JPH06705B2

JPH06705B2 - リン酸イオンの固定化剤

Info

Publication number: JPH06705B2
Application number: JP60284212A
Authority: JP
Inventors: 順治野村; 秀秋今井; 譲石橋
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPS62145024A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、リン酸イオン特に生体液中に存在するリン酸
イオンの新規な固定化剤に関する。

（従来の技術）慢性腎不全患者においては、リンの排泄障害から高リン
血症を生ずることはよく知られており、この治療として
食餌制限、水酸化アルミニウムの投与が主として行なわ
れている。しかし、食餌制限は極端なタンパク制限につ
ながり、短期的には可能であつても、長期の透析患者の
場合は、栄養障害や貧血、易感染性など他の合併症の増
悪因子となる。また、水酸化アルミニウムの経口投与
は、通常、１〜３ｇを１日に３〜６回服用することが必
要であり、患者に不快感を与えるばかりでなく、最近透
析脳症や骨粗鬆症の原因物質である疑いが持たれるよう
になり、その長期的使用の弊害が懸念されている。

上記の問題に対して、水酸化アルミニウム投与に替わる
リンの除去法としてジルコニウム化合物を吸着剤とする
方法が提案されている〔中林宜男他：ジルコニウムによ
る高リン血症の治療について、人口臓器Vol.１１，１，
ｐ３６〜３９(1982),および特開昭５９−４６９６４
号〕。しかし、ジルコニウム化合物のリン吸着能は、水
酸化アルミニウムと同程度であり、使用量を低減できる
ものではない。

（発明が解決しようとする問題点）前記の無機イオン交換体は、リン酸イオン以外のアニオ
ン種も吸着するため、特に生体に適用する場合において
は、体内のイオンバランスを乱す恐れがあること、酸や
アルカリ溶液に対して溶解性が無視できないこと、およ
び吸着量が十分でなく使用量が多くなるという問題があ
る。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、各種金属塩のリン酸イオンとの反応性に
ついて検討した結果、希土類元素の炭酸塩または有機酸
化合物は、リン酸イオンと効率的に反応することを見出
し、実用化のため鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至つた。

したがつて、本発明の目的は、リン酸イオンに対する効
率的な固定化剤、特に生体に適応して有効な固定化剤を
提供することにある。

すなわち、本発明の固定化剤は、希土類元素の炭酸塩あ
るいは有機酸化合物からなることを特徴とするリン酸イ
オンの固定化剤である。

本発明の固定化剤は、生体の消化器系および血液中にお
けるpH範囲内において選択的に、かつ非可逆的にリン酸
イオンと反応して固定化するため、従来の吸着剤法に比
べて単位重量当りのリン酸イオンの固定化性能は５倍以
上の特性を有する。

以下、本発明の固定化剤について詳細に説明する。

本発明の希土類元素の炭酸塩あるいは有機酸化合物と
は、希土類元素、すなわち、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、G
d、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luの炭素塩あるいは有機酸化合物
である。炭酸塩としては、単純炭酸塩あるいはアルカリ
金属やアルカリ土類金属を含む複塩がある。有機酸とし
ては、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、パルミチ
ン酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノ
ール酸、リノレン酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、コ
ハク酸、フマル酸、マロン酸、マレイン酸、乳酸、安息
香酸、マンデル酸、フタル酸やグリコール酸等を用いる
ことができ、それらを含む希土類元素の有機酸化合物
や、あるいはアルカリ金属やアルカリ土類金属を含有す
る複塩がある。

これらの希土類元素の炭酸塩あるいは有機酸化合物は、
単独で用いてもよいし、二種類以上の混合物として用い
てもよい。

本発明の希土類元素の炭酸塩は、例えば、希土類元素の
可溶性塩水溶液に、アルカリ金属の炭酸塩を添加した
り、炭酸アンモニア水溶液を加えたり、希土類元素の水
酸化物の懸濁溶液に炭酸ガスを通じることにより、沈澱
物として合成することができる。希土類元素の炭酸塩複
塩は、濃厚アルカリ金属塩中に濃厚希土類元素の可溶性
塩水溶液を添加することにより、沈澱物として合成する
ことができる。

本発明の希土類元素の有機酸化合物は、例えば、希土類
元素の可溶性塩の水溶液中に有機酸あるいは有機酸塩を
添加して反応させることにより、沈澱物として合成する
ことができる。

これらのなかでも、希土類元素の炭酸塩や炭酸塩の複塩
は、リン酸イオンを固定化した後に炭酸イオンを体液中
に放出するが、炭酸イオンの体液中の存在量が多く、イ
オンバランスをほとんど変化させないし、リン酸イオン
の固定化効率が大きいので好ましいものとなる。

本発明のリン酸イオン固定化剤は、前述の調製法等によ
る該希土類元素の炭酸塩あるいは有機酸化合物を過し
て得られるケーキの水懸濁液や、ケーキを乾燥した粉
体、およびこの粉体をゼラチンやカラギーナン等の多糖
類等を用いてカプセル化した形態で使用することができ
る。

本発明の希土類元素の炭酸塩あるいは有機酸化合物がリ
ン酸イオンを固定化する反応は、下式のように表わすこ
とができる。

Ln₂X₃・nH₂O+2MH₂PO₄ 2LnPO₄+2H₂X+M₂X ここで、Ｌｎは３価の希土類元素、Ｘは炭酸イオンある
いは有機酸イオン（２価イオンとして示す）、Ｍはアル
カリ金属あるいは水素イオンを表わす。

希土類元素の炭酸塩あるいは有機酸化合物の上記の反応
式によるリン酸イオン固定化は、液相のpHの影響を受け
る。例えば、シュウ酸第一セリウムを用いた場合のリン
酸イオン除去率の液相pHへの依存性は、図面に示すよう
になる。すなわち、pH５以下の強酸性領域においては、
平衡は左側に傾くが、pH６以上の中性からアルカリ性領
域においては、平衡はほぼ１００％右側に移行し、非可
逆的なリン酸イオンの固定化を行なうことが可能にな
る。

生体内中、特に消化器系における体液のpHは、酸性であ
る胃液中のpH３程度から弱アルカリ性である腸管内液中
のpH８程度の範囲にあるので、本発明の希土類元素の炭
酸塩あるいは有機酸化合物のリン酸イオン固定化は、胃
から先の消化器系において効率的に進むものと考えられ
る。

また、本発明の希土類元素の炭酸塩あるいは有機酸化合
物のリン酸イオンの固定化は、他のアニオン、例えば、
塩素イオンや重炭酸イオンのように生体液中に多量に存
在するイオンが共存していても、選択的にリン酸イオン
を固定化することができる。

本発明の希土類元素の炭酸塩あるいは有機酸化合物は、
リン酸イオンを希土類元素のリン酸塩として固定化する
が、該リン酸塩は体液中においては不溶性であり、その
まま体外に排出される。

本発明のリン酸イオン固定化剤の使用量は、生体液中に
存在する濃度、例えば、腸液中のリン酸イオンの濃度で
ある0.46〜1.36mM/（日本生化学会編、生化学データ
ブックＩ，１９７９年発行を参考）に対して、本発明の
シュウ酸第一セリウム１０水塩の場合、0.17〜0.51ｇで
リン酸イオンをほぼ１００％固定化除去することができ
る。従来の水酸化アルミニウムゲルや含水酸化ジルコニ
ウムでは、１０ｇの使用量においてもリン酸イオンを１
００％除去することができず、本発明の希土類の炭酸塩
あるいは有機酸化合物が極めて優れたリン酸イオン固定
化性能を有していることがわかる。

本発明のリン酸イオン固定化剤、例えば、シュウ酸セリ
ウム１０水塩は薬局方に記載されている薬品であり、鎮
静の効能があるので、胃腸カタルや妊婦の嘔吐に散薬と
して用いられている。なお、そのシュウ酸セリウムは、
セリウム、ネオジム、プラセオジム、ランタンおよびそ
の他同族元素のシュウ酸塩の混合物であると記載されて
いる。シュウ酸セリウム１０水塩を生体液中のリン酸イ
オンを除去するために服用する方法は、現在用いられて
いる水酸化アルミニウムの３〜６ｇ／日という投与量よ
り少なくてすみ、１ｇ／日程度で十分の効能を発揮す
る。

また、本発明の固定化剤は、リン酸イオンの除去、分離
が必要な他の用途、例えば、飲料水、工業用水等の浄化
にも有用である。

（発明の効果）次に、本発明のリン酸イオンの固定化剤の特徴について
述べると、次のようである。

(1)pH６以上においてほぼ１００％のリン酸イオン固定
化除去性能を有する。

(2)塩素イオンや重炭酸イオン等の他のアニオンが存在
しても固定化除去性能は変わらず、選択的にリン酸イオ
ンを固定化除去することができる。

(3)リン酸イオンの除去効率は大きく、使用量は少なく
てすむ。

（実施例）以下、実施例によりさらに詳細に説明する。

なお、本文中のリン酸イオンの除去率は、下記式により
求めた。

実施例１本発明のシュウ酸第一セリウムのリン酸イオン固定化除
去性能のpH依存性について示す。

シュウ酸第一セリウム１０水塩の調製市販９9.9％の塩化セリウムを蒸留水に溶解した後に、
シュウ酸水溶液を添加すると、白色の結晶性沈澱が得ら
れる。その結晶を過、次いで、塩素イオンが液中に
認められなくなるまで水洗した後に、空気中で風乾し
た。

リン酸イオン固定化除去実験リン酸イオン濃度が2.76mM/になるように、リン酸
（リンとして85.6ppm）を蒸留水で稀釈してリン酸イオ
ン含有水を調製し、該水溶液に該シュウ酸第一セリウム
１０水塩を１ｇ／の割合で添加して、１Ｎ水酸化ナト
リウム水溶液を添加することにより、該水溶液を所定の
pHに保ちながら、室温で２時間攪拌した。その後、混合
液を過し、その過のpHをpHメーターで、リン酸イオ
ン濃度をイオンクロマトグラフイー（装置Dionex社製２
０２０ｉ型）により測定した。この結果を、溶液のpHと
リン酸イオンの除去率の関係として図面に示す。

なお、pH７において生成した沈澱を過、乾燥した後、
Ｘ線回折を測定したところ、リン酸第一セリウムである
ことがわかつた。また、液中には4.1mMのシュウ酸イ
オンが存在しており、下式の反応が定量的に進ことがわ
かつた。

Ce₂(C₂O₄)₃・10H₂O+2NaH₂PO₄→2CePO₄+Na₂C₂O₄+2H₂C₂O₄+(10H₂O) 実施例２〜４実施例１と同様にして調製したシュウ酸第一セリウム１
０水塩を、リン酸イオン濃度が2.76mM1の水溶液に、
0.2g/、0.5g/g、および1.5g/の割合で添加し、１Ｎ
水酸化ナトリウム水溶液を加えて、該水溶液のpHを７に
保ちながら、室温で２時間攪拌した。実施例１と同様の
方法で液中のリン酸イオン濃度を測定し、リン酸イオン
の除去率を測定した。

実施例５実施例１と同様にして調整したシュウ酸第一セリウム１
０水塩を、リン酸イオン濃度が2.76mM/、塩素イオン
濃度が８５mM/、および重炭酸イオン濃度が４８mM/
を含有する水溶液に、１ｇ／の割合で添加し、該水溶
液のpHを７に保ちながら、室温で２時間攪拌した。その
結果、リン酸イオンの除去率は９７％であつた。

実施例６リン酸イオン固定化剤として炭酸第一セリウム９水塩
〔Ce₂(CO₃)₃・9H₂O〕を使用した例を示す。

硫酸第一セリウム（９９％，試薬）を蒸留水に溶解した
後、該水溶液に炭酸アンモニウム水溶液を添加し、沈で
んを生成させる。沈でんは、沸騰水を用いてデカンテー
ションにより洗浄した後、紙上で風乾、次いで、シリ
カゲルを入れたデシケーター中で乾燥した。

該リン酸イオン固定化剤を、実施例２と同様の方法を用
いて、リン酸イオン濃度として2.76mM/の溶液で0.5g/
の割合で添加し、２時間後の除去率を求めた。その結
果、リン酸イオンの除去率は９８％であつた。

実施例７リン酸イオン固定化剤として炭酸第一セリウムナトリウ
ム６水塩〔NaCe(CO₃)₂・6H₂O〕を使用した例を示す。

炭酸ナトリウムの飽和水溶液中に、硝酸第一セリウムの
濃厚水溶液を加えて沈でんを生成せしめる。沈でんは、
過、炭酸ナトリウム含有水溶液で洗浄後、空気中、室
温で風乾した。

該リン酸イオン固定化剤を、実施例２と同様の方法を用
いて、リン酸イオン濃度として2.76mM/の溶液で１ｇ
／の割合で添加し、２時間後の除去率を求めた。その
結果、リン酸イオンの除去率は９３％であつた。

実施例８リン酸イオン固定化剤としてクエン酸第一セリウム3.5
水塩｛Ce〔C₃H₄OH(CO₂)₃〕・3.5H₂O｝を使用した例を示
す。

クエン酸ナトリウム水溶液に徐々に硫酸第一セリウム水
溶液を加えて沈でんを生成せしめる。沈でんは結晶にな
るまで熟成した後、過、水洗、次いで、空気中で乾燥
した。

該リン酸イオン固定化剤を、実施例２と同様の方法を用
いて、リン酸イオン濃度として2.76mM/の溶液で0.5g/
の割合で添加し、２時間後の除去率を求めた。その結
果、リン酸イオンの除去率は９２％であつた。

実施例９リン酸イオン固定化剤としてマロン酸第一セリウム６水
塩〔Ce₂(CH₂C₂O₄)₃・6H₂O〕を使用した例を示す。

硝酸第一セリウム水溶液にマロン酸カリウム水溶液を添
加し、沈でんを生成せしめた後、加熱することにより結
晶として得られた。結晶は、過、水洗後、空気中で乾
燥した。

該リン酸イオン固定化剤を、実施例２と同様の方法を用
いて、リン酸イオン濃度として2.76mM/の溶液で１ｇ
／の割合で添加し、２時間後の除去率を求めた。その
結果、リン酸イオンの除去率は１００％であつた。

実施例１０リン酸イオン固定化剤として炭酸イツトリウム３水塩
〔Y₂(CO₃)₃・3H₂O〕を使用した例を示す。

塩化イツトリウム水溶液に炭酸ナトリウム水溶液の過剰
量を添加し、沈でんを生成せしめる。沈でんは、過、
水洗後、空気中で乾燥した。

該リン酸イオン固定化剤は、実施例２と同様の方法を用
いて、リン酸イオン濃度として2.76mM/の溶液で0.5g/
の割合で添加し、２時間後の除去率を求めた。その結
果、リン酸イオンの除去率は８５％であつた。

実施例１１リン酸イオン固定化剤として炭酸ランタン１水塩〔La
₂(CO₃)₃・H₂O〕を使用した例を示す。

塩化ランタン水溶液に炭酸ナトリウム水溶液を添加し、
沈でんを生成せしめる。沈でんは、過、水洗後、１０
０℃で乾燥した。

該リン酸イオン固定化剤を、実施例２と同様の方法を用
いて、リン酸イオン濃度として2.76mM/の溶液で0.6g/
の割合で添加し、２時間後の除去率を求めた。その結
果、リン酸イオンの除去率は９０％であつた。

実施例１２リン酸イオン固定化剤としてシュウ酸ネオジム１０水塩
〔Nd₂(C₂O₄)₃・10H₂O〕を使用した例を示す。

塩化ネオジム水溶液にシュウ酸水溶液を添加し、沈でん
を生成せしめる。沈でんは、過、水洗後、空気中で乾
燥する。

該リン酸イオン固定化剤を、実施例２と同様の方法を用
いて、リン酸イオン濃度として2.76mM/の溶液で１ｇ
／の割合で添加し、２時間後の除去率を求めた。その
結果、リン酸イオンの除去率は９７％であつた。

実施例１３リン酸イオン固定化剤としてシュウ酸ガドリニウム１０
水塩〔Gd₂(C₂O₄)₃・10H₂O〕を使用した例を示す。

該リン酸イオン固定化剤を、実施例２と同様の方法を用
いて、リン酸イオン濃度として2.76mM/の溶液で１ｇ
／の割合で添加し、２時間後の除去率を求めた。その
結果、リン酸イオンの除去率は９２％であつた。

実施例１４リン酸イオン固定化剤としてシュウ酸サマリウム１０水
塩〔Sm₂(C₂O₄)₃・10H₂O〕を使用した例を示す。

塩化サマリウム水溶液にシュウ酸水溶液を添加し、沈で
んを生成せしめる。沈でんは、過、水洗後、空気中で
乾燥する。

該リン酸イオン固定化剤を、実施例２と同様の方法を用
いて、リン酸イオン濃度として2.76mM/の溶液で１ｇ
／の割合で添加し、２時間後の除去率を求めた。その
結果、リン酸イオンの除去率は９１％であつた。

【図面の簡単な説明】

図面はシュウ酸セリウム１０水塩のリン酸イオン除去率
のpH依存性を示す図表である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希土類元素の炭酸塩あるいは有機酸化合物
からなるリン酸イオンの固定化剤。