JPH02500593A - メソラクチド及びその製造方法 - Google Patents
メソラクチド及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
メソラクチド びその−b告 ゛
本発明はメソラクチド、その製造方法及びポリマー及びコポリマーの生産におけ
るその使用に関する。
乳酸をベースとするポリマーは、体内で分解して天然の代謝物を生成するので、
手術や創傷包帯において大変重要である。生分解性ポリマー及びコポリマーの可
能な通用は先行技術で周知であり、ここに詳述するまでもない0例えば、骨接合
術の分野においては、分解性ポリマーの使用により、従来、用いたいずれかの金
属埋没物(implants)を取り除くために必要とされた第2の手術を回避
することが可能である。該ポリマーの組成及び製造(重合条件及び重合速度)が
ポリマーの安定性(引張及び曲げ強変)及び分解速度(degradation
rate)に大きな影響を与えることが判明しているので、今や光学的に純粋
で内容の明確にされた(well−defined)モノマーに関心が集まって
いる。ラクチドの場合、対応する二量体環状エステルが「モノマー」として用い
られる。
「純粋なj L (−) 、 D (+)及びラセミD、L−ラクチドは知られ
ているが、純粋形態のメソラクチドはこれまで知られていない。文献においては
、D、L−ラクチドとメソラクチドの定義は必ずしもl1iIi密に正しい命名
法に従って用いられていない。本発明の目的上、メソラクチドは、逆の立体配置
R及びSを有する2つの不整中心を有する、乳酸環状ジエステルI(式中、Yは
炭素数18までの分枝もしくは非分枝○アルキレン本発明の目的は生分解性ポリ
マー及びコポリマーを生産するモノマーとして用いることができる純粋なメソラ
クチドを提供することである。
この目的はり、L−ラクチドとメソラクチドの混合物を減圧下に精留することに
よって達成される。最初の留出物から再結晶後、融点52.8℃の純粋なメソラ
クチドが得られる。
従来、融点41−45℃のメソラクチドのみが文献上知られている。
出発物質は以下のごとく製造されるニラセミポリ乳a(so:50/D : L
)を適当な触媒の存在下、例えば0.05 1.Obt%の、粉末状スズ、Sn
”°塩または炭素数20までのカルボン酸から導かれた有機スズ化合物の存在下
、減圧で130−230℃に加熱し、生じたラクチドを留出し、ポリ乳酸を連続
的または間欠的に加える。
触媒として特に適当なスズ化合物は一般構造(式中、Xは炭素数19までの分枝
もしくは非分枝のアルキルもしくはアルケニル基またはナフチル基を表す)を有
する化合物、または−殻構造
もしくはアルケニレン基またはフェニル基を表す)の化合物である。
好ましい触媒は酒石酸スズ、シュウ酸スズ、シカプリル酸スズ、ジラウリン酸ス
ズ、シバルミチン酸スズ、ジステアリン酸スズ、ジオレイン酸ズス(オレイン酸
の誘導体)、α−ナフトエ酸スズ、β−ナフトエはスズである。オクタン酸スズ
、より詳しくはジ(2−エチルヘキサン酸)スズまたは粉末スズが特に好ましい
。
本性で用いられるラセミポリ乳酸は公知の、ラセミ乳酸を脱水する別の反応工程
によって生産することができる。
本性の別の態様においては、ポリ乳酸の代りに乳酸を用いる。
最初の反応工程においては、乳酸を触媒の存在下減圧で温度を高めて脱水する。
一般に、脱水は約10 50hPaの圧力下、反応器内温度を約150−170
℃に高めて行う。生成ポリ乳酸の平均分子量が約400−2000、好ましくは
600−800に達したら、ラクチドを連続的に留出させ、ついでポリ乳酸を連
続的または間欠的に加える。
別の態様においては、ポリ乳酸の代りに乳酸を連続プロセスに加えることができ
る。
反応器が始動したら、ラセミポリ乳酸を入れ、0.05 ]、Owt%、好まし
くは0.1−0.8wt%のスズ粉末(dust)または有機スズ化合物を加え
る。ついで混合物を減圧下130−230℃、好ましくは180−200℃に加
熱し、粗ラクチド産物、すなわちり、L−ラクチド及びメソラクチドの混合物を
留出する。最適温度範囲は適用した真空により、簡単な実験によって決定するこ
とができる。可能なもっとも低い留出温度は留出物の純度に有利な影響を与える
。ある量の生成物を留出したら、反応混合物の上にラセミポリ乳酸を加える。ラ
セミポリ乳酸は好ましくは溶融形態で加える。ラセミポリ乳酸は間欠的に(in
batches)または例えばポンプによって連続的に加えることができる。
補充(toppingup) 後の合計量は反応の出発時点で用いたもとの量よ
り多くすることができる。
ラセミポリ乳酸を間欠的に加える場合には、反応器内容物の残存量は生産物の品
質に関し広い範囲に亘って非臨界的であるが、約50−90%の転化後に補充す
るの与望ましい0反応器内容物量が少なくなりすぎると生産物の品質が低下する
恐れがある。生産物を連続的に供給する場合には、この供給は反応器内容物の量
ができるだけ一定になるよう行うのが好ましい。
ラセミポリ乳酸の代りにラセミ乳酸を、粗ラクチドを生成する解重合が起こる前
に、反応器に直接導入する場合には、該乳酸を有機スズ化合物もしくはスズ粉末
触媒の存在下に脱水して平均分子量約400−2000、好ましくは500−8
00のポリ乳酸を生成させる。脱水は好ましくは約3QhPaで行われ、他方温
度は約170℃に高める。望ましい分子量に達したら、混合物を前記手法に従っ
てさらに処理する。
すでに述べたごとく別の態様においてはラセミ乳酸をラセミポリ乳酸の代りに加
えることができるが、この場合、最初に水を、ポリ乳酸が目的とする分子量を有
するに至るまで、反応混合物から留去する。ついで上記のごとく処理する。
ポリ乳酸に代えての、乳酸のスタート時点での使用または乳酸の補充は、前記し
た態様と比較して収率上利点をもたらさない。
1つの利点は乳酸を脱水する反応時間が約50%短縮させることである。生成ポ
リ乳酸の分子量は末端基滴定によってめる。
メソラクチドとり、L−ラクチドの混合物よりなる留出粗うクチドはついでまず
C3〜C4アルコール(例えばメタノール、エタノール、n−プロパツール、イ
ソプロパツール)、好ましくはイソプロパツールから沈殿させる。得られる、メ
ソラクチドとり。
L−ラクチドの混合物よりなる結晶をついでまずC3〜C,アルコール(例えば
メタノール、エタノール、n−プロパツール、イソプロパツール)、好ましくは
イソプロパツールから再結晶させる。かくして得られる第2結晶を今度はハロゲ
ン化炭化水素、好ましくはクロロホルム、特に好ましくは1.2−ジクロロエタ
ン、または脂肪族エーテル、好ましくはジエチルエーテルに溶解し、ついでり、
L−ラクチドを晶出させる。残存するメソラクチドとり、L−ラクチド約60:
40比の混合物よりなる母液を濃縮蒸発させて残渣をさらなる分諦のため本発明
に従って精留する0本発明のメソラクチドは最初の留出分から得られる。望まし
い場合にはこのものを再結晶して精製する。好ましい溶媒はC3〜C4アルコー
ル、好ましくはイソプロパツール、またはトルエンである。この再結晶を主とし
て蒸留中少量生成する遊wi酸を除去するのに役立つ。
目的とするメソラクチドの最初の留出物が得られる前の最初の留出液(firs
t run)を捨てることはもちろんである。最初の留出液は一般に母液の蒸発
による溶媒残渣及び恐らくは少量の、溶媒とラクチドとの反応生成物、例えば溶
媒としてイソプロパツールヲ用イた場合イソプロピルエステルよりなる。精留は
特定の最小分離性能(段数、種々の還流比)を有する、先行技術による蒸留カラ
ムを用いて行う。2以上の成分を分離するのに必要とされる最小理論段数は一般
に分離される成分の沸点の差から得られる。
沸点曲線図(図1及び■)から分るごとく、純粋なメソラクチド及びり、L−ラ
クチドの沸点は広い範囲の圧力に亘って約7℃異なる。このことは最小理論段数
約30−40の蒸留カラムを用いて2つのラクチドの蒸留分離を行うことができ
ることを示す。カラムの理論段数と実際の分離性能、実際段数との相関関係はい
くつかのファクターによるが、簡単な実験によって決定することができる。この
最小段数を用いた装置で達成できない場合には、蒸留を数回繰り返す必要がある
。
本発明の方法によって製造されるメソラクチドは以下の物理的パラメーターによ
って特徴づけられる。
DTA法(示差熱分析)によってめられた融点52.77℃(図11a)
GC:メソラクチド99.8%、D、L−ラクチド0.2%(ガスクロマトグラ
フィーによる分離)
IR(KBrにおいて及びヌジョール(Nujol)でのフィルムとして測定)
図ma及びmb
’H−NMR(400MHz)図]Va及びrVbこの純度のメソラクチドは過
去知られておらず、そのものをクレームする。
本発明によるメソラクチドは、その光学純度ゆえに、明示されたポリマー及びコ
ポリマーの製造に特に適している。
より詳しくは本発明の範囲には本発明による「純粋な」モノマーから製造される
ポリ (メソラクチド)、及び下記に掲げる七ツマ−を用いるメソラクチドの共
重合によって製造されるコポリマーも含まれる。
この目的のために適当な化合物は構造Hの1.3−ジオキサン−2−オン、樽造
田の1,4−ジオキサン−2−オン、構造■のラクチド及び構造Vのラクトンで
ある:[ill TV
構造式n −v ニおいて、R’、R” 、R’ 、R’ 、R’及びR6は同
一であるかもしくは異なって、水素、炭素数1−12、好ましくは1−4の分校
もしくは非分枝アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基を表し、これらのア
ルキル、アルケニル、アルキニル基は任意的に、ハロゲン、好ましくは塩素、臭
素もしくはヨウ素によって、ヒドロキシ、炭素数1−4の分校もしくは非分枝ア
ルコキシ基またはホルミル基によって、または炭素数1−5のアシル基、カルボ
キシル基、アミノ基、好ましくは炭素数1−4の、アルキルアミノ、ジアルキル
アミノもしくは4級アミノ基によって置換されていてもよい。
RI p &はまた炭素数3−6の、上記アルキル基の場合と同様に置換されて
いてもよいシクロアルキル基、ホルミル基、炭素数1−5のアシル基、アルコキ
シ基における炭素数が1−5である分枝もしくは非分枝アルコキシカルボニル基
、環系における炭素数が6−12である任意的に置換されたアリールもしくはヘ
テロアリール(hetaryl)基を表じ;nは2.3.4.5.6.7.8.
9もしくは100数の1つを表す、ハロゲンによってフン素、塩素、臭素もしく
はヨウ素よりなる群から選ばれる原子が意図され、他に注記がない限り、好まし
いアルキル基はメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、Ler t
−ブチルであり、好ましいアリール基はフェニルもしくは置換フェニルである。
先行技術の方法による一般弐n−vの化合物の製造を可能にする炭素数を有する
基を選ばなければならないことはいうまでもない。
好ましいモノマーはL−ラクチド、D−ラクチド、D、L−ラクチド、グリコリ
ド、トリメチレンカーボネート及び1.4−ジオキサノンである。
七ツマー同士の比は1−99対99−1膜o1%(メソラクチド:モノマー)の
広い範囲から選択することができる。
好ましいコポリマーはポリ (メソラクチド−co−L−ラクチド)、ポリ (
メソラクチド−co−D−ラクチド)、ポリ (メソラクチド−co−D、L−
ラクチド)、ポリ (メソラクチド−〇〇−グリコリド)、ポリ (メソラクチ
ド−CO−トリメチレンカーボネート)である。
本発明はランダムポリマーのみならずブロックポリマーもクレームする。
約45℃の融点を存する千ツマ−から得られる既知のポリメソラクチドと異なり
、本発明のポリメソラクチドは純粋にシンジオタクチックな構造を有する。
本発明によって製造されるポリマーは、例えば縫合物質、活性物質担体、外科用
埋没物(surgical implants) (例えば管要素(bone
elements)を固定するための板(plates) 、ねじ及びピン)、
プロテーゼ(protheses)及び充填物質(例えば軟領域(softar
eas) を再構築するための網及び薄膜)、創傷治療のための薄膜、起泡1膜
及び粉末を製造するために用いることができる。
本発明でクレームするポリマー及びコポリマーは上記七ツマ−から既知の方法に
よって製造することができる。これらは溶融、溶液または懸濁状態で行われる方
法を含む。
適当な重合触媒は例えば有機スズ化合物、好ましくはオクタン酸スズ(ジ(2−
エチルヘキサン酸)スズ)及びスズ塩、例えば塩化スズ(II)を包含する0重
合反応め持続は一般に1−72時間であり、反応温度は100−180℃である
。
以下に本発明をいくつかの実施例によって説明する。
メソラクチドの製′告
大丘拠上
含量約90%のラセミ乳酸920kgを油だめ(sump)温度約80°C及び
約10hPaで脱水する。平均分子量600のラセミポリ乳酸700Jを得る。
l施炭I
平均分子量600のラセミポリ乳a430kgを2−エチルヘキサン酸のスズ(
It)塩(ジオクタン酸スズ)3.5kgと混合し、33−17hPaの真空下
194−198℃に加熱する。D、L−ラクチド及びメソラクチドを留出させる
。374kgのラクチドが蒸留された後、上記ポリ乳6270kgを加え、上記
条件下にラクチド252kgを得る。
残渣:20kg
処理!=ラクチド:約40kg/h
留出物626kgを等量のイソプロパツール中で沈殿させ、遠心分離し、ラクチ
ド545.6kgを得る(湿潤形態)、これをイソプロパツール818kgから
再結晶し、遠心分離し、乾燥し、D、L−ラクチドとメソラクチドの混合物39
5kgを得る。この混合物を1.2−ジクロロエタン198kgから再結晶し、
遠心分離し、乾燥して結晶形態のり、 L−ラクチド241kgを得、これをト
ルエン362kgから再結晶してり、L−ラクチド219kgを得る(33.1
%、使用(put in)乳酸基準)。
外 観 白色結晶
旋光度 0.0゜
融点 DTA 124.6℃
水分 0.012%
含 量 けん化後 99.6%
遊離酸 0.001%
cc 0.1膜%トルエン
この結晶は排他的にり、 L−ラクチドを含有しており、事実上メソラクチドを
含まない。
1里貫主
り、L−ラクチドの1.2−ジクロロエタンからの再結晶で得られる母液(実施
例2)を蒸発させ、残渣にイソプロパツール147kgを加える。イソプロパツ
ール約31kgを留去した後、残液を冷却し、得られる結晶スラリーを遠心分離
し、乾燥して、含量約63%のメソラクチド(残りはり、L−ラクチド)120
.4kg (用いた乳酸基準)を得る。
大嵐五土
含量約63%のメソラクチド(実施例3) 8000 gをl=1.80m、φ
=40fl、ガーゼリング(gauze rinIl) 6 / 6 m充填の
蒸留カラム中、8hPa、油だめ温度147℃、還流比15:1で精留し、95
%メソラクチド3985g (理論値の75.1%)を得る。
ス】l引i
含量約63%のメソラクチド(実施例3) 8050 gを2−1.80m、φ
=40++璽、ガーゼリング6/6充填の蒸留カラム中4hPa、油だめ温度1
47℃、還流比10:1で精留し、89.1%メソラクチド3650g (理論
価の64.8%)を得る。
大廠土工
89.1%メソラクチド9271gを上述条件下で再び精留してメソラクチド3
923gを得、これをイソプロパツール4000gから再結晶する。乾@後、9
9.6%メソラクチド3786gをトルエン3860gから再結晶し、乾燥して
下記品質のメソラクチド2969g (理論値の359%)を得る:外 観 白
色結晶
旋光度 0゜
融 点 DTA 52.77℃(穴を有する被覆アルミニウム皿(pans)中
Perkin E1mer社製DSC2を用いて測定)水分 0.0265%
遊離酸 0.055%
GCメソラクチド 99.8%
D、L−ラクチド 0.2%
メソラクチドからポリマー びコポリマーの製浩比較実験
0.62%のメソラクチドの2つの20gサンプルを触媒としてオクタン酸スズ
(II)の形態のスズ131.5ppmの添加下に真空中105°で72時間重
合する。
得られるポリマーをクロロホルム中0.1g/dIの濃度で25℃で固有粘度(
T、ν、)を測定することによって特徴づける:サンプルII1.シ、−0.8
3dl/gサンプルn : 1.V、−0,88dl/g水分含量0.03%及
びa離fi0.06%のメソラクチドの2つの20gサンプルを、触媒としてオ
クタン酸スズ(It)の形態のスズsso、opp−の添加で、真空中105℃
で72時間重合する。
得られるポリマーをクロロホルム中0.1g/diの濃度で25℃で固有粘度(
1,V、)を測定することにより特徴づける:サンプルI : 1.V、=2.
59dl/gサンプルn : 1.V、=2.41dl/g重陽子クロロホルム
中で測定される4 00?IHz ’H−NMRによってめられる残存上ツマー
含量は1.9ht%である。
to、03%、遊離酸0.06%のメソラクチドの2つ05gサンプルを、触媒
としてオクタン酸スズ(It)の形態のスズl l 7.2Pl)11の添加下
、真空中160℃で8時間重合する。
得られるポリマーを、クロロホルム及びジオキサン中25℃、ヘキサフルオロイ
ソプロパツール()(FIP)中30℃でそれぞれ0.1g/d1の濃度で固有
粘度をめることによって、特徴づける:
1、 V、 (CHC7!s) (ジオキサン) CHFIP)(d1/ g
) (dt/ g ) (dt/ g )サンプル1 0.68 0.59 1
.08サンプル2 0.70 0.57 1.03量0.03%、遊離a0.0
6%のサンプルIkgを触媒としてオクタンf$7.ス(ri) (D形態ノス
ズ137.5ppm 6;)添加下、真空中105℃で72時間重合する。
得られるポリマー塊を、クロロホルム中0.1g/dlO)濃度で25℃で固有
粘度を測定することによって、特徴づける:1、V、=2.61d!/g
重陽子クロ0ホルム中で測定する400MHz ’H−NMRでめる残存モノマ
ー含量は1.7ht%である。
このスペクトルはさらにこのポリマーのシンジオタクチック構造を示している。
該物質は+ 40 N/**2より大なる曲げ強度を有している。
量0.03%、Tx #f 酸0.06%のメンラクチド2.77 g (50
moJ%)及びグリコリ・ド(50ioz%)2.23gを、触媒としてオクタ
ン酸スズ(fl) ノ形G のスズ117.2ppm (7+添加下、真空中1
50℃で1−6時間重合する。
得られるコポリマーを、クロロホルム及びジオキサン中25℃、ヘキサフルオロ
インプロパツール(HFTP>中30℃で各々0、1 g /dIL:v?i度
で固有粘度を測定することによって特徴づける:3 0、87 0.88 1.
69
5 0.81 0.81 7.58
6 0、8 2 0.86 1.6 0量0.03%、遊Mu0.06%のメン
ラクチド2.26 g <40+ao i%)及びグリコリド(60moA%)
2.23gを触媒としてオクタン酸スズ(II)の形態のスズ117.2ppm
の添加下、真空中160℃で1−6時間重合させる。
得られるコポリマーを、クロロホルム及びジオキサン中25℃、ヘキサフルオロ
イソプロパツール()(FIP)中30℃で各場合において0.1g/d1の濃
度で固有粘度を測定することによって特5 0、82 1.06 2.04
6 0.81 0.9B 1.97
n、n、−クロロホルムに不?容
浄書(内容に変更なし)
シード(51εDε)温度(”C)
シード憇 +C]
MCAL/SEC
透過率(・/、1
通過$ t”/、)
特許庁長官 吉 1)文 毅 殿
1.事件の表示 PCT/EP8810.0531、発明の名称 メソラクチド
及びその製造方法3、補正をする者
事件との関係 出願人
名 称 ベーリンガー インゲルハイムコマンディットゲゼルシアフト
国際調!@告
−、−1l^−−m−mP CT / E P εa100531国際調査報告
Claims (14)
- 1.48℃より高いかそれに等しい融点を有するメソラクチド。
- 2.約52℃の融点を有するメソラクチド。
- 3.メソラクチドとD,L−ラクチドの混合物から精留によって得られるメソラ クチド。
- 4.D,L−ラクチドとメソラクチドの混合物を精留して最初の留出物としてメ ソラクチドを得、ついでこれを任意的に再結晶することを特徴とするメソラクチ ドの製造方法。
- 5.ラセミポリ乳酸を触媒としてのスズ、スズ塩または有機スズ化合物の存在下 に解重合し、生成するラクチドをある量のD,L−ラクチドを分離するために再 結晶し、母液を蒸発によって濃縮し、及び残渣を精留して最初の留出物としてメ ソラクチドを得、ついでこれを任意的に再結晶することを特徴とするメソラクチ ドの製造方法。
- 6.D,L−ラクチドとメソラクチドの混合物を精留し、最初の留出物から48 ℃より高いかそれに等しい融点を有するメソラクチドを得ることにより製造され るメソラクチド。
- 7.先行請求項の1つのメソラクチドのポリマー及びコポリマー製造のための使 用。
- 8.請求項1−6の1つに記載のメソラクチドの重合によって製造されるポリメ ソラクチド。
- 9.ポリメソラクチドの単位を含有する再吸収可能なコポリマー。
- 10.請求項1−6の1つに記載のメソラクチドと、構造IIの1,3−ジオキ サン−2−オン、構造IIIの1,4−ジオキサン−2−オン、構造IVのうク チド及び構造Vのうクトンよりなる群がら選ばれる少なくとも1つのモノマーと の重合によって製造されるコポリマー: ▲数式、化学式、表等があります▼(II)▲数式、化学式、表等があります▼ (III)▲数式、化学式、表等があります▼(IV)▲数式、化学式、表等が あります▼(V)上記構造において、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は 同一てあるかもしくは異なって、水素、炭素数1−12、好ましくは1−4の分 枝もしくは非分枝アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基を表し、これらの アルキル、アルケニル、アルキニル基は任意的に、ハロゲン、好ましくは塩素、 臭素もしくはヨウ素によって、又はヒドロキシ、炭素数1−4の分枝もしくは非 分枝アルコキシ基またはホルミル基によって、または炭素数1−5のアシル基、 カルボキシル基、アミノ基、好ましくは炭素数1−4の、アルキルアミノ、ジア ルキルアミノもしくは4級アミノ基によって置換されていてもよい。R1−R6 はまた炭素数3−6の、上記アルキル基の場合と同様に置換されていてもよいシ クロアルキル基、ホルミル基、炭素数1−5のアシル基、アルコキシ基における 炭素数が1−5である分枝もしくは非分枝アルコキシカルボニル基、環系におけ る炭素数が6−12である任意的に置換されたアリールもしくはヘテロアリール 基を表し;nは2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10の数の1つを表す 。
- 11.メソラクチドと、L−ラクチド、D−ラクチド、グリコリド、トリメチレ ンカーボネート及ひ/または1,4−ジオキサンよりなる群から選ばれる少なく とも1つのモノマーとをベースとするコポリマー。
- 12.ポリ(メソラクチド−co−グリコリド)。
- 13.請求項8−12の1つに記載のポリマーもしくはコポリマーの、再吸収可 能な手術用及び医療用物質の製造のための使用。
- 14.請求項8−12の1つに記載のポリマーもしくはコポリマーの、 − それ自体でまたは他のポリマーのフィラメントとの混合で用いられる、外科 用縫合物質製造のための、伸長し配向させたフィラメントにおける、 − それ自体てまたは他のポリマーのフィラメントとの混合で含有される、外科 対象(object)における補強物質としての、伸長し配向させたフィラメン トにおける、− 1以上の医薬物資をコントロールされた方法で特定の期定放出 する医薬調製物における、 − 手術対象(surgical objects)、骨置換もしくは骨結合物 質、及び他の内プロテーゼ対象(endoprosthctic object s)における 使用。
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