JP3805801B2

JP3805801B2 - 固定化された有機ゲルマニウム化合物

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Publication number: JP3805801B2
Application number: JP21522693A
Authority: JP
Inventors: 隆文春見; 紀博柿本; 圭司梅田
Original assignee: Asai Germanium Research Institute Co Ltd
Current assignee: Asai Germanium Research Institute Co Ltd
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2021-08-09
Also published as: JPH0761989A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、固定化された有機ゲルマニウム化合物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属ゲルマニウム（Ｇｅ）は、半導体として旧くから研究の対象になっていたものであるが、同時にこれを含む有機化合物に関する研究も盛んに行われ、種々の有機ゲルマニウム化合物が合成された。そして、これまでに様々な有用性、特に生理活性を有する有機ゲルマニウム化合物が発表されている。例えば、式
【化６】

で表わされるカルボキシエチルゲルマニウムセスキオキサイドについては、免疫能活性作用、抗酸化作用、メーラード反応阻止作用等を発揮することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、上記カルボキシエチルゲルマニウムセスキオキサイドに代表される有機ゲルマニウム化合物の薬理活性試験は、ほとんどの場合水系で行なわれ、試験中又は試験後これを回収したり再利用することが困難である。そこで当該有機ゲルマニウム化合物の生理活性部位を保持させ、且つ、その有用性を損なわない固定化された有機ゲルマニウム化合物を提供することができれば、その回収、再利用が可能になる。更には、生理的に不活性な生体内物質を活性化物質に変換させたり、低価値物質を高価値物質に変換させるような酵素又は触媒的な効果を期待する場合には、上述した固定化によって生体内活性物質の連続収得が可能になる。
【０００４】
本発明は、上述した従来技術を背景とし、貴重な生理活性有機ゲルマニウム化合物を実験系で用いられる溶媒（特に水）に対し不溶化させ、更にその活性が損なわれないようにした固定化された有機ゲルマニウム化合物を提供することを目的として行なわれた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明が採用した固定化された有機ゲルマニウム化合物は、式（Ｉ）
【化７】

（式中、
【化８】

は担体を、Ｚは担体に由来するメチレン基、ヒドロキシトリメチレン基（但し、ヒドロキシ基はトリメチレン基の２位に結合する。）、オキシカルボニル基（但し、酸素原子はカルボニル基と担体との間に位置する。）又はカルボニル基を、Ｒ_１及びＲ_２は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又はアシル基により保護された又は保護されないアミノ基を、Ｘ_１は水酸基、Ｏ−低級アルキル基、アミノ基又はＯＹ_１で表される塩［Ｙ_１は金属を示す］を、ｎは１以上の整数をそれぞれ示す。）
で表されることを特徴とするか、或いは、式（ＩＩ）
【化９】

（式中、
【化１０】

は担体を（アミド基の窒素は担体に由来する。）、Ｒ_１乃至Ｒ_３は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又はアシル基により保護された又は保護されないアミノ基を、ｎは１以上の整数をそれぞれ示す。）
で表されることを特徴とするか、或いは、式（ＩＩＩ）
【化１１】

（式中、Ｒ_１乃至Ｒ_３は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又はアシル基により保護された又は保護されないアミノ基を、Ｘ_１は水酸基、Ｏ−低級アルキル基、アミノ基又はＯＹ_１で表される塩［Ｙ_１は金属を示す］を、ｎは１以上の整数をそれぞれ示す）
で表される有機ゲルマニウム化合物をイオン交換樹脂に固定したことを特徴とするものである。
【０００６】
以下に本発明を詳細に説明する。
【０００７】
本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物は、前記式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表されるように、担体Ｐに対して有機ゲルマニウム化合物を固定化した構造を有するものであるので、まずこのような有機ゲルマニウム化合物について説明する。
【０００８】
即ち、上記有機ゲルマニウム化合物としては、下記式（ＩＩＩ）で表されるような、置換基Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３と酸素官能基ＯＸ_１とを有するカルボン酸誘導体とゲルマニウム原子とが結合したゲルミルカルボン酸誘導体を基本骨格とし、当該基本骨格におけるゲルマニウム原子と酸素原子とが２：３の割合で結合したものを例示することができるのである。
【化１２】

【０００９】
前記置換基Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、同一或いは異なっており、それぞれ水素原子や、メチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基等のいわゆる低級アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又はアセチル基等により保護された又は保護されないアミノ基を、置換基Ｘ_１は水酸基，Ｏ−低級アルキル基，アミノ基又はＯＹ_１で表わされるカルボン酸の塩をそれぞれ示している。尚、Ｙ_１はナトリウム，カリウム等の金属を示している。
【００１０】
又、置換基Ｒ_１及びＲ_２は、ゲルマニウム原子に隣接する炭素に位置し（Ｃ）ｎで表される炭素鎖（但し、ｎは１以上の整数である）のそれぞれに、ｎ＝１、２・・・ｎとｎが増加するに従いＲ_１１、Ｒ_１２・・・Ｒ_１ｎ及びＲ_２１、Ｒ_２２・・・Ｒ_２ｎのように結合し、置換基Ｒ_３は前記炭素鎖及び酸素官能基とにはさまれたメチン基に結合している。
【００１１】
従って、本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物における有機ゲルマニウム化合物の部分に対応する有機ゲルマニウム化合物としては、以下の表１乃至表５に示すようなものを例示することができる。
【表１】

【００１２】
【表２】

【００１３】
【表３】

【００１４】
【表４】

【００１５】
【表５】

【００１６】
上記化合物中では、上記表１乃至表４に例示されるような、式（ＩＶ）
【化１３】

（式中、Ｒ_４乃至Ｒ_６は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又はアシル基により保護された又は保護されないアミノ基を、Ｘ_２は水酸基、Ｏ−低級アルキル基、アミノ基又はＯＹ_２で表される塩［Ｙ_２は金属を示す］をそれぞれ示す）で表されるものが、原料として使用する際に入手が容易であるという点からは好ましい。
【００１７】
而して、上記構造の有機ゲルマニウム化合物は様々な方法により製造することができるので、前記式（ＩＶ）で表される化合物について説明する。
【００１８】
即ち、前記式（ＩＶ）においてＸ_２＝ＯＨのものは、例えば下記反応式に示すように、予め置換基Ｒ_４乃至Ｒ_６を導入しておいたトリクロルゲルミルプロピオン酸等のトリハロゲルミルプロピオン酸を加水分解すれば良い。
【化１４】

【００１９】
又、式（ＩＶ）においてＸ_２＝Ｏ−低級アルキル基のようなものは、例えば、上記トリクロルゲルミルプロピオン酸にチオニルクロライド等を作用させて対応する酸ハロゲン化物に変換し、この酸ハロゲン化物に対し上記低級アルキル基に対応するアルコールを反応させた後に、加水分解すれば良く、又、式（ＩＶ）においてＸ_２＝ＮＨ_２のものは、例えば前記酸ハロゲン化物にアンモニアを作用させた後に加水分解すれば良い。
【００２０】
更に、式（ＩＶ）においてＸ_２がＯＹ_２で表わされる金属塩であるものは、当該化合物に対し対応する金属水酸化物を作用させればよい。
【００２１】
一方、前記式（ＩＩＩ）において、ｎが１以上のものについても、原則として上記説明をした方法により製造することができる。
【００２２】
上記のようにして得られた有機ゲルマニウム化合物に代表される本発明で使用する有機ゲルマニウム化合物について行った核磁気共鳴吸収（ＮＭＲ）スペクトルや赤外線吸収（ＩＲ）スペクトル等の機器分析の結果は、これらの化合物が前記一般式で示されるものであることを良く支持している。
【００２３】
尚、上記有機ゲルマニウム化合物を表わす式（ＩＩＩ）は、結晶として単離した状態に相当するもので、水溶液中では、式、
【化１５】

なる構造をとり、担体と結合した後も同様のトリハイドロキシゲルミル構造をとることがわかっている。
【００２４】
又、上記化合物（ＩＩＩ）は、他の構造式によっても表すことができ、例えば、上記の化合物は下記構造式によって表される化合物と同一である。
【化１６】

【００２５】
尚、本発明における有機ゲルマニウム化合物の毒性は極めて低く、例えば前記化合物（ＩＩＩ）中、ｎ＝１、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｒ_３＝Ｈ、Ｘ_１＝ＯＨのもの（化合物番号：１、以下、有機ゲルマニウム化合物（１）のようにも表す）では、経口投与によるマウスのＬＤ_５０で６ｇ／Ｋｇ以上、ラットでは１０ｇ／Ｋｇ以上である。
【００２６】
尚、前記式（ＩＩＩ）で表される部分構造を有する有機ゲルマニウム化合物を適宜の担体に結合させる場合は、当該有機ゲルマニウム化合物を担体に直接に結合させても、スペーサー等を介して間接に結合させてもよい。
【００２７】
更に詳しく説明すれば、前記式（Ｉ）で表される固定化された有機ゲルマニウム化合物を得るには、例えば置換基Ｒ_３としてアミノ基を有する有機ゲルマニウム化合物を、そのアミノ基と反応する官能基を有する担体と結合させればよく、以下のような反応により例示される。
【化１７】

【００２８】
尚、上記式中の（Ｇｅ）−ＮＨ_２は置換基Ｒ_３としてアミノ基を有する有機ゲルマニウム化合物を、又、Ｐを付した◇は担体をそれぞれ表す（以下、同様とする）。
【００２９】
又、上記の例とは逆に、例えばアミノ基を有する担体を、そのアミノ基と反応する官能基を有する有機ゲルマニウム化合物と結合させることにより、前記式（ＩＩ）で表される固定化された有機ゲルマニウム化合物を得るようにしてもよく、以下のような反応により例示される。
【化１８】

【００３０】
更に詳しく説明すれば、本反応において、本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物では、最終的に前記式（ＩＩ）で表される構造を有するようになればよく、この構造は、以下の反応式に示すように、有機ゲルマニウム化合物のカルボキシル基を何らかの型で活性化し、担体に結合した後に酸化して導入することができる。
【化１９】

【００３１】
尚、上記式で表わされる化合物中の−Ｇｅ（Ｏ_１／２）_３の存在形態は、一部は構造間で縮合してＧｅ−Ｏ−Ｇｅとなり、残部はＧｅ−ＯＨとなっている。
【００３２】
一方、本発明で使用する担体としては、アミノ基を有するものとして、キトサン、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリリジン、水溶性キチン、ポリアミノポリスチレン等で代表されるポリアミン類、又はこれを架橋処理したものを、又、すでに架橋処理をほどこしてある商品である、アミノトヨパール、キトパール”ＢＡＳＩＣ”等を例示することができる。
【００３３】
又、カルボキシル基を有するものとして、カルボキシメチルキチン、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸等で代表されるポリカルボン酸、又は、これらを架橋処理したものを、又、すでに架橋処理をほどこしてある商品であるＣＨ−キトパール、ＡＦ−カルボキシトヨパール等をＮ−ヒドロシキこはく酸イミドエステル等で活性化した化合物を例示することができる。更に、トレシル基で活性化された担体は、ポリビニルアルコール、セルロース等で代表されるポリオール類をトレシルクロライドで処理して得ることができる。
【００３４】
尚、すでに市販されている担体を用いるか、又は、通常の反応に倣い、例えば下記反応式の組み合わせにより、自在にスペーサーが結合した担体を得ることができる。
【化２０】

【００３５】
更に、担体が本来有している反応活性部位の数を増やすために、担体を以下の反応式に示すような方法で修飾することもできる。
【化２１】

【００３６】
又、前記式（ＩＩＩ）で表される部分構造を有する有機ゲルマニウム化合物をイオン結合により担体に結合させる場合、担体としては、アンバーライトＩＲＡ４００（商品名）、アンバーライトＩＲＡ４１０（商品名）、ＤＥＡＥセファデックスＡ−２５（商品名）に代表されるような種々の陰イオン交換樹脂、又は、アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ（商品名）に代表されるような種々の陽イオン交換樹脂を例示することができる
【００３７】
上記説明した本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物については、様々な実験系に入れ又は取り出して検討をしたところ、有機ゲルマニウム化合物の一部がアルドヘキソースであるグルコースをケトヘキソースであるフルクトースへ異性化することを確認することができた。
【００３８】
異性化糖は、グルコース（ブドウ糖）の一部を異性化して得られるグルコースとフルクトース（果糖）との混合物で、甘味の少ないグルコースを甘味の強いフルクトースへ一部変換し、砂糖（ショ糖）に近い甘味を持たせたものであり、現在では、トウモロコシデンプン等のデンプンを液化し、グルコアミラーゼで糖化した糖液中のグルコースを異性化酵素によりフルクトースに異性化することにより製造されている。
【００３９】
そして、上記異性化は、約６０℃の反応温度でグルコースの約５０％をフルクトースへ異性化することができるのであるが、この異性化を前記本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物の存在下に行ったところ、異性化率が有意に向上したのである。
【００４０】
【実施例】
次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。
【００４１】
（有機ゲルマニウム化合物の合成）
アクリル酸（ＣＨ_２ＣＨＣＯＯＨ）に対しトリクロルゲルマン（Ｃｌ_３ＧｅＨを付加させてトリクロルゲルミルプロピオン酸（Ｃｌ_３ＧｅＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ）を得、これを加水分解することにより、化合物番号（１）の有機ゲルマニウム化合物（以下、有機ゲルマニウム化合物（１）のようにも表す）を合成し、更に同様の方法により他の有機ゲルマニウム化合物を合成した。
【００４２】
実施例１
前記反応式（１）に従い、ＡＦ−ＴｒｅｓｙｌＴＯＹＯＰＥＡＲＬ（商品名）ゲル１ｇに有機ゲルマニウム化合物（１８）０．５ｇの水酸化ナトリウム水溶液を加え、ｐＨ＝１０で一夜振盪した。得られたゲルをカラムにつめて蒸留水約１．２リットルで洗い、フェニルフルオロン試薬で発色しないことを確認した。このゲルの一部（３ｍｌ）を濾取、乾燥（５０℃、１４時間、３ｍｍＨｇ）したもののゲルマニウム含有量については、原子吸光分析により３．５５ｍｇ／乾燥ゲル１ｇの値を得た。
【００４３】
他の有機ゲルマニウム化合物を使用し、同様の方法により固定化された有機ゲルマニウム化合物を得た。結果を以下の表６に示す。尚、表中のゲルマニウム含有量の単位は、ｍｇ／乾燥ゲル１ｇである（以下、同様とする）。
【表６】

【００４４】
実施例２
前記反応式（２）に従い、ＡＦ−ＥｐｏｘｙＴＯＹＯＰＥＡＲＬ（商品名）ゲル１ｇに有機ゲルマニウム化合物（１８）０．５ｇの炭酸カリウム水溶液を加えｐＨ≒９．５で一夜振盪した。得られたゲルをカラムにつめて蒸留水で充分に洗い、フェニルフルオロン試薬で発色しないことを確認した後、このゲル１ｍｌを濾取、乾燥して、０．２ｇを得た。原子吸光分析よれば、このゲルのゲルマニウム含有量は９．８２ｍｇであった。
【００４５】
他の有機ゲルマニウム化合物を使用し、同様の方法により固定化された有機ゲルマニウム化合物を得た。結果を以下の表７に示す。
【表７】

【００４６】
実施例３
前記反応式（３）に従い、”ＣＮＢｒ活性化”Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ（商品名）ゲル１ｇに有機ゲルマニウム化合物（１８）０．５ｇの０．１ｍｏｌ炭酸カリウム水溶液を加え、ｐＨ≒８．５で一夜振盪した。得られたゲルをカラムにつめて蒸留水約１リットルで洗い、フェニルフルオロン試薬で発色しないことを確認した後、このゲル３ｍｌを濾取、乾燥し、乾燥ゲル０．１１ｇを得た。原子吸光分析よれば、このゲルのゲルマニウム含有量は乾燥ゲル１ｇに２３．２ｍｇであった。
【００４７】
他の有機ゲルマニウム化合物を使用し、同様の方法により固定化された有機ゲルマニウム化合物を得た。結果を以下の表８に示す。
【表８】

【００４８】
実施例４
前記反応式（４）に従い、活性化ＣＨ−Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ（商品名）３ｇに、０．１ｍｏｌ炭酸カリウムでｐＨ＝８．５に設定した有機ゲルマニウム化合物（１８）２．５ｇ（６．８ｍｍｏｌ）の溶液を加え、室温で１６時間振盪した。反応終了後、ゲルを濾取し、カラムにつめて、水、１．５リットルで洗浄した。原子吸光分析値よれば、このゲルのゲルマニウム含有量は２１ｍｇであった。
【００４９】
他の有機ゲルマニウム化合物を使用し、同様の方法により固定化された有機ゲルマニウム化合物を得た。結果を以下の表９に示す。
【表９】

【００５０】
実施例５
前記反応式（４）に従い、活性化ＣＨ−Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ（商品名）２ｇにグリシルグリシン（ｍ．ｗ＝１３２．１２）２ｇを０．１ｍｏｌ炭酸水素ナトリウムでｐＨ＝８．３に設定した溶液を加え、超音波をかけた後、１６時間振盪した。ゲルを濾取し、カラムにつめて、水１リットルで洗浄した。ゲルを濾取して、ＤＭＦで洗い、ＤＭＦ５０ｍｌに懸濁し、Ｎ−ヒドロキシこはく酸イミド（ｍ．ｗ＝１１５．０９）３ｇ（０．０２６ｍｏｌ）、ＤＣＣ５．７ｇ（０．０２８ｍｏｌ）のＤＭＦ溶液を加え、超音波をかけた後、１８時間振盪した。ゲルを濾取して、ＤＭＦで洗い、カラムにつめて、ＤＭＦ１．５リットルで洗浄した。
【００５１】
上記ゲルを濾取し、これに０．１ｍｏｌ炭酸カリウムでｐＨ＝８．５に設定した。有機ゲルマニウム化合物（１８）３．５ｇの溶液を加え、超音波をかけた後、２８時間振盪した。反応終了後、ゲルを濾取してカラムにつめ水２．５リットルで洗浄した後、メタノール１ｌで洗浄した。原子吸光分析によれば、このゲルのゲルマニウム含有量は１７ｍｇであった。尚、このゲルは有機ゲルマニウム化合物１８をグリシルグリシンを介して固定化したものである。
【００５２】
他の有機ゲルマニウム化合物を使用し、同様の方法により固体化された有機ゲルマニウム化合物を得た。結果を以下の表１０に示す。
【表１０】

【００５３】
実施例６
前記反応式（５ｂ）に従い、Ｎ−アセチル−３−トリヒドロゲルミルアラニンとＮ−ヒドロキシこはく酸イミドからＤＣＣを作用させて得た、Ｎ−アセチル−３−トリヒドロゲルミルアラニンのＮ−ヒドロキシこはく酸イミドエステル（分子量：３０２．８１１）３．０ｇ（０．０１ｍｏｌ）のＤＭＦ溶液をＥＡＨ−Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ３ｇに加えて、一夜振盪した。ゲルを濾取して、ＤＭＦメタノールで洗って、再びメタノールに懸濁し、ｍ−クロロ過安息香酸（以下、ＭＣＰＢＡと略す）２ｇを加え、一夜振盪した。ゲルを濾取し、メタノールで洗ってカラムにつめ、更に、メタノール約１．５ｌで洗浄した。この一部を濾取して８０℃、３ｍｍＨｇで３時間乾燥したもののゲルマニウム含有量は、２７ｍｇであった。
【００５４】
他の有機ゲルマニウム化合物を使用し、同様の方法により固定化された有機ゲルマニウム化合物を得た。結果を以下の表１１に示す。
【表１１】

【００５５】
実施例７
前記反応式（５ｂ）に従い、３０％ポリエチレンイミン水溶液をエバポレートして、水を除き、メタノール溶液を調製した。この一部をエバポレートして、ポリエチレンイミン０．２３ｇ（０．００５３ｍｏｌ）得た。これをＴＨＦ２０ｍｌに溶解して、攪拌下、以下の式で示される有機ゲルマニウム化合物３ｇのＴＨＦ溶液を加えたところ、瞬間的に不溶性のゲルが析出したが、ＤＭＦ２０ｍｌを加えて、一夜攪拌を続けた。
【化２２】

【００５６】
このゲルの一部をとって、濾取し、アセトン、メタノールで洗浄して、乾燥し、ＩＲスペクトルを測定したところ、２０６８（ｓ，ｓｈａｒｐ）９３７（ｍ）８２８（ｖｓ）ｃｍ^−１にＧｅＨ_３の吸収が、１６３６ｃｍ^−１（ｖｓ）にアミドの吸収が確認された。このゲルの上ずみ液を除き、メタノールを加え、再び上ずみ液を除く操作を３回行ない、ＭＣＰＢＡのメタノール溶液を加えて１５分超音波にかけた後、一夜攪拌し、ゲルを濾取、メタノール洗い、アセトン洗いをした。この一部を乾燥し、ＩＲスペクトルを測定したところ、Ｈ_３Ｇｅの吸収は消失して、８００〜９００ｃｍ^−１近傍にブロードの吸収が観測された。このゲルのゲルマニウム含有量は１２４ｍｇであった。尚、このゲルは有機ゲルマニウム化合物１を固定化したものである。
【００５７】
上記と同様にして、有機ゲルマニウム化合物９を固定化した。得られたゲルのゲルマニウム含有量は１２４ｍｇであった。
【００５８】
実施例８
前記反応式（５ｃ）と同様にして、キトパール”Ｂａｓｉｃ”（商品名）（１ｍｌ＝５×１０^−５ｍｏｌ活性）５０ｍｌをメタノールで置換し、以下の式で示される有機ゲルマニウム化合物（以下、この化合物をゲルマニウム酸無水物と略す。）２．３５ｇ（０．０１２５ｍｏｌ）のメタノール溶液を加えて２００ｍｌとし、一夜攪拌した。濾取し、メタノール洗浄してその一部を乾燥し、ＩＲスペクトルを測定したところ、２０８０ｃｍ^−１にゲルマンの吸収が観られた。
【化２３】

【００５９】
尚、上記ゲルマニウム酸無水物は、イタコン酸にトリクロルゲルマンを付加させてトリクロルゲルミル体とし、該トリクロルゲルミル体を水素化ホウ素ナトリウム等で還元してトリヒドロ体とし、該トリヒドロ体に前記ＤＣＣを作用させて得られたものである。
【００６０】
上記ゲルをメタノールに懸濁し、ＭＣＰＢＡ３ｇを加えて一夜攪拌し、ゲルを濾取、メタノールで洗浄し、水洗した。このゲルのゲルマニウム含有量は２５．２ｍｇであった。尚、このゲルは有機ゲルマニウム化合物８を固定化したものである。
【００６１】
実施例９
前記反応式（５ｃ）に従い、ＥＡＨ−Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ（商品名）３ｇをメタノール２５ｍｌに懸濁し、前記ゲルマニウム酸無水物１．１ｇ（５．８ｍｍｏｌ）のメタノール溶液を加え、一夜振盪した。
【００６２】
反応終了後、ゲルを濾取して、メタノールで洗浄し、再びメタノール３５ｍｌに懸濁して、ＭＣＰＢＡ１．５ｇ（８．７ｍｍｏｌ）を加え、超音波をかけた後、一夜振盪した。ゲルを濾取して、カラムにつめ、メタノール８００ｃｃ、水５００ｃｃで洗浄した。このゲルのゲルマニウム含有量は３１ｍｇであった。
【００６３】
実施例１０
前記反応式（５ｃ）と同様にして、キトサン（分子量：（１６１．１６）_ｎ）１．０ｇ（０．００６２ｍｏｌ）を２０ｍｌの３％酢酸水溶液に少量づつ加えて溶解し、メタノール２２０ｍｌを加え、超音波を１０分かけた後、前記ゲルマニウム酸無水物１０ｇを加え、超音波を２時間かけた。
【００６４】
反応終了後、エバポレートして反応液を約１００ｍｌとし、ゲルを濾取してメタノールで洗浄し、再びメタノールに懸濁し、ＭＣＰＢＡ４．２ｇのメタノール溶液を加えて超音波を２時間かけた。ゲルを濾取、メタノール、アセトンで洗浄し乾燥した。原子吸光分析によれば、このゲルのゲルマニウム含有量は乾燥ゲル１ｇ中１３３ｍｇであった。尚、このゲルは有機ゲルマニウム化合物８を固定化したものである。
【００６５】
実施例１１
前記反応式（５ｃ）と同様にして、ポリアリルアミン塩酸塩（分子量：（９３５８９）_ｎ）１．０ｇ（０．０１０７ｍｏｌ）を水に溶解し、氷冷下、攪拌しながら水酸化ナトリウム０．４３ｇの水溶液を加えた。エバポレートし、エタノールを加えて反応液を濾取し、塩化ナトリウムを除去した。このエタノール溶液に攪拌下、前記ゲルマニウム酸無水物２．１ｇを加え、超音波を３０分間かけた。
【００６６】
析出したゲルを濾取し、再びメタノールに懸濁し、ＭＣＰＢＡ７ｇを加えて超音波を２時間かけた。ゲルを濾取、アセトンで洗浄し乾燥した。原子吸光分析によれば、このゲルのゲルマニウム含有量は乾燥ゲル１ｇ中１９５ｍｇであった。尚、このゲルは有機ゲルマニウム化合物８を固定化したものである。
【００６７】
実施例１２
前記反応式（７）に従い、エポキシトヨパール２ｇを水２０ｃｃに懸濁し、ペンタエチレンヘキサミン１．５ｇを加え、超音波を２時間かけた後、室温で２４時間振盪した。得られたゲルを超音波にかけ、水洗を繰り返した後、フィルターで濾取して得たゲルをカラムにつめ、水約１リットルで洗浄し、さらにメタノール約０．５リットルで洗浄した。このゲルをメタノール２０ｍｌに懸濁して、前記ゲルマニウム酸無水物１．５ｇのメタノール溶液８ｃｃを加え、室温で１８時間振盪した。
【００６８】
このゲルを濾取して、メタノールで洗浄し、再びメタノールに懸濁させて、ＭＣＰＢＡ３ｇを加え、２０時間振盪した。ゲルを濾取して、カラムにつめて、メタノール５００ｃｃで洗浄し、次にｐＨ＝８．５の炭酸カリウム水溶液で洗浄、次にｐＨ＝４の希塩酸で洗浄した。原子吸光分析によれば、このゲルのゲルマニウム含有量は５９．９ｍｇであった。尚、このゲルは有機ゲルマニウム化合物８をペンタエチレンヘキサミンを介して固定化したものである。
【００６９】
実施例１３
前記反応式（７）と同様にして、トレシルトヨパール３ｇを３０ｃｃの水に懸濁し、ペンタエチレンヘキサミン１．５ｇ（６．５ｍｍｏｌ）を加え、３日間振盪した。ゲルを濾取して、カラムにつめ、水７００ｃｃで洗浄した。このゲルをメタノール３０ｍｌに懸濁して、以下の式で示される有機ゲルマニウム化合物２ｇ（８．１ｍｍｏｌ）を加え、超音波を３０分かけた後、２日間振盪した。
【化２４】

【００７０】
ゲルをカラムにつめて、１．５リットルのメタノールで洗浄した後、再びメタノール３５ｍｌに懸濁して、ＭＣＰＢＡ２．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）を加え、超音波を３０分かけた後、３日間振盪した。ゲルを濾取し、カラムにつめて、メタノール７００ｃｃ、水１．５リットルで洗浄した。このゲルのゲルマニウム含有量は１９．５３ｍｇであった。尚、このゲルは有機ゲルマニウム化合物１をペンタエチレンヘキサミンを介して固定化したものである。
【００７１】
他の有機ゲルマニウム化合物を使用し、実施例１と同様の方法により固定化された有機ゲルマニウム化合物を得た。結果を以下の表１２に示す。
【表１２】

【００７２】
実施例１４
イオン交換樹脂アンバーライトＩＲＡ−４００（ＯＨ−）１０ｍｌをカラムに詰め、有機ゲルマニウム化合物（１８）の水容液を通過させ、固定化した。原子吸光分析によれば、このゲルのゲルマニウム含有量は０．３６ｇであった。
【００７３】
他の有機ゲルマニウム化合物を使用し、固定化された有機ゲルマニウム化合物を得た。結果を以下の表１３に示す。
【表１３】

【００７４】
実施例１５
ＤＥＡＥＳｅｐｈａｄｅｘ（Ａ−２５）（商品名）１０ｇを常法により洗浄、活性化し濾取して３６．８４ｇを得た。この１／１０量（３．７ｇ）をカラムに充填して水洗した後、有機ゲルマニウム化合物（１８）１．０５ｇ（２８ｍｍｏｌ）の水溶液を加え、ペリスタルチェックポンプを使って循環した。過剰の有機ゲルマニウム化合物を回収し、約５００ｃｃの蒸留水で洗浄しニンヒドリン試薬でチェックして、水洗されたことを確認した。水洗濾液を濃縮し、回収分画と合わせ０．８５ｇ得た。従って、有機ゲルマニウム化合物の含有量（吸着量）は０．２ｇであった。このゲルを１ｍｌ定容として濾取、乾燥（３ｍｍＨｇ、８０Ｃ、３時間）したもののゲルマニウム含有量は２２．７ｍｇであった。
【００７５】
他の有機ゲルマニウム化合物を使用し、同様の方法により固定化された有機ゲルマニウム化合物を得た。結果を以下の表１４に示す。
【表１４】

【００７６】
実施例１６
反応式（５ｄ）に従い、ポリ（ビニルベンジルクロライド）（分子量：［１５２．６７］_ｎ）１０ｇ（０．６５５ｍｏｌ）を、１リットルのフラスコ内でｏ−ジクロルベンゼン１５０ｍｌに溶解し、この溶液に予め調製したｐ−アミノけい皮酸ナトリウム水溶液１００ｍｌ（１２．８ｇ／３．３ｇＮａＯＨ／１００ｍｌ水）、アドゲン４６４（商品名、アルドリッチ社製界面活性剤）（１．５ｇ）を加え、１００℃で２時間反応させたところ、ゲルが析出した。２．５時間反応させ、反応系を室温に戻した後、ゲルを濾集した。ベンゼン、メタノール及び蒸留水でゲルを洗った後、乾燥して、ＩＲスペクトルを測定した。
ＩＲ：１７０３ｃｍ^−１（ＣＯＯＨ）
【００７７】
上記ポリマーをクロロホルム１５０ｍｌに懸濁し、撹拌下にトリクロルゲルマン２８ｇ（０．１５５ｍｏｌ）を加え、１時間の超音波処理を行った後、室温で２４時間撹拌した。濃塩酸を加えて撹拌し、塩酸層を分離して未反応のトリクロルゲルマンを除去し、ゲルを濾集し、濃塩酸、クロロホルム及びメタノールで洗った。更にゲルを蒸留水で数回洗った後、乾燥して、ＩＲスペクトルを測定した
ＩＲ：１７１７ｃｍ^−１（ＣＯＯＨ）
【００７８】
上記のようにして得られた樹脂を、ビーカー中で撹拌下、ＰＨ＝１１を維持しつつ水酸化ナトリウム溶液で洗うことにより、以下の式で表される目的化合物を得た。原子吸光分析によるゲルマニウム含有量は２４％であった。尚、得られた化合物におけるｍ_１とｍ_２との比は、約１：２であった。
【化２５】

【００７９】
参考例１
グルコースのフルクトースへの異性化（Ｉ）
（１）基質溶液
１Ｍグルコース−４０ｍＭマグネシウム溶液を０．５ＭＭＯＰＳ含有するＭＯＰ緩衝液（ｐＨ８．０）で２倍に希釈し、０．５Ｍグルコース−２０ｍＭマグネシウム溶液を得た。
【００８０】
（２）酵素液
放線射菌ＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｇｒｉｓｅｏｆｕｓｃｕｓＳ−４１より抽出、精製したグルコースイソメラーゼを用いた。比活性は１９．７７（Ｕ／ｍｇ）、蛋白量は１．８７（ｍｇ／ｍｌ）であった。
【００８１】
（３）固定化された有機ゲルマニウム溶液
表１５に示す固定化された有機ゲルマニウム化合物を使用し、２４時間振盪（６０往復／分）して溶解した。

【表１５】

４）酵素異性化反応
１．５ｍｌ容のエッペンドルフチューブに、前記基質溶液０．２５ｍｌと、有機ゲルマニウム溶液Ａ、Ｂ、Ｃ各０．２５ｍｌを入れ、よく混合した後、氷中で冷やしつつ前記酵素溶液０．２５ｍｌを加えた。ｐＨを測定し０時間目のサンプリングをした後、６０℃の恒温槽で２４時間反応させた。サンプリングは、予め２５μｌの０．５Ｎ次亜塩素酸を入れた１．５ｍｌ容のエッペンドルフチューブに反応液から２５μｌ添加する方法で行った。グルコース／フルクトース量の分析は、４５０μｌの超純水で２０倍に希釈し、８００ｒｐｍで３分間遠心した後、高速液体クロマトグラフィー（島津ＬＣ９Ａ、ＳＣＲ−１０１（Ｃ）カラム）で行った。又、再使用試験は、反応終了後、反応液のｐＨを酸性にして固定化有機ゲルマニウムを沈澱回収し、水で３回洗浄した。これを再度アルカリで溶解させた後、基質及び酵素溶液を加えて反応させた。
【００８２】
（４）結果
以下の表１６のとおりであり、固定化された有機ゲルマニウム化合物を添加しない対照区では、２４時間後の異性化率は５０％に留まったが、本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物を添加した場合は、異性化率でブランクを上回った。
【表１６】

【００８３】
（５）再使用
上記固定化された有機ゲルマニウム化合物を再使用した場合の活性については、同様に若干の低下がみられるが、活性を維持しており、本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物は回収及び反復使用が可能であることが明かとなった。
【００８４】
参考例２
グルコースのフルクトースへの異性化（ＩＩ）
酵素を使用することなく上記参考例１と同様にグルコースのフルクトースへの異性化を行ったところ、以下の表１７に示すような結果を得た。尚、表１７における「対照」は酵素を使用した場合の異性化率を示している。
【表１７】

【００８５】
参考例３
グルコースのフルクトースへの異性化（ＩＩＩ）
（１）基質溶液
３０ｇのグルコース及び７３９．５ｍｇの硫酸マグネシウム７水塩を、約８０ｍｌの加温した０．２５ＭＭＯＰＳ緩衝液（pH8．0）中に添加し、完全に溶解した後、同緩衝液で１００ｍｌとした。
【００８６】
（２）酵素液
放線菌ＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｇｒｉｓｅｏｆｕｓｃｕｓＳ−４１より抽出、精製したグルコースイソメラーゼを用いた。比活性は１９．７７（Ｕ／ｍｇ）、蛋白量は１．８７（ｍｇ／ｍｌ）であった。
【００８７】
（３）酵素異性化反応
以下に示す固定化された有機ゲルマニウム化合物１ｍｌ（膨潤容積）を採り、濾紙上に置いて水分を充分吸い取った後、３ｍｌ容のサンプルチューブに入れ、前記基質溶液０．７〜０．８ｍｌを加えて（樹脂がすべて浸るように）一夜放置した。ピペットで余分な基質溶液を吸い取って除去した後、新しい基質溶液０．２５ｍｌを添加し、６０℃の恒温槽に２〜３分浸した後、酵素液０．２５ｍｌを加えて振盪（９０往復／分）しながら２４時間反応させた。

【００８８】
（４）結果
有機ゲルマニウム化合物無添加の対照では、やはり約６時間で反応は平衡に達し、異性化率は５０％に留まったが、本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物を添加した場合は、異性化率でブランクを上回った。即ち、表１８に示す様に２４時間後の異性化率は、固定化された有機ゲルマニウム化合物（４）を使用した場合で６６．４％、固定化された有機ゲルマニウム化合物（５）を使用した場合で６９％、固定化された有機ゲルマニウム化合物（６）を使用した場合７０％であった。
【００８９】
（５）再使用
上記固定化された有機ゲルマニウム化合物を再使用した場合の活性については、同様に、若干の低下がみられるが、活性を維持しており、本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物は回収及び反復使用が可能であることが明かとなった。
【表１８】

【００９０】
他の固定化された有機ゲルマニウム化合物を使用した場合も、以下の表１９に示すように上記とほぼ同様の結果を得た。
【表１９】

【００９１】
参考例４
グルコースのフルクトースへの異性化（ＩＶ）
酵素を使用することなく上記参考例３と同様にグルコースのフルクトースへの異性化を行ったところ、以下の表２０に示すような結果を得た。尚、表２０における「対照」は酵素を使用した場合の異性化率を示している。
【表２０】

【００９２】
参考例５
実施例１６で製造したポリマー７ｇをＰＨ＝１１の水溶液に一夜浸しておいたところ、溶液はＰＨ＝９．７になっていた。ポリマーを濾集、水洗して３０ｍｌフタ付きバイアルに入れ、純水１０ｍｌを加え、スターラーとＰＨ電極をセットした後、ＮａＯＨ水溶液（０．５ｇ／５０ｍｌ）でＰＨ＝１１．３１とした。この溶液に窒素ガスをバブリングした後、グルコース１００ｍｇを加え、撹拌下にＰＨを測定したところ、ＰＨ＝１０．９まで低下していた。ＰＨ＝１１．２１に再度調整して、フタをしめて１時間、７０℃の湯浴で加熱した。冷却後、Ｇ３のグラスフィルターで吸引下にポリマーを濾集した。１０ｍｌの純水で２回洗いＰＨ＝０．８の希塩酸で中和して濃縮することにより、第１液２０ｍｌを得た。次に、１１０ｍｌの純水で洗い中和して濃縮することにより第２液１０ｍｌを得た。最後に、ＰＨ＝０．８の希塩酸で洗い、水洗してＰＨ＝２．７の溶液を得、これを希ＮａＯＨ水溶液で中和して濃縮することにより第３液１０ｍｌとした。
【００９３】
上記第１乃至第３液のグルコース含有率及びフルクトース含有率を、高速液体クロマトグラフにより測定した。結果を以下の表２１に示す。
【表２１】

即ち、フルクトース異性化率は４９．１１％であり、第２液及び第３液では、グルコースがわずか４．８％であるのに対し、フルクトースは３５．８％でありグルコースとフルクトースの合計は８５．８１％であった。
【００９４】
【発明の効果】
本発明は、上記説明のとおり所定の構造を有する有機ゲルマニウム化合物を適宜の担体に固定化してなるものであるから、当該有機ゲルマニウム化合物の生理活性部位を保持しつつ、その有用性を損なうこともなく、貴重な生理活性物質の回収、再利用が可能になった。
【００９５】
実際にも、本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物をグルコースに対し作用させてみると、前記グルコースのフルクトースへの異性化が有意に促進され、しかも、グルコースに対し複数回作用させても、本発明の固定化された有機ゲルマニウム化合物は高い活性を保持していた。

Claims

式（Ｉ）

（式中、

は担体を、Ｚは担体に由来するメチレン基、ヒドロキシトリメチレン基（但し、ヒドロキシ基はトリメチレン基の２位に結合する。）、オキシカルボニル基（但し、酸素原子はカルボニル基と担体との間に位置する。）又はカルボニル基を、Ｒ_１及びＲ_２は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又はアシル基により保護された又は保護されないアミノ基を、Ｘ_１は水酸基、Ｏ−低級アルキル基、アミノ基又はＯＹ_１で表される塩［Ｙ_１は金属を示す］を、ｎは１以上の整数をそれぞれ示す。）
で表されることを特徴とする固定化された有機ゲルマニウム化合物。
式（ＩＩ）

（式中、

は担体を（アミド基の窒素は担体に由来する。）、Ｒ_１乃至Ｒ_３は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又はアシル基により保護された又は保護されないアミノ基を、ｎは１以上の整数をそれぞれ示す。）
で表されることを特徴とする固定化された有機ゲルマニウム化合物。
式（ＩＩＩ）

（式中、Ｒ_１乃至Ｒ_３は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、フェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又はアシル基により保護された又は保護されないアミノ基を、Ｘ_１は水酸基、Ｏ−低級アルキル基、アミノ基又はＯＹ_１で表される塩［Ｙ_１は金属を示す］を、ｎは１以上の整数をそれぞれ示す。）
で表される有機ゲルマニウム化合物をイオン交換樹脂に固定したことを特徴とする固定化された有機ゲルマニウム化合物。