JPS61200101A

JPS61200101A - 部分メチル化シクロデキストリン及びその製造方法

Info

Publication number: JPS61200101A
Application number: JP60040291A
Authority: JP
Inventors: Yukio Tsuchiyama; 土山　幸夫; Mitsukatsu Sato; 充克佐藤; Yoshiaki Yagi; 八木　佳明; Tomoyuki Ishikura; 石倉　知之
Original assignee: Sanraku Inc
Current assignee: Sanraku Inc
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1986-09-04
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPH0651725B2; EP0193850A3; ES552566A0; EP0193850B1; KR930005997B1; ES8800281A1; KR860006477A; DE3674022D1; CA1277980C; US4746734A; EP0193850A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、水に対する溶解性が高められた部分メチル化
シクロデギストＩＪン及びその製造方法に関するもので
ある。

従来の技術シクロデキストリン（以下ｒ　ＣＤ　Ｊと略記する）の
メチル化物としては、ヘキサキス−（２，６−）−〇−
メチル）α−ＣＤ、ヘプタキス−（２，６−）−〇−メ
チル）β−ＣＤ　、ヘプタキス（２，３，６−トＩＪ　
−Ｑ−メチル）β−ＣＤが、またこれらの製造方法とし
てはＣＤ　ｉ　Ｎ、Ｎ−ツメチルホルムアミド（以下「
ＤＭＦ」という）、ジメチルスルホキシド（以下［ＤＭ
ＳＯＪという）等の有機溶媒中で酸化バリウム及び／又
は水酸化バリウムの存在下、メチル化剤としてジメチル
硫酸もしくはヨウ化メチルを反応せしめるか、水浴液中
でＣＤに対して１５〜４０倍モル当量のＮａ０ｆ（の存
在下、同９〜３０倍モル当閂のジメチル硫酸を反応せし
める方法が知られている（例えばＣｈｅｍｉｃａｌ　Ａ
ｂｓｔｒａｃｔ　９８　＊　ｌ　Ｏ８頁（１９８３）　
；　５ｔａｒｃｈ／５ｔａｒｋ＠３２　、　Ｎｒ、　５
．１６５〜１６９頁（１９８０’）等）。

ＣＤはグルコース単位がα−１，４結合で環状に数個つ
ながったオリが糖であって、各種の有機化合物全包接す
るホスト分子として、医薬品、農薬、食品、香料、化粧
品または浴剤等の分野で用いられている。

しかし、ＣＤは水に溶けにくいばかりでなく、アルコー
ル等の有機溶媒に対する溶解性も悪いため、上述の分野
での普遍的な応用金妨げていた。殊に、包接対象の広い
β−ＣＤ　（グルコース単位が７個）の水浴性は低く、
使用濃度が制限される欠点かぁリ　′ｆｒ＋一方、上述の公知メチル化ＣＤは、主にその分子構造研
究上の興味よシ調製され友ものでろって後述する如く、
水に対して一応の溶解性の改善がなされているが、温度
が高くなるにつｎその溶解度が低下し、依然上記欠点が
解消したものとはいえない。

本発明者は、ＣＤが同数のグルコース単位よりなる他の
鎖状オリゴ糖に比し、谷種浴媒に対する溶Ｗｊｆ！ｊ：
、が劣るのは、その特異な分子構造にあることに庸目し
、上記公知メチル化ＣＤの分子構造の対称性を崩すべく
％種の部分メチル化ＣＤについて検討した。その結果、
単位グルコースの３位水酸基のメチル化率全調整するこ
とにより、上記問題点全解消することに成功し、第１の
本発明を完成した。

しかして、本発明によれば１５Ｃ−ＮＭＲの仙ｊ定にヨ
り　ＣＤ　’（（構成する全グルコースの単位グルコー
スにおけるそれぞれの位置の水酸基の平均メチル化率が２位　９０％以上３位　２５〜３３．３係６位　９５チ以上の値を示す部分メチル化ＣＤが提供される。即ち、下記
式式中、ｎは６〜８の正数全表わし、Ｒは水素原子及び／
又はメチル基を表わす、で示されるメチル化ＣＤでろって、ＣＤ　ｉ構成する全
グルコ〜スの単位グルコースにおける３位水酸基が平均
約２個のメチル基で置換され、３位に比しはるかに反応
性の高い２位及び６位の水酸基は、はぼ全ての基がメチ
ル化されていることが予測できる部分メチル化ＣＤ−１
提供するものである。なお、該化合物は３位の水酸基が
メチル化され７℃２組の単位グルコース残基がそれぞれ
隣接しているか、または、１もしくは２のグルコース残
基全快んでいるものの７昆合物から成ることが考えられ
る。

また、本発明の化合物をβ−ＣＤ由来の誘導体について
、更に具体的に述べれば、式（１）で示される化合物の
うち、ｎが７の正数ｋＮわし、それぞれの位置の水酸基
の平均メチル化率が１５Ｃ−ＮＭＲの測定により、２位　約９５．１％（メチル化きれた単位グルコースの
数０．約６．７個）３位　約３０．６％（同０．約２．１個）６位　約９８
．０壬（同１：約６，９個）ここで［株］は、換算し；
′ｉｃｆ直を表わす、であって、その他の理化学的性質
が下記Ａ）融点二１５５〜１６２ＣＢ）融解性：２５℃に′Ｊ？いて１００ＩＩＬｌの水に
約１３３９溶解する、Ｄ）比旋光度、〔α」０１６１．、。。（ｃ＝ｌ　、水
）を示す、位ｉ！または立体異性体等の各種異性体を包
言することが予想される部分メチル化ＣＤ　−ｉ主成分
とする混合ｗ’を挙げることができる。″また、該混合
物の具体的なものとしては、下記の理化学的性質Ａ）融点：１５３〜１５７℃ Ｂ）溶解性二以下の温度において１００ｍ＃）水に対し
て、それぞれ２５℃二１３０＆５０℃：１４２ｇ７０℃：　１６５ｇ浴解する（口金参照）。

Ｃ）前述と同様に測定法により、単位グルコースにおけ
るそれぞれの位置の水酸基の平均メチル化率が下記の値
を示す、２位　約９１．２％（メチル化された単位グルコースの
数二６．４個）３位　約２９．９憾（同：２．１個）６位　約９７．５係（同、６．８個）単位グルコースの舷は前記と同じ意味金有する、Ｄ）比
旋光度２５　　。

〔α］　　、１５０．１°（Ｃ＝１．水）で示されるも
の金挙げることができる。

次に、本出願により提案する第２の発明は、上述の部分
メチル化ＣＤ　ｉ効率よく製造する方法でろって、具体
的には、ＣＤとツメチル硫酸全反応せしめるに際してＣ
Ｄに対して約３０倍モル当社以上のツメチル硫酸及び約
３０倍モル白蝋以上のアルカリ金属水酸化物を用い、か
つ、該反応液の濃度が１０％（Ｗｔ／Ｗｔ）以上である
ことを特徴とする上述の部分メチル化ＣＤの製造方法で
ある・ここに、　ＣＤとは、澱粉類にシクロデキストリ
ン・グリコジルトランスフェラーゼ（ＣＧＴａｓｅ、　
Ｅ、Ｃ，，２・４・１・１９）を作用させるそれ自体公
知の製造方法によって得られるものであれはよく、この
ようにして得られるＣＤのうち、６個のグルコースが環
状にα−１，４結合したα−ＣＤ、７個のグルコースよ
りなるβ−ＣＤもしくは８個のグルコースよりなるγ−
ＣＤそれぞれ単独かまたはそれらの混合物のいずれか全
意味する。就中、本発明の効果を奏するものは、β−Ｃ
Ｄ　ｉ単独で用いるのが、部分メチル化率上制御し、も
しくは応用範囲の広い化合物を製造する上で好適である
。

次に、メチル化剤として用いられるツメチル硫酸の使用
態は、反応濃度によって若干左右されるがＣＤに対して
、約３０倍モル当社以上、好ましくは、１００〜２００
倍モル当址用いるの炉上い。

また、反応促進剤として用いるアルカリ金属水酸化物と
しては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムが用いられるが、経済ａ全考慮すると水酸化ナト
リウム全好適なものとして挙けることができる。そして
、その使用社は、ＣＤに対して約３０倍モル当量以上、
好筐しくけ８０〜２００倍モル当鼠？使用白鷺反応液の
濃度全１０％　（ｗｔ　７ｗｔ　）以上、好ましくは４
０〜６０％　（ｗ／ｗ）に設定するのがよい。

さらに、灰石溶媒としては、実質的に部分メチル化灰石
に対して不活性な溶媒でろれば、その種類を問わないが
、水、ＤＭＦ　、　ＤＭＳＯ、ノオキサン等の極性溶媒
全単独または混合して用いることができる。これらのう
ち、反応処理工程上考慮すると、水音単独で用いるのが
好適でおる。

以上の反応は、反応試薬、アルカリの種類、濃度によっ
て臨界的でないが１通常１０°〜８０℃、好適には、２
０〜５０℃において、攪拌下１時間以上、好ましくは５
〜２０時間行なうのがよい・次に、反応混合物からの目
的化合物の分離採取は、ＣＤ肪導体を製造する技術分野
で通常用いられるそれ自体公知の′ｎＩｉ法に従って実
施することができる。例えば、６遣の有機溶媒を用いる
抽出法によるか、または活性炭、ノリカダル、アルミナ
等金用いる吸着クロマトグラフィーまたは、架橋ｒキス
トリノ、スチレンーソビニルベンゼンの架橋共Ｎ合体等
全担体とするクロマトグラフィーを単独または適宜組み
合わせて実施することかでさる。

以下に実験例全示し、本発明のメチル化条件について更
に詳細に説明する。

実験列１　β−ＣＤメチル化反応におけるＮａ０ｆ（濃
度の検討 β−ＣＤ２．Ｏ，！７（１，７６Ｘ１０　　モル）とＮ
ａＯＨ１２，８ｇ（０，３２モル、β−ＣＤの１８０倍
モル）全第１表に示す濃度（％、　ｖｒｔ　７ｗｔ　）
となるように添加溶解した。ジメチル硫９３０．０ゴ（
０，３１７モル、β−ＣＤの１８０倍モル）を徐々に滴
下し、室〈− 温にて１７時間攪拌下反応した。＊アンモニア水５０／
ｎ１１加え更に６時間攪拌し、未反応のツメチル硫酸を
分解した。メチル化されたＣＤはクロロホルムにて抽出
し、クロロホルム層は中性になるまで水洗し、芒硝を添
加し脱水の後、減圧濃縮にて留去し、エタノール、次に
水を加え乾固後、デシケータ−中で減圧乾燥した。

得られたメチル化ＣＤヲ少量のクロロホルムに溶解後シ
リカゲルＴＬＣ（メルク社製、Ａｒｔ５７１５）にスポ
ットし、クロロホルム：メタノール（９：１゜ｖ／Ｖ　
）糸にて展開し、硫酸エタノール液により発色後ＴＬＣ
スキャンナー（高車製作所（株）、Ｃ８−９２０）を用
い４５０ｎｍの吸光度により谷Ｒｆ値を示すメチル化Ｃ
Ｄの成分比上京めた。結果全第１表に第１表よりツメチ
ル硫酸及びＮａＯＨがβ−ＣＤに対して１８０倍モル存
在下ではＮａ０ｆ（濃度は１０％以上にて反応が進むが
好適には４０　％　（ｗｔ／ｖｔ　）以上の濃度がメチ
ル化反応条件として良いことが判明した。

実＠列２　β−ＣＤメチル化反応におけるＮａ０ｆ（モ
ル量の検討 β−ＣＤ２．０！ｉ（１，７６ｘｌ　Ｏモル）全第２表
に示すＮａＯＨモル量の４０％（ｗｔ／ｗｔ）濃度水溶
液に溶解した。ツメチル硫酸３０．ＯｇＬｌ（０，３１
７モル。

β−ＣＤの１８０倍モル）の滴下以後の操作は実験例１
と同様に操作−ｆｔ来を第２表に示す。

第２表よシβ−ＣＤに対してツメチル硫酸１８０倍モル
存在下、Ｎａ０ｆ（８度が４０　％　（ｗｔ　／　ｗｔ
　）である時にＮ＊Ｏｆ（のβ−ＣＤに対するモル量は
３０倍モル量以盲看在下にてメチル化が進行するが、好
適には８０〜１８０倍モル激のＮａＯＨ量がＣＤのメチ
ル化条件として良いことが判明した。

β−ＣＤ２．０．９（１，７６Ｘ１０　　モル）を４０
係（ｗｔ　７ｗｔ　）　ＮａＯＨ水溶液５．２９ｍｌ（
β−ＣＤの３０倍モル量）に俗解し友。これに第３表に
示すツメチル硫酸モル飯金徐々に滴下し、室温下１７時
間反もし、以下の操作を実験例１と同様に行なった。

第３表よシＮａ０ｆ（濃度が４０％であシβ−ＣＤに対
して３０倍モル量存在下において、ツメチル硫酸はβ−
ＣＤに対し３０倍モル鼠以上存在すればＣＤのメチル化
灰石はかなシ進行するが、好適にはツメチル硫酸鼠は１
００〜２００倍モル澁を用いるのが良いことが分る。

作用・効果まず、第１の発明である部分メチル化ＣＤの作用・効果
は、図よシ明らかなごとく、ＣＤ自体またはその公知メ
チル化ＣＤに比し、水に対して数倍のｍ解性全示し、殊
に特徴的なのは、公知のメチル化ＣＤが温度の上昇につ
れて、その饅解性が低下するのに対し、本発明による部
分メチル化ＣＤは逆に向上するという特性上官すること
である。

このことは、本発明による部分メチル化ＣＤが広範な使
用条件での応用全可能にしたことを窺わせるものでるる
。

次に、第２の本発明は、この発明の属する技術分野にお
いて常ｍｔ脱したメチル化剤及び灰石促進剤としてのア
ルカリ金属水酸化物を用いる部分メチル化ＣＤの製造方
法であるが、これによってＣＤ全構成する全グルコース
の単位の３位水酸基のメチル化率を一定の割合に調整で
きるとともに、収率よ〈目的の化合物を製造することが
出来る効果がある。

以下、本発明を実施９１Ｊによって更に詳細に説明する
。

実施列１ β−ＣＤ　（ＲｒＮｏｐｇｘ−Ｂ　、三楽オーシャン（
株）ｉ）１０．０／（８，８１Ｘ１０　　モル）を４０
％（ｗｔ／ｗｔ）ＮａＯＨ水溶液１６０ｒｆＬｌ（１，
６０モル、β−ＣＤの１８２倍モル当皿）に溶解し、室
温下ツメチル硫酸１５０Ｍ（１，５８モル、β−ＣＤの
１８０倍モル当ｊ！Ｌ）を徐々に滴下し、更に１７時間
攪拌下反応金続げた。

反応後渡アンモニア水２０８＋＋＋Ｊ（１，５０モル）
を添加し未反応のツメチル硫！！金分解し、更に６時間
攪拌した。反応液にクロロホルム４００ｄｉ添加しメチ
ル化ＣＤ　ｉ抽出し、クロロホルム／＃　ｆ、　水テ洗
浄しクロロホルム層のＰｋ１全１ヲにし、クロロホルム
層に芒硝を加え脱水後、クロロホルムを留去し、エタノ
ール５０ｍＪ１加え留去後、更に水１００ｍＪｉ加え留
去の後乾固し、デシケータ−中で減圧乾燥し、メチル化
β−ＣＤ　１１．０１１ｆｔ得た。原料のβ−ＣＤから
の収率は１１０チであった。得られたメチル化β−ＣＤ
混会物の融点は１５３〜１５７℃、比旋光度〔α）、、
１５０．１°（ｃ＝１．水）、溶解度は図に示す溶解度
に示した。１５Ｃ−ｔも倶によるメチル化率の分析の結
果、構成する全グルコースの単位グルコースにおける七
れぞれの位置の水酸基のメチル化率は下記の割合であっ
た。

２位　約９１．２％３位　約２９．９係６位　約９７．５％得られたメチル化β−ＣＤの混合物５！ｉを取り、少黴
のクロロホルムに浴解し、シリカデルカラム（７コ−１
”　ルＣ−２００、１００ｒｌＬｌ　）　′ｔ−用い、
爵離液組成をクロロホルム：メタノール（４０：１）よ
り（９−１）までステップワイズに変化させながら精製
分離し、構成する３底分を得た。得られた３成分の収得
飯及び物性値は以下に示す値であっ九。各成分のメチル
化分析は１３ｃ　−ｍによった。

構成々分１収得３１３．ＯＮ、Ｒｔ値：’０．５５（但し各課系ク
ロロホルム：メタノール（９：１））、融点：１５５〜
１６２℃、〔α〕：５：＋１ｓｏ、ｘ°（ｃ＝１　、　
ｆ（２０）　、溶解度：　１３３．３１１／１００ｍｌ
水（２５℃）メチル化率（位置は構成グルコース単位の
水酸基）２位　９５．１％、３位　３０．６％。

６位　９８．０％　平均メチル化率７４．６％構構成分
２収得鼠０．４，９．Ｒｆ値：０．４２（但し溶媒糸。

クロロホルム：メタノール（９：１））。

融点；１５０〜１５５℃、メチル化率（位置は構成グル
コース単位の水酸基）２位　７５．３％、　３位　２９．８チロ位　９６．８
％、平均メチル化率６７．３％栴成々分３収得黴０．０７ｇ、Ｒｆ値：０．３０（但し溶媒糸。

クロロホルム：メタノール（９：１））。

融点：１３３〜１４０℃、メチル化率（位置は構成グル
コース単位の水酸基）２位　７１．６係、　３位２９．６係。

６位　９６．５係、平均メチル化率６５．９％

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の部分メチル化ＣＤ混合物、原料β−ＣＤ
、並びに公知メチル化ＣＤであるヘプタキス−（２，６
−）−〇−メチル）β−ＣＤ及びヘプタキス−（２，３
，６−トリー〇−メチル）β−ＣＤの各温度における水
に対する溶解ａ全示しｔものである。なお図中、 △：β−ＣＤ ○：へブタキス−（２，６−）−〇−メチル）β−ＣＤ
ム：ヘプタキスー（２，３，６−トリー〇−メチル）β
−ＣＤ・：本発明の部分メチル化β−ＣＤ混合物を表わ
す。特許出願人　　三檗オーシャン株式会社髭（°Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】１、＾１＾３Ｃ−ＮＭＲの測定により、シクロデキスト
リンを構成する全グルコースの単位グルコースにおける
それぞれの位置の水酸基の平均メチル化率が２位　９０％以上３位　２５〜３５％６位　９５％以上の値を示す、部分メチル化シクロデキストリン。２、シクロデキストリンがβ−シクロデキストリンであ
る特許請求の範囲第１項記載の部分メチル化シクロデキ
ストリン。３、混合物が少なくとも下記の理化学的性質Ａ）融点１５５〜１６２℃ Ｂ）溶解性２５℃において、１００ｍｌの水に約１３３ｇ溶解する
。Ｃ）平均メチル化率＾１＾３Ｃ−ＮＭＲの測定によりシクロデキストリンを
構成する全グルコースの単位グルコースにおけるそれぞれの位置の水酸基の平均メチル化率が下記の値を示す、２位　約９５．１％３位　約３０．６％６位　約９８．０％Ｄ）比旋光度〔α〕＾２＾６＿Ｄ：１６１．０°（ｃ＝１、水）を有
する特許請求の範囲第２項記載の部分メチル化シクロデ
キストリン。４、混合物として、下記の理化学的性質Ａ）融点１５３〜１５７℃ Ｂ）溶解性２５℃において１００ｍｌの水に約１３０ｇ溶解する。Ｃ）平均メチル化率＾１＾３Ｃ−ＮＭＲの測定により、β−シクロデキスト
リンを構成する全グルコースの単位グルコースにおけるそれぞれの位置の水酸基の平均メチル化率が下記の値を示す、２位　約９１．２％３位　約２９．９％６位　約９７．５％Ｄ）比旋光度〔α〕＾２＾５＿Ｄ：１５０．０°（ｃ＝１、水）を有
する特許請求の範囲第３項記載の部分メチル化シクロデ
キストリン。５、シクロデキストリンとジメチル硫酸を反応せしめて
、部分メチル化シクロデキストリンを製造するに際し、
シクロデキストリンに対して約３０倍モル当量以上のジ
メチル硫酸及び約３０倍モル当量のアルカリ金属水酸化
物を用いることを特徴とする＾１＾３Ｃ−ＮＭＲの測定
により、シクロデキストリンを構成する全グルコースの
単位グルコースにおけるそれぞれの位置の水酸基の平均
メチル化率が２位　９０％以上３位　２５〜３５％６位　９５％以上の値を示す、部分メチル化シクロデキストリンの製造方
法。