JPS6341505A

JPS6341505A - 部分メチル化シクロデキストリン及びその製造方法

Info

Publication number: JPS6341505A
Application number: JP18517786A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yamamoto; 憲一山本; Atsushi Matsuda; 篤松田; Yukio Tsuchiyama; 土山　幸夫; Mitsukatsu Sato; 充克佐藤; Yoshiaki Yagi; 八木　佳明; Tomoyuki Ishikura; 石倉　知之
Original assignee: Sanraku Inc
Current assignee: Sanraku Inc
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1988-02-22
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPH0717686B2

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】産業上の利用分野本発明は、水に対する溶解性が高められた部分メチル化
シクロデキストリン組成物及びその製造方法に関するも
のである。

従来の技術シクロデキストリン（以下ｒＣＤＪと略記する）のメチ
ル化物としては、ヘキサキス−（２，６−）−〇−メチ
ル）α−ＣＤ、ヘプタキス−（２，６−ジー〇−メチル
）β−ＣＤ、ヘプタキス（２，３，６−）リー０−メチ
ル）β−ＣＤが、またこれらの製造方法としてはＣＤを
Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下ｒ　ＤＭＦ　Ｊと
いう）、ジメチルスルホキシド（以下ｒ　ＤＭＳＯＪと
いう）等の有機溶媒中で酸化バリウム及び／又は水酸化
バリウムの存在下、メチル化剤としてジメチル硫酸もし
くはヨウ化メチルを反応せしめるか、水溶液中でＣＤに
対して１５〜４０倍モル当量のＮａＯＨの存在下、同９
〜３０倍モル当量のジメチル硫酸を反応せしめる方法が
知られている（例えばＣｈｅｍｌｃａｌ　Ａｂｓｔｒａ
ｃｔ　９８　、１０８頁（１９８３）　；　５ｔａｒｃ
ｈ／ＳｔＭｒｌｃｅ　３２．Ｎｒ、５．１６５〜１６９
頁（１９８０）等）。

発明が解決しようとする問題点ＣＤはグルコース単位がα−１，４結合で環状に数個つ
ながったオリゴ糖であって、各種の有機化合物を包接す
るホスト分子として、医薬品、農薬、食品、香料、化粧
品または浴剤等の分野で用いられている。

しかし、ＣＤは水に溶けにくいばかりでなく、アルコー
ル等の有機溶媒に対する溶解性本悪いため、上述の分野
での普遍的な応用を妨げていた。就中包接対象の広いβ
−ＣＤ　（グルコース単位が７個）の水溶性は低く、使
用濃度が制限される欠点があった。

一方、上述の公知メチル化ＣＤは、主にその分子構造研
究上の興味より調製されたものであって後述する如く、
水に対して一応の溶解性の改善がなされているが、温度
が高くなるにつれその溶解度が低下し、依然上記欠点が
解消したものとはいえない。

なお、上述のいわゆる完全メチル化ＣＤ、例えばヘプタ
キス−（２，３，６−０−メチル）β−ＣＤ等を製造す
る際に部分メチル化ＣＤの生成も知られているが、それ
らが如何なる理化学的性質を示すものであるかは明瞭で
ない（例えば、西ドイツ国特許出願公開第３１１８２１
８号公報参照）。

問題点を解決するだめの手段本発明者は、β−ＣＤが同数のグルコース単位よりなる
他の鎖状オリゴ糖に比し、各種溶媒に対する溶解性が劣
るのは、その特異な分子構造にあることに着目し、上記
公知メチル化β−ＣＤの分子構造の対称性を崩すべく各
種の部分メチル化β−ＣＤについて検討した。

その結果、β−ＣＤを異常に高濃度の水酸化ナトリウム
水溶液中、過剰のジメチル硫酸をメチル化剤として反応
せしめると、ＣＤ構成グルコースの２及び３位水酸基の
完全メチル化を伴うことなくそれらのメチル化率を調整
し得ることを見い出した。

また、かくして得られる特定のメチル化率を有する部分
メチル化組成物は、上述の完全メチル化β−ＣＤ等に比
し、驚くべく水溶性が向上することを見い出し本発明を
完成した。

しかして、本発明はシクロデキストリンを構成する全グ
ルコースにおける単位グルコース各位の水酸基の平均メ
チル化率が、２位：約５３〜６４チ３位：約３８〜５１チロ位：約７０〜１００％の値を示す部分メチル化β−シクロデキストリン組成物
、及びその製造方法が提供される。

即ち、本発明の部分メチル化β−ＣＤは下記式式中、Ｒ
は水素原子又はメチル基を表わす、で示される部分メチ
ル化β−シクロデキストリンの各位の平均メチル化率が
上記の値を示すものである。

該組成物は、シリカゲル薄層クロマトグラフィー　（展
開溶媒：クロロホルム／メタノール＝　９／１　）にか
けたとき、主成分として、Ｒｆ値が約２５Ｄ：５５、同
２５Ｄ：４２、同２５Ｄ：３０を示す組成分の混合物と
して得られる。

なお　Ｒｆ値は一般的な糖誘導体と同様に、操作条件に
よって若干の変動を示す。

かかる部分メチル化β−ＣＤは混合物それ自体で各種難
水溶性化合物の可溶、包接化剤として有用であるが、よ
り統一した規格が求められる技術分野への用途を考慮す
ると、必要によシ、それぞれのＲｆ値を示す個々の組成
物に分離して用いることもてきる。

即ち、一般に上記（ｉ）　Ｒｆ値が２５Ｄ：５５を示す
ものであって、平均メチル化率が２２位５５〜６４チ、
３位４３〜５１チ、６位９９〜１００％であり、融点（
キャピラリー法）：１４２〜１６１℃、かつ、比旋光度
：〔α〕２５１５８〜１６２°（Ｃ＝１、水）を示す組
成物；　（ｉｉ）　Ｒｆ値が２５Ｄ：４２、平均メチル
化率：２位５５〜６０チ、３位３９〜４５チ、６位８６
〜８８チ、融点（同上）：　１５９〜１７０℃、比旋光
度：〔α’ｌ］２５１５６〜１５９°（Ｃ＝１、水）を
示す組成物；または、軸）Ｒｆ値が２５Ｄ：３０、平均
メチル化率：２位５３〜６１チ、３位３８〜４５％、６
位７０〜７７％、融点（同上）：　１６７〜１８０、比
旋光度、〔α〕Ｄ１５５〜１５９°（Ｃ＝１、水）を示
す組成物として提供することもできる。

これらのうち、本発明の方法によれば上記（１）で示さ
れる組成物が調製の容易さ収率の観点から好適なものと
いえる。

なお、本明細書にいう平均メチル化率は、いわゆるガス
クロマトグラフィー法、よ如具体的には次の方法によっ
て算出した値を用いたものである。

１）加水分解メチル化β−ＣＤ約１００ｍ９を水４．２５＋ｄに溶か
し、トリフルオロ酢酸２５Ｄ：７５１を加えて１００℃
で１晩加熱する。反応液を減圧濃縮してトリフルオロ酢
酸を除く。残渣に水少量を加え再び減圧濃縮する。

２）還元濃縮残渣を水５ｍノに溶かし、氷水浴で冷却する。

水素化ホウ素ナトリウム２５Ｄ：５６．９を少しずつ加
えた後、０℃にて４時間攪拌する。反応後３０％酢酸で
過剰の水素化ホウ素ナトリウムを分解する。

２０℃で１時間攪拌後、アンバーライト（Ａｍｂｅｒｌ
ｉｔｅ）ＩＲ−１２０Ｂ　（Ｈ”　ｆｏｒｍ　）　１５
　ｍｌに通し、減圧濃縮する。残渣にメタノール少量を
加え、再び減圧濃縮する。

３）アセチル化濃縮残渣にピリジン１０ｄ１無水酢酸５ｍｌ！を加え０
℃で一晩攪拌した後減圧にて試薬を留去する。

減圧留去は４０℃以下で行なう。残渣にクロロホルム５
３ｍ／を加え、飽和食塩水で洗浄した後硫酸ナトリウム
で乾燥し、濃縮する。

残渣にアセトン１ｍｌを加えてガスクロマトグラフィー
（ＧＣ）用サンプルとする。

［Ｂ］　ＧＣ分析条件Ｃｏｌｕｍｎ　：　３　％　ＥＣＮ５５−Ｍ　（高滓製
作所）２ｍＸ３ｍφ５ａｐｐｏｒｔ　：　Ｃｈｒｏｍｏ
ｓｏｒｂ　Ｗ　（ＡＷ−ＤＭＣ８）　１００−１２０ｍ
ｅｓ１００−ｌ２０　ｔｅｍｐ　：　１８０℃Ｉｎｊｓ
ｅｔ１ｏｎ　ｔｅｍｐ　：　２６０℃Ｎ２　ｆｌｏｗ　
ｒａｔｅ　：　２２．５−７ｍ１ｎＨ２ｐｒ＠ｓｓ　：
　２５Ｄ：６　ｋｌｌｉ’／ＬＭ２［Ｃ］メチル化率の
算定第１図に示したようなガスクロマトグラフィーから、各
位がメチル化されたアセチルグルコースのそれぞれの割
合を求め、例えば６位のメチル化率は６−０−メチルを
含む全てのアセチルグルコースの割合の和として算出し
た。

上述の組成物は、以下に示す本出願の第２の発明の方法
によって有利に製造できる。　　　　（即ち、β−ＣＤ
とジメチル硫酸を１０（重量／容量：以下単にチで表わ
すときは同様の意味を表わす。）係以上の水酸化ナトリ
ウム水溶液中、ジメチル硫酸をβ−ＣＤに対して２０倍
モル当量以上反応せしめることを特徴とする上記部分メ
チル化β−シクロデキストリンの製造方法によって製造
できる。

なお、本製造方法における水酸化ナトリウム水溶液の濃
度は、１０チ以上、実質的に本反応が遂行できる濃度で
あればその上限は制限されないが、上記主要３組成分（
（１）〜（ｍ））のうち、（１）の組成物の生成率を高
めるには、３０〜４０チが好適である。

また、同様の目的を達成するにはジメチル硫酸をβ−Ｃ
Ｄに対して、６０〜１３０倍モル当量用いるのが望まし
い。

反応温度はβ−ＣＤが実質的に分解しない温度であれば
特に限定されないが、約０〜１０℃において行うのが望
ましい。また、反応時間は使用する水酸化ナトリウム水
溶液の濃度及び反応温度によって変動し、臨界的でない
が、約７〜２０時間の範囲に選定するのがよい。

なお、反応混合物から各組成物を単離、精製する方法は
クロロホルム、ジクロルメタン、四基化炭Ｘ等の炭化水
素、−”ｔンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化
水素等の一般に水溶液から脂溶性物質を抽出する場合に
用いられる有機溶媒による抽出法によるか、シリカゲル
、アルミナグル、活性炭等を用いるカラムクロマトグラ
フィー等によって実施することができる。

下記衣−１に各種反応条件下における各部分メチル化β
−ＣＤの生成割合を示す。

以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ β−ＣＤ　（ＲＩＮＧＤＥＸ−Ｂ　、三楽■製）７５．
０ｇ（６，６１Ｘ１０　　モル）を、４０％（ｗｔ／ｖ
　）　Ｎａ０）Ｉ水溶液４０２５Ｄ：０ｍ１（４，００
モル、β−ＣＤの６０倍モル当ｔ）に溶解し、反応温度
Ｏ〜１０℃でジメチル硫酸３７５．５ｍ１（３，９７モ
ル、β−ＣＤの６０倍モル当量）を徐々に滴下し、更に
１５時間攪拌下反応を続けた。反応後濃アンモニア水１
１０′ＩｒＬｌ（１，６３モル）を添加し未反応のジメ
チル硫酸を分解し、更に６時間攪拌した。反応液を希塩
酸にて中和し、−約６に調整した。クロロホルム１１を
添加し、部分メチル化β−ＣＤを抽出し、クロロホルム
層を水で数回洗浄した。クロロホルム層を芒硝で乾燥後
、クロロホルムを留去し残留分をエタノール２００−に
溶解し溶媒を留去した。

更に水２００づを加え水溶液とした後濃縮乾固し、部分
メチル化β−ＣＤ　７１．１．９を得だ。

得られた部分メチル化β−ＣＤＱ比旋光度〔α〕２５は
＋１６１．３°（ｃｍ１，０、水）、融点１４４．５〜
１５２．０℃、溶解度は第２図に示す溶解度を示した。

ガスクロマトグラフィー法によるメチル化率の分析の結
果、構成する全グルコースの単位グルコースにおけるそ
れぞれの位置の水酸基のメチル化率は下記の割合であっ
た。

２位　　５６．８チ３位　　４６．４％６位　　９８．９％平均　　６７．４チ実施例２ β−ＣＤ　（ＲＩＮＧＤＥＸ−Ｂ　、三楽■製）ｓｏ、
ｏ、ｐ（７，０５Ｘ１０””モル）を４０％（ｖｒｔ／
ｖ　）　ＮａＯＨ水溶液２８２．０ｍｌ　（２，１２−
Ｅ−＃、β−ＣＤの３０倍モル当量）に溶解し、反応温
度Ｏ〜１０℃でジメチル硫酸２０２５Ｄ：２ｍノ（２，
１１モル、β−ＣＤの３０倍モル当量）を徐々に滴下し
、更に１５時間攪拌下反応を続けた。反応後濃アンモニ
ア水５ＱｍＪ（０，８９モル）を添加し、未反応のジメ
チル硫酸を分解し更に６時間攪拌した。反応液を希塩酸
にて中和し、−約６に調整した。クロロホルム８００ゴ
で部分メチル化β−ＣＤを抽出し、クロロホルム層を水
で数回洗浄した。クロロホルム層を芒硝で乾燥後クロロ
ホルムを留去し、残留物をエタノール２００ｄに溶解し
溶媒を留去した。更に水２００ｍ１を加え水溶液とした
後濃縮乾固し、部分メチル化β−ＣＤ　８２５Ｄ：４．
９を得た。

得られた部分メチル化β−ＣＤの比旋光度〔α〕２５は
＋１５９．７°（ｃｍ１．０、水）、融点１４９．４〜
１５８．３℃、ガスクロマトグラフィー法によるメチル
化率の分析の結果、構成する全グルコースの単位グルコ
ースにおけるそれぞれの位置の水酸基のメチル化率は下
記の割合であった。

２位　　５４，１％３位　　４３．５％６位　　８８．６％平均　　６２．１％得られた部分メチル化β−ＣＤの混合物４２０ｍｇを取
り、少量のクロロホルム−メタノールに溶解し、シリカ
ゲル薄層クロマトグラフィー（Ｍｅｒｃｋ社製、Ａｒｔ
　５７４４．２０　Ｘ　２０　ｃｍ　Ｘ　１５枚）にス
ポットしクロロホルム−メタノール展開系において精製
分離し、構成する主３成分を得た。得られた３成分の収
得量及び物性値は以下に示す値であった。各成分のメチ
ル化分析はガスクロマトグラフィー法によった。

構成成分１収得量２２０■、Ｒｆ値２５Ｄ：５５（但し、展開溶媒
系クロロホルム−メタノール（９：１））、〔α）２５
：　＋　１６２５Ｄ：１°（ｃ　＝　１．０、水）、融
点１５２．５〜１６２５Ｄ：０℃、溶解度１３３ｇ／１
００ｄ水（２５℃）、メチル化率（位置は構成グルコー
ス単位の水酸基）２位　　５５．６％３位　　４５．７％６位　　１００チ平均　　６７．１％構成成分２収得量９７ｍ９、Ｒｆ値２５Ｄ：４２（但し、展開溶媒
系クロロホルム−メタノール（９：１））、〔α〕；５
：＋１５８．２°（ｃ　＝　１．０、水）、融点１６１
．５〜１６７、０℃、メチル化率（位置は構成グルコー
ス単位の水酸基）２位　　５５．６係３位　　４２．７チ６位　　８７．５チ平均　　６１．９＋％構成成分３収得量２８１ｎ９、Ｒｆ値２５Ｄ：３０（但し、展開溶
媒系クロロホルム−メタノール（９：１））、〔α〕；
５：＋１５８．２°（ｃ＝１．０、水）、融点１６７．
０〜１７３．５℃、メチル化率（位置は構成グルコース
単位の水酸基）２位　　５２．８％３位　　４２５Ｄ：６％６位　　７７．４チ平均　　５６．９チ実施例３ β−ＣＤ　（ＲＩＮＧＤＥＸ−Ｂ　、　三楽■製）２５
２５Ｄ：０＃（２，２０Ｘ１０−’モル）を４０　％　
（ｗｔ／ｖ　）　ＮａＯＨ水溶液２８６０ｍ（２８，６
モル、β−ＣＤの１３０倍モル当量）に溶解し反応温度
Ｏ〜１５℃でジメチル硫酸２７００ｍ（２８，６モル、
β−ＣＤの１３０倍モル当量）を約１０時間かけて滴下
し、更に１５時間攪拌下反応を続けた。反応後濃アンモ
ニア水７９４ｍＡ！（１１，８モル）を添加し、未反応
のジメチル硫酸を分解し更に一夜放置した。反応液を希
塩酸にて中和し一約６に調整した。クロロホルム８．７
！でメチル化β−ＣＤを抽出した。クロロホルム層を水
で洗浄し、芒硝で乾燥後クロロホルムを留去した。残留
分をエタノール１．５７に溶解した後溶媒を留去した。

更に水２Ａ’を加え、水溶液とした後５μｍのミリポア
フィルタ−でテ過後凍結乾燥し、メチル化β−ＣＤ　２
６１．４　Ｆを得た。

得られたメチル化β−ＣＤの比旋光度〔α〕っ　け＋　
１６２５Ｄ：１°（ｃ＝１．０、水）、融点１４３．０
〜１５２．０℃、溶解度は図に示す溶解度を示した。

ガスクロマトグラフィー法によるメチル化率の分析の結
果構成する全グルコースの単位グルコースにおけるそれ
ぞれの位置の水酸基のメチル化率は下記の割合であった
。

２位　　６１．４チ３位　　４９．３チロ位　　１００％平均　　７２５Ｄ：２％作用・効果の公知メチル化ＣＤに比し、水に対して数倍の溶解性を
示し、殊に特徴的なのは、公知のメチル化ＣＤが温度の
上昇につれて、その溶解性が低下するのに対し、本発明
による部分メチル化ＣＤは逆に向上するという特性を有
することである。

このことは、本発明による部分メチル化ＣＤが広範な使
用条件での応用を可能にしたことを窺わせるものである
。

次に、第２の本発明は、この発明の属する技術分野にお
いて常識を脱したメチル化剤及び反応促進剤としてのア
ルカリ金属水酸化物を用いる部分メチル化ＣＤの製造方
法であるが、これによってＣＤを構成する全グルコース
の単位の３位水酸基のメチル化率を一定の割合に調整で
きるとともに、収率よく目的の化合物を製造することが
出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｒｆ値が２５Ｄ：５５である本発明の組成物
に由来するガスクロマトグラフを表わす。第２図は、本
発明の部分メチル化ＣＤ混合物、原料β−ＣＤ。並びに公知メチル化ＣＤであるヘプタキスー（２，６−
ジー０−メチル）β−ＣＤ及びヘプタキス−（２，３，
６−）リーＯ−メチル）β−ＣＤの各温度における水に
対する溶解性を示したものである。なお図中、 Δ：β−ＣＤ ○：へブタキス−（２，６−ジーＯ−メチル）β−ＣＤ
ム：ヘプタキスー（２，３，６−トリー〇−メチル）β
−ＣＤ・：本発明の部分メチル化β−ＣＤ組成分（＋）
を表わす。

Claims

【特許請求の範囲】１、シクロデキストリンを構成する全グルコースにおけ
る単位グルコース各位の水酸基の平均メチル化率が、２位：約５３〜６４％３位：約３８〜５１％６位：約７０〜１００％の値を示す部分メチル化β−シクロデキストリン組成物
。２、下記Ａ）〜Ｃ）の理化学的性質Ａ）平均メチル化率２位：５５〜６４％３位：４３〜５１％６位：９９〜１００％Ｂ）融点（キャピラリー法）１４２〜１６１℃ Ｃ）比旋光度〔α〕＾２＾５＿Ｄ：１５８〜１６２°（ｃ＝１、水）
を示し、かつ、シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展
開溶媒：クロロホルム／メタノール＝９／１）にて、単
一スポットを与える組成物を主成分とする特許請求の範
囲第１項記載の部分メチル化β−シクロデキストリン組
成物。３、下記Ａ）〜Ｃ）の理化学的性質Ａ）平均メチル化率２位：５５〜６０％３位：３９〜４５％６位：８６〜８８％Ｂ）融点（キャピラリー法）１５９〜１７０℃ Ｃ）比旋光度〔α〕＾２＾５＿Ｄ：１５６〜１５９°（ｃ＝１、水）
を示し、かつ、シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展
開溶媒：クロロホルム／メタノール＝９／１）にて、単
一スポットを与える組成物を主成分とする特許請求の範
囲第１項記載の部分メチル化β−シクロデキストリン組
成物。４、下記Ａ）〜Ｃ）の理化学的性質Ａ）平均メチル化率２位：５３〜６１％３位：３８〜４５％６位：７０〜７７％Ｂ）融点（キャピラリー法）１６７〜１８０℃ Ｃ）比旋光度〔α〕＾２＾５＿Ｄ：１６７〜１８０°（ｃ＝１、水）
を示し、かつ、シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展
開溶媒：クロロホルム／メタノール＝９／１）にて、単
一スポットを与える組成物を主成分とする特許請求の範
囲第１項記載の部分メチル化β−シクロデキストリン組
成物。５、β−シクロデキストリンとジメチル硫酸を１０（重
量／容量）％以上の濃度の水酸化ナトリウム水溶液中、
ジメチル硫酸をβ−シクロデキストリンに対して、２０
倍モル当量以上反応せしめることを特徴とするシクロデ
キストリンを構成する全グルコースにおける各位の水酸
基の平均メチル化率が、２位：約５３〜６４％３位：約３８〜５１％６位：約７０〜１００％の値を示す部分メチル化β−シクロデキストリン組成物
の製造方法。６、水酸化ナトリウム水溶液の濃度が、３０〜４０（重
量／容量）％、かつ、ジメチル硫酸をβ−シクロデキス
トリンに対して、６０〜１３０倍モル当量用いることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の部分メチル化β
−シクロデキストリン組成物の製造方法。