アルギン酸誘導体、ポリアクリル酸誘導体およびそれらの製造方法
【課題】生体親和性を有し、医用材料、化粧品添加物、食品添加物、衛生材料等として使用することができる新規ポリマーとして、環状四糖が結合したアルギン酸誘導体及びポリアクリル酸誘導体、並びに、それらの製造方法を提供する。
【解決手段】アルギン酸又はポリアクリル酸の４級アンモニウム塩と、モノトシル化環状四糖サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝またはモノヨード化環状四糖とを反応させてなる環状四糖が結合したアルギン酸誘導体又はポリアクリル酸誘導体。
【解決手段】アルギン酸又はポリアクリル酸の４級アンモニウム塩と、モノトシル化環状四糖サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝またはモノヨード化環状四糖とを反応させてなる環状四糖が結合したアルギン酸誘導体又はポリアクリル酸誘導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体親和性材料として期待される、環状四糖を側鎖に有する新規アルギン酸誘導体及びポリアクリル酸誘導体並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルギン酸は、Ｄ−マンヌロン酸とＬ−グルロン酸が結合した天然の直鎖状多糖ポリマーであり、その用途としては、食品改質材、歯科印象材、創傷被覆材、点眼薬、染色糊料、凝集剤など、食品、医療、化粧品、繊維、製紙などの幅広い分野で使われている。最近では、その高機能化として細胞親和性を付加するため、単糖、二糖、オリゴ糖を共有結合によりアルギン酸に含有する材料が試みられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
環状のオリゴ糖であるシクロデキストリン（ＣＤ）を含有する多糖ポリマーとしてキトサン誘導体（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４を参照。）が知られている。このシクロデキストリンは、従来、食品、衛生材料、医学・生理学材料等の分野で広く使用されており、またシクロデキストリンを構成要素として含む高分子がクロマトグラフィーの分野で広く使用されている。
【０００４】
一方、現在知られている天然由来の最小の環状オリゴ糖である環状四糖は、この四糖の産生能を有するサッカロマイセス属に属する酵母を、栄養培地に培養して環状四糖を産生せしめた培養物とし、この培養物から、採取することにより得ることができる（例えば、特許文献５参照。）。環状四糖の特徴としては、大きさが約１ナノメートルであり、真中に窪みのある分子構造であること、エタノールなどの低分子物質に対して優れた包接作用を示すこと、難消化・難発酵・水溶性食物繊維であること、等が挙げられる。環状四糖の生理機能としては脂質の調節作用が挙げられる。更には活性酸素消去能低減抑制剤として有効である（例えば、特許文献６参照。）。しかしながら、環状四糖が結合した多糖ポリマー並びにアクリル酸ポリマーを製造し、これを利用することについてはこれまで全く研究が行われていない。
【特許文献１】特開２００１−３７４７２
【特許文献２】特開平１０−１５８３０４
【特許文献３】特開平１１−２７９２０６
【特許文献４】特開２００３−６４１０３
【特許文献５】特開２００３−２３５５９６
【特許文献６】特開２００３−１６０４９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述したような従来の問題を解決して、生体親和性を有し、医用材料、化粧品添加物、食品添加物、衛生材料等として使用することができる新規ポリマーとして、環状四糖が結合したアルギン酸誘導体及びポリアクリル酸誘導体、並びに、それらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記問題点に鑑み鋭意検討した結果、アルギン酸又はポリアクリル酸の４級アンモニウム塩と、モノトシル化環状四糖またはモノヨード化環状四糖と反応させることにより環状四糖が結合した新規アルギン酸誘導体又は新規ポリアクリル酸誘導体が得られること、あるいは、アルギン酸又はポリアクリル酸の４級アンモニウム塩と、モノトシル化環状四糖またはモノヨード化環状四糖のいずれかと有機ハロゲン化物とを反応させることにより環状四糖と有機基が結合した新規アルギン酸誘導体又は新規ポリアクリル酸誘導体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は次の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）および（８）である。
（１） 一般式［１］：
【０００７】
【化１】
【０００８】
（式中、Ｒ３は水素、無機若しくは有機のカチオン、又は、下記式：
【０００９】
【化２】
【００１０】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］（本明細書中、環状四糖というときは上記環状四糖をあらわす。）誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したアルギン酸誘導体。
（２） 一般式［２］：
【００１１】
【化３】
【００１２】
（式中、Ｒ３１は水素、無機若しくは有機のカチオン、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、又は、上記式で示される環状四糖誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ3１は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３１のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したアルギン酸誘導体。
（３） 一般式［３］：
【００１３】
【化４】
【００１４】
で表されるアルギン酸を、一般式［４］：
Ｒ４４Ｎ・ＯＨ ［４］
（式中、Ｒ４は、アルキル基またはアリール基）で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと下記一般式［５］又は下記一般式［６］：
【００１５】
【化５】
【００１６】
（各式中独立に、Ｒ１は上記とおなじ。）で表されるモノトシル化環状四糖［５］またはモノヨード化環状四糖［６］を反応させることを特徴とする前記一般式［１］で表されるアルギン酸誘導体の製造方法。
（４） 前記一般式［３］で表されるアルギン酸を、前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれか及び一般式［７］：
Ｒ２Ｘ ［７］
（式中、Ｒ２は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、又は、炭素数７〜１８個のアラルキル基を表す。Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、又は、Ｉを表す）で表されるハロゲン化物と反応させることを特徴とする前記一般式［２］で表されるアルギン酸誘導体の製造方法。
（５） 一般式［８］：
【００１７】
【化６】
【００１８】
（式中、Ｒ３は上記とおなじ。ただし、全てのＲ3のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したポリアクリル酸誘導体。
（６） 一般式［９］：
【００１９】
【化７】
【００２０】
（式中、Ｒ３１は上記とおなじ。ただし、全てのＲ3１のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したポリアクリル酸誘導体。
（７） 一般式［１０］：
【００２１】
【化８】
【００２２】
で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させることを特徴とする前記一般式［８］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造方法。
（８） 前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと前記一般式［７］で表されるハロゲン化物と反応させることを特徴とする前記一般式［９］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によって提供されるアルギン酸誘導体、ポリアクリル酸誘導体は、プラスチック基板への吸着性に優れた性質を有するとともに、細胞親和性且つ選択性であり、また、蛍光ラベルや疎水基導入等の修飾も可能であるため、生体に直接適用される医学−生理学材料、化粧品添加物、食品添加物、衛生材料等に使用されるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
式（１）、式（２）、式（５）、式（６）、式（８）及び式（９）において、Ｒ１は、環状四糖を構成するグルコースの水酸基に由来する基であって、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基（メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ペンチル、ドデシル等）、炭素数６〜１８個のアリール基（フェニル、トリル、キシリル、クメニル、ナフチル、フェナントリル等）、炭素数２〜１８個のアシル基（アセチル、ブチリル、バレリル、ラウロイル等）、炭素数７〜１８個のアラルキル基（ベンジル、フェネチル、α−メチルベンジル等）、炭素数３〜１６のシリル基（トリメチルシリル、ｔ−ブチルジフェニルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル等）、リン酸エステル基、硫酸エステル基を表す。これが遊離の水酸基である場合のＲ１は水素原子である。好ましいＲ１の具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、アセチル基、ベンジル基、トリメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基等が挙げられる。環状四糖を構成するグルコースの水酸基が誘導体を形成する割合は任意であって、全てが遊離の水酸基であってもよく、部分的に又は全てが誘導体を形成していてもよい。
【００２５】
式［１］、式［８］中のＲ３、及び、式［２］、式［９］中のＲ３１は、それぞれ、アルギン酸を構成するマンヌロン酸およびグルロン酸のカルボキシル基、又は、アクリル酸のカルボキシル基に導入された基である。これが遊離のカルボキシル基である場合のＲ３、Ｒ３１は、水素原子である。
【００２６】
Ｒ3は水素、無機若しくは有機のカチオン、又は、上記式で示される環状四糖誘導体由来の１価の基である。
【００２７】
Ｒ３１は、水素、無機若しくは有機のカチオン、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、又は、上記式で示される環状四糖誘導体由来の１価の基を表す。カルボキシル基がエステル化されている場合のＲ３１は炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基等が挙げられ、好ましい具体例としては、メチル基、ラウリル基、ベンジル基等が挙げられる。カルボキシル基がエステル化されている場合のＲ３１の導入量は特に限定されるものではないが、高分子中のカルボキシル基の数の１０〜５０％程度に導入することが好ましい。
【００２８】
Ｒ3及びＲ３１において、無機若しくは有機のカチオンとしては、例えば、カリウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン等の無機カチオン、第１、２、３級アミン、第４級アンモニウム塩等の有機カチオンを挙げることができる。
【００２９】
Ｒ3及びＲ３１において、環状四糖の導入量は、高分子中のカルボキシル基の数の５〜５０％である。環状四糖の導入量が５％未満であると導入量が希少のため環状四糖の特性である細胞親和性が発現しにくくなり、５０％を超えると逆に、ポリマー重量あたりのアルギン酸またはポリアクリル酸成分の重量比が小さくなり、アルギン酸、ポリアクリル酸の特性であるプラスチックへの吸着性が発現しにくい。好ましくは１０〜５０％に環状四糖を導入する。
【００３０】
本発明のアルギン酸誘導体、ポリアクリル酸誘導体の製造方法を以下に説明する。
（ａ）モノトシル化環状四糖およびモノヨード化環状四糖の製造
種々の環状四糖誘導体の製造法の概略は、特開２００３−１６０５９５に記載されているが、上記一般式［５］、［６］で表わされる環状四糖誘導体は、より具体的には、例えば、次のような方法によって製造することができる。
まず、環状四糖、すなわち、下記式で示されるサイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝をトシル化剤でトシル化する。
【００３１】
【化９】
【００３２】
トシル化剤としては、例えば、ｐ−トルエンスルホニルクロリドが好ましい。トシル化剤の使用量は、環状四糖に対して１〜３倍モルが好ましく、より好ましくは１．５〜２．０倍モルである。
【００３３】
溶媒としては、ピリジン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドなど環状四糖を溶解するものが好ましく使用されるが、蒸留除去が容易なピリジンが最も好ましい。
【００３４】
反応温度と時間としては、トシル化剤添加時は０〜５℃、１〜２時間が好ましく、その後は１０〜３０℃で１〜２時間反応させることが好ましい。反応後は、溶媒をできるだけ蒸留除去した後、反応混合物に使用溶媒の２倍の水を添加し、攪拌することでモノトシル化環状四糖を水相に溶解させる。これにイオン交換樹脂を用いて脱塩した後、濾過し、濃縮後、結晶化、クロマト分離等によりモノトシル化環状四糖が得られる。
【００３５】
次に、このモノトシル化環状四糖を過剰量のヨード化剤と反応させ、トシル基をヨード化して、モノヨード化環状四糖が製造される。ヨード化剤としては、例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウムが好適に用いられる。その使用量はモノトシル化環状四糖に対して１〜１０倍モルが好ましく、より好ましくは６〜８倍モルである。
【００３６】
反応温度は５０〜１００℃が好ましく、より好ましくは８０〜９０℃で、反応時間は１〜２４時間が好ましく、より好ましくは３〜５時間である。必要に応じて精製することができ、精製条件としては、例えば、反応混合物を濃縮後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）とアセトンの比率が１：７〜１：１５、好ましくは１：８〜１：１０になるようにアセトンを加えて沈殿を生成させ、これを濾過後、アセトンで洗浄し、乾燥後、クロマト分離することが挙げられる。
【００３７】
（ｂ−１）アルギン酸誘導体の製造（その１）
前記一般式［３］で表されるアルギン酸を前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと反応させることにより前記一般式［１］で表されるアルギン酸誘導体が製造される。
【００３８】
（ｂ−２）アルギン酸誘導体の製造（その２）
前記一般式［３］で表されるアルギン酸を前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと前記一般式［７］で表されるハロゲン化物と反応させることにより前記一般式［２］で表されるアルギン酸誘導が製造される。
【００３９】
本発明において、前記一般式［３］で表されるアルギン酸の分子量としては、一般的には重量平均分子量が１０万〜５０万程度のものが好ましく使用できる。なお、アルギン酸（β−１，４′−マンヌロノ−α−１，４′−Ｌ−グルロノグリカン）は、Ｄ−マンヌロン酸（Ｍ）とＬ−グルロン酸（Ｇ）を構成単位とするが、各単位の組成比は起源によって異なり、またＭとＧの配列も様々であることが知られており、本発明におけるアルギン酸骨格の表記はそのような各種のＭとＧの配列や組成比を含むものと了解すべきである。
【００４０】
（１）アルギン酸４級アンモニウムの製造
前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムにおいて、Ｒ４は、アルキル基またはアリール基である。上記アルキル基、アリール基としては特に限定されず、例えば、上述のもの等を挙げることができる。具体的には、例えば、水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウム等が挙げられる。
【００４１】
アルギン酸の４級アンモニウム塩を製造する際の溶媒としては、アルギン酸と４級アンモニウム塩を溶解し得るものであればよい。具体的には、水、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等の単独もしくはそれらの混合溶媒が挙げられる。
【００４２】
仕込みモル比としては、前記一般式［３］で表されるアルギン酸の水分散液中に、水酸化４級アンモニウムを、前記一般式［３］で表されるアルギン酸のカルボキシル基モル数：水酸化４級アンモニウムの仕込みモル比が好ましくは１：０．３〜１：２、より好ましくは１：０．８〜１：１．２となるようにする。反応温度は５〜１００℃が好ましく、より好ましくは、１０〜５０℃で、反応時間は０．０１〜１０時間が好ましく、より好ましくは、０．１〜０．２時間である。反応終了後、反応液を減圧下濃縮してアルギン酸の４級アンモニウム塩が得られる。
【００４３】
（２）一般式［１］で示されるアルギン酸誘導体の製造
前記一般式［１］で示されるアルギン酸誘導体を製造するに際しては、窒素等乾燥不活性ガスを通じながら、アルギン酸の４級アンモニウム塩の溶液中に、前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖を、前記一般式［３］で表されるアルギン酸のカルボキシル基モル数：前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖の仕込みモル比が好ましくは１：０．１〜１：２、より好ましくは１：０．５〜１：１．０となるように仕込む。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは、３〜２４時間である。反応終了後の反応溶液を濃縮後、メタノール等の有機溶媒に投入し、濾過、洗浄、必要に応じて再沈殿または透析による精製を繰り返して得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥すれば目的物を得ることができる。
【００４４】
（３）一般式［２］で示されるアルギン酸誘導体の製造
前記一般式［２］で示されるアルギン酸誘導体を製造するに際しては、窒素等乾燥不活性ガスを通じながら、アルギン酸の４級アンモニウム塩の溶液中に、前記一般式［７］で表されるハロゲン化物を、前記一般式［３］で表されるアルギン酸のカルボキシル基モル数：前記一般式［７］で表されるハロゲン化物の仕込みモル比が好ましくは１：０．０５〜１：０．７、より好ましくは１：０．１〜１：０．５となるように仕込む。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは、３〜２４時間である。
【００４５】
前記一般式［７］で表されるハロゲン化物においては、Ｒ２は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、又は、炭素数７〜１８個のアラルキル基を表す。具体的には、上述の例示のものをそれぞれ挙げることができる。Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、又は、Ｉを表す。このようなハロゲン化物としては、導入する有機基に対応するアルキル基、アリール基又はアラルキル基を有する化合物を使用すればよく、例えば、臭化ベンジル、ヨウ化エチル等を挙げることができる。
【００４６】
次にこの反応液に前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させる。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは３〜２４時間である。反応終了後、反応溶液を濃縮後、メタノール等の有機溶媒に投入し、濾過、洗浄、必要に応じて再沈殿または透析による精製を繰り返して得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥すればよい。
【００４７】
アルギン酸誘導体を製造する際の溶媒としては、反応物および生成するアルギン酸誘導体を溶解し得るものであればよい。具体的には、たとえば、上述したもの等の有機溶媒単独もしくはそれらの混合溶媒が挙げられる。
【００４８】
前記一般式［１］および［２］のアルギン酸誘導体において、カチオン種を４級アンモニウムイオンから他の種類のカチオンに変換することができ、例えば、金属イオン（ナトリウム、カリウム、カルシウムなど）に変換する方法は、アルギン酸誘導体の４級アンモニウム塩を水、ＤＭＦ等の溶媒に溶解後、金属イオンのヨード塩を過剰量添加し、０．１〜１時間攪拌した後、メタノール等の有機溶媒に投入し、濾過、洗浄、必要に応じて再沈殿または透析による精製を繰り返して得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して得ることができる。
【００４９】
またカチオン種を水素にする方法は、アルギン酸誘導体の４級カチオン塩を水、ＤＭＦ等の溶媒に溶解後、１Ｍ塩酸を過剰量添加し、０．１〜１時間攪拌した後、メタノール等の有機溶媒に投入し、濾過、洗浄、必要に応じて再沈殿または透析による精製を繰り返して得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して得ることができる。
【００５０】
（ｃ−１）一般式［８］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造
前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させることにより前記一般式［８］で表されるポリアクリル酸誘導体が製造される。
【００５１】
（ｃ−２）一般式［９］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造
前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと前記一般式［７］で表されるハロゲン化物と反応させることにより前記一般式［９］で表されるポリアクリル酸誘導が製造される。
【００５２】
本発明において、前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーの分子量は一般的には３万〜３０万程度のものが好ましく使用できる。分子量が低く過ぎる場合にはゾル状態となるため、三次元形状に付形しにくくなる傾向がある。
【００５３】
（１）アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩の製造
アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩を製造する際の溶媒としては、アクリル酸ポリマーと４級アンモニウム塩を溶解し得るものであればよい。具体的には、水、メタノール、エタノール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等の単独もしくはそれらの混合溶媒が挙げられる。
【００５４】
アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩を製造する際の反応条件としては、一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーの溶液中に、水酸化４級アンモニウムを、一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーのカルボキシル基モル数：水酸化４級アンモニウムの仕込みモル比が好ましくは１：０．３〜１：２、より好ましくは１：０．８〜１：１．２となるように仕込む。反応温度は５〜１００℃が好ましく、より好ましくは、１０〜５０℃で、反応時間は０．０１〜１０時間が好ましく、より好ましくは、０．１〜０．２時間である。反応終了後、反応液を減圧下濃縮してポリアクリル酸の４級アンモニウム塩が得られる。
【００５５】
（２）ポリアクリル酸誘導体の製造
ポリアクリル酸誘導体を製造する際の溶媒としては、反応物および生成するアクリル酸ポリマー誘導体を溶解し得るものであればよい。具体的には、たとえば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等の有機溶媒単独もしくはそれらの混合溶媒が挙げられる。
【００５６】
前記一般式［８］で示されるポリアクリル酸誘導体を製造するに際しては、窒素等乾燥不活性ガスを通じながら、アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩の溶液中に、前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖を、前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーのカルボキシル基モル数：前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖の仕込みモル比が好ましくは１：０．１〜１：２、より好ましくは１：０．５〜１：１．０となるように仕込む。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは、３〜２４時間である。反応終了後の反応溶液を濃縮後、透析による精製を行い、濃縮乾燥後、得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥することにより目的物を得ることができる。
【００５７】
前記一般式［９］で示されるアクリル酸ポリマー誘導体を製造するに際しては、窒素等乾燥不活性ガスを通じながら、アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩の溶液中に、前記一般式［７］で表されるハロゲン化物を、前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーのカルボキシル基モル数：前記一般式［７］で表されるハロゲン化物の仕込みモル比が好ましくは１：０．０５〜１：０．７、より好ましくは１：０．１〜１：０．５となるように仕込む。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは、３〜２４時間である。次にこの反応液に前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させる。反応温度は６０〜１５０℃が好ましく、より好ましくは、８０〜１２０℃で、反応時間は１〜１０時間が好ましく、より好ましくは、２〜６時間である。反応終了後、反応溶液を濃縮し、透析による精製を行い、濃縮乾燥後、得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して目的物を得ることができる。
【００５８】
前記一般式［８］および［９］のポリアクリル酸誘導体において、カチオン種を４級アンモニウムイオンから他の種類のカチオンに変換することができ、例えば、金属イオン（ナトリウム、カリウム、カルシウムなど）に変換する方法は、ポリアクリル酸誘導体の４級アンモニウム塩を水、ＤＭＦ等の溶媒に溶解後、金属イオンのヨード塩を過剰量添加し、０．１〜１時間攪拌した後、透析による精製を行い、得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して得ることができる。
【００５９】
またカチオン種を水素にする方法は、ポリアクリル酸誘導体のカチオン塩を水、ＤＭＦ等の溶媒に溶解後、１Ｍ塩酸を過剰量添加し、０．１〜１時間攪拌した後、透析による精製を行い、得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して得ることができる。
【実施例】
【００６０】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００６１】
（合成例１）
モノトシル環状四糖（Ｃ−ｍＴｓ）の合成
乾燥した４つ口フラスコにピリジン（５０ｍＬ）、環状四糖（１０ｇ）を加え５℃にした後、窒素気流下にて環状四糖に対して２倍モルの塩化トシル（６ｇ）のピリジン溶液（５０ｍＬ）を滴下ロートにて約３０分かけて添加し、５℃で３時間反応させた。反応溶液に水（５０ｍＬ）を加えて反応停止した後、減圧乾固により残留ピリジンを除去した。この残渣に水（１００ｍＬ）を加え、水溶液部分をデカントした。次に混入しているピリジン−ｐ−トルエンスルホン酸塩を脱塩するため、水溶液にカチオン交換樹脂（Ｄｏｗｅｘ ５０ＷＸ８：２０ｇ）を加え、室温で１０分放置後、ろ過し、ろ液にアニオン交換樹脂（Ｄｏｗｅｘ ５００Ａ：４０ｇ）を加え１０分放置後ろ過し、ろ液を減圧乾固した。その結果、単離収率２８％（３．５ｇ）でモノトシル体（純度８０％）を得た。更にシリカゲルカラムクロマトグラフィーによるモノトシル体の精製を行った（溶離液；酢酸エチル：メタノール：水＝６：３：１）。その結果、１ｇの純度８０％モノトシル体から０．８ｇの純化したＣ−ｍＴｓを得た。
【００６２】
（合成例２）
モノヨード環状四糖の合成
上述のＣ−ｍＴｓ（０．４ｇ）に対して８倍モルのヨウ化カリウム（６６０ｍｇ）をＤＭＦ（１０ｍＬ）中、９０℃で４時間反応させた。反応液の一部（０．５ｍＬ）をとり、減圧乾固、アセトン洗浄、乾燥した後、固形物を重水に溶解し、プロトンＮＭＲを測定した。その結果、８０％の変換率でヨード化が進行した。このヨード体を単離・精製を行わずに次の反応（ＤＭＳＯ溶媒）に使用した。溶媒の交換は、ＤＭＦを減圧濃縮で留去した後、残渣をＤＭＳＯ（１０．７ｍＬ）に溶解して行った。
【００６３】
モノヨード体はアセトンによる沈殿でも精製が可能であった。すなわち、反応液（１０ｍＬ）に対し、アセトン（１００ｍＬ）を加えて沈殿を生成させ、沈殿をろ過、アセトンで洗浄、乾燥し、モノヨード体（０．３８ｇ）を得た。
【００６４】
（実施例１）
（１）アルギン酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）塩の調整
アルギン酸（５３０ｍｇ：３ｍｍｏｌ）の水分散液（２０ｍＬ）に１Ｍ水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ−ＯＨ）水溶液（４ｍＬ：４ｍｍｏｌ）を加えて均一溶液を調整した。この溶液を減圧乾固した後、アセトン（２００ｍＬ）を加えた。固形物をろ過、乾燥することによりアルギン酸ＴＢＡ塩の調整を行った。プロトンＮＭＲ測定からアルギン酸のカルボキシル基１個に対して１．５個のＴＢＡが存在していた。
【００６５】
（２）モノヨード環状四糖とアルギン酸との反応
環状四糖のモノヨード体（６０ｍｇ）のＤＭＳＯ溶液（２ｍL）に対してカルボキシレートが、それぞれ、等モル及び０．２５倍モルになるようにアルギン酸ＴＢＡ塩（１１ｍｇ、４４ｍｇ）を加え、室温で1日反応させた。アルギン酸ＴＢＡ塩はＤＭＳＯに不溶であり、反応後のアルギン酸成分もＤＭＳＯに不溶であった。ＤＭＳＯ溶液部をデカントで除き、不溶部をメタノールにより十分洗浄し、乾燥、プロトンＮＭＲを測定した結果、アルギン酸への環状四糖の置換が認められた。アルギン酸１ユニットに対する環状四糖の置換度は０．２２及び０．２７であり、水溶性の誘導体が得られた。環状四糖の置換度が０．２２のアルギン酸誘導体のプロトンＮＭＲスペクトルを図１に示す。アルギン酸からの生成物の収率は、ほぼ定量的であったが、環状四糖を基にした収率は、１当量の反応で置換度が０．２２であることから２２％の収率であった。また本反応はＤＭＦ溶媒を用いても同様に反応するが、水及び１０％程度水を含むＤＭＦでは反応は進行しなかった。
【００６６】
（実施例２）
モノトシル環状四糖（Ｃ−ｍＴｓ）とアルギン酸との反応
アルギン酸３５ｍｇ（ＣＯＯＨ＝０．２ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨの水溶液（０．２ｍＬ）を水（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、アルギン酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（２ｍＬ）を加えて分散後、純度８０％のＣ−ｍＴｓ（０．１６ｇ：ＣＯＯＨ基に対してトシル基＝０．８倍モル）を粉末で加え、９０℃で８時間、その後室温で1日反応した。反応終了後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。その後、低分子成分を除くため生成物を水（２０ｍＬ）に溶解し透析膜（分画分子量１２，０００の再生セルロース膜）により２日間透析した。透析内液を濃縮し最終生成物３５ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定から環状四糖の置換度は０．２５(ＴＢＡ塩は０．４９)であった。
【００６７】
（実施例３）
環状四糖結合アルギン酸の蛍光ラベル化
アルギン酸３５０ｍｇ（ＣＯＯＨ＝２ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨの水溶液（２ｍＬ）を水（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、アルギン酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（２０ｍＬ）を加えて分散後、８０％Ｃ−ｍＴｓ（１．６ｇ：ＣＯＯＨ基に対してトシル基＝０．８倍モル）を粉末で加え、９０℃で８時間反応した。続いて蛍光試薬であるフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）を粉末で４４．４ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）加え９０℃で７時間、その後室温で１日反応した。反応終了後、ヨウ化カリウム６１４ｍｇ（３．７ｍｍｏｌ）を加えカルボン酸の対イオンをＴＢＡ塩からカリウム塩に変換した後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。その後、低分子成分を除くため生成物を水：メタノール＝１：１０の混合溶媒５５ｍＬで洗浄し、ろ過後、沈殿を水（２０ｍＬ）に溶解し透析膜により２日間透析した。透析内液を濃縮乾固後、水：メタノール＝１：１０の混合溶媒５５ｍＬで洗浄し、ろ過後、乾燥し最終生成物５７０ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定から環状四糖の置換度は０．３５であった。また、蛍光分光光度計を用いてＦＩＴＣ試薬による検量線を基に測定したＦＩＴＣ結合量はアルギン酸１２３ユニット当たり１個のＦＩＴＣが結合した化合物であった。プロトンＮＭＲスペクトルを図１に示す。このサンプルをＡ−ＣＴＳ０．３５−Ｆ１２３とした。
【００６８】
環状四糖のＦＩＴＣラベル化も同様に行い、アセトン、メタノール洗浄により未結合のＦＩＴＣを除くことにより精製した。ＦＩＴＣ結合量は環状四糖３２分子に対し１分子のＦＩＴＣが結合した混合物であった。このサンプルをＣＴＳ−Ｆ３２とする。
【００６９】
（参考例１）
アルギン酸へのベンジル（Ｂｎ）基導入による疎水化
アルギン酸１７６ｍｇ（ＣＯＯＨ＝１ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨ水溶液（１ｍＬ）を水（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、アルギン酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（１０ｍＬ）を加えて分散後、臭化ベンジル１００ｍｇ（０．５８ｍｍｏｌ）を加え８０℃で２時間、その後室温で１日反応した。反応終了後、ヨウ化カリウム１．１ｇ（６．６ｍｍｏｌ）を加え対イオンをカリウム塩に変換した後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。その後、低分子成分を除くため生成物をメタノール５０ｍＬで洗浄し、ろ過、乾燥し生成物１６０ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定からＢｎ基の置換度は０．２２であった（Ａ−Ｂｎ０．２２とする）。この生成物の水溶液（４ｍｇ／ｍＬ）はＰＳｔシャーレに対して濡れ性を示した。
【００７０】
（実施例４）
アルギン酸のベンジル化及び環状四糖の導入
アルギン酸１７６ｍｇ（ＣＯＯＨ＝１ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨ水溶液（１ｍＬ）を水（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、アルギン酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（１０ｍＬ）を加えて分散後、臭化ベンジル８６ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）を加え８０℃で２時間反応した。更に反応液の約半分量に、続いて純度９０％のＣ−ｍＴｓ４５０ｍｇ（０．８倍モル）を加え８０℃で３時間、その後室温で１日反応した。反応終了後、ヨウ化カリウム１．１ｇ（６．６ｍｍｏｌ）を加え対イオンをカリウム塩に変換した後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。その後、低分子成分を除くため生成物をメタノール５０ｍＬで洗浄し、ろ過後、沈殿を水に溶解し、３日間透析した。透析内液を減圧乾固し生成物１１０ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定（図２）から置換度はＢｎ基＝０．２６、環状四糖＝０．１６であった（Ａ−ＣＴＳ０．１６−Ｂｎ０．２６とする）。この生成物の水溶液（０．５ｍｇ／ｍＬ）はＰＳｔシャーレに対して濡れ性を示した。
【００７１】
（参考例２）
アクリル酸ポリマーテトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）塩の調整
アクリル酸ポリマー（２１６ｍｇ：３ｍｍｏｌ）の水分散液(２０ｍＬ)に１Ｍ水酸化テトラブチルアンモニウム(ＴＢＡ−ＯＨ)水溶液(３．０ｍＬ:３ｍｍｏｌ)を加えて均一溶液を調整した。この溶液を減圧乾固することによりアクリル酸ポリマーテトラブチルアンモニウム(ＴＢＡ)塩の調整を行った。プロトンＮＭＲ測定からアクリル酸ポリマーのカルボキシル基１個に対して１個のＴＢＡが存在していた。
【００７２】
（実施例５）
環状四糖モノトシル体（Ｃ−ｍＴｓ）とポリアクリル酸（ＰＡ）との反応
ＰＡ７２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨ水溶液（１ｍＬ）をＤＭＦ（１０ｍＬ)に溶解後、濃縮乾固し、ポリアクリル酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（１０ｍＬ）を加えて溶解後、純度５０％のＣ−ｍＴｓ（１．２ｇ：ＣＯＯＨ基に対してトシル基＝０．８倍モル)を粉末で加え、８０℃で５時間反応した。反応終了後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。乾固した固体を水２０ｍＬに溶解後、カルボン酸のＴＢＡ塩をカルボン酸にするため１ＭＨＣｌ２ｍＬを加えた。更に低分子成分を除くため、溶液を透析膜により３日間透析した。透析内液を濃縮乾固し生成物２００ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定（図１）から環状四糖の置換度は０．１３であった。またＴＢＡ塩は０．０４残留していた。このサンプルをＰＡ−ＣＴＳ０．１３−ＴＢＡ０．０４とした。
【００７３】
（実施例６）
ＰＡへの環状四糖の導入及びベンジル化
ＰＡ７２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨ水溶液（１ｍＬ）をＤＭＦ（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、ポリアクリル酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（１０ｍＬ）を加えて溶解後、純度５０％のＣ−ｍＴｓ（１．２ｇ：ＣＯＯＨ基に対してトシル基＝０．８倍モル）を粉末で加え、９５℃で５時間反応した。更に臭化ベンジル０．３４ｇ（２ｍｍｏｌ）を加えて９５℃で４時間、室温で１日反応した。反応終了後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。乾固した固体を水２０ｍＬに溶解後、カルボン酸のＴＢＡ塩をカルボン酸にするため１ＭのＨＣｌを２ｍＬを加えた。更に低分子成分を除くため、溶液を透析膜により３日間透析した。透析内液を濃縮乾固し生成物２００ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定（図２）から各置換度は環状四糖＝０．２３、Ｂｎ基＝０．１５であった。このサンプルをＰＡ−ＣＴＳ０．２３−Ｂｎ０．１５とした。
【００７４】
（実施例７）
両親媒性ポリマー水溶液のポリスチレン（ＰＳｔ）シャーレへの吸着
両親媒性のＰＡ誘導体の０．５ｍｇ／ｍＬ水溶液（ＰＡ−ＣＴＳ０．１３−ＴＢＡ０．０４、ＰＡ−ＣＴＳ０．２３−Ｂｎ０．１５）を調製し、各１ｍＬを未処理ＰＳｔシャーレに注ぎ、軽くゆすることによりシャーレ底面に均一に溶液を満たした後、１時間放置しポリマーを吸着させた。その後、未吸着のポリマー溶液を水３ｍＬで３回洗うことによりポリマー吸着ＰＳｔシャーレとして次の細胞親和性評価に用いた。ポリマーの吸着はＰＳｔシャーレが水に対して安定に濡れ性を示すことで確認した。
【００７５】
（実施例８）
両親媒性ポリマー水溶液のポリスチレン（ＰＳｔ）シャーレへの吸着
両親媒性の置換アルギン酸水溶液（Ａ−ＣＴＳ０．１６−Ｂｎ０．２６：０．５ｍｇ／ｍＬ）を調製し、１ｍLを未処理ＰＳｔシャーレに注ぎ、軽くゆすることによりシャーレ底面に均一に溶液を満たした後、１時間放置しポリマーを吸着させた。その後、未吸着のポリマー溶液を水３ｍLで３回洗うことによりポリマー吸着ＰＳｔシャーレとして次の細胞親和性評価に用いた。ポリマーの吸着はＰＳｔシャーレが水に対して安定に濡れ性を示すことで確認した。
【００７６】
（実施例９）
蛍光ラベル化ポリマーのフローサイトメトリーによる細胞親和性の評価
Ａ−ＣＴＳ０．３５−Ｆ１２３サンプルの水溶液を用いて血液から赤血球を除いた血球画分（単球、リンパ球を含む）との相互作用をフローサイトメトリーにより分析した結果、リンパ球とは相互作用せずに単球と選択的に相互作用していることが認められた。
【００７７】
（比較例１）
ＣＴＳ−Ｆ３２のサンプルの水溶液を用いて血液から赤血球を除いた血球画分（単球、リンパ球を含む）との相互作用をフローサイトメトリーにより分析した結果、両者に対して強い相互作用が認められたものの、低分子であるＣＴＳ−Ｆ３２では選択性はなかった。
【００７８】
上述の実施例から判るとおり、本発明の誘導体は、各種有機基をポリマー中に導入することにより、所望の特性を付与することができることが、蛍光基や疎水基の導入により、実証された。また、これらの修飾誘導体は、細胞の種類によりそれに対する親和性が異なるように細胞親和性を制御することが可能であること、及び、プラスチックへの吸着性が良好であることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】環状四糖結合アルギン酸（実施例１の置換度０．２２のもの）のプロトンＮＭＲスペクトル
【図２】環状四糖結合アルギン酸蛍光ラベル化物（実施例３のＡ−ＣＴＳ０．３５−Ｆ１２３）のプロトンＮＭＲスペクトル
【図３】環状四糖結合アルギン酸ベンジル化物（実施例４のＡ−ＣＴＳ０．１６−Ｂｎ０．２６）のプロトンＮＭＲスペクトル
【図４】環状四糖結合ポリアクリル酸（実施例５のＰＡ−ＣＴＳ０．１３−ＴＢＡ０．０４)のプロトンＮＭＲスペクトル
【図５】環状四糖結合ポリアクリル酸トシル化物（実施例６のＰＡ−ＣＴＳ０．２３−Ｂｎ０．１５）のプロトンＮＭＲスペクトル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体親和性材料として期待される、環状四糖を側鎖に有する新規アルギン酸誘導体及びポリアクリル酸誘導体並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルギン酸は、Ｄ−マンヌロン酸とＬ−グルロン酸が結合した天然の直鎖状多糖ポリマーであり、その用途としては、食品改質材、歯科印象材、創傷被覆材、点眼薬、染色糊料、凝集剤など、食品、医療、化粧品、繊維、製紙などの幅広い分野で使われている。最近では、その高機能化として細胞親和性を付加するため、単糖、二糖、オリゴ糖を共有結合によりアルギン酸に含有する材料が試みられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
環状のオリゴ糖であるシクロデキストリン（ＣＤ）を含有する多糖ポリマーとしてキトサン誘導体（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４を参照。）が知られている。このシクロデキストリンは、従来、食品、衛生材料、医学・生理学材料等の分野で広く使用されており、またシクロデキストリンを構成要素として含む高分子がクロマトグラフィーの分野で広く使用されている。
【０００４】
一方、現在知られている天然由来の最小の環状オリゴ糖である環状四糖は、この四糖の産生能を有するサッカロマイセス属に属する酵母を、栄養培地に培養して環状四糖を産生せしめた培養物とし、この培養物から、採取することにより得ることができる（例えば、特許文献５参照。）。環状四糖の特徴としては、大きさが約１ナノメートルであり、真中に窪みのある分子構造であること、エタノールなどの低分子物質に対して優れた包接作用を示すこと、難消化・難発酵・水溶性食物繊維であること、等が挙げられる。環状四糖の生理機能としては脂質の調節作用が挙げられる。更には活性酸素消去能低減抑制剤として有効である（例えば、特許文献６参照。）。しかしながら、環状四糖が結合した多糖ポリマー並びにアクリル酸ポリマーを製造し、これを利用することについてはこれまで全く研究が行われていない。
【特許文献１】特開２００１−３７４７２
【特許文献２】特開平１０−１５８３０４
【特許文献３】特開平１１−２７９２０６
【特許文献４】特開２００３−６４１０３
【特許文献５】特開２００３−２３５５９６
【特許文献６】特開２００３−１６０４９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述したような従来の問題を解決して、生体親和性を有し、医用材料、化粧品添加物、食品添加物、衛生材料等として使用することができる新規ポリマーとして、環状四糖が結合したアルギン酸誘導体及びポリアクリル酸誘導体、並びに、それらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記問題点に鑑み鋭意検討した結果、アルギン酸又はポリアクリル酸の４級アンモニウム塩と、モノトシル化環状四糖またはモノヨード化環状四糖と反応させることにより環状四糖が結合した新規アルギン酸誘導体又は新規ポリアクリル酸誘導体が得られること、あるいは、アルギン酸又はポリアクリル酸の４級アンモニウム塩と、モノトシル化環状四糖またはモノヨード化環状四糖のいずれかと有機ハロゲン化物とを反応させることにより環状四糖と有機基が結合した新規アルギン酸誘導体又は新規ポリアクリル酸誘導体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は次の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）および（８）である。
（１） 一般式［１］：
【０００７】
【化１】
【０００８】
（式中、Ｒ３は水素、無機若しくは有機のカチオン、又は、下記式：
【０００９】
【化２】
【００１０】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］（本明細書中、環状四糖というときは上記環状四糖をあらわす。）誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したアルギン酸誘導体。
（２） 一般式［２］：
【００１１】
【化３】
【００１２】
（式中、Ｒ３１は水素、無機若しくは有機のカチオン、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、又は、上記式で示される環状四糖誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ3１は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３１のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したアルギン酸誘導体。
（３） 一般式［３］：
【００１３】
【化４】
【００１４】
で表されるアルギン酸を、一般式［４］：
Ｒ４４Ｎ・ＯＨ ［４］
（式中、Ｒ４は、アルキル基またはアリール基）で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと下記一般式［５］又は下記一般式［６］：
【００１５】
【化５】
【００１６】
（各式中独立に、Ｒ１は上記とおなじ。）で表されるモノトシル化環状四糖［５］またはモノヨード化環状四糖［６］を反応させることを特徴とする前記一般式［１］で表されるアルギン酸誘導体の製造方法。
（４） 前記一般式［３］で表されるアルギン酸を、前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれか及び一般式［７］：
Ｒ２Ｘ ［７］
（式中、Ｒ２は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、又は、炭素数７〜１８個のアラルキル基を表す。Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、又は、Ｉを表す）で表されるハロゲン化物と反応させることを特徴とする前記一般式［２］で表されるアルギン酸誘導体の製造方法。
（５） 一般式［８］：
【００１７】
【化６】
【００１８】
（式中、Ｒ３は上記とおなじ。ただし、全てのＲ3のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したポリアクリル酸誘導体。
（６） 一般式［９］：
【００１９】
【化７】
【００２０】
（式中、Ｒ３１は上記とおなじ。ただし、全てのＲ3１のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したポリアクリル酸誘導体。
（７） 一般式［１０］：
【００２１】
【化８】
【００２２】
で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させることを特徴とする前記一般式［８］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造方法。
（８） 前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと前記一般式［７］で表されるハロゲン化物と反応させることを特徴とする前記一般式［９］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によって提供されるアルギン酸誘導体、ポリアクリル酸誘導体は、プラスチック基板への吸着性に優れた性質を有するとともに、細胞親和性且つ選択性であり、また、蛍光ラベルや疎水基導入等の修飾も可能であるため、生体に直接適用される医学−生理学材料、化粧品添加物、食品添加物、衛生材料等に使用されるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
式（１）、式（２）、式（５）、式（６）、式（８）及び式（９）において、Ｒ１は、環状四糖を構成するグルコースの水酸基に由来する基であって、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基（メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ペンチル、ドデシル等）、炭素数６〜１８個のアリール基（フェニル、トリル、キシリル、クメニル、ナフチル、フェナントリル等）、炭素数２〜１８個のアシル基（アセチル、ブチリル、バレリル、ラウロイル等）、炭素数７〜１８個のアラルキル基（ベンジル、フェネチル、α−メチルベンジル等）、炭素数３〜１６のシリル基（トリメチルシリル、ｔ−ブチルジフェニルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル等）、リン酸エステル基、硫酸エステル基を表す。これが遊離の水酸基である場合のＲ１は水素原子である。好ましいＲ１の具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、アセチル基、ベンジル基、トリメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基等が挙げられる。環状四糖を構成するグルコースの水酸基が誘導体を形成する割合は任意であって、全てが遊離の水酸基であってもよく、部分的に又は全てが誘導体を形成していてもよい。
【００２５】
式［１］、式［８］中のＲ３、及び、式［２］、式［９］中のＲ３１は、それぞれ、アルギン酸を構成するマンヌロン酸およびグルロン酸のカルボキシル基、又は、アクリル酸のカルボキシル基に導入された基である。これが遊離のカルボキシル基である場合のＲ３、Ｒ３１は、水素原子である。
【００２６】
Ｒ3は水素、無機若しくは有機のカチオン、又は、上記式で示される環状四糖誘導体由来の１価の基である。
【００２７】
Ｒ３１は、水素、無機若しくは有機のカチオン、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、又は、上記式で示される環状四糖誘導体由来の１価の基を表す。カルボキシル基がエステル化されている場合のＲ３１は炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基等が挙げられ、好ましい具体例としては、メチル基、ラウリル基、ベンジル基等が挙げられる。カルボキシル基がエステル化されている場合のＲ３１の導入量は特に限定されるものではないが、高分子中のカルボキシル基の数の１０〜５０％程度に導入することが好ましい。
【００２８】
Ｒ3及びＲ３１において、無機若しくは有機のカチオンとしては、例えば、カリウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン等の無機カチオン、第１、２、３級アミン、第４級アンモニウム塩等の有機カチオンを挙げることができる。
【００２９】
Ｒ3及びＲ３１において、環状四糖の導入量は、高分子中のカルボキシル基の数の５〜５０％である。環状四糖の導入量が５％未満であると導入量が希少のため環状四糖の特性である細胞親和性が発現しにくくなり、５０％を超えると逆に、ポリマー重量あたりのアルギン酸またはポリアクリル酸成分の重量比が小さくなり、アルギン酸、ポリアクリル酸の特性であるプラスチックへの吸着性が発現しにくい。好ましくは１０〜５０％に環状四糖を導入する。
【００３０】
本発明のアルギン酸誘導体、ポリアクリル酸誘導体の製造方法を以下に説明する。
（ａ）モノトシル化環状四糖およびモノヨード化環状四糖の製造
種々の環状四糖誘導体の製造法の概略は、特開２００３−１６０５９５に記載されているが、上記一般式［５］、［６］で表わされる環状四糖誘導体は、より具体的には、例えば、次のような方法によって製造することができる。
まず、環状四糖、すなわち、下記式で示されるサイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝をトシル化剤でトシル化する。
【００３１】
【化９】
【００３２】
トシル化剤としては、例えば、ｐ−トルエンスルホニルクロリドが好ましい。トシル化剤の使用量は、環状四糖に対して１〜３倍モルが好ましく、より好ましくは１．５〜２．０倍モルである。
【００３３】
溶媒としては、ピリジン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドなど環状四糖を溶解するものが好ましく使用されるが、蒸留除去が容易なピリジンが最も好ましい。
【００３４】
反応温度と時間としては、トシル化剤添加時は０〜５℃、１〜２時間が好ましく、その後は１０〜３０℃で１〜２時間反応させることが好ましい。反応後は、溶媒をできるだけ蒸留除去した後、反応混合物に使用溶媒の２倍の水を添加し、攪拌することでモノトシル化環状四糖を水相に溶解させる。これにイオン交換樹脂を用いて脱塩した後、濾過し、濃縮後、結晶化、クロマト分離等によりモノトシル化環状四糖が得られる。
【００３５】
次に、このモノトシル化環状四糖を過剰量のヨード化剤と反応させ、トシル基をヨード化して、モノヨード化環状四糖が製造される。ヨード化剤としては、例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウムが好適に用いられる。その使用量はモノトシル化環状四糖に対して１〜１０倍モルが好ましく、より好ましくは６〜８倍モルである。
【００３６】
反応温度は５０〜１００℃が好ましく、より好ましくは８０〜９０℃で、反応時間は１〜２４時間が好ましく、より好ましくは３〜５時間である。必要に応じて精製することができ、精製条件としては、例えば、反応混合物を濃縮後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）とアセトンの比率が１：７〜１：１５、好ましくは１：８〜１：１０になるようにアセトンを加えて沈殿を生成させ、これを濾過後、アセトンで洗浄し、乾燥後、クロマト分離することが挙げられる。
【００３７】
（ｂ−１）アルギン酸誘導体の製造（その１）
前記一般式［３］で表されるアルギン酸を前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと反応させることにより前記一般式［１］で表されるアルギン酸誘導体が製造される。
【００３８】
（ｂ−２）アルギン酸誘導体の製造（その２）
前記一般式［３］で表されるアルギン酸を前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと前記一般式［７］で表されるハロゲン化物と反応させることにより前記一般式［２］で表されるアルギン酸誘導が製造される。
【００３９】
本発明において、前記一般式［３］で表されるアルギン酸の分子量としては、一般的には重量平均分子量が１０万〜５０万程度のものが好ましく使用できる。なお、アルギン酸（β−１，４′−マンヌロノ−α−１，４′−Ｌ−グルロノグリカン）は、Ｄ−マンヌロン酸（Ｍ）とＬ−グルロン酸（Ｇ）を構成単位とするが、各単位の組成比は起源によって異なり、またＭとＧの配列も様々であることが知られており、本発明におけるアルギン酸骨格の表記はそのような各種のＭとＧの配列や組成比を含むものと了解すべきである。
【００４０】
（１）アルギン酸４級アンモニウムの製造
前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムにおいて、Ｒ４は、アルキル基またはアリール基である。上記アルキル基、アリール基としては特に限定されず、例えば、上述のもの等を挙げることができる。具体的には、例えば、水酸化テトラｎ−ブチルアンモニウム等が挙げられる。
【００４１】
アルギン酸の４級アンモニウム塩を製造する際の溶媒としては、アルギン酸と４級アンモニウム塩を溶解し得るものであればよい。具体的には、水、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等の単独もしくはそれらの混合溶媒が挙げられる。
【００４２】
仕込みモル比としては、前記一般式［３］で表されるアルギン酸の水分散液中に、水酸化４級アンモニウムを、前記一般式［３］で表されるアルギン酸のカルボキシル基モル数：水酸化４級アンモニウムの仕込みモル比が好ましくは１：０．３〜１：２、より好ましくは１：０．８〜１：１．２となるようにする。反応温度は５〜１００℃が好ましく、より好ましくは、１０〜５０℃で、反応時間は０．０１〜１０時間が好ましく、より好ましくは、０．１〜０．２時間である。反応終了後、反応液を減圧下濃縮してアルギン酸の４級アンモニウム塩が得られる。
【００４３】
（２）一般式［１］で示されるアルギン酸誘導体の製造
前記一般式［１］で示されるアルギン酸誘導体を製造するに際しては、窒素等乾燥不活性ガスを通じながら、アルギン酸の４級アンモニウム塩の溶液中に、前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖を、前記一般式［３］で表されるアルギン酸のカルボキシル基モル数：前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖の仕込みモル比が好ましくは１：０．１〜１：２、より好ましくは１：０．５〜１：１．０となるように仕込む。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは、３〜２４時間である。反応終了後の反応溶液を濃縮後、メタノール等の有機溶媒に投入し、濾過、洗浄、必要に応じて再沈殿または透析による精製を繰り返して得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥すれば目的物を得ることができる。
【００４４】
（３）一般式［２］で示されるアルギン酸誘導体の製造
前記一般式［２］で示されるアルギン酸誘導体を製造するに際しては、窒素等乾燥不活性ガスを通じながら、アルギン酸の４級アンモニウム塩の溶液中に、前記一般式［７］で表されるハロゲン化物を、前記一般式［３］で表されるアルギン酸のカルボキシル基モル数：前記一般式［７］で表されるハロゲン化物の仕込みモル比が好ましくは１：０．０５〜１：０．７、より好ましくは１：０．１〜１：０．５となるように仕込む。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは、３〜２４時間である。
【００４５】
前記一般式［７］で表されるハロゲン化物においては、Ｒ２は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、又は、炭素数７〜１８個のアラルキル基を表す。具体的には、上述の例示のものをそれぞれ挙げることができる。Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、又は、Ｉを表す。このようなハロゲン化物としては、導入する有機基に対応するアルキル基、アリール基又はアラルキル基を有する化合物を使用すればよく、例えば、臭化ベンジル、ヨウ化エチル等を挙げることができる。
【００４６】
次にこの反応液に前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させる。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは３〜２４時間である。反応終了後、反応溶液を濃縮後、メタノール等の有機溶媒に投入し、濾過、洗浄、必要に応じて再沈殿または透析による精製を繰り返して得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥すればよい。
【００４７】
アルギン酸誘導体を製造する際の溶媒としては、反応物および生成するアルギン酸誘導体を溶解し得るものであればよい。具体的には、たとえば、上述したもの等の有機溶媒単独もしくはそれらの混合溶媒が挙げられる。
【００４８】
前記一般式［１］および［２］のアルギン酸誘導体において、カチオン種を４級アンモニウムイオンから他の種類のカチオンに変換することができ、例えば、金属イオン（ナトリウム、カリウム、カルシウムなど）に変換する方法は、アルギン酸誘導体の４級アンモニウム塩を水、ＤＭＦ等の溶媒に溶解後、金属イオンのヨード塩を過剰量添加し、０．１〜１時間攪拌した後、メタノール等の有機溶媒に投入し、濾過、洗浄、必要に応じて再沈殿または透析による精製を繰り返して得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して得ることができる。
【００４９】
またカチオン種を水素にする方法は、アルギン酸誘導体の４級カチオン塩を水、ＤＭＦ等の溶媒に溶解後、１Ｍ塩酸を過剰量添加し、０．１〜１時間攪拌した後、メタノール等の有機溶媒に投入し、濾過、洗浄、必要に応じて再沈殿または透析による精製を繰り返して得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して得ることができる。
【００５０】
（ｃ−１）一般式［８］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造
前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させることにより前記一般式［８］で表されるポリアクリル酸誘導体が製造される。
【００５１】
（ｃ−２）一般式［９］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造
前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと前記一般式［７］で表されるハロゲン化物と反応させることにより前記一般式［９］で表されるポリアクリル酸誘導が製造される。
【００５２】
本発明において、前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーの分子量は一般的には３万〜３０万程度のものが好ましく使用できる。分子量が低く過ぎる場合にはゾル状態となるため、三次元形状に付形しにくくなる傾向がある。
【００５３】
（１）アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩の製造
アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩を製造する際の溶媒としては、アクリル酸ポリマーと４級アンモニウム塩を溶解し得るものであればよい。具体的には、水、メタノール、エタノール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等の単独もしくはそれらの混合溶媒が挙げられる。
【００５４】
アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩を製造する際の反応条件としては、一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーの溶液中に、水酸化４級アンモニウムを、一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーのカルボキシル基モル数：水酸化４級アンモニウムの仕込みモル比が好ましくは１：０．３〜１：２、より好ましくは１：０．８〜１：１．２となるように仕込む。反応温度は５〜１００℃が好ましく、より好ましくは、１０〜５０℃で、反応時間は０．０１〜１０時間が好ましく、より好ましくは、０．１〜０．２時間である。反応終了後、反応液を減圧下濃縮してポリアクリル酸の４級アンモニウム塩が得られる。
【００５５】
（２）ポリアクリル酸誘導体の製造
ポリアクリル酸誘導体を製造する際の溶媒としては、反応物および生成するアクリル酸ポリマー誘導体を溶解し得るものであればよい。具体的には、たとえば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等の有機溶媒単独もしくはそれらの混合溶媒が挙げられる。
【００５６】
前記一般式［８］で示されるポリアクリル酸誘導体を製造するに際しては、窒素等乾燥不活性ガスを通じながら、アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩の溶液中に、前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖を、前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーのカルボキシル基モル数：前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖の仕込みモル比が好ましくは１：０．１〜１：２、より好ましくは１：０．５〜１：１．０となるように仕込む。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは、３〜２４時間である。反応終了後の反応溶液を濃縮後、透析による精製を行い、濃縮乾燥後、得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥することにより目的物を得ることができる。
【００５７】
前記一般式［９］で示されるアクリル酸ポリマー誘導体を製造するに際しては、窒素等乾燥不活性ガスを通じながら、アクリル酸ポリマーの４級アンモニウム塩の溶液中に、前記一般式［７］で表されるハロゲン化物を、前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーのカルボキシル基モル数：前記一般式［７］で表されるハロゲン化物の仕込みモル比が好ましくは１：０．０５〜１：０．７、より好ましくは１：０．１〜１：０．５となるように仕込む。反応温度は１０〜１２０℃が好ましく、より好ましくは、６０〜１００℃で、反応時間は１〜４８時間が好ましく、より好ましくは、３〜２４時間である。次にこの反応液に前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させる。反応温度は６０〜１５０℃が好ましく、より好ましくは、８０〜１２０℃で、反応時間は１〜１０時間が好ましく、より好ましくは、２〜６時間である。反応終了後、反応溶液を濃縮し、透析による精製を行い、濃縮乾燥後、得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して目的物を得ることができる。
【００５８】
前記一般式［８］および［９］のポリアクリル酸誘導体において、カチオン種を４級アンモニウムイオンから他の種類のカチオンに変換することができ、例えば、金属イオン（ナトリウム、カリウム、カルシウムなど）に変換する方法は、ポリアクリル酸誘導体の４級アンモニウム塩を水、ＤＭＦ等の溶媒に溶解後、金属イオンのヨード塩を過剰量添加し、０．１〜１時間攪拌した後、透析による精製を行い、得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して得ることができる。
【００５９】
またカチオン種を水素にする方法は、ポリアクリル酸誘導体のカチオン塩を水、ＤＭＦ等の溶媒に溶解後、１Ｍ塩酸を過剰量添加し、０．１〜１時間攪拌した後、透析による精製を行い、得られた固体分を室温〜１００℃で１〜２４時間程度減圧乾燥して得ることができる。
【実施例】
【００６０】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００６１】
（合成例１）
モノトシル環状四糖（Ｃ−ｍＴｓ）の合成
乾燥した４つ口フラスコにピリジン（５０ｍＬ）、環状四糖（１０ｇ）を加え５℃にした後、窒素気流下にて環状四糖に対して２倍モルの塩化トシル（６ｇ）のピリジン溶液（５０ｍＬ）を滴下ロートにて約３０分かけて添加し、５℃で３時間反応させた。反応溶液に水（５０ｍＬ）を加えて反応停止した後、減圧乾固により残留ピリジンを除去した。この残渣に水（１００ｍＬ）を加え、水溶液部分をデカントした。次に混入しているピリジン−ｐ−トルエンスルホン酸塩を脱塩するため、水溶液にカチオン交換樹脂（Ｄｏｗｅｘ ５０ＷＸ８：２０ｇ）を加え、室温で１０分放置後、ろ過し、ろ液にアニオン交換樹脂（Ｄｏｗｅｘ ５００Ａ：４０ｇ）を加え１０分放置後ろ過し、ろ液を減圧乾固した。その結果、単離収率２８％（３．５ｇ）でモノトシル体（純度８０％）を得た。更にシリカゲルカラムクロマトグラフィーによるモノトシル体の精製を行った（溶離液；酢酸エチル：メタノール：水＝６：３：１）。その結果、１ｇの純度８０％モノトシル体から０．８ｇの純化したＣ−ｍＴｓを得た。
【００６２】
（合成例２）
モノヨード環状四糖の合成
上述のＣ−ｍＴｓ（０．４ｇ）に対して８倍モルのヨウ化カリウム（６６０ｍｇ）をＤＭＦ（１０ｍＬ）中、９０℃で４時間反応させた。反応液の一部（０．５ｍＬ）をとり、減圧乾固、アセトン洗浄、乾燥した後、固形物を重水に溶解し、プロトンＮＭＲを測定した。その結果、８０％の変換率でヨード化が進行した。このヨード体を単離・精製を行わずに次の反応（ＤＭＳＯ溶媒）に使用した。溶媒の交換は、ＤＭＦを減圧濃縮で留去した後、残渣をＤＭＳＯ（１０．７ｍＬ）に溶解して行った。
【００６３】
モノヨード体はアセトンによる沈殿でも精製が可能であった。すなわち、反応液（１０ｍＬ）に対し、アセトン（１００ｍＬ）を加えて沈殿を生成させ、沈殿をろ過、アセトンで洗浄、乾燥し、モノヨード体（０．３８ｇ）を得た。
【００６４】
（実施例１）
（１）アルギン酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）塩の調整
アルギン酸（５３０ｍｇ：３ｍｍｏｌ）の水分散液（２０ｍＬ）に１Ｍ水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ−ＯＨ）水溶液（４ｍＬ：４ｍｍｏｌ）を加えて均一溶液を調整した。この溶液を減圧乾固した後、アセトン（２００ｍＬ）を加えた。固形物をろ過、乾燥することによりアルギン酸ＴＢＡ塩の調整を行った。プロトンＮＭＲ測定からアルギン酸のカルボキシル基１個に対して１．５個のＴＢＡが存在していた。
【００６５】
（２）モノヨード環状四糖とアルギン酸との反応
環状四糖のモノヨード体（６０ｍｇ）のＤＭＳＯ溶液（２ｍL）に対してカルボキシレートが、それぞれ、等モル及び０．２５倍モルになるようにアルギン酸ＴＢＡ塩（１１ｍｇ、４４ｍｇ）を加え、室温で1日反応させた。アルギン酸ＴＢＡ塩はＤＭＳＯに不溶であり、反応後のアルギン酸成分もＤＭＳＯに不溶であった。ＤＭＳＯ溶液部をデカントで除き、不溶部をメタノールにより十分洗浄し、乾燥、プロトンＮＭＲを測定した結果、アルギン酸への環状四糖の置換が認められた。アルギン酸１ユニットに対する環状四糖の置換度は０．２２及び０．２７であり、水溶性の誘導体が得られた。環状四糖の置換度が０．２２のアルギン酸誘導体のプロトンＮＭＲスペクトルを図１に示す。アルギン酸からの生成物の収率は、ほぼ定量的であったが、環状四糖を基にした収率は、１当量の反応で置換度が０．２２であることから２２％の収率であった。また本反応はＤＭＦ溶媒を用いても同様に反応するが、水及び１０％程度水を含むＤＭＦでは反応は進行しなかった。
【００６６】
（実施例２）
モノトシル環状四糖（Ｃ−ｍＴｓ）とアルギン酸との反応
アルギン酸３５ｍｇ（ＣＯＯＨ＝０．２ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨの水溶液（０．２ｍＬ）を水（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、アルギン酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（２ｍＬ）を加えて分散後、純度８０％のＣ−ｍＴｓ（０．１６ｇ：ＣＯＯＨ基に対してトシル基＝０．８倍モル）を粉末で加え、９０℃で８時間、その後室温で1日反応した。反応終了後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。その後、低分子成分を除くため生成物を水（２０ｍＬ）に溶解し透析膜（分画分子量１２，０００の再生セルロース膜）により２日間透析した。透析内液を濃縮し最終生成物３５ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定から環状四糖の置換度は０．２５(ＴＢＡ塩は０．４９)であった。
【００６７】
（実施例３）
環状四糖結合アルギン酸の蛍光ラベル化
アルギン酸３５０ｍｇ（ＣＯＯＨ＝２ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨの水溶液（２ｍＬ）を水（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、アルギン酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（２０ｍＬ）を加えて分散後、８０％Ｃ−ｍＴｓ（１．６ｇ：ＣＯＯＨ基に対してトシル基＝０．８倍モル）を粉末で加え、９０℃で８時間反応した。続いて蛍光試薬であるフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）を粉末で４４．４ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）加え９０℃で７時間、その後室温で１日反応した。反応終了後、ヨウ化カリウム６１４ｍｇ（３．７ｍｍｏｌ）を加えカルボン酸の対イオンをＴＢＡ塩からカリウム塩に変換した後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。その後、低分子成分を除くため生成物を水：メタノール＝１：１０の混合溶媒５５ｍＬで洗浄し、ろ過後、沈殿を水（２０ｍＬ）に溶解し透析膜により２日間透析した。透析内液を濃縮乾固後、水：メタノール＝１：１０の混合溶媒５５ｍＬで洗浄し、ろ過後、乾燥し最終生成物５７０ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定から環状四糖の置換度は０．３５であった。また、蛍光分光光度計を用いてＦＩＴＣ試薬による検量線を基に測定したＦＩＴＣ結合量はアルギン酸１２３ユニット当たり１個のＦＩＴＣが結合した化合物であった。プロトンＮＭＲスペクトルを図１に示す。このサンプルをＡ−ＣＴＳ０．３５−Ｆ１２３とした。
【００６８】
環状四糖のＦＩＴＣラベル化も同様に行い、アセトン、メタノール洗浄により未結合のＦＩＴＣを除くことにより精製した。ＦＩＴＣ結合量は環状四糖３２分子に対し１分子のＦＩＴＣが結合した混合物であった。このサンプルをＣＴＳ−Ｆ３２とする。
【００６９】
（参考例１）
アルギン酸へのベンジル（Ｂｎ）基導入による疎水化
アルギン酸１７６ｍｇ（ＣＯＯＨ＝１ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨ水溶液（１ｍＬ）を水（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、アルギン酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（１０ｍＬ）を加えて分散後、臭化ベンジル１００ｍｇ（０．５８ｍｍｏｌ）を加え８０℃で２時間、その後室温で１日反応した。反応終了後、ヨウ化カリウム１．１ｇ（６．６ｍｍｏｌ）を加え対イオンをカリウム塩に変換した後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。その後、低分子成分を除くため生成物をメタノール５０ｍＬで洗浄し、ろ過、乾燥し生成物１６０ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定からＢｎ基の置換度は０．２２であった（Ａ−Ｂｎ０．２２とする）。この生成物の水溶液（４ｍｇ／ｍＬ）はＰＳｔシャーレに対して濡れ性を示した。
【００７０】
（実施例４）
アルギン酸のベンジル化及び環状四糖の導入
アルギン酸１７６ｍｇ（ＣＯＯＨ＝１ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨ水溶液（１ｍＬ）を水（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、アルギン酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（１０ｍＬ）を加えて分散後、臭化ベンジル８６ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）を加え８０℃で２時間反応した。更に反応液の約半分量に、続いて純度９０％のＣ−ｍＴｓ４５０ｍｇ（０．８倍モル）を加え８０℃で３時間、その後室温で１日反応した。反応終了後、ヨウ化カリウム１．１ｇ（６．６ｍｍｏｌ）を加え対イオンをカリウム塩に変換した後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。その後、低分子成分を除くため生成物をメタノール５０ｍＬで洗浄し、ろ過後、沈殿を水に溶解し、３日間透析した。透析内液を減圧乾固し生成物１１０ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定（図２）から置換度はＢｎ基＝０．２６、環状四糖＝０．１６であった（Ａ−ＣＴＳ０．１６−Ｂｎ０．２６とする）。この生成物の水溶液（０．５ｍｇ／ｍＬ）はＰＳｔシャーレに対して濡れ性を示した。
【００７１】
（参考例２）
アクリル酸ポリマーテトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）塩の調整
アクリル酸ポリマー（２１６ｍｇ：３ｍｍｏｌ）の水分散液(２０ｍＬ)に１Ｍ水酸化テトラブチルアンモニウム(ＴＢＡ−ＯＨ)水溶液(３．０ｍＬ:３ｍｍｏｌ)を加えて均一溶液を調整した。この溶液を減圧乾固することによりアクリル酸ポリマーテトラブチルアンモニウム(ＴＢＡ)塩の調整を行った。プロトンＮＭＲ測定からアクリル酸ポリマーのカルボキシル基１個に対して１個のＴＢＡが存在していた。
【００７２】
（実施例５）
環状四糖モノトシル体（Ｃ−ｍＴｓ）とポリアクリル酸（ＰＡ）との反応
ＰＡ７２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨ水溶液（１ｍＬ）をＤＭＦ（１０ｍＬ)に溶解後、濃縮乾固し、ポリアクリル酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（１０ｍＬ）を加えて溶解後、純度５０％のＣ−ｍＴｓ（１．２ｇ：ＣＯＯＨ基に対してトシル基＝０．８倍モル)を粉末で加え、８０℃で５時間反応した。反応終了後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。乾固した固体を水２０ｍＬに溶解後、カルボン酸のＴＢＡ塩をカルボン酸にするため１ＭＨＣｌ２ｍＬを加えた。更に低分子成分を除くため、溶液を透析膜により３日間透析した。透析内液を濃縮乾固し生成物２００ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定（図１）から環状四糖の置換度は０．１３であった。またＴＢＡ塩は０．０４残留していた。このサンプルをＰＡ−ＣＴＳ０．１３−ＴＢＡ０．０４とした。
【００７３】
（実施例６）
ＰＡへの環状四糖の導入及びベンジル化
ＰＡ７２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）、１ＭＴＢＡ−ＯＨ水溶液（１ｍＬ）をＤＭＦ（１０ｍＬ）に溶解後、濃縮乾固し、ポリアクリル酸ＴＢＡ塩を得た。この固体にＤＭＦ（１０ｍＬ）を加えて溶解後、純度５０％のＣ−ｍＴｓ（１．２ｇ：ＣＯＯＨ基に対してトシル基＝０．８倍モル）を粉末で加え、９５℃で５時間反応した。更に臭化ベンジル０．３４ｇ（２ｍｍｏｌ）を加えて９５℃で４時間、室温で１日反応した。反応終了後、濃縮乾固によりＤＭＦを除去した。乾固した固体を水２０ｍＬに溶解後、カルボン酸のＴＢＡ塩をカルボン酸にするため１ＭのＨＣｌを２ｍＬを加えた。更に低分子成分を除くため、溶液を透析膜により３日間透析した。透析内液を濃縮乾固し生成物２００ｍｇを得た。プロトンＮＭＲ測定（図２）から各置換度は環状四糖＝０．２３、Ｂｎ基＝０．１５であった。このサンプルをＰＡ−ＣＴＳ０．２３−Ｂｎ０．１５とした。
【００７４】
（実施例７）
両親媒性ポリマー水溶液のポリスチレン（ＰＳｔ）シャーレへの吸着
両親媒性のＰＡ誘導体の０．５ｍｇ／ｍＬ水溶液（ＰＡ−ＣＴＳ０．１３−ＴＢＡ０．０４、ＰＡ−ＣＴＳ０．２３−Ｂｎ０．１５）を調製し、各１ｍＬを未処理ＰＳｔシャーレに注ぎ、軽くゆすることによりシャーレ底面に均一に溶液を満たした後、１時間放置しポリマーを吸着させた。その後、未吸着のポリマー溶液を水３ｍＬで３回洗うことによりポリマー吸着ＰＳｔシャーレとして次の細胞親和性評価に用いた。ポリマーの吸着はＰＳｔシャーレが水に対して安定に濡れ性を示すことで確認した。
【００７５】
（実施例８）
両親媒性ポリマー水溶液のポリスチレン（ＰＳｔ）シャーレへの吸着
両親媒性の置換アルギン酸水溶液（Ａ−ＣＴＳ０．１６−Ｂｎ０．２６：０．５ｍｇ／ｍＬ）を調製し、１ｍLを未処理ＰＳｔシャーレに注ぎ、軽くゆすることによりシャーレ底面に均一に溶液を満たした後、１時間放置しポリマーを吸着させた。その後、未吸着のポリマー溶液を水３ｍLで３回洗うことによりポリマー吸着ＰＳｔシャーレとして次の細胞親和性評価に用いた。ポリマーの吸着はＰＳｔシャーレが水に対して安定に濡れ性を示すことで確認した。
【００７６】
（実施例９）
蛍光ラベル化ポリマーのフローサイトメトリーによる細胞親和性の評価
Ａ−ＣＴＳ０．３５−Ｆ１２３サンプルの水溶液を用いて血液から赤血球を除いた血球画分（単球、リンパ球を含む）との相互作用をフローサイトメトリーにより分析した結果、リンパ球とは相互作用せずに単球と選択的に相互作用していることが認められた。
【００７７】
（比較例１）
ＣＴＳ−Ｆ３２のサンプルの水溶液を用いて血液から赤血球を除いた血球画分（単球、リンパ球を含む）との相互作用をフローサイトメトリーにより分析した結果、両者に対して強い相互作用が認められたものの、低分子であるＣＴＳ−Ｆ３２では選択性はなかった。
【００７８】
上述の実施例から判るとおり、本発明の誘導体は、各種有機基をポリマー中に導入することにより、所望の特性を付与することができることが、蛍光基や疎水基の導入により、実証された。また、これらの修飾誘導体は、細胞の種類によりそれに対する親和性が異なるように細胞親和性を制御することが可能であること、及び、プラスチックへの吸着性が良好であることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】環状四糖結合アルギン酸（実施例１の置換度０．２２のもの）のプロトンＮＭＲスペクトル
【図２】環状四糖結合アルギン酸蛍光ラベル化物（実施例３のＡ−ＣＴＳ０．３５−Ｆ１２３）のプロトンＮＭＲスペクトル
【図３】環状四糖結合アルギン酸ベンジル化物（実施例４のＡ−ＣＴＳ０．１６−Ｂｎ０．２６）のプロトンＮＭＲスペクトル
【図４】環状四糖結合ポリアクリル酸（実施例５のＰＡ−ＣＴＳ０．１３−ＴＢＡ０．０４)のプロトンＮＭＲスペクトル
【図５】環状四糖結合ポリアクリル酸トシル化物（実施例６のＰＡ−ＣＴＳ０．２３−Ｂｎ０．１５）のプロトンＮＭＲスペクトル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式［１］：
【化１】
（式中、Ｒ３は水素、無機若しくは有機のカチオン、又は、下記式：
【化２】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したアルギン酸誘導体。
【請求項２】
一般式［２］：
【化３】
（式中、Ｒ３１は水素、無機若しくは有機のカチオン、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、又は、下記式：
【化４】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３１は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３１のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したアルギン酸誘導体。
【請求項３】
一般式［３］：
【化５】
で表されるアルギン酸を、一般式［４］：
Ｒ４４Ｎ・ＯＨ ［４］
（式中、Ｒ４は、アルキル基またはアリール基）で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと下記一般式［５］又は下記一般式［６］：
【化６】
（各式中独立に、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で表されるモノトシル化環状四糖［５］またはモノヨード化環状四糖［６］を反応させることを特徴とする前記一般式［１］で表されるアルギン酸誘導体の製造方法。
【請求項４】
前記一般式［３］で表されるアルギン酸を、前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれか及び一般式［７］：
Ｒ２Ｘ ［７］
（式中、Ｒ２は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、又は、炭素数７〜１８個のアラルキル基を表す。Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、又は、Ｉを表す）で表されるハロゲン化物と反応させることを特徴とする前記一般式［２］で表されるアルギン酸誘導体の製造方法。
【請求項５】
一般式［８］：
【化７】
（式中、Ｒ３は水素、無機若しくは有機のカチオン、又は、下記式：
【化８】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ3のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したポリアクリル酸誘導体。
【請求項６】
一般式［９］：
【化９】
（式中、Ｒ3１は水素、無機若しくは有機のカチオン、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、又は、下記式：
【化１０】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３１は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３１のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したポリアクリル酸誘導体。
【請求項７】
一般式［１０］：
【化１１】
で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させることを特徴とする前記一般式［８］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造方法。
【請求項８】
前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと前記一般式［７］で表されるハロゲン化物と反応させることを特徴とする前記一般式［９］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造方法。
【請求項１】
一般式［１］：
【化１】
（式中、Ｒ３は水素、無機若しくは有機のカチオン、又は、下記式：
【化２】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したアルギン酸誘導体。
【請求項２】
一般式［２］：
【化３】
（式中、Ｒ３１は水素、無機若しくは有機のカチオン、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、又は、下記式：
【化４】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３１は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３１のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したアルギン酸誘導体。
【請求項３】
一般式［３］：
【化５】
で表されるアルギン酸を、一般式［４］：
Ｒ４４Ｎ・ＯＨ ［４］
（式中、Ｒ４は、アルキル基またはアリール基）で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと下記一般式［５］又は下記一般式［６］：
【化６】
（各式中独立に、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で表されるモノトシル化環状四糖［５］またはモノヨード化環状四糖［６］を反応させることを特徴とする前記一般式［１］で表されるアルギン酸誘導体の製造方法。
【請求項４】
前記一般式［３］で表されるアルギン酸を、前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アルギン酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれか及び一般式［７］：
Ｒ２Ｘ ［７］
（式中、Ｒ２は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、又は、炭素数７〜１８個のアラルキル基を表す。Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、又は、Ｉを表す）で表されるハロゲン化物と反応させることを特徴とする前記一般式［２］で表されるアルギン酸誘導体の製造方法。
【請求項５】
一般式［８］：
【化７】
（式中、Ｒ３は水素、無機若しくは有機のカチオン、又は、下記式：
【化８】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ3のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したポリアクリル酸誘導体。
【請求項６】
一般式［９］：
【化９】
（式中、Ｒ3１は水素、無機若しくは有機のカチオン、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、又は、下記式：
【化１０】
（式中、Ｒ１は、水素、炭素数１〜１８個のアルキル基、炭素数６〜１８個のアリール基、炭素数２〜１８個のアシル基、炭素数７〜１８個のアラルキル基、炭素数３〜１６のシリル基、リン酸エステル基、又は、硫酸エステル基を表す。複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。）で示される環状四糖［サイクロ｛→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→６）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→｝］誘導体由来の１価の基を表す。複数のＲ３１は同一でも異なっていてもよい。ただし、全てのＲ３１のうち５〜５０％は前記環状四糖である。ｎは繰り返し単位数。）で表される環状四糖が結合したポリアクリル酸誘導体。
【請求項７】
一般式［１０］：
【化１１】
で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖と反応させることを特徴とする前記一般式［８］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造方法。
【請求項８】
前記一般式［１０］で表されるアクリル酸ポリマーを前記一般式［４］で表される水酸化４級アンモニウムと反応させ、アクリル酸４級アンモニウムとし、これと前記一般式［５］で表されるモノトシル化環状四糖または前記一般式［６］で表されるモノヨード化環状四糖のいずれかと前記一般式［７］で表されるハロゲン化物と反応させることを特徴とする前記一般式［９］で表されるポリアクリル酸誘導体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−９９９０２（Ｐ２００７−９９９０２Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９１８２０（Ｐ２００５−２９１８２０）
【出願日】平成１７年１０月４日（２００５．１０．４）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【出願人】（０００１５５９０８）株式会社林原生物化学研究所 (168)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月４日（２００５．１０．４）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【出願人】（０００１５５９０８）株式会社林原生物化学研究所 (168)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]