JP7212887B2 - ポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体、ならびにポリα-1,3-グルカンカルバメート、ポリα-1,3-グルカンカルバメートのDMSO溶液及びポリα-1,3-グルカンカルバメートフィルム - Google Patents
ポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体、ならびにポリα-1,3-グルカンカルバメート、ポリα-1,3-グルカンカルバメートのDMSO溶液及びポリα-1,3-グルカンカルバメートフィルム Download PDFInfo
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Description
上記多糖類については、さらなる種々の活用が求められていた。
上記ポリα-1,3-グルカンカルバメートは、好ましくは、1.0gを16mlのDMSO溶液に溶解させた時の粘度が100mPa・s以上である。
本発明のポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体は、ポリα-1,3-グルカンが尿素水溶液に分散体しており、粘度が10mPa・s以上である。
(1)ポリα-1,3-グルカンを尿素、水と一度に加えて、撹拌混合する方法
(2)予め尿素と水を混合して尿素水溶液としてから、ポリα-1,3-グルカンを添加し撹拌混合する方法、
(3)予めポリα-1,3-グルカンと尿素を混合してから、水を添加し撹拌混合する方法
が挙げられる。
本発明のポリα-1,3-グルカンカルバメートは、グルコース単位当たりのカルバメート基の置換度が0.10~1.00である。上記置換度がこのような範囲であると、DMSO(ジメチルスルホキシド)等の溶媒に溶解し易くなる。汎用溶媒であるDMSO溶液とすることにより、種々の分野への応用が可能となる。
本発明のポリα-1,3-グルカンカルバメートのDMSO溶液は、上記本発明のポリα-1,3-グルカンカルバメートをDMSOに溶解することにより製造できる。汎用溶媒であるDMSO溶液とすることにより、フィルム形成等、種々の分野への応用が可能となる。
本発明のポリα-1,3-グルカンカルバメートフィルムは、グルコース単位当たりのカルバメート基の置換度が0.10~1.00であるポリα-1,3-グルカンカルバメートからなる。
(1)ポリα-1,3-グルカンカルバメートのDMSO溶液を適当な基板上に塗布して塗膜を形成する工程
(2)上記塗膜を水と接触させる工程
本発明におけるポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体の粘度測定は、E型粘度計(TVE-25L、東機産業社製)を使用して25℃で行った。測定は100rpmで300秒撹拌後の粘度を測定した。
日本分光株式会社製 フーリエ変換赤外分光光度計(FT/IR 6200)を使用し、ダイヤモンドATRで測定した。
サンプル濃度10重量%のDMSO溶液を作成し、日本電子株式会社(JEOL)製 JNM-ECS400(磁場強度9.4T)を用いて測定した。
株式会社ジェイ・サイエンス・ラボ製 有機微量分析装置(JM10)を用い、ポリα-1,3-グルカンカルバメートの炭素・水素・窒素含量を測定、その窒素含量から置換度を求めた。
ポリα-1,3-グルカン100部を尿素100部、水400部と撹拌混合し、ポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体(1)を得た。この尿素水溶液分散体(1)の粘度は3030センチポイズ(3030mPa・s)であった。
尚、実施例および比較例で使用したポリα-1,3-グルカンは、特開2018-102249号公報に記載の方法により、スクロースを原料として用い、30℃以下の温度条件下で、スクロースとα-1,3-グルカン合成酵素とを反応させて、脱イオン水で洗浄後、一晩凍結乾燥して製造したものを使用した。このものは2質量%の水分を含んでいた。α-1,3-グルカン合成酵素としては虫歯菌(Streptococcus salivarius)由来の酵素を使用した。このポリα-1,3-グルカンは、α-1,3-グリコシド結合によりグルコース単位が直鎖状に重合した構造を有し、重量平均分子量(Mw)は約20×104であった。
実施例1-1で得られたポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体(1)を130℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥してポリα-1,3-グルカンカルバメート(1)を得た。ポリα-1,3-グルカンカルバメート(1)の置換度は0.12であった。
ポリα-1,3-グルカン100部を尿素200部、水600部と撹拌混合し、ポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体(2)を得た。この尿素水溶液分散体(2)の粘度は390センチポイズ(390mPa・s)であった。
実施例2-1で得られたポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体(2)を140℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥してポリα-1,3-グルカンカルバメート(2)を得た。ポリα-1,3-グルカンカルバメート(2)の置換度は0.32であった。
ポリα-1,3-グルカン100部を尿素50部、水600部と撹拌混合し、ポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体(3)を得た。この尿素水溶液分散体(3)の粘度は622(622mPa・s)であった。
実施例3-1で得られたポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体(3)を140℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥してポリα-1,3-グルカンカルバメート(3)を得た。ポリα-1,3-グルカンカルバメート(3)の置換度は0.13であった。ポリα-1,3-グルカンカルバメート(3)1gを16mlのDMSO溶液に溶解させた溶液の粘度は271センチポイズ(271mPa・s)であった。
ポリα-1,3-グルカン100部を尿素90部、水580部と撹拌混合し、ポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を140℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥してポリα-1,3-グルカンカルバメート(4)を得た。IR測定の結果、ポリα-1,3-グルカンカルバメート(4)は1700cm-1にアミド結合由来のピークを示し、このものはDMSOに溶解した。ポリα-1,3-グルカンカルバメート(4)の置換度は0.15であった。
尿素67部を水600部に溶解し、尿素水溶液を得た。撹拌下にポリα-1,3-グルカン100部をこの尿素水溶液に加え、ポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、140℃の熱風乾燥機中で1.5時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥してポリα-1,3-グルカンカルバメート(5)を得た。ポリα-1,3-グルカンカルバメート(5)の置換度は0.14であった。
尿素83部を水583部に溶解し、尿素水溶液を得た。撹拌下にポリα-1,3-グルカン100部をこの尿素水溶液に加え、ポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、140℃の熱風乾燥機中で2時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥してポリα-1,3-グルカンカルバメート(6)を得た。ポリα-1,3-グルカンカルバメート(6)の置換度は0.41であった。
このポリα-1,3-グルカンカルバメート(6)100部に842部のジメチルスルホキシド(DMSO)を加え、24時間撹拌し、ポリα-1,3-グルカンカルバメート(6)のDMSO溶液を作成した。この溶液をスピンコート(500rpm、20秒)し、得られたスピンコート溶液を水と接触させて、ポリα-1,3-グルカンカルバメートのフィルムを作成した。得られたポリα-1,3-グルカンカルバメートフィルムのIRはフィルム化前のポリα-1,3-グルカンカルバメートのそれと同じであった。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素129部を混合し、このものに撹拌しながら水535部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、145℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.32のポリα-1,3-グルカンカルバメート(7)を得た。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素100部を混合し、このものに撹拌しながら水527部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、145℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.27のポリα-1,3-グルカンカルバメート(8)を得た。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素82部を混合し、このものに撹拌しながら水574部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、145℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.38のポリα-1,3-グルカンカルバメート(9)を得た。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素156部を混合し、このものに撹拌しながら水536部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、145℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.97のポリα-1,3-グルカンカルバメート(10)を得た。図1にポリα-1,3-グルカンカルバメート(10)の13C-NMRを示した。156ppmにカルバモイル基由来のカルボニルの炭素のピークが見られた。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素111部を混合し、このものに撹拌しながら水370部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、140℃の熱風乾燥機中で5時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.54のポリα-1,3-グルカンカルバメート(11)を得た。図2にポリα-1,3-グルカンカルバメート(11)のIRチャートを示した。1700cm-1にカルバモイル基由来のカルボニルの吸収が見られた。ポリα-1,3-グルカンカルバメート(11)1.0gを16mlのDMSO溶液に溶解させた溶液の粘度は3338センチポイズ(3338mPa・s)であった。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素98部を混合し、このものに撹拌しながら水393部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、150℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.64のポリα-1,3-グルカンカルバメート(12)を得た。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素150部を混合し、このものに撹拌しながら水594部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、150℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.33のポリα-1,3-グルカンカルバメート(13)を得た。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素150部を混合し、このものに撹拌しながら水596部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、160℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.63のポリα-1,3-グルカンカルバメート(14)を得た。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素150部を混合し、このものに撹拌しながら水596部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、170℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.50のポリα-1,3-グルカンカルバメート(15)を得た。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素150部を混合し、このものに撹拌しながら水592部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、180℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.66のポリα-1,3-グルカンカルバメート(16)を得た。ポリα-1,3-グルカンカルバメート(16)1.0gを16mlのDMSO溶液に溶解させた溶液の粘度は3587センチポイズ(3587mPa・s)であった。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素150部を混合し、このものに撹拌しながら水397部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、140℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.49のポリα-1,3-グルカンカルバメート(17)を得た。
ポリα-1,3-グルカン100部と尿素150部を混合し、このものに撹拌しながら水400部を加えてポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を得た。このポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体を、130℃の熱風乾燥機中で3時間加熱処理し、得られた固形物を水洗、エタノール洗浄した後、減圧乾燥して、置換度が0.14のポリα-1,3-グルカンカルバメート(18)を得た。
Claims (5)
- 粘度が10mPa・s以上である、ポリα-1,3-グルカンの尿素水溶液分散体。
- グルコース単位当たりのカルバメート基の置換度が0.10~1.00である、ポリα-1,3-グルカンカルバメート。
- 前記ポリα-1,3-グルカンカルバメート1.0gを16mlのDMSO溶液に溶解させた時の粘度が100mPa・s以上である、請求項2に記載のポリα-1,3-グルカンカルバメート。
- 請求項2又は3に記載のポリα-1,3-グルカンカルバメートのDMSO溶液。
- グルコース単位当たりのカルバメート基の置換度が0.10~1.00であるポリα-1,3-グルカンカルバメートからなる、ポリα-1,3-グルカンカルバメートフィルム。
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