JPH05502660A - ポリビニルピロリドン、塩化水素及びヨウ素からなる水溶性錯体及びその製造方法 - 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】 ポリビニルピロリドン、塩化水素及びヨウ素からなる水溶性錯体及びその製造方 法 発明の背景 １、　発明の分野 この発明は、錯体化されたヨウ素生産物に関し、更に、詳しくは、ポリビニルピ ロリドン、塩化水素及びヨウ素からなる水溶性錯体に関し、かつ錯体化されたヨ ウ素のほぼ全部に抗菌活性を持たせた安定で、自由に流動する粉末として上記水 溶性錯体を調製する方法に関するものである。

２、従来技術の説明 はぼ１５０年に亘って、ヨウ素が殺菌剤として用いられてきた。

しかし、ヨウ素の水溶性は低いため、「ヨードチンキ」として知られているよう に、アルコール中で調合するか、ルゴール液として知られているように、ヨウ素 化ナトリウム又はカリウムのような金属液と調合することが必要であった。次い で、不活性担体である水溶性ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）　とヨウ素とが錯 体化された、水に溶ける形のヨウ素が開発された。しかし、このＰｖＰ−ｒｚｔ ｆ体も、完全に満足できるものではなかった。特に、この錯体を調製する間に、 ヨウ素反応体のうち１／３が、抗微生物活性に寄与しないヨウ素イオンになった 。従って、このＰＶＰ−Ｉ２錯体では、１０％活性ヨウ素生産物を製造するのに １７．２％のヨウ素反応体が必要であった。

従って、調製時に用いたヨウ素の量に対して、得られるヨウ素含有量が増大した 、ヨウ素の水溶性錯体を提供することが望まれてきた。ここで、１９５６年７月 ｌＯ日に発行された米国特許第２．７５４，２４５号において、ホスマー（Ｈｏ ｓｍｅｒ）、　Ｗ、は、−塩化ヨウ素のポリビニルピロリドンとの水溶性の付加 体を、これらの化合物の混合物を加熱することによって提供した。しかし、用い た全ヨウ素が１７．４％であるのに、有効なヨウ素は僅か１０．１％であった。

この後、シエンク（Ｓｃｈｅｎｃｋ）、　Ｈ，等が、「ポリビニルピロリドン　 ハロゲン担体の化学及び構造についての幾つかのモデル研究：　Ｓｏｒｍｅ　Ｍ ｏｄｅｌ　５ｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　５ｔ ｒｕｃｔｕｒｅｏｆ　Ｐｏ１ｙｖｉｎｙｌ　Ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ　Ｈａｌｏ ｇｅｎ　Ｃａｒｒｉｅｒｓ　Ｊと題された論文（Ｍａｋｒｏｍｏｌ、　Ｃｈｅｍ 、、　１８１．１８７１頁〜１８８８頁、１９８０年）において、ポリビニルピ ロリドン、塩化水素及びヨウ素の水不溶性錯体を調製するための解決方法を記述 した。この方法は、ＰＶＰ？８液をメタノール中でＨＣＩ及びヨウ素水溶液と混 合させることと、この残留物を真空デシケータ−中で乾燥させることとからなる 。

しかし、この付加物の水不溶性は商業的用途には不利であり、ここでは水溶液が 好ましい調合物である。

シエンク（Ｓｃｈｅｎｃｋ）、　Ｈ，等は、「ポリビニルピロリドン−ヨウ素（ ポビドン−ヨウ素：　Ｐｏｖｉｄｏｎｅ　−Ｉｏｄｉｎｅ）の構造」と題された 論文（薬科学雑誌：　Ｊ、　Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ　５ｃｉｅｎｃｅｓ 、　６８．　Ｎｏ。

１２、１５０５頁〜１５０９頁、１９７９年）において、ＰＶＰ−Ｉｚ錯体の水 溶性の一部を、錯体中のかなりの数の遊離ピロリドン部分によるものとした。遊 離ピロリドン部分は、■３−イオンの形で存在するＩ２の錯体化に加わらないｐ ｖｐ重合体単位である。更に詳しくは、このＰＶＰ−Ｉｚ錯体においては、Ｐｖ ＰのうちＩ８単位が遊離し、一方ＰｖＰのうち２単位が錯体化に用いられる。こ こでこの錯体の構造は、ＰｖＰ重合体と三ヨウ化水素との付加物であり、下に図 示するように、隣接した又は隣接していない二つのピロリドン環の二つのカルボ ニル基の間に水素結合によってプロトンが固定され、三ヨウ素陰イオンが水素陰 イオンに対してイオン結合している。

ＰＶＰ−１ｘ柑体の構造 明らかに、シエンクの水不溶性ＰＶＰ／ＩＩｃ　ｆ　／１２５ｆｆ体は、水溶性 を得るのに要する必須の１，１ｐｖｐ単位を有していなかった。

従って、この発明の目的は、ＰＶＰ、１ｌｃｆｆｉ及びＩ２からなる水溶性錯体 を提供することである。

ここで他の目的は、水溶性ＰＶＰ／ＨＣｌ　／　Ｉｚ錯体中のヨウ素のうちほぼ 全部について抗微生物活性が得られる錯体を提供することである。

更に他の目的は、有効な抗微生物活性を有し、安定、非毒性で、自由に流動し、 薄く着色した乾燥粉末である水溶性ＰＶＰ／ＨＣｅ／ＩＺ錯体を提供することで ある。

ここで更に他の目的は、安定で、肌を刺激せず、市販の錯体化されたヨウ素生産 物のヨウ素レベルよりも低いヨウ素レベルで抗微生物活性を示す、水溶性ＰＶＰ ／ＩＩｃ　ｆ　／Ｉ２錯体の水溶液を提供することである。

本発明の他の目的は、ＰＶＰ、）Ｉｌｌ！及びＩ２からなる水溶性錯体を調製す る方法を提供することである。

ここで特有の目的は、相当数の遊離ピロリドン単位が、錯体を調製する間そのま ま残留し、ヨウ素反応体のうちほぼ全部が有効ヨウ素として錯体化されるような 方法を提供することである。

本発明のこれらの目的及び他の目的及び特徴は、続く本発明の更なる詳細な説明 から明らかとなるであろう。

発明の要約 ここでは、ポリビニルピロリドン、塩化水素及びヨウ素の水溶性錯体を提供する 。この錯体の分子式は（ＰＶＰ）ｚＨｃｆ　：　Ｉｚで示すことができる。本発 明の水溶性錯体は、安定、非毒性で、自由に流動し、約１〜２０％、好ましくは 約５〜１０９４０の有効ヨウ素を有する粉末である。この錯体中の有効ヨウ素は 、優先的に１２Ｃｊ２−イオンの形で存在する。ここでＰＶＰは実質的に、錯体 に水溶性をもたらす遊離ＰＶＰ単位の形で残存する。

本発明の水溶性錯体は乾式粉末工程で製造され、ここでは過剰のｐｖｐ粉末を乾 燥ＨＣＩガスと錯体化し、次いでヨウ素をこれと混合する。

発明の詳細な説明 １、　水溶性ＰＶＰ　／　ＨＣＩ！、／　Ｉ　ｚ錯体の調製本発明の水溶性ポリ ビニルピロリドン／塩化水素／ヨウ素（ＰＶＰ／ＨＣｆ　／Ｉ２）錯体は、便利 なことにワンポット、二段階工程で製造できる。

Ａ　、　（ＰＶＰ）　２ＨＣ１錯体 本工程の第一段階は、過剰のｐｖｐとＨｌとの間に中間錯体を形成することから なる。ＰＶＰ成分は、ＨＣｌとの錯体化に必要な２モル単位を越えて実質的に過 剰に存在する。ｐｖｐ重合体の分子量は約２０，０００〜１，０００，０００で あり、約４０．０００が好ましい。

この反応は、常温でｐｖｐ粉末を通して乾燥ＨＣｆ！、ガスを緩徐に供給するこ とによって実施するのが好ましい。このガスと粉末とが接触すると発熱反応が起 り、この反応混合物を約１０−１５℃の温度に上昇させる。この気相ＨＣｊ２反 応体は、反応の発熱を制御するために、ＰｖＰ粉末の充填物中へと１時間以上の 時間に亘って充分に混合しながら供給することが好ましい。この錯体化反応は減 圧下に実施でき、例えば、９０ｍｍの穏やかな真空が好ましい。大気犀も採用で きる。

製造したＰＶＰ／ＨＣｌ　錯体は白色粉末であり、ｐｖｐ　（単位モル〕のＨＣ Ｉ２に対するモル比は約２＝１であり（完全飽和のためには１４、１２重量％の ＭＣＩが必要である。）、即ちこの錯体の式は（ＰＶＰ）　ｚ）ＩＣｊ２　Ｔ： ある。

Ｂ、　（ＰＶＰ）ｚＨＣｊ２　：　ｒｚ１体本工程の第二段階は、所定量のヨウ 素を（ＰＶＰ）　２ＨＣβ錯体に添加することからなる。この反応は、第一段階 におけるような常温と穏やかな真空と同じ反応条件下に同じ場所で実施するのが 好適である。このＰＶＰ／）Ｉｃ　１　／ＩＺ錯体中では、導入したヨウ素のう ちほぼ全部が有効ヨウ素となる。一般に、ヨウ素反応体の量は、チオ硫酸塩滴定 ヨウ素法で測定したように、錯体中で約１〜ｌＯ％、好ましくは約５〜１０％の 有効ヨウ素しヘルを作り出せるように計算する。

この暗褐色のＰＶＰ　／　ＨＣ１／　Ｉ　ｚ反応生成物は、加熱によって、錯体 表面上に存在する遊離ヨウ素の残留こん跡を除去して安定化させることができる 。１００℃未満で、好ましくは約７５°〜９゜°Ｃで数時間加熱することが、こ の目的のために有効である。この熱処理後に、水溶性で、薄い褐色で、自由に流 動する粉末が得られる。この錯体の収率はほぼ定量的である。

この錯体を形成するのに用いるほぼ全てのヨウ素は、活性ヨウ素となる。即ち、 約９０％以上のヨウ素反応体は錯体中に有効ヨウ素として残留し、導入したＨＣ Ｉを差し引いた錯体の全酸性度に基づいて、僅か１０％以下のヨウ素反応体がヨ ウ素イオンに変わる。従って、下記表１に示すように、ヨウ素の充填量が、錯体 中の得られた有効ヨウ素レベルをほぼ決定するであろう。

表１ 充填されたＩ２（重量％）　有効ＩＺ　（重量％）２、水溶性ＰＶＰ　／　ＨＣ ｌ　／　Ｉｚ錯体の特性Ａ、水溶性 本発明の錯体の水溶性により、この錯体から水溶液を調製することが可能となる 。低い有効ヨウ素レベルを有する錯体類は、高い水溶性を有する。５％の有効ヨ ウ素レベルを有する錯体の水溶性は２０ｇ／１００　ｄであり、１０％の有効ヨ ウ素では１４ｇ／１００ＩＲ１であり、１５％の有効ヨウ素では９　ｇ／Ｌｏｏ Ｉｄである。このように、約１〜２０％の有効ヨウ素を有する錯体は、優れた水 溶性を有する特に有用な錯体を提供するものである。

本発明の錯体の水溶性は、全ｐｖｐ単位の中で、相当のパーセンテージを占める 水溶性の遊離ＰｖＰ単位に帰することができる。

こうした遊離ｐｖｐ単位は水溶性をもたらすが、錯体化したｐｖｐ単位及び加水 分解や架橋されたＰＶＰ単位は、水不溶性である。

ここで錯体中においては、水溶性錯体中でＰＶＰ　２０モル単位に対して、２つ のみがＨＣＩ２及びＩ２との錯体化に利用され、この一方１８モルのＰｖＰ単位 が、全錯体の水可溶化のために遊離したまま残るものと考えられる。

Ｂ、錯体の組成及び構造 この錯体の分子式は、 （ＰＶＰ）　ｚＨＣ１：　Ｌ□ として表示できる。これは、ａ離ＰＶＰ重合体単位の担体において、１モルＨＣ ｆｆ当り２つの錯体化されたＰｖＰ分子単位の比率を示し、１：１のＨＣＩ対Ｉ 対比２比率す。この錯体の組成は、重量比で、２０％以下のヨウ素、３％以下の ＨＣＩ及び７７％以上の錯体化されたＰＶＰからなり、好ましくは約５〜１０％ のヨウ素、０，７〜１．４５％のＨＣＩ及び８８〜９４％の錯体化されたＰｖＰ からなる。

この固相錯体中のヨウ素をラマン共鳴分光法で測定したところ、１７０　ｃｍ− ’にスペクトル帯を有するｌ２ＣＩ２−イオンとして少なくとも一部が存在して いた。従って、本発明の錯体の構造は、次のようなものであると考えられる。

Ｃ１抗菌組成物及び殺菌活性 本発明の水溶性粉末錯体は、徐々にヨウ素を放出して長く続く殺菌作用を与える ことができ、非毒性、非発泡性及び非刺激性であり、ＰＶＰ−１２と比較して同 じレベルの抗微生物活性を得るのに必要なヨウ素反応体が少ない。本発明の錯体 は、殺菌性手指消毒剤、手術用消毒側、術前！！備液、眼用組成物、ウシ乳頭洗 液、食品及び日用工業製品の洗浄薬、及び飲料水の消毒薬として有用である。

ユースディリュージョン法”　（ｕｓｅ−ｄｉｌｕｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ）の 小型版（１０の担体）を用い、錯体の殺菌性を、緩衝液（４，５のｐＨ）中で、 ダラム陽性菌′″３に対して５０ｐｐｍ及びグラム陰性菌＊−に対して１５０　 ｐｐｍで確認した。グラム陰性菌の方が殺すのが難しいことが知られているので 、これらは予期された結果であった。

Ｄ、他の特性 １、　分配係数 米国特許第３．０２８．３００号に示された方法にあるような、本分野で知られ ている通常法で測定すると、本錯体は２０未満の分配係数を有する。これが示す 所では、本錯体の水溶液は、その粉末自体とは対照的に、迅速にヨウ素を放出し て急速に殺菌作用を示すであろう。

２、熱安定性 本錯体の熱安定性を、水溶液（１０％固体、１％有効ヨウ素）中でｐ１１２〜３ で７５°Ｃで６時間後に測定した。僅か２．５〜３．５％の有効ヨウ素が失われ た。

３、遊離ヨウ素含有量 本錯体の遊離ヨウ素含有量は約５１）１１０１より小さい。

本　ＡＯＡＣの公式分析方法。

「殺菌剤：　Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔａｎｔｓ　Ｊの第１４版、１９８４年、４章（ Ｃｈ、４）。

４、００７〜４．００１１節。

傘車　黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｕｒｅｕｓ）　ＡＴ ＣＣＮｏ、　６５３８本本本豚コレラ菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ　Ｃｈｏｌｅｒ ａｅｓｕｉｓ）　ＡＴＣＣＮｏ、　１０７０８及び緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎ ａｓ　ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）　ＰＲＤ　１０．　ＡＴＣＣＮｏ。

次記の各側を参照しながら本発明を更に詳細に説明する。

回転混合器に８５．２３　ｇのＰＶＰ−ＣＩ乾燥粉末（ＧＡＰコーポレーション 、Ｋ＝３０）を入れ、家屋真空系（９０ｌｌ＋＋＋ｔｂ＋）で脱気した。次いで ２．０６ｇの乾燥ＨＣｊ２ガスを、攪拌しながら１時間以上に亘って室温で緩徐 に供給し、白色粉末を製造した。本反応の１０〜１５°Ｃの発熱を、ガスの添加 速度と混合の度合いとによって制御した。

この後、１２．７１　ｇのヨウ素をこの白色粉末に添加すると、直ちに暗褐色に 変った。この暗褐色粉末を９０°Ｃで６時間加熱すると、１００　ｇ　（７）薄 褐色の水溶性ＰＶＰ　／　ＨＣｌ　／　ｒｉｆｔ体が、はぼ定量的収率で得られ た。この生産物の有効ヨウ素含有量は１１．４４％であった。この錯体は、１５ 　ｇ／１００　ｄの範囲まで水溶性であった。

ラマン共鳴分光法で示された約１７０ｃｍ−’の帯は、錯体中にｘｚｃｚ−イオ ンが存在していることに帰する。

■−又二旦 次記の充填量のＰＶＰ　、　ＨＣＩ及びＩ２を用いて例１の工程を繰り返し、充 填した反応体量によって示される組成の錯体を製造した。すべての組成において 、３重量％未満のＨＣＩが錯体中に存錯体の組成 例１（７）手順を、熱処理工程なしに、８８．４ｇ（７）ＰＶＰ、　１．４７　 ｇ（７）乾燥Ｈｌガス及び１０．１ｇのヨウ素を用いて繰り返した。この生成物 は、錯体中に８．５１ｇの有効ヨウ素を有していた。

例１〜７の錯体の水溶液（１％）を調製した。この溶液のｐｉｆは約２〜３０間 であった。得られた各溶液を、リン酸ナトリウムでｐＨ４，５〜５．５まで緩衝 し、これらの試験溶液を、ユースディリュージョン法でグラム陽性及びグラム陰 性菌に対して試験した。これらの結果、有効な殺菌活性が示された。

本発明をその特定の態様を参照しながら説明してきたけれども、本分野の技術の 範囲内で変更及び変形をなしうることか理解されるであろう。

国際調査報告

Claims (40)

【特許請求の範囲】
1. １．ＰＶＰ、ＨＣｌ及びＩ２からなる水溶性錯体。
2. ２．安定な、自由に流動する粉末である、請求項１による水溶性錯体。
3. ３．ＰＶＰが相当の遊離ＰＶＰ分子単位として存在し、錯体化されたＰＶＰ分子 単位のＨＣｌに対する比率が２：１であり、ＨＣｌのＩ２に対するモル比か１： １である、請求項１による水溶性錯体。
4. ４．式（ＰＶＰ）２ＨＣｌ：Ｉ２を有する、請求項１による水溶性錯体。
5. ５．ヨウ素が少なくとも部分的に、約１７０ｃｍ−１でラマン共鳴スペクトル帯 を有するＩ２ｃｌ−イオンの形で存在する、請求項１による水溶性錯体。
6. ６．約１〜２０重量％の有効ヨウ素を有する、請求項１による水溶性錯体。
7. ７．約５〜１０重量％の有効ヨウ素を有する、請求項６による水溶性錯体。
8. ８．約２０重量％以下のヨウ素、約３重量％以下のＨＣｌ及び約７７重量％以上 の錯体化されたＰＶＰからなる、請求項１による水溶性錯体。
9. ９．約５〜１０％のヨウ素、約０．７〜１．４５％のＨＣｌ及び約８５〜９４％ の錯体化されたＰＶＰからなる、請求項８による水溶性錯体。
10. １０．請求項１の水溶性錯体の水溶液。
11. １１．請求項２の水溶性錯体の水溶液。
12. １２．請求項３の水溶性錯体の水溶液。
13. １３．請求項４の水溶性錯体の水溶液。
14. １４．請求項５の水溶性錯体の水溶液。
15. １５．請求項６の水溶性錯体の水溶液。
16. １６．請求項７の水溶性錯体の水溶液。
17. １７．約２〜３のｐＨを有する、請求項６による水溶液。
18. １８．請求項８の水溶性錯体の水溶液。
19. １９．請求項９の水溶性錯体の水溶液。
20. ２０．約４．５〜５．５のｐＨを有する、請求項１の水溶性錯体の緩衝水溶液。
21. ２１．約４．５〜５．５のｐＨを有する、請求項８の水溶性錯体の緩衝水溶液。
22. ２２．約４．５〜５．５のｐＨを有する、請求項９の水溶性錯体の緩衝水溶液。
23. ２３．ヨウ素を迅速に放出する能力がある、請求項６による水溶液。
24. ２４．所定量の乾燥ＰＶＰ粉末を気相ＨＣｌと錯体化させて相当数の遊離ＰＶＰ 分子単位を有する（ＰＶＰ）２：ＨＣｌ中間錯体粉末を生成させることと、次い でこれとヨウ素とを反応させることからなる、水溶性ＰＶＰ／ＨＣｌ／Ｉ２錯体 を製造する方法。
25. ２５．前記した両方の工程を同じ場所で実施する、請求項２４による方法。
26. ２６．両方の工程を常温で実施する、請求項２４による方法。
27. ２７．両方の工程を減圧下で実施する、請求項２４による方法。
28. ２８．撹拌中のＰＶＰ粉末中に乾燥ＨＣｌガスを緩徐に供給し、発熱反応を制御 する、請求項２４による方法。
29. ２９．ヨウ素反応体が、約１〜２０％の有効ヨウ素を有する錯体を与える、請求 項２４による方法。
30. ３０．前記量のヨウ素が、約５〜１０％の有効ヨウ素を有する錯体を与える、請 求項２９による方法。
31. ３１．生産物を１００℃未満にまで加熱する工程を更に有する、請求項２４によ る方法。
32. ３２．約７７重量％以上のＰＶＰ、約３重量％以下のＨＣｌ及び約２０重量％以 下のヨウ素を用いる、請求項２４による方法。
33. ３３．約８５〜９４％のＰＶＰ、約０．７〜１．４５％のＨＣｌ及び約５〜１０ ％のヨウ素を用いる、請求項３２による方法。
34. ３４．内部に相当数の遊離ＰＶＰ分子単位を有するＰＶＰ−ＨＣｌ錯体の粉末を 所定量のヨウ素と接触させることを含む、水溶性ＰＶＰ／ＨＣり／Ｉ２錯体を調 製するための乾式法。
35. ３５．所定量のヨウ素反応体が、約１〜２０％の有効ヨウ素を有する錯体を与え る、請求項３４による乾式法。
36. ３６．前記量のヨウ素が、約５〜１０％の有効ヨウ素を有する錯体を与える、請 求項３４による乾式法。
37. ３７．生産物を１００℃未満に加熱する工程を更に含む、請求項３４による乾式 法。
38. ３８．ＰＶＰ−ＨＣＬ錯体が約７７重量％以上のＰＶＰと約３重量％以下のＨＣ ｌとを有し、ヨウ素が約２０重量％以下である、請求項３４による乾式法。
39. ３９．得られた水溶性ＰＶＰ／ＨＣｌ／Ｉ２錯体が、約８５〜９４％のＰＶＰ、 約０．７〜１．４５％のＨＣｌ及び約５〜１０％のヨウ素を有する、請求項３８ による乾式法。
40. ４０．約２０未満の分配係数を有する、請求項６による水溶性錯体。