JP2018145188A - アルキル−糖−アミノ酸の結合体 - Google Patents

Abstract

【課題】すぐれた界面活性能を有し、かつ、生体安全性、生分解性にもすぐれたアルキル基、糖及びアミノ酸を有する新規化合物の提供。【解決手段】下記式で表される化合物。（式中、Ｒは炭素数１０〜４０までのアルキル基、Ｘは中性アミノ酸、Ｏは酸素、Ｙはアルドン酸、又はウロン酸系の単糖、或いはそれら単糖のうちの１つを含む二糖又はオリゴ糖を表し、Ｒ−Ｏ−Ｘはエステル結合され、Ｘ−Ｙはアミド結合されている。）【選択図】図１

Description

本発明は、アルキル基、糖及びアミノ酸の結合体である新規化合物、及びこの化合物を含む界面活性剤である。

従来、医薬品、化粧品及び食品等の様々な分野において、可溶化剤、乳化剤又は洗浄剤として、アミノ酸及び／又は糖を含む界面活性剤等の様々なものが提案されているが（非特許文献１，２、特許文献１）、起泡性、乳化安定性、洗浄性、刺激性等の点で問題があった。

阿部正彦，坂本一民等、界面活性剤の本、日刊工業新聞社、2010，88 國枝博信，坂本一民等、界面活性剤と両親媒性高分子の機能と応用、シーエムシー出版，2005, 76-77 特開平05-277351号

本発明者らは、かかる従来技術の問題点に鑑みて、アルキル基、糖及びアミノ酸を含む新規化合物を新たに見出した。

本発明は下記式（１）に示す化合物である。
式（１）：

（式１中のＲは、炭素数１０〜４０までのアルキル基、Ｘは中性アミノ酸、Ｏは酸素、Ｙはアルドン酸、又はウロン酸系の単糖、或いはそれら単糖のうちの１つを含む二糖又はオリゴ糖を表し、Ｒ−Ｏ−Ｘはエステル結合され、Ｘ−Ｙはアミド結合されている。）
また、本発明は、式（１）に示す化合物を含む界面活性剤である。

本発明に係る化合物は、すぐれた界面活性能を有し、例えば、可溶化剤、乳化剤、起泡剤、洗浄剤として有用である。

図１は、本発明に係る化合物（１）のマススペクトル（ＭＳスペクトル）の分析結果を示すものである。 図２は、本発明に係る化合物（１）のＭＳスペクトルの解析結果を示す。 図３は、本発明に係る化合物（２）のマススペクトル（ＭＳスペクトル）の分析結果を示すものである。 図４は、本発明に係る化合物（２）のＭＳスペクトルの解析結果を示す。 図５は、本発明に係る化合物（３）のマススペクトル（ＭＳスペクトル）の分析結果を示すものである。 図６は、本発明に係る化合物（３）のＭＳスペクトルの解析結果を示す。

以下、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
本発明は、式（１）に示すＯ-アルキル（Ｒ-Ｏ-）、アミノ酸（Ｘ）及びアルドン酸又はウロン酸（Ｙ）の化合物である。
式（１）：

本発明においては、アルキル（Ｒ）は、炭素数１０〜２４のものが好ましい。

本発明において、アミノ酸（Ｘ）は、グリシンなどのアルキル鎖のみで構成される中性アミノ酸が好ましく、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシンが挙げられる。

本発明において、アルドン酸又はウロン酸とは、単糖、二糖及びオリゴ糖が好ましく、単糖としては、グルコン酸、グルクロン酸、ガラクツロン酸等が挙げられ、二糖としては、ラクトビオン酸等が挙げられるが、ガラクトースなど還元糖の1位のホルミル基を酸化してカルボン酸としたアルドン酸や、糖の主鎖末端のヒドロキシメチル基を酸化してカルボン酸としたウロン酸及びこれらのアルドン酸、ウロン酸を１つ含む二糖又はオリゴ糖を用いることができる。

本発明において、式（１）の「Ｏ」は酸素であり、Ｒ−Ｏ−Ｘの結合は、アミノ酸のカルボキシル基とアルキル基とのエステル結合である。また、Ｘ−Ｙの結合は、アミノ酸のアミノ基とアルドン酸又はウロン酸のカルボキシル基とのアミド結合である。

本発明に係る化合物の製造方法は、アルキル基とアミノ酸と糖の化合物であればよく、一般的な合成方法の組み合わせることでもよい。例えば、アルコール性水酸基とアミノ酸を脱水縮合反応により結合させ、アルキル基とアミノ酸の化合物のアミノ基と、糖の酸化化合物のカルボキシル基を脱水縮合反応により結合させて、製造することができる。なお、アルキル基とアミノ酸との結合反応においては、アミノ酸のアミノ基をtert‐ブトキシカルボニル基により保護してから、結合反応させることでもよい。この場合、tert‐ブトキシカルボニル基の脱保護反応が必要となるが、Ｒ−ＯＨとアミノ酸のアミノ基による脱水反応が生じない点から最終的な収率が向上するという利点がある。

以下に、本発明に係る化合物の製造方法の一例を示すが、本発明はこれに限るものではない。
製造例１．化合物（１）
［工程１］
まず、1当量の1-ドデカノールと、1当量のN‐(tert‐ブトキシカルボニル)グリシンとを混合し、約50mLのジクロロメタンに溶解させた。その溶解液に、1.3当量のヨウ化2−クロロ−1−メチルピリジニウム（CMPI）及び2.6当量の塩基性N,N-ジメチル-4-アミノピリジン（DMAP）を溶解したジクロロメタンを滴下し、さらに、酢酸エチルを加えて、十分に撹拌した。次に、反応溶液を濾過して固形物を除去した濾液を５％塩酸、飽和炭酸ナトリウム水溶液及び飽和塩化ナトリウム水溶液の順で抽出した。次に、ジクロロメタン層を硫酸マグネシウムで脱水した後、硫酸マグネシウムを濾過により除去した。そして、濾液の溶媒を留去した。以上の工程１により、O‐ラウリル‐N‐(tert‐ブトキシカルボニル)グリシンを得た。

［工程２］
まず、工程１により得られた1当量のO‐ラウリル‐N‐(tert‐ブトキシカルボニル)グリシンエステルを約50mLのジクロロメタンに溶解させた。溶解液に16.8当量のトリフルオロ酢酸を滴下し、室温で2時間撹拌した。次に、反応溶液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を添加し、十分に撹拌した後、酢酸エチルにて抽出をした。次に、酢酸エチル層を硫酸マグネシウムで脱水した。濾過により硫酸マグネシウムを除去した後、濾液に塩酸ガスを吹き込み、これにより生じた沈殿物を濾過により回収した。次に、沈殿物をヘキサン及びアセトンで洗浄することで未反応のアルコールを除去した。そして、洗浄後の沈殿物をクロロホルムに溶解させた後、溶解液の溶媒を留去した。

［工程３］
さらに、工程２で得られた化合物を約30mLのジクロロメタン及び飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を添加して、化合物をジクロロメタンに溶解させた。次に、ジクロロメタン層を硫酸マグネシウムで脱水した。濾過により硫酸マグネシウムを除去した後、濾液の溶媒を留去し、O‐ラウリルグリシンエステルを得た。

［工程４］
まず、1.5当量のラクトビオン酸をメタノールに溶解させ、この溶液に、工程３で得られた1当量O‐ラウリルグリシンエステルをメタノールに溶解させた溶液を滴下した。その後、その溶液を60℃で6時間加熱還流した。反応終了後、反応溶液の溶媒をエバポレーターで除去し、得られた残渣とスチレン系合成吸着剤を超純水で撹拌し、目的とする化合物を合成吸着剤に吸着させた。合成吸着剤を濾過操作により回収し、合成吸着剤をエタノールに入れて目的とする化合物を溶解させた後、合成吸着剤を濾過操作により除去し、得られた濾液の溶媒をエバポレーターにより除去して、目的とする化合物を得た。

製造例２．化合物（２）の製造例
製造例１の化合物（１）の製造例において、1当量の1-ドデカノールに代えて、1-デカノールを用いる他は、製造例１の工程１〜工程４と同様の操作により、化合物（２）を得た。

製造例３．化合物（３）の製造例
製造例１の化合物（１）の製造例において、1当量の1-ドデカノールに代えて、1-テトラデカノールを用いる他は、製造例１の工程１〜工程４と同様の操作により、化合物（３）を得た。

試験例１．化合物の構造分析
製造例１〜３で得られた化合物（１）〜（３）の¹H及び¹³C核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルを、アジレントテクノロジーの核磁気共鳴装置（Agilent VNMRS-600 Spectrometer）を使用して測定し、質量（ＭＳ）スペクトルを、質量分析計（JEOL-MS700 V Mass Spectrometer）を用いて、高速原子衝撃法（FAB）で3-ニトロベンジルアルコールをマトリックスとして測定した。

化合物（１）の¹H NMRスペクトル、¹³C-NMRの帰属結果を式（２）及び表１に示す。
式（２）：

［表１］

製造例１で得られた化合物のＭＳスペクトルを図１に示す。図１で得られた結果の親ピークである５８４（[M＋H]^＋）のピークに関して、高分解能ＭＳスペクトルで測定した結果を下記の表２に示す。

［表２］

以上の¹H NMRスペクトル及びＭＳスペクトルの結果から、製造例１により得られた化合物（１）は、Ｃ_２６Ｈ_４９ＮＯ_１３の組成で表せられる図２に示すものであることが確認された。

次に、化合物（２）の¹H NMRスペクトル、¹³C-NMRの帰属結果を式（３）及び表３に示す。
式（３）：

［表３］

製造例２で得られた化合物のＭＳスペクトルを図３に示す。図３で得られた結果の親ピークである５５６（[M＋H]^＋）のピークに関して、高分解能ＭＳスペクトルで測定した結果を下記の表４に示す。

［表４］

以上の¹H NMRスペクトル及びＭＳスペクトルの結果から、製造例２により得られた化合物（２）は、Ｃ_２４Ｈ_４６ＮＯ_１３の組成で表せられる図４に示すものであることが確認された。

次に、化合物（３）の¹H NMRスペクトル、¹³C-NMRの帰属結果を式（４）及び表５に示す。
式（４）：

［表５］

製造例３で得られた化合物のＭＳスペクトルを図５に示す。図５で得られた結果の親ピークである６１２（[M＋H]^＋）のピークに関して、高分解能ＭＳスペクトルで測定した結果を下記の表５に示す。

［表６］

以上の¹H NMRスペクトル及びＭＳスペクトルの結果から、製造例３により得られた化合物（３）は、Ｃ_２８Ｈ_５４ＮＯ_１３の組成で表せられる図６に示すものであることが確認された。

試験例２．表面張力及び臨界ミセル濃度（CMC）の評価
本発明に係る化合物（１）〜（３）の表面張力及びＣＭＣを測定した。表面張力は、自動表面張力計 Kruss K122 tensiometerを用いたWilhelmy plate法により測定した。また、ＣＭＣ及びこのＣＭＣにおける表面張力（γCMC）はWilhelmy plate法による測定から得られる表面張力の濃度の対数をプロットし、得られた２直線の交点から決定することができる。

［表７］

本発明に係る化合物（１）〜（３）は、表７に示すようにＣＭＣが十分に低いことから、例えば、医薬品、化粧品又は食品用の界面活性剤（乳化剤、可溶化剤、洗浄剤、起包剤など）としての使用することができる。

Claims (2)

1. 下記式（１）に示す化合物。
   式（１）：
   （式１中のＲは、炭素数１０〜４０までのアルキル基、Ｘは中性アミノ酸、Ｏは酸素、Ｙはアルドン酸、又はウロン酸系の単糖、或いはそれら単糖のうちの１つを含む二糖又はオリゴ糖を表し、Ｒ−Ｏ−Ｘはエステル結合され、Ｘ−Ｙはアミド結合されている。）
2. 請求項１に記載の化合物を有する界面活性剤。