JPS60186504A - 低分子化キトサンの製造方法 - Google Patents

低分子化キトサンの製造方法

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JPS60186504A
JPS60186504A JP4328284A JP4328284A JPS60186504A JP S60186504 A JPS60186504 A JP S60186504A JP 4328284 A JP4328284 A JP 4328284A JP 4328284 A JP4328284 A JP 4328284A JP S60186504 A JPS60186504 A JP S60186504A
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JP
Japan
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chitosan
chlorine gas
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water
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JP4328284A
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English (en)
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Hiroshi Sano
浩史 佐野
Hiroshi Itoi
弘志 糸井
Noboru Komiyama
登 小見山
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Lion Corp
Original Assignee
Lion Corp
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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】 本発明は天然のキチンを脱アセチル化して得られる高分
子量のキトサンから、任意の分子量を有する低分子化キ
トサンを製造する方法に関する。
キトサンは2−アミノ−2−デオキシ−D−グリコース
がβ−1,4でグルコシド結合した塩基性多糖類で、通
常は天然キチンを脱アセチル化することによって取得さ
れる。このキトサンは塩基性である故−水溶液に溶解す
るものの、高分子化合物であるためその粘度が高く、こ
のままでは高濃度でしかも低粘度のキトサン溶液を得る
ことができない。然るに、化粧品、医薬品などのファイ
ンケミカルの分野にキトサンを利用するにあたっては、
高濃度で且つ低粘度の溶液が調製できる点で、キトサン
は低分子化されている方が有利であることが少なくない
。従って、キトサンをその用途に応じて任意の分子量に
低分子化できる技術の確立は、キトサンの有効利用を図
る各技術分野で強く要望されている。
従来、低分子化キトサンを得る方法としては、キチンを
40〜50%の高濃度アルカリで処理することにより、
脱アセチル化と同時にグルコシト結合の切断を生起させ
る方法、あるいは高分子量のキトサンを酸に溶かしてそ
の溶液を窒素雰囲気下で還流することにより、グルコシ
ド結合を切断する方法が知られている。しかし、これら
の方法はいずれも100”Cで5〜24時間加熱すると
いう過酷な条件を必要とする。しかも、前者の高濃度ア
ルカリ処理では、切断部位以外で脱アミノ反応が起るだ
め、低分子化キトサンのアミン基含量が著しく低下する
不都合がある。また、後者の酸処理では低分子化キトサ
ンの収率が極めて低く(5%前後)、生成物が褐色に着
色する難点がある。
キトサンを低分子化する別法とし−C,%開昭54−1
48890号公報には過酸化水素水溶液でキトサンを処
理する方法が記載されている。
この方法によれば、上記したような脱アミン反応や着色
を伴わずに、グルコシド結合を切断することができる。
し、かじながら、この方法で得られる低分子化キトサン
は、その分子量が低くても12.000程度でおるため
、中性の水にこれを溶解させることができない。
ここに於て、本発明者らは天然キチンの脱アセチル化物
であるキトサンを原料として、これから低分子化キトサ
ンを得る方法を検討した結果、キトサンを塩素ガスで処
理すれば従来技術で指摘される着色や切断部位以外での
脱アミン反応を伴うことなしに、キトサンを低分子化す
ることができ、しかも塩素ガス処理で採用する条件如何
によっては、中性の水にも溶解可能な低分子化キトサン
(分子量約320〜2000)が得られることを見い出
した。
而して、本発明に係る低分子化キトサンの製造方法は、
天然のキチンを脱アセチル化して得られるキトサンを、
ヘキソサミル残基当り0.1〜lOモル当量の塩素ガス
と、10〜70℃の温度で接触させることを特徴とする
本発明に於て、原料のキトサンとしては天然のキチンを
脱アセチル化して得られるキトサンがいずれも使用可能
であって、そのキトサンには市販のキトサンも包含され
る。ちなみに、天然キチンからキトサンf:得る場合に
は、キチンを40〜50%のアルカリM K 浸漬し、
115〜130 ”Cで5時間処理して脱アセチル化を
行なった後アルカリ赦を除去し、次いで水洗後乾燥すれ
ばフレーク状のキトサンを得ることができ、さらにこれ
を粉砕すれば粉末状のキトサンを得ることができる。
キトサンと塩素ガスとの接触は、キトサンを湿潤状態又
は乾燥状態に保持して行なうことができる外、弱酸性、
中性もしくは弱アルカリ性の水又は水溶性有機溶媒に、
キトサンを分散させた状!川で行なうこともできる。こ
の場合の水溶性有機溶媒としては、メタノール、エタノ
ールなどの低級アルコール類並びにアセトン、メチルエ
チルケトンなどのケトン類が使用’fJJ 能であって
、これらは必ずしも無水であることを要しない。
塩素ガスの使用量は、原料キトサンの粒度、溶媒のイj
無、溶媒の拙類、取得せんとする低分子化キトサンの分
子量などによって相違するが、通常キトサンのへキソサ
ミル残基当り01〜lOモル当量、好ましくは0.2〜
6.0モル当(枝の範囲にあり、塩素ガス彊、がこれよ
り少ない場合は、キトサンを充分に低分子化することが
できず、多い場合はモノマーのグルコサミンが大量に生
成されてしまう不都合がある。
キトサンと塩素ガスとの接M温度は10〜70°C1好
ましくは20〜60℃が適当であって、この温度範囲を
維持する限り、最終目的物たる低分子化キトサンの着色
を回避することができる。接触温度は当然のことながら
反応速度を左右し、低温であれば反応速度は遅く、高温
であれば速くなるので、塩素ガスの使用量、接触温度な
どを加味して接触時間を5〜24時間の範囲で調節すれ
ば、任意の分子量を有する低分子化キトサンを得ること
ができる。尚、塩素とキトサンとの反応は反応系をアル
カリ性にし、例えば水素化ホウ素ナトリウムを添加する
ことで、任意の時間に反応を停止することができる。
本発明の方法によって高分子量のキトサンが低分子化さ
れる反応機構は、現在のところ必ずしも明らかではない
が、塩素ガスとキトサンのトメ)5虫によってJ寓話−
、キトサンのへキソサミル残基1個当り1モルの割合で
当該残基に付加して脱アミン反応全生起させ、この脱ア
ミノ反応によって当該ヘキソナミル基に隣接するグルコ
シド結合が切断烙れるものと推定される。
次に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが
、本発明はこれに限足烙れるものではない。
実施例1 フレーク状のキトサン(南陽化成株式会社製11J’c
(3I’rEX NA−50) 100 g ?: 5
リツトルの水に攪拌しながら分散をせ、室温(28°C
)で7 kg/cm2Gの塩素ガスを110m/!/分
の流lで60分間吹き込んだ。この場合の塩素量けへキ
ソザミル残基当り0.5モルであった。吹き込む終了後
、分散液を50゛Cで12時間放置し、しかる後これに
2規定のN +1OR水溶液50 rn13と4gの水
素化ホウ素ナトリウム(’NaBH+ )を加えて反応
を停止させ、次いで遠心分離操作(10,0OOG、1
0分間)により上澄液を得た。この上澄液を凍結乾燥し
て無着色の水溶性低分子化キトサン(平均分子量2,0
00)90gを得た。
こうして得た低分子化キトサンの赤外吸収スペクトル(
HITACHI 251 Gl込TING INFII
AREDSPECTROMFJTE几使用)f、添付図
面に示す。図面から明らかな通り、1630cm−’ 
にアミン基に由来する吸収が認められ、キトサンの構成
単位であるグルコサミンの分解は起らず、このものはキ
トサンそのものの性質を失っていないことを確認した。
実施例2 フレーク状のキトサン(共和油脂株式会社製フローナッ
クN ) 150g、’e 2%酢酸6リツトルに俗解
させ、室温(25°C)で攪拌しながらこれに7 kp
 / cm2Gの塩素ガス’2440m1/分の流量で
7時間吹き込んだ。この場合の塩素量はへキソサミル残
基当り8.4モルであった。吹き込み終了後、この溶液
を25”Cで15時間放置してから5規定のNaOH1
001117!と6gのNaBH,を加え、以後実施例
1と同様の操作で無着色の水溶性低分子化キトサン(平
均分子量1600)138gを得た。
実施例3 フレーク状のキトサン(南陽化成株式会社製R,KGI
TEX NA−500) 50 g f 1.’5リッ
トルのメタノールに攪拌しながら分散させ、25℃で7
kg / cm”()の塩素ガスをL I 0mA1分
の流量で30分間吹き込んだ。この」4)合の塩素量は
ヘギソサミル残基当り0.4モルであった。吹き込み終
了後、25℃で8時間放置し、次いで1規定のNaOH
50mlと4gのN a Bl(、を加えて反応を停止
させた後、反応液全乾燥して無着色の低分子化キトサン
粉末(平均分子量20,000)45’gを得た。
実施例4 フレーク状のキチン(南陽化成株式会社裏REGITE
X −FX ) ’t 00 gを50%NaOH水溶
液中に分散させ、115”Cで5時間脱アセチル化して
キトサンとした後、アルカリ液を除去し、1リツトルの
水で3回洗浄後、5リツトルの水を加えて攪拌した。次
いでこれを攪拌しながら28℃で7 kp 7 cm’
Gの塩素ガスを110ffl//分の流量で50分間吹
き込んだ。塩素量はヘキソサ・ ミル残基当り0.5モ
ルでめった。吹き込み終了後、28℃で10時間放置し
、次に1規定のNaOH100mlと4gのNaBH,
を加え、以後実施例4と同様な操作で低分子化キトサン
(平均分子量10,000)の無着色粉末92gを得た
実施例5 フレーク状のキトサン(共和油脂株式会社製フローナッ
クN)50gに25℃で塩素ガスを110m1/分の流
量で30分間通じた後、50”Cで16時間加温した。
この場合の塩素量はへキソサミル残基当り0.4モルで
あった。塩素ガスを通じたキトサンに水2リットルを加
え、攪拌して分散液とした後、これに1規定のNa O
H・50dと2gのNaBH,を加え、以後実施例1と
同様か操作で無着色の水溶性低分子化キトサン(平均分
予相1,10(1) 46 gを得た。
実施例6 フレーク状のキトサン(共和油脂株式会社製フローナッ
クN )100 gを4リツトルの水に攪拌しながら分
散はせ、25℃で7 kI/ cm2Gの塩素ガスを1
10mt/分の流鴇で60分間吹き込んだ。この場合の
塩素h1はへキソサミル残基当り0.4モルであった。
吹き込み終了後、第1表に示す温度で18時間放置し、
次いで1規定のNa(314100−と4gのNa B
114を加え、以後は実施i+I11と同様な操作で低
分子化キトサンを得た。
放置温度と低分子化キトサンの収量、色調及び平均分子
敬との関係を第1表に示す。
第1表から明らかな通り、放置温度が5”Cであると低
分子化キトサンの収量が少ないが、温度の上昇に伴って
収量は増大する。しかし、80℃では低分子化したキト
サンが分解によって黄褐色に変色するばかりでなく、生
成物には吸湿性のモノマーが多量に含まれるので、塩素
ガスによる高分子キトサンの処理温度は10〜70°C
の範囲であることを可とする。
【図面の簡単な説明】
添付図面は実施例1で得られた低分子化キトサンの赤外
吸収スペクトルを示す。 特許出願人 ライオン株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 天然のキチンを脱アセチル化して得られるキトサ
    ンを、ヘキソサミル残基当り0.1〜10モル当量の塩
    素ガスと、10〜70℃の温度で接触させることを特徴
    とする低分子化キトサンの製造方法。 2、 キトサンを湿潤状態又は乾燥状態で塩素ガスと接
    触させる特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、 キトサンを弱酸性、中性もしくは弱アルカリ性の
    水又は水浴性有機溶媒に分散させた状態で塩素ガスと接
    触させる特許請求の範囲第1項記載の方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833237A (en) * 1984-07-31 1989-05-23 Fuji Spinning Co., Ltd. Process for producing granular porous chitosan
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KR20190061828A (ko) 2017-11-27 2019-06-05 이보균 조사료용 키토산의 제조방법

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