JP2020196684A - ジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
中でも、ホスト化合物としてのシクロデキストリン誘導体と、ゲスト化合物としてのジヨードメタン化合物と、を含む包接化合物を用いてジヨードメタン化合物を水溶化させることが研究されている。
例えば、特許文献1には、熱や光・紫外線に対する安定性を実現し、防菌・防かび剤としての持続性を長期化し、かつ、白色系統の色調を保持することができる防菌・防かび剤組成物として、3−ヨード−2−プロピニルブチルカーバメイト、3−ブロモ−2,3−ジヨード−2−プロペニルエチルカーボナート、2,3,3−トリヨードアリルアルコール、ヨードプロパルギルアルコール、3−ヨードプロパルギル 4−クロロフェニルオキシメチルエーテル及びジヨードメチル−p−トリルスルホンからなる群から選ばれる1個以上の化合物を、シクロデキストリンにより包接することを特徴とする防菌・防かび剤組成物が開示されている。
また、特許文献2には、ジヨードメチル−p−トリルスルホン(本明細書中、DMTSともいう)の水溶性を向上させるとともに抗微生物活性を更に向上させる方策として、ジヨードメチル−p−トリルスルホンを、シクロデキストリン誘導体と適当な溶剤中で撹拌、振盪あるいは混練し、次いで乾燥して包接化合物とする方策が開示されている。特許文献2には、上記方策により、ジヨードメチル−p−トリルスルホンの水溶性を向上させるとともに、純粋なジヨードメチル−p−トリルスルホンよりも高い抗微生物活性を発現させることができること、及び、この包接化合物またはその水溶液は水系の製品の防腐剤として適していることが記載されている。
この理由は、シクロデキストリン誘導体によって包接されていないジヨードメタン化合物は水に難溶であるところ、シクロデキストリン誘導体によるジヨードメタン化合物の包接性が充分でないために、包接されていないシクロデキストリンが水中で多量に残存していることが考えられる。
特許文献1に記載の防菌・防かび剤組成物は、有機ヨウ素系化合物に対するシクロデキストリンの包接性が不足しているために、有機ヨウ素系化合物が十分に水に溶解できていない可能性がある。
特許文献2に記載の包接化合物は、ホスト化合物としてのシクロデキストリン誘導体と、ゲスト化合物としてのDMTSと、を含む包接化合物の形成性をより向上させるため、シクロデキストリン誘導体とDMTSと水と、の撹拌を室温で行っているために、DMTSの水溶化について改善の余地があると考えられる。また、上記包接化合物を形成するために多量のシクロデキストリン誘導体を用いており、実用上の費用が増大する可能性があると考えられる。
<1> 少なくとも、ジヨードメタン化合物、シクロデキストリン誘導体及び水を、30℃以上120℃以下の温度で混合してジヨードメタン化合物の水溶液を調製する混合工程を有するジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
<2> 前記温度が、40℃以上120℃以下である<1>記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
<3> 前記温度が、50℃以上120℃以下である<1>又は<2>に記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
<4> 前記混合工程は、ジヨードメタン化合物と、シクロデキストリン誘導体と、水と、下記式1で表される化合物及び下記式2で表される化合物の少なくとも1つと、を混合する<1>〜<3>のいずれか1つに記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
式2中、Xは、スルホニル基、スルフィニル基又はジスルフィニル基を表し、Bは1価のアルカリ金属イオン又は2価のアルカリ土類金属イオンを表し、l及びnは1又は2を表し、mは1−又は2−を表す。
但し、A1及びA2の内、一方が−OHであり、他方が−O又は−Sであることにより、mが1−である場合、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは1である、又は、lは2でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である。
また、A1及びA2が、それぞれ独立に、−O又は−Sであることにより、mが2−である場合、lは1でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である、又は、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは2である。
<5> さらに、前記混合工程で得られた混合物に対し、下記式1で表される化合物及び下記式2で表される化合物の少なくとも1つを添加する添加工程を有する<1>〜<4>のいずれか1つに記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
式2中、Xは、スルホニル基、スルフィニル基又はジスルフィニル基を表し、Bは1価のアルカリ金属イオン又は2価のアルカリ土類金属イオンを表し、l及びnは1又は2を表し、mは1−又は2−を表す。
但し、A1及びA2の内、一方が−OHであり、他方が−O又は−Sであることにより、mが1−である場合、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは1である、又は、lは2でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である。
また、A1及びA2が、それぞれ独立に、−O又は−Sであることにより、mが2−である場合、lは1でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である、又は、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは2である。
<6> 前記ジヨードメタン化合物に対する前記シクロデキストリン誘導体のモル比が、1.0〜8.0である<1>〜<5>のいずれか1つに記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
<7> 前記ジヨードメタン化合物がジヨードメチル−p−トリルスルホンである<1>〜<6>のいずれか1つに記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
<8> 前記シクロデキストリン誘導体がβ−シクロデキストリン誘導体である<1>〜<7>のいずれか1つに記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、「抗菌剤」とは、抗菌作用及び抗カビ作用の少なくとも一方を有するものをいう。
本開示のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法(以下、単に「本開示の製造方法」ともいう)は、少なくとも、ジヨードメタン化合物、シクロデキストリン誘導体及び水を、30℃以上120℃以下の温度で混合してジヨードメタン化合物の水溶液を調製する混合工程を有する。
本開示の製造方法は、上記の構成により、シクロデキストリン誘導体によって包接されていないジヨードメタン化合物は水に難溶であるところ、シクロデキストリン誘導体によるジヨードメタン化合物の包接性を向上させることができる。
これによって、30℃以上120℃以下の温度の水中において、ジヨードメタン化合物を包接する包接化合物の水に対する溶解性を向上させることができる。
以下、本開示の製造方法について詳細に説明する。
混合工程は、少なくとも、ジヨードメタン化合物、シクロデキストリン誘導体及び水を、30℃以上120℃以下の温度で混合してジヨードメタン化合物の水溶液を調製する工程である。
これによって、水中で、ジヨードメタン化合物とシクロデキストリン誘導体とが接触し、ジヨードメタン化合物がシクロデキストリン誘導体によって包接された包接化合物(以下、特定包接化合物ともいう)が形成され、ジヨードメタン化合物の水溶液が得られる。
混合工程の後に、必要に応じ、得られた水溶液を濾過して、水に溶解していないジヨードメタン化合物等を除去してもよい。
混合工程における温度が30℃以上120℃以下であることで、ジヨードメタン化合物をシクロデキストリン誘導体によって良好に包接することができる。
上記同様の観点から、混合工程における温度は、40℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましく、60℃以上がさらに好ましい。
また、上記同様の観点から、混合工程における温度は、110℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましい。
混合の時間の上限は、生産性等を考慮して適宜決定できるが、上限は、例えば50時間である。
反応器にシクロデキストリン誘導体(CD)と水を装入した後、30℃以上120℃以下の範囲内における所望の温度においてジヨードメタン化合物を添加し、攪拌する。その後、加圧ろ過を行い、ジヨードメタン化合物、シクロデキストリン誘導体を含む水溶液を得る。
混合工程は、ジヨードメタン化合物と水溶性有機溶剤とを含む溶液A、及び、シクロデキストリン誘導体と水とを含む溶液Bを混合し、特定包接化合物を含む溶液Cを得る工程としてもよい。
溶液Aと溶液Bとを混合することにより、水溶性有機溶剤と水との混合溶媒中で、ジヨードメタン化合物とシクロデキストリン誘導体とが接触し、特定包接化合物が形成され、特定包接化合物を含む溶液Cが得られる。
溶液Aは、ジヨードメタン化合物と水溶性有機溶剤とを含む
溶液Aとしては、予め調製された溶液Aを入手して用いてもよいし、材料を入手して調製した溶液Aを用いてもよい。
この場合、本開示の製造方法による効果がより効果的に奏される点で、ニトリル化合物、アルコール化合物、ケトン化合物、及びエーテル化合物の合計含有量は、水溶性有機溶剤の全量に対し、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上である。
これにより、特定包接化合物を含む溶液Cから溶媒が蒸発する際、特定包接化合物の分解(即ち、特定包接化合物からのジヨードメタン化合物の分離)が抑制される。
詳細には、溶液C中の溶媒は、溶液A由来の水溶性有機溶剤及び溶液B由来の水を含む。水溶性有機溶剤に含まれ得る、ニトリル化合物、アルコール化合物、ケトン化合物、及びエーテル化合物の沸点が100℃未満である場合には、溶液Cから溶媒が蒸発する際、これらの化合物(ニトリル化合物、アルコール化合物、ケトン化合物、又はエーテル化合物)が水よりも先に蒸発する。これにより、これらの化合物の蒸発後においても、特定包接化合物及び水を含む溶液が残存する。ジヨードメタン化合物は水に対する溶解性が低いため、残存した溶液中において、シクロデキストリン誘導体に包接されたままの状態で(即ち、特定包接化合物の形態で)安定的に存在する。従って、ニトリル化合物、アルコール化合物、ケトン化合物、及びエーテル化合物の沸点がいずれも100℃未満である場合には、溶液Cから溶媒が蒸発する際、特定包接化合物の分解(即ち、特定包接化合物からのジヨードメタン化合物の分離)が抑制される。
アルコール化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、又はイソプロパノールが好ましく、メタノール又はエタノールがより好ましく、メタノールが更に好ましい。
ケトン化合物としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、又はジエチルケトンが好ましい。
エーテル化合物としては、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、又は1,2−ジメトキシエタンが好ましく、テトラヒドロフラン又は1,2−ジメトキシエタンがより好ましい。
この場合、ニトリル化合物及びアルコール化合物の合計含有量は、水溶性有機溶剤の全量に対し、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上である。
この場合、ニトリル化合物の含有量は、水溶性有機溶剤の全量に対し、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上である。
特定包接化合物の形成性の観点から、水の含有量は、溶液Aの全量に対し、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下であり、更に好ましくは1質量%以下である。
溶液A中におけるジヨードメタン化合物の含有量には特に制限はない。
溶液A中におけるジヨードメタン化合物の含有量は、溶液Aの全量に対し、好ましくは1質量%以上であり、より好ましくは3質量%以上である。
溶液A中におけるジヨードメタン化合物の含有量の上限は、溶液Aが、ジヨードメタン化合物の飽和溶液となる量であってもよい。また、溶液A中におけるジヨードメタン化合物の含有量の上限は、例えば、溶液Aの全量に対して10質量%であってもよい。
溶液Bは、シクロデキストリン誘導体と水とを含む。
溶液Bとしては、予め調製された溶液Bを入手して用いてもよいし、材料を入手して調製した溶液Bを用いてもよい。
溶液Bは、シクロデキストリン誘導体を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
溶液B中におけるシクロデキストリン誘導体の含有量は、溶液Bの全量に対し、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上である。
溶液B中におけるシクロデキストリン誘導体の含有量の上限は、溶液Bが、シクロデキストリン誘導体の飽和溶液となる量であってもよい。また、溶液B中におけるシクロデキストリン誘導体の含有量の上限は、例えば、溶液Bの全量に対して40質量%であってもよく、30質量%であってもよい。
溶液B中における水の含有量は、例えば50質量%以上であり、好ましくは60質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上である。
この場合の水溶性有機溶剤としては、前述の溶液Aにおける水溶性有機溶剤と同様のものが好適である。
この態様によれば、本開示の製造方法による効果(即ち、特定包接化合物の形成性を向上させることによるジヨードメタン化合物の水溶性向上)がより効果的に奏される。より詳細には、上記態様によれば、ジヨードメタン化合物の水に対する溶解性が低いことに起因する、ジヨードメタン化合物の析出が抑制され、その結果、ジヨードメタン化合物とシクロデキストリン誘導体との接触機会をより確保し易くなり、特定包接化合物の形成性がより向上する。
溶液Aの全量に対して溶液Bの全量を添加する態様(溶液Bを少量ずつゆっくりと添加する態様を含む。以下同じ。);
溶液Aの全量のうちの一部に対して溶液Bの全量を添加し、次いで溶液Aの残りを添加する態様;
溶液Aの全量のうちの一部に対して溶液Bの全量のうちの一部を添加し、次いで溶液Aの残りを添加し、次いで溶液Bの残りを添加する態様;
溶液Aの全量のうちの一部に対して溶液Bの全量のうちの一部を添加し、次いで溶液Aの残り及び溶液Bの残りを、複数回にわけて交互に添加する添加する態様;
等が挙げられる。
使用容積比〔水溶性有機溶剤/水〕の上限には特に制限はない。使用容積比〔水溶性有機溶剤/水〕の上限としては、例えば、5.0、2.0等が挙げられる。
本開示の製造方法は、更に、溶液Cを得る工程の後に、溶液Cから水溶性有機溶剤を除去することにより、特定包接化合物を含む水溶液Dを得る工程を有することが好ましい。
この態様では、水及び特定包接化合物を含む水溶液Dが得られる。この態様では、ジヨードメタン化合物が水に溶解しにくい性質を利用して、シクロデキストリン誘導体中にジヨードメタン化合物がより包接され易くなると考えられる。
溶液Cからの水溶性有機溶剤の除去の具体的態様としては、
溶液Cを加熱して水溶性有機溶剤を蒸発させる態様、
エバポレーター等の装置を用い溶液Cが存在する系を減圧して水溶性有機溶剤を蒸発させる態様、
等が挙げられる。
本開示の製造方法が、水溶液Dを得る工程を有する場合、水溶性有機溶剤に含まれ得る、ニトリル化合物の沸点、アルコール化合物の沸点、ケトン化合物の沸点、及びエーテル化合物の沸点は、いずれも100℃未満であることが好ましい。これにより、溶液Cから水溶性有機溶剤を除去し、特定包接化合物を含む水溶液Dを得やすい。
水溶液Dを得る工程では、必要に応じ、溶液Cを濾過し、濾過された溶液Cから水溶性有機溶剤を除去して水溶液Dを得てもよい。
混合工程におけるジヨードメタン化合物の水溶液(以下、単に水溶液ともいう)は、ジヨードメタン化合物、シクロデキストリン誘導体及び水を含む。
上記水溶液は、特定包接化合物を含むため、ジヨードメタン化合物の水に対する溶解性が良好であり、優れた抗菌性を示す。
本開示の水溶液は、ジヨードメタン化合物を含有する。
本開示の水溶液は、ジヨードメタン化合物を含有することで、抗菌性を示すことができる。
また、L1は、カルボニル基又はスルホニル基を示す。
R1で表されるアルキル基の炭素数は、1〜3であることが好ましく、1〜2であることがより好ましい。
R1で表される炭素数1〜6のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、1−エチルプロピル基、シクロペンチル基、n−へキシル基、4−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基を構成するアルコキシ基は、直鎖アルコキシ基であっても分岐を有するアルコキシ基であっても環状構造を有するアルコキシ基であってもよく、直鎖アルコキシ基又は分岐を有するアルコキシ基であることが好ましい。
炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基を構成するアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、シクロプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、シクロブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、2−メチルブトキシ基、ネオペンチルオキシ基、1−エチルプロポキシ基、シクロペンチルオキシ基、n−へキシルオキシ基、4−メチルペンチルオキシ基、3−メチルペンチルオキシ基、2−メチルペンチルオキシ基、1−メチルペンチルオキシ基、3,3−ジメチルブトキシ基、2,2−ジメチルブトキシ基、1,1−ジメチルブトキシ基、1,2−ジメチルブトキシ基、1,3−ジメチルブトキシ基、2,3−ジメチルブトキシ基、2−エチルブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。
炭素数2〜7のアルキルアミノカルボニル基又は炭素数3〜13のジアルキルアミノカルボニル基を構成するアルキル基は、直鎖アルキル基であっても分岐を有するアルキル基であっても環状構造を有するアルキル基であってもよく、直鎖アルキル基又は分岐を有するアルキル基であることが好ましい。
炭素数2〜7のアルキルアミノカルボニル基又は炭素数3〜13のジアルキルアミノカルボニル基を構成するアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、1−エチルプロピル基、シクロペンチル基、n−へキシル基、4−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
R2で表されるアルキル基の炭素数は、1〜3であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが更に好ましい。
R2で表される炭素数1〜6のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、ネオペンチル基、1−エチルプロピル基、シクロペンチル基、n−へキシル基、4−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
上記同様の観点から、ジヨードメタン化合物の添加量は、抗菌性の観点から、水1mLに対して、20mg以上であることがより好ましく、25mg/mL以上であることがさらに好ましい。
また、ジヨードメタン化合物の添加量は、水1mLに対して、80mg以下であることが好ましい。これによって、ジヨードメタン化合物を良好にシクロデキストリン誘導体に包接させることができるため、ジヨードメタン化合物の水溶性を向上させることができる。
上記同様の観点から、ジヨードメタン化合物の添加量は、水1mLに対して、60mg/mL以下であることがより好ましく、50mg/mLであることがさらに好ましく、40mg/mL以下であることが特に好ましい。
本開示の水溶液は、シクロデキストリン誘導体を含む。
なお、本開示においてシクロデキストリン誘導体とは、置換基を有するシクロデキストリンを指す。
シクロデキストリン誘導体としては、α−、β−及びγ−シクロデキストリン誘導体のいずれでもよく、これらの混合物でもよい。
シクロデキストリン誘導体としては、メチル−β−シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、メチル−γ−シクロデキストリン、メチル−α−シクロデキストリン等が挙げられる。
中でも、メチル−β−シクロデキストリン又はヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンが好ましく、メチル−β−シクロデキストリンがより好ましい。
上記の中でも、包接化合物を形成するために用いるシクロデキストリン誘導体の使用量を低減させる観点から、シクロデキストリン誘導体がβ−シクロデキストリン誘導体であることが好ましい。
これによって、本開示におけるβ−シクロデキストリン誘導体及び上記ジヨードメタン化合物は、β−シクロデキストリン誘導体がジヨードメタン化合物を包接する包接化合物として存在することができるため、ジヨードメタン化合物の水溶性を向上させることができる。
上記アルキル基及びヒドロキシアルキル基における炭素数は1〜10が好ましく、1〜3がより好ましく、1がさらに好ましい。
ジヨードメタン化合物の水溶性を向上させることで良好な抗菌性を有する水溶液を得る観点から、上記の中でも、メチル−β−シクロデキストリンがより好ましい。
水及びβ−シクロデキストリン誘導体の全量に対するβ−シクロデキストリン誘導体の含有量が10質量%以上であることで、β−シクロデキストリン誘導体が良好にジヨードメタン化合物を包接することができ、ジヨードメタン化合物の水溶性を向上させることができる。
上記の観点から、水及びβ−シクロデキストリン誘導体の全量に対するβ−シクロデキストリン誘導体の含有量が、15質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがさらに好ましい。
また、水及びβ−シクロデキストリン誘導体の全量に対するβ−シクロデキストリン誘導体の含有量が58質量%以下であることで、水溶液の粘度が低下するため、水溶液の攪拌効率を向上させることができる。また製造コストを低減させることができる。
上記の観点から、水及びβ−シクロデキストリン誘導体の全量に対するβ−シクロデキストリン誘導体の含有量が、45質量%以下であることがより好ましく、35質量%以下であることがさらに好ましい。
本開示の水溶液は、水を含む。
本開示における水は、イオン交換水等を用いることができる。
水溶液の全量に対する水の含有量としては、45質量%以上が好ましく、55質量%以上がより好ましい。
水溶液中の水の含有量の上限としては特に制限はなく、水溶液の全量に対する水の含有量として、99質量%以下としてもよく85質量%以下としてもよい。
また、モル比〔シクロデキストリン誘導体/ジヨードメタン化合物〕は、シクロデキストリン誘導体の使用量低減の観点から、好ましくは8.0以下であり、より好ましくは6.0以下であり、さらに好ましくは4.0以下である。
モル比=(添加したCDの物質量A)/(添加したDMの物質量B)
A=(添加したCDの重量[g])/(CDの分子量)
B=(添加したDMの重量[g])/(DMの分子量)
上記混合工程は、上記のジヨードメタン化合物と、シクロデキストリン誘導体と、水と、下記式1で表される化合物及び下記式2で表される化合物の少なくとも1つ(着色防止剤)と、を混合することが好ましい。
式2中、Xは、スルホニル基、スルフィニル基又はジスルフィニル基を表し、Bは1価のアルカリ金属イオン又は2価のアルカリ土類金属イオンを表し、l及びnは1又は2を表し、mは1−又は2−を表す。
但し、A1及びA2の内、一方が−OHであり、他方が−O又は−Sであることにより、mが1−である場合、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは1である、又は、lは2でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である。
また、A1及びA2が、それぞれ独立に、−O又は−Sであることにより、mが2−である場合、lは1でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である、又は、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは2である。
上記の中でも、着色防止性の観点から、アセトンが好ましい。
上記の中でも、着色防止性の観点から、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫酸水素マグネシウム及びチオ硫酸マグネシウムが好ましく、チオ硫酸ナトリウムがより好ましい。
本開示において、混合工程の後に、混合工程で得られた混合物に対して着色防止剤を添加することを後添加と称することがある。
本開示の水溶液は、着色防止剤として、上記ジヨードメタン化合物及びβ−シクロデキストリン誘導体に加えて、さらに、上記着色防止剤を含有することが好ましい。
これによって、本開示の水溶液は色味を良好に抑制することができる。
本開示の水溶液が上記式1又は上記式2で表される化合物を含む場合には、水溶液中にわずかに存在する色味成分と反応することにより、水溶液の色味が抑制されると推測される。
上記の中でも、色味を抑制する観点から、本開示の水溶液は、アセトン及びチオ硫酸ナトリウムの少なくとも1種を含むことがより好ましく、アセトンを含むことがさらに好ましい。
ジヨードメタン化合物(例えば、ジヨードメチル−p−トリルスルホン(DMTS))は、抗菌・抗カビ剤の有効成分として使用され得るため、本開示の製造方法によって製造される水溶液は、水系環境において、抗菌又は抗カビ作用の少なくとも1つを有する抗菌剤として好適である。
(実施例1)
反応器(300mL)にシクロデキストリン誘導体(CD)であるM−βCD(メチル−β−シクロデキストリン、シクロケム社、商品名 CAVASOL W7 M、平均分子量:1306.49)50gと水100mLとを装入した後、ジヨードメタン化合物(DM)としてDMTS(ジヨードメチル−p−トリルスルホン、三井化学社、商品名 ヨートルDP95、平均分子量:422.02)を、モル比CD/DMが表1に記載の値となるように添加し、表1に示す温度及び時間にて攪拌して混合した後、0.3MPa下で加圧ろ過を行い、ジヨードメタン化合物の水溶液を調製した。
メチル基の置換数が異なる複数のM−βCDの混合物について1H−NMR分析を行い、そのピーク面積から、βCDを構成するグルコース1つに存在するメチル基の置換数の平均値を算出した。上記で得られた置換数の平均値、無置換のβCDの分子量、及びβCDを構成するグルコースの数から、メチル基の置換数が異なる複数のM−βCDの混合物の平均分子量を算出し、得られた値を上記M−βCDの平均分子量とした。
DMの添加量をモル比CD/DMが表1に記載の値となるように変更し、混合時間及び混合温度を表1に記載の通りに変更した以外は実施例1と同様の操作を行った。
DMの添加量をモル比CD/DMが表1に記載の値となるように変更し、混合時間及び混合温度を表1に記載の通りに変更し、着色防止剤を、表1に記載の種類及び添加時期にて、DMの全質量に対する質量比が表1に記載の値となるように添加した以外は実施例1と同様の操作を行った。
CDを添加せず、DMの添加量を水1mlに対して0.04gとし、混合時間及び混合温度を表1に記載の通りに変更した以外は実施例1と同様の操作を行った。
CDの添加量を水1mlに対して0.5gとし、DMの添加量を水1mlに対して0.07gとし、混合時間及び混合温度を表1に記載の通りに変更した以外は実施例1と同様の操作を行った。
CDを添加せず、DMの添加量を水1mlに対して0.064gとし、混合時間及び混合温度を表1に記載の通りに変更した以外は実施例1と同様の操作を行った。
各実施例及び比較例におけるジヨードメタン化合物の濃度(DM濃度)を、以下の方法により測定した。結果を表1に記載した。
水溶液中のジヨードメタン化合物の濃度を、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)を用いて下記の方法により求めた。
水溶液中のジヨードメタン化合物の濃度は、予め作成した絶対検量線に基づいて求めた。なお、上記絶対検量線は、水溶媒にDMTSを溶解させた溶液についてHPLC分析を行った場合における、溶液中のジヨードメタン化合物の濃度と、ピークのArea%と、の関係を示すグラフであり、以下の方法で作成した。
アセトニトリル:水=1:1である溶媒を用いて、濃度の異なるDMTS溶液を3種類用意し、HPLCを用いてDMTSに相当するピークのArea%を算出した。その後、DMTS濃度を縦軸、得られたArea%を横軸として絶対検量線を作成した。
HPLCの条件は、以下の通りとした。
−HPLCの条件−
・カラム: (株)ワイエムシィ製「YMC−Pack ODS−A」(150×6mm)
・移動相: アセトニトリル:H2O(0.1質量%トリフルオロ酢酸)=5:5→10:0 Over 15min、retention 10min、流速0.5mL/min
・温度:40℃
・検出波長:230nm
なお、本開示において「ジヨードメタン化合物の濃度」は、水溶液1mLに溶解されているジヨードメタン化合物のmg数を意味する。
各実施例及び比較例において得られた水溶液について、下記評価基準に従って着色防止性を評価した。
−評価基準−
A:水溶液の色味が視認できない。
B:水溶液の色味が視認できる。
表1中、モル比(CD/DM)は添加したDMに対するCDのモル比(モル比〔シクロデキストリン誘導体(CD)/ジヨードメタン化合物(DM)〕)を意味する。
表1中、着色防止剤の添加時期についての詳細は以下の通りである。
前添加・・・混合工程中に着色防止剤を添加した。
各実施例又は比較例において、添加したDMに対するCDのモル比(モル比〔シクロデキストリン誘導体(CD)/ジヨードメタン化合物(DM)〕)は既述の方法と同様の方法により行った。結果を表1に示した。
以下の通りに上記実施例3で作製した水溶液と着色防止剤とを混合し、混合後の水溶液について着色防止性を評価した。
上記実施例3で作製した水溶液中のDMに対する質量比が表2に記載の値となる量の着色防止剤を、表2に記載の着色防止剤の種類及び添加時期にて、上記実施例3で作製した水溶液と混合した。上記混合の際、混合温度及び混合時間は表2に記載の通りとした。
なお、評価基準は上述と同様である。結果は表2に記載した。
表2中、着色防止剤の添加時期についての詳細は以下の通りである。
後添加・・・混合工程の後に着色防止剤を添加した。
中でも、撹拌温度が50℃以上である実施例3〜実施例9は、DM濃度が高く、DMの水溶性がより良好であった。また、アセトンを前添加した実施例11〜実施例13は着色防止性に優れていた。
一方、CDを含まない比較例1及び比較例4は、DM濃度が低く、DMの水溶性に劣っていた。また、撹拌温度が130℃を超える比較例2は、DMが分解したため、DM濃度が測定できなかった。
表2に示すように、着色防止剤を後添加した実施例3−1〜実施例3−10は着色防止性に優れていた。
Claims (8)
- 少なくとも、ジヨードメタン化合物、シクロデキストリン誘導体及び水を、30℃以上120℃以下の温度で混合する混合工程を有するジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
- 前記温度が、40℃以上120℃以下である請求項1記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
- 前記温度が、50℃以上120℃以下である請求項1又は請求項2に記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
- 前記混合工程は、ジヨードメタン化合物と、シクロデキストリン誘導体と、水と、下記式1で表される化合物及び下記式2で表される化合物の少なくとも1つと、を混合する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
式1中、R1及びR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、アルキニル基又はアルケニル基を表す。
式2中、A1及びA2は、それぞれ独立に、−O、−S、又は−OHを表す。但し、A1及びA2の内、少なくとも1つは−Oである。
式2中、Xは、スルホニル基、スルフィニル基又はジスルフィニル基を表し、Bは1価のアルカリ金属イオン又は2価のアルカリ土類金属イオンを表し、l及びnは1又は2を表し、mは1−又は2−を表す。
但し、A1及びA2の内、一方が−OHであり、他方が−O又は−Sであることにより、mが1−である場合、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは1である、又は、lは2でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である。
また、A1及びA2が、それぞれ独立に、−O又は−Sであることにより、mが2−である場合、lは1でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である、又は、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは2である。 - さらに、前記混合工程で得られた混合物に対し、下記式1で表される化合物及び下記式2で表される化合物の少なくとも1つを添加する添加工程を有する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
式1中、R1及びR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、アルキニル基又はアルケニル基を表す。
式2中、A1及びA2は、それぞれ独立に、−O、−S、又は−OHを表す。但し、A1及びA2の内、少なくとも1つは−Oである。
式2中、Xは、スルホニル基、スルフィニル基又はジスルフィニル基を表し、Bは1価のアルカリ金属イオン又は2価のアルカリ土類金属イオンを表し、l及びnは1又は2を表し、mは1−又は2−を表す。
但し、A1及びA2の内、一方が−OHであり、他方が−O又は−Sであることにより、mが1−である場合、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは1である、又は、lは2でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である。
また、A1及びA2が、それぞれ独立に、−O又は−Sであることにより、mが2−である場合、lは1でありBは2価のアルカリ土類金属イオンでありnは1である、又は、lは1でありBは1価のアルカリ金属イオンでありnは2である。 - 前記ジヨードメタン化合物に対する前記シクロデキストリン誘導体のモル比が、1.0〜8.0である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
- 前記ジヨードメタン化合物がジヨードメチル−p−トリルスルホンである請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
- 前記シクロデキストリン誘導体がβ−シクロデキストリン誘導体である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のジヨードメタン化合物の水溶液の製造方法。
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