JP4207416B2

JP4207416B2 - 酸化ポリアミノ糖誘導体の製造方法

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Publication number: JP4207416B2
Application number: JP2001306877A
Authority: JP
Inventors: 肇大川; 聡上野
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2021-10-02
Also published as: JP2003113201A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアミノ糖を原料とした酸化ポリアミノ糖誘導体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、天然多糖類を原料とした各種誘導体は、生分解性や生体適合性の高さなどから幅広く研究、利用されている。これら天然多糖類のうち、キチン、キトサンに代表されるポリアミノ糖、これらを原料とした各種誘導体は、くり返し単位中にアセトアミド基、アミノ基を持ち、生体親和性、生理活性、あるいはキレート性などから各種分野において注目されており、医薬品原料、化粧品原料、凝集剤などに応用されている。キチンは、カニやエビなどの甲殻類の殻や、昆虫の骨格に多く存在する、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンがβ−１，４結合した直鎖構造を持つ化合物であり、脱アセチル化処理により遊離のアミノ基を持つキトサンとなる。キチンは極めて溶けにくい物質で、水、希酸、希アルカリには溶けない。一方キトサンは、酸性溶液にのみ可溶である。
【０００３】
また、多糖類のうちムコ多糖、グリコサミノグリカンは、動物の結合組織の基質や体液に広く分布するアミノ糖を含む複合多糖であり、多くのものはカルボキシル基を含むウロン酸との二糖単位のくり返し構造からなる直鎖構造を持つ。例えば、ヒアルロン酸、コンドロイチン、コンドロイチン硫酸、ヘパリンなどである。これらムコ多糖は血液凝固阻止活性、脂血清澄作用、潤滑機能、水分保持機能等多くの生体機能が知られており、現在も精力的に研究されている有用物質である。
【０００４】
これらムコ多糖は一般に高価であり、より多くの分野での応用を考慮し、より安価な類似物質を得る試みがなされてきた。比較的構造が類似しており、より安価なポリアミノ糖を変性する方法が一般的であり、特表昭６１−５０１９２３号公報には美容分野に利用できるグリコサミノグリカン重合体としてキチンの酸化物を、酸化剤としてＣｒＯ₃、ＮＯ₂ガスまたはその液体二量体（Ｎ₂Ｏ₄）を用いた製法を開示している。また、特開昭５９−１０６４０９号公報にはキチン化合物含有化粧料として、カルボキシメチルキチン等を、特開平２−１０５８０１号公報には新規なキトサン化合物、該化合物の製造方法および保湿剤としての用途として、Ｎ−（３−カルボキシプロパノイル）−６−Ｏ−（カルボキシメチル）キトサンおよび６−Ｏ−（カルボキシメチル）キトサンと無水コハク酸とを反応させる製造方法を開示している。さらに特開２０００−２５６４０４号公報には酸化キトサン化合物として、キトサンを酸化、アセチル化した化合物を、酸化剤として無水クロム酸、過マンガン酸ナトリウム、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウムなどを開示している。
【０００５】
しかしながら、これらの変性法では、原料のキチン、キトサンの溶解性が乏しい等の為、必ずしも十分に官能基が導入され、かつ高分子量の変性物は得られておらず、主に酸化法によるものは、低分子化、副反応の問題等、主に付加法によるものは、置換基分布の不均一性、置換度の低さ等により、目標とする機能を十分に発現しておらず、依然として、より安価なムコ多糖類似物質としてのポリアミノ糖変性物が求められている。
【０００６】
一方、Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｒｅｓ．，２６９，８９−９８（１９９５）、ＷＯ９５／０７３０３には水可溶グルカン、炭水化物の１級アルコールの選択酸化に関する記載が有り、ＴＥＭＰＯ及び臭化ナトリウム存在下、次亜塩素酸ナトリウムを酸化剤とした水溶液中での反応について記載されている。これらの文献、特許によれば、高収率で１級アルコールの酸化物が高い選択率で得られるとの事であるが、得られた多糖類酸化物は酸化と同時に分子鎖切断を引き起こしており好ましくない。また、分子鎖切断を引き起こさないため、臭素、臭化物、よう素またはよう化物を共存させないと酸化反応速度は低下し、場合によっては見掛け上反応が進まなくなることもある。反応速度を上げる方法として、反応温度を上げる、反応時のｐＨを上げる等の手法が考えられるが、これらの手法も分子鎖切断を引き起こし好ましくない。またＪ．ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＣｈｅｍ．，１５，８１９−８３０（１９９６）にはキチン、キトサン等の非水溶性多糖類をも基質とした上記酸化法に関する記載があるが、キチンのみ酸化収率が４０％程度と低く、酸化収率が高かったキトサンも粘度低下が著しいとの記載が有り、低分子化が示唆されている。また、Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，５，１５３−１６４（１９９８）にもキチン、キトサン等を基質とした上記酸化法に関する記載があるが、キチンは選択的な酸化反応が進んでいるようであるが、総じて低分子化が指摘されており、キトサンでは著しい解重合が起きているとのことである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、より安価なムコ多糖類似物質を得ることであり、詳しくは十分な量のカルボキシル基を導入し、かつ高分子量の、ムコ多糖に匹敵する機能を持つポリアミノ糖変性物を得ることであり、その製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の課題を解決する方法について鋭意検討した結果、ニトロキシル化合物の存在下、水溶性を向上させたポリアミノ糖を原料とし、次亜塩素酸またはその塩で酸化する事により、十分な量のカルボキシル基を導入し、かつ高分子量の、ムコ多糖に匹敵する機能を持つポリアミノ糖変性物が得られることを見いだして、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明で使用されるポリアミノ糖は、くり返し単位中の糖のアルコール性水酸基がアミノ基、アセトアミド基等のＮ置換アミノ基で置換されたものであり、その誘導体も含む。アミノ糖のみからなる単純多糖及びその誘導体でも、アミノ糖を含む複数の糖から構成される複合多糖及びその誘導体でもよい。結合様式は、デンプンに見られるα結合型、セルロースに見られるβ結合型のいずれでも構わない。ポリアミノ糖及びその誘導体としてはキチン、キトサン等のポリグルコサミン、ポリガラクトサミン、ヒアルロン酸、コンドロイチン、コンドロイチン硫酸等のムコ多糖、およびそれらの誘導体が挙げられ、同様の構造を持つ微生物が産生する多糖類や、デンプン、セルロース等の元々はアミノ基を持たない多糖類にアミノ基を導入した多糖類も含まれる。原料コスト、入手の容易性からキチン、キトサンおよびそれらの誘導体、ポリガラクトサミンが好ましい。酸化反応後の多糖類誘導体の分子量を高く維持する目的から、上記の多糖類に化学的、物理的に低分子化する処理または酸化反応時に分子鎖切断を助長するような処理をあらかじめ施すこと、若しくは酸化反応時に分子鎖切断を助長するような不純物を含む多糖類は、好ましくない。
【００１０】
本発明では、分子鎖切断を抑制しながら酸化反応を進める為に、原料として水溶性を向上させる前処理を施した多糖類を使用する。水溶性を向上させる前処理方法としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシドを作用させる方法、カルボキシメチル化、サクシニル化する方法などが挙げられるが、ポリアミノ糖のアミノ基のアセチル化度を調整する前処理により水溶性を向上させた多糖類を原料とする方法が好ましい。ポリアミノ糖は天然にはほとんどＮ−アセチル化されて存在しており、濃アルカリで処理すると脱アセチル化し遊離のアミノ基をもつ構造となる。アセチル化度を調整する方法は、この脱アセチル化でも、遊離のアミノ基をもつポリアミノ糖の部分アセチル化でも良い。
【００１１】
脱アセチル化時に使用するアルカリ剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ（土類）金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸アルカリ金属類等が挙げられ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。アルカリ剤溶液の濃度は１０％以上であり、４０％以上が好ましい。Ｎ−アセチルポリアミノ糖をアルカリ剤溶液に浸漬し、脱アセチル化を行う際の温度は５０℃以下に維持すべきであり、分子鎖切断を抑制する為、あるいは溶解性を改善する為、好ましくは３０℃以下に、より好ましくは５℃以下に維持すべきである。Ｎ−アセチルポリアミノ糖をアルカリ剤溶液に浸漬する際、アルカリ剤溶液に分散した後、撹袢しながら減圧に保ち、より効果的に浸漬を行ってもよい。Ｎ−アセチルポリアミノ糖をアルカリ剤溶液に十分浸漬した後、氷または水を加えアルカリ剤溶液の濃度を５％以上２５％以下とし、さらに１時間〜１週間熟成する事により脱アセチル化を進行させる。その後、塩酸、酢酸等の酸により中和する。この中和操作中も、好ましくは３０℃以下に、より好ましくは５℃以下に維持すべきである。中和操作とともゲル化する場合もあるが、必要に応じて過剰量の冷含水アセトン中で沈澱化する。ゲル、沈澱をろ過、遠心分離等の固液分離操作により回収し、含水アセトン、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒で十分洗浄し、沈澱物を乾燥し、脱アセチル化物を得る。脱アセチル化度は、アルカリ剤濃度、基質濃度、温度、時間などにより決まる。もちろん、脱アセチル化酵素を利用するなど、他の手法により脱アセチル化物を得てもよい。
【００１２】
遊離のアミノ基をもつポリアミノ糖の部分アセチル化は、氷冷下無水酢酸を添加して行う。遊離のアミノ基をもつポリアミノ糖としては、脱アセチル化度が１．０に近く、酸性溶液に可溶なものが望ましい。まず、遊離のアミノ基をもつアミノ糖を酸に溶解する。使用する酸としては、酢酸、ギ酸等の有機酸、塩酸、硝酸等の無機酸が挙げられ、酢酸、塩酸が好ましく、酸濃度は１％以上１５％以下が好ましい。その後、この溶液をメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒で希釈後、氷冷ピリジン中に滴下しすると高度に膨潤したゲルとなる。このゲルをろ過、遠心分離等の固液分離操作により回収、粉砕し、ピリジンで洗浄し再度ピリジン中に分散する。無水酢酸を添加するタイミングは、酸に溶解直後でも、水溶性有機溶媒での希釈後でも、ゲル化後でもよい。あらかじめピリジン中に無水酢酸を添加しておき、ゲル化してもよい。無水酢酸を添加した後の操作は不要となる。この後必要に応じて熟成しアセチル化を進行させた後、必要に応じて過剰量の冷含水アセトン中で沈澱化する。ゲル、沈澱をろ過、遠心分離等の固液分離操作により回収し、含水アセトン、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒で十分洗浄し、沈澱物を乾燥し、部分アセチル化物を得る。Ｎ−アセチル化だけでなく、Ｏ−アセチル化も進行した場合は、Ｏ−アセチル基の部分加水分解が必要である。アルカリ剤のアルコール溶液中での撹拌が効果的であり、アルカリ剤としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが、アルコールとしてはメタノール、エタノールが好ましい。ゲル、沈澱をろ過、遠心分離等の固液分離操作により回収し、含水アセトン、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒で十分洗浄し、沈澱物を乾燥し、部分Ｎ−アセチル化物を得る。アセチル化度は、無水酢酸量、添加タイミング、基質濃度、温度、時間などにより決まる。
【００１３】
水溶性の向上と、ムコ多糖類似物質を得るという観点から、アセチル化度は０．３以上である事が好ましく、０．４以上０．８以下である事がより好ましい。アセチル化度はくり返し単位中のＮ−アセチルアミノ基数をＮ−アセチルアミノ基と遊離のアミノ基の合計数で除したのもであり、元素分析による窒素含量、炭素含量から算出、ＩＲによる１６５５ｃｍ^-1のアミド吸収Ｉと３４５０ｃｍ^-1の水酸基吸収の吸光度比からの算出などにより測定可能である。
【００１４】
本発明の酸化工程において使用するニトロキシル化合物とは、ヒンダードアミンのＮ−酸化物であり、特にアミノ基のα位に嵩高い基を有するヒンダードアミンのＮ−酸化物であり、ジ−ターシャリーアルキルニトロキシル化合物等である。ジ−ターシャリーアルキルニトロキシル化合物として２，２，６，６−テトラアルキルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラアルキルピペリジン−１−オキシル、４−アルコキシ−２，２，６，６−テトラアルキルピペリジン−１−オキシルを挙げる事ができ、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−メトキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルが好ましく、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ＴＥＭＰＯ）が特に好ましい。
【００１５】
分子鎖切断を抑制しながら酸化反応を進める為の酸化反応条件は、酸化工程での酸化剤使用量を、ポリアミノ糖を構成するグルコピラノース単位重量当り０．１〜２．０当量、反応温度を−５〜５０℃、反応系のｐＨを７〜１１とするのが好ましく、酸化剤使用量を１．０当量以上、反応系のｐＨを８〜１０とするのがより好ましく、酸化剤使用量を１．６当量以上、反応系のｐＨを８〜９とするのが特に好ましい。２．０等量より多い酸化剤の使用、５０℃より高い温度での加熱、ｐＨが１１より高い強アルカリ性での反応は分子鎖切断を引き起こし好ましくない。０．１等量より少ない酸化剤の使用、−５℃より低い温度、７より低いｐＨでは酸化反応が十分に進行しない。また、酸化時に臭素、臭化物、よう素又はよう化物は、分子鎖切断を抑制するという観点から、多糖類を構成するグルコピラノース又はグルコフラノース単位当たり４０mol％未満使用し、好ましくは２０mol％未満、特に好ましくは反応系内に存在させない。
【００１６】
本発明の酸化ポリアミノ糖誘導体は、多糖類の１級アルコールをカルボン酸に選択的に酸化したポリアミノ糖で、１級アルコール酸化物としてのカルボキシル基をポリアミノ糖を構成するグルコピラノース又はグルコフラノース単当たり５〜１００mol％含む。水溶性の向上と、ムコ多糖類似物質を得るという観点から、好ましくはカルボキシル基をポリアミノ糖を構成するグルコピラノース又はグルコフラノース単当たり４０mol％以上、より好ましくは７５mol％以上、特に好ましくは９０mol％以上含む。
またムコ多糖に匹敵する機能を発現する為には、分子量は重要な因子となる。例えば天然のヒアルロン酸は、分子量１〜３＊１０⁶の高分子量物質といわれている。本発明の酸化ポリアミノ糖誘導体の分子量は分布を持つ為、平均分子量で表わした場合、重量平均分子量１００，０００以上であり、好ましくは重量平均分子量５００，０００以上、より好ましくは重量平均分子量１，０００，０００以上である。
【００１７】
本発明の酸化ポリアミノ糖誘導体は、ムコ多糖類似物質であり、ムコ多糖に匹敵する種々の機能を持つが、そのうち吸保湿特性について優れた特性を有する天然のヒアルロン酸と比較したところ、同等の機能を有していた。すなわち本発明の酸化ポリアミノ糖誘導体は、より安価な天然ヒアルロン酸類似物質であり、香粧品原料や、医薬品原料として好適である。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明について実施例にて詳述する。実施例において、アセチル化度の測定は、ＩＲ法によって算出した。１６５５ｃｍ^-1のアミド吸収Ｉと３４５０ｃｍ^-1の水酸基吸収の吸光度比と、Ｎ−アセチル基含量との相関係数により、次式によって算出した。尚、Ｏ−アセチル基由来のエステル吸収は１７５０ｃｍ^-1付近に観測される。
Ｎ−アセチル化度＝（Ａ₁₆₅₅／Ａ₃₄₅₀）／１．３３
但し、Ａ₁₆₅₅：１６５５ｃｍ^-1吸光度
Ａ₃₄₅₀：３４５０ｃｍ^-1吸光度
分子量は標準物質としてプルランを用いるサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）法により以下に示す条件で測定し、プルラン換算重量平均分子量を算出した。尚、検量線については、分子量１．６＊１０⁶までのプルランを用いて作成し、分離カラムの排除限界範囲内の１．０＊１０⁷まで外そうした。
分離カラム：Shodex OHpak SB-806MHQ+SB-802.5HQ
カラム温度：40℃
溶離液：0.10M NaCl+0.06M Na₂HPO₄+0.04M KH₂PO₄
流量：0.8ml/min
注入量：約1.0W/V％ 10μl
検出器：ＲＩ
酸化ポリアミノ糖誘導体中のカルボキシル基の生成比の測定は、ＮＭＲ法によって測定した。試料を重水に溶解後、¹³Ｃ−ＮＭＲにより、ケミカルシフト６０ｐｐｍ付近に検出される１級アルコールのメチレン炭素に由来するピークと、同１８０ｐｐｍ付近に検出されるカルボキシル基の４級炭素に由来するピークのピーク面積比を比較算出した。
また吸保湿特性は、粉末試料を乾燥後、２５℃恒温下、硫酸アンモニウム飽和水溶液により相対湿度８１％としたデシケーター内に放置し経過時間毎の重量変化を測定し、次式により吸湿率を算出し吸湿特性を評価し、粉末試料を乾燥後一定量の水を加え、２５℃恒温下、シリカゲルデシケーター内に放置し、経過時間毎の重量変化を測定し次式により水分残存率を算出し保湿特性を評価した。
吸湿率（％）＝（Ｗ−Ｓ）／Ｓ＊１００
水分残存率（％）＝（Ｗ−Ｓ）／Ｈ＊１００
但し、Ｓ：乾燥試料重量（ｇ）
Ｗ：放置後試料重量（ｇ）
Ｈ：添加水分重量（ｇ）
【００１９】
実施例１
粉末キチン（試薬）２．５０ｇを、４８％ＮａＯＨ水溶液５０ｍｌを入れた２００ｍｌナスフラスコに氷冷下加え、ロータリーエバポレータにより撹袢しながら、２０ｍｍＨｇまで減圧にし、そのまま４５分間氷冷しつつ撹拌を続けた。キチン溶液は、均一な粘性流体となった。常圧に戻した後、これに砕氷１０８ｇを加え、室温で５時間十分に撹袢し、脱アセチル化を進行させた。さらにこれをビーカーにとり、ｐＨ計でモニターしながら、氷冷下濃塩酸、希塩酸を順次加え中和しｐＨ＝９とした。中和操作中に粘度が上昇した。氷冷アセトン１ｌをビーカーにとり、十分に撹袢しながら中和した溶液を滴下すると白色沈澱が生じた。吸引ろ過により沈澱をろ別後、アセトン／水＝４／１（容量比）で十分に洗浄後、回収し、５０℃で一晩真空乾燥し、脱アセチル化キチン２．２５ｇを得た。ＩＲ法によるアセチル化度は０．７０であった。
攪拌機、温度計、ｐＨ計、ＯＲＰ計、次亜塩素酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムの供給管を備えた３００ｍｌ容丸底セパラブルフラスコに、上記脱アセチル化キチン２．２５ｇ、水２００ｍｌを加え、撹拌により懸濁させた。２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ＴＥＭＰＯ）１００ｍｇを加え、１３．５％次亜塩素酸ナトリウム１１．０４ｇ（２０ｍｍｏｌ）を反応初期のｐＨの上昇、ＯＲＰの急上昇に注意を払いながら１７５分間かけて滴下し、この間２Ｎ−水酸化ナトリウム溶液を滴下し、十分に撹袢しながらｐＨ＝９．０、反応液温度＝２０℃に維持しつつ反応を続けた。尚、反応初期にｐＨ上昇が認められた為、１Ｎ−塩酸溶液を計９ｍｌ添加した。
２２０分後、ｐＨ低下による水酸化ナトリウムの消費は止まり、反応を停止した。反応液中に少量の固形物の残存が認められた。水酸化ナトリウムの消費量は、６．１ｍｍｏｌであった。この反応液を２倍容量のアセトン中に滴下し、沈澱化操作を行った。吸引ろ過により沈澱をろ別後、アセトン／水＝４／１（容量比）で十分に洗浄後、回収し、５０℃で一晩真空乾燥し、酸化脱アセチル化キチン２．４９ｇを得た。
ＳＥＣ分析の結果、一部不溶分が認められたが、可溶分のプルラン換算の重量平均分子量は１０万であった。また重水に加温して溶解後可溶分の¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを測定した所、未反応の１級アルコールに隣接するメチレン由来のピークは検出されず、６位カルボキシル基炭素及びＮ−アセチル基由来のピークが１８０ｐｐｍ付近に２本観測され、その他６本のメインピークが観測された。よって、主生成物は、選択的に６位の１級アルコールが酸化されカルボキシル基が生成したＮ−アセチルグルコサミン構造のくり返しである事が確認された。
【００２０】
実施例２
粉末キチン（ＣＨＡ−１、片倉チッカリン）２．５０ｇを、実施例１と同様に処理し脱アセチル化キチン２．２９ｇを得た。ＩＲ法によるアセチル化度は０．７２であった。尚、減圧下浸漬時間を１６０分としたが、粒子が認められ均一な流体とはならなかった。
実施例１と同様に酸化を行ない酸化脱アセチル化キチン２．５０ｇを得た。尚、ＴＥＭＰＯ量は５０ｍｇ、１３．５％次亜塩素酸ナトリウムは１１．６０ｇ（２１ｍｍｏｌ）を２２０分間かけて滴下し、３３０分間反応し、水酸化ナトリウムを５．２ｍｍｏｌ消費した。
ＳＥＣ分析の結果、一部不溶分が認められたが、可溶分のプルラン換算の重量平均分子量は７０万であった。また重水に加温して溶解後可溶分の¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを測定した所、実施例１同様のメインピークと、わずかなサブピークが観測された。
【００２１】
実施例３
粉末キトサン（試薬）２．００ｇを、１０％酢酸溶液１５０ｍｌを入れた５００ｍｌセパラブルフラスコに加え、撹拌、溶解した。この溶液にメタノール１５０ｍｌを加え、再度撹袢し、粘ちょうな溶液とした。氷冷ピリジン６００ｍｌをビーカーにとり、十分に撹袢しながらこの溶液を滴下するとゲル化した。このゲルをホモジナイザーにより氷冷下粉砕し、さらにピリジンで洗浄した。ゲルをセパラブルフラスコにとり、ピリジン１００ｍｌを加え、氷冷しながら、撹袢し、無水酢酸を１２．６ｇ（１２４ｍｍｏｌ）滴下し、室温で１８時間撹拌し続けたた。氷冷アセトン７００ｍｌをビーカーにとり、十分に撹袢しながらゲルをピリジンと共に滴下すると白色沈澱が生じた。吸引ろ過により沈澱をろ別後、アセトンで十分に洗浄後、回収し、５０℃で一晩真空乾燥した。この固形物のＩＲ測定を行った所、Ｏ−アセチル基由来のエステル吸収が１７５０ｃｍ^-1付近に観測されたため、水酸化カリウム０．５６ｇ（１０ｍｍｏｌ）をメタノール１００ｍｌに溶解し、これにこの固形物を加え、室温で６ｈ撹袢し、エステル加水分解を行った。吸引ろ過により沈澱をろ別後、メタノールで十分に洗浄後、回収し、５０℃で一晩真空乾燥し、部分アセチル化キトサン１．６５ｇを得た。ＩＲ法によるアセチル化度は０．７５であった。
実施例１と同様に酸化を行ない酸化部分アセチル化キトサン１．７７ｇを得た。尚、ＴＥＭＰＯ量は５０ｍｇ、１３．５％次亜塩素酸ナトリウムは８．５０ｇ（１５．４ｍｍｏｌ）を１３０分間かけて滴下し、１８０分間反応し、水酸化ナトリウムを３．８ｍｍｏｌ消費した。
ＳＥＣ分析の結果、一部不溶分が認められたが、可溶分のプルラン換算の重量平均分子量は５０万であった。また重水に加温して溶解後可溶分の¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを測定した所、実施例１同様のメインピークが観測された。
【００２２】
実施例４
実施例２と同様の処理により得た脱アセチル化キチンを、実施例１と同様の装置により酸化し、酸化脱アセチル化キチン２．４９ｇを得た。尚、臭化ナトリウム１６０ｍｇ（１．５６ｍｍｏｌ）を共存させ、ＴＥＭＰＯ量は５０ｍｇ、１３．５％次亜塩素酸ナトリウムは１１．６０ｇ（２１ｍｍｏｌ）を１２０分間かけて滴下し、１７０分間反応し、水酸化ナトリウムを６．４ｍｍｏｌ消費した。
ＳＥＣ分析の結果、一部不溶分が認められたが、可溶分のプルラン換算の重量平均分子量は５０万であった。また重水に加温して溶解後可溶分の¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを測定した所、実施例１同様のメインピークと、わずかなサブピークが観測された。
【００２３】
実施例５
実施例１から４で得られた酸化物の吸保湿特性を微生物産生ヒアルロン酸ナトリウム（純正化学試薬）と共に評価した。吸湿率、水分残存率の経時変化を、表１、２に示す。これらの結果より、実施例１から４で得られた酸化物の吸保湿特性は、ヒアルロン酸ナトリウムの吸保湿特性に類似していた。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００２６】
比較例１
攪拌機、温度計、ｐＨ計、ＯＲＰ計、次亜塩素酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムの供給管を備えた３００ｍｌ容丸底セパラブルフラスコに、粉末キチン（試薬）２．５０ｇ、水２００ｍｌを加え、撹拌により懸濁させた。ＴＥＭＰＯ１００ｍｇを加え、実施例１と同様に１３．５％次亜塩素酸ナトリウム１１．０４ｇ（２０ｍｍｏｌ）を滴下し酸化反応を試みたが、酸化反応が進まずＯＲＰは上昇した。１Ｎ−塩酸溶液を添加してｐＨを調整しながら予定量の５０％次亜塩素酸ナトリウムを１７０分かけて滴下したが、水酸化ナトリウムは消費されなかった。そのまま一晩放置した後、実施例１と同様の処理により固形物２．０３ｇを得たが、水不溶性であった。
【００２７】
比較例２
比較例１と同様に酸化反応を試みた。尚、臭化ナトリウム５１５ｍｇ（５．０ｍｍｏｌ）を共存させ、ｐＨ＝１０．８とした。次亜塩素酸ナトリウムは１３０分間かけて滴下し、１７０分間反応し、水酸化ナトリウムを８．４ｍｍｏｌ消費し、固形物２．２１ｇを得た。
ＳＥＣ分析の結果、不溶分も認められたが、可溶分のプルラン換算の重量平均分子量は４．５万であった。また重水に加温して溶解後可溶分の¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを測定した所、実施例１同様のメインピークが観測された。
【００２８】
比較例３
攪拌機、温度計、ｐＨ計、ＯＲＰ計、次亜塩素酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムの供給管を備えた３００ｍｌ容丸底セパラブルフラスコに、１０％酢酸溶液２１０ｍｌを入れ、粉末キトサン（試薬）２．１０ｇを加え、撹拌、溶解した。ＴＥＭＰＯ１００ｍｇを加え、２Ｎ−ＮａＯＨを加えｐＨ＝９に調整しようとした所膜状のゲルが析出したが、実施例１と同様に１３．５％次亜塩素酸ナトリウム１５．８４ｇ（２９ｍｍｏｌ）を２６０分間かけて滴下し、２７０分間反応し、水酸化ナトリウムを７．４ｍｍｏｌ消費した（中和分除く）。
ＳＥＣ分析の結果、不溶分も認められたが、可溶分のプルラン換算の重量平均分子量は２千であり、重水に加温して溶解後可溶分の¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを測定した所、６３ｐｐｍ付近に１級アルコールに隣接するメチレン由来のピークが認められ、カルボキシル基由来のピークは検出されず、酸化反応は進行していなかった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、ポリアミノ糖に、十分な量のカルボキシル基を導入し、かつ高分子量のムコ多糖類似物質が得られ、その機能も天然のムコ多糖に匹敵するものであった。これらは、より安価な各種天然ムコ多糖類似物質や、それらの原料として、とりわけより安価な天然ヒアルロン酸類似物質として、その吸保湿特性を活かし、香粧品原料や、医薬品原料等として好適に利用できる。

Claims

ニトロキシル化合物の存在下、下記（１）又は（２）に記載の方法により水溶性を向上させる前処理を施したポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体を、次亜塩素酸またはその塩で酸化する事を特徴とするポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体の酸化物の製造方法。
（１）カルボキシメチル化又はサクシニル化する方法
（２）ポリアミノ糖のアミノ基のアセチル化度を調整する方法
ポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体が、キチン、キトサン又はそれらの誘導体である請求項１記載のポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体の酸化物の製造方法。
ポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体が、キチン又はキトサンである請求項１記載のポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体の酸化物の製造方法。
ニトロキシル化合物が、ジ−ターシャリーアルキルニトロキシル化合物である請求項１〜３何れか１項に記載のポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体の酸化物の製造方法。
ポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体のアセチル化度が、０．３以上である請求項１〜４何れか１項に記載のポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体の酸化物の製造方法。
酸化時の反応液のｐHを、７〜１１とすることを特徴とする請求項１〜５何れか１項に記載のポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体の酸化物の製造方法。
酸化時に臭素、臭化物、よう素又はよう化物を、ポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体を構成するグルコピラノース又はグルコフラノース単位当たり４０mol％未満使用することを特徴とする請求項１〜６何れか１項に記載のポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体の酸化物の製造方法。
酸化時に臭素、臭化物、よう素又はよう化物を、存在させないことを特徴とする請求項１〜６何れか１項に記載のポリグルコサミン、ポリガラクトサミン又はそれらの誘導体の酸化物の製造方法。
請求項１〜８の製造方法によって得られたくり返し単位中の１級アルコールの４０％以上をカルボン酸に酸化した分子量が１００,０００以上のキチン又はキトサンの酸化物。