JPH04106101A - シクロデキストリンポリマーおよびその製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、新規なシクロデキストリンポリマーおよびそ
の製造方法に関し、さらに詳しくは不斉識別能を有する
シクロデキストリンポリマーおよびその製造方法に関す
る。

［従来の技術］ 近年、光学活性化合物の分離・精製の重要性が増し、シ
クロデキストリンが有する不斉識別能をこれに利用しよ
うとする傾向が強まってきた。

シクロデキストリンは、Ｄ−グルコピラノシドがα−１
，４グルコシド結合してなる円筒状の環状化合物であり
、環状化合物の円筒の外側は水酸基が多く親水性を有す
るが、円筒の内側は疎水性を有する。また、このシクロ
デキストリンは、円筒の内側が疎水性のため、フェニル
基やナフチル基のような疎水性基を有する種々の有機化
合物が包接されるホスト化合物として知られている。さ
らに、　シクロデキストリンは、Ｄ−グルコピラノシド
１分子あたり５個の光学活性な炭素を有することから、
不斉識別能を有する化合物としても知られている。

シクロデキストリンを用いて光学活性化合物を分離・精
製する方法としては１例えば、第一にクロマトグラフィ
ーにおける移動相にシクロデキストリンを添加する方法
、第二にクロマトグラフィー用吸着担体としてシクロデ
キストリンをシリカゲルや合成高分子等に担持させたも
のを使用する方法（米国特許第４，５３９，３９９号（
１９８５年）明ａ書等）、第三にシクロデキストリンを
膜に含有させたシクロデキストリン膜を使用する方法が
ある。また。

第四にシクロデキストリンをポリマー化し、またはポリ
マー化したものをビーズ状にして、クロマトグラフィー
の充填剤に利用することも試みられている。このポリマ
ー化の方法としては、エピクロルヒドリンを用いてポリ
マー化する方法、ジイソシアネート、ジェポキシ化合物
、または、多価アルコール等と反応させて架橋ポリマー
化する方法、および、シクロデキストリンの水酸基と反
応する官能基を有するビニル化合物と反応させて得たシ
クロデキストリンモノマーを重合させる方法等が知られ
ている。

［発明が解決しようとする課！］ しかしながら、これら従来の光学活性物質を分離・精製
する方法は不斉識別能が不十分であるはかりではなく、
第一の方法はシクロデキストリンを多量に使用するとい
う問題点を有し、また、第二の方法はシクロデキストリ
ンを結合基を介してシリカゲル、合成高分子等に担持さ
せているため、シクロデキストリンの担持量が少なく分
離が不十分であり、しかも光学活性化合物の回収率か悪
い等の問題点を有し、さらに、第三の方法は分離・精製
に要する時間か長いという問題点を有する。

また、以上の間ＥＡを克ＢＨすべく試みられた第四の方
法のシクロデキストリンのポリマー化については、得ら
れたポリマーの不斉識別能が不十分であるばかりでなく
、そのポリマー化反応が煩雑である。

本発明の目的はこれらの問題点を克服した、容易な方法
で得られ、かつ不斉識別能に優れたシクロデキストリン
ポリマーおよびその製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するためになされたものであ
って、シクロテキストリンがカルボニル基を介して結合
したシクロデキストリンポリマーにある。また、シクロ
デキストリンに対し、二官能性カルボニル化合物を架橋
剤として反応させ、これを重合させることを特徴とする
シクロデキストリンポリマーの製造方法にある。

本発明において使用されるシクロデキストリンとしては
、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、
γ−シクロデキストリンの他、ヒドロキシアルキル化シ
クロデキストリン、メチル化シクロデキストリン、アシ
ル化シクロデキストリンのような水酸基を２個以上有し
ているシクロデキストリンであれば、これらの混合物で
あっても誘導体であっても特にＩＦＩＩ順はない。

また、シクロデキストリンポリマー製造の際の溶媒とし
ては、アルコール、第１級アミン、第２級アミンおよび
カルボン酸等の溶媒、即ち二官能性カルボニル化合物と
非反応性である溶媒であれば特に制限はない。

本発明に用いる二官能性カルボニル化合物としては、例
えば、Ｎ、Ｎ’　−力ルボニルジイミダゾール、ジサク
シイミジルカーボネート、クロロ炭酸エステル類、ホス
ゲン等が例示される。

以下、本発明のシクロデキストリンポリマーおよびその
製法について説明する。本発明のシクロデキストリンポ
リマーは、シクロデキストリンの水酸基と反応する二つ
の官能基を有するカルボニル化合物とシクロデシストリ
ンとを非反応性の溶媒中で攪拌することにより製造され
る。即ち、シクロデキストリンを二官能性カルボニル化
合物と非反応性の溶媒、例えば１，４−ジオキサン、ま
たはＮ、　　Ｎ−ジメチルホルムアミド、またはジメチ
ルスルホキシドに分散あるいは溶解させた後、Ｎ、Ｎ’
　−カルボニルジイミダゾール、ジサクシイミジルカー
ポネート、クロロ炭酸エステル類。

ホスゲンの中から選ばれる、二つの官能基を有するカル
ボニル化合物をシクロデキストリン１モル当り、１モル
〜５０モル、好ましくは３モル〜２４モル加える。さら
に、好ましくは無水塩化カルシウム、水酸化カリウムの
ような股水剤を入れた乾燥管を付し、０．１時間以上、
好ましくは０゜２〜１時間反応させる。この時の反応温
度は０〜１００℃、好ましくは３０〜７０℃に保つ。次
いで、反応液を渡過し、残渣を前記溶媒でよく洗浄する
。この時、ｉｉがタール状あるいは大きな固形状であれ
ば、乳ばち等で水を加えてすりつぶしてもよい。ざらに
残渣にリン酸緩衝液、炭酸緩衝液のような緩衝液を加え
＋　　３０〜８０℃にて１〜１０時間程度攪拌し二官能
性カルボニル化合物の一方の官能基のみがシクロデキス
トリンと反応したカルボニル化合物を処理するとよい。

このようにして本発明の高い不斉識別能を有するシクロ
デキストリンポリマーを簡単に得ることが出来る。

こうして得られた本発明の化合物は、その赤外線吸収ス
ペクトルが１７５３．９ａｎ−’付近においてカルボニ
ル基に由来する特性吸収を示し、また１″Ｃ核磁気共鳴
スペクトルが１５Ｓｐｐｎ付近においてカルボニル基に
由来する化学シフトを示すので、これによってカルボニ
ル基を介して結合したシクロデキストリンポリマーと同
定することができる。

このようにして得られたシクロデキストリンポリマーは
クロマトグラフィー用吸着担体として利用でき、カラム
に充填するなどにより光学活性物質の分析、または有用
光学活性物質の精製などに供することができる。クロマ
トグラフィー用吸着担体としてカラムに充填するに際し
ては、分離対象光学活性物質の種類に応して、単一シク
ロテキストリンから成るポリマーばかりでなく複数種の
シクロデキストリンポリマーを適宜混合して用いること
も可能である。有用光学活性物質としては。

アミノ酸類や、β−遮断薬、ハルビタール誘導体または
カテコールアミンなどの医薬品類などがよく知られてい
る。さらに１本発明によるシクロデキストリンポリマー
を充填したカラムは、光学活性物質だけでなく、二置換
ベンゼンの構造異性を始め、芳香環やその他線水性基を
有する種々の異性体等を分離することができる。しかも
、水系の溶離液を用いることができ、溶離液が水のみと
いう簡便な方法で吸着溶離が可能である。

また１本発明によるシクロデキストリンポリマーの用途
はクロマトグラフィー用吸着担体に限らず、膜状にして
分割膜として、あるいは粉末状として分割剤としてなど
物質の分離・分割に関わる全てに用いることができる。

その他にも、合成触媒としての応用や、シクロデキスト
リンのもつ包接能の違いから吸着剤、股臭剤としての応
用、さらに、シクロデキストリンのもつ除放性等をいか
した医薬、農薬、香料等の幅広い分野への応用が可能で
ある。

［実施例］ 以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。

但しこれらは本発明のシクロデキストリンポリマーおよ
びその製造法の一例であって、本発明はこれらに何等制
限されないのは言うまでもない。

実施例　１ α−シ　ロ′　ス　「シボ１マーの− α−シクロデキストリン１０ｇに、乾燥１，４−ジオキ
サン３０ｍ１を加え、さらに塩化カルシウムを入れた乾
燥管を付した後、Ｎ、Ｎ’　−力ルボニルジイミダゾー
ル１０ｇを加え、６０℃で３０分間攪拌した。反応液を
渡過した後、残渣を乳ばちに移し、水を加えて粉砕した
。さらに、これを−過し、残渣を１．４−ジオキサン、
および水で洗浄後、０．　２モルのリン酸緩衝液（ｐＨ
７，０）２００ｍｌを加え、　６０℃で９時間攪拌した
。次いて反応液を渡過することによりα−シクロデキス
トリンポリマー９ｇを得た。こうして得られたシクロデ
キストリンポリマーは、水、クロロホルム、メタノール
、エタノール、イソプロパツール、キノリンに不溶であ
るが、　　Ｎ、　　Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシドに一部可溶である。、Ｎ、　　Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキシドにより可溶分
を取り除いたシクロデキストリンポリマーの嵩比重は０
．６ｇ／ｍ］であった。

以下に、得られたα−シクロデキストリンポリマーのス
ペクトルデータを示す。

１００　ＭＨｚ　、”Ｃ核磁気共鳴スペクトル（固体、
外部標準：　グリシン）δｐｐｍ；　６０．８（Ｃ−６
Ｌ７２．３（Ｃ２、Ｃ−５，Ｃ−６）、８１．７（Ｃ−
４）、１０１．９（Ｃ−１）、１５５　（カルボニル基
） 主な赤外吸取スペクトル（ＫＢｒ法）　ｃ　ｍ　−’　
；　１０３０、１１６０、］、２９０．１６４０、］７
５０　（カルボニル基）　、３４２０実施例　２ 一部　ロ′　ス　１ンボｌマーの　ゞ ββ−シフロブキス５９２１０に、乾燥１，４−ジオキ
サン５０　ｍ　ｌを加え、さらに塩化カルシウムを入れ
た乾燥管を付した後、Ｎ、Ｎ’　−カルボニルジイミダ
ゾール１０ｇを加え、６０℃で３０分間攪拌した。反応
液を濾過した後、残渣を乳ばちに移し、水を加えて粉砕
した。さらに、これを濾過し、残渣を１．４−ジオキサ
ン、および水で洗浄後、０．　２モルのリン酸緩衝液（
ｐＨ７，０）２００　ｍ　ｌを加え、６０’Ｃで９時間
攪拌した。次いで反応液を濾過することによりβ−シク
ロデキストリンポリマー１０ｇを得た。こうして得られ
たシクロデキストリンポリマーは、水、クロロホルム、
メタノール、エタノール、インプロパツール、キノリン
に不溶であるが、　　Ｎ、　　Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシドに一部可溶である。Ｎ、　　
Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドによ
り可溶分を取り除いたシクロデキストリンポリマーの嵩
比重は０．６ｇ／ｍｌであった。

実施例　３ 一部　ロー上スト１ンボ１マーの　ゝ γ−シクロデキストリン１０ｇに、乾燥］、４ジオキサ
ン５０　ｍ　ｌを加え、さらに塩化カルシウムを入れた
乾燥管を付した後、Ｎ、　　Ｎ　’　−カルボニルジイ
ミダゾール１０ｇを加え、６０”Ｃて３０分間攪拌した
。反応液を濾過した後、残渣を乳ばちに移し、水を加え
て粉砕した。さらに、これを濾過し、残渣を１．４−ジ
オキサン、および水で洗浄後、０．２モルのリン酸緩衝
液（ｐＨ７，０）２００　ｍ　ｌを加え、６０℃で９時
間攪拌した。次いで反応液を濾過することによりγ−シ
クロデキストリンポリマー１０ｇを得た。こうして得ら
れたシクロデキストリンポリマーは、水、クロロホルム
、メタノール、エタノール、イソプロパツール、キノリ
ンに不溶であるが、　　Ｎ、　　Ｎ−ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシドに一部可溶である。Ｎ、　
　Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドに
より可溶分を取り除いたシクロデキストリンポリマーの
嵩比重は０．６ｇ／ｍｌであった。

実施例　４ リマー９ｇを得た。こうして得られたシクロデキストリ
ンポリマーは、水、クロロホルム、メタノール、エタノ
ール、イソプロパツール、キノリンに不溶であるが、Ｎ
、　　Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシ
ドに一部可溶である。Ｎ、　　Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシドにより可溶分を取り除いたシ
クロデキストリンポリマーの嵩比重は０．６ｇ／ｍ］で
あった。

ヒドロキシプロピルβ−シクロデキストリン１０ｇに、
乾燥１，４−ジオキサン５０　ｍ　ｌを加え、さらに塩
化カルシウムを入れた乾燥管を付した後、Ｎ、Ｎ’　−
力ルボニルジイミダゾール１０ｇを加え、６０℃で３０
分間攪拌した。反応液を濾過した後、残渣を乳ばちに移
し、水を加えて粉砕した。

さらに、これを濾過し、残渣を１．４−ジオキサン、お
よび水で洗浄後、０．２モルのリン酸緩衝液（ｐＨ７，
０）２００ｍｌを加え、６０℃で９時間攪拌した。次い
で反応液を濾過することによりヒドロキシプロピルβ−
シクロヂキストリンボ実施例　５ α−１β−１γ−シクロデキストリン、それぞれ５ｇ測
り、乾燥１，４−ジオキサン７５ｍ１を加え、さらに塩
化カルシウムを入れた乾燥管を付したｆ＆、　　Ｎ、　
　Ｎ’　　−カルボニルジイミダゾール１５ｇを加え、
６０℃で６０分間攪拌した。反応液を濾過した後、残液
を乳ばちに移し、水を加えて粉砕した。さらに、これを
濾過し、残渣を１．４−ジオキサン、および水で洗浄後
、０．２モルのすンｗｌ緩衝液（ｐＨ７，０）２００ｍ
］を加え、６○℃で９時間攪拌した。次いで反応液をど
過することにより混合シクロデキストリンポリマー１５
ｇを得た。こうして得られたシクロデキストリンポリマ
ーは、水、クロロホルム、メタノール、　エタノール、
インプロパツール、キノリンに不溶であるが、Ｎ、　　
Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドに一
部可溶である。Ｎ、　　Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジ
メチルスルホキシドにより可溶分を取り除いたシクロデ
キストリンポリマーの嵩比重は０．６ｇ／ｍｌであった
。

次に、以上の実施例で得られたシクロデキストリンポリ
マーを用いた応用例を示す。

応用例　１ 実施例１で得られたα−シクロデキストリンポリマーを
内径１．２　ｍ　ｍ、　　長さ１００ｍｍのガラス製カ
ラムにスラリー法により約５　ｍ　ｌ充填し、ＤＬ−チ
ロシンＱ、５ｍｇを下記の条件で精製した。

精製条件は次の通りである。

溶離液：水 溶離速度：　　０．　３−０．　４ｍｌ／分第１表に既
存の光学分割用カラムを用いたＨ　ＰＬＣ分析で求めた
各フラクションの光学異性体の濃度比（Ｄ／Ｌ）を示す
。表中１つのフラクションの分取量は２ｍＪである。

応用例　２ 実施例２で得られたβ−シクロデキストリンポリマーを
内径１２ｍｍ、長さ５０　ｍ　ｍのカラス製カラムにス
ラリー法により約２．５ｍｌ充填し、６−メチル−ＤＬ
−トリプトファンＱ、２５ｍｇを下記の条件で精製した
。

精製条件は次の通りである。

溶離液：水 溶離速度：　　０．３−０．４ｍｌ／分第２表に既存の
光学分割用カラムを用いたＨＰＬＣ分析で求めた各フラ
クションの光学異性体の濃度比（Ｄ／Ｌ）を示す。表中
１つのフラクションの分取量は２　ｍ　」である。

第 １表 第 ２表 ［発明の効果］ 本発明のシクロデキストリンポリマーは、容易なポリマ
ー化反応により得ることができ、また溶離液が水のみと
云う簡便な条件で極めて高い不斉諷別能を示すものであ
る。従って、本発明に係るシクロデキストリンポリマー
は、単なる分析や分取手段にとどまらず輻広い工業用分
離精製設備への応用を計るための有力な手段となる。

特許呂扉人　昭和電工株式会社 代　理　人　弁理士　寺１）實

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シクロデキストリンがカルボニル基を介して互いに
   結合していることを特徴とするシクロデキストリンポリ
   マー。 ２、シクロデキストリンを二官能性カルボニル化合物と
   反応させて重合することを特徴とする請求項１記載のシ
   クロデキストリンポリマーの製造方法。