JPS6360762B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリビニルピロリドン―ヨードの製法
に関する。ポリビニルピロリドン―ヨードとは、
ポリビニルピロリドン（PVP）と元素状ヨード
との反応生成物であつて、これはその殺菌、殺か
び等の性質により利用されている。 PVP―ヨードは一般に褐色粉末として市販さ
れ、これは約11％の有効ヨードすなわち活性ヨー
ド（チオ硫酸ナトリウムにより滴定される）なら
びに約5.5％の沃化物の形のヨードを含有する。
PVP―ヨード複合物中のヨード：沃化物の比が
２：１において、ヨード結合は、ヨード臭が知覚
されず、そしてPVP―ヨード上のガス空間に置
かれた湿つた沃化カリウム殿粉紙が着色しないほ
ど強固である。実際には満足すべき強いヨード結
合のための尺度としては、PVP―ヨード溶液と
ヘプタンの間のヨードの分配係数が役立つ。これ
は例えば米国特許3028300号明細書に記載されて
いるように約200である。さらにPVP―ヨードが
その調製物特に水溶液において、貯蔵時になるべ
く有効ヨードを損失しないこと、すなわちできる
だけ安定であることも要求される。 できるだけ安定なPVP―ヨードを製造するた
めには、種々の操作法が報告されており、例えば
ドイツ特許1037075号明細書によれば、90〜100℃
で不利な長時間の熱処理が行われ、米国特許
2900305号明細書には、好適なPVP―ヨードを製
造するために、特定の水分含量を有するPVPを
使用することが記載されている。米国特許
2826532号明細書には重炭酸ナトリウムを添加す
ることが、同3028300号明細書には沃化水素又は
沃化アルカリの形の沃化物を添加することが記載
されている。米国特許3898326号明細書によれば、
PVP―水溶液に沃化水素又は沃化アルカリを添
加し、この溶液を乾燥して得られた粉末状の
PVP―沃化物混合物をヨードと反応させること
が記載されている。ドイツ特許出願公告2439197
号明細書には、水不含の有機溶剤中で重合したポ
リビニルピロリドンが安定なPVP―ヨードの製
造に特に適することが記載されている。 これら技術水準の方法は、安定なPVP―ヨー
ドを経済的に製造することも目的としている。し
かしそれらには看過できない欠点がある。ドイツ
特許1037075号明細書の方法によれば、PVP―ヨ
ード複合物の製造においてヨード：沃化物の比が
２：１の安定な生成物を得るためには、90〜100
℃で18〜64時間の熱処理が必要である。米国特許
2900305号の方法においても、通常は22時間も熱
処理せねばならない。さらにこの方法による熱処
理は下記の理由により困難である。すなわち使用
するPVPの４〜15％という必要な高含水量によ
りPVPとヨードの混合物の焦げつきを避けるた
めには、実際には90℃以下の温度で熱処理せねば
ならず、その結果普通のように５重量％以下の水
含量を有する通常の粉末状PVPについてはさら
に長い熱処理時間が必要となる。 米国特許3028300号の方法では、PVP及びヨー
ドの混合物に、沃化アルカリ又は沃化水素酸の形
でヨードを添加することにより、熱処理を省略す
る。しかしこの方法も、ヨード結合が弱く、その
ため強いヨード臭を有する不均一な混合物が生成
するので、最適ではない。米国特許3998326号明
細書の方法では、PVP水溶液に沃化物を添加し、
次いで乾燥したのち、粉末状PVP―ヨード混合
物を熱処理せずにヨードと反応させる。この方法
で沃化物を沃化水素酸としてPVPに添加すると、
乾燥時に著しい腐食の問題が生じ、また沃化物を
沃化アルカリとして添加すると、アルカリを含有
することによつて、製薬法規上の狭い要求に適合
しないPVP―ヨードが得られる。 ドイツ特許出願公告2439197号明細書にも通常
10時間の熱処理時間が記載されているが、約200
の分配係数を得るためには、少なくとも20時間の
熱処理時間が必要である。 ドイツ特許出願公告2818767号の方法ににより、
PVPを元素状ヨードと、蟻酸又は修酸あるいは
炭酸、蟻酸もしくは修酸のアンモニウム塩もしく
はアミドの存在下に反応させると、熱処理時間を
大幅に短縮することができる。こうして得られた
PVP―ヨードから水溶液を製造すると、これは
かなり安定であるが、時間がたつにつれてヨード
を遊離し、そのため保存期間が著しく制限され
る。 ドイツ特許902170号明細書によれば、PVPに
ルゴール溶液を結合することが知られている。ル
ゴール溶液は公知のごとく、ヨード及び沃化カリ
を１：２で含有する水溶液である。しかしこの溶
液は、市販の普通のPVP（ドイツ特許922378号の
方法により、ビニルピロリドンを水溶液中で過酸
化水素の存在下に重合させることにより製造され
る）から出発すると、溶液の貯蔵中に活性ヨード
の含量が急速に減少する欠点がある。ドイツ特許
出願公開2540170号明細書の記載によれば、有機
溶剤中で有機開始剤を用いて重合を行い、そして
場合により続いて水蒸気処理することにより得ら
れたPVPを使用すると、この欠点を避けること
ができる。PVP水溶液に次いでヨードイオン供
与化合物好ましくは沃化ナトリウム又は沃化カリ
ウムを溶解することにより、PVP―ヨード水溶
液が得られる。 最後にあげた方法によれば、ヨードイオン供与
化合物としてのアルカリ沃化物を使用してヨード
の安定化したPVP溶液が得られるが、このヨー
ドホール（担体としての特定の物質及びヨードの
ための溶剤例えばPVPが機能するヨード製剤）
はその灰分含量のため、米国薬局方版の規定
に適合しない。したがつてこれは医薬製剤に使用
することができない。ヨードイオン供与化合物と
して沃化水素酸を使用すると、ヨードホールは米
国薬局方の条件に適合するが、このものは貯蔵安
定でない。さらに沃化水素酸の取扱いはその著し
い腐食作用のためきわめて困難である。 本発明の課題は、安定なPVP―ヨード溶液を
製造することにある。 本発明は、反応を水溶液中で行うことを特徴と
する、ポリビニルピロリドンを元素状ヨードと、
蟻酸又は修酸あるいは炭酸、蟻酸もしくは修酸の
アンモニウム塩又はアミドの存在下に反応させる
ことによる、ヨード／沃化物の比が２：１で分配
係数が180〜250であるポリビニルピロリドン―ヨ
ードの製法である。 沃化物の生成を促進する化合物として、前記の
酸のほか、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウ
ム、カルバミン酸アンモニウム、尿素、蟻酸アン
モニウム、ホルムアミド、修酸アンモニウム、オ
キサミド酸又はオキサミドも用いられる。ヨード
との反応に際して、沃化水素のほか二酸化炭素だ
けを生成する修酸及び蟻酸、ならびにそのアミド
及びアンモニウム塩が特に優れている。 沃化物の生成を促進する添加物の量は、通常は
反応の完結に際してPVP水溶液の５分の１ない
し３分の１が混合したヨードと反応して沃化物と
なるように定められる。これは使用したヨードに
対し、添加物の種類によるが２〜30重量％好まし
くは４〜22重量％の間にある。 沃化物生成用添加物は、PVP溶液とヨードを
普通の撹拌式容器中で混合する場合に、直接に一
緒に混合することが好ましい。好ましい実施態様
においては、沃化物生成用添加物の添加混合は、
直接にPVP溶液に行われ、次いでヨードの添加
が行われる。 PVP溶液と本発明による添加物及びヨードと
の混合は、まず室温で又は少し高めた約50℃まで
の温度で、元素状ヨードがPVP溶液に溶解する
まで行うことが好ましい。次いで沃化物生成のた
めの熱処理が50〜80℃で行われ、その際安定な
PVP―ヨードの特性である約200の分配係数なら
びに２：１のヨード：沃化物比が、一般に0.5〜
30時間後に達せられ、得られたPVP―ヨードは
５〜20重量％（乾燥物質として計算）の利用可能
なヨード含量を示す。 用いられるPVPは普通のように８〜50のＫ値
を有し、10〜35の範囲が特に優れている。本発明
の方法はＫ値10〜20のPVPのために特に適して
いる。 本発明方法に好適なPVPは、有機溶剤例えば
イソプロパノール又はトリオールの中で、ラジカ
ル形成体としての有機過酸化物、例えばジアルキ
ルパーオキサイドを使用して重合を行うことによ
り製造され、場合により続いて例えばドイツ特許
出願公開2515127号明細書に記載されるように水
蒸気蒸留を施されたものである。 安定なPVP―ヨード溶液の製造には、重合後
に水素化を施されたPVPも特に適している。こ
の場合PVPの水素化は、普通の既知方法により
行われる。すなわち水素化は、適当な触媒の存在
下に水素を用いて、又は錯水素化物を用いる処理
によつて行われる。好ましくは水素化は、水溶液
中で20〜100℃特に50〜80℃の温度ならびに50〜
500バール特に200〜300バールの圧力において、
水素を用いて１〜24時間行われる（米国特許
2914516号明細書参照）。触媒としては、普通の白
金触媒及びパラジウム触媒ならびに特にラネーニ
ツケルが適する。 特に好ましい水素化の実施態様においては、
PVPを錯水素化物を用いて処理し、その際水素
化物は重合物の重量に対し0.1〜10％好ましくは
0.5〜５％使用する。水素化物としては、例えば
ナトリウム又はリチウムの硼酸塩のように水溶性
のものが好んで用いられるが、他のもの例えば
NaBH（OCH₃）₃，NaAlH₄，LiAlH₄，NaAlH₂
（OCH₂OCH₃）₂又はLiAlH〔OC（CH₃）₃〕₃を用いて
反応を行うこともできる。PVPのラクタム基は
その際侵されない。 反応は錯水素化物を用いてなるべく水中で行わ
れ、水素化物としてはリチウム又はナトリウムの
硼酸塩が用いられる。他の水素化物のためには好
ましくは溶剤が用いられ、その例は低級アルコー
ル例えばメタノール、エタノール、イソプロパノ
ール、ｎ―プロパノール、ｎ―ブタノール又は三
級ブタノール、エーテル例えばジオキサン又はテ
トラヒドロフラン、あるいは芳香族化合物例えば
ベンゾール、トリオール又はキシロールである。
反応は１〜150℃好ましくは15〜80℃で行われる。
これは溶剤の沸点に関係する。水性溶剤又はアル
コール性溶剤中で操作するときは、一般にPH価を
反応前に約７にする。反応時間は0.5〜24時間好
ましくは２〜８時間の間にある。PVPがカルボ
キシル基を含有する場合は、水素化物との反応前
にカルボキシル基を常法によりエステル化するこ
とが有利である。 重合物中に存在しうる夾雑物を除去するために
は、錯水素化物との反応後に重合物の溶液をイオ
ン交換体により精製することが、きわめて有利で
あることが知られた。イオン交換体としては、例
えばポリスチロールを基礎としてスルホン酸基、
カルボキシル基又は四級アンモニウム基を有する
もの、あるいは酸性又は塩基性の珪酸塩を基礎と
するものが適している。 PVP―ヨード水溶液を製造する場合は、好ま
しくは10〜60重量％PVP水溶液から出発し、そ
の場合Ｋ値の小さい重合物には高濃度が適当であ
り、反対の重合物ではこれが逆になる。 本発明により製造されるPVP―ヨード溶液は、
直接に普通の様式で、他の補助物質例えば界面活
性剤を添加して、消費者に適する製品に調製され
る。この溶液は一般に固形物の全濃度が10〜50重
量％である。 新規なPVP―ヨード溶液は意外にも、ドイツ
特許出願公告2818767号の方法により製造された
PVP―ヨードを溶解して得られたものに比して、
約50％も高い安定性を有する。さらに該出願公告
の方法に比して、PVPを溶液として直接に使用
することができ、そして水溶液から単離する必要
のないことも大きな利点である。 場合によつてはこのPVP―ヨード水溶液から、
乾燥法例えばロール乾燥、噴霧乾燥又は噴霧粒状
化により、固形物を分離することもできる。 下記の実施例により本発明はさらに具体的に説
明され、例中の部は重量部である。Ｋ値はツエル
ローゼヘミー13巻38〜64頁及び71〜74頁（1932
年）に記載のフイケンチヤーの方法により、水溶
液中で測定したものである。ヨード損失の測定
は、利用可能なヨード含量が１％のPVP―ヨー
ド水溶液を80℃で15時間貯蔵することにより行わ
れた。80℃より高い温度は、52℃での面倒な14日
の貯蔵を避けることができ、そして比較可能な値
が得られる点で有利である。分配係数（VK）
は、米国特許3028300号明細書の方法により、利
用可能なヨード含量が1.0％の1.0モルPVPヨード
水溶液を、25℃の恒温浴中の閉鎖したガラスフラ
スコ中で、ヘプタン25mlと共に１分間激しく振盪
することにより測定された。数分間放置したの
ち、二相を分別し、水相のヨード含量をチオ硫酸
ナトリウムを用いる滴定により、そしてヘプタン
相のヨード含量を分光分析により測定した。計算
は次式による。 VK＝水相中のヨードmg／ヘプタン中のヨードmg ×ヘプタンml（25）／水相ml(1) 例３及び例４で使用するPVP溶液は、下記の
方法により製造された。 Ａ 耐圧撹拌式容器中に、ビニルピロリドン300
部、イソプロパノール700部及びジ三級ブチル
パーオキサイド12部の混合物300部を装入して
145℃に加熱し、その際装置内の加圧は約7.5バ
ールとなる。次いで残りの混合物を３時間かけ
て一様に添加し、モノマーのビニルピロリドン
の残量が0.5％以下になるまで１時間加熱を続
ける。放圧により80℃に冷却し、その際約570
部のイソプロパノールが留去される。水100部
で希釈し、水蒸気を導入して残りのイソプロパ
ノールを留去する。水蒸気の移行温度が98℃に
なつたのち、さらに水蒸気90部を導通する。次
いで溶液中の固体含量を水で50％にする。
PVPのＫ値は12.5である。 Ｂ ビニルピロリドン750部を水250部に溶解し、
0.01％塩化銅（）溶液0.5部及び30％過酸化
水素30部を添加し、PH7.6及び70℃で６時間重
合させる。得られた重合物はＫ値17である。冷
却後、溶液を40％に希釈し、硼酸ナトリウム15
部を添加し、12時間撹拌する。次いでカチオン
交換体（レワチツトS100）10及びアニオン
交換体（レワチツトM500）10を順次使用し
て精製を行う。溶液の固体含量は40％である。 例 １ 撹拌式容器中で、ドイツ特許出願公告2818767
号明細書の例１により製造されたポリビニルピロ
リドンの溶液273部に蟻酸1.05部を添加し、混合
物をアンモニア水でPH7.0にする。次いで粉砕ヨ
ード18部を添加し、炭酸ガス発生による発泡が認
められなくなるまで約２時間撹拌したのち、70℃
で20時間熱処理する。均質なPVP―ヨード溶液
は下記の特性値を有する。 有効ヨード含量：4.1％ 分配係数：207 ヨード損失：2.8％ 例 ２ 例１と同様にして、ドイツ特許出願公告
2818767号明細書の例２により製造されたポリビ
ニルピロリドン207部に蟻酸0.8部を添加し、アン
モニア水でPH8.0となし、ヨード17部を添加する。
室温で２時間混合したのち、さらに80℃で５時間
熱処理する。均質なPVP―ヨード溶液は下記の
特性値を有する。 有効ヨード含量：5.1％ 分配係数：202 ヨード損失：８％ 例 ３ 例１の操作法と同様にして、Ａにより製造され
たPVP溶液166部に蟻酸0.75部を添加したのち、
ヨード17部を供給する。室温で２時間混合したの
ち、さらに75℃で12時間熱処理する。均質な
PVP―ヨード溶液は下記の特性値を有する。 有効ヨード含量：6.2％ 分配係数：194 ヨード損失：14％ 例 ４ 例１と同様にして、Ｂにより製造されたポリビ
ニルピロリドン溶液207部に無水修酸1.35部を添
加し、混合物をアンモニア水でPH8.5にしたのち、
ヨード17部を添加する。室温で２時間混合したの
ち、さらに65℃で30時間熱処理する。均質な
PVP―ヨード溶液は下記の特性値を有する。 有効ヨード含量：5.0％ 分配係数：220 ヨード損失：９％ 例 ５ 例１と同様にして、ドイツ特許出願公告
2818767号明細書の例２により製造された下記表
に示す量のポリビニルピロリドンに沃化物生成促
進化合物及びヨードを混合し、室温で２時間撹拌
し、そして80℃で５時間熱処理する。その結果を
次表に示す。

【表】 アンモニウム
c 190 3.5 重炭酸アンモ
24 7.8 212 6.9％
ニウム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反応を水溶液中で行うことを特徴とする、ポ
   リビニルピロリドンを元素状ヨードと、蟻酸又は
   修酸あるいは炭酸、蟻酸もしくは修酸のアンモニ
   ウム塩又はアミドの存在下に反応させることによ
   る、ヨード／沃化物の比が２：１で分配係数が
   180〜250であるポリビニルピロリドン―ヨードの
   製法。 ２ Ｋ値が10〜35のポリビニルピロリドンから出
   発することを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ３ ビニルピロリドンを有機溶剤中でラジカル形
   成体としての有機過酸化物を使用して重合させる
   ことにより製造され、そして所望により水蒸気蒸
   留されたポリビニルピロリドンから出発すること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ４ 常法により製造され、ただし重合後に水素化
   されたポリビニルピロリドンから出発することを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。