JP2019073480A - 経口投与用吸着剤及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
複合フェノール樹脂を調製するに際し、はじめに当量比(R1)の異なる3種類のノボラック樹脂分(Nov1,Nov2,Nov3)を合成した。実施例における「重量部」は「g」と同義である。
90%フェノール1400重量部、37%ホルムアルデヒド(ホルマリン)753重量部、酸性触媒としてのシュウ酸6.5重量部を、攪拌機、還流冷却器を備えた2Lのセパラブルフラスコ内に投入して90ないし100℃で4時間反応した。反応終了後、反応容器内を減圧し、水分と及び未反応物を除去した。その後、95℃まで昇温し、滴下漏斗により水を投入し低重合物を除去する操作を繰り返して洗浄した。こうして、「Nov1」のノボラック樹脂分を合成した。当該「Nov1」におけるフェノールの当量(PN)とホルムアルデヒドの当量(FN)との当量比(R1)は0.693であった。
反応原料を90%フェノール1088重量部、37%ホルムアルデヒド(ホルマリン)500重量部、酸性触媒としてのシュウ酸4.9重量部に変更した以外は、Nov1と同様の条件下で反応して「Nov2」のノボラック樹脂分を合成した。当該「Nov2」におけるフェノールの当量(PN)とホルムアルデヒドの当量(FN)との当量比(R1)は0.592であった。
反応原料を90%フェノール1200重量部、37%ホルムアルデヒド(ホルマリン)838重量部、酸性触媒としてのシュウ酸5.4重量部に変更した以外は、Nov1と同様の条件下で反応して「Nov3」のノボラック樹脂分を合成した。当該「Nov3」におけるフェノールの当量(PN)とホルムアルデヒドの当量(FN)との当量比(R1)は0.900であった。
ノボラック樹脂分(Nov1,Nov2,Nov3)のいずれかを含有するとともに、新たにレゾール樹脂分も合成して双方のフェノール樹脂を含有する複合フェノール樹脂(粒子)(実施例1ないし5)を調製した。
ノボラック樹脂分(Nov1)108重量部、90%フェノール120重量部、37%ホルムアルデヒド(ホルマリン)140重量部、乳化剤としてのヒドロキシエチルセルロース1.62重量部、水148重量部を、攪拌機、還流冷却器を備えた1Lのセパラブルフラスコ内に投入して70℃で溶解した。次に、塩基性触媒としてのヘキサメチレンテトラミン37.8重量部、水56.7重量部を同セパラブルフラスコ内に投入し80ないし90℃を維持しながら3時間加熱して反応を進めた。その後、95℃以上に加熱し4時間還流してレゾール樹脂分の合成とともに実施例1の複合フェノール樹脂を調製した。
実施例2ないし5の複合フェノール樹脂の調製に際しては、後出の表1に記載のノボラック樹脂分(Nov1,2,3)と量を選択するとともに、同表1に記載の反応原料、乳化剤、塩基性触媒の量を使用した。実施例2ないし5は、前述の実施例1と同様の条件により反応を行い調製した。実施例1ないし5の複合フェノール樹脂は、乳化剤により調製の工程を通じて粒状ないし球状となった。表1の平均粒子径が参照される。
比較例1及び2は、ノボラック樹脂分を含まずレゾール樹脂分のみのフェノール樹脂とした。比較例1では、90%フェノール200重量部、37%ホルムアルデヒド(ホルマリン)233重量部、乳化剤としてのヒドロキシエチルセルロース0.63重量部、水100重量部を、攪拌機、還流冷却器を備えた1Lのセパラブルフラスコ内に投入して60℃で溶解した。次に、塩基性触媒としてのヘキサメチレンテトラミン16.2重量部、水16.2重量部を同セパラブルフラスコ内に投入し80ないし90℃を維持しながら3時間加熱して反応を進めた。その後、95℃以上に加熱し4時間還流してレゾール樹脂分を合成し比較例1を得た。
実施例1ないし5の複合フェノール樹脂と比較例1及び2のフェノール樹脂について、それぞれを円筒状のレトルト電気炉に収容し炉内を窒素により充たした後、600℃まで100℃/1時間で昇温し、600℃を1時間維持して炉内のフェノール樹脂を炭化した。その後、フェノール樹脂の炭化物を900℃に加熱し炉内に水蒸気を注入して900℃で1時間維持して賦活した。賦活後、0.1%塩酸水溶液で洗浄して各実施例及び比較例の活性炭吸着剤を得た。
実施例の複合フェノール樹脂及び比較例のフェノール樹脂、並びに実施例及び比較例の活性炭吸着剤に関し、揮発分(%)、ノボラック・レゾール重量比、平均粒子径(μm)、収率(%)、充填密度(g/mL)、BET比表面積(m2/g)、平均細孔直径(nm)、水銀細孔容積(VM)(mL/g)、窒素細孔容積(VH)、容積比(RV)を測定した。結果は表1及び2である。表2は関連する項目のみを表記した。
実施例の複合フェノール樹脂と比較例のフェノール樹脂の揮発分(%)の測定は、前述の「活性炭吸着剤の調製」において、当初の樹脂の重量と窒素雰囲気中での炭化後の重量を測定し、両者から炭化の前後の重量変化を求めた。樹脂は炭化すると重量は減少する。そこで当該重量減少は揮発による減少量とし、当初の樹脂重量からの割合とした。
ノボラック・レゾール重量比は、実施例の複合フェノール樹脂中に含有されたノボラック樹脂分とレゾール樹脂分の互いの重量を反応量から算定した比率である。
実施例の複合フェノール樹脂及び比較例のフェノール樹脂、並びに活性炭吸着剤の平均粒子径(μm)は、株式会社島津製作所製のレーザー光散乱式粒度分布測定装置(SALD3000S)を使用して測定し、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%における粒径とした。
収率(%)は、炭化前の樹脂段階の重量と、炭化、賦活、洗浄、篩別を終えて最終的に分取した活性炭吸着剤の重量を計測して減少量を求めた。そして、当初の樹脂重量からの割合とした。
実施例及び比較例の活性炭吸着剤の充填密度(g/mL)は、JIS K 1474(2014)に準拠して測定した。
実施例及び比較例の活性炭吸着剤のBET比表面積(m2/g)は、77Kにおける窒素吸着等温線を日本ベル株式会社製,BELSORP miniにより測定し、BET法により求めた。
実施例及び比較例の活性炭吸着剤の平均細孔直径(nm)は、細孔の形状を円筒形と仮定し、細孔容積(mL/g)及び比表面積(m2/g)の値を用いて下記の(iv)式より求めた。
実施例及び比較例の活性炭吸着剤の水銀細孔容積(VM)は、株式会社島津製作所製,オートポア9500を使用し、接触角130°、表面張力484ダイン/cm(4.84mN/m)に設定し、細孔直径7.5ないし15000nmの水銀圧入法による細孔容積値(mL/g)を求めた。
実施例及び比較例の活性炭吸着剤の窒素細孔容積(VH)は、Gurvitschの法則を適用し、日本ベル株式会社製BELSORPminiを使用し、相対圧0.953における液体窒素換算した窒素吸着量(Vads)を(v)式から液体状態の窒素体積(VH)に換算して求めた。同方法は細孔直径0.7ないし2.0nmの範囲を対象とした。(v)式において、Mgは吸着質の分子量(窒素:28.020)、ρg(g/cm3)は吸着質の密度(窒素:0.808)である。
容積比(RV)は、前出の式(i)のとおり、水銀細孔容積(VM)を窒素細孔容積(VH)により除した商とした。
実施例1ないし5の複合フェノール樹脂の結果より、ノボラック樹脂分の合成段階において、フェノールの当量(PN)とホルムアルデヒドの当量(FN)との当量比(R1)は0.5ないし0.9範囲からの合成を確認した。実施例の複合フェノール樹脂の揮発分は、比較例のフェノール樹脂(レゾール樹脂分単独)よりも少ない。しかも、平均粒子径も総じて大きい傾向にある。実施例5については、投入量の増加と反応容器の大きさよりエマルジョン粒子の形成が左右されたと考える。
前述のとおり、実施例の複合フェノール樹脂の炭化、賦活の工程を経て調製した活性炭吸着剤はマクロ孔の相体割合が大きい。この点を踏まえ、発明者は、尿毒症等の原因となり得る窒素を含有する化合物に対する吸着性能の良否を検討した。そこで、含窒素低分子化合物から「インドール、インドール酢酸、インドキシル硫酸、及びトリプトファン」の4種類の物質を選択し、実施例1ないし5と、比較例1及び2の活性炭吸着剤について、当該4種の分子の吸着率(%)を経時的(1,2,3,24時間経過時点)に測定した。これと併せて、24時間経過時点の吸着率の半分量の吸着率となる経過時間も求めた。吸着率の結果は表3ないし表6である。
実施例1ないし5の活性炭吸着剤は、吸着性能評価に供した4種類の含窒素化合物の何れについて、どの時点においても、比較例1及び2よりも高い吸着性能を発揮した。特に、初期段階において迅速に吸着性能を発現した。吸着速度(時間)の指標からも明らかである。この結果より、実際の投与後の消化管内においても迅速な吸着が進み、体外への排泄が期待できる。そこで、活性炭吸着剤は腎機能、肝機能障害等の治療、予防に有効な経口投与用吸着剤となり得る。
Claims (10)
- 前記複合フェノール樹脂の揮発分が50%以下である請求項1に記載の経口投与用吸着剤。
- 前記活性炭吸着剤が、経口投与用腎疾患または経口投与用肝疾患のための治療剤または予防剤であることを特徴とする請求項1または2に記載の経口投与用吸着剤。
- 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の経口投与用吸着剤の製造方法であって、
フェノールと、ホルムアルデヒドと、酸性触媒とを混合しながら加熱してノボラック樹脂分を調製するノボラック樹脂合成工程と、
フェノールと、ホルムアルデヒドと、塩基性触媒と、前記ノボラック樹脂生成工程により合成した前記ノボラック樹脂分とを混合しながら加熱して、レゾール樹脂分を合成するとともに前記ノボラック樹脂分も含有した複合フェノール樹脂を調製する複合フェノール樹脂調製工程と、
前記複合フェノール樹脂を炭化して樹脂炭化物を得る炭化工程と、
前記樹脂炭化物を賦活して活性炭吸着剤を得る賦活工程を有する
ことを特徴とする経口投与用吸着剤の製造方法。 - 前記複合フェノール樹脂の揮発分が50%以下である請求項4ないし6のいずれか1項に記載の経口投与用吸着剤の製造方法。
- 前記複合フェノール樹脂調製工程中に乳化剤が添加される請求項4ないし7のいずれか1項に記載の経口投与用吸着剤の製造方法。
- 前記複合フェノール樹脂が平均粒径200〜700μmの粒状物ないし球状物である請求項4ないし8のいずれか1項に記載の経口投与用吸着剤の製造方法。
- 前記塩基性触媒が、アミン化合物である請求項4ないし9のいずれか1項に記載の経口投与用吸着剤の製造方法。
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