JPS5919562B2 - ヘパリン誘導体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は医療用高分子材料の中間体として新規、かつ有
用な、ヘパリン誘導体の製造方法に関する。

へパリン、コントローチッ硫酸、デキストラン硫酸等の
硫酸多糖類は抗血液凝固性を有することが知られており
、とりわけへパリンは抗血液凝固剤として臨床的に汎く
用いられている。ヘパリンを血液と接触して用いられる
材料の抗凝血化に応用するためには、へパリンを材料に
固定化することが必要であるが、吸着やイオン結合によ
り材料表面に固定化したヘパリンは、短時間で流出し、
その効力を失うことが知られている。従つて、長時間に
わたつて抗血液凝固性を維持する材料を得るためにはヘ
パリンを共有結合のような強固な結合により材料と結合
させることが必要であると考えられる。共有結合により
高分子材料表面にヘパリンを結合させる方法は数多く試
みられているが、通常とられる方法は、高分子表面上の
官能基と溶液中のヘパリンを反応させるといつた、高分
子一高分子間の固液不均一反応である。しかしこの方法
では反応率を上げることが難かしく、その結果材料に固
定されるへパリンの量を増大させることは困難である。
特開昭５０−３４９４号公報には高分子材料に、官能基
としてエポキシ基を含む親水性アクリレート系共重合体
ハイドロゲルを用い、エポキシ基とへパリンの反応によ
りヘパリンを結合させる方法が開示されている。しかし
高分子材料は親水性アクリレート系共重合体に限られて
おり、またエポキシ基含有率も低いことから、結合され
るヘパリンの量は限られている。またこの方法では、ヘ
パリンを結合する反応として、エポキシ基との反応を利
用したものであるが、へパリンとエポキシ基の反応の他
にエポキシ基の加水分解等の副反応が伴うと考えられ、
ヘパリン化の効率が低下する傾向にある。高分子中の高
反応性の官能基を利用する方法では、この副反応による
生成物も高分子中に結合しているため、精製して副反応
物を除くという訳には行かず、これもヘパリン化の効率
を下げる原因となつている。一方反応性官能基を有する
ビニル単量体を単量体のままへパリンと反応させ、ヘパ
リンに重合性二重結合を導入したのち、その二重結合を
利用し、重合体または共重合体を得る方法がある。

この場合は、最初の反応において多少の副反応生成物が
あつても、単量体であるため、容易に精製できるという
利点をもち、また反応は低分子一高分子間の均一反応と
なるため反応率の向上も望める。さらに反応性の高い官
能基を先に反応させてしまうため、二重結合を有するヘ
パリン誘導体は安定な中間体として取り出すことができ
、その後の取り扱いも容易であるという利点もあわせ持
つ。この方法の例として、へバリンにメタアクリロイル
クロリドを反応させ、へバリンメタアクリレートを得る
方法が報告されている。（アメリカンケミカルソサイエ
テイシンポジアシリーズJモV巻１１３頁（１９７８年）
及びドクラデイナウカエスエスエスアール１９７９年２
４４巻第６号１５０５頁）しかしながら、この例では、
ヘパリンメタアクリレートを得るために、水溶液中のヘ
パリンにメタアクリロイルクロリドを反応させているが
、メタアクリロイルクロリドは非常に水により加水分解
を受けやすいことが知られており、反応系に投じられた
メタアクリロイルクロリドの大部分は水により分解され
、極く一部のみがヘパリンと反応するにすぎないと推定
され、反応の効率が非常に低いという欠点を持つ。我々
は医療用血液適合性高分子材料の開発を目ざし鋭意努力
の結果、ヘパリンにエポキシ基を有するビニル系単量体
であるグリシジルアクリレートまたはグリシジルメタア
クリレートのエポキシ基を反応させ、容易にしかも均一
的に重合性二重結合基を導入し、医療用高分子材料の中
間体として有用な新規なヘパリン誘導体を得る方法を見
出し本発明を完成するに至つた。

すなわち本発明は、ヘパリンとグリシジルアクリレート
またはグリシジルメタアクリレートを水系溶媒中におい
て、ラジカル重合禁止剤の存在下に反応させることを特
徴とする、ヘパリン誘導体の製造方法である。

ヘパリンとグリシジルアクリレート（以下ＧＡという）
またはグリシジルメタアクリレート（以下ＧＭＡという
）との反応はＧＡまたはＧＭＡのエボキシ基が開環し、
そこにヘパリンが結合するので、ヘパリンに重合性二重
結合が導入された形の誘導体が得られる。

本発明の方法によつて得られるヘパリン誘導体は一種の
重合性単量体と見ることができ、他のモノマーとの共重
合により抗血液凝固性を有する高分子材料を作ることが
できるから、そのような高分子材料の中間体としても有
用である。

この中間体であるところのヘパリン誘導体は水溶性ビニ
ル単量体の一種であるが、他の水溶液ビニル単量体、例
えばアクリルアミド、アクリル酸、Ｎ−ビニルピロリド
ン、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート、Ｐ−スチ
レンスルホン酸ソーダ、などと容易に共重合できる他、
アクリロニトリル、メチルメタアクリレート、酢酸ビニ
ル、スチレン、などの水に難溶性の単量体とでも、水系
でスラリー重合、懸濁重合、乳化重合等を行うことによ
り共重合できる。

また少量の架橋剤と共に重合を行い架橋共重合体も得ら
れる。これらの共重合体、架橋共重合体は抗凝血性コー
テイング材や抗凝血性ゲルとして応用できる。またセル
ロースの膜や中空繊維などの表面に他の共重合体と共グ
ラフトしてセルロース表面を抗凝血化することも可能で
ある。この中間体を用いることにより非常に広い範囲の
ビニル単量体との共重合体が得られること、単量体段階
で抗凝血性物質を結合させるため、重合に先立つて副反
応生成物などの不純物を容易に取り除くことができるの
で、高分子上の官能基と抗凝血性物質とを反応させる従
来の技術に比べより効率良く多量の抗凝血性物質である
ところのヘパリンを導入できるなどの利点を有する。

本発明の方法に用いられるエポキシ基を有する単量体で
あるＧＡまたはＧＭＡは、メタアクリロイルクロリドの
ような酸クロリド基を有する単量体に比べはるかに安定
性に優れた単量体であり、特に酸クロリド基は水により
容易に分解されるのに対し、エポキシ基は常温で中性付
近においてはほとんど水により分解を受けず、しかも求
核攻撃に対する反応性は高い。

そのため、種々の求核攻撃性基を有している〜くリンと
は比較的容易に反応し結合を生じることができる。この
ことからこの反応はへバリンの良い溶媒でありかつ工業
化にも適した水系溶媒中で効率良く行うことができると
いう利点をもつている。ヘパリンは水溶性物質で、一般
にメタノール、アセトンなどの有機溶剤には不溶のため
、ヘパリンを均一に化学修飾するためには水系溶媒を選
ぶことが不可欠である。エポキシ基を有する単量体は一
般に有機溶剤に可溶であり水には溶けにくいが、少量な
がら水にも可溶であり、ＧＭＡの例では室温で約１．２
％まで可溶であり、水に少量のアセトンなどの有機溶剤
を加えた系を用いれば、さらに溶解性を上げることは容
易であり、この反応は水系溶媒中で実質的に均＝反応と
して行うことができる。実際の反応は、水または水を主
体とする溶媒を用い、２〜３０重量％、好ましくは５〜
１０重量％のヘパリン溶液を作り、そこへ約０．０１％
〜約０．５％の重合禁示剤、例えばＰ−メトキシフエノ
ール、を含んだエポキシドを有する単量体を加え、攪拌
下加熱する。

反応は無触媒でも進行するが、少量の酸、例えば酢酸、
あるいはアミン類、例えばピリジンを触媒として用いて
も良い。ただし酸触媒を使用すると副反応として酸によ
るエポキシドの開環、ヘパリンの脱硫酸化などを伴う恐
れがあるので注意を要する。反応温度はＯ℃から７０℃
程度まで可能であるが副反応を防ぐためには低温が好ま
しく、実用的には３０〜６０℃の範囲が好ましい。反応
時間は１時間から２４時間程度が適当である。反応生成
物は反応系を濃縮後大過剰のメタノールまたはアセトン
などの水と相溶性の有機溶剤に投入し、沈殿物として回
収できる。

メタノール等の有機溶剤で十分に洗い、水一有機溶剤系
で再沈殿を行うことにより未反応のＧＡまたはＧＭＡｌ
ヘパリンと結合していない副反応生成物などの有機溶剤
可溶物は完全に除くことができる。このようにして得ら
れる生成物は出発ヘパリンと良く似た性質を示し、白色
ないしはやや黄色を滞びた吸湿性の粉末であり、一般的
に水に易溶、メタノール、アセトンなどの有機溶剤に不
溶である。

分子量ならびにその分布は出発物と生成物の間にほとん
ど変化ぱない。ヘパリンとグリシジルメタアクリレート
で修飾したヘパリンのゲルパーミエーシヨンクロマトグ
ラムの間には顕著な差は見られない。生成物の確認の方
法は、水−メタノール系再沈殿で十分に精製した生成物
を恒量に達するまで乾燥しＫＢｒ錠剤法により赤外線ス
ペクトルを測定することにより行われる。

すなわち、赤外線スベクトルにおいて、ヘパリンを主体
とする吸収の他に１７３０（Ｖ７！−１付近にグリシジ
ルメタアクリレート残基のカルボニル基に帰属されるシ
ヨルダ一が見られ、グリシジルメタアクリレートが結合
していることが確認される。またこの生成物を重水に溶
かし、プロトンＮＭＲを測定すれば、溶媒である重水と
ヘパリン中の水酸基の間のＨ−Ｄ交換によつて生じたＨ
ＤＯの大きな吸収および、ヘパリンの３ＰＰｍから６Ｐ
Ｐｍにかけてのプロードな吸収に加え２．０ＰＰｍ付近
にグリシジルメタアクリレート残基のメチル基に帰属さ
れるピークが、また５．８５および６．３ＰＰｍ付近に
ビニル基の二つのプロトンに帰属されるピークが観測さ
れ、グリシジルメタアクリレートがビニル基を残した形
でヘパリンに結合していることが確認される。またヘパ
リンと少量のグリシジルメタアクリレートを混合させＫ
Ｂｒ法で赤外スペクトルを測定し、反応生成物の赤外ス
ペリトルと比較する方法で含有グリシジルメタアクリレ
ート残基量が求められる。次に実施例により本発明を具
体的に説明する。実施例 １ヘパリンナトリウム（半井
化学薬品）１０７を純水に溶解させ１０重量％溶液とす
る。

これに重合禁止剤としてＰ−メトキシフエノール０．１
％を加えたグリシジルメタアクリレート（以下ＧＭＡを
略す）５ｍ１を加え攪拌下５０℃に加熱し、１６時間反
応させる。反応後、反応液をロータリーエバポレーター
で濃縮し、メタノール１１中に攪拌下投入し、白色粉末
状沈殿を得る。得られた沈殿を回収しメタノールで十分
洗浄したのち、再び少量の水に溶解させ、同じ操作を行
い沈殿を回収し、真空乾燥器で恒量に達するまで乾燥し
、生成物を得た。得られた物質は出発物質のヘパリンと
ほぼ同じ物理的性質を有し、白色で吸湿性の粉末であり
、水に溶易に溶け、メタノール、アセトンなどの有機溶
剤に不溶性である。この生成物を水に溶かしゲルパーミ
エーシヨンクロマトグラフ（ＧＰＣ）を測定したところ
ほぼ完全に出発ヘパリンと変らないクロマトグラムを与
え、ヘパリンに結合したＧＭＡの二重結合の重合は起つ
ていないことが判つた。

また赤外スペクトル及びプロトンＮＭＲスペクトルから
もＧＭＡとヘパリンが結合していることが確認された。
赤外スペクトルより求めた結合したＧＭＡの量はヘパリ
ン１７に対して約０．２ｍｍ０１であつた。実施例 ２ ヘパリンナトリウム１０％水溶液５０ｍ１ＶＣＰーメト
キシフエノール０．１％含有のＧＭＡ２ＴｆＬｌを加え
、触媒としてピリジン０．１ｍ１を加え攪拌下５０℃３
時間反応させ実施例１と同様の操作で生成物を回収した
。

この反応の生成物はＩＲスペクトル解析の結果、同条件
下無触媒の場合に比べやや多いＧＭＡ残基を有していた
。実施例 ３ ヘパリンナトリウム５ｔを純水に溶かし５％溶液とし、
これにＰ−メトキシフエノール０．５％含有グリシジル
アクリレート（ＧＡ）２ｄを加え４０℃で２４時間反応
させた。

反応生成物を実施例１と同様の方法で回収精製した。こ
の生成物は赤外スペクトルから二重結合を有するＧＡが
結合したヘパリン誘導体であることが確認された。応用
例 １実施例１で得た生成物１ｆ７を純水１００ｍ１に
溶解させ、アクリロニトリル６．３ｍ１およびアクリル
酸メチル０．６ｍ１とともにフラスコに入れた。

この混合液を脱気、窒素置換後、過硫酸カリウム０．３
ｖおよび亜硫酸水素ナトリウム０．１５７を開始剤とし
て加え４０℃３時間攪拌下スラリー重合を行つた。反応
後生成した共重合体を大量のメタノール、ついで大量の
水で洗浄し、未反応モノマーを抽出した。この共重合体
をアズールＡ溶液で染色したところ、硫酸多糖類−アズ
ールＡコンプレツクス特有の藍紫色を呈し、この共重合
体にヘパリンが結合していることが確認された。またこ
の共重合体の赤外スペクトルは３４５０、１６３０，１
２３０ｃｆＬ−１にヘパリンに帰属されるピークを有し
ていた。またこの共重合体のフイルムを作製し、リンド
ホルムセルによる犬新鮮血の凝固時間を測定したところ
アクリロニトリル−メチルアクリレート共重合体（９２
／８）では３４分で凝固したのに対し本例の共重合体は
１２０分間凝固せず良い抗凝血性を示した。同様な方法
で実施例３によつて得られたヘパリン誘導体を用いたア
クリロニトリルの重合体も１２０分間経過時凝固の発生
は見られなかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヘパリンとグリシジルアクリレートまたはグリシジ
   ルメタアクリレートを水系溶媒中でラジカル重合禁示剤
   の存在下に反応させることを特徴とするヘパリン誘導体
   の製造方法。 ２ 水系溶媒が水である特許請求の範囲第１項記載の製
   造方法。 ３ 水系溶媒中のグリシジルアクリレートまたはグリシ
   ジルメタアクリレートの濃度が２〜３０重量％である特
   許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ４ 反応温度が３０〜６０℃である特許請求の範囲第１
   項記載の製造方法。