JP3556975B2

JP3556975B2 - アセチル化ヒアルロン酸の製造方法及び精製方法

Info

Publication number: JP3556975B2
Application number: JP21061194A
Authority: JP
Inventors: 隆史岡; 利男梁木; 道広山口
Original assignee: Shiseido Co Ltd
Current assignee: Shiseido Co Ltd
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: JPH0853501A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はアセチル化ヒアルロン酸の製造方法及び精製方法、特にヒアルロン酸のアルコール性水酸基にアセチル基を高率で結合させたアセチル化ヒアルロン酸の製造方法、精製方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒアルロン酸は生体由来の高分子物質であり、高い増粘性、粘張性、曳糸性等の特異的な物性を有しており、しかも生体適合性が高いことから各種分野での応用が期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒアルロン酸は強水溶性であり、このため有機溶媒系での増粘剤、油性基剤中での各種乳化安定剤、リポソームの被覆強化剤、生体への埋め込み基剤、カプセル基剤等への用途が期待されていながら、充分な応用が出来ないものであった（特開平３−１４３５４０、特開昭５４−３６３８８等参照）。
【０００４】
一方、例えば特開平３−１４３５４０号公報には、ヒアルロン酸の繰り返し単位にアセチル基等のアシル基を導入した乳化安定剤が示されている。しかしながら、このヒアルロン酸誘導体は修飾率が極めて低く、アシル基／Ｎ−アセチル基の比率が数分の１以下である。すなわち、数個ないし数十個の繰り返し単位に一つのアシル基が導入されているのみであり、このような修飾率では、パルミトイル基等の高油性アシル基を導入しなければ乳化剤としての機能を事実上奏することは出来ず、しかも前記ピリジン系を用いるため、修飾率を高くしようとすればヒアルロン酸の分解等を生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明者らは以前に特開平６−９７０７号に示すようなアセチル化ヒアルロン酸の製造方法を提案している。この製造方法は温和な条件で高アセチル化率を得られる点で極めて優れた方法であるが、他方で高価な薬剤を使用するため、より簡便で安価なアセチル化ヒアルロン酸の製造方法が求められていた。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的はヒアルロン酸の本来有する機能を保持し、各種特異な物性を有するアセチル化ヒアルロン酸の安価な製造方法及び精製方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明者が鋭意検討した結果、無水酢酸及び濃硫酸の存在下でヒアルロン酸を反応させることにより、安価にアセチル化ヒアルロン酸を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本出願にかかるアセチル化ヒアルロン酸の製造方法は、粉末状ヒアルロン酸を無水酢酸及び酢酸の混合溶媒中に懸濁し、さらに濃硫酸を加えてアセチル化する方法であって、酢酸：無水酢酸の混合比は１：４〜４：１として、下記化２に示すアセチル化ヒアルロン酸を得ることを特徴とする。
【化２】

前記方法において、酢酸：無水酢酸の混合比は１：４〜１：１であることが好適である。この場合、アセチル化率の高い高度アセチル化ヒアルロン酸が得られる。
また、酢酸：無水酢酸の混合比は２：１〜４：１であることが好適である。この場合、アセチル化の進行が緩和となり、アセチル化率の微調整が容易である。
また、溶媒に対し濃硫酸は２〜７容量％添加させることが好適である。
【０００８】
一方、本発明にかかるアセチル化ヒアルロン酸の精製方法は、粗アセチル化ヒアルロン酸をアセトン水溶液に添加し、乳酸ナトリウムを加えて溶解させ、さらに高濃度アセトンを加えて高純度アセチル化ヒアルロン酸を得ることを特徴とする。
【０００９】
なお、前記乳酸ナトリウムはアセトン水溶液に対し、１〜３重量％添加されることが好適である。
また、前記製造方法により得られた粗アセチル化ヒアルロン酸に対して、前記精製方法を適用することが好適である。
【００１０】
本発明において、ヒアルロン酸とは、ヒアルロン酸及びヒアルロン酸塩を意味し、各種分子量のものを用いることができる。
又、本発明にかかるアセチル化ヒアルロン酸の製造方法において、ヒアルロニダーゼ等の酵素処理により、オリゴヒアルロン酸から分子量１０，０００ｋｄ以上におよぶ広範囲の高アセチル化率ヒアルロン酸を得ることができ、又エステル化反応時間を変えることにより修飾化率を大幅に変更することができる。
【００１１】
また、本発明にかかるヒアルロン酸精製方法において、乳酸ナトリウムはその塩析効果によりアセチル化ヒアルロン酸を析出させる目的で添加される。すなわち、例えばアセチル化ヒアルロン酸の溶解可能な８０％アセトン水溶液に予め乳酸ナトリウムを溶解させておく。さらにアセトンを添加してアセトン％を９２％まで上昇させると、前記アセチル化ヒアルロン酸の溶解度が急激に減少してアセチル化ヒアルロン酸がゲル状沈殿として析出する。この塩析に利用する塩類に関して、酢酸ナトリウム、クエン酸３ナトリウム、グルタミン酸ナトリウム、塩化ナトリウム、ピロリドンカルボン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、グリシン、硫酸マグネシウム、塩化カリウムを検討した結果、酢酸ナトリウムには多少の塩析効果が認められたが、他の物にはほとんど効果が認められず、一方で乳酸ナトリウムには極めて良好な効果が認められた。
【００１２】
本発明にかかる精製方法は、本発明にかかる製造方法で製造したアセチル化ヒアルロン酸独自の溶媒溶解性を利用したものであり、特に本発明にかかる製造方法及び精製方法を組合せることにより、高純度のアセチル化ヒアルロン酸を収率よく得ることができる。
【００１３】
乳酸ナトリウムの添加量に関しては、増量によりアセチル化ヒアルロン酸の回収率は向上するが、その後の工程であるエタノールによる乳酸ナトリウムの除去が困難となる場合がある。このため、アセトン％上昇によりアセチル化ヒアルロン酸をゲル状沈殿として析出させる際のアセトンの添加量をコントロールして、アセチル化ヒアルロン酸の回収率が高く且つ乳酸ナトリウムの残存率が低くなるような必要最小限の乳酸ナトリウムの添加量を検討した結果、アセトン水溶液に対し１〜３重量％添加することを決定したのである。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１アセチル化ヒアルロン酸の製造方法
３００ｍｌ容のガラス製三角コルベンに２０ｍｌの市販の特級酢酸及び８０ｍｌの無水酢酸を入れ、６ｇのバイオヒアロ１２（分子量約１２００ｋｄのヒアルロン酸，資生堂（株）製）の微細粉末を攪拌しながら少しずつ加える。続いて、４ｍｌの濃硫酸をゆっくり加え、室温で１時間攪拌してアセチル化反応を行なわせる。反応液は粘稠な白色液体となる。ここで得られたアセチル化ヒアルロン酸の置換度を測定した結果、３置換体であることが判明し、これを基に収率を計算した結果、８８．８％であった。
実施例２アセチル化ヒアルロン酸の精製方法
３ｌのガラス製ビーカーに、あらかじめ２ｌの精製水を入れておき、攪拌しながら上記反応液を糸状となるようにゆっくり加える。生じたアセチル化ヒアルロン酸の沈殿を分取し、沈殿はさらに２ｌの精製水で２回同様に洗浄する。上記沈殿を１ｌのガラス製ビーカーに移し、８０％（ｖ／ｖ）アセトン水溶液２５０ｍｌ及び５０％乳酸ナトリウム水溶液９ｇを加え、攪拌しながら沈殿を完全に溶解させる。続いて、アセトン４００ｍｌをゆっくり加え、アセチル化ヒアルロン酸のゲル状沈殿を再沈殿させる。上記沈殿を分取した後、ホモジナイザーを併用しエタノール１００ｍｌを用いて１００００ｒｐｍの速度で１０分間の洗浄を２回行なう。次に、減圧濾過により沈殿を分取した後、減圧乾燥し、アセチル化ヒアルロン酸の白色粉末を得る。
【００１５】
この結果、アセチル化ヒアルロン酸が６．５ｇ（収率８２．５％）得られ、乳酸は０．２％残存するものの、酢酸、硫酸は検出されなかった。
また、このものは９０％エタノールに可溶であった。
反応溶媒比の影響
次に、本発明者らは前記実施例１と基本的に同じ条件で、前記酢酸と無水酢酸の比と、生成アセチル化ヒアルロン酸の粘度、アセチル化度の関係を調べた。
粘度との関係を図１に、またアセチル化度との関係を図２に示す。
【００１６】
同図より明らかなように、アセチル化度は反応開始後数時間、特に１時間以内で急激に向上する。一方、粘度は反応開始後５〜１０時間程度まで急激に低下する。従って、高粘度のアセチル化ヒアルロン酸を得たい場合には反応時間を１時間ないしそれ以下とし、また低粘度のアセチル化ヒアルロン酸を得たい場合には反応時間を５〜１０時間の範囲で長くする事が好適である。
【００１７】
一方、溶媒比との関係を見ると、無水酢酸のみの場合よりも、酢酸を多少混合した方がアセチル化の進行が向上し、特に酢酸：無水酢酸が１：４程度ではアセチル化がより効率的に進行し、酢酸：無水酢酸が１：１程度でもほぼ無水酢酸単独の場合と同じ程度のアセチル化進行、低粘度化が認められる。
【００１８】
従って、アセチル化を効率的に進行させる場合の酢酸と無水酢酸の溶媒比は、１：４〜１：１が特に好ましい。なお、アセチル化度を低く調整する場合には、むしろ酢酸：無水酢酸を２：１〜４：１程度とする事で、時間の経過によるアセチル化度の変動が小さくなり、調整が容易となる。
反応触媒量の変化
硫酸はヒアルロン酸のアセチル化を進める際の触媒となるが、この反応触媒量も生成アセチル化ヒアルロン酸の粘度、及びアセチル化率に影響を与える。前記実施例１と同条件において、硫酸量を変えた場合の粘度との関係（図３）及びアセチル化率との関係（図４）を調べた。
同図より明らかなように、硫酸量を増加させるとアセチル化率は向上するが、粘度の低下もほぼこれに一致することが理解される。
【００１９】
以上のようにして得られたアセチル化ヒアルロン酸は、粘度あるいは修飾化率等によって著しく物性が異なり、高粘度で中程度の修飾度のものは、少量の有機溶剤の添加のより安定なゲルをつくる等、その化粧品基剤、あるいはドラッグデリバリーシステムの基剤としてその応用が期待される。
【００２０】
又、高粘度で高度アセチル化等のものや、低粘度のものは、かなりの濃度の有機溶剤に可溶であり、乳液などにも容易に配合され得る。そして、乳液等に配合された場合、使用時の滑らかさを増すなど、種々の効果を発揮することが出来る。又、アセチル化により脂溶性を増加させれば、表面が脂質膜である角質層との親和性が増し、生体適合性を向上させることが出来る。
また、本発明にかかる高アセチル化ヒアルロン酸は、化粧品などに配合された場合にヒアルロン酸の欠点でもあった曳糸性が著しく低下するという利点を有する。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるアセチル化ヒアルロン酸の製造方法は、安価にアセチル化ヒアルロン酸を調製することができる。
また、本発明にかかるアセチル化ヒアルロン酸の精製方法は、アセチル化ヒアルロン酸の精製を効率的に進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるアセチル化ヒアルロン酸の製造方法において、酢酸と無水酢酸の溶媒比を変更した場合の粘度との関係を示した説明図である。
【図２】本発明にかかるアセチル化ヒアルロン酸の製造方法において、酢酸と無水酢酸の溶媒比を変更した場合のアセチル化率との関係を示した説明図である。
【図３】本発明にかかるアセチル化ヒアルロン酸の製造方法において、反応触媒量（濃硫酸）を変更した場合の粘度との関係を示した説明図である。
【図４】本発明にかかるアセチル化ヒアルロン酸の製造方法において、反応触媒量（濃硫酸）を変更した場合のアセチル化率との関係を示した説明図である。

Claims

粉末状ヒアルロン酸を無水酢酸及び酢酸の混合溶媒中に懸濁し、さらに濃硫酸を加えてアセチル化する方法であって、酢酸：無水酢酸の混合比は１：４〜４：１であることを特徴とする下記化１のアセチル化ヒアルロン酸の製造方法
請求項１記載の方法において、酢酸：無水酢酸の混合比は１：４〜１：１であることを特徴とする高度アセチル化ヒアルロン酸の製造方法。
請求項１記載の方法において、酢酸：無水酢酸の混合比は２：１〜４：１であることを特徴とする可変アセチル化度ヒアルロン酸の製造方法。
請求項１〜３記載の方法において、溶媒に対し濃硫酸を２〜７容量％添加することを特徴とするアセチル化ヒアルロン酸の製造方法。
粗アセチル化ヒアルロン酸をアセトン水溶液に添加し、乳酸ナトリウムを加えて溶解させ、さらに高濃度アセトンを加えて高純度アセチル化ヒアルロン酸を沈殿させて得ることを特徴とするアセチル化ヒアルロン酸の精製方法。
請求項５記載の方法において、乳酸ナトリウムはアセトン水溶液に対し１〜３重量％添加する事を特徴とするアセチル化ヒアルロン酸の精製方法。
請求項１〜４記載の方法により得られた粗アセチル化ヒアルロン酸に対して、請求項５記載の精製方法を適用することを特徴とするアセチル化ヒアルロン酸の精製方法。