特許 7430944 アセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-05

(45)【発行日】2024-02-14

(54)【発明の名称】アセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08B 37/08 20060101AFI20240206BHJP

【ＦＩ】

C08B37/08 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022560961

(86)(22)【出願日】2022-02-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-19

(86)【国際出願番号】 CN2022078460

(87)【国際公開番号】W WO2022222607

(87)【国際公開日】2022-10-27

【審査請求日】2022-10-04

(31)【優先権主張番号】202110427110.6

(32)【優先日】2021-04-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】522391372

【氏名又は名称】山東焦点福瑞達生物股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＳＨＡＮＤＯＮＧ ＦＯＣＵＳＦＲＥＤＡ ＢＩＯＴＥＣＨ ＣＯ．，ＬＴＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100165803

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100170900

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 渉

(72)【発明者】

【氏名】劉磊

(72)【発明者】

【氏名】王春喜

(72)【発明者】

【氏名】李慶

(72)【発明者】

【氏名】康傳利

(72)【発明者】

【氏名】孫晶晶

(72)【発明者】

【氏名】湯麗偉

(72)【発明者】

【氏名】劉薔

(72)【発明者】

【氏名】廉少杰

(72)【発明者】

【氏名】張美霞

(72)【発明者】

【氏名】張梦益

(72)【発明者】

【氏名】李取泉

(72)【発明者】

【氏名】杜帥

【審査官】三須 大樹

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０９２０６５３７（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平０８－０５３５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－００９７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６７９６５７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｂ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

不活性ガス保護下、ヒアルロン酸塩と無水酢酸とを有機溶剤中にて、触媒で反応を触発し、反応中に吸水剤を加え、反応液を後処理して、分離して精製し、乾燥して生成物を得るステップを含み、
前記吸水剤は分子篩を用い、前記触媒はＤＭＡＰを用い、
前記ヒアルロン酸塩と無水酢酸との反応においては、ヒアルロン酸塩を均一相となるまで前記有機溶剤に溶解し、前記吸水剤を加え、反応系を－５℃～１０℃に降温し、前記反応系に無水酢酸を滴下し、次に前記反応系にＤＭＡＰ－トルエン溶液を滴下し、所定時間反応させた後、４０～７０℃に加熱して所定時間反応させることを特徴とするアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法。

【請求項2】

前記ヒアルロン酸塩と無水酢酸との質量比が１：１～１：５であり、前記ヒアルロン酸塩の平均分子量が５ＫＤａ～５０００ＫＤａであることを特徴とする請求項１に記載のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法。

【請求項3】

前記触媒反応終了後、反応液の後処理過程は、前記反応液に水を加えて、残りの無水酢酸をクエンチし、前記吸水剤をろ過除去することであることを特徴とする請求項１又は２に記載のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法。

【請求項4】

前記有機溶剤はトルエンを用い、ヒアルロン酸塩と有機溶剤との比が１：５～１：２０であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法。

【請求項5】

前記反応液の分離精製過程は、前記反応液を膜でろ過して精製することであり、精製中に、留分が無色かつ弱酸性となるまで、水を複数回加えることを特徴とする請求項１に記載のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法。

【請求項6】

使用される膜は膜孔径２００ＫＤ～５０００ＫＤの有機膜又はセラミックス膜であることを特徴とする請求項５に記載のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法。

【請求項7】

分離精製後、前記反応液をアルカリ液でｐＨ５～７に調整し、濃縮することを特徴とする請求項１又は５に記載のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法。

【請求項8】

前記アルカリ液は水酸化ナトリウム溶液、炭酸ナトリウム溶液、重炭酸ナトリウム溶液のうちの少なくとも１種を使用することを特徴とする請求項７に記載のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法。

【請求項9】

前記乾燥過程は温度０～２５℃の低温乾燥を採用することを特徴とする請求項１に記載のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は有機化学合成の技術分野に関し、具体的には、アセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

アセチル化ヒアルロン酸ナトリウムは、ヒアルロン酸ナトリウムをアセチル化反応させて得られる保湿原料である。ヒアルロン酸ナトリウムは水酸基上の水素がアセチルで部分的に置換されていることにより、親水性を維持しながら親油性を高め、肌との親和性や吸着性の向上に寄与する。アセチル化ヒアルロン酸ナトリウムは、みずみずしく、べたつかない手触りを有し、優れた保湿効果を発揮し、肌のバリアを修復し、肌のハリを改善し、肌をなめらかに保つことができる。アセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの構造から見ると、二糖単位ごとに４つのヒドロキシ水素がアセチルに置換されるので、１つの二糖構造に対して置換度は０～４の範囲であり、置換度はヒアルロン酸ナトリウムの親水性、親油性に影響する。アセチル化改質の目的はヒアルロン酸ナトリウム親水性を維持しつつ親油性を向上させることであるため、ヒアルロン酸ナトリウムの親水性と親油性をバランスのとれた置換度にすることが好ましい。研究によると、アセチルの置換度は２．６～３．６の間であり、アセチル化ヒアルロン酸ナトリウムは親水性、親油性が最適である。

【0003】

従来技術のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法では、酢酸／無水酢酸を溶媒とし、濃硫酸で触媒することによりアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムが得られるが、濃硫酸を触媒とするので、危険性が高く、その後エタノールで沈殿させる必要があり、アセチル化ヒアルロン酸ナトリウムは通常のヒアルロン酸ナトリウムに比べてエタノールへの溶解性が高いため、より多くの無水エタノールで沈殿させる必要があり、多大なコストがかかる。

【0004】

出願番号２０１９１１０１５４８１２の中国発明特許出願に開示されたアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法のように、ＤＭＦを溶媒とし、アセチル化クロライドをアシル化剤とする方法もあり、保護ガス下、ヒアルロン酸ナトリウム塩とアセチル化クロライドとを有機溶媒にて反応させ、生成物を分離して精製した後、アルカリと塩化して製品を得る。このプロセスは、濃硫酸などの腐食性やピリジン類の精製困難な触媒を必要としないが、アセチルクロライドは腐食性が強く、生産中に設備を損耗しやすく、また製品の鉄、クロムの含有量が基準値を超えることを引き起こしやすく、プロセスの後処理においてｐＨを１２まで調整する必要があり、アルカリ性環境下でエステル基が加水分解しやすいため、アセチル置換度が低下し、過酸化物の脱色も安全上のリスクが存在する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする技術的課題は、従来技術の欠点に対して、置換度の過不足を効果的に回避し、アセチル置換度が２．７～３．２の生成物ができ、反応原料及び条件が温和で、分離精製のステップが簡単であるアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明が上記の技術的課題を解決する技術的解決手段は以下の通りである。アセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法であって、不活性ガスの保護条件下、ヒアルロン酸塩と無水酢酸を有機溶剤中にて、触媒で反応を触発し、反応中に吸水剤を加え、反応液を後処理して、分離して精製し、乾燥して生成物を得るステップを含むことを特徴とし、得た生成物をヒドロキシルアミン比色法で検出した結果、アセチル置換度は２．７～３．２である。

【0007】

さらに、ヒアルロン酸塩と無水酢酸の反応においては、ヒアルロン酸塩を均一相となるまで有機溶剤に溶解し、吸水剤を加え、反応系を－５℃～１０℃に降温し、反応系に無水酢酸を滴下し、次に反応系にＤＭＡＰ－トルエン溶液を滴下し、所定時間反応させた後、４０～７０℃に加熱して所定時間反応させ、淡黄色の混濁溶液を得る。

【0008】

無水酢酸を滴下するときに降温して滴下するのは、無水酢酸の濃度が局所的に高すぎて反応が速く、局所放熱により置換度が高すぎるフロック沈殿が生成されることを防止するためである。一般には、激しい撹拌及び降温滴下により対応することができるが、磁気撹拌や小型機械による撹拌の場合は効果が不十分であるので、降温後滴下し、系を均一に撹拌すると、常温に自然回復して反応させる。

【0009】

反応式は以下の通りである。

【化1】

【0010】

反応中に吸水剤を加えることは、多糖鎖に含まれる水分をできる限り吸収し、水が先に無水酢酸と反応して無水酢酸の一部を消費することによる置換度低下を防止することを目的とする。

【0011】

さらに、前記ヒアルロン酸塩と無水酢酸との質量比が１：１～１：５であり、ヒアルロン酸塩の平均分子量が５ＫＤａ～５０００ＫＤａ、好ましくは１０ＫＤａ～２０００ＫＤａ、より好ましくは２０ＫＤａ～２００ＫＤａである。

【0012】

さらに、触媒反応終了後、反応液の後処理過程は、反応液に水を加えて、残りの無水酢酸をクエンチし、吸水剤をろ過除去することである。

【0013】

さらに、前記吸水剤は、撹拌破砕可能であるが、反応に関与することがなく、そしてワンステップろ過により除去できる分子篩を使用し、前記触媒はＤＭＡＰを使用し、ヒアルロン酸塩とＤＭＡＰとの質量比が１：０．０５～１：０．１２である。

【0014】

さらに、前記有機溶剤はトルエンを用い、材料溶媒比が１：５～１：２０である。

【0015】

さらに、反応液の分離精製過程は、反応液を膜でろ過して精製することであり、精製中に、留分が無色かつ弱酸性となるまで、水を少量ずつ複数回加える。使用される膜は、トルエンなどの有機溶剤に強く、膜孔径が２００ＫＤ～５０００ＫＤである有機膜又はセラミックス膜を使用する。

【0016】

さらに、分離精製後、反応液をアルカリ液でｐＨ５～７に調整し、濃縮する。ここで、アルカリ液は水酸化ナトリウム溶液、炭酸ナトリウム溶液、重炭酸ナトリウム溶液のうちの少なくとも１種を使用する。

【0017】

さらに、前記乾燥過程は、温度０～２５℃の低温乾燥を採用する。

【発明の効果】

【0018】

本発明の有益な効果は以下の通りである。本発明のプロセスでは、ヒアルロン酸塩と無水酢酸の反応中に吸水剤及び分子篩を加え、吸水剤で水分による反応への干渉を解消し、水が先に無水酢酸と反応して無水酢酸の一部を消費することによる置換度低下を防止し、また、反応温度を制御することにより、置換度の過不足の問題を解消する。膜でろ過精製し、この過程において水を少量ずつ複数回加えることで、導入される触媒や有機溶剤を除去する。大量のエタノールで沈殿させることを省略し、消耗を低下させ、しかも、得た生成物は高純度で、形態が良好である。プロセスは全体として反応条件が温和であり、分離精製のステップが簡単である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の原理及び特徴が説明されるが、記載される実施例は本発明を解釈するために過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。

【実施例】

【0020】

実施例１
本実施例のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法は、以下のステップを含む。
（１）窒素ガスの保護下、１０００ｍＬ反応フラスコに分子量１０ＫＤａのヒアルロン酸ナトリウムを５０．００ｇ秤量し、無水溶媒であるトルエン２５０ｍＬに加えて６０℃に昇温して撹拌し、全てが溶解して均一相となると、反応中に吸水するための分子篩を加え、次に、反応系を－５℃に降温し、反応液に無水酢酸５０ｍＬを滴下し、次に、ＤＭＡＰ ０．２５ｇをトルエン溶液４ｍＬで溶解したものを反応液に滴下し、常温で１ｈ反応させた後、４０℃に加熱して４ｈ反応させ、淡黄色の混濁溶液を得る。
（２）等体積の水を加えて、残りの無水酢酸をクエンチし、反応液をろ過して分子篩を除去する。
（３）反応液を膜でろ過して精製し、精製中に、留分が無色かつ弱酸性となるまで水を少量ずつ複数回加え、最後の精製が完了すると、反応液の体積は２００ｍＬとなる。
（４）反応液を水酸化ナトリウム溶液でｐＨ５～７に調整し、濃縮する。
（５）乾燥してアセチル化ヒアルロン酸ナトリウム３９．０１ｇを得て、収率は６０％である。
得た生成物は結晶物形態であり、ヒドロキシルアミン比色法により検出したところ、アセチル置換度は２．９であり、２．６～３．６という規定範囲にある。
ここで、収率μ＝４０１．３＊ｍ₂／ｍ₁＊（４０１．３＋（４３－１）＊ＤＳ）
ｍ₁はヒアルロン酸ナトリウム投入質量、ｍ₂は得たアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの質量、ＤＳはアセチル置換度である。

【0021】

実施例２
本実施例のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法は、以下のステップを含む。
（１）窒素ガス保護下、１０００ｍＬ反応フラスコに分子量１０００ＫＤａのヒアルロン酸ナトリウムを３０．００ｇ秤量し、無水溶媒であるトルエン３００ｍＬに加えて７０℃に昇温して撹拌し（昇温はヒアルロン酸ナトリウムを溶解することが目的であり、分子量が大きいほど、溶解が困難である）、全てが溶解して均一相となると、反応中に吸水するための分子篩を加え、次に、反応系を０℃に降温し、反応液に無水酢酸９０ｍＬを滴下し、次に、ＤＭＡＰ ０．２ｇをトルエン４ｍＬで溶解したものを反応液に滴下し、常温で１ｈ反応させた後、５０℃に加熱して１２ｈ反応させ、淡黄色の混濁溶液を得る。
（２）等体積の水を加えて、残りの無水酢酸をクエンチし、反応液をろ過して分子篩を除去する。
（３）反応液を膜でろ過して精製し、精製中に、留分が無色かつ弱酸性となるまで水を少量ずつ複数回加え、最後の精製が完了すると、反応液体積は約５００ｍＬとなる。
（４）反応液を炭酸ナトリウム溶液でｐＨ５～７に調整し、濃縮する。
（５）乾燥してアセチル化ヒアルロン酸ナトリウム１７．５ｇを得て、収率は５８％である。
得た生成物は結晶形態であり、ヒドロキシルアミン比色法により検出したところ、アセチル置換度は２．７であり、２．６～３．６の規定範囲である。

【0022】

実施例３
本実施例のアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの製造方法は、以下のステップを含む。
（１）窒素ガスの保護下、１０００ｍＬ反応フラスコに分子量２００ＫＤａのヒアルロン酸ナトリウムを２０．００ｇ秤量し、無水溶媒であるトルエン４００ｍＬに加えて７０℃に昇温して撹拌し、全てが溶解して均一相となると、反応中に吸水するための分子篩を加え、次に、反応系を－５℃に降温し、反応液に無水酢酸１００ｍＬを低下し、次に、ＤＭＡＰ ０．２４ｇをトルエン４ｍＬで溶解したものを反応液に滴下し、常温で１ｈ反応させた後、７０℃に加熱して４８ｈ反応させ、淡黄色の混濁溶液を得る。
（２）等体積の水を加えて、残りの無水酢酸をクエンチし、反応液をろ過して分子篩を除去する。
（３）反応液を膜でろ過して精製し、精製中に、留分が無色かつ弱酸性となるまで水を少量ずつ複数回加え、最後の精製が完了すると、反応液体積は１０００ｍＬとなる。
（４）反応液を重炭酸ナトリウム溶液でｐＨ５～７に調整し、濃縮する。
（５）乾燥してアセチル化ヒアルロン酸ナトリウム１３．８ｇを得て、収率は約５２％である。
得た生成物は結晶物形態であり、ヒドロキシルアミン比色法により検出したところ、アセチル置換度は３．１７であり、２．６～３．６の規定範囲である。

【0023】

比較例１
製造方法は、方法においては吸水剤が添加されず、得たアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムの置換度は２．２１である以外、実施例１と同様であった。その結果、この反応においてもアシル化反応が起こったが、置換度が低い。その原因としては、ヒアルロン酸ナトリウムは高い保水能力を持ち、構造を破壊せずにその中の水分を完全に除去することが困難であり、一般的な化粧品レベルのヒアルロン酸ナトリウムの乾燥重量減少が６％～９％の間であり、ヒアルロン酸ナトリウムによる反応系の水が無水酢酸と加水分解反応を行い、酢酸を生成し、無水酢酸の一部を消費し、このアシル化反応はヒドロキシ水素をアシル化して置換し、可逆的なエステル化反応でもあり、系には水が含まれるので、後続の逆反応が促進され、置換度が影響を受ける。

【0024】

比較例２
製造方法は、吸水剤である分子篩を濃硫酸に変更し、その結果、吸水剤は系の酸アルカリ度に大きな影響を与え、さらに反応に直接関与する以外、実施例１とほぼ同様であった。

【0025】

比較例３
製造方法は、吸水剤である分子篩をソーダライムに変更し、その結果、吸水剤は系の酸アルカリ度に大きな影響を与え、さらに反応に直接関与する以外、実施例１とほぼ同様であった。

【0026】

比較例４
製造方法は、吸水剤である分子篩を無水硫酸ナトリウムに変更し、実験の結果、無水硫酸ナトリウムは吸水後に直接ケーキングし、撹拌に悪影響を与える以外、実施例１とほぼ同じであった。

【0027】

比較例５
製造方法は、ステップ（１）の温度が常温に制御され、残りの条件が同様である以外、実施例１とほぼ同じであった。その結果、ヒアルロン酸ナトリウムを溶解するのに時間がかかり、無水酢酸を滴下するときに降温しないので、滴下したところにフロック状物が現れ、次に、反応系の局所から放熱が起こり、滴下したところのフロック状物が多くなる。このようなフロック状物を採取して検出したところ、このフロック状物は、置換度が約４と高いアセチル化ヒアルロン酸ナトリウムであり、水に不溶であり、親水性を失い、不合格のものである。