JPWO2008096763A1 - 相間移動触媒およびポリ水酸化フラーレンの製造方法 - Google Patents

Abstract

淡色であり、優れた抗酸化能を有し、高い水溶性を有することに加えて、水酸基以外の他の含窒素官能基を有さず、ナトリウム塩などの不純物が残留していないポリ水酸化フラーレンを、不溶性の水酸化フラーレンや水素化フラーレンを経由せずに、原料フラーレンから直接、一段階反応で効率的に合成することを可能とする相間移動触媒およびポリ水酸化フラーレンの製造方法を提供する。ポリ水酸化フラーレンを製造する際の、原料フラーレン有機溶媒溶液と過酸化水素水との二液相の接触反応における相間移動触媒であって、一般式（Ｒ）４ＮＸ（Ｒはそれぞれ、同一あるいは別異の炭化水素基であり、Ｘはアニオンである）で表される第４級アンモニウム塩であることを特徴とする。

Description

本発明は、相間移動触媒およびポリ水酸化フラーレンの製造方法に関するものである。

フラーレン類は、活性酸素の消去能を有することが知られており、化粧品や医薬品への応用展開が期待されるところであるが、フラーレン類は水に対して不溶性ないし難溶性であることが大きな問題となる。また、フラーレン類を包接化合物とすることにより水溶解性を高めることも検討されてきているが、フラーレン類の有する濃茶色の色調が化粧品等への応用において問題になる。

このような問題の解決策としては、多置換のポリ水酸化フラーレンとその誘導体についてはその合成法とともにすでに報告されているが（特許文献１、２、非特許文献１−３）、いずれの場合にも、水溶性が低く、かつ多段反応であって、発煙硫酸のような扱いにくい試薬を用いることや、ナトリウム等の金属塩が残存してしまう等の問題点があった。

本発明者らは、このような状況において、淡色であり、優れた抗酸化能を有し、高い水溶性を有し、かつナトリウム塩などの不純物が残留していない水酸化フラーレンとその製造方法を提案している（特許文献３）。しかし、この製造方法では、不溶性の水酸化フラーレンや水素化フラーレンを経由しての多段反応であるという制約があり、実用的にはコストが高くなることが考えられ、改善された水溶性ではあっても更なる向上を望まれていた。

このため、優れた抗酸化能を有するとともに、さらに高い水溶性を有し、簡便に効率的に低いコストで大量合成することのできる水酸化フラーレンとその製造方法も提案している（特許文献４）。しかしながら、この製造方法においても、水酸基以外の他の含窒素官能基が同時に導入されてしまうため、ポリ水酸化フラーレンの使用が制限される可能性がある。
特開平７−４８３０２号公報 特開２００４−１６８７５２号公報 国際公開ＷＯ２００６／０２８２９７号パンフレット 特開２００７−１７６８９９号公報 J. Org. Chem., 1994, 59, 3960 Tetrahedron, 1996, 52, 4963 Synthetic Communications, 2005, 35, 1803

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、淡色であり、優れた抗酸化能を有し、高い水溶性を有することに加えて、水酸基以外の他の含窒素官能基を有さず、ナトリウム塩などの不純物が残留していないポリ水酸化フラーレンを、不溶性の水酸化フラーレンや水素化フラーレンを経由せずに、原料フラーレンから直接、一段階反応で効率的に合成することを可能とする相間移動触媒およびポリ水酸化フラーレンの製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、本発明者によるこれまでの提案での技術的制約の認識を踏まえて、これを克服するために、
（１）ポリ水酸化フラーレンを製造する際には、原料フラーレン有機溶媒溶液と過酸化水素水との二液相の接触反応とすること、
（２）そして（１）の際に、一般式（Ｒ）_４ＮＸ（Ｒはそれぞれ、同一あるいは別異の炭化水素基であり、Ｘはアニオンである）で表される第４級アンモニウム塩の相間移動触媒を添加すること、
を特徴とするものである。

なお、本発明者の発明に係わる特許文献３の発明では、（１）のように原料フラーレン有機溶媒溶液と過酸化水素水との二液相の接触反応ではなく、過酸化水素水中に不溶性の水酸化フラーレンや水素化フラーレンを懸濁させている。そもそも、特許文献３の発明の反応条件（反応温度６０℃）においては、不溶性の水酸化フラーレンや水素化フラーレンを経由しなければ、原料フラーレン有機溶媒溶液と過酸化水素水との二液相の接触反応では、ポリ水酸化フラーレンは製造されない（後述の比較例２）。

そこで、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、（１）の際に、相間移動触媒として、一般式（Ｒ）_４ＮＸ（Ｒはそれぞれ、同一あるいは別異の炭化水素基であり、Ｘはアニオンである）で表される第４級アンモニウム塩を添加することによって、不溶性の水酸化フラーレンや水素化フラーレンを経由せずに、原料フラーレンから直接、一段階反応でポリ水酸化フラーレンを得ることができることを見出し、本発明に至ったものである。

すなわち本発明は、第１には、ポリ水酸化フラーレンを製造する際の、原料フラーレン有機溶媒溶液と過酸化水素水との二液相の接触反応における相間移動触媒であって、一般式（Ｒ）_４ＮＸ（Ｒはそれぞれ、同一あるいは別異の炭化水素基であり、Ｘはアニオンである）で表される第４級アンモニウム塩であることを特徴とする相間移動触媒を提供する。

また、第２には、一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＲは、それぞれ、同一あるいは別異の炭素数２〜１０の直鎖アルキル基であることを、第３には、一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＸのアニオンは、ＯＨまたはハロゲンまたは擬ハロゲンであることを、第４には、一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＯＨの水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウムであることを、第５には、一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＢｒの臭化テトラｎ−ブチルアンモニウムであること特徴とする前記相間移動触媒を提供する。

加えて、第６には、ポリ水酸化フラーレンの製造方法であって、原料フラーレン有機溶媒溶液と過酸化水素水との二液相を接触反応させる際に、相間移動触媒として、一般式（Ｒ）_４ＮＸ（Ｒはそれぞれ、同一あるいは別異の炭化水素基であり、Ｘはアニオンである）で表される第４級アンモニウム塩を添加することを特徴とするポリ水酸化フラーレンの製造方法も提供する。

また、第７には、一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＲは、それぞれ、同一あるいは別異の炭素数２〜１０の直鎖アルキル基であることを、第８には、一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＸのアニオンは、ＯＨまたはハロゲンまたは擬ハロゲンであることを、第９には、相間移動触媒として、一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＯＨの水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウムを添加することを、第１０には、相間移動触媒として、一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＢｒの臭化テトラｎ−ブチルアンモニウムを添加することを特徴とする前記ポリ水酸化フラーレンの製造方法を提供する。

また、第１１には、モル当量比（相間移動触媒／原料フラーレン）を３．０以上とすることを、さらに、第１２には、モル当量比（相間移動触媒／原料フラーレン）を６．０以上とすることを特徴とする前記ポリ水酸化フラーレンの製造方法を提供する。

また、第１３には、１８℃以上かつ過酸化水素水の沸点未満で接触反応を行うことを、さらに、第１４には、６０℃以上かつ８０℃以下で接触反応を行うことを特徴とする前記ポリ水酸化フラーレンの製造方法を提供する。

上記第１、第６の発明によれば、淡色であり、優れた抗酸化能を有し、高い水溶性を有することに加えて、水酸基以外の他の含窒素官能基を有さず、ナトリウム塩などの不純物が残留していないポリ水酸化フラーレンを、不溶性の水酸化フラーレンや水素化フラーレンを経由せずに、原料フラーレンから直接、一段階反応で効率的に合成することができる。

そして、上記第２〜５、７〜１４の発明によれば、さらに効率的にポリ水酸化フラーレンを合成することができる。

実施例１のポリ水酸化フラーレン（１）の赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトル図である。 実施例１のポリ水酸化フラーレン（２）の赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトル図である。 Ｃ_６０（ＯＨ）_１２・５Ｈ_２Ｏの赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトル図である。 Ｃ_６０（ＯＨ）_３６・９Ｈ_２Ｏの赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトル図である。 実施例１のポリ水酸化フラーレン（２）の熱重量分析（ＴＧＡ）測定チャート図である。 実施例４のポリ水酸化フラーレン（３）の赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトル図である。 実施例５のポリ水酸化フラーレン（４）の赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトル図である。 実施例１のポリ水酸化フラーレン（２）およびその他の抗酸化剤存在下での吸光度４６０ｎｍにおけるβ−カロテン退色の経時変化のグラフである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

本発明は、ポリ水酸化フラーレンを製造する際の、原料フラーレン有機溶媒溶液と過酸化水素水との二液相の接触反応において、相間移動触媒を添加する。

ここで、本発明の相間移動触媒は、一般式（Ｒ）_４ＮＸ（Ｒはそれぞれ、同一あるいは別異の炭化水素基であり、Ｘはアニオンである）で表される第４級アンモニウム塩である。

一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＲおよびＸは、有機相にも水相にも可溶であれば、その種類は特に制限されない。一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＲは、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基あるいはこれらに官能基を有していてもよいし、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基であってもよく、原料フラーレンと過酸化水素水との反応性を妨げない限り特に制限されない。

一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＸについても、ハロゲン、擬ハロゲン各種、ＯＨ等、特に制限されない。

中でも、一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＲは、それぞれ、同一あるいは別異の炭素数２〜１０の直鎖アルキル基である相間移動触媒であることが好ましい。炭素数２より小さい場合には、水への溶解度が高くなりすぎてしまい、炭素数１０より大きい場合には、有機相への溶解度が高くなりすぎてしまうばかりかコストがかかってしまう。

また、全て同一の直鎖アルキル基とすれば、低コストとすることができて好ましい。

また、Ｘを、ハロゲンであれば、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等とすることが好ましく、擬ハロゲンであれば、ＯＴｓ（トシラート）、ＯＴｆ（トリフラート）、ＢＦ_４、ＣｌＯ_４、ＰＦ_６等とすることが好ましい。

これらの中でも、一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＯＨ（水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウム）や、一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＢｒ（臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム）であることがさらに好ましく、これらの相間移動触媒とすることで、さらに効率的に反応を進行させることができる。特にｎ−Ｂｕ_４ＮＯＨ（水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウム）は、その効果が優れているので好適に用いることができる。

本発明における原料フラーレンは、フラーレン核が、Ｃ_６０、Ｃ_７０、あるいはより高次のもの、またはナノチューブフラーレン、そして、これらの混合物をはじめとして各種のものであってよい。例えば、本発明の原料フラーレンのフラーレン核には、メチレン鎖等のアルキレン鎖を介して複数のフラーレンが結合したものや、アルキレン鎖が、フラーレン骨格の異なる位置の炭素原子に結合するもの等であってもよい。また、置換基を有していてもよく、水素化フラーレン、酸化（エポキシ）フラーレン、メタノ架橋フラーレン、アルキル置換フラーレン、アリール置換フラーレン等であってもよい。そして、フラーレン修飾化合物またはその塩及びそこから選択される少なくとも一種であってもよい。

原料フラーレンを溶解させる有機溶媒は、当然に水への溶解度が低く、かつフラーレンの溶解度が高いものであれば特に制限されず、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等が例示され、有機溶媒の量については、原料フラーレンがほぼ完全に溶解する量までを目安とすることができ、例えばＣ_６０をトルエン中に溶解するのであれば、０．２〜３．２ｍｇ／ｍＬとすればよく、特に１．５〜２．５ｍｇ／ｍＬとすることが好ましい。

これらの原料フラーレンあるいは原料フラーレン有機溶媒に対しての過酸化水素水は、例えば、濃度３０％のものとすれば、原料フラーレンに対して１０〜１０００倍程度の重量比、そして原料フラーレン有機溶媒に対して０．０２〜２倍程度の体積比とすることができる。例えば、原料フラーレンに対して５０倍重量比の条件では、モル当量比（Ｈ_２Ｏ_２／Ｃ_６０）が３００程度になる。このような当量比を考慮して使用量を定めることができる。

なお、過酸化水素水としては市販品で３％〜５０％濃度のものがあるが、実際的には３０％以上のものを用いることが好ましい。

反応温度としては、通常は−４０℃〜過酸化水素水の沸点の範囲が考慮されるが、好ましくは１８℃（室温）以上かつ過酸化水素水の沸点未満、さらに好ましくは６０℃以上８０℃以下の範囲である。１８℃以上とすることによって、反応性が向上する他、使用できる溶媒も多く好ましく、６０℃以上とすることによってさらに反応性が向上する。ただし、過酸化水素水の沸点未満とすることは当然のことであるが、８０℃よりも高温とすることは、反応性の向上に大きく寄与しないばかりか、コストがかかってしまう。

反応時間については、特に制限されないが、本発明においては、その他の反応条件を適当に設定すれば、３〜１６時間程度あれば十分に反応が進行するため、１６時間以上の反応を試みても、収率は特に向上せずかえってコストがかかってしまうため好ましくない。

そして、反応後の分離、精製に際しては、過酸化水素水に可溶なものと、そうでないものとの溶媒の組み合わせ使用が有効でもある。ただし、水層と有機層に分離しないように組み合わせることが望ましい。一般的には、アルコール、ＴＨＦ、アセトン、アセトニトリル等の水可溶性溶媒と、その他の溶媒との組み合わせが考慮される。例えば、エタノール、２−プロパノール、ブタノール、ジエチルエーテル等とヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等との組み合わせである。これらの溶媒は、過酸化水素水に対して各々３〜２０倍程度が適当であるが、好ましくは５〜１０倍である。溶媒量が過少である場合、沈殿する反応生成物中に過酸化水素水が残留し、過剰反応や、乾燥の妨げになるという不都合が生じる。

以上により、通常はポリ水酸化フラーレンの水和物が生成されるが、減圧下で１５０℃程度までの範囲において加温、加熱することにより無水物とすることができる。

そこで以下に実施例を説明する。もちろん以下の例によって発明が限定されることはない。

まず、以下の手順に従って、ポリ水酸化フラーレンを合成した。
＜実施例１＞
Ｃ_６０（＞９６％、市販品）０．１００ｇをトルエン（５０ｍＬ）に溶解させ、３０％過酸化水素水５ｍＬと、相間移動触媒として水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウム（Tetra-n-butyl ammonium hydroxide、以下ＴＢＡＨ）（４０％ｉｎ ｗａｔｅｒ、５００μＬ、モル当量比（ＴＢＡＨ／Ｃ_６０）６．１５）を加え、６０℃で１６時間攪拌した。無色になったトルエン層を除去し、ヘキサン、ジエチルエーテル、２−プロパノールをそれぞれ５：５：７の割合で混合した溶液８５ｍＬに超音波照射しながら水層を滴下し、淡黄色固体を析出させた。生じた沈殿を遠心分離により沈降させた後、デカンテーションにより上澄み液を除いた。この固体を６０ｍＬのジエチルエーテルを用いて洗浄し、再沈降させた後上澄み液を除き、１８時間真空乾燥することで反応生成物のポリ水酸化フラーレン（１）を淡黄色粉末として０．１９９ｇ得た（収率８９％）。

さらに残留している触媒を除くために、この固体を３ｍＬの水に溶解させ、重さ約１ｇのフロリジール（６０〜１００ｍｅｓｈ、市販品）を長さ約６ｃｍに充填したカラムクロマトグラフィーに通した後、０．４５μｍのメンブレンフィルター（市販品）をさらに通して完全にフロリジールも除去した。これを再び水の体積に対して５：５：７の比でヘキサン、ジエチルエーテル、２−プロパノールを加えて淡黄色固体を析出させた。１８時間真空乾燥することで精製した生成物であるポリ水酸化フラーレン（２）を淡黄色粉末として０．１４９ｇ得た（収率６７％）。

図１および図２は、それぞれ、実施例１のポリ水酸化フラーレン（１）、（２）の赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトル図である。

図１、２は、水酸基のＯ−Ｈ伸縮に基づく３４００ｃｍ^−１付近の大きなブロードな吸収とともに、Ｃ−ＣおよびＣ−Ｏ伸縮に基づく１６２０、１３８０、１０８０ｃｍ^−１付近にブロードな吸収を示した。これらの吸収のパターンは、図３に示すL. Y. Chiangらが報告している水酸基数が１２のポリ水酸化フラーレン（非特許文献１記載の方法により合成）や、図４に示す水酸基数が３６のポリ水酸化フラーレン（特許文献３記載の方法により合成）のＩＲスペクトルとよく似ており、それぞれの吸収の相対強度比が若干異なることから水酸基の数が異なるポリ水酸化フラーレンであることが示唆された。また、図１では２９００ｃｍ^−１付近に脂肪族Ｃ−Ｈ伸縮に基づく特徴的な吸収が見られることから、相間移動触媒として用いたＴＢＡＨが微量残留していることがわかった。しかし、精製後のスペクトルである図２では、この吸収が消失していることから触媒がほぼ完全に除去されたことが示唆された。

図５は、実施例１のポリ水酸化フラーレン（２）の熱重量分析計（ＴＧＡ）測定チャート図である。

ポリ水酸化フラーレン（２）を熱重量分析計（ＴＧＡ）を用い、窒素雰囲気下、昇温速度５℃／ｍｉｎで熱分析を行った。図５から、室温〜１２０℃付近までに極大点（７２．１℃）を有しながら約９．４ｗｔ％の重量減少がみられた。一般に、極性官能基を多数有するような化合物では１５０℃程度まで加熱しないと解離しない二次結合水が存在可能であることから、強固に吸着している水分が９ｗｔ％程度存在すると見積もることができた。

また、ポリ水酸化フラーレン（１）の元素分析を行ったところ、実験値はＣ：４８．２４％、Ｈ：３．９１％、Ｎ：０．７２％であった。微量ながら窒素が検出されたことは、ＦＴ−ＩＲの結果を支持し、相間移動触媒として用いたＴＢＡＨが微量残留していることと一致した。一方、精製後のポリ水酸化フラーレン（２）の元素分析を行ったところ、実験値はＣ：４４．６９％、Ｈ：３．５６％であり、窒素残留成分は除去されていた。この実験値は、上述した含水量を考慮すると、Ｃ_６０（ＯＨ）_４４・８Ｈ_２Ｏなる組成を有するものとしてよく一致した。すなわち、上記組成の元素分析理論値はＣ：４４．６８％、
Ｈ：３．７５％であり、含水量は８．９ｗｔ％と計算された。

また、ポリ水酸化フラーレン（２）の水への溶解度を調べたところ、６４．９ｍｇ／ｍＬ（６．５ｗｔ％）であり、これまでに報告されている包接化合物による水溶化に比べてはるかに高い溶解性を有し、またＣ_６０（ＯＨ）_３６・９Ｈ_２Ｏ（特許文献３、溶解度１７．５ｍｇ／ｍＬ）やＣ_６０（ＯＨ）_４０・９Ｈ_２Ｏ（特許文献３、溶解度５８．９ｍｇ／ｍＬ）よりも高い溶解性を有することが分かった。

また、ポリ水酸化フラーレン（２）の転化率を、高速液体クロマトグラフィー（High performance liquid chromatography、HPLC）によって算出した。

次いで、実施例２〜５、比較例１〜４として、実施例１と比較して以下のとおりの変更を行った。以下合成の手順については、変更点のみを記載し、その他の点は実施例１と同様である。なお、実施例１におけるポリ水酸化フラーレン（１）のような精製前の生成物を、粗生成物としている。

＜実施例２＞
ＴＢＡＨの添加量を半分（Ｃ_６０に対するモル当量比３．０８）に変更して、上記の反応を行った。転化率は９３％、粗生成物収量０．１５５ｇ（６９％）、精製後の収量０．０６５ｇ（２９％）であった。

＜実施例３＞
反応温度を１８℃（室温）に変更して、上記の反応を行った。転化率は８３％、粗生成物収量０．０７２ｇ（３２％）、精製後の収量０．０３４ｇ（１５％）であった。

＜実施例４＞
相間移動触媒として、ＴＢＡＨに代えて、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（Tetra-n-butyl ammonium bromide、以下ＴＢＡＢ）を用いて、上記の反応を行った。淡黄色粉末として、精製後の生成物（ポリ水酸化フラーレン（３））を得た。図６は、実施例４のポリ水酸化フラーレン（３）の赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトル図である。ポリ水酸化フラーレン（３）の赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトルは、図２の水酸化フラーレン（２）のスペクトルとよく類似していた。転化率は２５％、粗生成物収量０．０８９ｇ、精製後の収量０．０３３ｇであった。

＜実施例５＞
原料フラーレンとして、Ｃ_６０に代えて、Ｃ_６０約７５％、Ｃ_７０約２０％、残りが高次フラーレンである混合フラーレン（以下、Mixed Fullerene）（市販品）を用いて、上記の反応を行った。淡黄色粉末として、精製後の生成物（ポリ水酸化フラーレン（４））を得た。なお、Mixed FullereneがすべてＣ_６０であるとして、モル当量比（ＴＢＡＨ／Ｃ_６０）を６．１５とした。図７は、実施例５のポリ水酸化フラーレン（４）の赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトル図である。ポリ水酸化フラーレン（４）の赤外吸収（ＦＴ−ＩＲ）スペクトルは、図２のポリ水酸化フラーレン（２）のスペクトルとよく類似していた。粗生成物収量０．１６８ｇ、精製後の収量０．０９８ｇであった。

＜比較例１＞
過酸化水素水の代わりに精製水を用いて、上記の反応を行った。反応は、１６時間後でも全く進行しなかった。

＜比較例２＞
相間移動触媒を添加せずに、上記の反応を行った。反応は、１６時間後でも全く進行しなかった。

＜比較例３＞
ＴＢＡＨに代えて、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（Sodium dodecylbenzene sulfonate、以下ＤＢＳ）を用いて、上記の反応を行った。反応は、１６時間後でも全く進行しなかった。

＜比較例４＞
ＴＢＡＨに代えて、クラウンエーテル（1, 4, 7, 10, 13, 16 - hexaoxacyclooctadecane、以下１８-ｃｒｏｗｎ-６）を用いて、上記の反応を行った。反応は、１６時間後でも全く進行しなかった。

以上の実施例１〜５、比較例１〜４の合成条件および転化率／％、粗生成物の収率／％（収量／ｍｇ）を、表１にまとめた。

次いで、ポリ水酸化フラーレン（２）の抗酸化能を評価するため、既存のβ−カロテン退色法（H. Takada et al., Biosci. Biotechnol. Biochem. 2006, 70, 3088）を用いて、％ＡＯＡ（Antioxidant Activity）を測定し、他の抗酸化剤との比較を行った。

Ｔｗｅｅｎ４０のクロロホルム溶液（０．２ｇ／ｍＬ）２２μＬ、β−カロテンのクロロホルム溶液（１．０ｍｇ／ｍL）１１μＬ、およびリノール酸のクロロホルム溶液（０．１ｇ／ｍL）４．４μＬをそれぞれ紫外可視吸収（ＵＶ−Ｖｉｓ）スペクトル用のセプタム付石英セル（１ｃｍ×１ｃｍ）に入れ、減圧下、クロロホルムを除去した。そこに約０．０２Ｍ、ｐＨ７．０のリン酸緩衝溶液を２．４ｍＬ、後述する抗酸化剤の水溶液０．１ｍＬを加え、均一になるまで素早く攪拌した後、温度制御装置付の紫外可視分光光度計を用いて５０℃にて攪拌しながら、波長４６０ｎｍの吸光度（Ａｂｓ_４６０）をモニターしながら経時変化を測定した。

抗酸化剤は、上記実施例１にて合成されたポリ水酸化フラーレン（２）、フラーレンを含有する市販の抗酸化剤（ビタミンＣ６０バイオリサーチ株式会社製、商品名RadicalSponge、以下RadicalSponge）、ビタミンＥ（α-Tocopherol）、およびビタミンＣ（L-Ascorbic acid）を用いた。また、抗酸化剤を添加しないＣｏｎｔｒｏｌとして、抗酸化剤の水溶液の代わりに超純水を用いた。表２には、上記の各抗酸化剤の濃度とともに各抗酸化剤のｋ_ｏｂｓ（後述）ならびに％ＡＯＡ（後述）を併せて示す。なお、RadicalSpongeの主成分は、Mixed Fullerene、polyvinylpyroridone、1, 3-butylene glycolである。

図８は、実施例１のポリ水酸化フラーレン（２）およびその他の抗酸化剤存在下での吸光度４６０ｎｍにおけるβ−カロテン退色の経時変化のグラフである。

抗酸化剤を添加しないＣｏｎｔｒｏｌやビタミンＣを用いた場合は、半減期約９００秒でＡｂｓ_４６０が減少していることから、リノール酸の自動酸化により発生する過酸化物ラジカルにより、β−カロテンの分解が速やかに進行していることがわかった。それに対して、ポリ水酸化フラーレン（２）（Ｃ_６０（ＯＨ）_４４・８Ｈ_２Ｏ）、RadicalSponge、ならびにビタミンＥを添加した系では、その分解が顕著に抑制されていることがわかった。

このＡｂｓ_４６０の０秒後の値Ａ_０をｔ秒後の値Ａ_ｔで除し、これの対数をとった値Ｌｎ（Ａ_０／Ａ_ｔ）を時間（ｓｅｃ）に対してプロットしたところ、良好な直線関係が得られたことから、擬一次条件にて反応が進行しているものとみなして、見かけの擬一次速度定数ｋ_ｏｂｓをその直線の傾きから求めた。さらに、以下の式に基づいて、抗酸化能％ＡＯＡ（Antioxidant Activity）を各抗酸化剤について求めた（H. Takada et al., Biosci. Biotechnol. Biochem. 2006, 70, 3088）。
［数１］
％ＡＯＡ＝［ｋ_ｏｂｓ（ｃｏｎｔｒｏｌ）−ｋ_ｏｂｓ（ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ）］／ｋ_ｏｂｓ（ｃｏｎｔｒｏｌ）×１００
表２より、ポリ水酸化フラーレン（２）（Ｃ_６０（ＯＨ）_４４・８Ｈ_２Ｏ）は、市販の抗酸化剤であるRadicalSpongeと同程度の％ＡＯＡを、より低い重量濃度（１６７ｐｐｍ）で与えたことから、高い抗酸化能を有することが示された。

以上のことより、本発明の相間移動触媒によって、あるいは、本発明のポリ水酸化フラーレンの製造方法によって、特許文献３のように不溶性の水酸化フラーレンや水素化フラーレンを経由せずに、原料フラーレンから直接、一段階反応でポリ水酸化フラーレンを得ることができ、特許文献３の反応条件（本願比較例２）では全く進行しなかった反応が進行し、特に実施例１においては、１６時間という短時間で１００％進行し、本発明の有効性が示された。

また、本発明の相間移動触媒またはポリ水酸化フラーレンの製造方法を用いて得られたポリ水酸化フラーレンは、淡色であり、優れた抗酸化能を有し、高い水溶性を有し、ナトリウム塩などの不純物が残留していないものであり、さらに、含窒素官能基がポリ水酸化フラーレンに導入されていないものであった。

Claims (14)

1. ポリ水酸化フラーレンを製造する際の、原料フラーレン有機溶媒溶液と過酸化水素水との二液相の接触反応における相間移動触媒であって、一般式（Ｒ）_４ＮＸ（Ｒはそれぞれ、同一あるいは別異の炭化水素基であり、Ｘはアニオンである）で表される第４級アンモニウム塩であることを特徴とする相間移動触媒。
2. 一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＲは、それぞれ、同一あるいは別異の炭素数２〜１０の直鎖アルキル基であることを特徴とする請求項１記載の相間移動触媒。
3. 一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＸのアニオンは、ＯＨまたはハロゲンまたは擬ハロゲンであることを特徴とする請求項１または２記載の相間移動触媒。
4. 一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＯＨの水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウムであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の相間移動触媒。
5. 一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＢｒの臭化テトラｎ−ブチルアンモニウムであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の相間移動触媒。
6. ポリ水酸化フラーレンの製造方法であって、原料フラーレン有機溶媒溶液と過酸化水素水との二液相を接触反応させる際に、相間移動触媒として、一般式（Ｒ）_４ＮＸ（Ｒはそれぞれ、同一あるいは別異の炭化水素基、Ｘはアニオンである）で表される第４級アンモニウム塩を添加することを特徴とするポリ水酸化フラーレンの製造方法。
7. 一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＲは、それぞれ、同一あるいは別異の炭素数２〜１０の直鎖アルキル基であることを特徴とする請求項６記載のポリ水酸化フラーレンの製造方法。
8. 一般式（Ｒ）_４ＮＸにおけるＸのアニオンは、ＯＨまたはハロゲンまたは擬ハロゲンであることを特徴とする請求項６または７記載のポリ水酸化フラーレンの製造方法。
9. 相間移動触媒として、一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＯＨの水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウムを添加することを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のポリ水酸化フラーレンの製造方法。
10. 相間移動触媒として、一般式ｎ−Ｂｕ_４ＮＢｒの臭化テトラｎ−ブチルアンモニウムを添加することを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のポリ水酸化フラーレンの製造方法。
11. モル当量比（相間移動触媒／原料フラーレン）を３．０以上とすることを特徴とする請求項６から１０のいずれかに記載のポリ水酸化フラーレンの製造方法。
12. モル当量比（相間移動触媒／原料フラーレン）を６．０以上とすることを特徴とする請求項１１記載のポリ水酸化フラーレンの製造方法。
13. １８℃以上かつ過酸化水素水の沸点未満で接触反応を行うことを特徴とする請求項６から１２のいずれかに記載のポリ水酸化フラーレンの製造方法。
14. ６０℃以上かつ８０℃以下で接触反応を行うことを特徴とする請求項１３記載のポリ水酸化フラーレンの製造方法。

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