JP4474284B2 - 安定した葉酸溶液の調整およびそれを提供する方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

この発明は安定化された葉酸溶液の調整に関し、特に、水溶性ビタミンの調整および安定した水溶性の調整液を提供する方法に関する。

ＵＳ-Ａ−５，６２４，５６４に開示されているように、希釈された水溶性調整液の形で、葉酸または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および／またはそのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つ、および水溶性モリブデン化合物の組合わせは、生物学的汚泥処理プラント用の優れた添加物として知られている。しかしながら、残念なことに、そのような希釈された水溶性調整液は、せいぜい数週間以内、または、最悪の場合、２〜３日で、葉酸生物活性の３０％〜５０％が失われることがわかった。

現在まで、水溶性モリブデン化合物と組み合わされた葉酸または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および／またはそのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つ、を含む、希釈された調整液の生物活性が急速に失われるという問題を克服する唯一の実際的な方法で、この発明の発明者に知られていたのは、ＵＳ-Ａ−４，９３１，４４２またはＵＳ-Ａ−４，９５６，０９２に開示されているように、ヒドロキシポリカルボン酸塩を安定剤として加えたジヒドロ葉酸を使用することであった。このような部分的に安定化した水溶性の調整液は、大量のジヒドロ葉酸を使用するため、コストが増大するという問題があり、安定化のための問題に対する経済的な解決策が生物学的汚泥プラントのオペレータから強く望まれていた。これは、葉酸または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および／またはそのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つ、および水溶性モリブデン化合物の組合わせは、優れた生物活性化を有するため、これをできるだけ柔軟に使用するためである。

この発明は、葉酸および／または、ジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および／またはそのアルカノルアンモニウム塩および混合物の少なくとも一つ、および水溶性モリブデン化合物の組合わせを含む安定した水溶性の葉酸溶液の調整を提供し、これは、酸素の存在下で葉酸含有量の安定性を改善する。なお、前記調整は、安定剤として、一つのポリデンタルポリオキシエチレン化合物を含む。ポリデンタルポリオキシエチレン化合物は、以下の化学式（１）で表わされる。

ここで、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは１５から２５の値を有する。

出願人は、一つの特定のポリデンタルポリオキシエチレン化合物用いることによって、水溶性モリブデン化合物と組み合わせた葉酸および／またはジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および／またはそのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つを含む希釈された水溶液におけるビタミンの生物学的活性の喪失が、数週間に亘って完全に抑制され、その結果、生物学的汚泥処理プラントにおいて、調整液として容易に使用できることを予期せず発見した。これは実際予期できなかった。というのは、先行技術は、葉酸または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および／またはそのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つを含む希釈された水溶性の調整液のビタミン活性の喪失を妨げるいかなる方法についても教示や提供がなかったからである。このように、この発明の安定した葉酸塩の水溶液は、以下の成分および要素からなる。
１）葉酸および／またはジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および／またはそのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つ、から選択された群の一つ。
２）水溶性モリブデン化合物。
３）上記化学式（１）で表わされるポリデンタルポリオキシエチレン化合物。ここで、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは１５から２５の値を有する。ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚが平均２０の値を有する化合物は、ＣＡＳ番号９００５−６４−５であり、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩または、ポリソルベート２０ＮＦまたは、ＴＷＥＥＮ（Ｒ）２０として知られている。
４）この発明の葉酸塩調整液は、ＵＳ−Ａ−４，９３１，４４２に開示されているように、ヒドロキシポリカルボン酸およびアンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびそのアルカノルアンモニウム塩の形態で、安定性に付加的な好ましい影響を及ぼす添加物を選択的に含んでも良い。

発明の好ましい実施例によれば、希釈された水溶性葉酸調整液は、安定化のために、葉酸および／または葉酸塩のモルあたり、好ましくは、約０．１から１．２モルの上記の化学式（１）安定剤を含む。

この発明の希釈された水溶性の組成は、たとえば、紙の、金属の、繊維の、プラスチックの、公共の、または、生物学的な、汚泥処理プラントにおいて、健康的なバイオマスの生成を刺激するため、および好ましい設定可能特性を有するコンパクトな汚泥を生成するための添加物として、役にたつ。

この発明が以下の例によってより詳細に説明されるが、それに限定されるものではない。以下の例および比較例、表において、用語「ｍＭｏｌ」は「ミリモル」、すなわち、特定された化合物の０．００１グラムモルを意味する。以下の例および比較例において、用語「部」は、「重量部」を意味する。

参考例１
調整液Ａの調整
スターラーが備えられ、水中に沈められたガス分散チューブ付きの４首フラスコに１４０００ｍｌの蒸留水を入れ、全ての酸素を除去するために、常温で１時間、一定の攪拌の元で、水を介して窒素を泡立てた。その後、葉酸のナトリウム塩、ジヒドロ葉酸のナトリウム塩、モリブデン酸ナトリウム二水和物、およびＬ酒石酸ナトリウム二水和物を含む、調整液が窒素と攪拌の下で水に加えられ、調整液が生成される。調整液Ａは、１０００ｇにつき、以下の組成を含む。１．８ｍモルの葉酸ナトリウム塩、０．４５ｍモルのジヒドロ葉酸ナトリウム塩、０．２ｍモルのモリブデン酸ナトリウム二水和物、０．９ｍモルのＬ酒石酸ナトリウム二水和物。

このようにして得られた水溶性の調整液Ａは、窒素雰囲気下、褐色ビンに保存された。

参考例２
調整液Ｂの調整
スターラーが備えられ、水中に沈められたガス分散チューブ付きの４首フラスコに１２０００ｍｌの蒸留水を入れ、全ての酸素を除去するために、常温で１時間、一定の攪拌の元で、水を介して窒素を泡立てた。その後、葉酸のＴＲ１Ｓ塩、ジヒドロ葉酸のＴＲ１Ｓ塩、モリブデン酸ナトリウム二水和物、およびL酒石酸ナトリウム二水和物を含む、調整液が窒素と攪拌の下で水に加えられ、調整液が生成された。調整液Ｂは、１０００ｇにつき、以下の組成を含む。（ＴＲ１Ｓは、トリ（ヒドロキシメチル）アミノメタン、ＣＡＳ番号７７−８６−１）、１．８ｍモルの葉酸のＴＲ１Ｓ塩、１．６５ｍモルのジヒドロ葉酸のＴＲ１Ｓ塩、０．７ｍモルのモリブデン酸ナトリウム二水和物、１．４１ｍモルのL酒石酸ナトリウム二水和物。

このようにして得られた水溶性の調整液Ａは、窒素雰囲気下、褐色ビンに保存された。

参考例３
調整液Ｃの調整
スターラーが備えられ、水中に沈められたガス分散チューブ付きの４首フラスコに１００００ｍｌの蒸留水を入れ、全ての酸素を除去するために、常温で１時間、一定の攪拌の元で、水を介して窒素を泡立てた。その後、葉酸のナトリウム塩、ジヒドロ葉酸のナトリウム塩、モリブデン酸システインカリウム塩、およびL酒石酸ナトリウム二水和物を含む、調整液が窒素と攪拌の下で水に加えられ、調整液が生成される。調整液Ｃは、１０００ｇにつき、以下の組成を含む。１．７３ｍモルの葉酸のナトリウム塩、０．２５ｍモルのジヒドロ葉酸のナトリウム塩、０．２３ｍモルのモリブデン酸システインカリウム塩「［ＭｏＯ．ｓｕｂ．３（Ｃｙｓ）］」、０．９ｍモルのL酒石酸ナトリウム二水和物。

このようにして得られた水溶性の調整液Ｃは、窒素雰囲気下、褐色ビンに保存された。

例１
スターラーが備えられ、水中に沈められたガス分散チューブ付きの４首フラスコに１０００部の調整液Ａを入れた。水溶液に対して、窒素と攪拌の元で、０．７３部分のポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩、ＣＡＳ番号９００５−６４−５を加えて、調整液Ａ−１を得た。この葉酸／ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩のモル比は３である。

工業用調剤タンクの状態をシミュレートするために、１００ｍｌの調整液Ａ−１が２５０ｍｌの狭首の褐色ビンに満たされて、１５０ｍｌの空気が存在するように、ネジ付きのキャップで閉じられて、水溶液は常温で２０日間格納された。

葉酸のビタミン安定性の評価
米国特許第４，９３１，４４２号において述べられている評価方法を用いて、調整液Ａ−１の安定性が、始めおよび２０日の貯蔵期間の終わりに、サンプルを引き出し、微生物学的に葉酸の含有量を判定した。安定性は９８％であることがわかった。

１００ｍｌの調整液Ａが、ポリオキシエチレン（２０）のソルビタンモノラウリン酸塩を添加することなく、２０日間褐色ビンに１５０ｍｌの空気のもとで貯蔵したときは、安定性はたったの６２％であることがわかった。

例２
スターラーが備えられ、水中に沈められたガス分散チューブ付きの４首フラスコに１０００ｍｌの蒸留水を入れた。その後、葉酸のナトリウム塩、ジヒドロ葉酸のナトリウム塩、モリブデン酸ナトリウム二水和物、およびL酒石酸ナトリウム二水和物およびポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩を含む、３ヶ月間窒素の元で以前から貯蔵されていた調整液が、攪拌されながら水に加えられ、調整液Ａ−２が製造される。調整液Ａ−２は、１０００ｇに以下の化合物を含む。１．８ｍモルの葉酸のナトリウム塩、０．４５ｍモルのジヒドロ葉酸のナトリウム塩、０．２ｍモルのモリブデン酸ナトリウム二水和物、０．９ｍモルL酒石酸ナトリウム二水和物、０．５９ｍモルのポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩を含む。

調整液Ａ−２および調整液Ａ−１は、このように同じ組成を有する。唯一の違いは、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩が調整液Ａ−２を作成するために使用されたもとの葉酸の調整液の成分であったという点である。

工業用調剤タンクの状態をシミュレートするために、１００ｍｌの水溶性の調整液Ａ−２が２５０ｍｌの狭首の褐色ビンに満たされて、１５０ｍｌの空気が存在するように、ネジ付きのキャップで閉じられて、水溶液は常温で２０日間格納された。

葉酸のビタミン安定性の評価
米国特許第４，９３１，４４２号において述べられている評価方法を用いて、調整液Ａ−２の安定性を、始めおよび２０日の貯蔵期間の終わりに、サンプルを引き出し、微生物学的に葉酸の含有量を判定することによって、評価した。安定性は９８％であることがわかり、それゆえ、調整液Ａ−１と同一であった。

例３−１８
希釈された水溶性の葉酸の調整液の有意義な例が、表１に特定された式に基づく例１と同様に形成された（ＴＷＥＥＮ（Ｒ）２０がポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩として使用された）。

表１において、エトキシレート１は、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩ＣＡＳ番号９００５−６４−５である。エトキシレート２は、ポリオキシエチレン（１５）ソルビタンモノラウリン酸塩であり、上記の化学式（１）で表わされ、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚが平均値１５を有する化合物である。

エトキシレート３はポリオキシエチレン（２５）ソルビタンモノラウリン酸塩であり、上記の化学式（１）で表わされ、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚが平均値２５を有する化合物である。

比較例Ｄ１
スターラーが備えられ、水中に沈められたガス分散チューブ付きの４首フラスコに１０００部の調整液Ａを入れた。水溶液に対して、窒素と攪拌の元で、０．７８部分のポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩、ＣＡＳ番号９００５−６５−６を加えて、調整液Ｄ−１を得た。この葉酸／ポリオキシエチレン化合物のモル比は３であった。

工業用調剤タンクの状態をシミュレートするために、１００ｍｌの調整液Ｄ−１が２５０ｍｌの狭首の褐色ビンに満たされて、１５０ｍｌの空気が存在するように、ネジ付きのキャップで閉じられて、水溶液は常温で２０日間格納された。

葉酸のビタミン安定性の評価
米国特許第４，９３１，４４２号において述べられている評価方法を用いて、調整液Ｄ−１の安定性が、始めおよび２０日の貯蔵期間の終わりに、サンプルを引き出し、微生物学的に葉酸の含有量を判定することによって評価された。安定性は７８％であることがわかった。

比較例Ｄ２−Ｄ１７
調整液Ｄ２−Ｄ１７が表２に特定された式に基づいて比較例１と同様の手順で形成された（各ポリエトキシレート成分の量は「葉酸のモルあたりのモルエトキシレート」によって表わされている）。

表２において、エトキシレート４は、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩、ＣＡＳ番号９００５−６５−６である。エトキシレート５はポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノパルミチン酸塩、ＣＡＳ番号９００５−６６−７である。エトキシレート６はポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノステアリン酸塩、ＣＡＳ番号９００５−６７−８である。エトキシレート７はポリオキシエチレン（２０）ソルビタントリオール塩、ＣＡＳ番号９００５−７０−３である。エトキシレート８はポリオキシエチレン（１０）ソルビタンイソオクチルフェニルエーテル、ＣＡＳ番号９００２−９３−１である。エトキシレート９はポリオキシエチレン（４０）ソルビタンイソオクチルフェニルエーテル、７０％の水溶液である。エトキシレート１０はポリオキシエチレン（１２．７）ソルビタンモノラウリン酸塩であり、上記した化学式（１）で表わされ、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは平均値１２．７である、化合物である。エトキシレート１１はポリオキシエチレン（３３）ソルビタンモノラウリン酸塩であり、上記した化学式（１）で表わされ、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは平均値３３である、化合物である。

上記のように、この発明をその特定の実施例を参照して説明したが、材料、部品の配置および工程における多くの変更、修正、変形が、ここに開示された発明の概念から離れることなくなされうるということは明らかである。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲は、開示を読んだ当業者が考え得る全てのそのような変更、修正および変形を包含することを意図している。ここに引用している全ての特許出願、特許および他の刊行物はその全体を参照により引用する。

Claims (6)

1. 汚泥処理における添加物として使用される、生物活性の喪失に対して安定な水溶性葉酸調整液であって、
   ａ）葉酸および／またはジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属および／またはそのアルカノルアンモニウム塩、その混合物の少なくとも一つ、および
   ｂ）水溶性モリブデン化合物を含み、水溶性モリブデン化合物は、酸素の存在下において葉酸含有量安定性を改善し、前記調整液は、安定剤として、式（１）で表わされる一つのポリデンタルポリオキシエチレン化合物を含み、ここで、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは、１５から２５の値を有する。
   
2. 前記ポリデンタルポリオキシエチレン化合物は、前記調整液の葉酸のグラムモルあたり、０．１グラムモルから１．２グラムモル含まれる、請求項１に記載の調整液。
3. 前記ポリデンタルポリオキシエチレン化合物は、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩である、請求項１に記載の調整液。
4. 葉酸および／またはジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属および／またはそのアルカノルアンモニウム塩、その混合物の少なくとも一つ、および水溶性モリブデン化合物を含み、汚泥処理における添加物として使用される安定した水溶性葉酸調整液を提供する方法であって、
   ａ）まず、式（１）で表わされるポリデンタルポリオキシエチレン化合物を混合するステップを含み、
   ここで、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは、１５から２５の値を有し、その後、
   ｂ）それに
   ｐ１）葉酸および／またはジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属および／またはそのアルカノルアンモニウム塩、その混合物の少なくとも一つ、ｐ２）および水溶性モリブデン化合物、ならびに、選択的にｐ３）ヒドロキシポリカルボン酸およびアンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、そのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つからなる群から選択された一つ、を含む調整された希釈水を加えるステップを含む、方法。
5. 葉酸および／またはジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属および／またはそのアルカノルアンモニウム塩、その混合物の少なくとも一つ、および水溶性モリブデン化合物を含み、汚泥処理における添加物として使用される安定した水溶性葉酸調整液を提供する方法であって、
   ａ）ｐ１）葉酸および／またはジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属および／またはそのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つ、ｐ２）および水溶性モリブデン化合物、ｐ３）式（１）で表わされる一つのポリデンタルポリオキシエチレン化合物、ならびに、選択的にｐ４）ヒドロキシポリカルボン酸およびアンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、そのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つからなる群から選択された一つ、を予め混合したものを準備するステップを含み、
   ここで、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは、１５から２５の値を有し、
   ｂ）前記予め混合されたもの５ａ）を１バッチとして１から４００部の希釈水と混合するステップとを含む、方法。
6. ａ）葉酸および／またはジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属および／またはそのアルカノルアンモニウム塩、その混合物の少なくとも一つ、およびｂ）水溶性モリブデン化合物を含み、汚泥処理における添加物として使用される安定した水溶性葉酸調整液を提供する方法であって、
   ａ）ｐ１）葉酸および／またはジヒドロ葉酸、または、アンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属および／またはそのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つ、ｐ２）および水溶性モリブデン化合物、ｐ３）式（１）で表わされる一つのポリデンタルポリオキシエチレン化合物、ならびに、選択的にｐ４）ヒドロキシポリカルボン酸およびアンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、そのアルカノルアンモニウム塩の少なくとも一つからなる群から選択された一つ、を予め混合したものを準備するステップを含み、
   ここで、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは、１５から２５の値を有し、
   ｂ）前記予め混合されたもの６ａ）の一部に１から４００部の希釈水を連続的に混合するステップとを含む、方法。