過冷却促進剤
【課題】優れた過冷却活性を有し且つ天然物等からの抽出によらず、量産が容易な新たな過冷却促進剤を提供すること。
【解決手段】下記一般式（１）で表される化合物、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸もしくはその塩より選ばれる一種以上を含むことを特徴とする、過冷却促進剤。
【化１】
（上記一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素又は炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではなく、ｎは２〜２０の整数を示す。Ｘは分子量１００万以下の炭化水素鎖を示す。）
【解決手段】下記一般式（１）で表される化合物、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸もしくはその塩より選ばれる一種以上を含むことを特徴とする、過冷却促進剤。
【化１】
（上記一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素又は炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではなく、ｎは２〜２０の整数を示す。Ｘは分子量１００万以下の炭化水素鎖を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過冷却促進剤に関する。さらに詳しくは、極めて低濃度で氷核の形成を阻害して水を過冷却させる活性を有する物質からなる過冷却促進剤、前記物質を含有する不凍性液体、及びガラス化液に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を氷点下で長期間に渡り安定的に凍らせない物質（過冷却促進剤）があれば様々な産業分野への応用が期待される。特許文献１には、タンニンからなる過冷却促進剤が、優れた過冷却活性を有することが示されている。しかしながら、タンニンは、木部組織等の天然物から抽出するのが一般的であり、量産が困難であるという問題があった。過冷却活性を様々な用途に応用するために、量産可能な過冷却促進剤の創出が強く望まれていた。
【０００３】
一方、特許文献２には、洗浄剤や化粧品等の分野に利用でき、且つ生分解性に優れる界面活性剤として、アシルアミノ酸系の組成物が開示されている。しかしながら、当該文献は、界面活性能の他、刺激緩和、保湿性、使用感といった化粧品用途等における機能向上を目的としたものであり、過冷却活性に関する記述はもちろん、当該効果を示唆する記述も認められない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／１０８６３５号公報
【特許文献２】特許第４０７０７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、極めて低濃度で優れた過冷却活性を発現することに加え、天然物等からの抽出によらず量産が容易であり、且つ生分解性にも優れる過冷却促進剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、特定の構造を有する界面活性剤に過冷却活性があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔１〕
下記一般式（１）で表される化合物、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸もしくはその塩より選ばれる一種以上を含む、過冷却促進剤。
【化１】
（上記一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素又は炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではなく、ｎは２〜２０の整数を示す。Ｘは分子量１００万以下の炭化水素鎖を示す。）
〔２〕
前記一般式（１）で表される化合物を含む、前項〔１〕に記載の過冷却促進剤。
〔３〕
前記一般式（１）が下記一般式（２）で示される化合物である、前項〔２〕に記載の過冷却促進剤。
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、Ｘ’は、カルボキシル基又はその塩、−ＮＨＲ’基（Ｒ’は、水素、または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−ＯＨ基、−ＳＨ基のうち少なくともいずれか一つを有する炭素数が１〜２０の炭化水素鎖を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではない。）
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、優れた過冷却促進効果を有し且つ天然物等からの抽出によらず、量産が容易な新たな過冷却促進剤を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００１０】
〔一般式（１）で示される化合物〕
本発明の過冷却促進剤は、下記一般式（１）で示される化合物、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸又はその塩より選ばれる一種以上を含むことを特徴とする。
【化３】
【００１１】
一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基である。好ましくは、炭素数が７から１７の炭化水素基である。直鎖、分岐鎖、環状鎖、芳香族炭化水素鎖のいずれでもよく、置換基を有していてもよい。
【００１２】
一般式（１）において、Ｒ２は水素、または炭素数１〜３の炭化水素基である。カルボキシル基かスルホン酸基を有してもよい。炭素数１〜３の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシ（イソ）プロピル基、ジヒドロキシ（イソ）プロピル基、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、カルボキシプロピル基及びスルホエチル基等を挙げることができる。好ましくは、水素である。一般式（１）において、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基またはそれらの塩である。好ましくは、カルボキシル基又はその塩である。
【００１３】
Ｙは、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩である。Ｙは、種々の塩基性物質との間に塩を形成し得る。塩を形成しうる金属の具体例を以下で挙げる。
【００１４】
アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム及びリチウム等が挙げられる。アルカリ土類金属としては、カルシウム及びマグネシウム等が挙げられる。上記した以外の金属としては、アルミニウム、亜鉛、鉄、コバルト、チタン及びジルコニウム、銀等の塩が挙げられる。また、上記した金属を含む塩基性物質としては、特に限定されないが、以下のものが挙げられる。有機アミン塩としては、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン及びトリイソプロパノールアミン等の塩が挙げられる。塩基性アミノ酸塩としては、アルギニン及びリジンの塩が挙げられる。その他にも、アンモニウム塩や多価金属塩等が挙げられる。また、一般式（１）において、Ｙは上記した塩から任意に選ばれる１種又は２種以上の塩を含んでいてもよい。
【００１５】
一般式（１）において、Ｚは、−ＮＲ’−（Ｒ’は水素または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−である。
【００１６】
一般式（１）において、Ｘは、分子量１００万以下の炭化水素鎖である。Ｘは、直鎖でも分枝鎖でも環状鎖でも芳香族炭化水素鎖でもよい。また、Ｘは、置換基を有していてもよく、特にカルボキシル基を有していることが好ましい。Ｘの炭素数は、好ましくは１〜４０であり、分子量は２８〜２０００が好ましい。
【００１７】
また、Ｘがカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基及びリン酸エステル基等を含む場合は、種々の塩基性物質との間に塩を形成してもよい。塩を形成しうる金属及びその金属を含む塩基性物質としては、上記の塩が挙げられる。
【００１８】
一般式（１）中の括弧内の部分はｎ個あり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。ｎは２〜２０の整数である。好ましくは、ｎは２である。また、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではない。
【００１９】
下記一般式（２）で示される化合物は、一般式（１）で示される化合物における、ｎ＝２の場合の一例である。当該化合物はより更に優れた過冷却活性が得られる。
【化４】
【００２０】
上記一般式（２）において、Ｘ’は、カルボキシル基またはその塩、−ＮＨＲ’基（Ｒ’は、水素、または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−ＯＨ基、−ＳＨ基のうち少なくともいずれか一つを有する炭素数が１〜２０の炭化水素鎖を示す。Ｒ１、Ｒ２、Ｙ、Ｚ、ｊ、ｋは一般式（１）と同様である。
【００２１】
一般式（２）において、Ｘ’は、カルボキシル基またはその塩を有することが好ましく、Ｒ２は水素であることが好ましく、Ｙは、カルボキシル基であることが好ましく、Ｚは、−ＮＨ−であることが好ましい。
【００２２】
一般式（１）で示される化合物の製造方法としては、下記一般式（３）で示されるＮ−アシル酸性アミノ酸無水物と、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基から選ばれる官能基をｍ個（ｍはｎ以上）有する分子量１００万以下の化合物（以下、ｍ価の化合物とする）とを、反応させることにより得ることができる。
【化５】
【００２３】
一般式（３）で示されるＮ−アシル酸性アミノ酸無水物とは、酸性アミノ酸がＮ−アシル化された無水物である。Ｎ−アシル酸性アミノ酸無水物は、光学異性体であるＤ−体、Ｌ−体、ラセミ体のいずれであってもよい。特に、Ｌ−体であるＬ−酸性アミノ酸が、生分解性に優れることから好ましい。
【００２４】
酸性アミノ酸は、分子中に存在するカルボキシル基の数がアミノ基より多いものである。例えば、カルボキシル基とアミノ基の数がそれぞれ２個と１個であるモノアミノジカルボン酸などが挙げられる。アミノ基の水素は、炭素数１〜３の炭化水素基で置換されていてもよい。酸性アミノ酸の具体例としては、グルタミン酸、アスパラギン酸が挙げられる。
【００２５】
ｍ価の化合物は、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基から選ばれる官能基をｍ個（ｍ≧ｎ、かつ、２〜２０の整数）有する分子量１００万以下の化合物である。ここで、ｍ価の化合物は、ｍ個の官能基に由来する結合を作り得る。つまり、ヒドロキシル基は、エステル結合を作り、アミノ基は酸アミド結合を作り、チオール基はチオエステル結合を作ることができる。また、この化合物は上記した官能基以外の置換基を有していてもよい。
【００２６】
このようなｍ価の化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。分子内にヒドロキシル基を２個以上有する化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。
【００２７】
２価のヒドロキシル化合物としては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ジメチロールシクロヘキサン、ネオペンチルグリコール、１，８−オクタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、イソプレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ソルバイト、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、水添ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＦ、ダイマージオール、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、酒石酸、ジヒドロキシ酒石酸、メバロン酸、３，４−ジヒドロキシケイ皮酸、３，４−ジヒドロキシヒドロケイ皮酸、ジヒドロキシ安息香酸、ジヒドロキシステアリン酸、ジヒドロキシフェニルアラニン、ジエタノールアミン等が挙げられる。
【００２８】
３価のヒドロキシル化合物としては、グリセリン、トリオキシイソブタン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，３−ペンタントリオール、２−メチル−１，２，３−プロパントリオール、２−メチル−２，３，４−ブタントリオール、２−エチル−１，２，３−ブタントリオール、２，３，４−ペンタントリオール、２，３，４−ヘキサントリオール、４−プロピル−３，４，５−ヘプタントリオール、２，４−ジメチル−２，３，４−ペンタントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，４−ペンタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン及びトリヒドロキシステアリン酸等が挙げられる。
【００２９】
４価のヒドロキシル化合物としては、ペンタエリスリトール、エリスリトール、１，２，３，４−ペンタンテトロール、２，３，４，５−ヘキサンテトロール、１，２，４，５−ペンタンテトロール、１，３，４，５−ヘキサンテトロール、ジグリセリン及びソルビタン等が挙げられる。
【００３０】
５価のヒドロキシル化合物としては、アドニトール、アラビトール、タロース、アロース、キシリトール及びトリグリセリン等が挙げられる。
【００３１】
６価のヒドロキシル化合物としては、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、イノシトール及びダルシトール等が挙げられる。
【００３２】
または、上記した２〜６価のヒドロキシル化合物の脱水縮合物やポリグリセリン等が挙げられる。
【００３３】
また、ｍ価のポリヒドロキシル化合物として、糖類も挙げられる。以下でその具体例を挙げる。
【００３４】
テトロースとしては、エリスロース、スレオース及びエリスルロース等が挙げられる。ペントースとしては、リボース、アラビノース、キシロース、リクソース、キシルロース及びリブロース等が挙げられる。単糖類としては、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、ギューロース、イドース、ガラクトース、タロース、フラクトース、ソルボース、プシコース及びタガトース等のヘキソース等が挙げられる。
【００３５】
オリゴ糖類としては、マルトース、イソマルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、メリビオース、ラクトース、ツラノース、トレハロース、サッカロース、マンニトリオース、セロトリオース、ゲンチアノース、ラフィノース、メレチトース、セロテトロース及びスタキオース等が挙げられる。
【００３６】
その他の糖類としては、ヘプトース、デオキシ糖、アミノ糖、チオ糖、セレノ糖、アルドン糖、ウロン酸、糖酸、ケトアルドン酸、アンヒドロ糖、不飽和糖、糖エステル、糖エーテル及びグリコシド等の残基でもよく、デンプン、グリコーゲン、セルロース、キチン及びキトサン等の多糖類又は上記した糖類を加水分解したものでもよい。
【００３７】
分子内にアミノ基を２個以上有する化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。
脂肪族ジアミン類としては、Ｎ，Ｎ’−ジメチルヒドラジン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、ジアミノドデカン、ジアミノアジピン酸、ジアミノプロパン酸、ジアミノブタン酸等が挙げられる。
【００３８】
脂肪族トリアミン類としては、ジエチレントリアミン、トリアミノヘキサン、トリアミノドデカン、１，８−ジアミノ−４−アミノメチル−オクタン、２，６−ジアミノカプリン酸−２−アミノエチルエステル、１，３，６−トリアミノヘキサン、１，６，１１−トリアミノウンデカン、ジ（アミノエチル）アミン等が挙げられる。
【００３９】
脂環族ポリアミン類としては、ジアミノシクロブタン、ジアミノシクロヘキサン、３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルアミン及びトリアミノシクロヘキサン等が挙げられる。
【００４０】
芳香族ポリアミン類としては、ジアミノベンゼン、ジアミノトルエン、ジアミノ安息香酸、ジアミノアントラキノン、ジアミノベンゼンスルホン酸、ジアミノ安息香酸等が挙げられる。
【００４１】
芳香脂肪族ポリアミン類としては、ジアミノキシレン、ジ（アミノメチル）ベンゼン、ジ（アミノメチル）ピリジン、ジ（アミノメチル）ナフタレン等が挙げられる。ジアミノヒドロキシプロパンのように、上記したアミン類誘導体にヒドロキシル基が置換したポリアミン類等が挙げられる。
【００４２】
また、アミノ酸類としては、セリン、トレオニン、システイン、シスチン、シスチンジスルホキシド、シスタチオニン、メチオニン、アルギニン、リジン、チロシン、ヒスチジン、トリプトファン及びオキシプロリン等が挙げられる。これらのアミノ酸は、タンパク質やペプチド等、又はそれらを加水分解したもの等でもよい。
【００４３】
分子内にチオール基を２個以上有する化合物の具体例としては、ジチオエチレングリコール、ジチオエリトリトール及びジチオトレイトール等のジチオール化合物類等を挙げることができる。ここで、ｍ価の化合物は、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基から選ばれる官能基を２種以上有していてもよい。その例を以下で挙げる。
【００４４】
分子内にアミノ基とヒドロキシル基を有する化合物としては、アミノエタノール、アミノプロパノール、アミノブタノール、アミノペンタノール、アミノヘキサノール、アミノプロパンジオール、アミノエチルエタノールアミン、アミノエチルアミノエタノール、アミノクレゾール、アミノナフトール、アミノナフトールスルホン酸、アミノヒドロキシ安息香酸、アミノヒドロキシブタン酸、アミノフェノール、アミノフェネチルアルコール及びグルコサミン等が挙げられる。分子内にチオール基とヒドロキシル基を有する化合物としては、メルカプトエタノール、メルカプトフェノール、メルカプトプロパンジオール及びグルコチオース等が挙げられる。分子内にチオール基とアミノ基を有する化合物としては、アミノチオフェノール及びアミノトリアゾールチオール等が挙げられる。
【００４５】
ｍ価の化合物は、光学異性体であるＤ−体、Ｌ−体、ラセミ体のいずれであってもよく、各異性体であってもよい。また、ｍ価の化合物の中でも、炭素数１〜４０のものが好ましく、さらに好ましくは炭素数１〜２０のものである。また、天然に存在する化合物の方が、生分解性に優れているため、アミノ酸類、ペプチド類、糖類等が好ましい。Ｎ−アシル酸性アミノ酸無水物とｍ価の化合物とを反応させる際、溶媒を使用してもよい。反応の際に使用する溶媒としては、水、水と有機溶媒との混合溶媒、またはテトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、クロロホルム及びアセトン等の不活性溶媒が挙げられる。反応温度としては、−５℃〜２００℃、かつ上記化合物の融点以上の温度で混合し、反応させることが好ましい。
【００４６】
一般式（１）で示される化合物の別の製造方法としては、Ｎ−アシル酸性アミノ酸無水物ではなくＮ−アシル酸性アミノ酸モノ低級エステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル）と、上記したｍ価の化合物とを反応させることによっても得られる。
【００４７】
Ｎ−アシル酸性アミノ酸モノ低級エステルとｍ価の化合物とを、ジメチルホルムアミド等の適当な溶媒中に溶解し、炭酸カリウム等の触媒を加え、減圧下において−５℃〜２５０℃で加熱反応させた後、反応溶媒を除去することで得られる。または、溶媒を用いずに無溶媒で加熱溶融し、水酸化ナトリウム等の触媒を加えて室温〜２５０℃でエステル交換反応させることによっても得ることもできる。
【００４８】
Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸のアミノ酸残基としては、グルタミン酸、アスパラギン酸等が挙げられ、アシル基としては炭素数８〜２２、好ましくは８〜１８の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和のものが挙げられる。
【００４９】
上記のアシル基は、例えばラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、椰子油脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸、ベヘン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、ヒマシ油脂肪酸、オリーブ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、及びこれらを含む混合脂肪酸等の脂肪酸より導入することができる。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸の塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン塩、リジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸塩、アンモニウム塩、アルキルアンモニウム塩等が挙げられる。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸またはその塩は一種または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５０】
〔Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸又はその塩〕
Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸としては、例えばＮ−ラウロイルグルタミン酸、Ｎ−ミリストイルグルタミン酸、Ｎ−パルミトイルグルタミン酸、Ｎ−ステアロイルグルタミン酸、Ｎ−オレオイルグルタミン酸、Ｎ−ココイルグルタミン酸、Ｎ−硬化牛脂油グルタミン酸、Ｎ−ラウロイルアスパラギン酸、Ｎ−ミリストイルアスパラギン酸、Ｎ−パルミトイルアスパラギン酸、Ｎ−ステアロイルアスパラギン酸、Ｎ−オレオイルアスパラギン酸、Ｎ−ココイルアスパラギン酸、Ｎ−硬化牛脂油アスパラギン酸およびこれらの塩を挙げることができる。これらのＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸は光学活性体またはラセミ体のいずれも用いることができる。
【００５１】
Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸およびその塩は、アミノ酸と脂肪酸ハライドをアルカリ水溶液中で縮合させるショッテン・バウマン（Ｓｃｈｏｔｔｅｎ Ｂａｕｍａｎｎ）反応を用いる方法が一般的であり、例えば特公昭４６−８６８５号公報、特公昭４８−３０５８号公報および特公昭５１−３８６８１号公報に記載の方法に準じて製造することができる。アシル化すべきアミノ酸はＬ体、Ｄ体およびラセミ体のいずれでもよい。
【００５２】
本発明においては、用途に応じ界面活性剤等その他の成分を更に含有してもよい。界面活性剤としては、特に限定されるものでないが、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等が挙げられる。
【００５３】
ノニオン系界面活性剤の具体例としては、以下のものが挙げられる。レシチン、高分子乳化剤、グリセリン脂肪酸エステル、親油型モノステアリン酸グリセリン等のグリセリン脂肪酸エステル類；モノオレイン酸ポリグリセリル、ペンタオレイン酸ポリグリセリル、デカオレイン酸ポリグリセリル等のポリグリセリン脂肪酸エステル類；モノステアリン酸ポリオキシエチレングリセリン等のポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル類；モノラウリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン等のソルビタン脂肪酸エステル類；モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類；モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビット、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット等のポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンラノリン、ポリオキシエチレンソルビットミツロウ等のポリオキシエチレンラノリン・ラノリンアルコール・ミツロウ誘導体類；ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等のポリオキシエチレンヒマシ油・硬化ヒマシ油類；ポリオキシエチレンコレスタノールエーテル等のポリオキシエチレンステロール・水素添加ステロール類；モノステアリン酸エチレングリコール、モノオレイン酸ポリエチレングリコール等のポリエチレングリコール脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンデシルテトラデシルエーテル等のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリオキシエチレンステアリン酸アミド等のポリオキシエチレンアルキルアミン・脂肪酸アミド類；ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグルコシド等を挙げることができる。
【００５４】
この中でも特に好ましいノニオン系界面活性剤としては、レシチン、グリセリン脂肪酸エステル、親油型モノステアリン酸グリセリン等のグリセリン脂肪酸エステル類；モノオレイン酸ポリグリセリル、ペンタオレイン酸ポリグリセリル、デカオレイン酸ポリグリセリル等のポリグリセリン脂肪酸エステル類；モノラウリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン等のソルビタン脂肪酸エステル類；ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグルコシド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等が、挙げられる。
【００５５】
両性界面活性剤の具体例としては、以下のものが挙げられる。ラウリルジアミノエチルグリシンナトリウム、塩化アルキルジアミノエチルグリシン、ヤシ油脂肪酸アシル−Ｎ−カルボキシエトキシエチル−Ｎ−カルボキシエチルエチレンジアミン２ナトリウム等のグリシン型両性界面活性剤；ヤシ油脂肪酸アシル−Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミンナトリウム等のラウリルアミノプロピオン酸塩等のアミノプロピオン酸型両性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルジメチルベタインナトリウム、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタインラウリン酸アミドプロピル酢酸ベタイン等のアミノ酢酸ベタイン型両性界面活性剤；ラウリルヒドロキシスルホベタイン等のスルホベタイン型両性界面活性剤等が挙げられる。
【００５６】
この中でも特に好ましい両性界面活性剤としては、ラウリルジアミノエチルグリシンナトリウム、塩化アルキルジアミノエチルグリシン、ヤシ油脂肪酸アシル−Ｎ−カルボキシエトキシエチル−Ｎ−カルボキシエチルエチレンジアミン２ナトリウム等のグリシン型両性界面活性剤；ヤシ油脂肪酸アシル−Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミンナトリウム等のラウリルアミノプロピオン酸塩等のアミノプロピオン酸型両性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルジメチルベタインナトリウム、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタインラウリン酸アミドプロピル酢酸ベタイン等のアミノ酢酸ベタイン型両性界面活性剤等を挙げることができる。
【００５７】
カチオン系界面活性剤の具体例としては、以下のものが挙げられる。ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド等の脂肪族アミン塩；塩化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、アルキルトリメチルアンモニウムサッカリン、塩化ジポリオキシエチレンアルキルメチルアンモニウム等のアルキル４級アンモニウム；塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ラウリルピジニウム、塩化アルキルジメチル（エチルベンジル）アンモニウム等の環式４級アンモニウム塩等が挙げられる。
【００５８】
この中でも特に好ましいカチオン系界面活性剤としては、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、アルキルトリメチルアンモニウムサッカリン、塩化ジポリオキシエチレンアルキルメチルアンモニウム等のアルキル４級アンモニウム；塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ラウリルピジニウム、塩化アルキルジメチル（エチルベンジル）アンモニウム等の環式４級アンモニウム塩等を挙げることができる。
【００５９】
アニオン系界面活性剤としては、以下のものが挙げられる。ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸及びその塩等のアルキルエーテルカルボン酸型アニオン系界面活性剤；Ｎ−アシルサルコシン塩、Ｎ−アシルグルタミン酸塩、Ｎ−アシルアルキルタウリン塩等のＮ−アシル有機酸塩型アニオン系界面活性剤；α―オレフィンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩等のスルホン酸塩型アニオン系界面活性剤；アルキル硫酸エステル塩等の硫酸塩型アニオン系界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等のリン酸塩型アニオン系界面活性剤；ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩類等が挙げられる。
【００６０】
この中でも特に好ましいアニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸及びその塩等のアルキルエーテルカルボン酸型アニオン系界面活性剤；Ｎ−アシルグルタミン酸塩、Ｎ−アシルアルキルタウリン塩等のＮ−アシル有機酸塩型アニオン系界面活性剤；ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩類等を挙げることができる。
【００６１】
本発明においては、用途に応じヒドロキシ化合物を更に含有してもよい。ヒドロキシ化合物としては、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の１価のヒドロキシル化合物；エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ジメチロールシクロヘキサン、ネオペンチルグリコール、１，８−オクタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、イソプレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ソルバイト、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、水添ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＦ、ダイマージオール、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、酒石酸、ジヒドロキシ酒石酸、メバロン酸、３，４−ジヒドロキシケイ皮酸、３，４−ジヒドロキシヒドロケイ皮酸、ジヒドロキシ安息香酸、ジヒドロキシステアリン酸、ジヒドロキシフェニルアラニン、ジエタノールアミン等の２価のヒドロキシル化合物；グリセリン、トリオキシイソブタン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，３−ペンタントリオール、２−メチル−１，２，３−プロパントリオール、２−メチル−２，３，４−ブタントリオール、２−エチル−１，２，３−ブタントリオール、２，３，４−ペンタントリオール、２，３，４−ヘキサントリオール、４−プロピル−３，４，５−ヘプタントリオール、２，４−ジメチル−２，３，４−ペンタントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，４−ペンタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン及びトリヒドロキシステアリン酸等の３価のヒドロキシル化合物；ペンタエリスリトール、エリスリトール、１，２，３，４−ペンタンテトロール、２，３，４，５−ヘキサンテトロール、１，２，４，５−ペンタンテトロール、１，３，４，５−ヘキサンテトロール、ジグリセリン及びソルビタン等の４価のヒドロキシル化合物；アドニトール、アラビトール、タロース、アロース、キシリトール及びトリグリセリン等の５価のヒドロキシル化合物；ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、イノシトール及びダルシトール等の６価のヒドロキシル化合物。又は上記した２〜６価のヒドロキシル化合物の脱水縮合物やポリグリセリン等が挙げられる。
【００６２】
また、ｍ価のポリヒドロキシル化合物として、糖類も挙げられる。以下でその具体例を挙げる。
【００６３】
テトロースとしては、エリスロース、スレオース及びエリスルロース等が挙げられる。ペントースとしては、リボース、アラビノース、キシロース、リクソース、キシルロース及びリブロース等が挙げられる。単糖類としては、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、ギューロース、イドース、ガラクトース、タロース、フラクトース、ソルボース、プシコース及びタガトース等のヘキソース等が挙げられる。
【００６４】
オリゴ糖類としては、マルトース、イソマルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、メリビオース、ラクトース、ツラノース、トレハロース、サッカロース、マンニトリオース、セロトリオース、ゲンチアノース、ラフィノース、メレチトース、セロテトロース及びスタキオース等が挙げられる。
【００６５】
その他の糖類としては、ヘプトース、デオキシ糖、アミノ糖、チオ糖、セレノ糖、アルドン糖、ウロン酸、糖酸、ケトアルドン酸、アンヒドロ糖、不飽和糖、糖エステル、糖エーテル及びグリコシド等の残基でもよく、デンプン、グリコーゲン、セルロース、キチン及びキトサン等の多糖類又は上記した糖類を加水分解したものでもよい。
【００６６】
また、本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、ｐＨ調整剤、キレート剤、増粘剤等の添加剤を含んでもよい。以下でそれらの具体例を挙げる。
【００６７】
ｐＨ調整剤としては、特に限定させるものでないが、クエン酸、リンゴ酸、アジピン酸、グルタミン酸、アルギニン、アスパラギン酸、クエン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩酸、硫酸及びチオ硫酸ナトリウム等を挙げることができる。
【００６８】
キレート剤としては、金属捕獲作用があれば特に限定されないが、コンプレキサン、アラニン、エチレンジアミンヒドロキシエチル３酢酸３ナトリウム、エデト酸、エデト酸２ナトリウム、エデト酸２ナトリウムカルシウム、エデト酸３ナトリウム、エデト酸４ナトリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、フィチン酸、ポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００６９】
この中でも特に好ましいキレート剤としては、アラニン、エデト酸２ナトリウム、エデト酸２ナトリウムカルシウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、ポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００７０】
増粘剤としては、増粘を示す成分であれば特に限定されないが、キサンタンガム、カルボキシルビニルポリマー及びアクリル酸系ポリマーを挙げることができる。
【００７１】
その他添加剤としては、以下のものが挙げられる。
ノニオン性高分子としては、アラビアゴム及びトラガントゴム等の天然ゴム類、サポニン等のグルコシド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース及びヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩及びリン酸塩などの陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルメチルグリコシド等を挙げることができる。
【００７２】
カチオン化高分子としては、塩化Ｏ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］ヒドロキシエチルセルロース（ライオン社製、商品名、レオガードＬＰ、ユニオン・カーバイド社製、商品名、ポリマーＪＲ−４００、東邦化学社製、商品名、カチナールＬＣ−１００、ＬＣ−２００、ＨＣ−１００、ＨＣ−２００他）、塩化Ｏ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］ヒドロキシエチルセルロース（ユニオン・カーバイド社製、商品名、ポリマーＬＭ−２００他）、ヒドロキシエチルセルロースジメチルジアリルアンモニウムクロリド等のようなカチオン化セルロース、塩化Ｏ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］グアガム（日光ケミカルズ社製、商品名、ジャガーＣ−１３Ｓ、ヘンケルジャパン社製、商品名、コスメディアグアーＣ２６１他）等のようなカチオン化グアガム、デキストラン塩化ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムエーテル等のようなカチオン化デキストランのように、セルロース誘導体、天然ガム、澱粉、デキストラン等の多糖類をカチオン化して得られるカチオン化多糖；塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解カゼイン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コラーゲン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解シルク、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解ケラチン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コムギたん白、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コンキオリン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解ケラチン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コラーゲン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解シルク、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解カゼイン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コムギたん白、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コンキオリン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解ケラチン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コラーゲン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解シルク、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解カゼイン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コムギたん白、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コンキオリン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解大豆たん白、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解カゼイン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コラーゲン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解シルク、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解ケラチン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コンキオリン、などのように加水分解たん白質をカチオン化して得られるカチオン化加水分解たん白；塩化ジメチルジアリルアンモニウム・アクリルアミド共重合体（ナルコジャパン製、商品名、マーコート５５０、ライオン社製、商品名、リポフローＭＮ他）、β−メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウム・アクリルアミド共重合物（例えばハーキュレス社製レチン２２０）、塩化ジメチルジアリルアンモニウム・アクリル酸共重合体、塩化ジメチルジアリルアンモニウム・アクリル酸・アクリルアミド共重合体、ビニルピロリドン・Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリル酸共重合物ジエチル硫酸塩、ポリ塩化ジメチルメチレンピペリジニウム（ナルコジャパン製、商品名、マーコート１００、ライオン社製、商品名、リポフローＫＹ他）等のカチオン化ビニル系またはカチオン化アクリル系ポリマー；その他、アジピオン酸とジメチルアミノヒドロキシプロピルジエチレントリアミンとの共重合物（例えばＳＡＮＤＯＺ社製、商品名、カルテレチンＦ４）、ポリエチレンイミン（日本触媒工業社製、商品名、エポミリＰ−１００）、ポリアミンとポリグリコールとの縮合物、アジピオン酸ジメチル−アミノヒドロキシプロピルジエチルトリアミン共重合体、アミノエチルアミノプロピル・メチルポリシロキサン共重合体、およびこれらの混合物が挙げられる。また、日本化粧品原料集２００７（日本化粧品工業連合会編集、２００７年６月２８日）に記載の以下のような化合物があげられる。ポリクオタニウム−４、ポリクオタニウム−５、ポリクオタニウム−６、ポリクオタニウム−７、ポリクオタニウム−１０、ポリクオタニウム−１１、ポリクオタニウム−１６、ポリクオタニウム−２２、ポリクオタニウム−２８、ポリクオタニウム−３２、ポリクオタニウム−３３、ポリクオタニウム−３７、ポリクオタニウム−３９、ポリクオタニウム−４３、ポリクオタニウム−４４、ポリクオタニウム−４６、ポリクオタニウム−４７、ポリクオタニウム−４９、ポリクオタニウム−５１、ポリクオタニウム−５２、ポリクオタニウム−５３、ポリクオタニウム−５５、ポリクオタニウム−５７、ポリクオタニウム−６１、ポリクオタニウム−６４、ポリクオタニウム−６５、ポリクオタニウム−６８、コロハヒドロキシプロピルトリモニウムクロリド、塩化ヒドロキシプロピルトリモニウムデンプン、グアーヒドロキシプロピルトリモニウムクロリド。
【００７３】
上記の中でも、カチオン化高分子としては、カチオン化ビニル系またはカチオン化アクリル系ポリマー、カチオン化多糖、カチオン化グアガムが好ましく、より好ましくは、カチオン化ビニル系またはアクリル系ポリマーである。
【００７４】
高分子系界面活性剤としては、アルギン酸ナトリウム、デンプン誘導体及びトラガントゴム等が挙げられる。
【００７５】
金属イオン封鎖剤としては、エチレンジアミン四酢酸及びその塩類、ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸及びその塩類、リン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルコン酸、ポリリン酸塩類、メタリン酸塩並びにヒノキチール類が挙げられる。
【００７６】
酸化防止剤としては、トコフェロール類、ＢＨＡ、ＢＨＴ、没食子酸及びＮＤＧＡ等が挙げられる。
【００７７】
本発明に係る物質からなる過冷却促進物質は、従来用いられているエチレングリコールなどの不凍液が濃度依存のモル凝固点降下によるのに対し、凝固点降下によらず低濃度で氷核形成を阻害する。すなわち、本発明に係る過冷却促進剤は、一般に１容積％以下または１質量％以下の低濃度で水に添加することにより、添加濃度に依存した凝固点降下を遥かに越える過冷却活性を示す。塩、糖、糖アルコールなどの一般的な物質では、凝固点降下温度の２倍程度の過冷却活性の増進を示すが、本発明に係る過冷却促進物質は１０倍以上、時には１００倍以上の過冷却活性を示す。また、従来の不凍蛋白質などは氷核が形成されて作られた氷晶の成長を阻害するものであり、氷核形成そのものを阻害するものではない。これに対し本発明に係る過冷却促進物質は氷核形成そのものを阻害する。
【００７８】
本発明の物質からなる過冷却促進剤は、通常、水に０．０１ｇ／Ｌ以上、好ましくは０．０１〜３０ｇ／Ｌ、より好ましくは０．０１〜１０ｇ／Ｌ、さらに好ましくは０．１〜１．０ｇ／Ｌ溶解させて不凍性液体として用いることができる。この不凍性液体は、通常は本発明に係る物質を水に溶解させて得られるが、水の代わりに、用途に応じた添加物を含む水溶液を用いてもよい。このような添加物として、例えば、動植物細胞の培養培地の成分、生物材料の保存液の成分などが挙げられる。水溶液中の添加物の濃度は用途に応じて適宜定めればよい。
【００７９】
また、この不凍性液体は、この他の過冷却促進剤や凍害防止剤を含んでもよい。凍害防止剤を含む場合、凍害防止剤を単独または組み合わせて１〜４０容積％、好ましくは１〜２０容積％含有してもよい。凍害防止剤とは、生物材料やこれらを浸漬させた水溶液に添加することにより、凍結による傷害を軽減する物質をいう。凍害防止剤といわれる物質はいずれも、濃度依存の凝固点降下をもたらす、氷晶の形成量を軽減する、凍結材料の塩濃度の上昇を軽減する、ガラス化を容易にする、などのうち、一つあるいは複合的な効果を有する。このような凍害防止剤としては、例えば、メタノール、エタノール、アセトアミド、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ホルムアルデヒド、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、プロリン、グルコース、ソルビトール、シュークロース、トレハロース、ポリエチレングリコール、デキストラン１０−１５０、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、アルブミン、フイコール、ヒドロキシエチルスターチ（ＨＥＳ）などが挙げられる。
【００８０】
このような不凍性液体は、凍害防止剤を全く加えない場合、あるいは凝固点降下には殆ど影響を与えない濃度（１質量％程度以下）で凍害防止剤などの添加物を加えた場合には、長期間（１〜２週間）−１５℃付近まで液体状態を保たせることができる。この不凍性液体中に生物材料（植物や動物の細胞や組織、食用や観賞用等の魚介類、野菜などの植物そのものなど、またはその一部をいう。）を入れて冷却することにより、通常約５℃以下の低温で用いられるが、０℃以下、特に約０〜−１５℃の温度範囲で凍結を起こさずに、長期低温保存が可能になる。この不凍性液体は、過冷却により凍結開始温度が下がることにより氷晶の大きさを小さくすることができ、また単独または凍害防止剤などとの併用により、凍結乾燥により調製をする医薬品や食品などの凍結制御剤として使用できる。上記物質を含む樹木などの生物材料からの抽出物（粗抽出液等）においても同様の応用が可能である。
【００８１】
一方、上記の凍害防止剤を高濃度で含む水溶液は「ガラス化液」と呼ばれ、超低温（例えば、液体窒素温度）においても水は結晶を形成せず、ガラス体（非晶質の氷）になる（新野孝男ら編「植物超低温保存マニュアル」農業生物資源研究所発行２００６年）。ガラス化液とは上記凍害防止剤を単独または幾つか組み合わせて２０〜９０容積％、好ましくは４０〜９０容積％含有し、残余が水である溶液をいう。この水として動植物培養液などの溶媒を用いてもよい。動植物の培養や保存に用いる場合には、水や動植物培養液を３０容積％以上、特に４０容積％以上混合することが好ましい。現在、最も多く用いられているガラス化液ＰＶＳ２は、３０容積％グリセリン、１５容積％エチレングリコール、１５容積％ＤＭＳＯ、０．４Ｍシュークロースを、培地溶液に加えたものである。培地溶液の種類や濃度は培養や保存する材料によって適宜変更する。本発明においては、このガラス化液に本発明の過冷却促進剤を通常０．０１ｇ／Ｌ以上、好ましくは０．０１〜３０ｇ／Ｌ、より好ましくは０．０１〜１０ｇ／Ｌ、さらに好ましくは０．１〜１．０ｇ／Ｌ添加する。このようなガラス体は、ガラス化液の凍結温度以下、例えば−１５℃以下、特に−６０〜−２７３℃の温度範囲、例えば液体窒素温度（７７Ｋ）で非晶質状態を保たせることができる。
【００８２】
ガラス化による凍結保存では、通常予め保存したい材料を室温あるいは０℃以上の温度で、短時間浸潰処理する。この凍結前処理により、材料中の水は高濃度のガラス化液で脱水されると共に、ガラス化液が材料内水分と置換される。このため、これら材料を液体窒素に投入すると材料内外の水は氷晶を形成せずにガラス化する。植物などの生物材料をガラス化液に入れて液体窒素に投入すると、生物材料内外の水はガラス体（非晶質の氷）になり、ガラス状態では凍結による傷害が起こらないため、生物材料を超低温のガラス化液中で凍結保存することができる。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらの例は本発明を限定することを意図するものではない。
【００８４】
一般式（１）で示される化合物を以下に記載の方法により製造した。
［Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸とＬ−リシンとの縮合物のナトリウム塩の製造例１］
Ｌ−リシン塩酸塩９．１ｇ（０．０５ｍｏｌ）を水５７ｇと混合した。この液を２５％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ範囲を１０〜１１に調整し、反応温度を５℃に維持しながら、攪拌した。攪拌下において、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸無水物を３１．１ｇ（０．１ｍｏｌ）２時間かけて添加し、反応を実施した。その後、さらに３０分攪拌を続け、ターシャリーブタノールを液中濃度２０質量％となるように添加した後、７５％硫酸を滴下して液のｐＨ値を２に調整し、また液の温度を６５℃に調整した。硫酸滴下終了後、攪拌を停止し、２０分間６５℃で静置して有機層と水層とに分層し、そこから有機層を分離した。分離した有機層にターシャリーブタノール及び水を添加して、温度を６５℃にして２０分攪拌した。攪拌停止後、静置して有機層と水層とに分層した。得られた有機層に対して、前記の水洗操作をくり返した後、得られた有機層から溶媒を除去し、水酸化ナトリウムで固形分３０質量％、ｐＨ６．５（２５℃）の水溶液に中和調製した後、これを乾燥して下記式（４）に示す化合物を得た。
【００８５】
Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸無水物とＬ−リシン塩酸塩との反応において、結合の仕方によって、下記式（４）で示すとおり４種類の化合物が製造されることになる。
【化６】
（式４において、Ｒは炭素数１１の炭化水素基、Ｍは、各々独立にＨ、Ｎａのいずれかである）
【００８６】
［Ｎ−ミリストイル−Ｌ−グルタミン酸とＬ−リシンとの縮合物のナトリウム塩の製造例２］
製造例１において、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸無水物０．１ｍｏｌをＮ−ミリストイル−Ｌ−グルタミン酸無水物０．１ｍｏｌとした以外は、製造例１の方法と同じ条件で反応を実施し、Ｎ−ミリストイル−Ｌ−グルタミン酸とＬ−リシンとの縮合物のナトリウム塩を得た。
【００８７】
実施例３で用いたＮ−ミリストイル−Ｌ−グルタミン酸ナトリウムは、旭化成ケミカルズ株式会社製、製品名ＡＭＭＳ−Ｐ１を用いた。
【００８８】
本発明において、過冷却活性（氷核形成阻害活性ともいう。）は、以下の方法で測定した。すなわち、氷核物質として０．５ｍＭのヨウ化銀（ＡｇＩ）を含む緩衝液に被測定物を表１の濃度で混合した溶液を用意し、温度コントロールができる銅板上に、この溶液の２μＬの液滴を多数載せ、銅板を０．２℃／ｍｉｎで冷却して、凍結する液滴数を肉眼的に観察し、５０％の液滴が凍結した温度を凍結温度とし、被測定物と氷核物質を含む溶液の凍結温度と、氷核物質と緩衝液のみからなる溶液（Ｃｏｎｔｒｏｌ）の凍結温度の差を過冷却活性とした。緩衝液は、５０ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）を用いた。
【００８９】
［実施例１〜５、比較例１〜２］
種々の物質につき過冷却活性を測定した結果を表１に示す。実施例１〜５は、本発明の化合物を含有しているので、それらを含まない比較例１〜２に比べ優れた過冷却活性が認められる。特に、実施例４〜５においては、０．０１から０．００５％という極めて低濃度において高い過冷却活性が発現しており、本発明の過冷却促進剤の有用性の高さが認められる。また、実施例１〜５の化合物は、前述の方法により量産可能であり、カテキン等の天然物に比べ入手容易性の点においても優れている。
【００９０】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の過冷却促進剤は、溶液に添加し、不凍性液体やガラス化液として使用することが可能である。この不凍性液体中に、植物や動物の細胞や組織、食用の魚介類や野菜等の生物材料を入れて冷却することにより、０℃以下の温度範囲内で凍結を起こさずに、長期低温保存ができる可能性がある。また、過冷却飲料としての応用も考えられる。例えば、魚や肉などの生鮮食品の保存、ジュースなどの食品原料の輸入（凍結しないと８０ｃａｌ／ｇのエネルギー削減となる。）などを凍結保存から過冷却保存へと転換することが考えられる。また、臓器移植時の臓器保存液としての利用等、臓器保存への適用も可能である。大型コンピューター、車のエンジン冷却剤など、石油系に代わる冷却剤としての応用も可能である。冷凍庫着霜防止、車窓ガラス曇り防止、トンネル結露防止などの目的で材料表面を塗装して結氷を防止することもできる。植物への低温耐性の付与により氷点下温度で凍結しないで生長する植物の作出を可能とする。雲への散布により氷晶化を抑制することで降雪量を調節することもできる。そのほか、凍結制御剤として凍結保存への応用が可能である。氷蓄熱・輸送システムによる電力利用の平準化もできる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は過冷却促進剤に関する。さらに詳しくは、極めて低濃度で氷核の形成を阻害して水を過冷却させる活性を有する物質からなる過冷却促進剤、前記物質を含有する不凍性液体、及びガラス化液に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を氷点下で長期間に渡り安定的に凍らせない物質（過冷却促進剤）があれば様々な産業分野への応用が期待される。特許文献１には、タンニンからなる過冷却促進剤が、優れた過冷却活性を有することが示されている。しかしながら、タンニンは、木部組織等の天然物から抽出するのが一般的であり、量産が困難であるという問題があった。過冷却活性を様々な用途に応用するために、量産可能な過冷却促進剤の創出が強く望まれていた。
【０００３】
一方、特許文献２には、洗浄剤や化粧品等の分野に利用でき、且つ生分解性に優れる界面活性剤として、アシルアミノ酸系の組成物が開示されている。しかしながら、当該文献は、界面活性能の他、刺激緩和、保湿性、使用感といった化粧品用途等における機能向上を目的としたものであり、過冷却活性に関する記述はもちろん、当該効果を示唆する記述も認められない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／１０８６３５号公報
【特許文献２】特許第４０７０７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、極めて低濃度で優れた過冷却活性を発現することに加え、天然物等からの抽出によらず量産が容易であり、且つ生分解性にも優れる過冷却促進剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、特定の構造を有する界面活性剤に過冷却活性があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔１〕
下記一般式（１）で表される化合物、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸もしくはその塩より選ばれる一種以上を含む、過冷却促進剤。
【化１】
（上記一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素又は炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではなく、ｎは２〜２０の整数を示す。Ｘは分子量１００万以下の炭化水素鎖を示す。）
〔２〕
前記一般式（１）で表される化合物を含む、前項〔１〕に記載の過冷却促進剤。
〔３〕
前記一般式（１）が下記一般式（２）で示される化合物である、前項〔２〕に記載の過冷却促進剤。
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、Ｘ’は、カルボキシル基又はその塩、−ＮＨＲ’基（Ｒ’は、水素、または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−ＯＨ基、−ＳＨ基のうち少なくともいずれか一つを有する炭素数が１〜２０の炭化水素鎖を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではない。）
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、優れた過冷却促進効果を有し且つ天然物等からの抽出によらず、量産が容易な新たな過冷却促進剤を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００１０】
〔一般式（１）で示される化合物〕
本発明の過冷却促進剤は、下記一般式（１）で示される化合物、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸又はその塩より選ばれる一種以上を含むことを特徴とする。
【化３】
【００１１】
一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基である。好ましくは、炭素数が７から１７の炭化水素基である。直鎖、分岐鎖、環状鎖、芳香族炭化水素鎖のいずれでもよく、置換基を有していてもよい。
【００１２】
一般式（１）において、Ｒ２は水素、または炭素数１〜３の炭化水素基である。カルボキシル基かスルホン酸基を有してもよい。炭素数１〜３の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシ（イソ）プロピル基、ジヒドロキシ（イソ）プロピル基、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、カルボキシプロピル基及びスルホエチル基等を挙げることができる。好ましくは、水素である。一般式（１）において、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基またはそれらの塩である。好ましくは、カルボキシル基又はその塩である。
【００１３】
Ｙは、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩である。Ｙは、種々の塩基性物質との間に塩を形成し得る。塩を形成しうる金属の具体例を以下で挙げる。
【００１４】
アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム及びリチウム等が挙げられる。アルカリ土類金属としては、カルシウム及びマグネシウム等が挙げられる。上記した以外の金属としては、アルミニウム、亜鉛、鉄、コバルト、チタン及びジルコニウム、銀等の塩が挙げられる。また、上記した金属を含む塩基性物質としては、特に限定されないが、以下のものが挙げられる。有機アミン塩としては、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン及びトリイソプロパノールアミン等の塩が挙げられる。塩基性アミノ酸塩としては、アルギニン及びリジンの塩が挙げられる。その他にも、アンモニウム塩や多価金属塩等が挙げられる。また、一般式（１）において、Ｙは上記した塩から任意に選ばれる１種又は２種以上の塩を含んでいてもよい。
【００１５】
一般式（１）において、Ｚは、−ＮＲ’−（Ｒ’は水素または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−である。
【００１６】
一般式（１）において、Ｘは、分子量１００万以下の炭化水素鎖である。Ｘは、直鎖でも分枝鎖でも環状鎖でも芳香族炭化水素鎖でもよい。また、Ｘは、置換基を有していてもよく、特にカルボキシル基を有していることが好ましい。Ｘの炭素数は、好ましくは１〜４０であり、分子量は２８〜２０００が好ましい。
【００１７】
また、Ｘがカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基及びリン酸エステル基等を含む場合は、種々の塩基性物質との間に塩を形成してもよい。塩を形成しうる金属及びその金属を含む塩基性物質としては、上記の塩が挙げられる。
【００１８】
一般式（１）中の括弧内の部分はｎ個あり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。ｎは２〜２０の整数である。好ましくは、ｎは２である。また、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではない。
【００１９】
下記一般式（２）で示される化合物は、一般式（１）で示される化合物における、ｎ＝２の場合の一例である。当該化合物はより更に優れた過冷却活性が得られる。
【化４】
【００２０】
上記一般式（２）において、Ｘ’は、カルボキシル基またはその塩、−ＮＨＲ’基（Ｒ’は、水素、または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−ＯＨ基、−ＳＨ基のうち少なくともいずれか一つを有する炭素数が１〜２０の炭化水素鎖を示す。Ｒ１、Ｒ２、Ｙ、Ｚ、ｊ、ｋは一般式（１）と同様である。
【００２１】
一般式（２）において、Ｘ’は、カルボキシル基またはその塩を有することが好ましく、Ｒ２は水素であることが好ましく、Ｙは、カルボキシル基であることが好ましく、Ｚは、−ＮＨ−であることが好ましい。
【００２２】
一般式（１）で示される化合物の製造方法としては、下記一般式（３）で示されるＮ−アシル酸性アミノ酸無水物と、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基から選ばれる官能基をｍ個（ｍはｎ以上）有する分子量１００万以下の化合物（以下、ｍ価の化合物とする）とを、反応させることにより得ることができる。
【化５】
【００２３】
一般式（３）で示されるＮ−アシル酸性アミノ酸無水物とは、酸性アミノ酸がＮ−アシル化された無水物である。Ｎ−アシル酸性アミノ酸無水物は、光学異性体であるＤ−体、Ｌ−体、ラセミ体のいずれであってもよい。特に、Ｌ−体であるＬ−酸性アミノ酸が、生分解性に優れることから好ましい。
【００２４】
酸性アミノ酸は、分子中に存在するカルボキシル基の数がアミノ基より多いものである。例えば、カルボキシル基とアミノ基の数がそれぞれ２個と１個であるモノアミノジカルボン酸などが挙げられる。アミノ基の水素は、炭素数１〜３の炭化水素基で置換されていてもよい。酸性アミノ酸の具体例としては、グルタミン酸、アスパラギン酸が挙げられる。
【００２５】
ｍ価の化合物は、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基から選ばれる官能基をｍ個（ｍ≧ｎ、かつ、２〜２０の整数）有する分子量１００万以下の化合物である。ここで、ｍ価の化合物は、ｍ個の官能基に由来する結合を作り得る。つまり、ヒドロキシル基は、エステル結合を作り、アミノ基は酸アミド結合を作り、チオール基はチオエステル結合を作ることができる。また、この化合物は上記した官能基以外の置換基を有していてもよい。
【００２６】
このようなｍ価の化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。分子内にヒドロキシル基を２個以上有する化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。
【００２７】
２価のヒドロキシル化合物としては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ジメチロールシクロヘキサン、ネオペンチルグリコール、１，８−オクタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、イソプレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ソルバイト、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、水添ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＦ、ダイマージオール、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、酒石酸、ジヒドロキシ酒石酸、メバロン酸、３，４−ジヒドロキシケイ皮酸、３，４−ジヒドロキシヒドロケイ皮酸、ジヒドロキシ安息香酸、ジヒドロキシステアリン酸、ジヒドロキシフェニルアラニン、ジエタノールアミン等が挙げられる。
【００２８】
３価のヒドロキシル化合物としては、グリセリン、トリオキシイソブタン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，３−ペンタントリオール、２−メチル−１，２，３−プロパントリオール、２−メチル−２，３，４−ブタントリオール、２−エチル−１，２，３−ブタントリオール、２，３，４−ペンタントリオール、２，３，４−ヘキサントリオール、４−プロピル−３，４，５−ヘプタントリオール、２，４−ジメチル−２，３，４−ペンタントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，４−ペンタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン及びトリヒドロキシステアリン酸等が挙げられる。
【００２９】
４価のヒドロキシル化合物としては、ペンタエリスリトール、エリスリトール、１，２，３，４−ペンタンテトロール、２，３，４，５−ヘキサンテトロール、１，２，４，５−ペンタンテトロール、１，３，４，５−ヘキサンテトロール、ジグリセリン及びソルビタン等が挙げられる。
【００３０】
５価のヒドロキシル化合物としては、アドニトール、アラビトール、タロース、アロース、キシリトール及びトリグリセリン等が挙げられる。
【００３１】
６価のヒドロキシル化合物としては、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、イノシトール及びダルシトール等が挙げられる。
【００３２】
または、上記した２〜６価のヒドロキシル化合物の脱水縮合物やポリグリセリン等が挙げられる。
【００３３】
また、ｍ価のポリヒドロキシル化合物として、糖類も挙げられる。以下でその具体例を挙げる。
【００３４】
テトロースとしては、エリスロース、スレオース及びエリスルロース等が挙げられる。ペントースとしては、リボース、アラビノース、キシロース、リクソース、キシルロース及びリブロース等が挙げられる。単糖類としては、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、ギューロース、イドース、ガラクトース、タロース、フラクトース、ソルボース、プシコース及びタガトース等のヘキソース等が挙げられる。
【００３５】
オリゴ糖類としては、マルトース、イソマルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、メリビオース、ラクトース、ツラノース、トレハロース、サッカロース、マンニトリオース、セロトリオース、ゲンチアノース、ラフィノース、メレチトース、セロテトロース及びスタキオース等が挙げられる。
【００３６】
その他の糖類としては、ヘプトース、デオキシ糖、アミノ糖、チオ糖、セレノ糖、アルドン糖、ウロン酸、糖酸、ケトアルドン酸、アンヒドロ糖、不飽和糖、糖エステル、糖エーテル及びグリコシド等の残基でもよく、デンプン、グリコーゲン、セルロース、キチン及びキトサン等の多糖類又は上記した糖類を加水分解したものでもよい。
【００３７】
分子内にアミノ基を２個以上有する化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。
脂肪族ジアミン類としては、Ｎ，Ｎ’−ジメチルヒドラジン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、ジアミノドデカン、ジアミノアジピン酸、ジアミノプロパン酸、ジアミノブタン酸等が挙げられる。
【００３８】
脂肪族トリアミン類としては、ジエチレントリアミン、トリアミノヘキサン、トリアミノドデカン、１，８−ジアミノ−４−アミノメチル−オクタン、２，６−ジアミノカプリン酸−２−アミノエチルエステル、１，３，６−トリアミノヘキサン、１，６，１１−トリアミノウンデカン、ジ（アミノエチル）アミン等が挙げられる。
【００３９】
脂環族ポリアミン類としては、ジアミノシクロブタン、ジアミノシクロヘキサン、３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルアミン及びトリアミノシクロヘキサン等が挙げられる。
【００４０】
芳香族ポリアミン類としては、ジアミノベンゼン、ジアミノトルエン、ジアミノ安息香酸、ジアミノアントラキノン、ジアミノベンゼンスルホン酸、ジアミノ安息香酸等が挙げられる。
【００４１】
芳香脂肪族ポリアミン類としては、ジアミノキシレン、ジ（アミノメチル）ベンゼン、ジ（アミノメチル）ピリジン、ジ（アミノメチル）ナフタレン等が挙げられる。ジアミノヒドロキシプロパンのように、上記したアミン類誘導体にヒドロキシル基が置換したポリアミン類等が挙げられる。
【００４２】
また、アミノ酸類としては、セリン、トレオニン、システイン、シスチン、シスチンジスルホキシド、シスタチオニン、メチオニン、アルギニン、リジン、チロシン、ヒスチジン、トリプトファン及びオキシプロリン等が挙げられる。これらのアミノ酸は、タンパク質やペプチド等、又はそれらを加水分解したもの等でもよい。
【００４３】
分子内にチオール基を２個以上有する化合物の具体例としては、ジチオエチレングリコール、ジチオエリトリトール及びジチオトレイトール等のジチオール化合物類等を挙げることができる。ここで、ｍ価の化合物は、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基から選ばれる官能基を２種以上有していてもよい。その例を以下で挙げる。
【００４４】
分子内にアミノ基とヒドロキシル基を有する化合物としては、アミノエタノール、アミノプロパノール、アミノブタノール、アミノペンタノール、アミノヘキサノール、アミノプロパンジオール、アミノエチルエタノールアミン、アミノエチルアミノエタノール、アミノクレゾール、アミノナフトール、アミノナフトールスルホン酸、アミノヒドロキシ安息香酸、アミノヒドロキシブタン酸、アミノフェノール、アミノフェネチルアルコール及びグルコサミン等が挙げられる。分子内にチオール基とヒドロキシル基を有する化合物としては、メルカプトエタノール、メルカプトフェノール、メルカプトプロパンジオール及びグルコチオース等が挙げられる。分子内にチオール基とアミノ基を有する化合物としては、アミノチオフェノール及びアミノトリアゾールチオール等が挙げられる。
【００４５】
ｍ価の化合物は、光学異性体であるＤ−体、Ｌ−体、ラセミ体のいずれであってもよく、各異性体であってもよい。また、ｍ価の化合物の中でも、炭素数１〜４０のものが好ましく、さらに好ましくは炭素数１〜２０のものである。また、天然に存在する化合物の方が、生分解性に優れているため、アミノ酸類、ペプチド類、糖類等が好ましい。Ｎ−アシル酸性アミノ酸無水物とｍ価の化合物とを反応させる際、溶媒を使用してもよい。反応の際に使用する溶媒としては、水、水と有機溶媒との混合溶媒、またはテトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、クロロホルム及びアセトン等の不活性溶媒が挙げられる。反応温度としては、−５℃〜２００℃、かつ上記化合物の融点以上の温度で混合し、反応させることが好ましい。
【００４６】
一般式（１）で示される化合物の別の製造方法としては、Ｎ−アシル酸性アミノ酸無水物ではなくＮ−アシル酸性アミノ酸モノ低級エステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル）と、上記したｍ価の化合物とを反応させることによっても得られる。
【００４７】
Ｎ−アシル酸性アミノ酸モノ低級エステルとｍ価の化合物とを、ジメチルホルムアミド等の適当な溶媒中に溶解し、炭酸カリウム等の触媒を加え、減圧下において−５℃〜２５０℃で加熱反応させた後、反応溶媒を除去することで得られる。または、溶媒を用いずに無溶媒で加熱溶融し、水酸化ナトリウム等の触媒を加えて室温〜２５０℃でエステル交換反応させることによっても得ることもできる。
【００４８】
Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸のアミノ酸残基としては、グルタミン酸、アスパラギン酸等が挙げられ、アシル基としては炭素数８〜２２、好ましくは８〜１８の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和のものが挙げられる。
【００４９】
上記のアシル基は、例えばラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、椰子油脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸、ベヘン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、ヒマシ油脂肪酸、オリーブ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、及びこれらを含む混合脂肪酸等の脂肪酸より導入することができる。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸の塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン塩、リジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸塩、アンモニウム塩、アルキルアンモニウム塩等が挙げられる。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸またはその塩は一種または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５０】
〔Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸又はその塩〕
Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸としては、例えばＮ−ラウロイルグルタミン酸、Ｎ−ミリストイルグルタミン酸、Ｎ−パルミトイルグルタミン酸、Ｎ−ステアロイルグルタミン酸、Ｎ−オレオイルグルタミン酸、Ｎ−ココイルグルタミン酸、Ｎ−硬化牛脂油グルタミン酸、Ｎ−ラウロイルアスパラギン酸、Ｎ−ミリストイルアスパラギン酸、Ｎ−パルミトイルアスパラギン酸、Ｎ−ステアロイルアスパラギン酸、Ｎ−オレオイルアスパラギン酸、Ｎ−ココイルアスパラギン酸、Ｎ−硬化牛脂油アスパラギン酸およびこれらの塩を挙げることができる。これらのＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸は光学活性体またはラセミ体のいずれも用いることができる。
【００５１】
Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸およびその塩は、アミノ酸と脂肪酸ハライドをアルカリ水溶液中で縮合させるショッテン・バウマン（Ｓｃｈｏｔｔｅｎ Ｂａｕｍａｎｎ）反応を用いる方法が一般的であり、例えば特公昭４６−８６８５号公報、特公昭４８−３０５８号公報および特公昭５１−３８６８１号公報に記載の方法に準じて製造することができる。アシル化すべきアミノ酸はＬ体、Ｄ体およびラセミ体のいずれでもよい。
【００５２】
本発明においては、用途に応じ界面活性剤等その他の成分を更に含有してもよい。界面活性剤としては、特に限定されるものでないが、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等が挙げられる。
【００５３】
ノニオン系界面活性剤の具体例としては、以下のものが挙げられる。レシチン、高分子乳化剤、グリセリン脂肪酸エステル、親油型モノステアリン酸グリセリン等のグリセリン脂肪酸エステル類；モノオレイン酸ポリグリセリル、ペンタオレイン酸ポリグリセリル、デカオレイン酸ポリグリセリル等のポリグリセリン脂肪酸エステル類；モノステアリン酸ポリオキシエチレングリセリン等のポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル類；モノラウリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン等のソルビタン脂肪酸エステル類；モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類；モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビット、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット等のポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンラノリン、ポリオキシエチレンソルビットミツロウ等のポリオキシエチレンラノリン・ラノリンアルコール・ミツロウ誘導体類；ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等のポリオキシエチレンヒマシ油・硬化ヒマシ油類；ポリオキシエチレンコレスタノールエーテル等のポリオキシエチレンステロール・水素添加ステロール類；モノステアリン酸エチレングリコール、モノオレイン酸ポリエチレングリコール等のポリエチレングリコール脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンデシルテトラデシルエーテル等のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリオキシエチレンステアリン酸アミド等のポリオキシエチレンアルキルアミン・脂肪酸アミド類；ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグルコシド等を挙げることができる。
【００５４】
この中でも特に好ましいノニオン系界面活性剤としては、レシチン、グリセリン脂肪酸エステル、親油型モノステアリン酸グリセリン等のグリセリン脂肪酸エステル類；モノオレイン酸ポリグリセリル、ペンタオレイン酸ポリグリセリル、デカオレイン酸ポリグリセリル等のポリグリセリン脂肪酸エステル類；モノラウリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン等のソルビタン脂肪酸エステル類；ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグルコシド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等が、挙げられる。
【００５５】
両性界面活性剤の具体例としては、以下のものが挙げられる。ラウリルジアミノエチルグリシンナトリウム、塩化アルキルジアミノエチルグリシン、ヤシ油脂肪酸アシル−Ｎ−カルボキシエトキシエチル−Ｎ−カルボキシエチルエチレンジアミン２ナトリウム等のグリシン型両性界面活性剤；ヤシ油脂肪酸アシル−Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミンナトリウム等のラウリルアミノプロピオン酸塩等のアミノプロピオン酸型両性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルジメチルベタインナトリウム、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタインラウリン酸アミドプロピル酢酸ベタイン等のアミノ酢酸ベタイン型両性界面活性剤；ラウリルヒドロキシスルホベタイン等のスルホベタイン型両性界面活性剤等が挙げられる。
【００５６】
この中でも特に好ましい両性界面活性剤としては、ラウリルジアミノエチルグリシンナトリウム、塩化アルキルジアミノエチルグリシン、ヤシ油脂肪酸アシル−Ｎ−カルボキシエトキシエチル−Ｎ−カルボキシエチルエチレンジアミン２ナトリウム等のグリシン型両性界面活性剤；ヤシ油脂肪酸アシル−Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミンナトリウム等のラウリルアミノプロピオン酸塩等のアミノプロピオン酸型両性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルジメチルベタインナトリウム、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタインラウリン酸アミドプロピル酢酸ベタイン等のアミノ酢酸ベタイン型両性界面活性剤等を挙げることができる。
【００５７】
カチオン系界面活性剤の具体例としては、以下のものが挙げられる。ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド等の脂肪族アミン塩；塩化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、アルキルトリメチルアンモニウムサッカリン、塩化ジポリオキシエチレンアルキルメチルアンモニウム等のアルキル４級アンモニウム；塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ラウリルピジニウム、塩化アルキルジメチル（エチルベンジル）アンモニウム等の環式４級アンモニウム塩等が挙げられる。
【００５８】
この中でも特に好ましいカチオン系界面活性剤としては、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、アルキルトリメチルアンモニウムサッカリン、塩化ジポリオキシエチレンアルキルメチルアンモニウム等のアルキル４級アンモニウム；塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ラウリルピジニウム、塩化アルキルジメチル（エチルベンジル）アンモニウム等の環式４級アンモニウム塩等を挙げることができる。
【００５９】
アニオン系界面活性剤としては、以下のものが挙げられる。ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸及びその塩等のアルキルエーテルカルボン酸型アニオン系界面活性剤；Ｎ−アシルサルコシン塩、Ｎ−アシルグルタミン酸塩、Ｎ−アシルアルキルタウリン塩等のＮ−アシル有機酸塩型アニオン系界面活性剤；α―オレフィンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩等のスルホン酸塩型アニオン系界面活性剤；アルキル硫酸エステル塩等の硫酸塩型アニオン系界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等のリン酸塩型アニオン系界面活性剤；ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩類等が挙げられる。
【００６０】
この中でも特に好ましいアニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸及びその塩等のアルキルエーテルカルボン酸型アニオン系界面活性剤；Ｎ−アシルグルタミン酸塩、Ｎ−アシルアルキルタウリン塩等のＮ−アシル有機酸塩型アニオン系界面活性剤；ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩類等を挙げることができる。
【００６１】
本発明においては、用途に応じヒドロキシ化合物を更に含有してもよい。ヒドロキシ化合物としては、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の１価のヒドロキシル化合物；エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ジメチロールシクロヘキサン、ネオペンチルグリコール、１，８−オクタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、イソプレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ソルバイト、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、水添ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＦ、ダイマージオール、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、酒石酸、ジヒドロキシ酒石酸、メバロン酸、３，４−ジヒドロキシケイ皮酸、３，４−ジヒドロキシヒドロケイ皮酸、ジヒドロキシ安息香酸、ジヒドロキシステアリン酸、ジヒドロキシフェニルアラニン、ジエタノールアミン等の２価のヒドロキシル化合物；グリセリン、トリオキシイソブタン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，３−ペンタントリオール、２−メチル−１，２，３−プロパントリオール、２−メチル−２，３，４−ブタントリオール、２−エチル−１，２，３−ブタントリオール、２，３，４−ペンタントリオール、２，３，４−ヘキサントリオール、４−プロピル−３，４，５−ヘプタントリオール、２，４−ジメチル−２，３，４−ペンタントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，４−ペンタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン及びトリヒドロキシステアリン酸等の３価のヒドロキシル化合物；ペンタエリスリトール、エリスリトール、１，２，３，４−ペンタンテトロール、２，３，４，５−ヘキサンテトロール、１，２，４，５−ペンタンテトロール、１，３，４，５−ヘキサンテトロール、ジグリセリン及びソルビタン等の４価のヒドロキシル化合物；アドニトール、アラビトール、タロース、アロース、キシリトール及びトリグリセリン等の５価のヒドロキシル化合物；ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、イノシトール及びダルシトール等の６価のヒドロキシル化合物。又は上記した２〜６価のヒドロキシル化合物の脱水縮合物やポリグリセリン等が挙げられる。
【００６２】
また、ｍ価のポリヒドロキシル化合物として、糖類も挙げられる。以下でその具体例を挙げる。
【００６３】
テトロースとしては、エリスロース、スレオース及びエリスルロース等が挙げられる。ペントースとしては、リボース、アラビノース、キシロース、リクソース、キシルロース及びリブロース等が挙げられる。単糖類としては、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、ギューロース、イドース、ガラクトース、タロース、フラクトース、ソルボース、プシコース及びタガトース等のヘキソース等が挙げられる。
【００６４】
オリゴ糖類としては、マルトース、イソマルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、メリビオース、ラクトース、ツラノース、トレハロース、サッカロース、マンニトリオース、セロトリオース、ゲンチアノース、ラフィノース、メレチトース、セロテトロース及びスタキオース等が挙げられる。
【００６５】
その他の糖類としては、ヘプトース、デオキシ糖、アミノ糖、チオ糖、セレノ糖、アルドン糖、ウロン酸、糖酸、ケトアルドン酸、アンヒドロ糖、不飽和糖、糖エステル、糖エーテル及びグリコシド等の残基でもよく、デンプン、グリコーゲン、セルロース、キチン及びキトサン等の多糖類又は上記した糖類を加水分解したものでもよい。
【００６６】
また、本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、ｐＨ調整剤、キレート剤、増粘剤等の添加剤を含んでもよい。以下でそれらの具体例を挙げる。
【００６７】
ｐＨ調整剤としては、特に限定させるものでないが、クエン酸、リンゴ酸、アジピン酸、グルタミン酸、アルギニン、アスパラギン酸、クエン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩酸、硫酸及びチオ硫酸ナトリウム等を挙げることができる。
【００６８】
キレート剤としては、金属捕獲作用があれば特に限定されないが、コンプレキサン、アラニン、エチレンジアミンヒドロキシエチル３酢酸３ナトリウム、エデト酸、エデト酸２ナトリウム、エデト酸２ナトリウムカルシウム、エデト酸３ナトリウム、エデト酸４ナトリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、フィチン酸、ポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００６９】
この中でも特に好ましいキレート剤としては、アラニン、エデト酸２ナトリウム、エデト酸２ナトリウムカルシウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、ポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００７０】
増粘剤としては、増粘を示す成分であれば特に限定されないが、キサンタンガム、カルボキシルビニルポリマー及びアクリル酸系ポリマーを挙げることができる。
【００７１】
その他添加剤としては、以下のものが挙げられる。
ノニオン性高分子としては、アラビアゴム及びトラガントゴム等の天然ゴム類、サポニン等のグルコシド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース及びヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩及びリン酸塩などの陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルメチルグリコシド等を挙げることができる。
【００７２】
カチオン化高分子としては、塩化Ｏ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］ヒドロキシエチルセルロース（ライオン社製、商品名、レオガードＬＰ、ユニオン・カーバイド社製、商品名、ポリマーＪＲ−４００、東邦化学社製、商品名、カチナールＬＣ−１００、ＬＣ−２００、ＨＣ−１００、ＨＣ−２００他）、塩化Ｏ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］ヒドロキシエチルセルロース（ユニオン・カーバイド社製、商品名、ポリマーＬＭ−２００他）、ヒドロキシエチルセルロースジメチルジアリルアンモニウムクロリド等のようなカチオン化セルロース、塩化Ｏ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］グアガム（日光ケミカルズ社製、商品名、ジャガーＣ−１３Ｓ、ヘンケルジャパン社製、商品名、コスメディアグアーＣ２６１他）等のようなカチオン化グアガム、デキストラン塩化ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムエーテル等のようなカチオン化デキストランのように、セルロース誘導体、天然ガム、澱粉、デキストラン等の多糖類をカチオン化して得られるカチオン化多糖；塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解カゼイン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コラーゲン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解シルク、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解ケラチン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コムギたん白、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（トリメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コンキオリン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解ケラチン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コラーゲン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解シルク、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解カゼイン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コムギたん白、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ステアリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コンキオリン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解ケラチン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コラーゲン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解シルク、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解カゼイン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コムギたん白、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（ラウリルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コンキオリン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解大豆たん白、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解カゼイン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コラーゲン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解シルク、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解ケラチン、塩化Ｎ−［２−ヒドロキシ−３−（やし油アルキルジメチルアンモニオ）プロピル］加水分解コンキオリン、などのように加水分解たん白質をカチオン化して得られるカチオン化加水分解たん白；塩化ジメチルジアリルアンモニウム・アクリルアミド共重合体（ナルコジャパン製、商品名、マーコート５５０、ライオン社製、商品名、リポフローＭＮ他）、β−メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウム・アクリルアミド共重合物（例えばハーキュレス社製レチン２２０）、塩化ジメチルジアリルアンモニウム・アクリル酸共重合体、塩化ジメチルジアリルアンモニウム・アクリル酸・アクリルアミド共重合体、ビニルピロリドン・Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリル酸共重合物ジエチル硫酸塩、ポリ塩化ジメチルメチレンピペリジニウム（ナルコジャパン製、商品名、マーコート１００、ライオン社製、商品名、リポフローＫＹ他）等のカチオン化ビニル系またはカチオン化アクリル系ポリマー；その他、アジピオン酸とジメチルアミノヒドロキシプロピルジエチレントリアミンとの共重合物（例えばＳＡＮＤＯＺ社製、商品名、カルテレチンＦ４）、ポリエチレンイミン（日本触媒工業社製、商品名、エポミリＰ−１００）、ポリアミンとポリグリコールとの縮合物、アジピオン酸ジメチル−アミノヒドロキシプロピルジエチルトリアミン共重合体、アミノエチルアミノプロピル・メチルポリシロキサン共重合体、およびこれらの混合物が挙げられる。また、日本化粧品原料集２００７（日本化粧品工業連合会編集、２００７年６月２８日）に記載の以下のような化合物があげられる。ポリクオタニウム−４、ポリクオタニウム−５、ポリクオタニウム−６、ポリクオタニウム−７、ポリクオタニウム−１０、ポリクオタニウム−１１、ポリクオタニウム−１６、ポリクオタニウム−２２、ポリクオタニウム−２８、ポリクオタニウム−３２、ポリクオタニウム−３３、ポリクオタニウム−３７、ポリクオタニウム−３９、ポリクオタニウム−４３、ポリクオタニウム−４４、ポリクオタニウム−４６、ポリクオタニウム−４７、ポリクオタニウム−４９、ポリクオタニウム−５１、ポリクオタニウム−５２、ポリクオタニウム−５３、ポリクオタニウム−５５、ポリクオタニウム−５７、ポリクオタニウム−６１、ポリクオタニウム−６４、ポリクオタニウム−６５、ポリクオタニウム−６８、コロハヒドロキシプロピルトリモニウムクロリド、塩化ヒドロキシプロピルトリモニウムデンプン、グアーヒドロキシプロピルトリモニウムクロリド。
【００７３】
上記の中でも、カチオン化高分子としては、カチオン化ビニル系またはカチオン化アクリル系ポリマー、カチオン化多糖、カチオン化グアガムが好ましく、より好ましくは、カチオン化ビニル系またはアクリル系ポリマーである。
【００７４】
高分子系界面活性剤としては、アルギン酸ナトリウム、デンプン誘導体及びトラガントゴム等が挙げられる。
【００７５】
金属イオン封鎖剤としては、エチレンジアミン四酢酸及びその塩類、ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸及びその塩類、リン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルコン酸、ポリリン酸塩類、メタリン酸塩並びにヒノキチール類が挙げられる。
【００７６】
酸化防止剤としては、トコフェロール類、ＢＨＡ、ＢＨＴ、没食子酸及びＮＤＧＡ等が挙げられる。
【００７７】
本発明に係る物質からなる過冷却促進物質は、従来用いられているエチレングリコールなどの不凍液が濃度依存のモル凝固点降下によるのに対し、凝固点降下によらず低濃度で氷核形成を阻害する。すなわち、本発明に係る過冷却促進剤は、一般に１容積％以下または１質量％以下の低濃度で水に添加することにより、添加濃度に依存した凝固点降下を遥かに越える過冷却活性を示す。塩、糖、糖アルコールなどの一般的な物質では、凝固点降下温度の２倍程度の過冷却活性の増進を示すが、本発明に係る過冷却促進物質は１０倍以上、時には１００倍以上の過冷却活性を示す。また、従来の不凍蛋白質などは氷核が形成されて作られた氷晶の成長を阻害するものであり、氷核形成そのものを阻害するものではない。これに対し本発明に係る過冷却促進物質は氷核形成そのものを阻害する。
【００７８】
本発明の物質からなる過冷却促進剤は、通常、水に０．０１ｇ／Ｌ以上、好ましくは０．０１〜３０ｇ／Ｌ、より好ましくは０．０１〜１０ｇ／Ｌ、さらに好ましくは０．１〜１．０ｇ／Ｌ溶解させて不凍性液体として用いることができる。この不凍性液体は、通常は本発明に係る物質を水に溶解させて得られるが、水の代わりに、用途に応じた添加物を含む水溶液を用いてもよい。このような添加物として、例えば、動植物細胞の培養培地の成分、生物材料の保存液の成分などが挙げられる。水溶液中の添加物の濃度は用途に応じて適宜定めればよい。
【００７９】
また、この不凍性液体は、この他の過冷却促進剤や凍害防止剤を含んでもよい。凍害防止剤を含む場合、凍害防止剤を単独または組み合わせて１〜４０容積％、好ましくは１〜２０容積％含有してもよい。凍害防止剤とは、生物材料やこれらを浸漬させた水溶液に添加することにより、凍結による傷害を軽減する物質をいう。凍害防止剤といわれる物質はいずれも、濃度依存の凝固点降下をもたらす、氷晶の形成量を軽減する、凍結材料の塩濃度の上昇を軽減する、ガラス化を容易にする、などのうち、一つあるいは複合的な効果を有する。このような凍害防止剤としては、例えば、メタノール、エタノール、アセトアミド、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ホルムアルデヒド、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、プロリン、グルコース、ソルビトール、シュークロース、トレハロース、ポリエチレングリコール、デキストラン１０−１５０、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、アルブミン、フイコール、ヒドロキシエチルスターチ（ＨＥＳ）などが挙げられる。
【００８０】
このような不凍性液体は、凍害防止剤を全く加えない場合、あるいは凝固点降下には殆ど影響を与えない濃度（１質量％程度以下）で凍害防止剤などの添加物を加えた場合には、長期間（１〜２週間）−１５℃付近まで液体状態を保たせることができる。この不凍性液体中に生物材料（植物や動物の細胞や組織、食用や観賞用等の魚介類、野菜などの植物そのものなど、またはその一部をいう。）を入れて冷却することにより、通常約５℃以下の低温で用いられるが、０℃以下、特に約０〜−１５℃の温度範囲で凍結を起こさずに、長期低温保存が可能になる。この不凍性液体は、過冷却により凍結開始温度が下がることにより氷晶の大きさを小さくすることができ、また単独または凍害防止剤などとの併用により、凍結乾燥により調製をする医薬品や食品などの凍結制御剤として使用できる。上記物質を含む樹木などの生物材料からの抽出物（粗抽出液等）においても同様の応用が可能である。
【００８１】
一方、上記の凍害防止剤を高濃度で含む水溶液は「ガラス化液」と呼ばれ、超低温（例えば、液体窒素温度）においても水は結晶を形成せず、ガラス体（非晶質の氷）になる（新野孝男ら編「植物超低温保存マニュアル」農業生物資源研究所発行２００６年）。ガラス化液とは上記凍害防止剤を単独または幾つか組み合わせて２０〜９０容積％、好ましくは４０〜９０容積％含有し、残余が水である溶液をいう。この水として動植物培養液などの溶媒を用いてもよい。動植物の培養や保存に用いる場合には、水や動植物培養液を３０容積％以上、特に４０容積％以上混合することが好ましい。現在、最も多く用いられているガラス化液ＰＶＳ２は、３０容積％グリセリン、１５容積％エチレングリコール、１５容積％ＤＭＳＯ、０．４Ｍシュークロースを、培地溶液に加えたものである。培地溶液の種類や濃度は培養や保存する材料によって適宜変更する。本発明においては、このガラス化液に本発明の過冷却促進剤を通常０．０１ｇ／Ｌ以上、好ましくは０．０１〜３０ｇ／Ｌ、より好ましくは０．０１〜１０ｇ／Ｌ、さらに好ましくは０．１〜１．０ｇ／Ｌ添加する。このようなガラス体は、ガラス化液の凍結温度以下、例えば−１５℃以下、特に−６０〜−２７３℃の温度範囲、例えば液体窒素温度（７７Ｋ）で非晶質状態を保たせることができる。
【００８２】
ガラス化による凍結保存では、通常予め保存したい材料を室温あるいは０℃以上の温度で、短時間浸潰処理する。この凍結前処理により、材料中の水は高濃度のガラス化液で脱水されると共に、ガラス化液が材料内水分と置換される。このため、これら材料を液体窒素に投入すると材料内外の水は氷晶を形成せずにガラス化する。植物などの生物材料をガラス化液に入れて液体窒素に投入すると、生物材料内外の水はガラス体（非晶質の氷）になり、ガラス状態では凍結による傷害が起こらないため、生物材料を超低温のガラス化液中で凍結保存することができる。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらの例は本発明を限定することを意図するものではない。
【００８４】
一般式（１）で示される化合物を以下に記載の方法により製造した。
［Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸とＬ−リシンとの縮合物のナトリウム塩の製造例１］
Ｌ−リシン塩酸塩９．１ｇ（０．０５ｍｏｌ）を水５７ｇと混合した。この液を２５％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ範囲を１０〜１１に調整し、反応温度を５℃に維持しながら、攪拌した。攪拌下において、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸無水物を３１．１ｇ（０．１ｍｏｌ）２時間かけて添加し、反応を実施した。その後、さらに３０分攪拌を続け、ターシャリーブタノールを液中濃度２０質量％となるように添加した後、７５％硫酸を滴下して液のｐＨ値を２に調整し、また液の温度を６５℃に調整した。硫酸滴下終了後、攪拌を停止し、２０分間６５℃で静置して有機層と水層とに分層し、そこから有機層を分離した。分離した有機層にターシャリーブタノール及び水を添加して、温度を６５℃にして２０分攪拌した。攪拌停止後、静置して有機層と水層とに分層した。得られた有機層に対して、前記の水洗操作をくり返した後、得られた有機層から溶媒を除去し、水酸化ナトリウムで固形分３０質量％、ｐＨ６．５（２５℃）の水溶液に中和調製した後、これを乾燥して下記式（４）に示す化合物を得た。
【００８５】
Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸無水物とＬ−リシン塩酸塩との反応において、結合の仕方によって、下記式（４）で示すとおり４種類の化合物が製造されることになる。
【化６】
（式４において、Ｒは炭素数１１の炭化水素基、Ｍは、各々独立にＨ、Ｎａのいずれかである）
【００８６】
［Ｎ−ミリストイル−Ｌ−グルタミン酸とＬ−リシンとの縮合物のナトリウム塩の製造例２］
製造例１において、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸無水物０．１ｍｏｌをＮ−ミリストイル−Ｌ−グルタミン酸無水物０．１ｍｏｌとした以外は、製造例１の方法と同じ条件で反応を実施し、Ｎ−ミリストイル−Ｌ−グルタミン酸とＬ−リシンとの縮合物のナトリウム塩を得た。
【００８７】
実施例３で用いたＮ−ミリストイル−Ｌ−グルタミン酸ナトリウムは、旭化成ケミカルズ株式会社製、製品名ＡＭＭＳ−Ｐ１を用いた。
【００８８】
本発明において、過冷却活性（氷核形成阻害活性ともいう。）は、以下の方法で測定した。すなわち、氷核物質として０．５ｍＭのヨウ化銀（ＡｇＩ）を含む緩衝液に被測定物を表１の濃度で混合した溶液を用意し、温度コントロールができる銅板上に、この溶液の２μＬの液滴を多数載せ、銅板を０．２℃／ｍｉｎで冷却して、凍結する液滴数を肉眼的に観察し、５０％の液滴が凍結した温度を凍結温度とし、被測定物と氷核物質を含む溶液の凍結温度と、氷核物質と緩衝液のみからなる溶液（Ｃｏｎｔｒｏｌ）の凍結温度の差を過冷却活性とした。緩衝液は、５０ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）を用いた。
【００８９】
［実施例１〜５、比較例１〜２］
種々の物質につき過冷却活性を測定した結果を表１に示す。実施例１〜５は、本発明の化合物を含有しているので、それらを含まない比較例１〜２に比べ優れた過冷却活性が認められる。特に、実施例４〜５においては、０．０１から０．００５％という極めて低濃度において高い過冷却活性が発現しており、本発明の過冷却促進剤の有用性の高さが認められる。また、実施例１〜５の化合物は、前述の方法により量産可能であり、カテキン等の天然物に比べ入手容易性の点においても優れている。
【００９０】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の過冷却促進剤は、溶液に添加し、不凍性液体やガラス化液として使用することが可能である。この不凍性液体中に、植物や動物の細胞や組織、食用の魚介類や野菜等の生物材料を入れて冷却することにより、０℃以下の温度範囲内で凍結を起こさずに、長期低温保存ができる可能性がある。また、過冷却飲料としての応用も考えられる。例えば、魚や肉などの生鮮食品の保存、ジュースなどの食品原料の輸入（凍結しないと８０ｃａｌ／ｇのエネルギー削減となる。）などを凍結保存から過冷却保存へと転換することが考えられる。また、臓器移植時の臓器保存液としての利用等、臓器保存への適用も可能である。大型コンピューター、車のエンジン冷却剤など、石油系に代わる冷却剤としての応用も可能である。冷凍庫着霜防止、車窓ガラス曇り防止、トンネル結露防止などの目的で材料表面を塗装して結氷を防止することもできる。植物への低温耐性の付与により氷点下温度で凍結しないで生長する植物の作出を可能とする。雲への散布により氷晶化を抑制することで降雪量を調節することもできる。そのほか、凍結制御剤として凍結保存への応用が可能である。氷蓄熱・輸送システムによる電力利用の平準化もできる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸もしくはその塩より選ばれる一種以上を含む、過冷却促進剤。
【化１】
（上記一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素又は炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではなく、ｎは２〜２０の整数を示す。Ｘは分子量１００万以下の炭化水素鎖を示す。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される化合物を含む、請求項１に記載の過冷却促進剤。
【請求項３】
前記一般式（１）が下記一般式（２）で示される化合物である、請求項２に記載の過冷却促進剤。
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、Ｘ’は、カルボキシル基又はその塩、−ＮＨＲ’基（Ｒ’は、水素、または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−ＯＨ基、−ＳＨ基のうち少なくともいずれか一つを有する炭素数が１〜２０の炭化水素鎖を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではない。）
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸もしくはその塩より選ばれる一種以上を含む、過冷却促進剤。
【化１】
（上記一般式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素又は炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではなく、ｎは２〜２０の整数を示す。Ｘは分子量１００万以下の炭化水素鎖を示す。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される化合物を含む、請求項１に記載の過冷却促進剤。
【請求項３】
前記一般式（１）が下記一般式（２）で示される化合物である、請求項２に記載の過冷却促進剤。
【化２】
（上記一般式（２）において、Ｒ１は炭素数１〜２３の炭化水素基を示し、Ｒ２は水素又は炭素数１〜３の炭化水素基を示し、Ｙはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基又はそれらの塩を示し、Ｚは−ＮＲ’−（Ｒ’は水素または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−Ｏ−、又は−Ｓ−を示し、Ｘ’は、カルボキシル基又はその塩、−ＮＨＲ’基（Ｒ’は、水素、または炭素数１〜１０の炭化水素基）、−ＯＨ基、−ＳＨ基のうち少なくともいずれか一つを有する炭素数が１〜２０の炭化水素鎖を示し、ｊ、ｋは０、１、２のいずれかであり、かつｊ、ｋは同時に０ではない。）
【公開番号】特開２０１２−２１１３３４（Ｐ２０１２−２１１３３４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【公開請求】
【出願番号】特願２０１２−１５１７７５（Ｐ２０１２−１５１７７５）
【出願日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【出願人】（５０４１７３４７１）国立大学法人北海道大学 (971)
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５１７７５（Ｐ２０１２−１５１７７５）
【出願日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【出願人】（５０４１７３４７１）国立大学法人北海道大学 (971)
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