JPH0667481B2 - 陽イオン交換基を有する粒状多孔質キトサン誘導体の製造方法 - Google Patents
陽イオン交換基を有する粒状多孔質キトサン誘導体の製造方法Info
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- JPH0667481B2 JPH0667481B2 JP62111093A JP11109387A JPH0667481B2 JP H0667481 B2 JPH0667481 B2 JP H0667481B2 JP 62111093 A JP62111093 A JP 62111093A JP 11109387 A JP11109387 A JP 11109387A JP H0667481 B2 JPH0667481 B2 JP H0667481B2
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- porous chitosan
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スルホン基を有するイオン交換樹脂或いはク
ロマトグラフィー用担体の製造方法に関するものであ
る。
ロマトグラフィー用担体の製造方法に関するものであ
る。
近年、生化学関連分野の発展に伴い、分離，精製の目的
で使用されるイオン交換樹脂、クロマトグラフィー用担
体の役割は益々重要なものとなってきている。
で使用されるイオン交換樹脂、クロマトグラフィー用担
体の役割は益々重要なものとなってきている。
キトサンをスルホン化する方法については、古くより文
献等に記載がある。例えば、エム・エル・ウォルフロム
（M.L.Wolfrom）等の方法（J.Am.Chem.Soc.,81,1764（1
958））では、フレーク状のキトサンをピリジン中クロ
ルスルホン酸でスルホン化し、N,O−スルホン化物を与
えている。また、ナガサワ等は、濃硫酸を使用してキト
サンのＮ−スルホン化を行っている（Chem.Pharm.Bul
l.,20,157,（1972））。更に、特開昭60−203602号公報
には、キトサンを硫酸及びクロルスルホン酸の混合物に
よりβ−Ｄ−（1,4）−ゲルコサミンサブユニットのＣ
−６位の水酸基に選択的スルフェート化を行う方法が記
載されている。
献等に記載がある。例えば、エム・エル・ウォルフロム
（M.L.Wolfrom）等の方法（J.Am.Chem.Soc.,81,1764（1
958））では、フレーク状のキトサンをピリジン中クロ
ルスルホン酸でスルホン化し、N,O−スルホン化物を与
えている。また、ナガサワ等は、濃硫酸を使用してキト
サンのＮ−スルホン化を行っている（Chem.Pharm.Bul
l.,20,157,（1972））。更に、特開昭60−203602号公報
には、キトサンを硫酸及びクロルスルホン酸の混合物に
よりβ−Ｄ−（1,4）−ゲルコサミンサブユニットのＣ
−６位の水酸基に選択的スルフェート化を行う方法が記
載されている。
しかしながら、このような従来の方法では、使用される
キトサンは、殆どがフレーク状或いは粉状のキトサンで
あるため、スルホン化したものは水溶性となり、効率の
良い担体を得ることはできなかった。
キトサンは、殆どがフレーク状或いは粉状のキトサンで
あるため、スルホン化したものは水溶性となり、効率の
良い担体を得ることはできなかった。
上記文献に記載のように、フレーク状キトサン、或いは
粉状キトサンをスルホン化した場合、スルホン基の導入
の増加に伴い、水溶性が増加する傾向があり、不溶性の
担体を得るには低いイオン交換容量のものにとどめなけ
ればならず、従って、高いイオン交換容量の担体を得る
ことは不可能であった。また、キトサンは酢酸，ジクロ
ル酢酸，蟻酸等の水溶液に溶解するので、その用途，使
用pHは限られたものとなる。
粉状キトサンをスルホン化した場合、スルホン基の導入
の増加に伴い、水溶性が増加する傾向があり、不溶性の
担体を得るには低いイオン交換容量のものにとどめなけ
ればならず、従って、高いイオン交換容量の担体を得る
ことは不可能であった。また、キトサンは酢酸，ジクロ
ル酢酸，蟻酸等の水溶液に溶解するので、その用途，使
用pHは限られたものとなる。
以上の点を解決するため、本発明は耐酸，耐アルカリ性
で、しかもイオン交換容量も高い担体を得ることを目的
としてなされた。
で、しかもイオン交換容量も高い担体を得ることを目的
としてなされた。
本発明は、架橋剤で架橋した粒状多孔質キトサン誘導体
をピリジン中クロルスルホン酸でスルホン化することに
より陽イオン交換基を有する担体を得る方法に係る。
をピリジン中クロルスルホン酸でスルホン化することに
より陽イオン交換基を有する担体を得る方法に係る。
本発明において用いる粒状多孔質キトサンは、特開昭61
−40337号に記載の方法よって得られる。当該多孔質粒
状キトサンは、架橋反応を行って全pH領域で安定な粒状
多孔質キトサン誘導体とする。
−40337号に記載の方法よって得られる。当該多孔質粒
状キトサンは、架橋反応を行って全pH領域で安定な粒状
多孔質キトサン誘導体とする。
即ち、粒状多孔質キトサンは、平均分子量10,000〜230,
000の低分子化したキトサンを使用する。この低分子量
キトサンを酢酸，ジクロル酢酸，蟻酸等の単独、或いは
混合物に溶解して２〜10％の水溶液となるように調製す
る。該キトサン酸性水溶液を水酸化ナトリウム，水酸化
カリウム，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，アンモニ
ア，水酸化エチレンジアミン等のアルカリ性物質を含む
塩基性水溶液中に、0.1乃至0.25mm孔径のノズルより圧
力下で落下させると、凝固再生し、粒状多孔質キトサン
が得られる。また、塩基性水溶液中には、メタノール，
エタノール等のアルコール類を使用することも可能であ
る。
000の低分子化したキトサンを使用する。この低分子量
キトサンを酢酸，ジクロル酢酸，蟻酸等の単独、或いは
混合物に溶解して２〜10％の水溶液となるように調製す
る。該キトサン酸性水溶液を水酸化ナトリウム，水酸化
カリウム，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，アンモニ
ア，水酸化エチレンジアミン等のアルカリ性物質を含む
塩基性水溶液中に、0.1乃至0.25mm孔径のノズルより圧
力下で落下させると、凝固再生し、粒状多孔質キトサン
が得られる。また、塩基性水溶液中には、メタノール，
エタノール等のアルコール類を使用することも可能であ
る。
上記のようにして得た粒状多孔質キトサンに架橋剤とし
てヘキサメチレンジイソシアネート，ジフェニルメタン
−4,4′−ジイソシアネート，ジカルボン酸ハロゲン化
物等を用い、粒状多孔質キトサンのアミノ基と反応さ
せ、スルホン化に供する。スルホン化剤としては、ピリ
ジン中にクロルスルホン酸を滴下して得たピリジン−ク
ロルスルホン酸複合体を用いる。その他にも、ジクロル
エタン中クロルスルホン酸を用いる方法、ピリジン，ジ
オキサン,N,N′−ジメチルアニリンと無水硫酸との複合
体を使用する方法、無水亜硫酸，無水硫酸の混合物を使
用する方法、三酸化イオウ−N,N′−ジメチルホルムア
ミド複合体を使用する方法、硫酸とクロルスルホン酸の
混合物を用いる方法等が考えられるが、反応時間が比較
的短時間である点、使用方法、スルホン基導入量が調節
し易い等の点からピリジン−クロルスルホン酸複合体を
使用する方法が好ましい。この時、ピリジン中に滴下す
るクロルスルホン酸量を変化させることにより、導入す
べきスルホン基量を必要に応じて適宜調節することがで
きる。反応温度は60〜100℃，反応時間は30〜120分の範
囲で任意に選択できる。得られたスルホン基を有する粒
状多孔質キトサン誘導体は充分水洗後、陽イオン交換体
として使用することができる。
てヘキサメチレンジイソシアネート，ジフェニルメタン
−4,4′−ジイソシアネート，ジカルボン酸ハロゲン化
物等を用い、粒状多孔質キトサンのアミノ基と反応さ
せ、スルホン化に供する。スルホン化剤としては、ピリ
ジン中にクロルスルホン酸を滴下して得たピリジン−ク
ロルスルホン酸複合体を用いる。その他にも、ジクロル
エタン中クロルスルホン酸を用いる方法、ピリジン，ジ
オキサン,N,N′−ジメチルアニリンと無水硫酸との複合
体を使用する方法、無水亜硫酸，無水硫酸の混合物を使
用する方法、三酸化イオウ−N,N′−ジメチルホルムア
ミド複合体を使用する方法、硫酸とクロルスルホン酸の
混合物を用いる方法等が考えられるが、反応時間が比較
的短時間である点、使用方法、スルホン基導入量が調節
し易い等の点からピリジン−クロルスルホン酸複合体を
使用する方法が好ましい。この時、ピリジン中に滴下す
るクロルスルホン酸量を変化させることにより、導入す
べきスルホン基量を必要に応じて適宜調節することがで
きる。反応温度は60〜100℃，反応時間は30〜120分の範
囲で任意に選択できる。得られたスルホン基を有する粒
状多孔質キトサン誘導体は充分水洗後、陽イオン交換体
として使用することができる。
以下本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は
実施例記載の範囲に限定されるものではない。
実施例記載の範囲に限定されるものではない。
また、陽イオン交換基を有する粒状多孔質キトサンの陽
イオン交換容量，比表面積，キトサンの酢酸水溶液の粘
度は、下記のようにして求めた。
イオン交換容量，比表面積，キトサンの酢酸水溶液の粘
度は、下記のようにして求めた。
◎陽イオン交換容量（中性塩分解能） 中性塩分解能とは強酸性の官能基によって、中性塩（こ
の場合はNaCl）を分解してHClを生じさせる能力のこと
を言う。
の場合はNaCl）を分解してHClを生じさせる能力のこと
を言う。
試料約20mlを交換容量測定器に入れ、約1N硝酸約１を
１時間かけて通液する。純水で中性を示すまで水洗し、
次に、約1N塩化ナトリウム水溶液を１時間かけて通液
し、流出液を１のメスフラスコに正しく取る。これを
試験液とし、このうちの50mlを採取し、フェノールフタ
レイン溶液を指示薬としてＮ／10水酸化ナトリウムで中
和滴定し、次式より求めた。
１時間かけて通液する。純水で中性を示すまで水洗し、
次に、約1N塩化ナトリウム水溶液を１時間かけて通液
し、流出液を１のメスフラスコに正しく取る。これを
試験液とし、このうちの50mlを採取し、フェノールフタ
レイン溶液を指示薬としてＮ／10水酸化ナトリウムで中
和滴定し、次式より求めた。
a:試験液50mlを中和するのに要したｃ規定のNaOH量（m
l） c:滴定に用いたNaOHの規定度（１／10） f:滴定に用いたｃ規定のNaOHの力価 V0:流出液の総量（1000ml） V1:滴定の際の試料容量（50ml） W:試料の乾燥重量（ｇ） ◎比表面積 比表面積測定装置を用いてBET法で測定した。
l） c:滴定に用いたNaOHの規定度（１／10） f:滴定に用いたｃ規定のNaOHの力価 V0:流出液の総量（1000ml） V1:滴定の際の試料容量（50ml） W:試料の乾燥重量（ｇ） ◎比表面積 比表面積測定装置を用いてBET法で測定した。
◎粘 度 回転円筒形粘度計を用い20℃にて測定した。
実施例１ 脱アセチル化度78％のキトサン70gを3.5％酢酸水溶液93
0gに溶解した。この時の粘度は3,200cpであった。該溶
液を８％の水酸化ナトリウム,30％のエタノール,62％の
水よりなる混合溶液中に、0.15m／ｍφの孔径のノズル
から落下させて、凝固再生せた後、中性になるまで水洗
をし、平均粒径1m／ｍの粒状多孔質キトサン0.9を得
た。こうして得られた粒状多孔質キトサン50ml（湿潤状
態）に2.3gのアジピン酸クロライド,2.5gのトリエチル
アアミンを加え、ジメチルホルムアミド中室温で１時間
反応させ架橋した。ジメチルホルムアミドで洗浄後、無
水ピリジンで充分洗浄して、氷冷した無水ピリジン120m
l中にクロルスルホン酸12mlを滴下したピリジン−クロ
ルスルホン酸複合体を含む溶液を加え、沸騰湯浴中１時
間反応させN,O−スルホン化を行った。反応終了後、１
〜2N水酸化ナトリウム500mlを加えてからエタノールで
洗浄、次いで水洗を充分行いスルホン基を有する粒状多
孔質キトサン誘導体48mlを得た。このもののイオン交換
容量は、3.30meq／g,比表面積は87m2／ｇであった。ま
た、該粒状多孔質キトサン誘導体を0.1N酢酸水溶液,0.1
N水酸化ナトリウム水溶液に懸濁しても溶解する様なこ
とはなく全pH領域で安定な担体であった。
0gに溶解した。この時の粘度は3,200cpであった。該溶
液を８％の水酸化ナトリウム,30％のエタノール,62％の
水よりなる混合溶液中に、0.15m／ｍφの孔径のノズル
から落下させて、凝固再生せた後、中性になるまで水洗
をし、平均粒径1m／ｍの粒状多孔質キトサン0.9を得
た。こうして得られた粒状多孔質キトサン50ml（湿潤状
態）に2.3gのアジピン酸クロライド,2.5gのトリエチル
アアミンを加え、ジメチルホルムアミド中室温で１時間
反応させ架橋した。ジメチルホルムアミドで洗浄後、無
水ピリジンで充分洗浄して、氷冷した無水ピリジン120m
l中にクロルスルホン酸12mlを滴下したピリジン−クロ
ルスルホン酸複合体を含む溶液を加え、沸騰湯浴中１時
間反応させN,O−スルホン化を行った。反応終了後、１
〜2N水酸化ナトリウム500mlを加えてからエタノールで
洗浄、次いで水洗を充分行いスルホン基を有する粒状多
孔質キトサン誘導体48mlを得た。このもののイオン交換
容量は、3.30meq／g,比表面積は87m2／ｇであった。ま
た、該粒状多孔質キトサン誘導体を0.1N酢酸水溶液,0.1
N水酸化ナトリウム水溶液に懸濁しても溶解する様なこ
とはなく全pH領域で安定な担体であった。
実施例２ 実施例１で得られた粒状多孔質キトサン50ml（湿潤状
態）に、3.3gのセバシン酸クロライド,2.5gのトリエチ
ルアミンを加え、ジメチルホルムアミド中室温で１時間
反応させ架橋した。ジメチルホルムアミで洗浄後、無水
ピリジンで充分洗浄して、氷冷した無水ピリジン120ml
中にクロルスルホン酸12mlを滴下したピリジン−クロル
スルホン酸複合体を含む溶液を加え、沸騰湯浴中１時間
反応させN,O−スルホン化を行った。反応終了後１〜2N
水酸化ナトリウム500mlを加えてからエタノールで洗
浄、次いで水洗を充分行い、スルホン基を有する粒状多
孔質キトサン誘導体48mlを得た。このもののイオン交換
容量は3.28meq／g,比表面積は85.5m2／ｇであった。ま
た、該誘導体を0.1N酢酸水溶液,0.1N水酸化ナトリウム
水溶液に懸濁しても溶解する様なことはなく、全pH領域
で安定な担体であった。
態）に、3.3gのセバシン酸クロライド,2.5gのトリエチ
ルアミンを加え、ジメチルホルムアミド中室温で１時間
反応させ架橋した。ジメチルホルムアミで洗浄後、無水
ピリジンで充分洗浄して、氷冷した無水ピリジン120ml
中にクロルスルホン酸12mlを滴下したピリジン−クロル
スルホン酸複合体を含む溶液を加え、沸騰湯浴中１時間
反応させN,O−スルホン化を行った。反応終了後１〜2N
水酸化ナトリウム500mlを加えてからエタノールで洗
浄、次いで水洗を充分行い、スルホン基を有する粒状多
孔質キトサン誘導体48mlを得た。このもののイオン交換
容量は3.28meq／g,比表面積は85.5m2／ｇであった。ま
た、該誘導体を0.1N酢酸水溶液,0.1N水酸化ナトリウム
水溶液に懸濁しても溶解する様なことはなく、全pH領域
で安定な担体であった。
実施例３ 実施例１で得られた粒状多孔質キトサン50ml（湿潤状
態）に2.1gのヘキサメチレンジイソシアネートを加え、
ジメチルホルムアミド中室温で１時間反応させ架橋し
た。ジメチルホルムアミドで洗浄後、無水ピリジンで充
分洗浄して氷冷した無水ピリジン120ml中にクロルスル
ホン酸12mlを滴下したピリジン−クロルスルホン複合体
を含む溶液を加え、沸騰湯浴中１時間反応させN,O−ス
ルホン化を行った。反応終了後１〜2N水酸化ナトリウム
500mlを加えてからエタノールで洗浄、次いで水洗を充
分行い、スルホン基を有する粒状多孔質キトサン誘導体
48mlを得た。このもののイオン交換容量は3.30meq／g,
比表面積は86m2／ｇであった。また該誘導体を0.1N酢酸
水溶液,0.1N水酸化ナトリウム水溶液に懸濁しても溶解
する様なことはなく、全pH領域で安定な担体であった。
また、上記のようにして得られた架橋反応後の粒状多孔
質キトサン誘導体にクロルスルホン酸量3ml,6mlと変え
てスルホン化したところ、得られたスルホン化された粒
状多孔質キトサン誘導体のイオン交換容量は、それぞれ
1.22meq／g,2.94meq／ｇとなり、クロルスルホン酸量を
変化させることによりスルホン基の導入量が変化し、イ
オン交換容量の調節が可能であった。
態）に2.1gのヘキサメチレンジイソシアネートを加え、
ジメチルホルムアミド中室温で１時間反応させ架橋し
た。ジメチルホルムアミドで洗浄後、無水ピリジンで充
分洗浄して氷冷した無水ピリジン120ml中にクロルスル
ホン酸12mlを滴下したピリジン−クロルスルホン複合体
を含む溶液を加え、沸騰湯浴中１時間反応させN,O−ス
ルホン化を行った。反応終了後１〜2N水酸化ナトリウム
500mlを加えてからエタノールで洗浄、次いで水洗を充
分行い、スルホン基を有する粒状多孔質キトサン誘導体
48mlを得た。このもののイオン交換容量は3.30meq／g,
比表面積は86m2／ｇであった。また該誘導体を0.1N酢酸
水溶液,0.1N水酸化ナトリウム水溶液に懸濁しても溶解
する様なことはなく、全pH領域で安定な担体であった。
また、上記のようにして得られた架橋反応後の粒状多孔
質キトサン誘導体にクロルスルホン酸量3ml,6mlと変え
てスルホン化したところ、得られたスルホン化された粒
状多孔質キトサン誘導体のイオン交換容量は、それぞれ
1.22meq／g,2.94meq／ｇとなり、クロルスルホン酸量を
変化させることによりスルホン基の導入量が変化し、イ
オン交換容量の調節が可能であった。
本発明によれば、実施例に記載のように3.3meq／ｇもの
高い陽イオン交換容量を有する粒状多孔質キトサン誘導
体が得られる他、陽イオン交換容量を自由に調節するこ
とが可能で、しかも、本発明によって得られる陽イオン
交換基を有する粒状多孔質キトサン誘導体は、アルカリ
性，酸性の全pH領域で溶解，膨潤等がなく、安定な担体
であり、イオン交換樹脂，クロマトグラフィー用担体と
して極めて優れたものである。しかも、本発明によって
得られる担体は、粒状の多孔質キトサン誘導体であるた
めに比表面積が大きく、通液抵抗が少ないものであり、
架橋反応を行うことによって充分な強度を有するので、
工業的利用に好適である。
高い陽イオン交換容量を有する粒状多孔質キトサン誘導
体が得られる他、陽イオン交換容量を自由に調節するこ
とが可能で、しかも、本発明によって得られる陽イオン
交換基を有する粒状多孔質キトサン誘導体は、アルカリ
性，酸性の全pH領域で溶解，膨潤等がなく、安定な担体
であり、イオン交換樹脂，クロマトグラフィー用担体と
して極めて優れたものである。しかも、本発明によって
得られる担体は、粒状の多孔質キトサン誘導体であるた
めに比表面積が大きく、通液抵抗が少ないものであり、
架橋反応を行うことによって充分な強度を有するので、
工業的利用に好適である。
Claims (1)
- 【請求項１】粒状多孔質キトサンを架橋剤で架橋した
後、ピリジン中クロロスルホン酸でスルホン化すること
を特徴とする陽イオン交換基を有する粒状多孔質キトサ
ン誘導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62111093A JPH0667481B2 (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 陽イオン交換基を有する粒状多孔質キトサン誘導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62111093A JPH0667481B2 (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 陽イオン交換基を有する粒状多孔質キトサン誘導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274457A JPS63274457A (ja) | 1988-11-11 |
| JPH0667481B2 true JPH0667481B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=14552203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62111093A Expired - Fee Related JPH0667481B2 (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 陽イオン交換基を有する粒状多孔質キトサン誘導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0667481B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0920874A1 (en) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | SCA Mölnlycke | Superabsorbent material and method for producing said material |
| US20050283004A1 (en) | 2004-06-18 | 2005-12-22 | Hopax Chemicals Manufacturing Co., Ltd. | Alkylsulfonated polyaminosaccharides |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50155636A (ja) * | 1974-06-07 | 1975-12-16 | ||
| JPS5635411A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-08 | Fujitsu Ltd | Epitaxial wafer of gallium arsenide and its manufacture |
| JPS6069012A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-04-19 | ブレンダツクス−ベルケ ア−ル．シユナイダ− ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツンク ウント コンパニ− | スキンケア−組成物 |
| JPS6216409A (ja) * | 1985-07-13 | 1987-01-24 | Kinkai Engiyou Kk | 塩化ナトリウム入り美容剤 |
-
1987
- 1987-05-07 JP JP62111093A patent/JPH0667481B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50155636A (ja) * | 1974-06-07 | 1975-12-16 | ||
| JPS5635411A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-08 | Fujitsu Ltd | Epitaxial wafer of gallium arsenide and its manufacture |
| JPS6069012A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-04-19 | ブレンダツクス−ベルケ ア−ル．シユナイダ− ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツンク ウント コンパニ− | スキンケア−組成物 |
| JPS6216409A (ja) * | 1985-07-13 | 1987-01-24 | Kinkai Engiyou Kk | 塩化ナトリウム入り美容剤 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63274457A (ja) | 1988-11-11 |
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