專利名稱：陽離子化透明質(zhì)酸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向透明質(zhì)酸中導(dǎo)入了陽離子性基團(tuán)的陽離子化透明 質(zhì)酸。
背景技術(shù)：
如下述通式(I)所示，透明質(zhì)酸是以N-乙?；?D-葡糖胺和D-葡萄 糖醛酸結(jié)合的結(jié)構(gòu)為l單元、該單元重復(fù)結(jié)合的高分子化合物。 [化學(xué)式l]
(I)
透明質(zhì)酸因來源于葡萄糖醛酸的羧基的存在而具有聚陰離子的 性質(zhì)。已知利用這種聚陰離子性，通過在水中與聚陽離子性物質(zhì)混合， 可以形成水不溶性聚離子絡(luò)合物凝膠。
例如，專利文獻(xiàn)l中記載了在透明質(zhì)酸凝膠表面形成陽離子性物 質(zhì)的聚離子絡(luò)合物膜的內(nèi)包藥物的透明質(zhì)酸凝膠膠嚢。
專利文獻(xiàn)2中記載了使用透明質(zhì)酸與陽離子性聚丙烯酸衍生物的 聚離子絡(luò)合物作為制劑用載體的緩釋制劑。還有人報(bào)道了透明質(zhì)酸在醫(yī)療用粘合材料或固定材料、防粘連材 料等醫(yī)療用材料中的應(yīng)用(專利文獻(xiàn)3~5)。
透明質(zhì)酸廣泛分布于以人為首的機(jī)體結(jié)合組織中，故生物安全 性、生物適應(yīng)性優(yōu)異，但人們希望在聚離子絡(luò)合物的形成中與透明質(zhì) 酸配對的陽離子性物質(zhì)也具有優(yōu)異的生物安全性、生物適應(yīng)性。
作為來源于生物材料的陽離子性高分子，已知有殼多糖的脫乙酰 化物脫乙酰殼多糖或氨基化纖維素等，但人們要求開發(fā)更接近于人體 成分的陽離子性高分子。
專利文獻(xiàn)l:日本特開平6-254381號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特開平7-33682號公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:日本特開2000-5296號公報(bào) 專利文獻(xiàn)4:日本特開2000-l 16765號公報(bào) 專利文獻(xiàn)5:日本特開2002-638號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)問題而設(shè)，其目的在于提供能夠與透明 質(zhì)酸等陰離子性生物適應(yīng)性材料形成聚離子絡(luò)合物的、更"l妄近于人體 成分的陽離子性高分子。
解決問題的方法
為了解決上述問題，本發(fā)明人等嘗試向透明質(zhì)酸中導(dǎo)入季銨陽離 子基團(tuán)，成功得到了陽離子化的透明質(zhì)酸。并且發(fā)現(xiàn)該陽離子化透明 質(zhì)酸和透明質(zhì)酸在水存在下形成聚離子絡(luò)合物凝膠，從而完成了本發(fā) 明。
即，本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸，其特征在于透明質(zhì)酸的羥基 的氬原子的至少 一部分被具有季銨陽離子基團(tuán)的基團(tuán)所取代。 本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸適合由下述通式(l)表示。[化學(xué)式2]<formula>formula see original document page 6</formula>
式中，A為氫原子或下述通式(2)所示的取代基，上述取代基的平均取
代度為每1單元透明質(zhì)酸為0.1以上。<formula>formula see original document page 6</formula>
(2)
Ri表示可具有羥基的碳原子數(shù)為3 5的亞烷基；R2、 113和114分別表示
碳原子數(shù)為1 3的烷基。
本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸適合使透明質(zhì)酸與下述通式(3)所示 的陽離子化劑反應(yīng)而得到。 [化學(xué)式4]
CH2—CH—CH2—N+—R3 X一 \V I
(3)
式中，R2、 113和114分別表示碳原子數(shù)為1~3的烷基；X表示卣原子。 另外，本發(fā)明的聚離子絡(luò)合物的特征在于其是由上述任一項(xiàng)所
記載的陽離子化透明質(zhì)酸和陰離子性生物適應(yīng)性材料形成的。適合的
陰離子性生物適應(yīng)性材料的例子有透明質(zhì)酸。
本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸在水存在下可以和透明質(zhì)酸等陰離
子性材料形成聚離子絡(luò)合物，可以期待用于以往使用水凝膠的各種用
途。例如，陽離子化透明質(zhì)酸與透明質(zhì)酸形成的聚離子絡(luò)合物是水不溶性的水凝膠，其主體是存在于人體的透明質(zhì)酸，故生物安全性、生 物適應(yīng)性高，適用于醫(yī)藥.醫(yī)療.衛(wèi)生.食品.化妝品領(lǐng)域等。
附圖簡述
圖l是本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸(制備例l)的NMR圖譜。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式
本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸是透明質(zhì)酸的羥基的氫原子的至少 一部分被具有季銨陽離子基團(tuán)的基團(tuán)所取代的產(chǎn)物。
本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸的適合例子有具有上述通式(1 )所示 結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。
通式(l)中，A為氬原子或上述通式(2)所示的取代基。通式(2)所示 取代基的平均取代度優(yōu)選為每1單元透明質(zhì)酸為0.1以上，進(jìn)一步優(yōu) 選為1以上。
通式(2)中，W表示碳原子數(shù)為3 5的亞烷基，但可以具有羥基， 適合的例子有-CH2CH(OH)CHr。
R2、 113和114分別表示碳原子數(shù)為1~3的烷基。
n為表示聚合度的正整數(shù)。對透明質(zhì)酸的分子量沒有特別限定， 通常使用分子量為10 300萬左右的透明質(zhì)酸。
本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸可以通過使陽離子化劑與透明質(zhì)酸 反應(yīng)來進(jìn)行合成。
對作為原料的透明質(zhì)酸的制造方法沒有特別限定。透明質(zhì)酸例如 由雞冠的肉冠等機(jī)體組織中提取、或者利用使用微生物的培養(yǎng)等進(jìn)行 工業(yè)生產(chǎn)，其鹽(鈉鹽等)也有市售。在本發(fā)明中可以使用透明質(zhì)酸或 其鹽。
對陽離子化劑沒有特別限定，只要是具有季銨陽離子基團(tuán)和與透 明質(zhì)酸的羥基反應(yīng)的基團(tuán)的化合物即可。另外，陽離子化劑的量可以 根據(jù)所需取代度來適當(dāng)設(shè)定。通常每l單元透明質(zhì)酸優(yōu)選使用0.1倍以
7上(摩爾比)、進(jìn)一步優(yōu)選使用l倍以上(摩爾比)的陽離子化劑。
適合的陽離子化劑的例子有上述通式(3)所示的縮水甘油基三烷
基面化按。
通式(3)中，R2、 R 和W分別表示碳原子數(shù)為1 3的烷基。X表示卣 原子，其例子有Cl、 Br、 I等，優(yōu)選為C1。具體例子有縮水甘油基 三曱基氯化銨、縮水甘油基三乙基氯化銨、縮水甘油基三丙基氯化銨等。
使用縮7JC甘油基三烷基卣化銨作為陽離子化劑時(shí)，優(yōu)選在堿的存
在下進(jìn)行反應(yīng)。堿的例子有氫氧化鈉或氫氧化鉀等堿金屬氫氧化物； 氫氧化鈣、氫氧化鎂等堿土金屬氫氧化物；乙二胺、三乙胺或三曱胺 等有機(jī)胺，優(yōu)選為氫氧化鈉。
作為溶劑，通常適合使用水，但只要不特別妨礙反應(yīng)，也可以使 用其他溶劑。
反應(yīng)溫度根據(jù)原料或目標(biāo)取代度來適當(dāng)設(shè)定，通常為20 50。C ， 優(yōu)選為25 40。C。高溫下有時(shí)會進(jìn)行透明質(zhì)酸的水解而低分子化，因 此當(dāng)不希望低分子化時(shí)需要注意。
反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)液中添加醇或丙酮等陽離子化透明質(zhì)酸的不 良溶劑，使陽離子化透明質(zhì)酸沉淀。根據(jù)需要進(jìn)一步進(jìn)行洗滌、干燥， 可以得到本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸。
陽離子化透明質(zhì)酸具有聚陽離子的性質(zhì)，而普通的透明質(zhì)酸具有 聚陰離子的性質(zhì)。因此，兩者在水中共存時(shí)通過兩者的靜電相互作用 而形成聚離子絡(luò)合物，水不溶性凝膠沉淀。該凝月交^f艮據(jù)目的可以成形 為粒狀、薄膜狀、塊狀等各種形狀，可以直接使用水凝膠或者將其千 燥后使用。
對陽離子化透明質(zhì)酸與透明質(zhì)酸的混合比沒有特別限定，只要是 形成聚離子絡(luò)合物的范圍即可，可以根據(jù)目的來適當(dāng)確定。
另外，當(dāng)兩者在水中共存時(shí)，通過將藥劑事先溶解或分散在水中， 可以將藥劑包在凝膠內(nèi)?；蛘甙凑諏＠墨I(xiàn)l記載的方法，采用向陽離子化透明質(zhì)酸水溶液中滴加溶解有水溶性藥劑的透明質(zhì)酸水溶液 的方法、以及將包含油溶性藥劑的油相乳化分散在透明質(zhì)酸水溶液 中，將所得乳劑滴加到陽離子化透明質(zhì)酸水溶液中的方法，也可以將 藥劑包在凝膠內(nèi)。
本發(fā)明的聚離子絡(luò)合物，其主體為透明質(zhì)酸，故生物安全性或生 物適應(yīng)性高，例如可以用作制劑載體等。還可以用作其他醫(yī)療用、衛(wèi) 生用、食品用、化妝品用材料等。
另外，根據(jù)目的或用途，還可以將本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸用 于與其他陰離子性物質(zhì)形成聚離子絡(luò)合物。對其他陰離子性物質(zhì)沒有 限定，只要是分子內(nèi)具有多個(gè)陰離子性基團(tuán)(例如羧基、硫酸基等)、 在水存在下與陽離子化透明質(zhì)酸形成聚離子絡(luò)合物的物質(zhì)即可。
其他陰離子性物質(zhì)例如有海藻酸、^5克酸軟骨素、葡聚糖^J臾、 果膠等陰離子性天然多糖類；羧甲基纖維素、羧曱基葡聚糖、羧甲基 淀粉、羧曱基脫乙酰殼多糖、硫酸化纖維素、硫酸化葡聚糖等陰離子 性合成多糖類；聚谷氨酸、聚天冬氨酸、谷氨酸天冬氨酸共聚物等酸 性氨基酸聚合物；多核苷酸；血清白蛋白、胃蛋白酶、尿素酶、胎球 蛋白等酸性蛋白質(zhì)；聚丙烯酸、聚羧乙烯等陰離子性高分子；上述物 質(zhì)的衍生物或鹽等。還可以列舉其他含有磷酸膽堿基團(tuán)的陰離子性生 物適應(yīng)性高分子。
以下列舉實(shí)施例來具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受限于此。
實(shí)施例
制備例l陽離子化透明質(zhì)酸的制備
將10.4 mL (0.078 mol)縮水甘油基三曱基氯化銨和l 1.25 mL水混 合，加入5 g透明質(zhì)酸(商品名W^才匕7口9，(林)資生堂制)(以二 糖單元計(jì)為0.013 mol)和1.25 mL 2 M的氬氧化鈉水溶液，溶解。
使該混合液在室溫下反應(yīng)3天。反應(yīng)后，加入曱醇使反應(yīng)物沉淀， 用丙酮充分洗滌，得到4.2g白色粉末。通過GPC確認(rèn)所得粉末中低分子化合物(未反應(yīng)試劑)已被除去。
另外，利用'H-NMR(參照

圖1)進(jìn)行結(jié)構(gòu)確認(rèn)時(shí)，檢測到來自三甲 基銨的質(zhì)子的信號，確認(rèn)導(dǎo)入了 2-羥基-3-三曱基銨丙基。
另外，平均取代度由'H-NMR的積分值算出，每l單元透明質(zhì)酸為 約1.4。
試驗(yàn)例l聚離子絡(luò)合物的形成
制備由制備例l得到的陽離子化透明質(zhì)酸的1% (w/w)水溶液。另外 制備透明質(zhì)酸(商品名"J才匕7口12，(林)資生堂制)的1。/。 (w/w)
水溶液。
上述兩種水溶液均為透明液體，但將它們等量混合時(shí)產(chǎn)生凝膠狀 沉淀。認(rèn)為該凝膠是陽離子化透明質(zhì)酸的陽離子基團(tuán)與透明質(zhì)酸的陰 離子基團(tuán)形成離子對的聚離子絡(luò)合物。
試驗(yàn)例2聚離子絡(luò)合物的形成
制備由制備例l得到的陽離子化透明質(zhì)酸的1% (w/w)水溶液。另外 制備聚羧乙烯的0.1% (w/w)水溶液。
上述兩種水溶液均為透明液體，但將它們等量混合時(shí)產(chǎn)生凝膠狀 沉淀。認(rèn)為該凝膠是陽離子化透明質(zhì)酸的陽離子基團(tuán)與聚羧乙烯的陰 離子基團(tuán)形成離子對的聚離子絡(luò)合物。
權(quán)利要求
1.陽離子化透明質(zhì)酸，其特征在于透明質(zhì)酸的羥基的氫原子的至少一部分被具有季銨陽離子基團(tuán)的基團(tuán)所取代。
2. 權(quán)利要求l的陽離子化透明質(zhì)酸，其特征在于該陽離子化透 明質(zhì)酸由下述通式(l)表示，<formula>formula see original document page 2</formula>式中，A為氫原子或下述通式(2)所示的取代基，上述取代基的平均取代度為每1單元透明質(zhì)酸為0.1以上，<formula>formula see original document page 2</formula>R'表示可具有羥基的碳原子數(shù)為3 5的亞烷基，R2、 R 和W分別表示 碳原子數(shù)為1 3的烷基。
3.權(quán)利要求1或2的陽離子化透明質(zhì)酸，其特征在于是使透明 質(zhì)酸和下述通式(3)所示的陽離子化劑反應(yīng)而得到的， [化學(xué)式3]<formula>formula see original document page 2</formula>式中，R2、 113和114分別表示碳原子數(shù)為1~3的烷基，X表示卣原子。
4. 聚離子絡(luò)合物，其特征在于是由權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)的陽離子化透明質(zhì)酸和陰離子性生物適應(yīng)性材料形成的。
5. 權(quán)利要求4的聚離子絡(luò)合物，其特征在于其中陰離子性生物 適應(yīng)性材料為透明質(zhì)酸。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠與透明質(zhì)酸等陰離子性材料形成聚離子絡(luò)合物的、更接近于人體成分的陽離子性高分子。本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸的特征在于透明質(zhì)酸的羥基的氫原子的至少一部分被具有季銨陽離子基團(tuán)的基團(tuán)取代。該陽離子化透明質(zhì)酸可以通過使縮水甘油基三烷基鹵化銨等陽離子化劑與透明質(zhì)酸反應(yīng)來合成。本發(fā)明的陽離子化透明質(zhì)酸在水共存下與透明質(zhì)酸等形成聚離子絡(luò)合物。
文檔編號A61L27/00GK101316864SQ20068004454
公開日2008年12月3日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者松本哲典, 森雄一郎, 橫川佳浩 申請人:株式會社資生堂