JPS6368611A - 架橋重合体およびその製法 - Google Patents

架橋重合体およびその製法

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JPS6368611A
JPS6368611A JP62211506A JP21150687A JPS6368611A JP S6368611 A JPS6368611 A JP S6368611A JP 62211506 A JP62211506 A JP 62211506A JP 21150687 A JP21150687 A JP 21150687A JP S6368611 A JPS6368611 A JP S6368611A
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glycerol carbonate
polymer
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JP62211506A
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オツトー・マウツ
ジークフリート・ノエツツエル
クラウス・ザウバー
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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    • A61K9/14Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1629Organic macromolecular compounds
    • A61K9/1635Organic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyvinyl pyrrolidone, poly(meth)acrylates
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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】 〔産業上の利用分針〕 本発明は、主として球状の多孔性粒子の形態であり、そ
の構造がグリセロールカーボネート基を含有している単
量体、架橋用単量体、および適宜その他のモノエチレン
性不飽和単量体を基礎としている架橋重合体に関する。
この種の重合体は生物学的に活性な物質の固定化(im
mo−bilization )用の担体物質として特
に適している。
〔従来の技術〕
生物学的に活性な物質(例えば、酵素、抗体、抗原、ホ
ルモンなど)の重合体からなる担体物質上での、それら
の活性を保持したま\の、共有結合を介しての固定化(
この手段により、例えば酵素を安定化または精製するか
これらを水に不溶にする)は公知である。この方法で固
定化した生物学的に活性な物質は可溶性の形態のものと
比べてかなりの利点をもたらすニ一つは、反応の完了後
の、沈降による取出しくremovability)が
平易になり、他方生成物の安定性と再使用性が増大する
生物学的に活性な物質を結合するためのビニレンカーボ
ネートの重合体および共重合体の使用は公知である(西
独国特許出願公開第2407.540号、同第2,55
2,510号を参照)。生物学的に活性な物質の固定化
後もなお存在するシクロカーボネート基は該文献に記載
されている方法の変形法によってヒト四キシ基に転化さ
れる。
反応性単量体単位としてのビニレンカーボネートを基礎
としたこの公知の重合体担体物質は、生物学的に活性な
物質の非特異的吸着が乏しい他の担体物質と比べて有利
ではあるが、これはビーズ状の形態であることと所要の
多孔性であるという性質とを欠く。それ故に例えば、こ
れはカラへ法には使用できない。
ビニレンカーボネートの不規則な形をした共重合体はあ
る種の非イオン性分散安定剤の存在下で、非極性有機分
数剤中での重合によって製造される(西独国特許出願公
開第2,556,759号を参照)。これらの重合体は
同様にビーズ状ではなく、ましてやこれらは必要な程度
の多孔性 、を有していない。
さらに1担体結合した生物学的に活性な物質の製造に使
用できるビニレンカーボネートのビーズ状重合体が公知
である(西独国特許出願公開第3,243,591号を
参照)。しかしながら、これらの担体共重合体の製造は
、ある種の分散安定剤の存在下で炭化水素または液体パ
ラフィン中で実行されねばならない。
ポリビニレンカーボネートおよび/またはポリヒドロキ
シメチレンを基礎とした改質された重合体も公知であり
、この改良は重合体中に混合したある種のアルコキシ化
した化合物によってもたらされている(欧州特許出願公
開第161.464号を参照)。これらの重合体(これ
らは生物学的に活性な物質または親和クロマトグラフィ
ー用の担体物質として同様に好適である)の製造にはあ
る種の分散安定剤を使うことが必要である。一般に、も
う一度、複雑な逆懸濁重合が必要である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従って、非常に回りくどくない方法で製造でき、かつ生
物学的に活性な化合物を結合する非常に優れた能力をも
つところの、生物学的に活性な物質、例えば酵素、の固
定化のための重合体を発見することが[[であった。
これはグリセロールカーボネートエステル基を含有し、
かつビーズ状または粒状である多孔性の、架橋重合体の
使用によって達成された。
よって、本発明は、囚 グリセロールカーボネートメタ
クリレート、グリセロールカーボネートアクリレート、
グリセロールカーボネートビニルエーテル、および/ま
たはグリセロールカーボネートアリルエーテルに由来す
る単位の1〜99重量%、(B)N、N’−ジビニルエ
チレン尿素および/またはN、 N’−ジビニルプロピ
レン尿素に由来する単位の99〜1重量%から実質的に
なり、この単位の合計は常に100重量%であり、重合
体粒子が実質的に球形で、10〜600Pの平均粒度、
および5〜1,000nmの平均孔径をもつ架橋重合体
に関する。
本発明は、また、重合条件下で単量体と重合体を溶解し
ない液体分散剤中における遊離ラジカル開始剤とその他
の助剤、および容易に単量体に溶解するか混合できるが
分散剤に事実上不溶である物質(不活性剤)の存在下で
の単量体の共重合による架橋重合体の製造方法であって
、(A”)  グリセロールカーボネートメタクリレー
ト、グリセロールカーボネートアクリレート、グリセロ
ールカーボネートビニルエーテル、および/またはグリ
セロールカーボネートアリルエーテルを単量体混合物を
基準として1〜99重世%、!:、(B’)  N、N
’−ジビニルエチレン尿素および/またはN、N’−ジ
ビニルプロピレン尿素を単量体混合物を基準として99
〜1重量%との、全単量体を基準として50〜300重
憧%の不活性剤の存在下における共重合から成る該重合
体の製造方法に関する。
最後に、本発明は、また、担体結合した生物学的に活性
な物質の製造のための担体物質用のこのようにして得ら
れた重合体く関する。
本発明の重合体は、囚 グリセロールカーボネート基を
含有している単量体(Aつに由来する単位1〜99重量
%、好ましくは6〜60重縫%、特に8〜50重量%、
(B)  架橋用単量体(Bつに由来する単位99〜1
重量%、好ましくは97〜40重量%、特に92〜50
重量%、そして適宜、(C)モノエチレン性不飽和の、
非親水性かつ非架橋用単量体(Cつに由来する単位0.
1〜10重量%、好ましくは0.1〜5重穢%から成る
。なお上記各場合とも重量%は全重合体を基準としてい
る。
グリセロールカーボネート基を含有している好適な単量
体CI!>の例は、グリセロールカーボネートアクリレ
ート、グリセロールカーボネートビニルエーテル、およ
び/またはグリセロールカーボネートアリルエーテル、
好ましくはグリセロールカーボネートメタクリレート、
の単独または混合物である。グリセロールカーボネート
基を含有している単量体は、例えば西独国特許出願第3
,529.2+53.6号および第3.600,602
.5号(各々1985年8月16日、1986年1月1
1日出I@1)に記載されている方法によって、エポキ
シ基を含有し、かつ有機溶媒に溶解されている対応する
単量体中に適当な触媒の存在下に二酸化炭素を加え、二
酸化炭素分子のとり込みによってエポキシ環をカーボネ
ート環に転化させて製造される。
適当な架橋用単量体(Bつの例は、N、N’−ジビニル
プロピレン尿素、好ましくはN、N’−ジビニルエチレ
ン尿素、の単独または混合物である。
適当なモノエチレン性不飽和の、非親水性の、非架橋用
単量体(C′)は、ビニルアルカノエート、アルキルア
クリレート、アルキルメタクリレート、スチレンおよび
スチレン誘導体、好ましくは酢酸ビニル、メタクリル酸
メチル、アクリル酸ブチルおよびスチレン、の単独また
は混合物である。
本発明の重合体の製造のための本発明の方法において、
単量体は懸濁、溶液、あるいは沈澱重合法において遊離
ラジカル開始剤および別の助剤の存在下で重合される。
懸濁化剤としての水中での20〜120℃、好ましくは
25〜90℃での懸濁重合が好ましい。適当な遊離ラジ
カル開始剤は、単量体相に易溶性で、かつ水に溶解性が
乏しいものである。これらの例は、ジ−t−ブチルはル
オキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ビス(0−メチ
ルベンゾイル)スルオキシド、t−ブチルヒドロペルオ
キシド、クメンヒト。はルオキシド、ジイソゾロピルに
ルオキシジカーボネート、およびシクロヘキサノンはル
オキシドなどの有機ペルオキシド、またはα、α′−ア
ゾジイソプチ、ロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸、1
.1’−アゾシクロヘキサン−1,17−ジカルボニト
リル、およびアゾジカルボンアミドなどの脂肪族アゾ化
合物である。
安定剤および/または分散助剤は懸濁重合に使用される
もので、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル
アミド、ポリビニルアルコール、またはヒドロキシエチ
ルセルロースである。
できるだけの高多孔度のビーズ状重合体を得るために、
ある種の不活性の、液体成分(不活性剤)が重合系に、
あるいは、好ましくは単量体に1加えられる。これらの
成分はその中に琳1体が容易に溶解するか、それに単量
体が温合可能であり、しかし、他方で分散剤に事実上不
溶性であり、故にそれと混合できないそれらの物質であ
ると理解すべきである。適切な共重合体に対するこれら
の挙動に従って、不活性剤は、膨潤および/または沈澱
剤に分けることができる。不活性剤は重合に関与しない
が、重合体によって被覆され、仕上げ(work−up
 )中に再度溶出する。これは永久的な孔を作る。孔径
は不活性剤の種類と量によって影響を受は得るが、さら
に架橋用成分の量にも依存している。
重合に使用され、かつその中に単量体が溶解される不活
性剤は、本発明の場合は単量体のエチレン系二重結合お
よびグリセロールカーボネート基と反応してはならない
好ましい不活性剤は、はンタノール、ヘプチルアルコー
ル、2−エチルヘキサノール、ノニルアルコール、テシ
ルアルコール、ラウリルアルコール、シフ四ヘキサノー
ル、およびオキソアルコール、例えばTCDアルコール
M 不活性剤は、使用される単量体の全量を基準として、5
0〜300重量%、好ましくは100〜250重量%、
特に125〜200重量%の量で使用する。
本発明の方法は、攪拌器具を備えた反応容器中で便利に
行なわれる。ビーズ状重合体の粒度は攪拌速度と相比(
phase ratio )によって公知の手段で調整
する。平らな底を有し、その軸が容器の底にほとんど達
する共軸状に配置された攪拌具を備えた垂直円筒状容器
を使うことが特に有利である。
反応容器は、好ましくは真空密にし、かつ還流凝縮器、
滴下漏斗、ガス導入管、および温度計を備えることがで
きる。容器の加熱と冷却は、液浴、例えば油浴または水
浴、にょって通常は行なわれる。
大気中の酸素を排除して本発明の方法を実行するのが有
利である。よって、開始前に1反応容器を不活性ガス、
好ましくは窒素でさっと洗う。
重合反応の完了後、未反応の単量体は反応容器から、例
えば減圧下、好ましくは0.1〜15トールの圧力下、
の蒸発によって、除失される。
残留単量体を除去後に、分散剤を、例えばデカンテーシ
ョン、濾過、あるいは上澄みの吸引によって固体重合体
から分離する。重合体は次に、必要により、低沸点有機
溶剤、例えば炭化水素、低級アルコールやアセトン、で
洗滌し、最後に乾燥する。重合体は20〜100℃、好
ましくは40〜80℃の温度で通常は乾燥する。減圧下
の乾燥が本方法では得策である。
本発明のビーズ状重合体は、乾燥、非膨潤状態での平均
粒度が10〜600μ憎、好ましくは20〜400μm
で、好ましくは狭い粒度分布をもつ球形の粒子から主と
して成る。重合体の特定の最適な粒度は、特に、特定の
用途分野に依存する。
例えば、大気圧下で実行されるカラへ法では、高温下の
方法の場合よりも対応して大きくすべく上述した範囲内
で粒度を選択することが可能である。本発明のビーズ状
重合体のビーズはマクロ多孔性ビーズとして主として形
成される。
このことは、本発明によって生じる平均孔径が5〜1.
000 nm 、好ましくは10〜800 nmの範囲
内であることによって明白である。
孔径(孔容積)の測定は第1に孔容積が毛管工法(水銀
ボロシメトリー)によって測定されるようなやり方で行
なわれる。加えて、孔寸法の測定は走査電子顕微鏡法に
よっても可能である0 本発明の重合体は、生物学的に活性な物質の共役結合の
形成による固定化に好適である。しかしながら、グリセ
ロールカーボネート基の不活性化後適宜、その他の目的
、例えば親和クロマトグラフィーなど、にも好適である
「生物学的に活性な物質」という用語は、生体内または
ガラス器内で活性である公知の天然または合成により製
造した物質、例えば酵素、活性剤、抑制剤、抗原、抗体
、ビタミン、ホルモン、エフェクター、抗生物質、およ
びタンパク質、であると理解されるべきである。この文
脈において、タンパク質という用語は、ある種の非タン
パク質置換体、例えば金属イオン、ポリサッカライド、
ポルフィリン基、アデニンジヌクレオチド、リボ核酸、
リン脂質など、をもつタンパク質も含む。ポリぼプチド
断片、例えば酵素分子の活性な部分、も「生物学的に活
性な物質」という用語に含まれる。
上記した生物学的に活性な物質の中では酵素が好ましい
。酵素の例は、ぼニジリンアシラーゼ、Dアミノ酸オキ
シダーゼ、アデニルデアミナーゼ、アルコールデヒドロ
ゲナーゼ、アスパラギナーゼ、カルボキシベプチタ゛−
ゼ、キモトリプシン、ジホスホエステラーゼ、α−グリ
コシダーゼ、グルコースイソメラーゼ、グルコースオキ
シダーゼ、グルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ、
ヘキソキナーゼ、インベルターゼ、β−ラクタマーゼ、
ラクターゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、種々のレクチン、
NADキナーゼ、ノイラミダーゼ、パノイン、はルオキ
シダーゼ、ホスファターゼ(アルカリおよび酸)、5/
−ホスフォジェステラーゼ、ピルベートキナーゼ、リボ
ヌクレアーゼ、およびトリプシンである。
その他の生物学的に活性な物質の例は、ホルモン、例え
ばインシュリンおよびさまざまな下垂体ホルモン、ガン
マ−グロブリン断片のタンパク質、例えば抗血友病因子
、血液凝固因子、特定の抗体、例えば肝炎、灰白髄炎、
麻疹、おたふ゛くかぜ、インフルエンザ、またはウサギ
抗体、適当な抗体反応の浄化または刺激のための肝炎、
灰白髄炎、麻疹、おたふくかぜ、インフルエンザ、また
はウサギ抗原などの抗原−この抗原は(不溶にされた後
)不溶性の状態で残存し、引き続いて体内に侵入してそ
れを害することが不可能であるーならびにヘモグロビン
またはアルブミンなどの一般的な体(body )タン
パク質である。
生物学的に活性な物質の重合体担体物質への結合は、そ
れ自体公知であり、例えば、緩衝溶液、例えばリン酸カ
リウム15モル水溶液、を用いて特定のpHに調整され
た酵素溶液に乾燥担体物質が添加されるようなやり方で
一般に行なわれる。固定化時間、これは1〜72時間で
あり得る、の後に担体物質は特定の温度(例えば23℃
)で1モルの塩化ナトリウム溶液および緩衝溶液で完全
に洗滌される。湿った担体vJ質上の比活性度が裂かれ
るべき基体の添加後に、例えば自動滴定によって測定さ
れる。
本発明の新規な重合体は下記の利点をもつ。
これらは低価格の商業的に入手できる出発物質から製造
できる。懸濁重合における懸濁化剤として水を使用する
ことが可能である。逆懸濁重合において必要な炭化水素
と塩化炭化水素が避けられる。
ビーズ状の重合体は生物学的に活性な物質を結合する非
常に優れた能力を有している。
〔実施例〕
実施例 1〜6 脱塩水200d、リン酸ナトリウム3.2 g、および
分子量360,000のボリビ冒ルピロリドン2.0g
を最初に還流凝縮器、攪拌器、温度計、および窒素導入
管をもつ丸底フラスコに入れ、この混合物を次にポリビ
ニルピロリドンが完全に溶解するまで約20分間25℃
で攪拌した。
次に、成分(A′)、(Bつ、および適宜(C′)から
なる溶液を不活性剤およびアゾイソブチロニトリル2.
9と共に添加した。この混合物を次に攪拌し、窒素でプ
ランケラティングしながら65℃の温度に徐々に加熱し
、温度自動調節用油浴によって7時間この温度に維持し
た。この混合物を約25℃に冷却した後、得られたビー
ズ状の重合体を吸引漏斗を介して戸別し、1tの水で各
回30分3回攪拌し、吸引により戸別し、1tのメタノ
ールで各回30分4回攪拌し、吸引により戸別し、1t
のアセトンで各回30分2回攪拌し、吸引で炉別した。
アセトンで湿ったビーズ状重合体はふるいにかけ、0.
267パールの窒素下で50℃で乾燥炉中で一晩乾燥し
た。
収率、ふるい分析からの粒度分布、および適宜平均孔径
およびそれらの測定のために必要とされる孔容積を第1
表に表示する。
実施例 7〜11 緩衝溶液中の生物学的に活性な物質の溶液を実施例1〜
5の一つにおけると同様に製造した0、2gの担体物質
に添加した。23℃で72時間(実施例10については
16時間の固定化時間)の固定化後ビーズを1モルの塩
化ナトリウム溶液と緩衝溶液で完全に洗滌した。自動滴
定器を用いて基体上で測定された吸引フィルターからの
湿った物質の収率、対応する乾燥重量、および当初の活
性度と洗滌水中の活性度を平衡させた後の固定化収率(
=担体上の活性度:利用可能にされた活性度の比)、η
値(η=判明した活性度/利用可能にされた活性度−洗
滌水中の活性度)を第2表に表示する。活性度(U)は
1分当りの1μmotの物質の転化率、比活性度第1表 実施例 成分A’     C&) レート 一チル 一チル 成分B’    〔l 成分C’    CF) 酢酸ビニル     −  −−10−−アクリル酸メ
チル −10−−−− 不活性剤  CEl〕 シクロヘキサ/−ル  108 108 108 10
8 108 108ラウリルアルコール  12  1
2  12  12  12  12収率〔y=%a、
Th、] 75 86 90 90.6 845 92
41粒度〉300μmC%:]−−−−−−200〜6
00μm    −−3,3−−−100〜200/1
m   36.0 53.0 26.9 35,4 5
3.4 51750〜100μ?FL   602 4
6.3 68.1  60.0 42B  43.8〈
50μ惜     3.8  0.7  1.7  4
.55.8  45比孔容債 〔α5/11〕0.92
−−0.68  −  0.74孔径  (nm)  
 60  −  − 75  − 54第2表 担体物質(実施例番号)1   2   3   4 
  5にニジリンアシラーゼ  12001200  
 −    −    −トリプシン      − 
  −1000−−ウレアーゼ     −   −−
1000−キモトリプシン   −   −−−700
含有量 〔μf!/ml〕50  30   6.25
 30   6対応(U/d)  220 240 4
75 45 1001緩衝溶液〔モル〕 リン酸カリウム   1.5   1.5   1.0
   1.0   1.0ベンズアミジン      
 −1,6X10−2 −   −pH7,67,67
,88,08t1 滴定条件 温度  [’C]    37   37   37 
  30   371)H7,87,88,16,18
,9基体     AABCD 対応 (ty/、9)  296 288 556 5
5  510乾燥重量基準(U/Sリ 675  78
5  880  137  1445固定化収率〔%)
   51   60  37  60  41η−値
     0.57 0.61 0.38 0.65 
0.41基体: A = : ニジリン酸カリウムC=
尿素 D=ニアセチルチロシンエチルエステ ル許出願人  ヘキスト・アクチェンゲゼルシャフト外
2名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)(A)グリセロールカーボネートメタクリレート、
    グリセロールカーボネートアクリレート、グリセロール
    カーボネートビニルエーテル、および/またはグリセロ
    ールカーボネートアリルエーテルに由来する単位の1〜
    99重量%、および(B)N,N′−ジビニル−エチレ
    ン尿素および/またはN,N′−ジビニルプロピレン尿
    素に由来する単位の99〜1重量%から実質的に成り、
    この単位の合計は常に100重量%であり、そして、重
    合体粒子が実質的に球形で、10〜600μmの平均粒
    度、および5〜1,000nmの平均孔径をもつ架橋重
    合体。 2)グリセロールカーボネートメタクリレートが使用さ
    れる特許請求の範囲第1項記載の重合体。 3)(C)酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、アクリル
    酸ブチルおよび/またはスチレンに由来する単位を全重
    合体を基準として0.1〜10重量%追加的に含有する
    特許請求の範囲第1項または第2項に記載の重合体。 4)重合条件下で単量体と重合体を溶解しない液体分散
    剤中における遊離ラジカル開始剤とその他の助剤、およ
    び容易に単量体に溶解するか混合できるが分散剤に事実
    上不溶である物質(不活性剤)の存在下での単量体の共
    重合による架橋重合体の製造方法であつて、該方法が、
    (A′)グリセロールカーボネートメタクリレート、グ
    リセロールカーボネートアクリレート、グリセロールカ
    ーボネートビニルエーテル、および/またはグリセロー
    ルカーボネートアリルエーテルの1〜99重量%、およ
    び(B′)N,N′−ジビニルエチレン尿素および/ま
    たはN,N′−ジビニルプロピレン尿素の99〜1重量
    %からなり、単量体の合計は常に100重量%、である
    単量体を全単量体を基準として50〜300重量%の不
    活性剤の存在下に共重合させることから成る上記 の方法。 5)酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチ
    ル、および/またはスチレンからなる成分(C′)を単
    量体混合物を基準として0.1〜10重量%追加的に共
    重合させる特許請求の範囲第4項記載の方法。 6)10〜600μmの平均粒度と5〜1,000nm
    の平均孔径をもつ主として球状の粒子を製造する特許請
    求の範囲第4項または第5項記載の方法。 7)共重合が懸濁剤としての水の中で20〜120℃の
    温度における懸濁重合として実行される特許請求の範囲
    第4項ないし第6項のいずれか一つに記載の方法。 8)生物学的に活性な物質の固定化用の担体物質用の特
    許請求の範囲第1項記載の重合体。 9)生物学的に活性な物質が酵素である特許請求の範囲
    第8項記載の重合体。
JP62211506A 1986-08-28 1987-08-27 架橋重合体およびその製法 Pending JPS6368611A (ja)

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