JP2013501097A5

JP2013501097A5 -

Info

Publication number: JP2013501097A5
Application number: JP2012523040A
Authority: JP
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2030-07-29

Description

（ａ）代表的な直鎖（ｏｐｅｎｃｈａｉｎ）糖の化学構造を示す。（ｂ）直鎖糖両親媒性物質の合成のための一般的合成スキームを示す。（ａ）ディーゼル燃料中５ｗｔ％「Ｍ８」ゲルの動的レオロジー、振動数掃引を示す。（ｂ）５ｗｔ％「Ｍ８」ゲルの動的レオロジー、応力掃引を示す。（ａ）光学顕微鏡を用いた、カノーラ油中の誘導体Ｍ８の自己集合した集合体の顕微鏡写真を示す。（ｂ）ＳＥＭを用いた、カノーラ油中の誘導体Ｍ８の自己集合した集合体の顕微鏡写真を示す。（ｃ）光学顕微鏡を用いた、カノーラ油中の誘導体Ｓ８の自己集合した集合体の顕微鏡写真を示す。（ｄ）ＳＥＭを用いた、カノーラ油中の誘導体Ｓ８の自己集合した集合体の顕微鏡写真を示す。（ａ）可能なスタッキングによる、「Ｍ８」の最適化された構造（線状２分子層）を示す。（ｂ）可能なスタッキングによる、「Ｓ８」の最適化された構造（湾曲２分子層）を示す。従来の加熱方法および新しい方法による、有機液体−水の混合物からの有機液体の相選択的ゲル化の概略図を示す。新しい方法を用いる、ディーゼル燃料の相選択的塊状（ｂｕｌｋ）ゲル化を示す。（ａ）ディーゼル燃料−水の混合物（２０：４０ｍｌ）を示す、（ｂ）８ｍｌのＴＨＦ−マンニトール２飽和溶液を混合物の界面に注入後１時間で観察された、ディーゼル燃料の部分ゲル化を示す、（ｃ）一夜放置した後に得られ、ゲル化していない水層の質量を支えるのに十分なだけ堅固であるディーゼル燃料ゲルを示す、（ｄ）真空蒸留によってディーゼル燃料ゲルから回収された８０％のディーゼル燃料を示す。

「Ｍ８」および「Ｓ８」ゲルのレオロジー的研究は、オルガノゲルに予想される典型的な応答を明らかにした。図２は、ディーゼル燃料中、５ｗｔ％「Ｍ８」のゲルについての動的レオロジーデータを示す。図２ａは、振動数スペクトルであり、弾性モデュラスＧ’および粘性モデュラスＧ’’が、角振動数ωの関数としてプロットされている。Ｇ’は振動数に依存せず、全振動数範囲に渡って、Ｇ’’よりかなり大きいことに注意。このような応答は、試料が非常に長い時間スケールに渡って緩和しないことを示すので、ゲルの特徴である。ゲルモデュラス（Ｇ’の値）は、ゲルの堅さ（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の目安である。５％「Ｍ８」ゲルでは、ゲルモデュラスは、約４０００Ｐａであり、これは、ゲルが非常に堅いことを示す。図２ｂは、応力振幅σ₀の関数としてのモデュラスＧ’およびＧ’’のプロットである。どちらのモデュラスも、低いσ₀では、応力に依存しない（この範囲は線形粘弾性の範囲である）が、より大きなσ₀で低下する。モデュラスの急激な低下が起こるσ₀の臨界値は、ゲルの降伏応力であり、その値は、今の場合、約３０Ｐａである。この値は、逆さにしたバイアル中のゲルの質量を支えるのに十分なだけ大きい。
同様の結果は、ディーゼル燃料中、「Ｓ８」の５％ゲルでも観察され、この場合、ゲルモデュラスは２０００Ｐａであり、降伏応力は、やはり３０Ｐａ近くであった。
Ｍ８およびＳ８ゲルのモルホロジーは、光学および電子顕微鏡を用いて評価した。結果は、植物（カノーラ）油マトリックス中の上記ゲル化剤のゲルについて、図３に示されている。マンニトール誘導体「Ｍ８」のゲルは、高度に分岐した繊維を示す（図３ａ）のに対して、ソルビトール誘導体「Ｓ８」のゲルは、球晶状クラスターに加えて、板状体構造を主に見せる（図３ｂ）。同様の結果は、全ての有機溶媒において観察された。トルエン中「Ｍ８」および「Ｓ８」ゲルのＳＥＭ画像は、光学顕微鏡の結果と一致している。「Ｍ８」ゲルのＳＥＭ画像（図３ｃ）は、前記繊維が、実際には、約１００ｎｍの幅を有する平らなリボン状のものであり、このゲルが、恐らく、これらのリボン状のものの絡み合った網目状組織（ｍｅｓｈ）であることを示す。それに反して、「Ｓ８」ゲルは、クラスター化した結晶状板状体からなる（図３ｄ）。「Ｍ８」のリボン状モルホロジーは、「Ｓ８」の球晶状モルホロジーより、ゲル化に、はるかに多く貢献し（溶媒の取り込み）、これは、前者の、より低いＭＧＣ、およびより高いＴ_gelを説明する。

ゲルの構造を詳細に明らかにするために、ゲル化剤粉末、さらには対応するゲルの両方で、Ｘ線回折（ＸＲＤ）実験が実施された。粉末状の「Ｍ８」および「Ｓ８」は、ラメラ状パッキングパターンを示す、すなわち、１：２：３などの比の、隣同士のピークの間のブラッグ間隔（ｓｐａｃｉｎｇ）を有する。ラメラ構造の周期性、長いｄ−間隔は、「Ｍ８」および「Ｓ８」で、それぞれ、２．９６および２．３８ｎｍであることが見出された。「Ｍ８」および「Ｓ８」のゲルでのＸＲＤスペクトルもまた、上のｄ−間隔に近い主ピークを示し、「Ｍ８」ゲルでは、それは約２．９８ｎｍであり、「Ｓ８」ゲルでは、それは約２．４６ｎｍであった（有機液体の特質に無関係に）。ゲルおよび固体ゲル化剤のＸＲＤデータにおける類似性は、分子が、２つの状態で同様の仕方でパッキングされていることを示す。先行する研究と一致して、ゲルにおける上のｄ−間隔は、それぞれの２分子層の大きさと相関がある（図４ａおよび図４ｂ）。例えば、１個の「Ｍ８」分子の長さは、最適化された形状の計算から推定して、アルキルのテイルが完全に伸びていると仮定して、１．９７ｎｍである。このような分子の２分子層は、テイル−ヘッド−ヘッド−テイルの様に配置構成され、テイルが屈曲性であれば、この長さの２倍未満の厚さを有すると思われる。この結果は、２．９８ｎｍの観察されたｄ−間隔と一致する。

２分子層内の両親媒性「Ｍ８」分子の配置構成は、図４ａおよび図４ｂに示されている。個々の分子からのアルキルテイルは、外側にある、すなわち、非極性溶媒と接触しているが、他方、親水性糖ヘッドは、２分子層の内側を成す。別の言い方をすると、２分子層構造は、水中におけるものに比べて、逆になっている。２分子層形成の原因となる弱い非共有相互作用には、アルキルテイル間のファンデルワールス相互作用、さらには、糖ヘッド基の間の水素結合が含まれる。水素結合、したがってまた、ヒドロキシル基は、溶媒を取り込むことができる網目（ｎｅｔｗｏｒｋ）の形成に、建設的な役割を果たすと考えられる。ＩＲスペクトルが、「Ｍ８」および「Ｓ８」のゾルで、さらには、それらが冷却でゲル化した後の同一試料で得られた。ヒドロキシル基に対応する波数で観察された、ゾルおよびゲル状態の間の明瞭に識別されるシフトは、これらの基が水素結合に関与していることを示す。この推定はまた、ベンジリデン複合体（ｃｏｍｐｌｅｘ）形成による、ヒドロキシル基の遮断（ｂｌｏｃｋｉｎｇ）によっても確認された。「Ｍ８」のベンジリデン複合体は、有機液体をゲル化できなかった−むしろ、それは、有機液体に容易に溶けた。やはり、これは、ゲルの生成における水素結合の決定的な重要性を示す。

Claims

疎水性液体を、式ＲＯ［Ｃ（Ｏ）Ｒ¹］_mを有する有効量の両親媒性エステルに接触させるステップを含み、
ＲＯ−は、糖アルコール、単糖または二糖の部分を表し、
Ｒ¹は、独立に、最低２個で最大２０個の炭素原子を有する、分岐状または非分岐状の飽和または不飽和アルキル基を表し、
ｍは、１または２である、
疎水性液体の増粘方法。
ＲＯが単糖の糖アルコールの部分を表す、請求項１に記載の方法。
ＲＯが六炭糖アルコールの部分を表す、請求項２に記載の方法。
糖アルコールがマンニトールまたはソルビトールである、請求項３に記載の方法。
ＲＯが二糖の部分を表す、請求項１に記載の方法。
アルキル基が飽和で非分岐状である、請求項１に記載の方法。
ｍが２である、請求項１に記載の方法。
Ｒ¹が７個の炭素原子を有する、請求項１に記載の方法。
Ｒ¹が７個の炭素原子を有する、請求項４に記載の方法。
疎水性液体が脂肪酸またはグリセリドであるか、植物油、魚油、昆虫フェロモン、および精油からなる群から選択され、
約２０℃から約１５０℃の温度で実施される、請求項１に記載の方法。
疎水性液体が原油であり、周囲温度で実施される、請求項１に記載の方法。
疎水性液体相を、疎水性液体相と水性相の混合物から分離するための方法であって、
（ａ）疎水性液体相を、有効量の請求項１で定義される両親媒性エステルに接触させ、
両親媒性エステルが、疎水性液体相を選択的にゲル化させるステップ、および
（ｂ）ゲル化した疎水性液体相を、水性相から分離するステップ
を含む方法。
混合物が、第１原油相と水性相の第１混合物であり、両親媒性エステルが第１原油相を選択的にゲル化させ、ゲル化した第１原油相を、水性相から分離する、請求項１２に記載の方法。
両親媒性エステルを、疎水性液体相と水性相の界面で疎水性液体相に接触させる、請求項１２または１３に記載の方法。
両親媒性エステルが、水と混和性である溶媒に溶かされ、
溶媒が、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、およびアセトニトリルからなる群から選択されるか、メチルエチルケトンである、請求項１４に記載の方法。
両親媒性エステルが、少なくとも３００^-1の値を有する分配係数Ｐを有する溶媒に溶かされ、
Ｐ＝疎水性液体相における溶解度（ｖ／ｖ）／水性相における溶解度（ｖ／ｖ）
である、請求項１４に記載の方法。
両親媒性エステルが、周囲温度で第１混合物に添加される、請求項１３に記載の方法。
溶媒中の両親媒性エステルの濃度が、飽和の５０パーセントから飽和の１００％までである、請求項１５に記載の方法。
水性相が、酸性またはアルカリ性である、あるいは塩または清浄剤を含む、請求項１３に記載の方法。
水性相が海水であるか、川の水である請求項１３に記載の方法。
分離されたゲル化した第１原油相から、蒸留によって、両親媒性エステルと原油を分離するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
ゲル化した第１原油相から原油を回収するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
ゲル化した第１原油相から両親媒性エステルを回収するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
（ａ）第２原油相と水性相の第２混合物を、ゲル化した第１原油相から蒸留によって回収された有効量の両親媒性エステルに接触させ、回収された両親媒性エステルが、第２原油相を選択的にゲル化させるステップ、および
（ｂ）ゲル化した第２原油相を、水性相から分離するステップ
をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
分離されたゲル化した第１原油相から、酵素介在ゲル分解によって、原油を回収するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
酵素介在ゲル分解に用いられる酵素が、加水分解酵素であり、
酵素介在ゲル分解が、周囲温度で実施される、請求項２５に記載の方法。
グリセリドを、有効量の請求項１で定義される両親媒性エステルに接触させるステップを含む、液体グリセリドの構造化方法。
１種または複数の薬学的活性成分および疎水性液体を、有効量の請求項１で定義される両親媒性エステルに接触させるステップを含む、１種または複数の薬学的活性成分のカプセル化方法。
水性相、オイル成分、および請求項１で定義される両親媒性エステルを、混合するステップを含む、水中油型エマルジョンの製造方法。
ゲルを生成させるために、燃料または原油フラクションを、有効量の請求項１で定義される両親媒性エステルに接触させるステップ、および
ゲル化した燃料または原油フラクションを輸送するステップ、
を含む、燃料または原油フラクションの輸送方法。
ゲル化した燃料または原油フラクションが、船舶、列車、またはトラックによって輸送される、請求項３０に記載の方法。