JPS61118401A - アニオン性キトサン誘導体の製造方法 - Google Patents

アニオン性キトサン誘導体の製造方法

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JPS61118401A
JPS61118401A JP23853484A JP23853484A JPS61118401A JP S61118401 A JPS61118401 A JP S61118401A JP 23853484 A JP23853484 A JP 23853484A JP 23853484 A JP23853484 A JP 23853484A JP S61118401 A JPS61118401 A JP S61118401A
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chitosan
agent
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anionic
formula
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Yoshiichi Asao
由一 浅尾
Akira Akikubo
秋久保 暁
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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】 1皿立夏 本発明は、未利用天然資源であるキチンを説アセチル化
することにより安価かつ多量に得られるキトサンを出発
原料とする新規アニオン性キトサン誘導体の製造方法に
関する。
炎米立投亙 えび、カニ等の甲殻などに含まれるキチンを濃アルカリ
水溶液中で脱アセチル化することによりキトサンが得ら
れる。キトサンは遊離のアミノ基を塩酸、酢酸、乳酸な
どの酸で中和することにより水溶性のキトサン塩となり
、このキトサン塩は一部工場廃水や都市下水の凝集剤と
して使用されているがキトサン自体は水不溶性のために
、その用途はかなり限定されているのが実状である。
水溶性に優れたキトサンを得る方法として、キトサンに
酸化エチレンまたは酸化プロピレンを反応させる方法(
特開昭57−180602)、グリシドールを反応させ
る方法(特開昭59−8701)が知られている。また
1本発明者は先に、キトサンに、2,3−エポキシプロ
ピルトリメチルアンモニウムクロライド等を反応させる
ことにより、第4級アンモニウム塩基をキト¥ンに導入
してカチオン化することを提案した(特願昭59−18
0460号)、シかしながら、キトサンにアニオン基を
導入して、水溶性でアニオン活性の高いキトサン誘導体
を得る方法に関しては未だ知られていない。
l見立l立 本発明は水溶性で、しかも優れたアニオン活性を有する
キトサン誘導体を容易に製造することのできる方法を提
供することを目的とする。
11ul」緩 本発明の1はキトサンと、一般式(I)で示されるアニ
オン化剤とを反応させることを特徴とするアニオン性キ
トサン誘導体の製造方法にある。
XCH,803M   (I) 基を表わし、MはNa、KまたはNH4を表わす) 本発明の他の1は、キトサンと上記アニオン化剤との反
応生成物に対し、さらにヒドロキシアルキル化剤を反応
させることを特徴とするアニオン性キトサン誘導体の製
造方法にある。
キトサンは、一般式(n) で表わされるN−アセチル化−D−グルコサミンがβ−
1,4で結合したキチンの脱アセチル化物である0本発
明では脱アセチル化率50〜99%のものが適当である
。このような゛キトサンは。
たとえば、キチンを30〜50%のアルカリ水溶液中で
50〜130℃の温度で脱アセチル化することにより得
ることができる。キトサンは微粉末状でアニオン化剤と
反応させることが好ましい。
本発明で用いられるアニオン化剤は3−クロル−2−ヒ
ドロキシプロピルスルホン酸塩または2,3−エポキシ
プロピルスルホン酸塩であり、塩としてはナトリウム塩
、カリウム塩、アンモニウム塩が好適である。3−クロ
ル−2−ヒドロキシプロピルスルホン酸塩とキトサンの
反応においては、スルホン酸塩とアミン塩酸塩を含有す
る両性のキトサン誘導体となって水不溶となるので1反
応後場酸塩をアルカリで中和した方が望ましい、2,3
−エポキシプロピルスルホン酸塩は3−クロル−2−ヒ
ドロキシプロピルスルホン酸を等モル量の5〜50%ア
ルカリ水溶液で処理することにより得られる。
キトサンと、アニオン化剤との反応は、有機溶媒下で2
0〜120℃、望ましくは40〜80℃の温度で2〜2
0時間スラリー状態を保ちつつ攪拌することによって行
われる。望ましくは、反応は水の存在下で行われる1反
応時の水の濃度は5〜60%、望ましくは10〜40%
である。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、
イソプロピルアルコールなどのアルコール類、アセトン
メチルエチルケトンなどのケトン類が用いられる。それ
らの使用量はキトサンに対して1〜20倍重量である。
反応生成物は、濾過または遠心分離などの固液分離手段
により固形物と溶液とに分離され。
固形物として粉末状のアニオン性キトサンが回収される
。また、必要に応じて、固形物は50〜100%のケト
ンまたはアルコール水溶液で洗浄され、減圧下または常
圧下で50〜120℃の温度で乾燥される0本発明で使
用されるアニオン化剤の添加量は、キトサンの構成成分
であるグルコサミン中のアミノ基に対して0.1〜1.
5倍モル、好ましくは0.5〜1.2倍とするのが適当
である。
また、キトサンとアニオン化剤との反応生成物に、さら
にヒドロキシアルキル化剤を作用させて水溶性を高める
こともできる。
ヒドロキシアルキル化剤としては酸化エチレン、酸化プ
ロピレン、グリシドールなどが用いられる。ヒドロキシ
アルキル化反応は、アニオン性キトサンを分離1回収し
、さらに必要に応じて精製したのち行うこともできるし
、反応混合物に直ちにヒドロキシル化剤を添加すること
によっても行うことができる。
ヒドロキシアルキル化条件は前記のキトサンのアニオン
化の場合と同様であるが、塩基性触媒の存在下に行うこ
とが好ましい、塩基性触媒としては、トリメチルアミン
、トリエチルアミンなどのアルキルアミン、アルカリ金
属またはアルカリ土類金属の水酸化物などが用いられる
触媒の使用量はアニオン性キトサンに対して0.5〜2
0vt%、好ましくは2〜10wt%が適当である。
ヒドロキシアルキル化はヒドロキシアルキル基含量が5
〜80%、好ましくは10〜50%となるようにするの
が適当である。
本発明によって得られる反応生成物は元素分析、赤外分
光分析、溶解性試験化学分析などによってアニオン性キ
トサン誘導体であることが確認される。
見豆立腹来 本発明によって得られるアニオン性キトサンは、水溶性
でアニオン活性も高く、また成膜性が損なねれることも
ない、よって、化粧品基材。
凝集剤、帯電防止剤などの用途に利用できる。
実施例1 脱アセチル化率87モル%の粉末キトサン(水分7.8
%)20gを90%イソプロパツール水溶液120g中
に分散させた。3−クロル−2−ヒドロキシプロピルス
ルホン酸ナトリウム24gに等モル量の15%カセイソ
ーダ水溶液32.5gを40〜50℃で加えて混合溶解
させた後、上記分散液に添加した。60〜70℃で7時
間反応を行った0次いで、濾過し、 80vt%イソプ
ロピルアルコール水溶液による洗浄をくり返した後、濾
過列を100±5℃で2時間乾燥して乾物換算で36g
の白色粉末を得た。この白色粉末は冷水に溶解し、また
、カチオン性高分子とポリイオンコンプレックスを形成
して沈澱すること、赤外吸収スペクトルで1600c■
″″1のNH,の吸収帯が消失すると共に置換された>
NHの吸収帯が1570cm−’に、またSo□−の吸
収帯が1200c鵬−1にみられることからアニオン化
されたキトサンであることを確認した0元素分析値から
アニオン化度はグルコサミン単位当り0.85であった
実施例2 脱アセチル化率87モル%の粉末キトサン(水分7.8
%)20gを90%イソプロピルアルコール水溶液12
0g中に分散させた。3−クロル−2−ヒドロキシプロ
ピルスルホン酸ナトリウム29.5gにイオン交換水4
0gを40〜50℃で加えて混合溶解させた後、上記分
散液に添加した。60〜70℃で10時間反応を行った
。10%カセイソーダ水溶液32gを加えてアミン塩酸
塩を7ミノ基にした後濾過し、80%イソプロピルアル
コール水溶液による洗浄をくり返した。濾過列を100
±5℃で2時間乾燥して乾物換算で35gの白色粉末を
得た。この白色粉末は冷水に溶解し、またカチオン性高
分子とポリイオンコンプレックスを形成して沈澱するこ
と、赤外吸収スペクトルで1600c■″″1のNH,
吸収帯が消失すると共に置換された>NHの吸収帯が1
570c層−1に、またS03″″の吸収帯が1200
c+w”1にみられることからアニオン化キトサンであ
ることを確認した6元素分析値からアニオン化度はグル
コサミン単位当り0.83であった。
実施例3 脱アセチル化率87モル%の粉末キトサン(水分7.8
%)20gを90%イソプロピルアルコール水溶液12
0g中に分散させた。3−クロル−2−ヒドロキシプロ
ピルスルホン酸ナトリウム17gに等モル量の15%カ
セイソーダ水溶液23.1gを40〜50℃で加え、混
合溶解させた後、上記分散液に添加した。60〜70℃
で7時間反応を行った。
次に室温まで冷却し、15%カセイソーダ水溶液8.0
gを加えたのち、反応後、酢酸2.3gを加えて、遊離
のカセイソーダを中和し、濾過したのち80%イソプロ
ピルアルコール水溶液による洗浄をくり返した。濾過列
を100±5℃で2時間乾燥して粉末のヒドロキシエチ
ル化アニオン性キトサン40.8g (絶乾重量)を得
た。このアニオン性キトサンは、冷水に溶解し1元素分
析値からアニオン化度はグルコサミン単位当り0.75
で、また、モルガン法による分析値からヒドロキシエチ
ル基含量は22.1%であった。
実施例4 脱アセチル化率87モル%のキトサン(水分7.8%)
 20gを90%イソプロピルアルコール水溶液120
g中に分散させた。3−クロル−2−ヒドロキシプロピ
ルスルホン酸ナトリウム17gに等モル量の15%カセ
イソーダ水溶液23.1gを40〜50℃で加え、混合
溶解させた後、上記分散液に添加した。60〜70℃で
7時間反応させた0次に室温まで冷却し、15%カセイ
ソーダ水溶液12.0gを加えた後、酸化プロピレン1
5gを加え、 60〜70℃で8時間反応を中和し、濾
過したのち、80%イソプロピルアルコール水溶液によ
る洗浄をくり返した。濾過列を100±5℃で2時間乾
燥して粉末のヒドロキシプロピル化アニオン性キトサン
41.2g (絶乾重量)を得た。このアニオン性キト
サンは冷水に溶解し1元素分析値からアニオン化度はグ
ルコサミン単位当り0.75で、また、モルガン法によ
る分析値からヒドロキシプロピル基含量は21.7%で
あった。
実施例5 脱アセチル化率87モル%のキトサン(水分7.8%)
20gを90%イソプロピルアルコール水溶液120g
中に分散させた。3−クロル−2−ヒドロキシプロピル
スルホン酸ナトリウム17gに等モル量の15%カセイ
ソーダ水溶液23.1gを40〜50℃で加え、混合溶
解させた後、上記分散液に添加した。60〜70℃で7
時間反応させた0次に室温まで冷却し、15%カセイソ
ーダ水溶液12.0gを加えた後、グリシドール20g
を加え、60〜70℃で8時間反応を行った0反応後、
酢酸3.5gを加え、遊離のカセイソーダを中和し、濾
過した後、80%イソプロピルアルコール水溶液による
洗浄をくり返した。濾過列を100±5℃で2時間乾燥
して、粉末のグリセリル化アニオン性キトサン434g
 (絶乾重量)を得た。このアニオン性キトサンは冷水
に溶解し、元素分析値から7ニオン化度はグルコサミン
単位当り0.75で、また、収量増加量よりグリセリル
基含量は26.4%であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、キトサンと、一般式( I ) XCH_2SO_3M ( I ) (式中、Xは▲数式、化学式、表等があります▼又は▲
    数式、化学式、表等があります▼ 基を示し、MはNa、KまたはNH_4を示す)で表さ
    れるアニオン化剤とを反応させることを特徴とするアニ
    オン性キトサン誘導体の製造方法。 2、キトサンと、一般式( I ) XCH_2SO_3M ( I ) (式中、Xは▲数式、化学式、表等があります▼又は▲
    数式、化学式、表等があります▼ 基を示し、MはNa、KまたはNH_4を示す)で表さ
    れるアニオン化剤との反応生成物に、さらにヒドロキシ
    アルキル化剤を反応させることを特徴とするアニオン性
    キトサン誘導体の製造方法。 3、ヒドロキシアルキル化剤が酸化エチレンである特許
    請求の範囲第2項に記載の製造方法。 4、ヒドロキシアルキル化剤が酸化プロピレンである特
    許請求の範囲第2項記載の製造方法。 5、ヒドロキシアルキル化剤がグリシドールである特許
    請求の範囲第2項に記載の製造方法。
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