JPH085923B2 - 新規なシクロデキストリン誘導体及びその製法 - Google Patents

新規なシクロデキストリン誘導体及びその製法

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JPH085923B2
JPH085923B2 JP61268854A JP26885486A JPH085923B2 JP H085923 B2 JPH085923 B2 JP H085923B2 JP 61268854 A JP61268854 A JP 61268854A JP 26885486 A JP26885486 A JP 26885486A JP H085923 B2 JPH085923 B2 JP H085923B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水難溶性物質の可溶化剤として、例えば、
医薬品の分野に於ては、水難溶性の各種製剤、薬剤の可
溶化剤、安定化剤として、また、臨床検査の分野に於て
は、水難溶性の発色剤や基質の可溶化剤、安定化剤とし
て等の用途が期待できる新規なシクロデキストリン誘導
体及びその製法に関する。
〔発明の背景〕
シクロデキストリン(以下、CDと略す。)はD−グル
コピラノースがα−1,4グルコシド結合により環状に結
合した環状オリゴ糖同族体でD−グルコピラノースが6,
7及び8個のα−CD、β−CD、γ−CDの三種のもの、及
びこれらのCDにマルトースが結合したマルトシルCDがよ
く知られている。これら一連のCDは水溶液中で有機化合
物と混合すると速やかに包接体を形成し、製剤の安定
化、溶解性の調節、液状薬品の粉末化、刺激性や悪臭な
どのマスキング、或は揮発性の調節等に優れた効果を有
する為、医薬品、農薬、食品、化粧品、染料、溶剤など
の多方面での利用が検討され、一部実用化されている。
特にCDが経口剤用の医薬品添加物として認可されたのを
契機に、CDの各種製剤への応用研究は一段と盛んになっ
た。
しかしながら、天然のα−CD,β−CD,γ−CDはいずれ
も水に対する溶解度が充分でなく、また、現在の醗酵技
術ではβ−体が選択的に生成される為、比較的水溶性の
良好なα−体,γ−体は副生物に過ぎず、研究用はとも
かく工業的に使用するには問題がある。
一方、天然のCDは物性(溶解性、含水率等)、包接
能、体内動態など生物学的利用能(バイオアベイラビリ
ティ)に幾つかの難点があることが指摘され、用途に制
限があることが明らかとなるにつれ、その改善方法の一
環としてシクロデキストリンの水酸基に種々の置換基を
導入して物性の改善や機能性を高める工夫が近年盛んに
行われるようになってきた。しかしながらCDの包接力は
ファンデルワールス力、イオン−双極子間力、水素結
合、疎水相互作用、電荷移動力等種々の分子間力の一部
又は全てが関与している可能性があり水溶性を増加させ
ると包接力の低下や局所刺激性が増加することがあるの
で、置換基の導入に当ってはその辺の兼ね合いが非常に
難しい。
一方、CD又はCD誘導体を経口剤や坐薬に使用した場
合、薬剤の生体膜への吸収促進現象を、「CD複合体は吸
収されず、遊離の薬物のみが吸収される」という仮説に
基づいて判断すると溶解速度が大で複合体の安定度定数
が小さいもの程、吸収効率は高くなる筈であり、従って
包接力については、ゲスト−ホストの包接平衡を使用す
る目的に応じていかに効率良く制御するかが重要であっ
て必ずしも安定度定数の大きいものが良いとは限らな
い。また注射液や点眼剤では安全性や使用性の観点から
局所刺激性の軽減、溶血の阻止が製剤設計の重要な一因
となる。更にまた、エステル類を安定化させる場合に
は、ホストであるCD又はCD誘導体は吸湿性がなく、また
含水率が低いことが望ましい。
即ち、例えば、医薬品の分野にこれを用いる場合につ
いて言えば、CD又はCD誘導体の物性として要求されるこ
ととしては (1)水に対する溶解度が高いこと (2)適度な包接力を有すること (3)溶血作用が少ないこと (4)局所刺激性が少ないこと (5)吸湿性がなく含水率の低いこと 等が挙げられるが、これら全ての面で満足し得るCD誘導
体はこれまでに殆ど知られていない。また、CDの水酸基
を可溶基に置き換え、水への溶解性を改良したものがこ
れまでに数多く発表されているが、その包接力や局所刺
激性等が明確に示されているものはこれまでにヘプタキ
ス(2,6−ジ−O−メチル)−β−シクロデキストリン
[ジメチル体]、ヘプタキス(2,3,6−トリ−O−メチ
ル)−β−シクロデキストリン[トリメチル体]、2−
ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン[2−ヒ
ドロキシプロピル体]等数例に過ぎず、従って、更に新
たなシクロデキストリン誘導体の開発とその物性、機能
性等の解明が待たれている現状にある。
〔発明の目的〕
本発明は、上記した如き状況に鑑みなされたもので、
医薬品や臨床検査の分野に於て種々の用途が期待し得
る。優れた物性及び機能性を有する新規なシクロデキス
トリン誘導体(以下、CD誘導体と略す。)と、その製造
法を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
上記目的を達成する為、本発明は下記の構成から成る。
(1)一般式[I] [式中、nは6〜8の整数を示す。また、3×n個のR
の内、少なくとも2個はCH2CH2CH2O H又はCH2C
(CH3)2O H(但し、mは1−5の整数を示す。)の
いずれかを示し、残りは水素原子を示す。]で表わされ
るシクロデキストリン−ヒドロキシアルキルエーテル
体。
(2)式[II] X−CH2CH2CH2OH [II] 又は式[III] X−CH2C(CH3)2OH [III] (但し、Xはハロゲン原子を示す。)で表わされる3−
ハロ−1−プロパノール又は1−ハロ−2−メチル−2
−プロパノールとシクロデキストリンとを塩基の存在下
で反応させることを特徴とする、 式[I] [式中、nは6−8の整数を示す。また、3×n個のR
の内、少なくとも2個はCH2CH2CH2O H又はCH2C
(CH3)2O H(但し、mは1−5の整数を示す。)の
いずれかを示し、残りは水素原子を示す。]で表わされ
るシクロデキストリン−ヒドロキシアルキルエーテル体
の製法。
(3)2−メチル−1,2−プロピレンオキサイドとシク
ロデキストリンとを塩基の存在下で反応させることを特
徴とする、式[I] [式中、nは6−8の整数を示す。また、3×n個のR
の内、少なくとも2個はCH2C(CH3)2O H(但し、
mは1−5の整数を示す。)を示し、残りは水素原子を
示す。]で表わされるシクロデキストリン−ヒドロキシ
アルキルエーテル体の製法。
本発明のCD誘導体即ち、3−ヒドロキシプロピルエー
テル体及び2−メチル−2−ヒドロキシプロピルエーテ
ル体はいずれも文献未載の新規化合物である。
CDをヒドロキシアルキル化する場合、通常6位の一級
水酸基が先に置換され、稀に2位の二級水酸基が、ま
た、極く稀に3位の二級水酸基が置換されるが、本発明
化合物はこれら置換位置に関しては特に限定はなく、い
ずれの水酸基がヒドロキシアルキル化されたものでも良
い。また、置換されたヒドロキシアルキル基に更に3−
ハロ−1−プロパノールや1−ハロ−2−メチル−2−
プロパノール、2−メチル−1,2−プロピレンオキサイ
ドが縮合、又は付加したものや、3−ハロ−1−プロパ
ノールや1−ハロ−2−メチル−2−プロパノールが重
合したものがCDに縮合する場合もあるが、本発明のCD誘
導体はこのように縮合物、付加物、重合物の形となった
ものでも良い。但し、CDの3×n個(nは6,7又は8)
の水酸基の内、少なくとも2個以上の水酸基が、これら
ヒドロキシアルキル基又はその重縮合物等に置換されて
いなければならないことは先に述べた通りである。
表1に本発明のCD誘導体の物性を公知のCD誘導体及び
無置換のCDと比較したデータを示す。また、本発明のCD
誘導体及び無置換のβ−CD、並びに公知のCD誘導体であ
るヘプタキス(2,6−ジ−O−メチル)−β−シクロデ
キストリンの各々につき、その濃度と溶血度との関係を
調べた結果(溶血度曲線)を第1図に示す。尚、溶血度
は、各濃度のCD誘導体(又はCD)を含むpH7.4の等張リ
ン酸緩衝液2mlに一定量の人赤血球を添加し、37℃で30
分間攪拌した後遠心分離して上澄み液の543nmの吸光度
を測定し、水を添加して完全に溶血させた時の吸光度と
比較してこれを求めた。
表1及び第1図からも明らかな如く、本発明のCD誘導
体は、水に対する溶解性に優れ、含水率が低く、且つ溶
血作用も小さい。また、本発明のCD誘導体は適度な包接
力を有し、吸湿性も全くない。従って本発明のCD誘導体
は、これを医薬品の分野に用いた場合には、経口固形製
剤、液状製剤、注射剤、点眼剤、坐剤、軟膏剤等各種薬
剤の可溶化剤、安定化剤として、また、臨床検査薬の分
野に於ては水難溶性の発色剤や基質の可溶化剤、安定化
剤としてその用途が大いに期待されるものである。
本発明化合物の製造法としては、例えば、下記A法又
はB法が代表的なものとして挙げられる。但し、式中の
n、R及びXは前記と同じである。
(A法) (B法) これら本発明の製造法の各々につき、その概略を示す
と下記の如くなる。
(A法) CDとしては、α−CD、β−CD,γ−CDを夫々単独で用
いても良いし、又は二種以上の混合物として用いても良
い。
このCDと塩基とを溶媒に溶解(又は懸濁)し、70〜80
℃で3−ハロ−1−プロパノール又は1−ハロ−2−メ
チル−2−プロパノールを滴下して同温度で原料のCDが
消滅するまで、数時間反応を行う。
塩基としては、例えば水酸化ナトリウム,水酸化カリ
ウム,水酸化リチウム,アンモニア,炭酸ナトリウム,
炭酸カリウム等の無機塩基、トリエチルアミン,ピペリ
ジン,ピリジン,ピペラジン等の有機塩基等が使用可能
であるが、通常は、水酸化ナトリウム,水酸化カリウム
等の水溶性の無機強塩基が好ましく用いられる。
また、3−ハロ−1−プロパノール及び1−ハロ−2
−メチル−2−プロパノールの具体例としては、例え
ば、3−クロロ−1−プロパノール,3−ブロモ−1−プ
ロパノール,1−クロロ−2−メチル−2−プロパノール
等が挙げられ、これらは市販のもの,或は公知の各種製
造法に従って製造されたものが適宜使用される。
また、これらの使用モル比としては、ハロゲン化プロ
パノールはCDに対し3〜21倍モル、好ましくは8〜15倍
モルであり、塩基はハロゲン化プロパノールに対し1.0
〜1.5倍当量モル用いるのが好ましい。
反応溶媒は、水が最も好ましいが、原料や生成物と反
応することがなく、且つ酸でないものは、特に制限され
ることなく使用される。反応は水溶媒の場合、通常70〜
80℃で3〜4時間で良いが、反応温度が低い場合には反
応時間を延長すれば良い。
反応終了後は、塩酸、硫酸等の無機の強酸で中和し、
濃縮して副生する無機塩を分離後、濃縮乾固して残渣を
N,Nージメチルホルムアミドやジメチルスルホキシドに
溶解し、アセトン又はメタノール,アルコール等生成物
を溶解し難い水溶性有機溶媒中に滴下してこれを晶出さ
せ、結晶として目的化合物を得る。
(B法) A法に於けるハロゲン化プロパノールの代わりに2−
メチル−1,2−プロピレンオキサイドをA法と同様、CD
及び塩基を溶解又は懸濁させた溶媒(A法に準ずる。)
中に滴下し還流温度で数時間反応させる。A法に比較し
て反応温度が低くなる為反応時間は長くなり、通常6〜
10時間程度行われる。用いる塩基の種類及び各々のモル
比、並びに後処理法等はA法に準じてこれを行えば足り
る。
以下に実施例を示すが、本発明はこれら実施例により
何等限定されるものではない。
〔実施例〕
実施例1. 粒状水酸化カリウム(含量85%)147g(2.22mol)を
蒸留水440mlに溶解し、β−CD 191g(0.168mol)を攪拌
下除々に添加し溶解した。次いで、3−クロロ−1−プ
ロパノール191g(2.02mol)を70〜80℃で約1.5時間を要
して滴下した。滴下後、70〜80℃で約4時間攪拌し反応
を完結させた。室温以下まで冷却後、塩酸(1+1)を
滴下してpH5.0付近まで中和し、反応液量の約1/2まで減
圧濃縮した後冷却した。析出した副生物(塩化カリウ
ム)を去後、濃縮乾固してシロップ状の目的物を得
た。これを、N,N−ジメチルホルムアミド500mlに溶解し
不溶物を去後、アセトン6.0l中に攪拌下滴下して晶出
させ取、乾燥してβ−CDの3−ヒドロキシプロピル置
換体209gを得た。
mp 255〜266℃(dec),▲[α]20 D▼=+124°。1 HNMRは第2図の通り。
実施例2 粒状水酸化カリウム(含量85%)33.6g(0.51mol)を
蒸留水185mlに溶解し、β−CD57g(0.05mol)を攪拌下
除々に添加し溶解した。次いで、還流下、約3時間を要
して2−メチル−1,2−プロピレンオキサイド32.4g(0.
45mol)を滴下した。滴下後、6時間攪拌還流させ、反
応を完結させた。室温以下に冷却後、塩酸(1+1)を
滴下し、pH5.0迄中和した。以下、実施例1と同様にし
て濃縮乾固しN,N−ジメチルホルムアミド200mlに溶解、
無機塩除去後、アセトン2.5l中に攪拌下滴下して晶出さ
せ取、乾燥してβ−CDの2−メチル−2−ヒドロキシ
プロピル置換体57gを得た。
mp 288〜289℃(dec),▲[α]20 D▼=+134°。1 HNMRは第3図の通り。
〔発明の効果〕
本発明は新規なCD誘導体とその製法を提供するもので
あり、例えば、本発明の3−ヒドロキシプロピルシクロ
デキストリン(置換基数2以上)は水への溶解度(水10
0gに溶解するCD誘導体のg数)が50以上となり、ジメチ
ル体や天然のCD並びに2−ヒドロキシプロピル体より溶
血作用が低い。また、本発明の2−メチル−2−プロパ
ノール体(置換基数2以上)は炭素数が4個以上のモノ
アルコール誘導体の内で唯一50以上の溶解度を得ること
のできるものであって、溶血作用も天然CDよ低値であ
る。また、これら本発明のCD誘導体はいずれも適度な包
接力を有し、且ついずれも含水率が1以下であり、吸湿
性も全くない。それ故、本発明のCD誘導体は、例えば、
医薬品の分野に於ては、水難溶性の各種製剤、薬剤の可
溶化剤、安定化剤として、また、臨床検査薬の分野に於
ては、水難溶性の発色剤や基質の可溶化剤、安定化剤と
して等の用途が大いに期待できるものである点に顕著な
効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明のシクロデキストリン誘導体(CD誘導
体)及び無置換のβ−シクロデキストリン(β−CD)、
並びに公知のCD誘導体であるヘプタキス(2,6−ジ−O
−メチル)−β−シクロデキストリンの溶血度曲線を示
し、横軸はCD又はCD誘導体の濃度(W/V%)を示し、縦
軸は溶血度(%)を示す。また、−△−△−はヘプタキ
ス(2,6−ジ−O−メチル)−β−シクロデキストリ
ン、−●−●−はβ−シクロデキストリン、−○−○−
は2−メチル−2−ヒドロキシプロピル−β−シクロデ
キストリン、−×−×−は3−ヒドロキシプロピル−β
−シクロデキストリンの場合を夫々表わす。 第2図及び第3図は夫々実施例1及び実施例2で得られ
た本発明化合物の1HNMRチャートを示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式[I] [式中、nは6〜8の整数を示す。また、3×n個のR
    の内、少なくとも2個はCH2CH2CH2O H又はCH2C
    (CH3)2O H(但し、mは1−5の整数を示す。)の
    いずれかを示し、残りは水素原子を示す。]で表わされ
    るシクロデキストリン−ヒドロキシアルキルエーテル
    体。
  2. 【請求項2】式[II] X−CH2CH2CH2OH [II] 又は式[III] X−CH2C(CH3)2OH [III] (但し、Xはハロゲン原子を示す。)で表わされる3−
    ハロ−1−プロパノール又は1−ハロ−2−メチル−2
    −プロパノールとシクロデキストリンとを塩基の存在下
    で反応させることを特徴とする、 式[I] [式中、nは6−8の整数を示す。また、3×n個のR
    の内、少なくとも2個はCH2CH2CH2O H又はCH2C
    (CH3)2O H(但し、mは1−5の整数を示す。)の
    いずれかを示し、残りは水素原子を示す。]で表わされ
    るシクロデキストリン−ヒドロキシアルキルエーテル体
    の製法。
  3. 【請求項3】2−メチル−1,2−プロピレンオキサイド
    とシクロデキストリンとを塩基の存在下で反応させるこ
    とを特徴とする、式[I] [式中、nは6−8の整数を示す。また、3×n個のR
    の内、少なくとも2個はCH2C(CH3)2O H(但し、
    mは1−5の整数を示す。)を示し、残りは水素原子を
    示す。]で表わされるシクロデキストリン−ヒドロキシ
    アルキルエーテル体の製法。
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