JPS60149395A

JPS60149395A - グルコシル基を有するモノマ−の製造方法

Info

Publication number: JPS60149395A
Application number: JP416184A
Authority: JP
Inventors: Akira Nakasuga; 章中壽賀; Shigetaka Okada; 岡田　茂孝; Sumio Kitahata; 北畑　寿美雄; Masaharu Iwakawa; 岩川　正治; Satoshi Obana; 敏尾花
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1985-08-06

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】本発明はグルコシル基を有するモノマーの製造方法に関
する。さらに詳しくは１本発明は、生体適合性材料、ア
フィニティクロマトグラフイー用ゲル、分子ふるいなど
の親水性ポリマーの原料として用いられうる脂肪族不飽
和結合とグルコシル基とを有するモノマーを酵素反応に
より簡単に製造する方法に関する。

従来技術生体適合性材料、アフイニテイゲル３分子ふるいなどに
用いられる親水性ポリマーが親水性に優れていること君
よび非免疫性であることなどから医薬や化学分析などの
分野で有用である。このような親水性ポリマーは一般に
長鎖のポリマーに糖を導入することにより合成される。

しかし９重合可能な脂肪族不飽和結合と糖とを有するモ
ノマーがもし存在するならば、これを重合させることに
より、より籠単に上記親水性ポリマーを合成することが
できる。このようなモノマーは不飽和結合とヒドロキシ
メチル基とを有する化合物に糖１例えばグルコースを結
合させることにより得られる。

ところで、ヒドロキシメチル基を有する化合物への糖類
の導入には、ΔＣ３Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　５ｅｒｉｅｓ
　３９゜５ｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ
　Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ第３６〜６３頁（１９０
０）に記載された５ｔｅｐｂａｎ　１ｌａｎｅｓｓｉａ
ｎ　らによる方法が知られている。これは、ヒドロキシ
メチル基にアセチル化した糖を第二塩化スズの存在下で
作用させて結合させ、その後アルカリを加えて脱アセチ
ル化を行う方法である。この５ｔｅｐｈａｎ−Ｉｌａｎ
ｅｓｓｉａｎ法を上記のような不飽和結合１例えば二重
結合、とヒドロキシメチル基とをもつ化合物に適用する
と、この二重結合は反応性が高いため種々の副反応を生
じ、二重結合が消失してしまう。そのため、この従来法
は不飽和結合とヒドロキシメチル基とをもつ化合物には
適用されえない。

不飽和結合を消失させずに糊を導入するには特異的な反
応を温和な条件で行いうる酵素反応の適用が考えられう
為。

他方、　Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇ
ｉａｌ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ２３７巻　２０４７頁（１
９６２）には、　Ｃａｎｄｉｄａ起源のα−グルコシダ
ーゼが澱粉、マルトオリコイｊとなどのα−グルコシル
化合物からメタノール、エタノール、エチレングリコー
ル、クリセリン、糖アルコールなどのヒドロキシメチル
基にα−クルコースを転移させる性質を有するとの記載
がある。これらの化合物のうちエチレングリコールやグ
リセリンには糖転移率が高く、メタノールやエタノール
にはわずかじか糖転移か起こらないことなども記載され
ている。転移したα−グルコースはグリコシド結合を介
して化合していることか示唆されている。しかしなから
、前記二重結合とヒドロキシメチル基とを有する化合物
にα−グルコースを転移させうろことは知られていない
。

酵素の基質特異性を利用して、上記二重結合を有する化
合物に糖を導入することができれば、その反応条件が温
和であること、副反応の生じにくいこと、工程が単純で
あることなどから得られる利点ははかり知れない。

発明の目的本発明の目的は、α−グルコシダーゼを用いた酵素反応
により脂肪族不飽和結合とグルコシル基とを有するモノ
マーを簡単に製造する方法を提供することにある。本発
明の他の目的は、生体適合性材料、アフィニティゲル２
分子ふるいなどの親水性ポリマーの原料として有用な脂
肪族不飽和結合とグルコシル基とを有するモノマーの製
造方法を提供することにある。本発明のさらに他の目的
は、上記モノマーを副反応を起こすことなく、高収率で
製造しうる方法を提供することにある。

発明の要旨本発明のモノマーの製造方法は、脂肪族不飽和結合゛お
よびヒドロキシメチル基を有す２化合物と。

α−グルコシル化合物とを含有する水溶液に、α−グル
コシル転移酵素を作用さセることを包含する。このα−
グルコシル転移酵素を作用させると。

従来技術の項で述べたように受容体特異性が高いにもか
かわらず、クリセリンやエチレングリコールと同等の高
い糖転移活性を示すことが見い出され１本発明を達成す
ることができた。

本発明において用いられるα−グルコシル転移酵素（α
−グルコシダーゼ）としては２例えば。

カンディダ属に由来する転移酵素か採用される。

特に、トロピカリスやアルビカンスに由来のα−グルコ
シダーゼは活性が高い。そのうりでも、特に、トロピカ
リスは毒性がなくそれに由来のα−グルコシダーゼが高
活性であるという点て好ましい。

本発明における酵素反応の基質となる原料モノマーには
９例えは、下記一般式、（１）および（２）に示される
アクリル糸上ツマ−やメタクリル系モノマーがある：Ｃ１１□＝’　Ｃ−Ｘ、ＣＩ＋□（−Ｃｔｌ’）　１ｌ
ＣＩ＋２０１１・・・＋１１Ｒ０１１Ｃ１ｌｚ　”　Ｃ（−ＣＩＬ）　１ｌＣＩｌｚＯＩＩ　
・・・（２）１　Ｏｌｌここで、Ｒは水素もしくはメチル基。

Ｘは−ｃ−ｏ−，−ｏ−もしくは−Ｃ−Ｎｌｊ−，そし
て１１１０ｎは０〜５の整数である。

不発ツ農こおいて用いられるα−グルコシル化合物とし
ては、酵素反応により上記原料モノマーにグルコシル基
を提供しうるちのであればどのようなものでもよい。使
用する酵素の基質特異性によって最適な基質が異なるが
Ｃａｎｄｉｄａ　ｖａｒ、Ｊａｐｏｎｉｃａ由来のα−
グルコシダーゼの場合は、マルトース。

フル１〜トライオース、マルトテトラオースなどのフル
１−オリゴ糖がその転移率の高さ１反応性の高さからα
−グルコシル化合物として有効である。

マルトースを例にあげると酵素反応によりグルコースが
転移されると、マルトースを形成するもう一方のグルコ
ースがＭ　ＲＩＩされる。マルトトライオース、マル］
・テトラオースのような抛重合度の高い物質であれば遊
離される糖の重合度が大きく。

これら反応後の基質はさらに酵素反応基質として作用す
る。そのため、最終段階での精製を考えた場合、使用す
る糖の重合度は３以上であることが好ましい。

上記脂肪族不飽和結合とヒトロキシメヂル基とを有する
原料モノマーとα−クルコシル化合物とが水性溶媒下で
α−グルコシクーセの触媒作用により反応させられる。

この原料モノマーは反応液中に０．１〜２０−／−％の
割合で含まれ、α−グルコシル化合物は１〜５０１へ％
の割合で含まれる。

反応液のｐｉおよび温度はα−グルコノシダーセが作用
しろる範囲であればよ＜、１ｉｌｌ常、ｐＨ３〜９そし
て温度２０〜７０℃の範囲が適当である。このような条
件下で反応を進めるとα−グルコシル化合物から転移さ
れるべきα−グルコースの約６０％が受容体の原料モノ
マーに転移し、α−グルコシルモノマーが生成してくる
。基質であるα−グルコシル化合物が酵素により分解し
た後も、さらに２反応を継続させると２合成されたα−
グルコシルモノマーも再びゆっくりと分解される。その
ため、α−グルコシル化合物はその添加昆の３〜３０％
が未反応の段階で反応が停止するような反応時間や酵素
量を設定することが必要である。反応は２通常。

３〜２４時間の範囲で行われる。反応を停止するには２
例えば、有機溶剤などの酵素失活剤を添７ＪＩＩ　した
り、あるいは２反応槽を８０〜１００°Ｃに加温するこ
とが行われる。

反応終了後の反応液には生成した七ツマー１未反応の基
質α−グルコシル化合物、α−グルコシル化合物の分解
生成物であるグルコースなどが含まれる。目的とするα
−グルコシルモノマーは活性炭やシリカケルを充填した
カラムクロマトクラフィーにかげるか、？８媒抽出など
の一般的な単離手段により単離されうる。溶媒抽出を行
う場合には２反応液を減圧濃縮もしくは限外濾過などの
温和な条件下で濃縮し２次いで、酢酸エチル、酢酸メチ
ルなとの溶媒により抽出を行う。この操作により未反応
の原料モノマーは、有機溶媒層に抽出される。この操作
番、数度行うことにより１反応液中の未反応モノマーは
ほとんど除去されうる。

水層を、プロパツール、ブタノール、ペンタノールなど
のアルコールにより抽出すると、アルコール層には目的
とするα−グルコシルモノマーか抽出される。α−グル
コシル化合物や、グルコースなどの他の反応化成物は水
層に残存する。このように二段階の抽出操作を行うこと
により容易に目的とするグルコシルモノマーる。

本発明方法により得られたグルコシルモノマーを用いて
親水性ポリマーを製造するには′，例えは。

スチレンモノマー、下記の構造を有する化合物。

本発明の方法により得られたα−グルコシルモノマーお
よび重合開始剤を水を溶媒として窒素気流下で反応させ
る。

Ｃ１１２　＝　Ｃ１１−Ｃ＝ＯＣ１１２−ＣＩｌ−ＣＩ
＋２０１１１　ＩＩ　ＩＣＩｌ．（１　０１１重合開始剤としては，例えば、過硫酸カリウム。

過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムな哩がある。こ
−れらの過硫酸塩はスチレンモノマーに対し０、０１〜
１０重量％の割合で添加される。好ましくは０、０５〜
７重量％である。反応温度や反応時間は各種組成物の仕
込量により異なるが，反応温度は５０〜９０℃，好まし
くは６０〜８０°Ｃである。反応時間は１０〜７０時間
が好ましい。

大旌斑・以下に本発明を実施例により説明する。

実施例１（Ａ）αーグルコシルダーセ粗酵素液の調製：マルトオ
リゴ糖４ｖ＋　／　ｖ％，ポリペプトン２ｎ／ｖ％。

酵母エキス０．５ｗ／ｖ％，硫酸アンモニウム０．６ｗ
／ｖ％，リン酸第１カリウム０．２ｗ／ｖ％，硫酸マグ
ネシウム０．９ｗ／ｖ％，塩化カルシウム０．０３　ｗ
／ν％からなる培地５βに，カンジダ・メチル・ヤボニ
カ（Ｃａｎｄｉｄａ　ｖａｒ．　Ｊａｐｏｎｉｃａ　）
　ＩＦＯ　０６１８を植菌し。

３０°Ｃで７２時間通気攪拌培養を行った。この培養液
を遠心分離し，得られた培養上澄液を，４°Ｃに冷却し
た。この冷却培養上澄液に一１０℃以下のアセトン５β
を、培養液の温度を５℃以下に保ちながら少量ずつ加え
た。得られた沈澱を遠心分離により採取した。この沈澱
をｐ１１４の酢酸緩衝液に溶解し、これをα−グルコシ
ダーゼ粗酵素液とした。

（Ｂ）α−グルコシルモノマーの合成：クリセロールメ
タクリレート（日本油脂社製；ブレンマー）５０ｇとマ
ルトース７００ｇとを熱水１βに溶解した。これを４０
°Ｃに冷却した後、　（Ａ）項で得られたα−グルコシ
ダーセ祖酵素液を加え、　ｐＨ４・、０でかつ４０’ｃ
にて２４時間反応させた。反応液の酵素を加熱失活させ
たのち、これを濾過し、得られた濾液を３００ｍβに減
圧濃縮した。この濃縮液５０ｒｎｎに酢酸エチル５０ｍ
ｊ２を加え９分液ロートに入れて抽出を行った。この操
作を４回繰り返して酢酸エチル層を除去した。次いで、
水層にｎ−ブタノール５９ｍｊ！を加え抽出を行った。

この操作を４回繰り返して、ｎ−ブタノール液２２０ｍ
　ｊ＋を得た。このブタノール液を減圧濃縮しゾル状の
粘調な固体５ｇを得た。

（Ｃ）親水性ポリマーの合成：スチレンモノマ７１００
ｇ、（Ｂ　）項で得られたα−グルコシルモノマー３ｇ
、重合開始剤として過硫酸カリウム０．５ｇおよびイオ
ン交換水６００ｇを反応容器に仕込んだ。容器を窒素ガ
スで置換したのち、７０°Ｃにて２４時間共重合させた
。重合反応終了後２反応液を東洋濾紙Ｎｏ、　２で濾過
し、その濾液をセルロースチューブにてイオン交換水で
透析した。このようにして得られた処理溶液１０ｍｊ＋
を５ＱｍＡのビーカーに入れ７０°Ｃで８時間乾燥した
。精製固形分は１２．４ｗ／ｖ％であった。

（Ｄ）成形および性能評価：このようにして得られたポ
リマーを用い押出し成形した。金型温度は２００〜２１
０℃で池貝社製の４０ｍｍ押出し機を用いインフレーシ
ョン法でフィルムを成形した。得うれた円筒状フィルム
（ｒｉ１３０ｃｍ・長さ６；′ｍ）の５箇所からサンプ
ルを採取した。それぞれのフィルムの平均の厚みを測定
した。さらに、それぞれを７ｃｍ幅に切り離しそのヌレ
指数を測定した。ヌレ指数は、１留水を用いサンプルに
対するその液滴の接触角より表示される。結果を下表に
示す。

（Ｅ）ｔ）！含有率の測定：　（Ｃ）項で得られた乾燥
固形分１０■を水１ｍ４に懸濁し、５％フェノール水溶
液ｌ　ｍ　ｆｔを加えた。これに、さらに＋　？＋Ｂ硫
酸５　ｍ　Ｉｔを加え、しばらく放置した。透明層から
サンプリングを行い、吸光度計４８０吐にて測定した。

糖含有率はＯ，’ｈ／ｗ％であった。

比較例スチレンモノマー１０（ｆ、グリセロールメタクリレ−
１−（日本油脂社製；ブレンマー）５ｇ１重合・開始剤
として過硫酸カリウム０．５ｇ、　イオン交換水６００
ｇを反応容器に仕込んだ、容器を窒素カスで置換した後
、７０°Ｃで３０時間共重合反応させた。反応終了後１
反応液を東洋濾紙Ｎｏ、　２で濾過した。このようにし
て得られた処理溶液１０ｒｎ＃’を５’０ｉｎＩ２のヒ
ーカーに入れ７０°Ｃで８時間乾燥した。得られた精製
固形分は１３．５ｗ／ｖ’％であった。このポリマーを
用いて実施例と同様にフィルムの成形および性能評価を
行った。その結果を下表に示す。

夫ｈｌ＆　ｉ＋ｌＩλ 実施例１の（Ａ）項で得たα−グルコシダーセａｔ酵素
液をイオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過により精
製しディスク電気泳動的に単一の酵素を得た。これを用
いて実施例２と同様の反応を行ったところ、実施例２と
全く同様の反応性を示した。これにより、α−グルコシ
ルモノマーの生成にはα−グルコシダーゼが関与してい
ることが明らかである。

発明の効果本発明方法によれば、生体適合性材料、アフィニティゲ
ル３分子ふるいなどの親水性ポリマーの原料として用い
られうる脂肪族不飽和結合とグルコシル基を有するモノ
マーを、複雑な工程を経ることなく、酵素反応により簡
単に得ることができる。酵素反応を用いるため反応条件
は温和で副反応が起こらない。しかも、目的とするモノ
マーが高収率で得られる。得られたモノマーを重合させ
ると親水性ポリマーが得られる。このモノマーをアクリ
ルアミド、ビニルピロリドン、アクリルなどと共重合さ
せればさらに親水性か向上する。またポリスチレンピー
スなどの表面にこのモノマーを結合させればアフィニテ
ィクロマトクラフィー用のゲルや高速液体クロマトグラ
フィー用の耐圧性のある親水性の高いゲルを製造するこ
とができる。さらに医薬用ポリマ〜の表面に結合ずれは
免疫性の低いポリマー暴利を製造することができる。

以上出願人　積水化学工業株式会社昭和５９年５月ｌダ日特許庁長官殿 ■、事件の表示　昭和５９年特許願第４１６１号２、発
明の名称グルコシル基を有するモノマーの製造方法３、補正をす
る者事件との関係　特許出願人郵便番号　５３０住所　大阪市北区西天満二丁目４番４号特許部置東京（
０３）　４３４−９５５２４、補正命令の日付（発送日
）昭和５９年４月２４日５、補正の対象

Claims

【特許請求の範囲】

１、脂肪族不飽和結合およびヒドロキシメチル基を有す
る化合物と、α−グルコシル化合物とを含有する水溶液
に、α−グルコシル転移酵素を作用させることを包含す
るα−グルコシル基を有するモノマーの製造方法。