JP7200517B2

JP7200517B2 - ポリカルボン酸誘導体の製造方法

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Description

本発明は、分子内に２個以上のカルボキシル基を有するカルボン酸のカルボキシル基にプロパルギルアミノ酸が付加されたポリカルボン酸誘導体の製造方法に関する。

ポリカルボン酸は、分子内に複数のカルボキシル基を有する化合物であり、吸水剤、分散剤、水処理剤等の産業用途に用いられている。また、ポリカルボン酸のカルボキシル基に対し、化学反応性を有する置換基を導入することで、ヒドロゲル、医療用接着剤等の架橋剤等にも用いられている。

上記剤の例として、カルボキシル基にＮ－ヒドロキシスクシンイミジルエステル基（ＮＨＳ）等の活性エステル基を導入したポリカルボン酸誘導体が知られており、主に、医療用接着剤及びヒドロゲルの架橋剤として用いられている。

特許文献１には、ＮＨＳ型架橋剤として、クエン酸等をベースとする低分子誘導体が開示されている。また、特許文献２には、ポリグルタミン酸をベースとする高分子誘導体が開示されている。当該発明は、ポリグルタミン酸に含まれるＮＨＳ基が生体高分子のアミノ基とアミド結合を形成し、ヒドロゲルが形成されるものである。

特許文献２に記載の通り、ＮＨＳ型架橋剤の製造法は、ポリグルタミン酸に溶解可能なジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を溶媒とし、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミドを水溶性カルボジイミド（ＷＳＣ）存在下で反応させることで実施されている。ＷＳＣは、反応後、水洗浄により副生物を容易に除去できるため、脱水縮合剤として多用されている。

ＮＨＳ型架橋剤は、水に対する溶解性が低く、アルカリ溶液として使用されている（特許文献２、非特許文献１）。非特許文献１には、ＮＨＳ型架橋剤のアルカリ加水分解に関するデータが記載されており、水に対する安定性が指摘されている。具体的には、スクシンイミドエステル化γＰＧＡ（６０：４０）の炭酸水素ナトリウム水溶液について、経時的に^１Ｈ－ＮＭＲ測定を行いスクシンイミドエステルの残存量を調べると、３０分後にはスクシンイミドエステル残存量は５０％まで低下したことが記載されている。そのため、ＮＨＳ型架橋剤から水溶性のＷＳＣ由来の副生成物を除去する場合、水洗及び透析等の水を用いた精製を行うと、ＮＨＳ架橋剤の加水分解が進行し、工業的生産には不向きであると考えられる。

特開２００４－９９５６２号公報特開平０９－１０３４７９号公報

ネットワークポリマー，Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．６（２０１５），ｐ．２８２－２８７．

本発明は、水に溶解し、原料の安全性が高いことから、特に医療用の架橋剤として好適に利用可能なポリカルボン酸誘導体の製造方法を提供することにある。

本発明者は、鋭意検討した結果、以下に示す手段により上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、以下の構成からなる。

１．ポリカルボン酸および下記一般式（１）のプロパルギルアミノ酸を共通溶媒に溶解した溶液に、縮合剤を添加して脱水縮合させる、水溶性のポリカルボン酸誘導体の製造方法であって、
前記縮合剤は１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩、Ｏ－（ベンゾトリアゾール－１－イル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´－テトラメチルウロニウムヘキサフルオロりん酸から選ばれる１種以上であり、
前記ポリカルボン酸に対する前記プロパルギルアミノ酸の修飾率は６～４５％である、
製造方法。

（式中のＲは、水素原子または、炭素数１～８の炭化水素基を示す。また、前記炭化水素基において、１以上の水素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子に置換されたものであってもよい。また、式中のｎは、炭素数１～３の整数を示す。）
２．前記ポリカルボン酸と前記プロパルギルアミノ酸との仕込モル比が１：０．２５～１：１である、１に記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
３．前記溶液に、反応促進剤をさらに添加する、１または２に記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
４．前記反応促進剤は、塩基、触媒および活性エステル体からなる群から選ばれる１種以上である、３に記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
５．前記反応促進剤は、トリエチルアミンおよび／または１－ヒドロキシベンゾトリアゾールである、３または４に記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
６．前記ポリカルボン酸は、ポリグルタミン酸、ポリアクリル酸、アルギン酸およびそれらの塩からなる群から選ばれる１種以上である、１～５のいずれかに記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
７．前記プロパルギルアミノ酸は、プロパルギルグリシンである、１～６のいずれかに記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。

本発明により、酸およびアルカリの存在なしに水に溶解可能なポリカルボン酸誘導体を製造できる。また、得られたポリカルボン酸誘導体は、カルボン酸基を有し、酸・アルカリ等を必要とせず水に溶解し、生体に対する安全性の高い材料を用いているので、特に医療用接着剤（２液型接着剤等）の架橋剤としての有用性が高い。

プロパルギルグリシンを修飾したポリグルタミン酸（ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ）の精製前の^１Ｈ－ＮＭＲスペクトルチャートである。プロパルギルグリシンを修飾したポリグルタミン酸（ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ）の精製後の^１Ｈ－ＮＭＲスペクトルチャートである。

本発明において、ポリカルボン酸誘導体は、分子内に２個以上のカルボキシル基を有するカルボン酸に対し、少なくとも１個以上のプロパルギルアミノ酸（活性化試薬）を修飾した誘導体である。

本発明において、プロパルギルアミノ酸とは、一般式（１）で表されるアミノ酸誘導体である。式中のＲは、水素原子または、炭素数１～８の炭化水素基である。また、前記炭化水素基において、１以上の水素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子に置換されたものであってもよい。また、式中のｎは、炭素数１～３の整数を示す。

上記一般式（１）のプロパルギルアミノ酸を構成するアミノ酸は、いずれを使用しても、制限はなく、市販されているものがあればそれを用いてもよいが、生体適合性の観点から生体タンパク質を構成するアミノ酸を用いるのが好ましい。生体タンパク質を構成するアミノ酸としては、アスパラギン、アスパラギン酸、アラニン、アルギニン、システイン・シスチン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、プロリン、セリン、チロシン、イソロイシン、ロイシン、バリン、ヒスチジン、リジン（リシン）、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン（トレオニン）、トリプトファンが挙げられ、いずれもＬ体を用いるのが好ましい。これらの中でも、入手が容易であり、安全性が高く、最も構造が単純な材料であるグリシンを用いるのが好ましい。

前記一般式（１）のプロパルギルアミノ酸は、下記反応式（２）に示されるように前記アミノ酸とプロパルギルアルコール又はプロパルギルハロゲン化物等を縮合して得ることができる。より具体的には、アミノ酸とプロパルギルアルコール等を混合溶解し、塩化チオニル等の縮合剤を添加して反応させることにより、プロパルギルアミノ酸を容易に製造することができる。なお、式中のＲは、水素原子または、炭素数１～８の炭化水素基を示す。また、前記炭化水素基において、複数の水素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子に置換されたものであってもよい。また、式中のｎは、炭素数１～３の整数を示す。また、式中のＸは、水酸基または、ハロゲン基を示す。

本発明において、ポリカルボン酸誘導体を構成するカルボン酸は、分子内に２個以上のカルボキシル基を有するカルボン酸である。具体的には、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、クエン酸、酒石酸等の低分子型カルボン酸、ポリアクリル酸、ポリメタアクリル酸等の高分子型合成ポリマー、ペクチン、アルギン酸、ヒアルロン酸、カルボキシメチルセルロース等の天然物型多糖類、ポリ－γ－グルタミン酸、ポリ－α－グルタミン酸、ポリアスパラギン酸等のポリプチドが挙げられる。この中でも好ましいのは、分子内に複数の架橋点を有し、安全性が高いことから、ポリアクリル酸、アルギン酸、ポリ－γ－グルタミン酸およびそれらの塩である。

本発明において、ポリカルボン酸誘導体は、下記反応式（３）に示されるように前記ポリカルボン酸のカルボキシル基に、一般式（１）のプロパルギルアミノ酸を縮合して得ることができる。前記ポリカルボン酸とプロパルギルアミノ酸を縮合する方法としては、ポリカルボン酸とプロパルギルアミノ酸を、室温（１～３０℃）、脱水縮合剤存在下にて反応させて製造することができる。より具体的には、ポリカルボン酸を溶媒に溶解した後、前記調製したプロパルギルアミノ酸を添加し、縮合剤、必要に応じて反応促進剤を添加して反応させることにより製造することができる。このとき、プロパルギルアミノ酸（活性化試薬）は、ポリカルボン酸を構成するカルボン酸単位に対して０．２５～１．０当量とするのが好ましい。前記カルボン酸単位に対してプロパルギルアミノ酸のモル比が小さすぎると、反応が不足し、修飾率が低下する問題がある。一方、前記カルボン酸単位に対してプロパルギルアミノ酸のモル比が大きすぎると、未反応原料及び副生成物の量が多くなる問題がある。

本発明において、脱水縮合剤は、Ｎ，Ｎ´－ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＷＳＣ）、Ｏ－（ベンゾトリアゾール－１－イル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´－テトラメチルウロニウムヘキサフルオロりん酸（ＨＢＴＵ）等が挙げられる。前記脱水縮合剤は、ポリカルボン酸を構成するカルボン酸単位に対して０．２５～１．０当量添加するのが好ましい。

本発明において、縮合反応の反応溶媒は、ポリカルボン酸が溶解する溶媒であれば特に制限されず、例えば、水、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等が挙げられる。

本発明において、縮合反応を促進する場合には、反応促進剤として、塩基、触媒、活性エステル体を反応液に添加するのが好ましい。塩基は、トリエチルアミン（Ｅｔ_３Ｎ）、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン等のアミン等が挙げられる。触媒は、Ｎ，Ｎ－ジメチル－４－アミノピリジン（ＤＭＡＰ）等が挙げられる。活性エステル体は、反応中間体のエステルとして、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）が挙げられる。塩基を添加する場合は、縮合剤に対して１～２当量、またはポリカルボン酸を構成するカルボン酸単位に対して、０．５～１．５当量添加するのが好ましい。また、活性エステル体を添加する場合は、ポリカルボン酸を構成するカルボン酸単位に対して０．２５～１．０当量添加するのが好ましい。

上記縮合反応において、プロパルギルアミノ酸及び脱水縮合剤等の各原料の仕込量を変えることにより、ポリカルボン酸に対するプロパルギルアミノ酸の修飾率を変えることができる。ポリカルボン酸を用いる場合、プロパルギルアミノ酸の修飾率は、カルボン酸単位あたり１～５５％が好ましく、より好ましくは５～５０％の範囲である。５５％を超えると、溶媒に対する溶解性が悪くなる場合がある。ポリカルボン酸に対するプロパルギルアミノ酸の修飾率を前記範囲に調整することにより、後述するような２液型の接着剤として使用した際に、架橋体中の架橋点（化学的共有結合）と生体組織等の被着体との水素結合とのバランスが最適化され、接着強度を高めることができる。

本発明において、反応後のポリカルボン酸誘導体を回収するには、反応液に対し、ポリカルボン酸誘導体に不溶な有機溶媒（貧溶媒）を添加して沈殿させる。貧溶媒は、ポリカルボン酸誘導体に不溶であり、分散性が良い溶媒であれば、特に制限はないが、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エステル等が挙げられる。貧溶媒は、反応溶媒に対し、３～１０倍量が好ましい。貧溶媒の添加量が少なすぎると、ポリカルボン酸誘導体が十分に析出しないことがある。また、貧溶媒の添加量が多すぎると、洗浄のコストが増大する。

本発明において、ポリカルボン酸誘導体を回収後、不純物の除去を行う場合、ポリカルボン酸誘導体を水などの良溶媒に溶解した後、室温にて撹拌しながら貧溶媒を添加して前記ポリカルボン酸誘導体を再沈殿させる、いわゆる溶解再沈殿法を用いて精製する方法が挙げられる。良溶媒は、ポリカルボン酸誘導体が溶解する溶媒であれば、特に制限はないが、安全と環境の面からは水が好ましい。貧溶媒は、ポリカルボン酸誘導体が溶けにくい溶媒であれば特に制限はなく、好例としては、アセトン、メタノール、エタノール等が挙げられる。

上記の良溶媒の添加量は、ポリカルボン酸誘導体の溶解性に応じて調整できるが、工業生産性の面からは高濃度が望ましい。例えば、良溶媒は、ポリカルボン酸誘導体が１０～３０ｗｔ％の濃度になるように添加するのが適当である。

上記の貧溶媒の添加量は、ポリカルボン酸誘導体の溶解性に応じて調整すればよく、例えば、良溶媒に対し、２倍量～１２倍量が適当である。

このようにして得られたポリカルボン酸誘導体は、実質的に水溶性である。実質的に水溶性であるとは、後述するように前記ポリカルボン酸誘導体を水に溶解させた際に、目視で未溶解物が観察されないことを意味する。

このようにして調製されたポリカルボン酸誘導体を、例えば、２液型の生体組織用接着剤等の架橋剤として用いる場合には、副生物として得られるヒドロキシベンゾトリアゾールを除去しておくのが好ましい。ヒドロキシベンゾトリアゾールは、重篤な有害性が確認されたものではないが、ＮＭＲ測定において７～８ｐｐｍに現れるヒドロキシベンゾトリアゾール塩由来のピークが観察されないのが好ましい。具体的には、４００ＭＨｚのＮＭＲ装置において、サンプル濃度：２ｗｔ％、重溶媒：ＤＭＳＯ－Ｄ_６又は、Ｄ_２Ｏ、測定対象核：^１Ｈ、遅延時間：１．５秒、積算時間：３．５秒、積算回数：１６回の条件で測定した場合に、当該不純物のピークが検出されないことを示す。前記、溶解再沈殿法を１～３回行えば、おおよそピークが観察されない程度にポリカルボン酸誘導体を精製することができる。

本発明において、ポリカルボン酸誘導体は、アミノ基を有する生体由来高分子等の主剤と混合して架橋体を形成することができるため、接着剤として使用することができる。

本発明において、アミノ基を有する生体由来高分子としては、血漿アルブミン、卵白アルブミン、カゼイン、コラーゲン、ゼラチン等のタンパク質が挙げられ、いずれを用いてもよい。

本発明において、ポリカルボン酸誘導体を（医療用）接着剤の架橋剤として使用する場合、当該ポリカルボン酸誘導体を含む架橋剤溶液と、前記主剤を含む溶液を混合して生体組織等に塗布する。すると、反応式（４）に示されるような反応を経てポリカルボン酸と生体由来高分子との架橋体を生成する。ここで、ポリカルボン誘導体溶液中のポリカルボン酸誘導体の濃度は、０．００１～２０重量％が好ましく、０．００５～２０重量％がより好ましい。一方、主剤溶液中の主剤の濃度は、０．１～３０重量％の範囲が好ましく、より好ましくは、０．５～２０重量％の範囲である。溶液に使用する溶媒は、安全性の観点から、水、生理食塩水、低濃度エタノール等が好ましい。主剤とポリカルボン酸誘導体の重量比は、１：０．０１～１：１が好ましく、より好ましくは、１：０．０５～１：１の範囲である。

本発明において、ポリカルボン酸誘導体は、生体に対して安全性の高い材料を用いており、かつ水に溶解するため、水溶性の接着剤主剤と併用することで、筋肉、血管、臓器等の軟組織、皮膚の接合に使用する接着剤、傷口、血管を塞ぐためのシーリング剤等、医療用途に適用することができる。

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

（ＧＰＥ修飾率の測定）
ポリカルボン酸誘導体を構成するカルボキシル基に対するプロパルギルアミノ酸の修飾率は、ＤＭＳＯ－ｄ_６中の^１Ｈ－ＮＭＲスペクトル（ＢＲＵＫＥＲ、ＭＲ４００）を測定することにより決定した。修飾率の算出は、プロパルギルアミノ酸が修飾されたカルボキシル基と修飾されていないカルボキシル基のα水素の積分強度比を測定し、下記の式により求めた。
修飾率（％）＝[修飾されたカルボキシル基のα水素]／[（未修飾のカルボキシル基のα水素）＋（修飾されたカルボキシル基のα水素）]×１００

（グリシン，２－プロピン－１－イル，エステル（ＧＰＥ）の製造）
グリシン（ナカライテスク）２．１ｇと２－プロピン－１－オール（ナカライテスク）３０ｍＬの混合液を調製し、室温で塩化チオニル（ナカライテスク）２．４ｍＬを添加した。反応液を室温で２時間撹拌し、更に５０℃で２時間撹拌した。反応液を５℃まで冷却し、酢酸エチル９０ｍＬを添加することにより、沈殿物を得た。沈殿物をろ過により分離し、更に酢酸エチルで洗浄し、乾燥することにより、グリシン，２－プロピン－１－イル，エステル（アミノエタン酸２－プロピニル）（ＧＰＥ）を得た。

（実施例１）ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ（４５）の調製
ポリ－γ－グルタミン酸（γ－ＰＧＡ、東洋紡）０．５ｇにＤＭＳＯ（ナカライテスク）８ｍＬを加え、６０℃で１時間撹拌し溶解させた。当該溶液を室温まで冷却し、γ－ＰＧＡを構成するカルボン酸単位に対して０．７５当量のグリシン，２－プロピン－１－イル，エステル（ＧＰＥ）および同０．７５当量のＯ－（ベンゾトリアゾール－１－イル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´－テトラメチルウロニウムヘキサフルオロりん酸（ＨＢＴＵ、東京化成工業）を添加した。さらに、同１．５当量のトリエチルアミン（Ｅｔ_３Ｎ、ナカライテスク）を添加し、室温で２４時間撹拌し反応させた。反応後、アセトン（ナカライテスク）３５ｍＬを添加し、ポリマーを析出させた。得られたポリマーをアセトン３０ｍＬで洗浄し、乾燥させた。乾燥後、粗ポリマーを水５．５ｍＬに溶解し、アセトン６０ｍＬを添加して、再び沈殿させ、ろ過により分取した。６０℃で１２時間真空乾燥し、目的のＧＰＥ化γ－ＰＧＡを得た。^１Ｈ－ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－Ｄ_６）より、γ－ＰＧＡのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、４５％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化γ－ＰＧＡ（４５）とした。
図１に、粗ポリマーと精製後の^１Ｈ－ＮＭＲスペクトルチャートを示す。精製後には、副生成物のヒドロキシベンゾトリアゾール塩由来のピークが消失していた。

（実施例２）ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ（２５）の調製
原料の仕込量として、γ－ＰＧＡを構成するカルボン酸単位に対して０．５当量のＧＰＥ、同０．５当量のＨＢＴＵおよび同１．０当量のＥｔ_３Ｎを用いた以外は、実施例１記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－Ｄ_６）より、γ－ＰＧＡのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、２５％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化γ－ＰＧＡ（２５）とした。

（実施例３）ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ（１５）の調製
原料の仕込量として、γ－ＰＧＡを構成するカルボン酸単位に対して０．２５当量のＧＰＥ、同０．２５当量のＨＢＴＵおよび同０．５当量のＥｔ_３Ｎを用いた以外は、実施例１記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－Ｄ_６）より、γ－ＰＧＡのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、１５％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化γ－ＰＧＡ（１５）とした。

（実施例４）ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（１６）の調製
ポリグルタミン酸ナトリウム（γ－ＰＧＡ－Ｎａ、東洋紡）０．５ｇに水８ｍＬを加え、室温で撹拌し溶解した。当該溶液に、γ－ＰＧＡ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して１．０当量のＧＰＥ、同１．０当量の１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＷＳＣ、和光純薬工業）を加え、室温で２４時間反応させた。反応後、アセトン３５ｍＬを添加し、ポリマーを析出させた。以降、実施例１と同様に処理してＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａを得た。^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ）より、γ－ＰＧＡのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、２９％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（１６）とした。

（実施例５）ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（３７）の調製
ポリグルタミン酸ナトリウム（γ－ＰＧＡ－Ｎａ）０．５ｇに水８ｍＬを加え、室温で撹拌し溶解した。当該溶液に、γ－ＰＧＡ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して１．０当量のＧＰＥ、同１．０当量のＷＳＣおよび同１．０当量の１－ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ、ペプチド研究所）を加え、室温で２４時間反応させた。以降、実施例１と同様に処理してＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（３７）を得た。

（実施例６）ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（２９）の調製
ポリグルタミン酸ナトリウム（γ－ＰＧＡ－Ｎａ）０．５ｇに水８ｍＬを加え、室温で撹拌し溶解した。当該溶液に、γ－ＰＧＡ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して０．７５当量のＧＰＥ、同０．７５当量のＷＳＣおよび同０．７５当量のＨＯＢｔを加え、室温で２４時間反応させた。以降、実施例１と同様に処理してＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（２９）を得た。

（実施例７）ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（１５）の調製
原料の仕込量として、γ－ＰＧＡ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して０．５当量のＧＰＥ及び同０．５当量のＷＳＣ、同０．５当量のＨＯＢｔを用いた以外は、実施例５記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ）より、γ－ＰＧＡのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、１５％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（１５）とした。

（実施例８）ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（１０）の調製
原料の仕込量として、γ－ＰＧＡ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して０．２５当量のＧＰＥ、同０．２５当量のＷＳＣ、同０．２５当量のＨＯＢｔを用いた以外は、実施例５記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ）より、γ－ＰＧＡのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、１０％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化γ－ＰＧＡ－Ｎａ（１０）とした。

（実施例９）ＧＰＥ化ＰＡＣ－Ｎａ（３５）の調製
原料として、ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡＣ－Ｎａ，Ｌシリーズ、日本触媒）３０ｗｔ％水溶液を用いた以外は、実施例６記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ）より、ＰＡＣのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、３５％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化ＰＡＣ－Ｎａ（３５）とした。

（実施例１０）ＧＰＥ化ＰＡＣ－Ｎａ（１９）の調製
原料として、ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡＣ－Ｎａ，Ｌシリーズ）３０ｗｔ％水溶液、仕込量として、ＰＡＣ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して０．５当量のＧＰＥ、０．５当量のＷＳＣおよび同０．５当量のＨＯＢｔを用いた以外は、実施例９記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ）より、ＰＡＣのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、１９％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化ＰＡＣ－Ｎａ（１９）とした。

（実施例１１）ＧＰＥ化ＰＡＣ－Ｎａ（１１）の調製
原料として、ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡＣ－Ｎａ，Ｌシリーズ）３０ｗｔ％水溶液、仕込量として、ＰＡＣ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して０．２５当量のＧＰＥ、同０．２５当量のＷＳＣおよび同０．２５当量のＨＯＢｔを用いた以外は、実施例９記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ）より、ＰＡＣのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、１１％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化ＰＡＣ－Ｎａ（１１）とした。

（実施例１２）ＧＰＥ化ＡＬＧ－Ｎａ（２２）の調製
原料として、アルギン酸ナトリウム（ＡＬＧ－Ｎａ、ナカライテスク）、仕込量として、ＡＬＧ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して０．７５当量のＧＰＥ、０．７５当量のＷＳＣ、０．７５当量のＨＯＢｔを用いた以外は、実施例６記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ）より、ＡＬＧのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、２２％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化ＡＬＧ－Ｎａ（２２）とした。

（実施例１３）ＧＰＥ化ＡＬＧ－Ｎａ（１３）の調製
原料として、アルギン酸ナトリウム（ＡＬＧ－Ｎａ）、仕込量として、ＡＬＧ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して０．５当量のＧＰＥ、同０．５当量のＷＳＣおよび同０．５当量のＨＯＢｔを用いた以外は、実施例６記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ）より、ＡＬＧのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、１３％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化ＡＬＧ－Ｎａ（１３）とした。

（実施例１４）ＧＰＥ化ＡＬＧ－Ｎａ（６）の調製
原料として、アルギン酸ナトリウム（ＡＬＧ－Ｎａ）、仕込量として、ＡＬＧ－Ｎａを構成するカルボン酸単位に対して０．２５当量のＧＰＥ、同０．２５当量のＷＳＣおよび同０．２５当量のＨＯＢｔを用いた以外は、実施例６記載の方法によりポリカルボン酸誘導体を調製した。^１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ）より、ＡＬＧのカルボン酸単位に対するＧＰＥの修飾率は、６％であることを確認した。本実施例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化ＡＬＧ－Ｎａ（６）とした。

（比較例１）ＮＨＳ化γ－ＰＧＡ（５０）の調製
ＮＨＳ（Ｎ－ヒドロキシスクシンイミジル）化γ－ＰＧＡの調製は、ネットワークポリマー，Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．６（２０１５），ｐ．２８２－２８７．の記載の方法により行った。^１Ｈ－ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－Ｄ_６）より、γ－ＰＧＡのカルボン酸単位に対するＮＨＳの修飾率は、５０％であることを確認した。本比較例により得られたポリカルボン酸誘導体をＮＨＳ化γ－ＰＧＡ（５０）とした。

（比較例２）ＮＨＳ化γ－ＰＧＡ（２５）の調製
比較例１と同様にして、γ－ＰＧＡのカルボン酸単位に対するＮＨＳの修飾率が２５％であるＮＨＳ化γ－ＰＧＡ（２５）を調製した。

（比較例３）ＮＨＳ化γ－ＰＧＡ（７）の調製
比較例１と同様にして、γ－ＰＧＡのカルボン酸単位に対するＮＨＳの修飾率が７％であるＮＨＳ化γ－ＰＧＡ（７）を調製した。

（比較例４）ＧＰＥ化γ－ＰＧＡ（５６）の調製
ポリ－γ－グルタミン酸（γ－ＰＧＡ）０．５ｇにＤＭＳＯ８ｍＬを加え、６０℃で１時間撹拌し溶解させた。当該溶液を室温まで冷却し、γ－ＰＧＡを構成するカルボン酸単位に対して１．０当量のＧＰＥおよび同１．０当量のＨＢＴＵを添加した。さらに、同２．０当量のＥｔ_３Ｎを添加し、室温で２４時間撹拌し反応させた。反応後、アセトン３５ｍＬを添加しポリマーを析出させた。得られたポリマーをアセトン３０ｍＬで洗浄し、６０℃で１２時間真空乾燥した。得られたポリカルボン酸誘導体のＧＰＥ修飾率は、５６％であった。本比較例により得られたポリカルボン酸誘導体をＧＰＥ化γ－ＰＧＡ（５６）とした。

（比較例５）
ポリ－γ－グルタミン酸（γ－ＰＧＡ）０．５ｇにＤＭＳＯ８ｍＬを加え、６０℃で１時間撹拌し溶解させた。当該溶液を室温まで冷却し、γ－ＰＧＡを構成するカルボン酸単位に対して１．０当量のＧＰＥおよび同１．０当量のＷＳＣを添加し、室温で２４時間撹拌し反応させた。反応後、アセトン３５ｍＬを添加してポリマーを析出させ、^１Ｈ－ＮＭＲを測定したが、未修飾のγ－ＰＧＡが検出されたのみであった。

（比較例６）
ポリ－γ－グルタミン酸（γ－ＰＧＡ）０．５ｇにＤＭＳＯ８ｍＬを加え、室温で撹拌し溶解した。当該溶液に、γ－ＰＧＡを構成するカルボン酸単位に対して１．０当量のＧＰＥ、１．０当量のＷＳＣおよび同０．１当量のＮ，Ｎ－ジメチル－４－アミノピリジン（ＤＭＡＰ）を加え、室温で２４時間反応させた。反応後、アセトン３５ｍＬを添加してポリマーを析出させ、^１Ｈ－ＮＭＲを測定したが、未修飾のγ－ＰＧＡが検出されたのみであった。

（比較例７）
ポリ－γ－グルタミン酸（γ－ＰＧＡ）０．５ｇとＤＭＳＯ８ｍＬを入れ、室温で撹拌し溶解した。当該溶液に、γ－ＰＧＡを構成するカルボン酸単位に対して１．０当量のＧＰＥおよび同１．０当量のＨＢＴＵを加え、室温で２４時間反応させた。反応後、アセトン３５ｍＬを添加してポリマーを析出させ、^１Ｈ－ＮＭＲを測定したが、未修飾のγ－ＰＧＡが検出されたのみであった。

（溶解性試験）
実施例１－１４及び比較例１－４において得られた各ポリカルボン酸誘導体について、水への溶解性を調べた結果を表１に示す。水への溶解性試験は、純水に各ポリカルボン酸誘導体を２０ｗｔ％になるように添加し、２５℃で３５０ｒｐｍ、１時間撹拌した後に、目視にて溶解具合を確認した。液中のポリカルボン酸誘導体が完全に溶解した状態を「溶」とし、溶け残りがある状態を「不溶」とした。表１の結果から明らかなように、実施例１－１４のポリカルボン酸誘導体は、純水への溶解性が良好であった。

本発明により得られるポリカルボン酸誘導体は、カルボン酸基を有し、酸・アルカリ等を必要とせず水に溶解し、また生体に対する安全性の高い材料を用いているので、特に医療用の接着剤の架橋剤としての有用性が高い。

Claims

ポリカルボン酸および下記一般式（１）のプロパルギルアミノ酸を共通溶媒に溶解した溶液に、縮合剤を添加して脱水縮合させる、水溶性のポリカルボン酸誘導体の製造方法であって、
前記縮合剤は１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩、Ｏ－（ベンゾトリアゾール－１－イル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´－テトラメチルウロニウムヘキサフルオロりん酸から選ばれる１種以上であり、
前記ポリカルボン酸に対する前記プロパルギルアミノ酸の修飾率は６～４５％である、
製造方法。

（式中のＲは、水素原子または、炭素数１～８の炭化水素基を示す。また、前記炭化水素基において、複数の水素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子に置換されたものであってもよい。また、式中のｎは、炭素数１～３の整数を示す。）
前記ポリカルボン酸とプロパルギルアミノ酸との仕込モル比が１：０．２５～１：１である、請求項１に記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
前記溶液に、反応促進剤をさらに添加する、請求項１または２に記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
前記反応促進剤は、塩基、触媒および活性エステル体からなる群から選ばれる１種以上である、請求項３に記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
前記反応促進剤は、トリエチルアミンおよび／または１－ヒドロキシベンゾトリアゾールである、請求項３または４に記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
前記ポリカルボン酸は、ポリグルタミン酸、ポリアクリル酸、アルギン酸およびそれらの塩からなる群から選ばれる１種以上である、請求項１～５のいずれかに記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。
前記プロパルギルアミノ酸は、プロパルギルグリシンである、請求項１～６のいずれかに記載のポリカルボン酸誘導体の製造方法。