: JP2013256633A
Application number: JP2012135105A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Umehara; 将洋梅原; Hiroyuki Inagaki; 宏之稲垣
Original assignee: Morinaga and Co Ltd
Current assignee: Morinaga and Co Ltd
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2013-12-26
Anticipated expiration: 2032-06-14
Also published as: JP6062666B2

Abstract

【課題】水溶性向上剤、水溶性向上方法、及び、水溶液調製方法を提供すること。
【解決手段】ベンゼン環を含む有機化合物の水に対する溶解度を向上させるための水溶性向上剤として、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を用いる
【化１】

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ独立に、Ｈまたは水酸基から選択され、Ｒ^４は、ＨまたはＣ_１−４アルキル基である）。
【選択図】なし

Description

本発明は、水溶性向上剤、水溶性向上方法、及び、水溶液調製方法に関する。

有機化合物は、様々な機能や活性を有することから、例えば、機能性材料や医薬品として、現在社会において不可欠な存在になっている。しかし、例えば医薬品として用いる場合には、ヒトへの投与、医薬への混合、そして、保存の効率を踏まえると、高濃度の水溶液を調製することが好ましいが、有機化合物は、その構造ゆえに、有機溶媒に溶けやすいが、水には溶けにくい傾向があることが知られている（例えば、非特許文献１を参照）。

化学辞典第１版、第１４５８頁、１９９４年、株式会社東京化学同人発行

本発明は、水溶性向上剤、水溶性向上方法、及び、水溶液調製方法を提供することを目的とする。

本発明に係る水溶性向上剤は、ベンゼン環を含む有機化合物の水に対する溶解度を向上させるための水溶性向上剤であって、下記一般式（Ｉ）で表される化合物である

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ独立に、Ｈまたは水酸基から選択され、Ｒ^４は、ＨまたはＣ_１−４アルキル基である）。

ベンゼン環が、メトキシ基で置換されたベンゼン環、エトキシ基で置換されたベンゼン環、水酸基で置換されたベンゼン環、または、無置換のベンゼン環であることが好ましい。

有機化合物がポリフェノールであることが好ましく、また、ポリフェノールがフラボノイドであることが好ましい。
または、有機化合物が、ケルセチン、ヘスペリジン、ルチン、レスベラトロール、フェルラ酸、カルコン、ゲニステイン、ピセアタンノール、３”Ｍｅ−ＥＧＣｇ、ルテオリン、または、カプサイシンであることが好ましい。

本発明に係る水溶性向上方法は、ベンゼン環を含む有機化合物の水に対する溶解度を向上させる方法であって、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を水に溶解させる工程を含む

また、本発明に係る水溶液調製方法は、ベンゼン環を含む有機化合物の水溶液を調製する方法であって、水に、有機化合物と、下記一般式（Ｉ）で表される化合物とを溶解させる工程を含む

本発明によって、水溶性向上剤、水溶性向上方法、及び、水溶液調製方法を提供することが可能になった。

本発明の一実施形態に係る、ＨＰＬＣの測定条件を示す図である。本発明の一実施形態に係る、ベンゼン環を含む有機化合物の水溶性を示す図である。本発明の一実施形態に係る、^１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を示す図である。

以下、上記知見に基づき完成した本発明の実施の形態を、実施例を挙げながら詳細に説明する。なお、本発明の目的、特徴、利点、および、そのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。

本発明に係る水溶性向上剤は、溶質として有機化合物を水に溶解させるとき、その溶解度を向上させることができ、下記一般式（Ｉ）で表される化合物である

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ独立に、Ｈまたは水酸基から選択され、Ｒ^４は、ＨまたはＣ_１−４アルキル基である）。
なお、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３の内、一つ以上が水酸基であることが好ましく、二つ以上が水酸基であることがより好ましく、三つ全てが水酸基であることがさらに好ましい。また、Ｃ_１−４アルキル基とは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、ｉ-プロピル基、n-ブチル基、ｉ-ブチル基、s-ブチル基、または、t-ブチル基をいうが、メチル基、またはエチル基であることが好ましい。
一般式（Ｉ）で表される化合物において、２位および３位の立体化学は、それぞれ独立に、Ｒであっても良く、Ｓであっても良い。

この化合物は、下記構造式（ＩＩ）で表されるように、４”Ｍｅ−ＥＧＣｇ（（−）−エピガロカテキン−３−Ｏ−（４−Ｏ−メチル）ガレート）、４”Ｍｅ−ＧＣｇ（（−）−ガロカテキン−３−Ｏ−（４−Ｏ−メチル）ガレート）、４”Ｅｔ−ＥＧＣｇ（（−）−エピガロカテキン−３−Ｏ−（４−Ｏ−エチル）ガレート）、４”Ｅｔ−ＧＣｇ（（−）−ガロカテキン−３−Ｏ−（４−Ｏ−エチル）ガレート）、ＥＧＣｇ（（−）−エピガロカテキン−３−Ｏ−ガレート）、または、ＧＣｇ（（−）−ガロカテキン−３−Ｏ−ガレート）であることが好ましい。

ここで溶質として用いる有機化合物は、ベンゼン環を１個以上含んでいれば、その構造は特に限定されない。そして、ベンゼン環は、置換されていても良く、無置換であっても良いが、メトキシ基で置換されたベンゼン環、エトキシ基で置換されたベンゼン環、水酸基で置換されたベンゼン環、または、無置換のベンゼン環であることがより好ましい。
水酸基で置換されたベンゼン環は、この水酸基が糖（鎖）残基と結合し、配糖体を形成していても良い。ここで、糖（鎖）残基を形成する糖は、天然型であっても良く、非天然型であっても良く、例えば、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、フコース、ラムノース、アラビノース、キシロース、及び、ジギトキソースなどが挙げられるが、これらに限定されない。

溶質である有機化合物の分子量は、特に限定されないが、１２００以下であることが好ましく、１０００以下であることが好ましく、８００以下であることがさらに好ましく、６５０以下であることが特に好ましい。なお、有機化合物は、無水物であっても良く、水和物であっても良い。

このような有機化合物は、ポリフェノールであることが好ましく、フラボノイドであることがより好ましい。フラボノイドの例として、ケルセチン（quercetin）、ヘスペリジン（hesperidin）、ルチン（rutin）、ゲニステイン（genistein）、ルテオリン（luteolin）、および、３”Ｍｅ−ＥＧＣｇ（(-)-epigallocatechin-3-O-(3-O-methyl)gallate））が挙げられる。

溶質である有機化合物のうち、フラボノイド以外の例として、レスベラトロール（resveratrol）、フェルラ酸（ferulic acid）、カルコン（chalcone）、ピセアタンノール（piceatannol）、および、カプサイシン（capsaicin）が挙げられる。

有機化合物は、一般的に、その構造ゆえに水に溶けにくい傾向がある。特に、ベンゼン環を含む有機化合物は水に溶けにくく、有機化合物中に占めるベンゼン環の割合が高いほど、水に溶けにくい傾向が上昇する。
しかし、本発明に係る水溶性向上剤を、ベンゼン環を含む有機化合物と共に水に溶解させることによって、その有機化合物の水溶性を著しく向上させることが可能となる。即ち、ベンゼン環を含む有機化合物の、水溶性向上剤を溶解させた水に対する溶解度は、水溶性向上剤を溶解させていない水に対する溶解度に比べて、著しく向上する。
なお、水溶性向上剤、および有機化合物を溶解させる水は、実質的に水のみであっても良いが、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル、および、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）などの、水と混和する有機溶媒との混合物であっても良い。また、例えば塩などの他の溶質を含んでいても良く、塩を含む場合には、その濃度は、１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましく、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが特に好ましい。

溶質である有機化合物を、水に溶解させる時、水溶性向上剤は、有機化合物と同時に加えても良く、前または後に加えても良い。水溶性向上剤を後に加える場合には、有機化合物は、水に懸濁していても、完全に溶解していても良い。懸濁液である場合には、水溶性向上剤を溶解させるに伴って、有機化合物の水に対する溶解度が向上するため、懸濁液が水溶液になったり、析出している有機化合物の量が減少したりするような変化が観察される。

水溶性向上剤と有機化合物を水に溶解させる方法は特に限定されず、公知の方法を使用することができる。例えば、これらを同時に水に溶解させる場合には、マグネティックスターラーを用いて攪拌したり、超音波を照射したりすることによって、水溶性向上剤や有機化合物を容易に水に溶解させることができる。

水溶液中の水溶性向上剤の濃度は、特に限定されず、当業者であれば、ベンゼン環を含む有機化合物の溶解する様子を観察しながら、または、水溶液の使用用途や目的に応じて、適宜必要な濃度を決めることができる。例えば、水溶性向上剤の濃度が高いほど、有機化合物の水溶性が向上することから、水溶性向上剤の濃度は、０．１ｍＭ以上であることが好ましく、１ｍＭ以上であることがより好ましく、１０ｍＭ以上であることがさらに好ましく、５０ｍＭ以上であることが特に好ましい。

水溶液中の溶質である有機化合物の濃度は、特に限定されず、当業者であれば、有機化合物の溶解する様子を観察しながら、または、水溶液の使用用途や目的に応じて、適宜必要な濃度を決めることができる。
例えば、有機化合物がケルセチン２水和物であって、水溶性向上剤が４”Ｍｅ−ＥＧＣｇである場合には、ケルセチン２水和物を水溶性向上剤を含まない水に溶解させた時に比べて、有機化合物の濃度を、水溶性向上剤の濃度が１ｍＭである時には２．６倍、水溶性向上剤の濃度が１０ｍＭである時には１０．０倍、そして、水溶性向上剤の濃度が５０ｍＭである時には３３．２倍にすることができる。

このように、水溶性向上剤を含む水溶液は、水溶性向上剤を含まない水溶液と比べて、溶質である有機化合物を高濃度で含むことができる。
このような水溶液の使用方法は特に限定されないが、溶質である有機化合物を高濃度で含有することから、水溶液を非常に効率的に保存することができ、また、例えば、有機化合物が生理活性を有する場合には、ヒト、医薬、または食品などに、非常に効率的に投与、摂取、または混合することが可能である。

ここで、水溶性向上剤によって有機化合物の水溶性が向上するメカニズムは、確かではないが、以下のように推察される。
水中でのベンゼン環を含む有機化合物の分子間相互作用は、ベンゼン環のπ-π相互作用による垂直方向のスタッキングが主であるが、ここに、水溶性向上剤を共存させることによって、有機化合物と水溶性向上剤とが相互作用し、これらの複合体を形成することによって、有機化合物が水中に溶解するようになるのではないかと考えられる。実際に、ケルセチンと４”Ｍｅ−ＥＧＣｇとを溶解させた溶液の^１Ｈ−ＮＭＲ分析を行ったところ、溶液中の４”Ｍｅ−ＥＧＣｇ濃度を高くするにつれて、ケルセチンの濃度は一定であるにも関わらず、ケルセチンの、特にＨ−５、Ｈ−５’及びＨ−６’の、ピークが低磁場シフトしたとの結果が得られており、これはこの推察の裏づけとなる。
なお、水溶性向上剤は、例えばＥＧＣ（（−）−エピガロカテキン）やＥＣ（（−）−エピカテキン）などの、一般式（Ｉ）で表される化合物からガレート基または４−Ｏ−アルキルガレート基を除去した化合物に比べて、極めて高い水溶性向上効果を発揮することから、一般式（Ｉ）で表される化合物が含有するガレート基または４−Ｏ−アルキルガレート基の存在が、有機化合物との水中における相互作用に、大きな役割を果たしていると考えられる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例に限定されることはない。

以下の実施例において、例として、４”Ｍｅ−ＥＧＣｇ、４”Ｍｅ−ＧＣｇ、４”Ｅｔ−ＥＧＣｇ、ＥＧＣｇ、及び、ＧＣｇを用いて、本発明に係る水溶性向上剤が、様々な構造を有する、ベンゼン環を含む有機化合物の水溶性を著しく向上させられることを示す。
また、比較例として、ガレート基または４−Ｏ−アルキルガレート基を有さないＥＧＣ及びＧＣは、本発明に係る水溶性向上剤に比べて、ベンゼン環を含む有機化合物の水溶性を向上させられないことを、併せて示す。

［実施例１］水溶性向上剤および３”Ｍｅ−ＥＧＣｇの調製
（１）４”Ｍｅ−ＥＧＣｇおよび３”Ｍｅ−ＥＧＣｇの調製、ならびに、ＥＧＣｇの精製
テアビゴ^ＴＭ（ＥＧＣｇ≧９４％、１３７．５ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（１．０ｍＬ）に溶解した後、酢酸ナトリウム（９８．４ｍｇ、１．２ｍｍｏｌ、４．０当量）とヨウ化メチル（１４４．８μＬ、２．４ｍｍｏｌ、８．０当量）とを加え、１００℃で５分間撹拌した。
その後、ＯＤＳ−ＨＰＬＣ［カラム：ＭｉｇｈｔｙｓｉｌＲＰ−１８ＧＰ２０ｘ２５０ｍｍ（粒子径：５μｍ）関東化学株式会社製、展開溶媒：アセトニトリル：水：酢酸（２：１８：１）、流速：５．０ｍＬ／ｍｉｎ、検出波長２１０ｎｍ］により分離・精製を行い、保持時間２７．７分に未反応のＥＧＣｇ６４．９ｍｇ（回収率４７．２％）を得、保持時間４４．９分に４”Ｍｅ−ＥＧＣｇを収率４７．３％にて得、そして、保持時間４９．０分に３“Ｍｅ−ＥＧＣｇ７．７ｍｇ（回収率１．８％）を得た。

得られた４”Ｍｅ−ＥＧＣｇは、旋光度、^１Ｈ−ＮＭＲおよび^１３Ｃ−ＮＭＲの測定、並びに、質量分析によって、目的物であると同定した。また、得られた３”Ｍｅ−ＥＧＣｇは、^１Ｈ−ＮＭＲおよび^１３Ｃ−ＮＭＲの測定によって、目的物であると同定した。回収されたＥＧＣｇは、上記ＨＰＬＣを用いて、標品（和光純薬工業株式会社製、生化学用、ＥＧＣｇ≧９０％）と保持時間を比較することにより目的物であると同定した。
<<4”Me-EGCg>>
[α]_D ²⁰ -157.1°(c = 1.0, acetone)
¹H-NMR (500 MHz, CD₃OD): 2.84 (1H, dd, J = 17.4, 2.5), 2.98 (1H, dd, J = 17.4, 4.4), 3.81 (3H, s), 4.97 (1H, bs), 5.53(1H, m), 5.95 (2H, bs), 6.49 (2H, bs), 6.91 (2H, bs)
¹³C-NMR (125 MHz, CD₃OD): 26.8, 60.7, 70.3, 78.5, 95.9, 96.5, 99.3, 106.8, 110.3, 126.6, 130.7, 133.8, 141.2, 146.7, 151.5, 157.2, 157.8, 157.9, 167.1
MS (ESI) m/z : 471.1 (M^-)
<<3”Me-EGCg>>
¹H-NMR (500 MHz, CD₃OD): 2.87 (1H, dd, J = 17.3, 2.5), 2.99 (1H, dd, J = 17.3, 4.4), 3.80 (3H, s), 4.99 (1H, bs), 5.49(1H, m), 5.96 (1H, bd, J = 2.2), 5.97 (1H, bd, J = 2.2), 6.51 (2H, bs), 7.01 (1H, bd, J = 1.9), 7.06 (1H, bd, J = 1.9)
¹³C-NMR (125 MHz, CD₃OD): 26.5, 56.6, 70.4, 78.5, 95.7, 96.5, 99.3, 106.2, 106.7, 111.9, 121.5, 130.9, 133.7, 140.5, 146.0, 146.7, 148.9, 157.1, 157.8, 157.9, 167.6

（２）４”Ｍｅ−ＧＣｇの調製
ＧＣｇ（和光純薬工業株式会社製、５６．４ｍｇ、０．１２ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（０．４１ｍＬ）に溶解した後、酢酸ナトリウム（４０．４ｍｇ、０．４９ｍｍｏｌ、４．０当量）とヨウ化メチル（５９．４μＬ、０．９８ｍｍｏｌ、８．０当量）とを加え、１００℃で５分間撹拌した。
その後、下記の条件にてＯＤＳ−ＨＰＬＣにより分離・精製を行い、保持時間３３．４分に未反応のＧＣｇ２３．４ｍｇ（回収率：４１．５％）を得、そして、保持時間５８．８分に４”Ｍｅ−ＧＣｇ２４．８ｍｇ（収率：４２．６％）を得た。

＜＜ＯＤＳ−ＨＰＬＣによる分離・精製の条件＞＞
カラム：ＭｉｇｈｔｙｓｉｌＲＰ−１８ＧＰ２０×２５０ｍｍ（粒子径：５μｍ）関東化学株式会社製
検出波長：２１０ｎｍ
流速：５．０ｍＬ／ｍｉｎ
展開溶媒：Ｈ_２Ｏ＋５％ＡｃＯＨ／ＭｅＣＮ＋５％ＡｃＯＨ

得られた４”Ｍｅ−ＧＣｇは、^１Ｈ−ＮＭＲおよび^１３Ｃ−ＮＭＲの測定、並びに、質量分析によって、目的物であると同定した。
<<4”Me-GCg>>
¹H-NMR (700 MHz, acetone-d₆): 2.77 (1H, dd, J = 16.6, 5.3), 2.82 (1H, dd, J = 16.6, 4.8), 3.83 (3H, s), 5.13 (1H, d, J = 5.3), 5.40(1H, m), 5.97 (1H, d, J = 2.2), 6.05 (1H, d, J = 2.2), 6.47 (2H, bs), 7.01 (2H, bs)
¹³C-NMR (175 MHz, acetone-d₆): 23.6, 60.6, 70.6, 78.5, 95.4, 96.3, 98.9, 106.1, 109.8, 126.3, 130.7, 133.3, 140.5, 146.5, 151.1, 156.1, 157.2, 158.0 165.8
MS (ESI) m/z : 471.1 (M^-)

（３）４”Ｅｔ−ＥＧＣｇの調製
テアビゴ^ＴＭ（ＥＧＣｇ≧９４％、１３７．５ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（１．０ｍＬ）に溶解した後、酢酸ナトリウム（９８．４ｍｇ、１．２ｍｍｏｌ、４．０当量）とヨウ化エチル（１９３．０μＬ、２．４ｍｍｏｌ、８．０当量）を加え、１００℃で５分間撹拌した。
その後、ＯＤＳ−ＨＰＬＣにより分離・精製を行い、保持時間２８．５分に未反応のＥＧＣｇ６６．８ｍｇ（回収率：４８．６％）を得、そして、保持時間４９．２分に４”Ｅｔ−ＥＧＣｇ６０．２ｍｇ（収率：４１．３％）を得た。

得られた４”Ｅｔ−ＥＧＣｇは、^１Ｈ−ＮＭＲおよび^１３Ｃ−ＮＭＲの測定、並びに、質量分析によって、目的物であると同定した。
<<4”Et-EGCg>>
¹H-NMR (500 MHz, CD₃OD): 1.30 (3H, t, J = 7.0), 2.84 (1H, dd, J = 17.5, 2.5), 2.98 (1H, dd, J = 17.5, 5.0), 4.09 (2H, q, J = 7.0), 4.97 (1H, bs), 5.53(1H, m), 5.95 (2H, bs), 6.49 (2H, bs), 6.91 (2H, bs)
¹³C-NMR (125 MHz, CD₃OD): 15.6, 26.8, 69.3, 70.3, 78.5, 95.9, 96.5, 99.3, 106.8, 110.2, 126.4, 130.7, 133.8, 139.8, 146.7, 151.7, 157.2, 157.8, 157.9, 167.2
MS (ESI) m/z : 485.1 (M^-)

［実施例２］水溶性向上試験
本発明に係る水溶性向上剤として、実施例１で調製または精製した、４”Ｍｅ−ＥＧＣｇ、４”Ｍｅ−ＧＣｇ、４”Ｅｔ−ＥＧＣｇ、および、ＥＧＣｇ、並びに、市販のＧＣｇを用い、溶質として、ベンゼン環を含む有機化合物を用いて、この溶質の水溶性向上試験を行った。また、比較例として、上記本発明に係る水溶性向上剤の代わりに、ＥＧＣ（和光純薬工業株式会社製）、および、ＥＣ（ＥＣ≧９０％、シグマアルドリッチ社製）を用いて、有機化合物の水溶性向上試験を行った。
溶質としては、代表的なものとして、ケルセチン２水和物、ヘスペリジン、ルチン３水和物、レスベラトロール、フェルラ酸、カルコン、ゲニステイン、ピセアタンノール、３”Ｍｅ−ＥＧＣｇ、ルテオリン、および、カプサイシンを用いた。
具体的な実験方法は、以下の通りである。

（１）ケルセチン２水和物
溶質として、市販のケルセチン２水和物（純度９５％以上、エンゾライフサイエンス社製）５ｍｇに、超純水、または、４”Ｍｅ-ＥＧＣｇの水溶液（１、１０、または、５０ｍＭ）２００μＬを加えた後、遮光下、２５℃で２４時間攪拌した。
その後、遠心分離にて上清を回収し、下記および図１の条件、そして、適切な展開溶媒比でＨＰＬＣを用いて、超純水、または、４”Ｍｅ-ＥＧＣｇの各濃度の水溶液における、ケルセチン２水和物の溶解量を面積値としてそれぞれ求めた。得られた面積値から、超純水に溶解したケルセチン２水和物の面積値を１として、１、１０、または、５０ｍＭの４”Ｍｅ-ＥＧＣｇ水溶液におけるケルセチン２水和物の溶解量を算出した。

また、４”Ｍｅ-ＥＧＣｇの代わりに、４”Ｍｅ−ＧＣｇ、４”Ｅｔ−ＥＧＣｇ、および、ＥＧＣｇ、ＧＣｇ、ＥＧＣ、または、ＥＣを用いて、同様の実験を行った。
結果を、図２に示す。

＜＜ＯＤＳ−ＨＰＬＣによる分離・精製の条件＞＞
カラム：ＭｉｇｈｔｙｓｉｌＲＰ−１８ＧＰ４．６×１５０ｍｍ（粒子径：３μｍ）関東化学株式会社製
流速：０．７ｍＬ／ｍｉｎ
展開溶媒：Ｈ_２Ｏ＋０．１％リン酸／ＭｅＣＮ＋０．１％リン酸

図２が示すように、本発明に係る水溶性向上剤を用いた場合には、ケルセチン２水和物の水溶性が著しく向上した。例えば、水溶性向上剤の濃度がわずか１ｍＭであっても、ケルセチン２水和物の水溶性は、超純水に溶解させた場合に比べて、１．６倍〜２．６倍に向上した。さらに、水溶性向上剤の濃度が１０ｍＭ以上の場合には、本発明に係る水溶性向上剤による水溶性向上効果はより顕著になり、例えば１０ｍＭの場合で、ケルセチン２水和物の水溶性は、超純水に溶解させた場合に比べて、７．４倍〜１０．０倍と飛躍的に向上し、水溶性向上剤の代わりに同程度の濃度のＥＧＣやＥＣを溶解させた場合と比較しても、非常に高い水溶性を示した。水溶性向上剤の濃度を５０ｍＭとした場合には、ケルセチン２水和物の水溶性は、超純水に溶解させた場合に比べて、３３．２倍〜５１．１倍と桁違いに上昇した。

（２）ヘスペリジン
溶質として、ヘスペリジン（純度９２％以上、和光純薬製）５．０ｍｇを用いた以外は、「（１）ケルセチン２水和物」と同様の実験を行った。

（３）ルチン３水和物
溶質として、ルチン３水和物（純度９８％以上、東京化成製）５．０ｍｇを用いた以外は、「（１）ケルセチン２水和物」と同様の実験を行った。

（４）レスベラトロール
溶質として、ｔｒａｎｓ−レスベラトロール（純度９８％以上、東京化成製）３．０ｍｇを用いた以外は、「（１）ケルセチン２水和物」と同様の実験を行った。

（５）フェルラ酸
溶質として、ｔｒａｎｓ−フェルラ酸（純度９８％以上、東京化成製）５．０ｍｇを用いた以外は、「（１）ケルセチン２水和物」と同様の実験を行った。

（６）カルコン
溶質として、カルコン（純度９５％以上、和光純薬製）５．０ｍｇを用い、水溶性向上剤として、４”Ｍｅ-ＥＧＣｇ、４”Ｍｅ−ＧＣｇ、または、４”Ｅｔ−ＥＧＣｇを用いた以外は、「（１）ケルセチン２水和物」と同様の実験を行った。

（７）ゲニステイン
溶質として、ゲニステイン（純度９６％以上、東京化成製）３．０ｍｇを用いた以外は、「（６）カルコン」と同様の実験を行った。

（８）ピセアタンノール
溶質として、市販のｔｒａｎｓ−ピセアタンノール（純度９８％以上、東京化成製）２．５ｍｇに、超純水、または、４”Ｍｅ-ＥＧＣｇの水溶液（１、１０、または、５０ｍＭ）２００μＬを加えた後、１０分間超音波を照射した。
その後、遠心分離にて上清を回収し、下記および図１の条件、そして、適切な展開溶媒比でＨＰＬＣを用いて、超純水、または、４”Ｍｅ-ＥＧＣｇの各濃度の水溶液における、ピセアタンノールの溶解量を面積値としてそれぞれ求めた。得られた面積値から、超純水に溶解したピセアタンノールの面積値を１として、１、１０、または、５０ｍＭの４”Ｍｅ-ＥＧＣｇ水溶液におけるピセアタンノールの溶解量を算出した。

また、４”Ｍｅ-ＥＧＣｇの代わりに、４”Ｍｅ−ＧＣｇ、または、４”Ｅｔ−ＥＧＣｇを用いて、同様の実験を行った。

（９）３”Ｍｅ−ＥＧＣｇ
溶質として、３”Ｍｅ−ＥＧＣｇ２．５ｍｇを用いた以外は、「（８）ピセアタンノール」」と同様の実験を行った。

（１０）ルテオリン
溶質として、ルテオリン（純度９０％以上、和光純薬製）１．５ｍｇを用い、水溶性向上剤として、４”Ｍｅ-ＥＧＣｇ、または、４”Ｍｅ−ＧＣｇを用いた以外は、「（８）ピセアタンノール」」と同様の実験を行った。

（１１）カプサイシン
溶質として、カプサイシン（純度６０％以上、和光純薬製）３．０ｍｇを用い、水溶性向上剤として、４”Ｍｅ-ＥＧＣｇを用いた以外は、「（８）ピセアタンノール」」と同様の実験を行った。

（２）ヘスペリジン〜（１１）カプサイシンについて、ＨＰＬＣの測定条件を図１に、そして、溶解量の算定値を図２にまとめて示す。
図２が示すように、本発明に係る水溶性向上剤を用いた場合には、その構造に関わらず、様々な有機化合物の水溶性が著しく向上した。特に、水溶性向上剤の濃度が１０ｍＭ以上の場合には、本発明に係る水溶性向上剤による水溶性向上効果はより顕著になり、水溶性向上剤の代わりに同程度の濃度のＥＧＣやＥＣを溶解させた場合と比較しても、非常に高い水溶性を示した。さらに、水溶性向上剤の濃度が５０ｍＭの場合には、極めて高い水溶性向上効果を示した。

［実施例３］水溶性向上のメカニズム
本発明に係る水溶性向上剤と、ベンゼン環を含む有機化合物とが、水中で相互作用をしていることを示すべく、以下の実験を行った。
ケルセチン２水和物の濃度を３８．１ｍＭと一定にして、ケルセチン２水和物と４”Ｍｅ−ＥＧＣｇとの比が、１：０、１：１、または、１：５である溶液を調製し、得られた溶液の^１Ｈ−ＮＭＲ分析をそれぞれ行った。なお、溶液の溶媒は、Ｄ_２Ｏではケルセチンの溶解度が低く、解析に必要な分解能を得ることが困難であったため、Ｄ_２Ｏと同じく極性溶媒であることからＤ_２Ｏと同様の挙動を示すと考えられるＤＭＳＯ−ｄ_６を用いた。
結果を図３に示す。

図３が示すように、溶液中の４”Ｍｅ−ＥＧＣｇ濃度を高くするにつれて、ケルセチンの濃度は一定であるにも関わらず、ケルセチンのピークが低磁場シフトした。特に、ケルセチンのＨ−５、Ｈ−５’およびＨ−６は、ベンゼン環上のプロトンであるため、通常は溶液中の化合物の濃度や温度などの測定条件が異なってもシフトが生じにくいが、４”Ｍｅ−ＥＧＣｇ濃度を高くするにつれて、これらのプロトンのピークが低磁場シフトするという特徴的な変化を示した。
この^１Ｈ−ＮＭＲ分析の結果が示すように、溶液中では、４”Ｍｅ−ＥＧＣｇとケルセチンとが相互作用し、複合体を形成すると考えられる。この結果、純水に溶解させるのよりも遥かに高濃度で、４”Ｍｅ−ＥＧＣｇ水溶液にケルセチンを溶解させることができると推察される。

Claims

ベンゼン環を含む有機化合物の水に対する溶解度を向上させるための水溶性向上剤であって、
下記一般式（Ｉ）で表される化合物である水溶性向上剤

（式中、
Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ独立に、Ｈまたは水酸基から選択され、
Ｒ^４は、ＨまたはＣ_１−４アルキル基である）。
前記ベンゼン環が、メトキシ基で置換されたベンゼン環、エトキシ基で置換されたベンゼン環、水酸基で置換されたベンゼン環、または、無置換のベンゼン環であることを特徴とする、請求項１に記載の水溶性向上剤。
前記有機化合物がポリフェノールであることを特徴とする、請求項１または２に記載の水溶性向上剤。
前記ポリフェノールがフラボノイドであることを特徴とする、請求項３に記載の水溶性向上剤。
前記有機化合物が、ケルセチン、ヘスペリジン、ルチン、レスベラトロール、フェルラ酸、カルコン、ゲニステイン、ピセアタンノール、３”Ｍｅ−ＥＧＣｇ、ルテオリン、または、カプサイシンであることを特徴とする、請求項１または２に記載の水溶性向上剤。
ベンゼン環を含む有機化合物の水に対する溶解度を向上させる方法であって、
下記一般式（Ｉ）で表される化合物を前記水に溶解させる工程を含む、水溶性向上方法

（式中、
Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ独立に、Ｈまたは水酸基から選択され、
Ｒ^４は、ＨまたはＣ_１−４アルキル基である）。
ベンゼン環を含む有機化合物の水溶液を調製する方法であって、
水に、前記有機化合物と下記一般式（Ｉ）で表される化合物とを溶解させる工程を含む、水溶液調製方法

（式中、
Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ独立に、Ｈまたは水酸基から選択され、
Ｒ^４は、ＨまたはＣ_１−４アルキル基である）。