JPS6354286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、粒状体のカルボキシアルキルキトサ
ンの製造方法に関し、本発明による粒状体は、酵
素固定化用担体、蛋白質等の分別精製剤、両性イ
オン交換体、重金属イオン等の吸着剤等としての
用途に優れた機能を有するものである。

【従来の技術】

従来、キチン架橋化した後に該架橋キチンをカ
ルボキシアルキル化させ、次いで脱アセチル化し
てカルボキシアルキルキトサンを得る方法は特開
昭55−134646号公報に開示されている。又特開昭
56−61401号公報にもキチンを架橋化させた後に、
該架橋キチンを架橋カルボキシアルキルキチンと
し、脱アセチル化してカルボキシアルキルキトサ
ン得る方法が開示されている。 キチンを出発原料としてカルボキシアルキルキ
トサンを製造する場合、キチンの持つ耐溶媒性に
より、キチンを粒状体に成形した後、脱アセチル
化してカルボキシアルキルキトサン粒状体を作る
ことは極めて困難であり、又、キチンをカルボキ
シアルキル化した後に粒状体に成形することも考
えられるが、この場合には水に対する溶解度が増
大するため粒状の形態を維持させることは困難で
ある。 従つて、特開昭55−134646号の方法は、キチン
を架橋化反応させ、架橋キチンをカルボキシアル
キル化したゲル状物をアルコール類で洗浄後減圧
下で乾燥し、粒状体でなく粉末のカルボキシアル
キルキチンとし、これを脱アセチル化した後凍結
乾燥して粉末のカルボキシアルキルキトサンを得
るものであつて、得られるものは粉末状のもので
あり、用途によつては粉末状のものは好ましくな
い場合がある。又、特開昭56−61401号の方法に
よつて得られるキチン系成形材も、架橋後、カル
ボキシアルキル化させたゲル状物であつて、固体
された形状を有する微粒体ではない。そして、該
ゲル状物を乾燥して粒状物としている。従つて、
粒径を自由に選択してカルボキシアルキルキトサ
ンの粒状体を製造することはできないという欠点
があつた。

【発明が解決しようとする問題点】

従来は、出発原料をキチンとしているために粒
径を任意に選定して、所定の粒径の粒状のカルボ
キシアルキルキトサンを得ることができなかつた
のに対し、本発明は低分子量のキトサンが優れた
造粒性を示す点に着目してなされた新規な製造法
である。本発明は、低分子量のキトサンを用いて
任意の粒径を有する粒状体に一旦成形しておき、
その形態を保持したままでカルボキシアルキルキ
トサンとする方法であつて、このようにすること
によつて、所望の粒径を有するカルボキシアルキ
ルキトサン粒状体を得ることができる。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、 (a) 低分子量キトサンを酸性水溶液に溶解し、該
溶液を塩基性溶液中に落下してキトサン粒状体
を形成し、これをＮ―アセチル化して再生キチ
ン粒状体とし、該粒状体を架橋剤で処理した後
カルボキシアルキル化してカルボキシアルキル
キチン粒状体とし、しかる後該粒状体を脱アセ
チル化することにより、カルボキシアルキルキ
トサン粒状体を得る。 (b) 低分子量キトサンを酸性水溶液に溶解し、該
溶液を塩基性溶液中に落下してキトサン粒状体
を形成し、該粒状体を架橋剤で処理した後Ｎ―
アセチル化して再生架橋キチン粒状体とし、更
に該粒状体をカルボキシアルキル化してカルボ
キシアルキルキチン粒状体とし、しかる後該粒
状体を脱アセチル化することによりカルボキシ
アルキルキトサン粒状体を得る。 の何れかの方法によつてカルボキシアルキルキト
サン粒状体を製造するものである。 本発明においては平均分子量が10000〜230000
の低分子量キトサンが用いられる。低分子量キト
サンは、酢酸、ジクロル酢酸、蟻酸等の単独若し
くは混合物の水溶液に溶解し、キトサン酸性水溶
液とするが、キトサンが低分子量であるので粘度
が低く、濃度は２〜20％の範囲で自由に選択でき
る。該酸性水溶液を例えば孔径0.1〜0.25ｍ／ｍ
のノズルより圧力下で次の塩基性凝固浴中に一定
量ずつ落下させ、粒状キトサンを得る。凝固浴に
は水酸化ナトリウム、酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、アンモニア、エチレンジア
ミン等のアルカリ性物質水溶液が用いられ、メタ
ノール、エタノール等の極性を有するアルコール
類を加えることもできる。キトサンは凝固液中を
沈降しながら粒状体に形成される。粒状体の大き
さは、キトサン酸性水溶液の濃度、ノズルの孔径
を任意に選択することによつて所望の粒径とする
ことができる。キトサンを再生キチンとするため
のＮ―アセチル化は、例えばエタノール中で無水
酢酸を用いて行うことができる。再生キチン粒状
体、又はキトサン粒状体の架橋反応は極性溶媒中
で行うが、架橋剤としてエピクロルヒドリン、
２，３―ジブロム―プロパノール，１―クロル―
２，３―エピチオプロパン及び４，4′―ジフエニ
ルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンイソ
シアネート、キシリレンジイソシアネート等の有
機ジイソシアネートが好ましいものとして挙げら
れる。カルボキシアルキル化を行うためのカルボ
キシアルキル化剤としては、モノクロル酢酸、モ
ノブロム酢酸、２―クロルプロピオン酸、モノク
ロル酪酸が好ましいものとして挙げられる。カル
ボキシアルキル化は極性溶媒中で０℃〜30℃で24
時間程度反応させることによつて行われる。カル
ボキシアルキルキチンの架橋度はグルコサミン１
単位当り0.01以上が良い。即ち、0.01未満では粒
状形態を維持できず水に可溶で本願の発明の目的
を達成し得ない。0.01以上であれば、粒状体の強
度は充分となる。 上記カルボキシアルキル化によつてキチン粒状
体に陰性の解離基であるカルボキシル基が導入で
きるのであるが、該カルボキシアルキル化度が
0.15以下の場合はカルボキシ基の効果は少なく、
一方、0.9以上であると脱アセチル化した場合に、
アミノ基量との釣合いがとれず、陰イオンの効果
が大き過ぎて好ましくない。 更にカルボキシアルキルキチン粒状体は高濃度
のアルカリ水溶液中で常法により脱アセチル化し
てカルボキシアルキルキトサン粒状体とする。脱
アセチル化度は、0.2以下ではアミノ基数が少な
過ぎる欠点があり、脱アセチル化度0.6以上0.9位
迄が好ましく、この範囲であればカルボキシル基
とアミノ基の両性のイオン能をキトサン粒状体に
保有せしめることができる。

【実施例】

以下、実施例によつて本発明を更に説明する
が、架橋度は元素分析器、カルボキシメチル化度
は赤外分光分析器と元素分析器及び脱アセチル化
度は赤外分光分析器と元素分析器によつて測定し
求めた。 実施例 １ 平均分子量43000のキトサン70ｇを35％酢酸水
溶液930ｇ中に溶解した。この溶液の粘度は
1500cp（20℃）であつた。これをNaOH10％、水
60％、CH₃OH30％から成る凝固浴中に落下し、
0.1ｍ／ｍφの球状に成型した後、中性になる迄
水洗しキトサン粒状体を得た。 この粒状体25mlをエタノールル２mlで３回洗
い、エタノール中でキトサン残基当り３倍量の無
水酢酸と24時間反応させた後に水洗を３回行い、
再生キチン粒状体を得た。 この再生キチン粒状体を48゜Be′NaOHに一晩０
℃の状態に浸潤した後、NaOHを除去し、エピ
クロルヒドリン３ｇを含むイソプロピルアルコー
ル中に投入し、０℃、24時間放置して架橋をさせ
た。 この分散液中に２ｇのモノクロル酢酸を含む20
mlのイソプロピルアルコールを加え、室温で24時
間反応させた後に、水洗、中和、水洗の処理を施
して再生架橋カルボキシメチルキチンを得た。こ
れを11N―NaOHで100℃、２時間処理すること
により、目的物である架橋カルボキシメチルキト
サンを得た。 得られたものは架橋度0.3、カルボキシメチル
化度0.9、脱アセチル化度は0.8の粒径約0.1ｍ／ｍ
の球状のカルボキシメチルキトサン粒状体であ
り、水に不溶であつた。 上記架橋化処理において同様にエピクロルヒド
リン３ｇを含むイソプロピルアルコール中に再生
キチン粒状体を投入し、０℃で反応時間を１時
間、４時間、12時間、48時間と変化させ、他は同
様な処理をした処、第１表に示す如く１時間処理
を行つたものは架橋度が0.01未満で水に溶解して
しまつた。他のものは水に不溶であつた。

【表】 実施例 ２ 平均分子量126000のキトサン25ｇを12.5％酢酸
水溶液975ｇ中に溶解し粘度4000cp（20℃）の溶
液を得た。この溶液をNaOH10％、水60％、エ
タノール30％からなる凝固浴中に落下させ、0.1
ｍ／ｍφの球状に成形し、中性になるまで水洗
し、キトサン粒状体を得た。 この粒状体25mlをジメチルフオルムアミド25ml
で４回洗浄した後、２ｇのヘキサメチレンジイソ
シアネートを溶解したジメチルフオルムアミド溶
液で１時間反応させて、洗浄して架橋キトサン粒
状体を得た。 この粒状体をエタノール中に分散させ、キトサ
ン残基当り３倍量の無水酢酸と24時間反応させ、
再生架橋キチン球状体を得た。 これを48゜Be′NaOHに浸漬し、０℃で24時間反
応させ過剰のNaOHを除去した後、２ｇのモノ
クロル酢酸を含むイソプロピルアルコール25ml加
えて、室温で24時間反応させ、再生架橋カルボキ
シメチルキチン粒状体を得た。これを11N―
NaOH、100℃で２時間処理し、球径約0.1ｍ／ｍ
の球状の架橋カルボキシメチルキトサンを得た。
キトサン粒状体の架橋処理についてヘキサメチレ
ンジイソシアネート添加量が２ｇの場合を上述し
たが、同様な方法でヘキサメチレンジイソシアネ
ート添加量を0.01ｇ、0.1ｇ、１ｇと変化させた
結果も第２表に示した。0.01ｇの架橋剤ヘキサメ
チレンジイソシアネートを用いた場合、架橋度が
0.01未満で水に対し１時膨潤するもののすぐ溶解
してしまうが、他の条件のものは凡て水に溶解し
なかつた。 尚、得られた架橋カルボキシメチルキトサン球
状体のカルボキシメチル化度は0.6、脱アセチル
化度は0.6であつた。

【表】

【発明の効果】

本発明はキトサンを低分子化し、平均分子量を
10000〜230000とすることによりキトサン酸性水
溶液の粘度を低く保ちながら濃度を高め、塩基性
溶液中での粒状体形成能力を向上させると共に反
応性をも向上するものである。本発明は、キトサ
ン任意の大きさの粒状体とした後に、キトサン粒
状体をＮ―アセチル化して再生キチン粒状体とし
た後に架橋するか、又はキトサン粒状体を先に架
橋化した後にＮ―アセチル化して再生架橋剤キチ
ン粒状体にしてからカルボキシアルキル化してカ
ルボキシアルキルキチン粒状体とし、これを脱ア
セチル化してカルボキシアルキルキトサン粒状体
とするもので、粒状体の形態を変えずに一連の化
学処理を行うものである。従つて、粒状体の大き
さを用途に応じ自由に選定して目的とするカルボ
キシアルキルキトサン粒状体を製造できる利点が
ある。本発明によつて得られたカルボキシアルキ
ルキトサン粒状体は、強度も高く、しかも両性或
いは陽イオンを保持したままで全PH域で耐水性を
有し、酵素固体化用担体、蛋白質等の分別精製
剤、両性イオン交換体、重金属イオンの吸着剤等
の用途に適したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低分子量キトサンを酸性水溶液に溶解し、該
   溶液を塩基性溶液中に落下してキトサン粒状体を
   形成し、これをＮ―アセチル化して再生キチン粒
   状体とし、該粒状体を架橋剤で処理した後カルボ
   キシアルキル化してカルボキシアルキルキチン粒
   状体とし、しかる後該粒状体を脱アセチル化する
   ことを特徴とするカルボキシアルキルキトサン粒
   状体の製造方法。 ２ 低分子量キトサンを酸性水溶液に溶解し、該
   溶液を塩基性溶液中に落下してキトサン粒状体を
   形成し、該粒状体を架橋剤で処理した後Ｎ―アセ
   チル化して再生架橋キチン粒状体とし、更に該粒
   状体をカルボキシアルキル化してカルボキシアル
   キルキチン粒状体とし、しかる後該粒状体を脱ア
   セチル化することを特徴とするカルボキシアルキ
   ルキトサン粒状体の製造方法。