JP7133174B2 - 新規ヒドロゲル化剤 - Google Patents

Description

本発明は、新規ゲル化剤に関し、詳細には、水系溶媒に対してゲル形成可能である、糖構造を有するモノウレア化合物を含む新規なヒドロゲル化剤に関する。

一般に、ゲルは、塗料や樹脂等の分野において塗料や樹脂等に添加して流動性を調整したり、廃油、廃液、廃水等をゲル化して固形物とし、水質汚染を防止したりする等、工業分野、日用品分野、環境分野、医療分野、香粧品分野、食品分野、農業分野、生体関連分野、分析分野等の各分野において幅広く利用されている。ゲルとは化学物質により形成された三次元網目構造中に水や有機溶剤などの流体が含まれている構造体をいい、流体が有機溶剤である場合をオルガノゲル、流体が水である場合をヒドロゲルという。

近年では、生体関連試料や環境試料のセンシングやスクリーニング等の技術にゲルを応用することが検討されているが、この場合には、水系環境におけるゲル化、即ちヒドロゲルやヒドロゲル化剤に関する開発が不可欠である。
これまでにも、種々のヒドロゲルやヒドロゲル化剤が提案されており、その一例として、各種単糖類から誘導された糖誘導体を用いたゲル化剤が報告されている（特許文献１）。

国際公開第２０１２／１２１３９４号

上述したとおり、ヒドロゲルは幅広い分野で利用されており、今後も利用分野の拡大が期待されている。
本発明は、簡便な手法によって作製することができる、これまで提案されていない構造を有する新規なゲル化剤、特にヒドロゲルを形成できる新規なゲル化剤を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、糖構造を有するモノウレア化合物をゲル化剤として適用したところ、驚くべきことに種々の水系溶媒に対してゲルを形成可能であることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち本発明は、第１観点として、下記式［１］で表される化合物からなるヒドロゲル化剤に関する。

（式中、
Ｓ_ｇは糖基を表し、
Ａは２価の連結基を表し、
Ｒは、炭素原子数１乃至１５の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数３乃至１５の環状のアルキル基、炭素原子数２乃至１５の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルケニル基、又は未置換の若しくは炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、炭素原子数６乃至１８のアリールオキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、フェニル基、炭素原子数２乃至１０のアルキルカルボニル基及び炭素原子数７乃至１８のアラルキル基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で置換された炭素原子数６乃至１８のアリール基を表す。）
第２観点として、前記糖基Ｓ_ｇが単糖又は二糖由来の構造からなる１価の基である、第１観点に記載のヒドロゲル化剤に関する。
第３観点として、前記連結基Ａが炭素原子数１乃至１５の直鎖状アルキレン基又は炭素原子数６乃至１５のアリーレン基であり、
前記Ｒが炭素原子数１乃至１５の直鎖状のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の環状のアルキル基、又は未置換の若しくは炭素原子数１乃至１０のアルキル基、ハロゲン原子及び炭素原子数７乃至１８のアラルキル基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で置換されたフェニル基である、
第２観点に記載のヒドロゲル化剤に関する。
第４観点として、第１観点乃至第３観点のいずれか１項に記載のヒドロゲル化剤と、水系溶媒よりなるヒドロゲルに関する。
第５観点として、下記式［１］で表される化合物に関する。

（式中、
Ｓ_ｇは糖基を表し、
Ａは２価の連結基を表し、
Ｒは、炭素原子数１乃至１５の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数３乃至１５の環状のアルキル基、炭素原子数２乃至１５の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルケニル基、又は未置換の若しくは炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、炭素原子数６乃至１８のアリールオキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、フェニル基、炭素原子数２乃至１０のアルキルカルボニル基及び炭素原子数７乃至１８のアラルキル基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で置換された炭素原子数６乃至１８のアリール基を表す。）

本発明のヒドロゲル化剤は、水系溶媒をゲル化させてゲルを形成することができるという効果を奏する。
また、本発明のヒドロゲル化剤は、高いゲル化能を有するという効果を奏する。
さらに、本発明のヒドロゲル化剤は、簡便な手法によって作製することができるという効果を奏する。

図１は、実施例２における、各種水系溶媒に対する式４の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である（使用水系溶媒：純水、リン酸緩衝液、生理食塩水、３０％ １，３－プロパンジオール、７０％ １，３－プロパンジオール、３０％エタノール、７０％エタノール）（Ｓｕｓ：懸濁状態、ＰＧ：部分的にゲル化）。 図２は、実施例２における、各種水系溶媒に対する式７の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である（使用水系溶媒：純水、リン酸緩衝液、生理食塩水、３０％ １，３－プロパンジオール、７０％ １，３－プロパンジオール、３０％エタノール、７０％エタノール）（Ｓｕｓ：懸濁状態）。 図３は、実施例２における、各種水系溶媒に対する式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である（使用水系溶媒：純水、リン酸緩衝液、生理食塩水、３０％ １，３－プロパンジオール、７０％ １，３－プロパンジオール、３０％エタノール、７０％エタノール）（Ｓｏｌ：溶液に粘性がない状態）。 図４は、実施例３における、種々のｐＨの水系溶媒に対する式４の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である（使用水系溶媒；ｐＨ１～５：塩酸水溶液、ｐＨ７：純水、ｐＨ８～１０：水酸化ナトリウム水溶液）（Ｓｕｓ：懸濁状態、ＰＧ：部分的にゲル化）。 図５、実施例３における、種々のｐＨの水系溶媒に対する式７の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である（使用水系溶媒；ｐＨ１～５：塩酸水溶液、ｐＨ７：純水、ｐＨ８～１０：水酸化ナトリウム水溶液）（Ｓｕｓ：懸濁状態）。 図６、実施例３における、種々のｐＨの水系溶媒に対する式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である（使用水系溶媒；ｐＨ１～５：塩酸水溶液、ｐＨ７：純水、ｐＨ８～１０：水酸化ナトリウム水溶液）（Ｓｏｌ：溶液に粘性がない状態）。 図７は、実施例４における、各種水系溶媒に対する式４の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である［使用水系溶媒：純水（最小ゲル化濃度：１．０ｗｔ％）、塩酸水溶液（ｐＨ３）（最小ゲル化濃度：０．５ｗｔ％）、水酸化ナトリウム水溶液（ｐＨ１０）（最小ゲル化濃度：１．０ｗｔ％）、３０％エタノール（最小ゲル化濃度：１．０ｗｔ％）］。 図８は、実施例４における、各種水系溶媒に対する式７の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である［使用水系溶媒：純水（最小ゲル化濃度：０．１ｗｔ％）、水酸化ナトリウム水溶液（ｐＨ１０）（最小ゲル化濃度：０．１ｗｔ％）、３０％エタノール（最小ゲル化濃度：０．１ｗｔ％）、３０％ １，３－プロパンジオール（最小ゲル化濃度：０．１ｗｔ％）、７０％ １，３－プロパンジオール（最小ゲル化濃度：０．５ｗｔ％）］。 図９は、実施例４における、各種水系溶媒に対する式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である［使用水系溶媒：純水（最小ゲル化濃度：０．５ｗｔ％）、塩酸水溶液（ｐＨ３）（最小ゲル化濃度：１．０ｗｔ％）、水酸化ナトリウム水溶液（ｐＨ１０）（最小ゲル化濃度：０．５ｗｔ％）、生理食塩水（最小ゲル化濃度：０．５ｗｔ％）、３０％ １，３－プロパンジオール（最小ゲル化濃度：１．０ｗｔ％）］。 図１０は、実施例５における、加熱処理（４０℃）に対する式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である（ゲル化濃度：０．５ｗｔ％、１．０ｗｔ％）。 図１１は、実施例５における、加熱処理（６０℃）に対する式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真である（ゲル化濃度：０．５ｗｔ％、１．０ｗｔ％）。 図１２は、実施例５における、超音波処理に対する式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の静置後の各サンプル管の写真である（ゲル化濃度：１．０ｗｔ％）。 図１３は、実施例５における、振動処理に対する式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の静置後の各サンプル管の写真である（ゲル化濃度：１．０ｗｔ％）。 図１４は、実施例７における、式４の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後のサンプル管の写真である（ゲル化濃度：１．０ｗｔ％）。 図１５は、実施例８における、式７の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後のサンプル管の写真である［（左）ゲル化濃度：０．１ｗｔ％、（右）ゲル化濃度：０．５ｗｔ％］（Ｇ：ゲル化）。 図１６は、実施例９における、式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後のサンプル管の写真である。 図１７は、実施例１０における、ヒドロゲルの透明性評価の結果を示すグラフである。 図１８は、実施例１１における、振動処理に対する式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の静置後のサンプル管の写真である［左：振動処理前のサンプル管の写真、真中：振動処理の写真、右：静置後のサンプル管の写真］。 図１９は、実施例１２における、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像の写真である。 図２０は、実施例１４における、式１３の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後のサンプル管の写真である。

［ヒドロゲル化剤］
本発明のヒドロゲル化剤は、下記式［１］で表される、糖構造を有するモノウレア化合物からなる。

（式中、
Ｓ_ｇは糖基を表し、
Ａは２価の連結基を表し、
Ｒは、炭素原子数１乃至１５の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数３乃至１５の環状のアルキル基、炭素原子数２乃至１５の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルケニル基、又は未置換の若しくは炭素原子数１乃至１０のアルキル基、炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基、炭素原子数６乃至１８のアリールオキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、フェニル基、炭素原子数２乃至１０のアルキルカルボニル基及び炭素原子数７乃至１８のアラルキル基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で置換された炭素原子数６乃至１８のアリール基を表す。）

Ｓ_ｇが表す糖基とは、糖由来の構造からなる１価の基であって、具体的には、糖からヒドロキシ基を１つ取り除いた残基である。
前記糖基は、アルキル基（メチル基やエチル基等）及びスルホ基等の置換基によって置換されていてもよい。
前記糖の種類は特に限定されないが、ゲル化活性の観点から、単糖又は二糖であることが好ましく、二糖であることがより好ましい。

前記単糖としては、５炭糖又は６炭糖が好ましい。
前記５炭糖としては、リボース、デオキシリボース、及びフルクトース等が挙げられる。
前記６炭糖としては、グルコース、マンノース、ガラクトース、メチル－α－グルコース、及びメチル－α－マンノース等が挙げられる。
単糖の中でも、６炭糖が好ましく、グルコース、マンノース、ガラクトース、メチル－α－グルコース、及びメチル－α－マンノースが特に好ましい。

前記二糖類としては、例えば、ラクトース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、スクロース、及びセロビオース等が挙げられ、その中でも、ラクトースが特に好ましい。

Ａが表す連結基としては、特に限定されないが、例えば、炭素原子数１乃至１５の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、炭素原子数３乃至１５の環状のアルキレン基、及び炭素原子数６乃至１５のアリーレン基等が挙げられる。

前記炭素原子数１乃至１５の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、及びオクチレン基等、並びにこれらの基が分岐されてなる基が挙げられる。
前記炭素原子数３乃至１５の環状のアルキレン基としては、環状のアルキレン基のみからなる基（例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロヘキセン基等）だけでなく、シクロペンチル環、シクロヘキシル環等の環構造を有する直鎖状及び／又は分岐鎖状のアルキレン基であって、炭素原子数が３乃至１５の基であるものも挙げられる。
前記炭素原子数６乃至１５のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基等が挙げられる。

Ｒが表す炭素原子数１乃至１５の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基及びペンタデシル基、並びにこれらの基が分岐されてなる基が挙げられる。
Ｒが表す炭素原子数３乃至１５の環状のアルキル基としては、環状のアルキル基のみからなる基（例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等）だけでなく、シクロペンチル環、シクロヘキシル環等の環構造を有する直鎖状及び／又は分岐鎖状のアルキル基であって、炭素原子数が３乃至１５の基であるものも挙げられる。
Ｒが表す炭素原子数２乃至１５の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基及びオクテニル基等、並びにこれらの基が分岐されてなる基が挙げられる。

Ｒが表す炭素原子数６乃至１８のアリール基としては、フェニル基、１－ナフチル基、２－ナフチル基、１－アントリル基、２－アントリル基、９－アントリル基、１－フェナントリル基、２－フェナントリル基、３－フェナントリル基、４－フェナントリル基及び９－フェナントリル基等が挙げられる。

前記炭素原子数６乃至１８のアリール基の置換基としての炭素原子数１乃至１０のアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基が挙げられ、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、シクロプロピル基、ｎ－ブチル基、ｉ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、シクロブチル基、１－メチル－シクロプロピル基、２－メチル－シクロプロピル基、ｎ－ペンチル基、１－メチル－ｎ－ブチル基、２－メチル－ｎ－ブチル基、３－メチル－ｎ－ブチル基、１，１－ジメチル－ｎ－プロピル基、１，２－ジメチル－ｎ－プロピル基、２，２－ジメチル－ｎ－プロピル基、１－エチル－ｎ－プロピル基、シクロペンチル基、１－メチル－シクロブチル基、２－メチル－シクロブチル基、３－メチル－シクロブチル基、１，２－ジメチル－シクロプロピル基、２，３－ジメチル－シクロプロピル基、１－エチル－シクロプロピル基、２－エチル－シクロプロピル基、ｎ－ヘキシル基、１－メチル－ｎ－ペンチル基、２－メチル－ｎ－ペンチル基、３－メチル－ｎ－ペンチル基、４－メチル－ｎ－ペンチル基、１，１－ジメチル－ｎ－ブチル基、１，２－ジメチル－ｎ－ブチル基、１，３－ジメチル－ｎ－ブチル基、２，２－ジメチル－ｎ－ブチル基、２，３－ジメチル－ｎ－ブチル基、３，３－ジメチル－ｎ－ブチル基、１－エチル－ｎ－ブチル基、２－エチル－ｎ－ブチル基、１，１，２－トリメチル－ｎ－プロピル基、１，２，２－トリメチル－ｎ－プロピル基、１－エチル－１－メチル－ｎ－プロピル基、１－エチル－２－メチル－ｎ－プロピル基、シクロヘキシル基、１－メチル－シクロペンチル基、２－メチル－シクロペンチル基、３－メチル－シクロペンチル基、１－エチル－シクロブチル基、２－エチル－シクロブチル基、３－エチル－シクロブチル基、１，２－ジメチル－シクロブチル基、１，３－ジメチル－シクロブチル基、２，２－ジメチル－シクロブチル基、２，３－ジメチル－シクロブチル基、２，４－ジメチル－シクロブチル基、３，３－ジメチル－シクロブチル基、１－ｎ－プロピル－シクロプロピル基、２－ｎ－プロピル－シクロプロピル基、１－ｉ－プロピル－シクロプロピル基、２－ｉ－プロピル－シクロプロピル基、１，２，２－トリメチル－シクロプロピル基、１，２，３－トリメチル－シクロプロピル基、２，２，３－トリメチル－シクロプロピル基、１－エチル－２－メチル－シクロプロピル基、２－エチル－１－メチル－シクロプロピル基、２－エチル－２－メチル－シクロプロピル基、２－エチル－３－メチル－シクロプロピル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、２－エチルヘキシル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基等が挙げられる。

前記置換基としての炭素原子数１乃至１０のアルコキシ基としては、上記アルキル基が酸素に結合した基が挙げられ、例えばメトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、ｉ－プロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、ｉ－ブトキシ基、ｓ－ブトキシ基、ｔ－ブトキシ基、ｎ－ペントキシ基、１－メチル－ｎ－ブトキシ基、２－メチル－ｎ－ブトキシ基、３－メチル－ｎ－ブトキシ基、１，１－ジメチル－ｎ－プロポキシ基、１，２－ジメチル－ｎ－プロポキシ基、２，２－ジメチル－ｎ－プロポキシ基、１－エチル－ｎ－プロポキシ基、ｎ－ヘキシルオキシ基、１－メチル－ｎ－ペンチルオキシ基、２－メチル－ｎ－ペンチルオキシ基、３－メチル－ｎ－ペンチルオキシ基、４－メチル－ｎ－ペンチルオキシ基、１，１－ジメチル－ｎ－ブトキシ基、１，２－ジメチル－ｎ－ブトキシ基、１，３－ジメチル－ｎ－ブトキシ基、２，２－ジメチル－ｎ－ブトキシ基、２，３－ジメチル－ｎ－ブトキシ基、３，３－ジメチル－ｎ－ブトキシ基、１－エチル－ｎ－ブトキシ基、２－エチル－ｎ－ブトキシ基、１，１，２－トリメチル－ｎ－プロポキシ基、１，２，２，－トリメチル－ｎ－プロポキシ基、１－エチル－１－メチル－ｎ－プロポキシ基、及び１－エチル－２－メチル－ｎ－プロポキシ基等が挙げられる。

前記置換基としての炭素原子数６乃至１８のアリールオキシ基としては、上記アリール基が酸素に結合した基が挙げられ、例えばフェニルオキシ基（フェノキシ基）、α－ナフチルオキシ基、β－ナフチルオキシ基、１－アントリルオキシ基、２－アントリルオキシ基、９－アントリルオキシ基、１－フェナントリルオキシ基、２－フェナントリルオキシ基、３－フェナントリルオキシ基、４－フェナントリルオキシ基及び９－フェナントリルオキシ基等が挙げられる。

前記置換基としてのハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。

前記置換基としての炭素原子数２乃至１０のアルキルカルボニル基としては、上記アルキル基がカルボニル基に結合した基が挙げられ、例えば、メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、ｎ－プロピルカルボニル基、ｉ－プロピルカルボニル基、シクロプロピルカルボニル基、ｎ－ブチルカルボニル基、ｉ－ブチルカルボニル基、ｓ－ブチルカルボニル基、ｔ－ブチルカルボニル基、シクロブチルカルボニル基、１－メチル－シクロプロピルカルボニル基、２－メチル－シクロプロピルカルボニル基、ｎ－ペンチルカルボニル基、１－メチル－ｎ－ブチルカルボニル基、２－メチル－ｎ－ブチルカルボニル基、３－メチル－ｎ－ブチルカルボニル基、１，１－ジメチル－ｎ－プロピルカルボニル基、１，２－ジメチル－ｎ－プロピルカルボニル基、２，２－ジメチル－ｎ－プロピルカルボニル基、１－エチル－ｎ－プロピルカルボニル基、シクロペンチルカルボニル基、１－メチル－シクロブチルカルボニル基、２－メチル－シクロブチルカルボニル基、３－メチル－シクロブチルカルボニル基、１，２－ジメチル－シクロプロピルカルボニル基、２，３－ジメチル－シクロプロピルカルボニル基、１－エチル－シクロプロピルカルボニル基、２－エチル－シクロプロピルカルボニル基、ｎ－ヘキシルカルボニル基、１－メチル－ｎ－ペンチルカルボニル基、２－メチル－ｎ－ペンチルカルボニル基、３－メチル－ｎ－ペンチルカルボニル基、４－メチル－ｎ－ペンチルカルボニル基、１，１－ジメチル－ｎ－ブチルカルボニル基、１，２－ジメチル－ｎ－ブチルカルボニル基、１，３－ジメチル－ｎ－ブチルカルボニル基、２，２－ジメチル－ｎ－ブチルカルボニル基、２，３－ジメチル－ｎ－ブチルカルボニル基、３，３－ジメチル－ｎ－ブチルカルボニル基、１－エチル－ｎ－ブチルカルボニル基、２－エチル－ｎ－ブチルカルボニル基、１，１，２－トリメチル－ｎ－プロピルカルボニル基、１，２，２－トリメチル－ｎ－プロピルカルボニル基、１－エチル－１－メチル－ｎ－プロピルカルボニル基、１－エチル－２－メチル－ｎ－プロピルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、１－メチル－シクロペンチルカルボニル基、２－メチル－シクロペンチルカルボニル基、３－メチル－シクロペンチルカルボニル基、１－エチル－シクロブチルカルボニル基、２－エチル－シクロブチルカルボニル基、３－エチル－シクロブチルカルボニル基、１，２－ジメチル－シクロブチルカルボニル基、１，３－ジメチル－シクロブチルカルボニル基、２，２－ジメチル－シクロブチルカルボニル基、２，３－ジメチル－シクロブチルカルボニル基、２，４－ジメチル－シクロブチルカルボニル基、３，３－ジメチル－シクロブチルカルボニル基、１－ｎ－プロピル－シクロプロピルカルボニル基、２－ｎ－プロピル－シクロプロピルカルボニル基、１－ｉ－プロピル－シクロプロピルカルボニル基、２－ｉ－プロピル－シクロプロピルカルボニル基、１，２，２－トリメチル－シクロプロピルカルボニル基、１，２，３－トリメチル－シクロプロピルカルボニル基、２，２，３－トリメチル－シクロプロピルカルボニル基、１－エチル－２－メチル－シクロプロピルカルボニル基、２－エチル－１－メチル－シクロプロピルカルボニル基、２－エチル－２－メチル－シクロプロピルカルボニル基及び２－エチル－３－メチル－シクロプロピルカルボニル基等が挙げられる。

前記置換基としての炭素原子数７乃至１８のアラルキル基としては、上記アルキル基の水素原子をアリール基で置換した基、例えばベンジル基、フェネチル基、３－フェニルプロピル基、４－フェニルブチル基、５－フェニルペンチル基、６－フェニルヘキシル基、α－ナフチルメチル基、β－ナフチルメチル基、１－アントリルメチル基、２－アントリルメチル基、９－アントリルメチル基、１－フェナントリルメチル基、２－フェナントリルメチル基、３－フェナントリルメチル基、４－フェナントリルメチル基、９－フェナントリルメチル基、α－ナフチルエチル基、β－ナフチルエチル基、１－アントリルエチル基、２－アントリルエチル基、９－アントリルエチル基、１－フェナントリルエチル基、２－フェナントリルエチル基、３－フェナントリルエチル基、４－フェナントリルエチル基及び９－フェナントリルエチル基等が挙げられる。

本発明のヒドロゲル化剤を用いて、後述の種々の水系溶媒を良好にゲル化させる観点から、前記式［１］において、上記Ｓ_ｇは二糖由来の構造からなる１価の基が好ましく、最も好ましくはラクトース由来の構造からなる１価の基である。
また前記式［１］において、上記Ａは炭素原子数１乃至１５の直鎖状アルキレン基又は炭素原子数６乃至１５のアリーレン基が好ましく、炭素原子数１乃至１０の直鎖状アルキレン基又は炭素原子数６乃至１０のアリーレン基がより好ましく、最も好ましくはフェニレン基である。
さらに前記式［１］において、上記Ｒは炭素原子数１乃至１５の直鎖状アルキル基が好ましく、炭素原子数４乃至１５の直鎖状アルキル基がより好ましく、炭素原子数４乃至１２の直鎖状アルキル基が特に好ましく、最も好ましくはブチル基、ｎ－オクチル基及びドデシル基である。
また上記Ｒは、炭素原子数３乃至１０の環状のアルキル基が好ましく、最も好ましくはシクロヘキシル基である。
さらに上記Ｒは、未置換の又は炭素原子数１乃至１０のアルキル基、ハロゲン原子及び炭素原子数７乃至１８のアラルキル基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で置換されたフェニル基であることが好ましい。より好ましくは、上記Ｒは、未置換の又は炭素原子数１乃至５のアルキル基、ハロゲン原子及び炭素原子数７乃至１０のアラルキル基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で置換されたフェニル基であることが好ましく、特により良好なゲル化能を発現する観点から、上記Ｒは、未置換のフェニル基、又は、ｔｅｒｔ－ブチル基、ベンジル基若しくはブロモ基置換のフェニル基であることが好ましい。

なお、本発明のヒドロゲル化剤である式［１］で表される化合物は、後述の種々の水系溶媒に投入すると、自己集合化して、ファイバー状或いはラメラ状といった二次集合体を形成し、これらが溶媒のゲル化に寄与するものと考えられる。そのため、式［１］における上記Ｓ_ｇ、Ａ及びＲとしては、ゲル化させる溶媒に対する前記二次集合体の親和性の高さや、ゲル化させる溶媒に対して式［１］で表される化合物としての溶解度の高さを考慮して、好適ないし最適な基を選択することができる。

また、上記式［１］で表される化合物も、本発明の対象である。
なお、前記式［１］で表される化合物中のＳ_ｇ、Ａ及びＲの定義については、［ヒドロゲル化剤］で記載したとおりである。

式［１］で表される化合物は、例えば、以下の方法（工程１乃至工程３）により簡便に合成することができる。

（式中、Ａ、Ｒ及びＳ_ｇの定義は上記［１］中の定義と同義である。）

工程１において、イソシアン酸のＮＯ_２置換エステル化合物（ａ）とアミン化合物（ｂ）とを反応させる。次に工程２において、工程１で得られたモノウレア化合物（ｃ）のニトロ基を還元する。そして、工程３において、工程２で得られたアミノ基を有するモノウレア化合物（ｄ）と糖（ｅ）とを反応させる。

前記工程１において、使用可能な有機溶媒としては、イソシアン酸のＮＯ_２置換エステル化合物（ａ）及びアミン化合物（ｂ）を溶解するものであれば特に限定されないが、例えばアルコール類（例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オクタノール等）、セロソルブ類（例えばメトキシエタノール、エトキシエタノール等）、非プロトン性極性有機溶媒類（例えばＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、テトラメチルウレア、スルホラン、Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ－ジメチルイミダゾリジノン等）、エーテル類（例えばジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔ－ブチルメチルエーテル（ＴＢＭＥ）、テトラヒドロフラン、ジオキサン等）、脂肪族炭化水素類（例えばペンタン、ヘキサン、シクロキサン、オクタン、デカン、デカリン、石油エーテル等）、芳香族炭化水素類（ベンゼン、クロロベンゼン、ｏ－ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン等）、ハロゲン化炭化水素類（例えばクロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素等）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、低級脂肪族酸エステル（例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等）、アルコキシアルカン類（例えばジメトキシエタン、ジエトキシエタン等）、ニトリル類（例えばアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等）等を使用することができる。
反応は、室温（２５℃前後）乃至上記反応に使用する有機溶媒の還流温度以下にて適宜選択され得、反応時間は１時間～５日間程度から適宜選択され得る。
反応終了後、溶媒を留去し、必要に応じて各種クロマトグラフィー法、再結晶法、再沈殿法、蒸留法、洗浄等の公知の精製方法にて精製することができる。

前記工程２の反応は接触還元であり、接触還元法としては、ニッケル（Ｎｉ）やパラジウム（Ｐｄ）等の水素化触媒を用いた方法等の公知の方法を用いることができる。
反応終了後、溶媒を留去し、必要に応じて各種クロマトグラフィー法、再結晶法、再沈殿法、蒸留法、洗浄等の公知の精製方法にて精製することができる。

前記工程３の反応は脱水反応であり、脱水反応に使用可能な有機溶媒としては、上記工程１で挙げた有機溶媒が挙げられる。
反応は、室温（２５℃前後）乃至上記反応に使用する有機溶媒の還流温度以下にて適宜選択され得、反応時間は１時間～１４日間程度から適宜選択され得る。
反応終了後、溶媒を留去し、必要に応じて各種クロマトグラフィー法、再結晶法、再沈殿法、蒸留法、洗浄等の公知の精製方法にて精製することができる。

［ヒドロゲル］
本発明のヒドロゲルは、上記ヒドロゲル化剤で溶媒をゲル化させることにより、得ることができる。具体的には、溶媒に所定量のヒドロゲル化剤を加熱溶解させ、冷却するという製造方法、並びに溶媒に所定量のヒドロゲル化剤を加えて、超音波処理や振動処理などを施すという製造方法などが例示される。通常、加熱溶解の際には、完全に溶解させることが好ましい。また、超音波処理や振動処理などを施す際には、ヒドロゲル化剤は加熱してもしなくてもよい。
なお、本明細書において、ゲル化とは、流動性のある液体が実質的に流動性を失った状態となることをいう。
溶媒をゲル化するに際し、本発明のヒドロゲル化剤の使用量は、本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、ゲル化される溶媒の質量に対して、通常０．００１乃至２０質量％、例えば０．０５乃至５質量％である。なお、本明細書等では、質量％をｗｔ％とも表記する。

前記溶媒としては、ゲル化を防げるものでなければ特に限定されないが、好ましい具体例として、水系溶媒等を挙げることができる。
本発明のヒドロゲルは、前記ヒドロゲル化剤と、水系溶媒を含みて形成され得る。

本発明における「水系溶媒」は、溶媒として少なくとも水を含む溶媒であれば特に限定されず、例えば、水、緩衝液、及び無機水溶液（酸性水溶液、塩基性水溶液、中性水溶液等）、並びに水と親水性有機溶媒との混合溶媒（本明細書において親水性有機溶液と称する。）等が挙げられる。

前記緩衝液としては、例えば、三リン酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）緩衝液、トリス－塩酸（Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ）緩衝液、４－（２－ヒドロキシエチル）－１－ピペラジンエタンスルホン酸－水酸化ナトリウム（ＨＥＰＥＳ－ＮａＯＨ）緩衝液、酢酸ナトリウム（ＮａＯＡｃ）緩衝液、ホウ酸緩衝液（Ｂｏｒａｔｅ）、ホウ酸－水酸化ナトリウム（Ｂｏｒａｔｅ ＮａＯＨ）緩衝液、トリス－グリシン－ドデシル硫酸ナトリウム（Ｔｒｉｓ－ｇｌｙｃｉｎｅ－ＳＤＳ）緩衝液、トリス－ホウ酸－エチレンジアミン四酢酸（Ｔｒｉｓ－Ｂｏｒａｔｅ－ＥＤＴＡ）緩衝液、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）、グリシン－水酸化ナトリウム（Ｇｌｙｃｉｎｅ－ＮａＯＨ）緩衝液、グリシン－塩酸（Ｇｌｙｃｉｎｅ－ＨＣｌ）緩衝液、リン酸（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）緩衝液、及びリン酸二水素ナトリウム－水酸化ナトリウム（ＮａＨ_２ＰＯ_４－ＮａＯＨ）緩衝液等が挙げられる。

前記無機水溶液としては、例えば、塩酸等の酸の水溶液、水酸化ナトリウム等のアルカリの水溶液、ナトリウム塩やアンモニウム塩等の無機塩の水溶液（海水、食塩水、生理食塩水を含む）等が挙げられる。

前記親水性有機溶液における親水性有機溶媒は、水に任意の割合で溶解する有機溶媒であれば特に限定されず、アルコールや、アセトン、シクロヘキサノン、アセトニトリル、ジオキサン、グリセロール及びジメチルスルホキシド等が挙げられる。
前記アルコールは、好ましくは水に自由に溶解する水溶性アルコールであり、より好ましくは炭素原子数１乃至９のアルコール、多価アルコール、高級アルコール、グリセライド類が挙げられる。
具体的には、炭素原子数１乃至９のアルコールとしては、メタノール、エタノール、２－プロパノール、ｉ－ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、１－オクタノール、イソオクタノール等；多価アルコールとしては、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等；高級アルコールとしては、オクチルドデカノール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等；グリセライド類としてはトリオクタノイン、トリ（カプリルカプリル酸）グリセリル、ステアリン酸グリセリル等が挙げられる。
これらの中でも、前記親水性有機溶液に使用する親水性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、２－プロパノール、ｉ－ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、１－オクタノール、イソオクタノール、アセトン、シクロヘキサノン、アセトニトリル、ジオキサン、グリセロール、ブタンジオール、プロピレングリコール、エチレングリコール及びジメチルスルホキシドが好ましく、エタノール及びブタンジオールがより好ましい。
本発明で用いる親水性有機溶液における親水性有機溶媒の割合は特に限定されないが、例えば１０ｗｔ％乃至９０ｗｔ％とすることができる。

また、本発明のヒドロゲル化剤は培地に適用することもでき、該培地としては、ダルベッコ改変イーグル培地（Ｄ－ＭＥＭ）、ロズウェル・パーク・メモリアル・インスティテュート１６４０培地（ＲＰＭＩ１６４０培地）及びハムＦ１２培地（Ｆ１２培地）等が挙げられる。

本発明のヒドロゲル化剤は、媒体である前述の水、緩衝液、培地、無機水溶液、又は親水性有機溶液等に加え、必要に応じて加熱撹拌又は超音波処理などをした後、室温に放置することにより、ヒドロゲルを得ることができる。ゲル強度は、ヒドロゲル化剤の濃度により調整することが可能である。

なお、本発明のヒドロゲル化剤によって形成されるヒドロゲルは、ヒドロゲル化剤のゲル化能を阻害しない範囲において、その適用用途等、必要に応じて各種添加剤（界面活性剤、紫外線吸収剤、保湿剤、防腐剤、酸化防止剤、香料、生理活性物質（薬効成分）等の有機化合物や、酸化チタン、タルク、マイカ、水等の無機化合物等）を混合することができる。

本発明のヒドロゲル化剤は、上述のように種々の水系溶媒をゲル化できるため、本発明のヒドロゲル化剤及びそれから得られるヒドロゲルは、化粧品基材又は医療用基材、ゲル電解質、細胞培養基材、細胞やタンパク質などの生体分子保存用基材、外用基材、生化学用基材、食品用基材、コンタクトレンズ、紙おむつ、人工アクチュエーター、乾燥地農業用基材など、様々な分野における材料に使用することができる。また、酵素などのバイオリアクター担体として、研究、医療、分析、各種産業に幅広く利用することができる。

以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

実施例において、試料の調製及び物性の分析に用いた装置及び条件は、以下の通りである。
（１）^１Ｈ－ＮＭＲスペクトル
装置：ＪＮＭ ＥＣＡ－６００（日本電子株式会社製）
（２）ボルテックスミキサー
装置：ＶＯＲＴＥＸ３（ＩＫＡ社製）
（３）透過率
装置：ＪＡＳＣＯ Ｖ－６３０ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（日本分光株式会社製）
（４）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
装置：ＪＥＯＬ ＪＳＭ－６３００ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（日本電子株式会社製）

［実施例１：ヒドロゲル化剤の合成］
＜式４で表される化合物の合成＞

１００ｍＬ二口フラスコ、三方コック及び撹拌子を組み立て、ヒートガンを用いて容器を乾燥させた。該容器にイソシアヌル酸４－ニトロフェニル（５９９．０ｍｇ、３．６５ｍｍｏｌ）を加え、アルゴン（Ａｒ）フラッシュし、テトラヒドロフラン（３６ｍＬ）を加えた後にアニリン（０．６６ｍＬ、７．３０ｍｍｏｌ）を加え、室温で２日間撹拌した。その後、溶媒留去し、得られた反応生成物をアセトンとヘキサンを用いて再沈殿した。吸引濾過することで、目的化合物を白色固体にて得た（収量８６９ｍｇ、収率９３％）。
¹H-NMR (400MHz, Acetone-d₆) δ: 8.79 (1H, s), 8.34 (1H, s), 8.16 (2H, dd, J = 7.1, 2.2 Hz), 7.76 (2H, td, J= 6.2, 3.7 Hz), 7.52 (2H, d, J = 7.8 Hz), 7.29-7.25 (2H, m), 7.00 (1H, t, J= 7.6 Hz).

３００ｍＬ三口フラスコ、三方コック、セプタム及び撹拌子を組み、ヒートガンを用いて容器を乾燥させた。該容器をＡｒ置換した後、化合物２（３５７ｍｇ、１．３９ｍｍｏｌ）を加え、Ａｒフラッシュした。次にパラジウム炭素触媒（Ｐｄ／Ｃ）（４７ｍｇ、１０ｗｔ％）を加え、Ａｒフラッシュした。エタノール（７３ｍＬ）を加え、水素置換し、室温で１時間撹拌した。反応溶液をろ過し、ろ液を減圧留去することで目的化合物を白色固体として得た（収量２８５ｍｇ、収率９０％）。
¹H-NMR (400MHz, Acetone-d₆) δ: 7.97 (1H, s), 7.70 (1H, s), 7.52 (2H, d, J = 7.3 Hz), 7.22 (4H, dtd, J= 15.3, 6.1, 2.8 Hz), 6.95-6.91 (1H, m), 6.61 (2H, dt, J = 9.4, 2.4 Hz), 4.40 (1H, s).

シュレンク管、攪拌子及びセプタムを組み立て、ヒートガンで容器を乾燥させた。該容器に化合物３（１００ｍｇ、０．４４０ｍｍｏｌ）及びβ－ラクトース（１５１ｍｇ、０．４４０ｍｍｏｌ）を加え、メタノール（２ｍＬ）を加えた。還流下（６５℃－７０℃）で４日間攪拌した後、白色の沈殿物が存在し溶媒が見えず撹拌できなかったため沈殿物をろ取した。ろ取した沈殿物をＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミドと酢酸エチルで再沈殿し、ろ取物を少量の冷水で複数回洗浄し、常温の水で１回洗浄し、式４で表される化合物を茶色固体にて得た（収量４４．３ｍｇ、収率１８％）。
¹H-NMR (DMSO-d₆) δ = 8.49 (1H, s), 8.22 (1H, s), 7.41 (2H, d, J = 7.8 Hz), 7.25 (2H, t, J = 7.8 Hz), 7.16 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.92 (1H, t, J = 7.6 Hz), 6.64 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.03 (1H, d, J = 7.8 Hz), 5.10 (1H, d, J = 3.9 Hz), 4.98 (1H, d, J = 5.4 Hz), 4.78 (1H, d, J = 5.4 Hz), 4.73 (1H, s), 4.66 (1H, t, J = 4.9 Hz), 4.51 (2H, dd, J = 10.5, 5.1 Hz), 4.38 (1H, t, J = 8.3 Hz), 4.24 (1H, d, J = 7.3 Hz), 3.70 (1H, s)

＜式７で表される化合物の合成＞

１００ｍＬ二口フラスコ、三方コック、セプタム、攪拌子及びジムロート管を組み、ヒートガンによって容器を乾燥させた。該容器をＡｒ置換した後に、イソシアン酸４－ニトロフェニル（１．５５ｇ、９．４５ｍｍｏｌ）を加え、次いでテトラヒドロフラン（４０ｍＬ）、オクチルアミン（３．０６ｍＬ、１８．５ｍｍｏｌ）の順で加えた。４０℃で１日間攪拌した後、溶媒を減圧留去し、得られた反応生成物をテトラヒドロフランとヘキサンで再沈殿した。吸引濾過することで、目的化合物を得た（収量２．４７ｇ、収率６３％）。
¹H-NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ = 9.19 (1H, s), 8.12 (2H, d, J = 9.3 Hz), 7.60 (2H, d, J= 9.3 Hz), 6.41 (1H, s), 3.08 (2H, q, J= 6.5 Hz), 1.42 (2H, s), 1.25 (11H, s), 0.83 (3H, t, J = 6.8 H)

２００ｍＬ三口フラスコ、三方コック、セプタム及び撹拌子を組み、ヒートガンを用いて容器を乾燥させた。該容器をＡｒ置換した後、化合物５（３５５ｍｇ、１．２１ｍｍｏｌ）を加え、Ａｒフラッシュした。次にパラジウム炭素触媒（Ｐｄ／Ｃ）（１４０ｍｇ）を加え、Ａｒフラッシュした。メタノール（５０ｍＬ）を加え、水素置換し、室温で４０分間撹拌した。反応溶液をろ過し、ろ液を減圧留去することで目的化合物を白色固体として得た（収量３０６ｍｇ、収率９６％）。
¹H-NMR (DMSO-d₆) δ = 7.80 (1H, s), 6.98 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.45 (2H, d, J = 8.3 Hz), 5.85 (1H, s), 4.64 (1H, s), 3.01 (2H, q, J = 6.5 Hz), 1.38 (2H, s), 1.25 (11H, s), 0.86 (3H, t, J = 6.8 Hz)

シュレンク管、攪拌子及びセプタムを組み立て、ヒートガンで容器を乾燥させた。該容器に化合物６（１０８ｍｇ、０．３８０ｍｍｏｌ）及びβ－ラクトース（１４９ｍｇ、０．４３６ｍｍｏｌ）を加え、メタノール（３．０ｍＬ）を加えた。還流下（おそよ６５℃）で３日間攪拌した後、沈殿物をろ取した。ろ取物を冷水で２回洗浄し、式７で表される化合物を藤色固体にて得た（収量０．１３９ｇ、収率６３％）。
¹H-NMR (DMSO-d₆) δ = 7.90 (1H, s), 7.08 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.58 (2H, d, J= 9.3 Hz), 5.90-5.87 (2H, m), 5.10 (1H, d, J= 3.9 Hz), 4.96 (1H, d, J = 5.4 Hz), 4.78 (1H, d, J = 4.9 Hz), 4.71 (1H, s), 4.67 (1H, t, J = 5.1 Hz), 4.50 (2H, dd, J = 12.4, 5.1 Hz), 4.35 (1H, t, J = 8.0 Hz), 4.23 (1H, d, J = 6.8 Hz), 3.70 (1H, dd, J = 10.0, 5.1 Hz), 3.02 (2H, q, J = 6.5 Hz), 1.39 (2H, t, J = 6.3 Hz), 1.26 (11H, s), 0.86 (3H, t, J = 6.8 Hz)

＜式１０で表される化合物の合成＞

２００ｍＬ二口フラスコ、三方コック及び撹拌子を組み立て、ヒートガンを用いて容器を乾燥させた。該容器にシクロヘキシルアミン（０．４９ｍＬ、４．２７ｍｍｏｌ）及びイソシアン酸４－ニトロフェニル（０．７００ｇ、４．２７ｍｍｏｌ）を加え、Ａｒフラッシュし、テトラヒドロフラン（４０ｍＬ）を加えた後にシクロヘキシルアミン（０．４９ｍＬ、４．２７ｍｍｏｌ）を加え、室温で１日間撹拌した。その後、溶媒留去し、得られた反応生成物をテトラヒドロフランとヘキサンを用いて再沈殿した。吸引濾過することで、目的化合物を白色固体にて得た（収量１．０６ｇ、収率９５％）。
¹H-NMR (ACETONE-d₆) δ = 8.42 (1H, s), 8.13 (2H, td, J = 9.3, 2.4 Hz), 7.71 (2H, dt, J = 9.3, 2.4 Hz), 5.92 (1H, s), 3.62 (1H, s), 1.93-1.90 (2H, m), 1.72-1.70 (2H, m), 1.61-1.58 (1H, m), 1.40-1.34 (2H, m), 1.28-1.18 (3H, m).

５００ｍＬ三口フラスコ、三方コック、セプタム及び撹拌子を組み、ヒートガンを用いて容器を乾燥させた。該容器をＡｒ置換した後、化合物８（１．０６ｇ、４．０４ｍｍｏｌ）を加え、Ａｒフラッシュした。次にパラジウム炭素触媒（Ｐｄ／Ｃ）（１３８ｍｇ、１４ｗｔ％）を加え、Ａｒフラッシュした。メタノール（１５０ｍＬ）を加え、水素置換し、室温で２時間撹拌した。反応溶液をろ過し、ろ液を減圧留去することで目的化合物を白色固体として得た（収量１．０４ｇ、収率１１１％）。
¹H-NMR (DMSO-d₆) δ = 7.74 (1H, s), 6.98 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.45 (2H, d, J= 8.3 Hz), 5.80 (1H, d, J = 8.3 Hz), 4.64 (1H, s), 1.76-1.73 (2H, m), 1.63-1.61 (2H, m), 1.52-1.49 (1H, m), 1.28-1.25 (2H, m), 1.13-1.10 (3H, m)

シュレンク管、攪拌子及びセプタムを組み立て、ヒートガンで容器を乾燥させた。該容器に化合物９（１０１ｍｇ、０．４３４ｍｍｏｌ）及びβ－ラクトース（１５０ｍｇ、０．４５３ｍｍｏｌ）を加え、メタノール（３ｍＬ）を加えた。還流下で４日間攪拌したのち白色沈殿物をろ取した。ろ取物をメタノール洗浄して、冷水で洗浄し、式１０で表される化合物を白色固体にて得た（収量９２．２ｍｇ、３８％）。
¹H-NMR (DMSO-d₆) δ = 7.84 (1H, s), 7.08 (2H, d, J = 8.8 Hz), 6.58 (2H, d, J = 8.8 Hz), 5.91 (1H, d, J = 7.3 Hz), 5.84 (1H, d, J = 7.8 Hz), 5.10 (1H, d, J = 4.4 Hz), 4.97 (1H, d, J = 5.4 Hz), 4.79 (1H, d, J = 5.4 Hz), 4.72 (1H, s), 4.66 (1H, d, J = 5.4 Hz), 4.52-4.49 (2H, m), 4.35 (1H, t, J = 8.3 Hz), 4.23 (1H, d, J = 7.3 Hz)

［実施例２：ヒドロゲル化剤のゲル形成能（１）］
実施例１で合成した３種の化合物をヒドロゲル化剤として、各種水系溶媒（純水、リン酸緩衝液、生理食塩水、３０％ １，３－プロパンジオール、７０％ １，３－プロパンジオール、３０％エタノール、７０％エタノール）に対するゲル形成能の評価を行った。
ゲル化試験は次のように行った。２．０ｍＬのねじ口サンプル管に、ヒドロゲル化剤を量り取り、ここに各種水系溶媒を加えて、ヒドロゲル化剤の濃度が１．０質量％の試料をそれぞれ調製した。そして、１２０℃のホットプレート上にて加熱し、溶解させた。その後、室温にて一晩静置し、ゲルの形成を観察した。
静置放冷後、溶液の流動性が失われて、サンプル管を倒置しても溶液が流れ落ちない状態を「ゲル化」と判断した。表中の符号は形成したゲルの状態を示し（以下、本明細書中の他の表も同様である）、ゲル化したものは「Ｇ」、部分的にゲル化したものは「ＰＧ」、懸濁液の状態のものは「Ｓｕｓ」、サンプル管を倒置すると溶液が流れ落ち、溶液に粘性がない状態のものを「Ｓｏｌ」と評価した。また、評価しなかったものは「ｎｄ」とした。
評価結果を表１に示す。また静置後の各サンプル管の写真を図１（式４の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真）、図２（式７の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真）、及び図３（式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真）に示す。

表１に示すように、本発明のヒドロゲル化剤は、水系溶媒に対してゲル形成できることが確認された。

［実施例３：ヒドロゲル化剤のｐＨ応答性］
水系溶媒として、種々のｐＨの水系溶媒（塩酸水溶液、純水、水酸化ナトリウム水溶液）のゲル化を行い、ゲル化能のｐＨ応答性を調べた。ゲル化試験は［実施例２］の手順と同様の手順で行った。
評価結果を表２に示す。また静置後の各サンプル管の写真を図４（式４の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真）、図５（式７の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真）、及び図６（式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真）に示す。

表２に示すように、本発明のヒドロゲル化剤は、ｐＨ１～１０の範囲の水系溶媒に対してゲル形成できることが確認された。

［実施例４：ヒドロゲル化剤の最小ゲル化濃度の評価］
実施例１で合成した３種の化合物をヒドロゲル化剤として、各種水系溶媒［純水、塩酸水溶液（ｐＨ３）、水酸化ナトリウム水溶液（ｐＨ１０）、生理食塩水、３０％エタノール、３０％ １，３－プロパンジオール、７０％ １，３－プロパンジオール］に対する最小ゲル化濃度［サンプル管を逆さにしてもゲルが崩壊しない程度のゲル（部分的にゲル化したものを含まない）を形成する濃度］を求めた。ゲル化試験は［実施例２］の手順と同様の手順で行った。
評価結果を表３に示す。また静置後の各サンプル管の写真を図７（式４の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真）、図８（式７の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真）、及び図９（式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤のゲル化試験の放冷後の各サンプル管の写真）に示す。

表３に示すように、本発明のヒドロゲル化剤は、高いゲル化能を有することが確認された。

［実施例５：ヒドロゲル化剤のゲル形成能（２）］
実施例１で合成した式１０で表される化合物をヒドロゲル化剤として、各種ゲル化処理［加熱処理（４０℃及び６０℃）、超音波処理、振動処理］に対するゲル形成能の評価を行った。
各種ゲル化処理によるゲル化試験は次のように行った。

＜加熱処理（４０℃）＞
２．０ｍＬのねじ口サンプル管に、所定量のヒドロゲル化剤を量り取り、ここに純水を加えて、表４に示す濃度（０．５質量％及び１．０質量％）の試料をそれぞれ調製した。そして、４０℃のホットプレート上にて１５分間加熱し、溶解させた。その後、室温にて３０分間静置し、ゲルの形成を観察した。

＜加熱処理（６０℃）＞
加熱温度を６０℃に変えた以外は、［加熱処理（４０℃）］の手順と同様の手順で行った。

＜超音波処理＞
２．０ｍＬのねじ口サンプル管に、ヒドロゲル化剤を量り取り、ここに純水を加えて、ヒドロゲル化剤の濃度が１．０質量％の試料を調製した。そして、ブランソン卓上超音波洗浄器（ブランソン社製２５１０Ｊ－ＤＴＨ）を用いて、１０分間超音波処理を行った。その後、室温にて３０分間静置し、ゲルの形成を観察した。

＜振動処理＞
２．０ｍＬのねじ口サンプル管に、ヒドロゲル化剤を量り取り、ここに純水を加えて、ヒドロゲル化剤の濃度が１．０質量％の試料を調製した。そして、ハンディマッサージャー（スライヴ社製）を用いて、サンプル管の下部に振動を約３分間与えた。その後、室温にて３０分間静置し、ゲルの形成を観察した。

評価結果を表４に示す。また静置後の各サンプル管の写真を図１０［式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤の加熱処理（４０℃）後、放冷したサンプル管の写真］、図１１［式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤の加熱処理（６０℃）後、放冷したサンプル管の写真］、図１２［式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤の超音波処理後、静置したサンプル管の写真］及び図１３［式１０の化合物からなるヒドロゲル化剤の振動処理後、静置したサンプル管の写真］に示す。

表４に示すように、本発明のヒドロゲル化剤は、加熱処理以外にも、室温での超音波処理や振動処理を施すことにより、ヒドロゲルを形成できることが確認された。

［実施例６：ヒドロゲル化剤の合成（２）］
＜式４で表される化合物の合成＞

１００ｍＬ二口フラスコにアニリン（０．６６ｍＬ、７．３０ｍｍｏｌ）、イソシアン酸４－ニトロフェニル（６００ｍｇ、３．６５ｍｍｏｌ）及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（３６ｍＬ）を加え、アルゴン（Ａｒ）雰囲気下、室温にて２日間撹拌した。溶媒を減圧留去し、得られた残渣をアセトンとヘキサンを用いて再沈殿することで、目的とする化合物を白色固体として得た（８６９ｍｇ、９３％）。

３００ｍＬ三口フラスコに化合物２（３５７ｍｇ、１．３９ｍｍｏｌ）、パラジウム炭素触媒（Ｐｄ／Ｃ）（４７ｍｇ）及びエタノール（ＥｔＯＨ）（７５ｍＬ）を加え、水素雰囲気下、室温で１時間撹拌した。反応溶液をろ過した後、溶媒を減圧留去することで、目的化合物を白色固体として得た（２８５ｍｇ、９０％）。

シュレンク管に、化合物３（１００ｍｇ、０．４４ｍｍｏｌ）、β－ラクトース（１５１ｍｇ、０．４４ｍｍｏｌ）及びメタノール（ＭｅＯＨ）（２ｍＬ）を加え、Ａｒ雰囲気下、約６５℃で４日間撹拌した。溶媒を減圧留去して得られた固体を、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）と酢酸エチルで再沈殿した。さらに得られた固体を少量の冷水で洗浄し、目的の化合物を茶色固体として得た（４４．３ｍｇ、１８％）。

＜式７で表される化合物の合成＞

１００ｍＬ二口フラスコにオクチルアミン（０．５１ｍＬ、３．０８ｍｍｏｌ）、イソシアン酸４－ニトロフェニル（５０９ｍｇ、３．１０ｍｍｏｌ）及びＤＭＦ（４０ｍＬ）を加え、Ａｒ雰囲気下、約６０℃にて２日間撹拌した。溶媒を減圧留去し、得られた残渣をＤＭＦとヘキサンを用いて再沈殿することで、目的とする化合物を白色固体として得た（３５５ｍｇ、９３％）。

２００ｍＬ三口フラスコに、化合物５（３５５ｍｇ、１．２１ｍｍｏｌ）、Ｐｄ／Ｃ（１４０ｍｇ）及びＭｅＯＨ（５０ｍＬ）を加え、水素雰囲気下、室温で１時間撹拌した。反応溶液をろ過した後、溶媒を減圧留去することで目的化合物を白色固体として得た（３０６ｍｇ、９６％）。

シュレンク管に、化合物６（１１１ｍｇ、０．４２ｍｍｏｌ）、β－ラクトース（１４６ｍｇ、０．４２ｍｍｏｌ）及びＭｅＯＨ（３ｍＬ）を加え、Ａｒ雰囲気下、約６５℃で２日間撹拌した。反応溶液を室温に冷却し、生成した沈殿物をろ取した。得られた固体を少量の冷水で洗浄し、目的の化合物を薄紫固体として得た（９２ｍｇ、４０％）。

＜式１０で表される化合物の合成＞

２００ｍＬ二口フラスコに、シクロヘキシルアミン（１．４７ｍＬ、１３．１ｍｍｏｌ）、イソシアン酸４－ニトロフェニル（１．０５ｇ、６．４ｍｍｏｌ）及びアセトニトリル（６０ｍＬ）を加え、Ａｒ雰囲気下、室温にて１日撹拌した。溶媒を減圧留去し、得られた残渣をアセトニトリルを用いて洗浄することで、目的とする化合物を白色固体として得た（１．６１ｇ、９５％）。

５００ｍＬ三口フラスコに、化合物８（１．０２ｇ、３．８６ｍｍｏｌ）、Ｐｄ／Ｃ（１３６ｍｇ）、ＭｅＯＨ（１２０ｍＬ）及びＥｔＯＨ（３０ｍＬ）を加え、水素雰囲気下、室温で２時間撹拌した。反応溶液をろ過した後、溶媒を減圧留去することで、目的化合物を白色固体として得た（０．８６ｇ、９６％）。

シュレンク管に、化合物９（２１０ｍｇ、０．９０ｍｍｏｌ）、β－ラクトース（３２６ｍｇ、０．９１ｍｍｏｌ）、硫酸アンモニウム（１１．７ｍｇ、０．０９ｍｍｏｌ）及びＭｅＯＨ（２０ｍＬ）を加え、Ａｒ雰囲気下、約６５℃で４日間撹拌した。溶媒を減圧留去して得られた固体を、メタノールで洗浄することで、目的の化合物を白色固体として得た（４５８ｍｇ、８９％）。

［実施例７：ヒドロゲル化剤のゲル形成能（３）］
サンプル管に、ヒドロゲル化剤（実施例６で合成した式４で表される化合物）５．０５ｍｇを量り取り、ここに純水５００μＬを加えて、ヒドロゲル化剤の濃度が１．０質量％の試料を調製した。そして、１２０℃のホットプレート上で加熱溶解させた。その後、得られた溶液を室温で静置すると、白濁したヒドロゲルが得られた。ゲル化試験の放冷後のサンプル管の写真を図１４に示す。

［実施例８：ヒドロゲル化剤のゲル形成能（４）］
サンプル管に、ヒドロゲル化剤（実施例６で合成した式７で表される化合物）０．５２ｍｇ及び２．５１ｍｇをそれぞれ量り取り、ここに純水５００μＬを加えて、ヒドロゲル化剤の濃度がそれぞれ０．１質量％及び０．５質量％の試料を調製した。そして、１２０℃のホットプレート上で加熱溶解させた。その後、得られた各溶液を室温で静置すると、ヒドロゲルがそれぞれ得られた。最小ゲル化濃度は０．１質量％であり、透明なヒドロゲルが生成した。ゲル化試験の放冷後のサンプル管の写真を図１５に示す。
また、実施例６で合成した式７で表される化合物は、純水以外に、ｐＨ４～９の塩酸又は水酸化ナトリウム水溶液、生理食塩水、エタノール及び水の混合液並びに１，３－プロパンジオール及び水の混合液に対してもゲル形成することができた。

［実施例９：ヒドロゲル化剤のゲル形成能（５）］
サンプル管に、ヒドロゲル化剤（実施例６で合成した式１０で表される化合物）及び純水５００μＬを加えて、試料を調製した。そして、１２０℃のホットプレート上で加熱溶解させた。その後、得られた溶液を室温で静置すると、ヒドロゲルが得られた。最小ゲル化濃度は０．３質量％であり、透明なヒドロゲルが生成した。ゲル化試験の放冷後のサンプル管の写真を図１６に示す。

［実施例１０：ヒドロゲルの透明性評価］
サンプル管に、ヒドロゲル化剤（実施例６で合成した式１０で表される化合物）を加え、ここに純水を加えて、ヒドロゲル化剤の濃度がそれぞれ０．１質量％、０．３質量％、０．５質量％、０．７５質量％及び１．０質量％の試料を調製した。そして、１２０℃のホットプレート上で加熱溶解させた。その後、得られた各溶液を室温で静置すると、ヒドロゲル化剤の濃度が０．１質量％のものは溶液に粘性がない状態（ゾル）であったが、それ以外のものについては、ヒドロゲルが得られた。そして、得られたゾル及びヒドロゲルの透過率を測定した。その結果を図１７に示す。
図１７に示すように、ヒドロゲル化剤の濃度が０．５質量％までは、ヒドロゲルは高い透明性を有するが、それよりも高い濃度のヒドロゲルでは、透過率は低下した。

［実施例１１：ヒドロゲル化剤のゲル形成能（６）］
実施例６で合成した式１０で表される化合物をヒドロゲル化剤として、振動処理に対するゲル形成能の評価を行った。
振動処理によるゲル化試験は次のように行った。
サンプル管に、ヒドロゲル化剤及び純水を加えて、試料を調製した。そして、ボルテックスミキサーを用いて、サンプル管の下部に振動を約５分間（２５００ｒｐｍ）与えた。その後、室温で静置すると、ヒドロゲルが得られた（図１８）。最小ゲル化濃度は０．５質量％であった。
また、実施例６で合成した式１０で表される化合物は、純水以外に、ｐＨ３～１０の塩酸又は水酸化ナトリウム水溶液、生理食塩水、リン酸緩衝液、エタノール及び水の混合液並びに１，３－プロパンジオール及び水の混合液に対しても、振動処理により、ゲル形成することができた。

［実施例１２：ヒドロゲルの走査型電子顕微鏡観察］
サンプル管に、ヒドロゲル化剤（実施例６で合成した式１０で表される化合物）５．０ｍｇを量り取り、ここに純水５００μＬを加えて、ヒドロゲル化剤の濃度が１．０質量％の試料を調製した。そして、１２０℃のホットプレート上で加熱溶解させた。その後、得られた溶液を室温で静置すると、ヒドロゲルが得られた。そして、得られたヒドロゲルを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像の写真を図１９に示す。
図１９に示すように、繊維状集合体が観察された。

［実施例１３：ヒドロゲル化剤の合成（３）］
＜式１３で表される化合物の合成＞

１Ｌ二口フラスコに、ブチルアミン（４．３９ｇ、５５ｍｍｏｌ）、イソシアン酸４－ニトロフェニル（４．５０ｇ、２７ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ（２００ｍＬ）を加え、Ａｒ雰囲気下、約４０℃にて１日間撹拌した。溶媒を減圧留去し、得られた残渣をＴＨＦとヘキサンを用いて再沈殿することで、目的とする化合物を白色固体として得た（５．９１ｇ、９１％）。

２００ｍＬ三口フラスコに、化合物１１（６３６ｍｇ、２．６８ｍｍｏｌ）、Ｐｄ／Ｃ（１０６ｍｇ）及びＭｅＯＨ（１００ｍＬ）を加え、水素雰囲気下、室温で１時間撹拌した。反応溶液をろ過した後、溶媒を減圧留去することで、目的化合物を白色固体として得た（９１％）。

１Ｌ二口フラスコに、化合物１２（２．０２ｇ、９．７５ｍｍｏｌ）、β－ラクトース（３．３５ｇ、９．７８ｍｍｏｌ）及びＭｅＯＨ（１５０ｍＬ）を加え、Ａｒ雰囲気下、約５０℃で６日間撹拌した。溶媒を減圧留去して得られた固体を、メタノールとクロロホルムより再沈殿することで、目的の化合物を薄紫固体として得た（３．３６ｇ、６５％）。

＜式１６で表される化合物の合成＞

１Ｌ二口フラスコに、ドデシルアミン（１１．４ｇ、６２ｍｍｏｌ）、イソシアン酸４－ニトロフェニル（５．０６ｇ、３１ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ（２００ｍＬ）を加え、Ａｒ雰囲気下、約４０℃にて１日間撹拌した。溶媒を減圧留去し、得られた残渣をＴＨＦとヘキサンを用いて再沈殿することで、目的とする化合物を白色固体として得た（９．７２ｇ、９０％）。

２００ｍＬ三口フラスコに、化合物１４（５．１１ｇ、１４．６ｍｍｏｌ）、Ｐｄ／Ｃ（１０６ｍｇ）及びＭｅＯＨ（４６０ｍＬ）を加え、水素雰囲気下、室温で１日撹拌した。反応溶液をろ過した後、溶媒を減圧留去することで、目的化合物を白色固体として得た（３．５４ｇ、７９％）。

５００ｍＬの二口フラスコに、化合物１５（２．８７ｇ、８．９８ｍｍｏｌ）、β－ラクトース（３．０９ｇ、９．０３ｍｍｏｌ）及びＭｅＯＨ（２００ｍＬ）を加え、Ａｒ雰囲気下、約５０℃で１２日間撹拌した。溶媒を減圧留去して得られた固体を、メタノールで洗浄することで、目的の化合物を薄紫固体として得た（６９％）。

［実施例１４：ヒドロゲル化剤のゲル形成能（７）］
サンプル管に、ヒドロゲル化剤（式１３で表される化合物）を加え、ここに純水５００μＬを加えて、試料を調製した。そして、１２０℃のホットプレート上で加熱溶解させた。その後、得られた溶液を室温で静置すると、ヒドロゲルが得られた。最小ゲル化濃度は１．０質量％であり、半透明なヒドロゲルが生成した。ゲル化試験の放冷後のサンプル管の写真を図２０に示す。
式１３で表される化合物は、純水以外に、ｐＨ４～１０の塩酸又は水酸化ナトリウム水溶液、生理食塩水並びにエタノール及び水の混合液に対してもゲル形成することができた。

［実施例１５：ヒドロゲル化剤のゲル形成能（８）］
サンプル管に、ヒドロゲル化剤（式１６で表される化合物）及び純水を加えて、試料を調製した。そして、１２０℃のホットプレート上で加熱溶解させた。その後、得られた溶液を室温で静置すると、ゲル化せずに懸濁液が得られた。
一方、式１６で表される化合物は、エタノール及び水の混合液並びに１，３－プロパンジオール／水の混合液に対して、ゲル形成することができた。

Claims (3)

1. 下記式［１］で表される化合物からなるヒドロゲル化剤。
   

   

   （式中、
   Ｓ_ｇは単糖又は二糖由来の構造からなる１価の糖基を表し、
   Ａは炭素原子数１乃至１５の直鎖状アルキレン基又は炭素原子数６乃至１５のアリーレン基を表し、
   Ｒは、炭素原子数１乃至１５の直鎖状のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の環状のアルキル基、又は未置換の若しくは炭素原子数１乃至１０のアルキル基、ハロゲン原子及び炭素原子数７乃至１８のアラルキル基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で置換されたフェニル基を表す。）
2. 請求項１に記載のヒドロゲル化剤と、水系溶媒よりなるヒドロゲル。
3. 下記式［１］で表される化合物。
   

   

   （式中、
   Ｓ_ｇは二糖由来の構造からなる１価の糖基を表し、
   Ａはフェニレン基を表し、
   Ｒは、炭素原子数１乃至１５の直鎖状のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の環状のアルキル基、又は未置換の若しくは炭素原子数１乃至１０のアルキル基、ハロゲン原子及び炭素原子数７乃至１８のアラルキル基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で置換されたフェニル基を表す。）

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