JP3550869B2 - ポリ−α−アミノ酸のエマルジョンの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、α−アミノ酸−Ｎ−炭酸無水物を水中で重合するポリ−α−アミノ酸のエマルジョンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ポリマー粒子が水系媒体中に分散されてなるエマルジョンとしては、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体などのポリマー粒子によるものが知られており、これらは乳化重合法により直接的に製造することが可能である。そして、これらのエマルジョンは、接着剤、紙コーティング材などの各種の用途に用いられている。
【０００３】
一方、ポリ−α−アミノ酸は、固体の重合体でありながら微生物によって分解される性質を有すると共に、酸素および水を透過する性質を有し、かつ耐摩耗性を有する点で優れた特性を有するものであり、自然環境の保全の点で好適な高分子量体である。従って、このポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子またはこのポリマー粒子のエマルジョンは、上記の特性を考慮するとき、紙、樹脂、ゴム、繊維などのコーティング材；化粧品配合用粒子、診断薬用粒子、クロマトグラフ用充填材などの用途に有用である。
また、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を多孔質のものとして得ることができれば、その孔内に例えば医薬、農薬、肥料、香料、紫外線吸収剤などの有効成分を内蔵または保持させることができるため、これらの分野における新しい素材として有用である。
【０００４】
従来、ポリ−α−アミノ酸の製造方法としては、α−アミノ酸−Ｎ−炭酸無水物（以下、「アミノ酸−ＮＣＡ」ともいう。）を、水を含有しない有機溶剤に溶解し、この状態で、アミン化合物に代表される重合開始剤を用いた均一溶液重合によって重合する方法が知られており、また、アミノ酸−ＮＣＡを溶解させた疎水性有機溶剤相と、重合開始剤を溶解させた水相とを接触させることにより、その界面においてアミノ酸−ＮＣＡを重合する方法が知られている（特開昭４９−５７０９６号公報）。
【０００５】
一方、現在において、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子が水系媒体中に分散されてなるエマルジョンを製造する方法としては、固体のポリ−α−アミノ酸を有機溶剤に溶解する手段あるいはアミノ酸−ＮＣＡを有機溶剤中で均一重合する手段などによってポリマー溶液を調製し、このポリマー溶液に水と乳化剤とを加えて乳化し、その上で有機溶剤を除去する方法が、特公平５−１３１６８号公報によって知られている（この方法を「再乳化法」という。）。
しかしながら、この再乳化法においては、（１）ポリマー溶液の調製、（２）水系媒体へのポリマー溶液の乳化および（３）有機溶剤の除去、という合計３段階にわたる工程を経なければ、目的とするポリ−α−アミノ酸のエマルジョンを製造することができない。
【０００６】
また、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を製造する方法としては、用いるアミノ酸−ＮＣＡを溶解するがその重合体であるポリ−α−アミノ酸を溶解しない有機溶剤中で、アミノ酸−ＮＣＡを重合する方法（この方法を「析出重合法」という。例えば特開昭５１−８７５９７号公報参照。）、用いるアミノ酸−ＮＣＡを溶解するがその重合体であるポリ−α−アミノ酸を溶解しない有機溶剤にアミノ酸−ＮＣＡを溶解させ、この溶液を、これに相溶しない他の有機溶剤中に分散させ、この状態で、当該アミノ酸−ＮＣＡを重合する方法（この方法を不均一重合法という。例えば特開平４−４１５２６号公報参照。）などが知られている。
【０００７】
しかしながら、上記の析出重合法においては、ポリマー粒子の粒子径の制御が困難であり、粒子径の揃ったポリマー粒子が得られない、という問題がある。また、不均一重合法においては、それぞれ特定の条件を満足する２種類の有機溶剤として、用いるアミノ酸−ＮＣＡの種類に応じて最適の有機溶剤をその都度選択することが必要となるため、その作業が煩雑であり、しかも、用いるアミノ酸−ＮＣＡの種類によっては、適当な有機溶剤を選択することができず、適用範囲が狭い、という問題がある。
また、いずれの方法においても、重合溶媒として有機溶剤が用いられるが、その理由は、モノマーであるアミノ酸−ＮＣＡが、非常に加水分解しやすいものであって水中または活性水素を有する化合物が多量に存在する条件下ではすみやかに分解するため、アミノ酸−ＮＣＡの重合それ自体は可能であっても、高い重合度が得られるまでには重合反応が進行せず、その結果、分子量が十分に大きいポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子を生成させることが困難だからである。
【０００８】
従来、重合溶媒を使用せずにポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を製造する方法として、アミノ酸−ＮＣＡを固相のまま重合する方法が知られているが（この方法を固相重合法という。例えば、特開平３−９５２２３号公報）、この固相重合法においては、重合開始剤が固相に均一に供給されず、生成するポリマー粒子の分子量の制御が困難であり、また、粒子径の揃ったポリマー粒子が得られない、という問題がある。
【０００９】
また、上記の析出重合法、不均一重合法および固相重合法のいずれの方法においても、多孔質のポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を製造することは困難である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、基本的に有機溶剤の使用を必要とせずに、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子が水中に分散されてなるエマルジョンを、直接的に、かつ工業的に有利に製造することのできる方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、粒子径分布が狭く、多孔質のポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子によるエマルジョンを工業的に有利に製造することのできる方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のポリ−α−アミノ酸のエマルジョンの製造方法は、重合開始剤および乳化剤を含有する水中で、α−アミノ酸−Ｎ−炭酸無水物を重合することを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、上記の方法によりポリ−α−アミノ酸のエマルジョンを製造し、このエマルジョンにおけるポリマー粒子を水から分離することにより、ポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明においては、アミノ酸−ＮＣＡを原料モノマーとして用い、必要な重合開始剤および乳化剤が存在する水中において当該アミノ酸−ＮＣＡを重合し、もってポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子によるエマルジョンを製造する。
【００１４】
本発明において、モノマーとして用いられるアミノ酸−ＮＣＡは、常温で固体状のものであれば、いずれのα−アミノ酸から導かれるものであってもよい。ただし、側鎖にカルボキシル基、水酸基、チオール基、アミノ基、グアニジル基などの官能基を有するα−アミノ酸を原料としてアミノ酸−ＮＣＡを製造する場合には、これらの官能基を適当な保護基を用いて保護した後にアミノ酸−ＮＣＡに導く必要がある場合がある。
【００１５】
α−アミノ酸の具体例としては、（イ）グリシン、アラニン、バリン、ノルバリン、ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、フェニルアラニン、メチオニン、プロリンなどの中性アミノ酸類、（ロ）グルタミン酸−γ−エステル、アスパラギン酸−β−エステルなどの酸性アミノ酸−ω−エステル類（ここでエステルとは、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、シクロヘキシルエステル、フェニルエステル、ベンジルエステルなどを示す。）、（ハ）Ｎ−カルボベンゾキシリシン、Ｎ−カルボベンゾキシオルニチン、Ｎ−アセチルリシンなどのＮ−アシル塩基性アミノ酸類、（ニ）セリン、トレオニン、システィン、チロシンなどの水酸基含有α−アミノ酸のエステル類（ここでエステルとは、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、シクロヘキシルエステル、フェニルエステル、ベンジルエステルなどを示す。）が挙げられる。
アミノ酸のうち、カルボキシ基が炭素数４以上のアルコール、置換または非置換のフェノール化合物と結合してなるエステルであるものが好ましく、例えば、水酸基含有アミノ酸エステル、酸性アミノ酸−ω−エステル類、Ｎ−アシル塩基性アミノ酸類が重合活性の点から好ましい。具体的には、グルタミン酸、アスパラギン酸、トレオニン、セリン、チロシンなどのベンジルエステル、Ｎ−カルボベンゾキシリシンが、得られるポリ−α−アミノ酸が高分子量のものとなるので好ましい。
【００１６】
これらのα−アミノ酸より得られるアミノ酸−ＮＣＡは、光学活性体またはラセミ体あるいはこれらの混合物であってもよく、また、必要に応じて２種類以上組み合わせて用いることができる。また、アミノ酸−ＮＣＡは、水に添加する前に粉砕しておくこともできる。
【００１７】
また、アミノ酸−ＮＣＡと重合反応媒体である水との使用割合は、アミノ酸−ＮＣＡ：水の重量比で１：０．５〜１：１００、好ましくは１：１〜１：５０である。
【００１８】
本発明において、重合開始剤は、アミノ酸−ＮＣＡの重合反応を生起させることのできる化合物であれば特に限定されるものではない。その具体例としては、（イ）メチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミンなどの１級アミン類、（ロ）ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミンなどの２級アミン類、（ハ）トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミンなどの３級アミン類、（ニ）エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンなどのアルコールアミン類、（ホ）エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、トリエチレンジアミンなどのポリアミン類、その他が挙げられる。
これらの重合開始剤のうち、３級アミン類が、重合速度が大きく、得られるポリ−α−アミノ酸が高分子量のものとなるため、好ましい。
これらの重合開始剤は、単独で若しくは２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００１９】
重合開始剤の使用割合は、モノマーであるアミノ酸−ＮＣＡの１モルに対し、１／２〜１／５０００モル、好ましくは１／５〜１／１０００モルである。この範囲において重合開始剤の使用量を調節することにより、目的とする大きさの分子量を有するポリマー粒子を得ることができる。
【００２０】
本発明において、乳化剤としては、用いられるアミノ酸−ＮＣＡの重合反応を阻害しないものであれば特に限定されるものではないが、特にノニオン系乳化剤が好ましい。ノニオン系乳化剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールアルキルエステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビットなどが挙げられる。
これらの乳化剤は、単独で若しくは２種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらのノニオン系乳化剤のうち、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルが、平均粒径が均一な粒子が得られるため好ましい。
さらに、これらのノニオン系乳化剤のうち、親水性−疎水性バランス（ＨＬＢ）が５以上のものが、得られるポリ−α−アミノ酸が高分子量のものとなるので好ましく、親水性−疎水性バランスが７〜１８のものがさらに好ましい。
乳化剤の種類や使用割合を変えることによって、目的とする大きさの平均粒径や粒径分布を有するポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子を製造することができる。
【００２１】
乳化剤の使用割合は、用いられるアミノ酸−ＮＣＡの１重量部に対して０．００５〜１００重量部であり、好ましくは０．０１〜５０重量部である。この乳化剤の使用割合が０．０５重量部未満である場合には、生成するポリマー粒子の分子量が十分に大きなものとならないおそれがある。
【００２２】
本発明においては、アミノ酸−ＮＣＡが乳化剤により安定的に分散する状態が得られる限り、重合開始剤、乳化剤およびアミノ酸−ＮＣＡの添加順序が限定されるものではない。すなわち、本発明においては、アミノ酸−ＮＣＡが加水分解する前にアミノ酸−ＮＣＡを乳化状態とすることが必要である。
【００２３】
具体的には、重合開始剤および乳化剤が含有された水中に、上記のアミノ酸−ＮＣＡを添加して重合することが好ましい。このとき、水を反応器中で攪拌することが好ましく、そのために機械的に攪拌する手段、または超音波照射による手段を利用することができ、それらを併用してもよい。
このような方法によれば、モノマーであるアミノ酸−ＮＣＡが添加される水よりなる重合反応媒体においては、当該アミノ酸−ＮＣＡがそのまま直ちに重合するために必要な条件が整った状態とされているため、アミノ酸−ＮＣＡが添加されると同時にその表面から重合反応が生成するが、この重合反応は加水分解反応に対して優先的に行なわれるために加水分解反応によって重合反応が阻害されることがなく、実際上、有用なポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子が生成され、その結果、当該重合反応系はそのままポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子によるエマルジョンとなる。
【００２４】
アミノ酸−ＮＣＡの重合反応は、アミノ酸−ＮＣＡが水中の重合開始剤と接触することにより、自発的に生ずる。重合温度は、アミノ酸−ＮＣＡの種類、重合開始剤の種類によっても異なるが、通常、０〜１００℃、好ましくは５〜９０℃である。この重合温度を調節することによって、目的とする大きさの分子量を有するポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子を製造することができる。なお、重合圧力は特に限定されるものではない。
重合反応中は、系を攪拌して乳化状態を保つ必要がある。この攪拌は、例えば反応器中で機械的に攪拌する手段によって行うことが好ましく、その回転数は、通常、２０〜３０００ｒ．ｐ．ｍ．である。
【００２５】
本発明の方法によればポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子のエマルジョンが得られるが、当該ポリマー粒子は、エマルジョンの状態のままで使用することもできるし、また水から分離して使用することもできる。
当該エマルジョンにおけるポリマー粒子を水から分離する手段としては、スプレードライヤーなどを用いて一挙に水を蒸発させる手段、エマルジョンを遠心分離処理することによりポリマー粒子を沈降させて分離し、得られる固形物を乾燥させる手段、当該エマルジョンを水分離膜を用いて濃縮した後に固形物を乾燥する手段、当該エマルジョンを凍結乾燥する手段などが挙げられる。
また、必要に応じて、ポリマー粒子を水などにより洗浄して乳化剤を除去することも可能である。
【００２６】
このようにして製造されるエマルジョンにおけるポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子の平均粒子径は、一般的には０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．０５〜５０μｍの範囲にあり、ポリマー粒子の平均粒子径の変動係数（以下、「ＣＶ値」という。）が１〜８０％、好ましくは１〜５０％であり、しかも、ポリマー粒子を構成するポリ−α−アミノ酸の分子量が、通常、１００００〜２０００００と大きいものであり、その極限粘度はおよそ０．２〜２ｄｌ／ｇである。
【００２７】
また、このようにして得られるポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子は、基本的に多孔質のものであって、その嵩比重が０．３５ｇ／ｍｌ以下、好ましくは０．３〜０．０５ｇ／ｍｌである。
【００２８】
従って、本発明により得られるポリ−α−アミノ酸のエマルジョンおよびポリマー粒子は、例えば紙、樹脂、ゴム、繊維などのコーティング材、化粧品配合用粒子、診断薬用粒子、クロマトグラフ用充填材、医薬、農薬、肥料などのカプセル化材、その他の用途において、新しい素材として有用である。
【００２９】
本発明によって得られるポリ−α−アミノ酸の粒子は、次のような方法により変性することもできる。例えば、モノマーのアミノ酸−ＮＣＡとして、グルタミン酸エステル、アスパラギン酸エステルなどの酸性アミノ酸エステルのＮ−炭酸無水物、またはＮ−カルボベンゾキシリシン、Ｎ−カルボベンゾキシオルニチンなどの塩基性アミノ酸のＮ−炭酸無水物を用いた場合に得られる粒子、あるいはポリマー粒子が、それらのＮ−炭酸無水物と中性アミノ酸のＮ−炭酸無水物との共重合により得られる共重合体よりなる粒子である場合には、これらの粒子表面を加水分解処理してアミノ基またはカルボキシル基を生成させることにより、粒子表面の親水化を行うことができる。また、ポリ−α−アミノ酸粒子をエタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミンなどのアルコールアミン類と反応させることにより、粒子表面の親水化を行うことができる。さらに、ポリ−α−アミノ酸粒子をエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミンなどのジアミン類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、またはマロン酸、コハク酸、アジピン酸などのジカルボン酸類と反応させることにより、ポリマー粒子の架橋を行うことができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもではない。
以下の実施例におけるポリマー粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡により観察して測定したものであり、ポリマー粒子のＣＶ値は、下記数１で表される式から算出した値を示す。また、ポリマーの極限粘度は、ジクロロ酢酸中において温度３０℃で測定した値を示し、ポリマーの分子量は、下記数２で表される式であって、ポリ−γ−ベンジル−Ｌ−グルタメートについては式（１）、ポリ−γ−エチル−Ｌ−グルタメートについては式（２）により算出した値を示す。さらに、ポリマー粒子の嵩比重は、ＪＩＳ Ｒ６１２６に従い、一定の容積の容器内にポリマー粒子を一定の高さから落下させて充填した後、この充填されたポリマー粒子の重量を測定して算出した値を示す。
【００３１】
【数１】
【００３２】
【数２】
【００３３】
〔実施例１〕
水１０ｇに、重合開始剤としてトリエチルアミン０．１４４ミリモルと、乳化剤としてポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート「Ｔｗｅｅｎ ２０」（花王株式会社製）０．１ｇとを加えて攪拌した。
この水中にγ−ベンジル−Ｌ−グルタメート−Ｎ−炭酸無水物（以下、「ＢＬＧ−ＮＣＡ」という。）の粉末０．５ｇ（１．９ミリモル）を加え、攪拌を続けながら、室温で５時間ＢＬＧ−ＮＣＡを重合することにより、ポリ−γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート（以下、「ＰＢＬＧ」という。）のポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
以上において、ＢＬＧ−ＮＣＡの１モルに対する重合開始剤の割合は０．０７６モルであた。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＢＬＧを凝固させ、乾燥した。
得られたＰＢＬＧの収率は９２％であり、その極限粘度は０．３５ｄｌ／ｇ、分子量は５１０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は２４μｍ、ＣＶ値は２３％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１４ｇ／ｍｌであった。
【００３４】
〔実施例２〕
乳化剤として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル「エマルゲン１２３Ｐ」（花王株式会社製）０．１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＢＬＧを凝固させ、乾燥した。得られたＰＢＬＧの収率は９２％であり、その極限粘度は０．４３ｄｌ／ｇ、分子量は６５０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は３８μｍ、ＣＶ値は２７％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１６ｇ／ｍｌであった。
【００３５】
〔実施例３〕
乳化剤として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル「エマノーン３１９９」（花王株式会社製）０．１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＢＬＧを凝固させ、乾燥した。得られたＰＢＬＧの収率は９４％であり、その極限粘度は０．３２ｄｌ／ｇ、分子量は４６０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は３μｍ、ＣＶ値は１１％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１５ｇ／ｍｌであった。
【００３６】
〔実施例４〕
乳化剤として、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット「レオドール４４０」（花王株式会社製）０．１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＢＬＧを凝固させ、乾燥した。得られたＰＢＬＧの収率は９７％であり、その極限粘度は０．３０ｄｌ／ｇ、分子量は４３０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は１２μｍ、ＣＶ値は１６％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１８ｇ／ｍｌであった。
【００３７】
〔実施例５〕
ＢＬＧ−ＮＣＡの代わりにγ−エチル−Ｌ−グルタメート−Ｎ−炭酸無水物１．０ｇ（５．０ミリモル）を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ポリ−γ−エチル−Ｌ−グルタメート（以下、「ＰＥＬＧ」という。）のポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
ここに、γ−エチル−Ｌ−グルタメート−Ｎ−炭酸無水物の１モルに対する重合開始剤の割合は０．０２９モルである。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＥＬＧを凝固させ、乾燥した。得られたＰＥＬＧの収率は７４％であり、その極限粘度は０．４６ｄｌ／ｇ、分子量は２１０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＥＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は９μｍ、ＣＶ値は１７％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１９ｇ／ｍｌであった。
【００３８】
〔実施例６〕
ＢＬＧ−ＮＣＡの代わりにＮ−ε−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン−Ｎ−炭酸無水物１．０ｇ（３．２６ミリモル）を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ポリ−Ｎ−ε−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン（以下、「ＰＣＢＬ」という。）のポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
ここに、Ｎ−ε−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン−Ｎ−炭酸無水物の１モルに対する重合開始剤の割合は０．０４４モルである。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＣＢＬを凝固させ、乾燥した。得られたＰＣＢＬの収率は９６％であり、その極限粘度は０．３８ｄｌ／ｇであった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＣＢＬのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は１４μｍ、ＣＶ値は２５％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１６ｇ／ｍｌであった。
【００３９】
〔比較例１〕
水２０ｇに、重合開始剤としてトリエチルアミン０．０７２ミリモルを加えて攪拌した。これに、乳化剤を加えないままにＢＬＧ−ＮＣＡ０．５ｇを添加し、実施例１と同様にして重合した。
重合反応の終了後、重合反応系の全部をメチルアルコール中に注ぎ、沈澱物を濾別して乾燥した。
得られたＰＢＬＧの収率は４８％であり、その極限粘度は０．１３ｄｌ／ｇ、分子量は１７０００であった。
この例では、重合反応媒体中に乳化剤が存在しないためにＢＬＧ−ＮＣＡの加水分解反応が起こり、ＰＢＬＧの収率および分子量が共に大きく低下していることが理解される。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、重合開始剤および乳化剤が含有された水中において、アミノ酸−ＮＣＡを重合するため、基本的に有機溶剤の使用を必要とせずに、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子が水中に分散されてなるエマルジョンを、直接的に、かつ実質的に１段階の処理によってきわめて容易に製造することができる。
また、このエマルジョンにおけるポリマー粒子を水から分離することにより、粒子径分布が狭く、多孔質のポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を製造することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、α−アミノ酸−Ｎ−炭酸無水物を水中で重合するポリ−α−アミノ酸のエマルジョンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ポリマー粒子が水系媒体中に分散されてなるエマルジョンとしては、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体などのポリマー粒子によるものが知られており、これらは乳化重合法により直接的に製造することが可能である。そして、これらのエマルジョンは、接着剤、紙コーティング材などの各種の用途に用いられている。
【０００３】
一方、ポリ−α−アミノ酸は、固体の重合体でありながら微生物によって分解される性質を有すると共に、酸素および水を透過する性質を有し、かつ耐摩耗性を有する点で優れた特性を有するものであり、自然環境の保全の点で好適な高分子量体である。従って、このポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子またはこのポリマー粒子のエマルジョンは、上記の特性を考慮するとき、紙、樹脂、ゴム、繊維などのコーティング材；化粧品配合用粒子、診断薬用粒子、クロマトグラフ用充填材などの用途に有用である。
また、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を多孔質のものとして得ることができれば、その孔内に例えば医薬、農薬、肥料、香料、紫外線吸収剤などの有効成分を内蔵または保持させることができるため、これらの分野における新しい素材として有用である。
【０００４】
従来、ポリ−α−アミノ酸の製造方法としては、α−アミノ酸−Ｎ−炭酸無水物（以下、「アミノ酸−ＮＣＡ」ともいう。）を、水を含有しない有機溶剤に溶解し、この状態で、アミン化合物に代表される重合開始剤を用いた均一溶液重合によって重合する方法が知られており、また、アミノ酸−ＮＣＡを溶解させた疎水性有機溶剤相と、重合開始剤を溶解させた水相とを接触させることにより、その界面においてアミノ酸−ＮＣＡを重合する方法が知られている（特開昭４９−５７０９６号公報）。
【０００５】
一方、現在において、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子が水系媒体中に分散されてなるエマルジョンを製造する方法としては、固体のポリ−α−アミノ酸を有機溶剤に溶解する手段あるいはアミノ酸−ＮＣＡを有機溶剤中で均一重合する手段などによってポリマー溶液を調製し、このポリマー溶液に水と乳化剤とを加えて乳化し、その上で有機溶剤を除去する方法が、特公平５−１３１６８号公報によって知られている（この方法を「再乳化法」という。）。
しかしながら、この再乳化法においては、（１）ポリマー溶液の調製、（２）水系媒体へのポリマー溶液の乳化および（３）有機溶剤の除去、という合計３段階にわたる工程を経なければ、目的とするポリ−α−アミノ酸のエマルジョンを製造することができない。
【０００６】
また、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を製造する方法としては、用いるアミノ酸−ＮＣＡを溶解するがその重合体であるポリ−α−アミノ酸を溶解しない有機溶剤中で、アミノ酸−ＮＣＡを重合する方法（この方法を「析出重合法」という。例えば特開昭５１−８７５９７号公報参照。）、用いるアミノ酸−ＮＣＡを溶解するがその重合体であるポリ−α−アミノ酸を溶解しない有機溶剤にアミノ酸−ＮＣＡを溶解させ、この溶液を、これに相溶しない他の有機溶剤中に分散させ、この状態で、当該アミノ酸−ＮＣＡを重合する方法（この方法を不均一重合法という。例えば特開平４−４１５２６号公報参照。）などが知られている。
【０００７】
しかしながら、上記の析出重合法においては、ポリマー粒子の粒子径の制御が困難であり、粒子径の揃ったポリマー粒子が得られない、という問題がある。また、不均一重合法においては、それぞれ特定の条件を満足する２種類の有機溶剤として、用いるアミノ酸−ＮＣＡの種類に応じて最適の有機溶剤をその都度選択することが必要となるため、その作業が煩雑であり、しかも、用いるアミノ酸−ＮＣＡの種類によっては、適当な有機溶剤を選択することができず、適用範囲が狭い、という問題がある。
また、いずれの方法においても、重合溶媒として有機溶剤が用いられるが、その理由は、モノマーであるアミノ酸−ＮＣＡが、非常に加水分解しやすいものであって水中または活性水素を有する化合物が多量に存在する条件下ではすみやかに分解するため、アミノ酸−ＮＣＡの重合それ自体は可能であっても、高い重合度が得られるまでには重合反応が進行せず、その結果、分子量が十分に大きいポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子を生成させることが困難だからである。
【０００８】
従来、重合溶媒を使用せずにポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を製造する方法として、アミノ酸−ＮＣＡを固相のまま重合する方法が知られているが（この方法を固相重合法という。例えば、特開平３−９５２２３号公報）、この固相重合法においては、重合開始剤が固相に均一に供給されず、生成するポリマー粒子の分子量の制御が困難であり、また、粒子径の揃ったポリマー粒子が得られない、という問題がある。
【０００９】
また、上記の析出重合法、不均一重合法および固相重合法のいずれの方法においても、多孔質のポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を製造することは困難である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、基本的に有機溶剤の使用を必要とせずに、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子が水中に分散されてなるエマルジョンを、直接的に、かつ工業的に有利に製造することのできる方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、粒子径分布が狭く、多孔質のポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子によるエマルジョンを工業的に有利に製造することのできる方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のポリ−α−アミノ酸のエマルジョンの製造方法は、重合開始剤および乳化剤を含有する水中で、α−アミノ酸−Ｎ−炭酸無水物を重合することを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、上記の方法によりポリ−α−アミノ酸のエマルジョンを製造し、このエマルジョンにおけるポリマー粒子を水から分離することにより、ポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明においては、アミノ酸−ＮＣＡを原料モノマーとして用い、必要な重合開始剤および乳化剤が存在する水中において当該アミノ酸−ＮＣＡを重合し、もってポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子によるエマルジョンを製造する。
【００１４】
本発明において、モノマーとして用いられるアミノ酸−ＮＣＡは、常温で固体状のものであれば、いずれのα−アミノ酸から導かれるものであってもよい。ただし、側鎖にカルボキシル基、水酸基、チオール基、アミノ基、グアニジル基などの官能基を有するα−アミノ酸を原料としてアミノ酸−ＮＣＡを製造する場合には、これらの官能基を適当な保護基を用いて保護した後にアミノ酸−ＮＣＡに導く必要がある場合がある。
【００１５】
α−アミノ酸の具体例としては、（イ）グリシン、アラニン、バリン、ノルバリン、ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、フェニルアラニン、メチオニン、プロリンなどの中性アミノ酸類、（ロ）グルタミン酸−γ−エステル、アスパラギン酸−β−エステルなどの酸性アミノ酸−ω−エステル類（ここでエステルとは、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、シクロヘキシルエステル、フェニルエステル、ベンジルエステルなどを示す。）、（ハ）Ｎ−カルボベンゾキシリシン、Ｎ−カルボベンゾキシオルニチン、Ｎ−アセチルリシンなどのＮ−アシル塩基性アミノ酸類、（ニ）セリン、トレオニン、システィン、チロシンなどの水酸基含有α−アミノ酸のエステル類（ここでエステルとは、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、シクロヘキシルエステル、フェニルエステル、ベンジルエステルなどを示す。）が挙げられる。
アミノ酸のうち、カルボキシ基が炭素数４以上のアルコール、置換または非置換のフェノール化合物と結合してなるエステルであるものが好ましく、例えば、水酸基含有アミノ酸エステル、酸性アミノ酸−ω−エステル類、Ｎ−アシル塩基性アミノ酸類が重合活性の点から好ましい。具体的には、グルタミン酸、アスパラギン酸、トレオニン、セリン、チロシンなどのベンジルエステル、Ｎ−カルボベンゾキシリシンが、得られるポリ−α−アミノ酸が高分子量のものとなるので好ましい。
【００１６】
これらのα−アミノ酸より得られるアミノ酸−ＮＣＡは、光学活性体またはラセミ体あるいはこれらの混合物であってもよく、また、必要に応じて２種類以上組み合わせて用いることができる。また、アミノ酸−ＮＣＡは、水に添加する前に粉砕しておくこともできる。
【００１７】
また、アミノ酸−ＮＣＡと重合反応媒体である水との使用割合は、アミノ酸−ＮＣＡ：水の重量比で１：０．５〜１：１００、好ましくは１：１〜１：５０である。
【００１８】
本発明において、重合開始剤は、アミノ酸−ＮＣＡの重合反応を生起させることのできる化合物であれば特に限定されるものではない。その具体例としては、（イ）メチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミンなどの１級アミン類、（ロ）ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミンなどの２級アミン類、（ハ）トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミンなどの３級アミン類、（ニ）エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンなどのアルコールアミン類、（ホ）エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、トリエチレンジアミンなどのポリアミン類、その他が挙げられる。
これらの重合開始剤のうち、３級アミン類が、重合速度が大きく、得られるポリ−α−アミノ酸が高分子量のものとなるため、好ましい。
これらの重合開始剤は、単独で若しくは２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００１９】
重合開始剤の使用割合は、モノマーであるアミノ酸−ＮＣＡの１モルに対し、１／２〜１／５０００モル、好ましくは１／５〜１／１０００モルである。この範囲において重合開始剤の使用量を調節することにより、目的とする大きさの分子量を有するポリマー粒子を得ることができる。
【００２０】
本発明において、乳化剤としては、用いられるアミノ酸−ＮＣＡの重合反応を阻害しないものであれば特に限定されるものではないが、特にノニオン系乳化剤が好ましい。ノニオン系乳化剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールアルキルエステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビットなどが挙げられる。
これらの乳化剤は、単独で若しくは２種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらのノニオン系乳化剤のうち、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルが、平均粒径が均一な粒子が得られるため好ましい。
さらに、これらのノニオン系乳化剤のうち、親水性−疎水性バランス（ＨＬＢ）が５以上のものが、得られるポリ−α−アミノ酸が高分子量のものとなるので好ましく、親水性−疎水性バランスが７〜１８のものがさらに好ましい。
乳化剤の種類や使用割合を変えることによって、目的とする大きさの平均粒径や粒径分布を有するポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子を製造することができる。
【００２１】
乳化剤の使用割合は、用いられるアミノ酸−ＮＣＡの１重量部に対して０．００５〜１００重量部であり、好ましくは０．０１〜５０重量部である。この乳化剤の使用割合が０．０５重量部未満である場合には、生成するポリマー粒子の分子量が十分に大きなものとならないおそれがある。
【００２２】
本発明においては、アミノ酸−ＮＣＡが乳化剤により安定的に分散する状態が得られる限り、重合開始剤、乳化剤およびアミノ酸−ＮＣＡの添加順序が限定されるものではない。すなわち、本発明においては、アミノ酸−ＮＣＡが加水分解する前にアミノ酸−ＮＣＡを乳化状態とすることが必要である。
【００２３】
具体的には、重合開始剤および乳化剤が含有された水中に、上記のアミノ酸−ＮＣＡを添加して重合することが好ましい。このとき、水を反応器中で攪拌することが好ましく、そのために機械的に攪拌する手段、または超音波照射による手段を利用することができ、それらを併用してもよい。
このような方法によれば、モノマーであるアミノ酸−ＮＣＡが添加される水よりなる重合反応媒体においては、当該アミノ酸−ＮＣＡがそのまま直ちに重合するために必要な条件が整った状態とされているため、アミノ酸−ＮＣＡが添加されると同時にその表面から重合反応が生成するが、この重合反応は加水分解反応に対して優先的に行なわれるために加水分解反応によって重合反応が阻害されることがなく、実際上、有用なポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子が生成され、その結果、当該重合反応系はそのままポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子によるエマルジョンとなる。
【００２４】
アミノ酸−ＮＣＡの重合反応は、アミノ酸−ＮＣＡが水中の重合開始剤と接触することにより、自発的に生ずる。重合温度は、アミノ酸−ＮＣＡの種類、重合開始剤の種類によっても異なるが、通常、０〜１００℃、好ましくは５〜９０℃である。この重合温度を調節することによって、目的とする大きさの分子量を有するポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子を製造することができる。なお、重合圧力は特に限定されるものではない。
重合反応中は、系を攪拌して乳化状態を保つ必要がある。この攪拌は、例えば反応器中で機械的に攪拌する手段によって行うことが好ましく、その回転数は、通常、２０〜３０００ｒ．ｐ．ｍ．である。
【００２５】
本発明の方法によればポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子のエマルジョンが得られるが、当該ポリマー粒子は、エマルジョンの状態のままで使用することもできるし、また水から分離して使用することもできる。
当該エマルジョンにおけるポリマー粒子を水から分離する手段としては、スプレードライヤーなどを用いて一挙に水を蒸発させる手段、エマルジョンを遠心分離処理することによりポリマー粒子を沈降させて分離し、得られる固形物を乾燥させる手段、当該エマルジョンを水分離膜を用いて濃縮した後に固形物を乾燥する手段、当該エマルジョンを凍結乾燥する手段などが挙げられる。
また、必要に応じて、ポリマー粒子を水などにより洗浄して乳化剤を除去することも可能である。
【００２６】
このようにして製造されるエマルジョンにおけるポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子の平均粒子径は、一般的には０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．０５〜５０μｍの範囲にあり、ポリマー粒子の平均粒子径の変動係数（以下、「ＣＶ値」という。）が１〜８０％、好ましくは１〜５０％であり、しかも、ポリマー粒子を構成するポリ−α−アミノ酸の分子量が、通常、１００００〜２０００００と大きいものであり、その極限粘度はおよそ０．２〜２ｄｌ／ｇである。
【００２７】
また、このようにして得られるポリ−α−アミノ酸のポリマー粒子は、基本的に多孔質のものであって、その嵩比重が０．３５ｇ／ｍｌ以下、好ましくは０．３〜０．０５ｇ／ｍｌである。
【００２８】
従って、本発明により得られるポリ−α−アミノ酸のエマルジョンおよびポリマー粒子は、例えば紙、樹脂、ゴム、繊維などのコーティング材、化粧品配合用粒子、診断薬用粒子、クロマトグラフ用充填材、医薬、農薬、肥料などのカプセル化材、その他の用途において、新しい素材として有用である。
【００２９】
本発明によって得られるポリ−α−アミノ酸の粒子は、次のような方法により変性することもできる。例えば、モノマーのアミノ酸−ＮＣＡとして、グルタミン酸エステル、アスパラギン酸エステルなどの酸性アミノ酸エステルのＮ−炭酸無水物、またはＮ−カルボベンゾキシリシン、Ｎ−カルボベンゾキシオルニチンなどの塩基性アミノ酸のＮ−炭酸無水物を用いた場合に得られる粒子、あるいはポリマー粒子が、それらのＮ−炭酸無水物と中性アミノ酸のＮ−炭酸無水物との共重合により得られる共重合体よりなる粒子である場合には、これらの粒子表面を加水分解処理してアミノ基またはカルボキシル基を生成させることにより、粒子表面の親水化を行うことができる。また、ポリ−α−アミノ酸粒子をエタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミンなどのアルコールアミン類と反応させることにより、粒子表面の親水化を行うことができる。さらに、ポリ−α−アミノ酸粒子をエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミンなどのジアミン類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、またはマロン酸、コハク酸、アジピン酸などのジカルボン酸類と反応させることにより、ポリマー粒子の架橋を行うことができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもではない。
以下の実施例におけるポリマー粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡により観察して測定したものであり、ポリマー粒子のＣＶ値は、下記数１で表される式から算出した値を示す。また、ポリマーの極限粘度は、ジクロロ酢酸中において温度３０℃で測定した値を示し、ポリマーの分子量は、下記数２で表される式であって、ポリ−γ−ベンジル−Ｌ−グルタメートについては式（１）、ポリ−γ−エチル−Ｌ−グルタメートについては式（２）により算出した値を示す。さらに、ポリマー粒子の嵩比重は、ＪＩＳ Ｒ６１２６に従い、一定の容積の容器内にポリマー粒子を一定の高さから落下させて充填した後、この充填されたポリマー粒子の重量を測定して算出した値を示す。
【００３１】
【数１】
【数２】
〔実施例１〕
水１０ｇに、重合開始剤としてトリエチルアミン０．１４４ミリモルと、乳化剤としてポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート「Ｔｗｅｅｎ ２０」（花王株式会社製）０．１ｇとを加えて攪拌した。
この水中にγ−ベンジル−Ｌ−グルタメート−Ｎ−炭酸無水物（以下、「ＢＬＧ−ＮＣＡ」という。）の粉末０．５ｇ（１．９ミリモル）を加え、攪拌を続けながら、室温で５時間ＢＬＧ−ＮＣＡを重合することにより、ポリ−γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート（以下、「ＰＢＬＧ」という。）のポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
以上において、ＢＬＧ−ＮＣＡの１モルに対する重合開始剤の割合は０．０７６モルであた。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＢＬＧを凝固させ、乾燥した。
得られたＰＢＬＧの収率は９２％であり、その極限粘度は０．３５ｄｌ／ｇ、分子量は５１０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は２４μｍ、ＣＶ値は２３％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１４ｇ／ｍｌであった。
【００３４】
〔実施例２〕
乳化剤として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル「エマルゲン１２３Ｐ」（花王株式会社製）０．１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＢＬＧを凝固させ、乾燥した。得られたＰＢＬＧの収率は９２％であり、その極限粘度は０．４３ｄｌ／ｇ、分子量は６５０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は３８μｍ、ＣＶ値は２７％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１６ｇ／ｍｌであった。
【００３５】
〔実施例３〕
乳化剤として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル「エマノーン３１９９」（花王株式会社製）０．１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＢＬＧを凝固させ、乾燥した。得られたＰＢＬＧの収率は９４％であり、その極限粘度は０．３２ｄｌ／ｇ、分子量は４６０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は３μｍ、ＣＶ値は１１％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１５ｇ／ｍｌであった。
【００３６】
〔実施例４〕
乳化剤として、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット「レオドール４４０」（花王株式会社製）０．１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＢＬＧを凝固させ、乾燥した。得られたＰＢＬＧの収率は９７％であり、その極限粘度は０．３０ｄｌ／ｇ、分子量は４３０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＢＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は１２μｍ、ＣＶ値は１６％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１８ｇ／ｍｌであった。
【００３７】
〔実施例５〕
ＢＬＧ−ＮＣＡの代わりにγ−エチル−Ｌ−グルタメート−Ｎ−炭酸無水物１．０ｇ（５．０ミリモル）を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ポリ−γ−エチル−Ｌ−グルタメート（以下、「ＰＥＬＧ」という。）のポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
ここに、γ−エチル−Ｌ−グルタメート−Ｎ−炭酸無水物の１モルに対する重合開始剤の割合は０．０２９モルである。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＥＬＧを凝固させ、乾燥した。得られたＰＥＬＧの収率は７４％であり、その極限粘度は０．４６ｄｌ／ｇ、分子量は２１０００であった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＥＬＧのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は９μｍ、ＣＶ値は１７％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１９ｇ／ｍｌであった。
【００３８】
〔実施例６〕
ＢＬＧ−ＮＣＡの代わりにＮ−ε−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン−Ｎ−炭酸無水物１．０ｇ（３．２６ミリモル）を用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行うことにより、ポリ−Ｎ−ε−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン（以下、「ＰＣＢＬ」という。）のポリマー粒子によるエマルジョンを得た。
ここに、Ｎ−ε−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン−Ｎ−炭酸無水物の１モルに対する重合開始剤の割合は０．０４４モルである。
得られたエマルジョンを１／２量ずつ２つに分け、一方のエマルジョンをメチルアルコール中に注ぐことにより、生成したＰＣＢＬを凝固させ、乾燥した。得られたＰＣＢＬの収率は９６％であり、その極限粘度は０．３８ｄｌ／ｇであった。
また、他方のエマルジョンをそのまま凍結乾燥することにより、ＰＣＢＬのポリマー粒子を得た。このポリマー粒子の平均粒子径は１４μｍ、ＣＶ値は２５％であった。また、このポリマー粒子は多孔質のものであり、嵩比重は０．１６ｇ／ｍｌであった。
【００３９】
〔比較例１〕
水２０ｇに、重合開始剤としてトリエチルアミン０．０７２ミリモルを加えて攪拌した。これに、乳化剤を加えないままにＢＬＧ−ＮＣＡ０．５ｇを添加し、実施例１と同様にして重合した。
重合反応の終了後、重合反応系の全部をメチルアルコール中に注ぎ、沈澱物を濾別して乾燥した。
得られたＰＢＬＧの収率は４８％であり、その極限粘度は０．１３ｄｌ／ｇ、分子量は１７０００であった。
この例では、重合反応媒体中に乳化剤が存在しないためにＢＬＧ−ＮＣＡの加水分解反応が起こり、ＰＢＬＧの収率および分子量が共に大きく低下していることが理解される。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、重合開始剤および乳化剤が含有された水中において、アミノ酸−ＮＣＡを重合するため、基本的に有機溶剤の使用を必要とせずに、ポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子が水中に分散されてなるエマルジョンを、直接的に、かつ実質的に１段階の処理によってきわめて容易に製造することができる。
また、このエマルジョンにおけるポリマー粒子を水から分離することにより、粒子径分布が狭く、多孔質のポリ−α−アミノ酸よりなるポリマー粒子を製造することができる。
Claims (1)
- 重合開始剤および乳化剤を含有する水中で、α−アミノ酸−Ｎ−炭酸無水物を重合することを特徴とするポリ−α−アミノ酸のエマルジョンの製造方法。
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