(57)【要約】      （修正有）【課題】疎水性の炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブと、疎水性部位をもつ親油性物質や金属ナノ粒子や両親媒性分子などの物質が、疎水相互作用により複合化した有機ナノチューブを提供する。【解決手段】疎水性部位をもつ物質を溶媒に溶解させた後、下記一般式（Ｉ）ＲＣＯ（ＮＨ−ＣＨＲ’−ＣＯ）ｍＯＨ（Ｉ）又は下記一般式（II）Ｈ（ＮＨ-ＣＨＲ’-ＣＯ）ｍＮＨＲ（II）で表わされるペプチド脂質から形成された、疎水性の炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブをその溶液に分散し、これを室温で静置し、溶液中で自己集合することにより複合型有機ナノチューブを生成させ、生成した複合型有機ナノチューブを溶液から回収し、室温で風乾又は減圧加熱乾燥させることにより、有機ナノチューブの表面炭化水素基に、疎水性部位をもつ物質が疎水相互作用により付着した複合化有機ナノチューブを得る。【選択図】図１
2010005706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）
ＲＣＯ（ＮＨ−ＣＨＲ’−ＣＯ）ｍＯＨ      （Ｉ）
（式中、Ｒは炭素数６〜２４の炭化水素基、Ｒ’はアミノ酸側鎖、ｍは１〜１０の整数を表す。）又は
下記一般式（II）
Ｈ（ＮＨ-ＣＨＲ’-ＣＯ）ｍＮＨＲ          （II）
（式中、Ｒは炭素数６〜２４の炭化水素基、Ｒ’はアミノ酸側鎖、ｍは１〜１０の整数を表す。）
で表わされるペプチド脂質から形成される有機ナノチューブの表面炭化水素基に、疎水性部位をもつ物質が疎水相互作用により付着してなることを特徴とする複合化有機ナノチューブ。
【請求項２】
前記一般式（Ｉ）におけるＲの炭素数が１１又は１３、或いは前記一般式（II）におけるＲの炭素数が１２、１４又は１６であることを特徴とする請求項１に記載の複合化有機ナノチューブ。
【請求項３】
前記一般式（Ｉ）又は（II）におけるｍが、２であることを特徴とする請求項１に記載の複合化有機ナノチューブ。
【請求項４】
前記一般式（Ｉ）又は（II）における（ＮＨ−ＣＨＲ’−ＣＯ）ｍが、グリシルグリシンであることを特徴とする請求項３に記載の複合化有機ナノチューブ。
【請求項５】
前記疎水性部位をもつ物質が、不飽和脂肪酸であることを特徴とする請求項１に記載の複合化有機ナノチューブ。
【請求項６】
前記疎水性部位をもつ物質が、疎水表面をもつ金属ナノ粒子であることを特徴とする請求項１に記載の複合化有機ナノチューブ。
【請求項７】
前記疎水性部位をもつ物質が、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、又は非イオン性の界面活性剤であることを特徴とする請求項１に記載の複合化有機ナノチューブ。
【請求項８】
疎水性部位をもつ物質を溶媒に溶解させる段階、下記一般式（Ｉ）
ＲＣＯ（ＮＨ−ＣＨＲ’−ＣＯ）ｍＯＨ      （Ｉ）
（式中、Ｒは炭素数６〜２４の炭化水素基、Ｒ’はアミノ酸側鎖、ｍは１〜１０の整数を表す。）又は
下記一般式（II）
Ｈ（ＮＨ-ＣＨＲ’-ＣＯ）ｍＮＨＲ          （II）
（式中、Ｒは炭素数６〜２４の炭化水素基、Ｒ’はアミノ酸側鎖、ｍは１〜１０の整数を表す。）
で表わされるペプチド脂質から形成される、疎水性の炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブをその溶液に分散する段階、これを室温で静置する段階、及び溶液中で自己集合することにより生成する複合型有機ナノチューブを溶液から回収し、室温で風乾又は減圧加熱乾燥させる段階からなることを特徴とする、疎水性部位をもつ物質との複合化有機ナノチューブの製造方法。
【請求項９】
前記疎水性部位をもつ物質が親油性物質であり、前記溶媒がヘキサンあるいはヘキサンを少なくとも１０容積％含む混合溶媒であることを特徴とする請求項８に記載の複合化有機ナノチューブの製造方法。
【請求項１０】
前記疎水性部位をもつ物質が両親媒性物質であり、前記溶媒が水あるいは水を少なくとも１０容量％含む混合溶媒であることを特徴とする請求項８に記載の複合化有機ナノチューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬、化成品分野などにおける包接・分離・徐放材料として、あるいは触媒や蛍光材料など高機能性材料として有用な、疎水性部位をもつ物質と複合化した有機ナノチューブとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノテクノロジーを代表する材料として０．５〜５００ナノメートル（以下ｎｍと記す）の細孔を有するナノチューブ状材料が注目を集めている。本発明者らは長鎖炭化水素基に糖残基を結合させた糖脂質を自己集合させることにより形成される中空繊維状有機ナノチューブを合成することに成功している（特許文献１、非特許文献１）。また本発明者らは、水中でペプチド脂質と遷移金属を共存させることにより、ナノサイズの中空繊維状構造物が形成することを見出している（特許文献２、非特許文献２）。
これらの中空繊維状有機ナノチューブは、中空シリンダー部の内孔サイズが５〜５００ｎｍであり、５〜５００ｎｍのタンパク質、ウイルス、金属微粒子やその他の無機微粒子等をその中空シリンダー内部に捕捉できる可能性があり、その用途開発が期待されている（非特許文献３、４）。
【特許文献１】特開２００４−２２４７１７号公報
【特許文献２】特開２００４−２５０７９７号公報
【非特許文献１】S.Kamiya, H.Minamikawa, J.H.Jung, Y.Bo, M.Masuda, T.Shimizu, Langmuir, 2005, 21, 743
【非特許文献２】M.Kogiso, Z.Yong, T.Shimizu, Adv.Mater., 2007, 19, 242
【非特許文献３】N.Kameta, M.Masuda, H.Minamikawa, N.V.Goutev, J.A.Rim, J.H.Jung, T.Shimizu, Adv.Mater., 2005, 17, 2732.
【非特許文献４】Y.Bo, S.Kamiya, Y.Shimizu, N.Koshizaki, T.Shimizu, Chem.Mater., 2004, 16, 2826.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした有機ナノチューブの用途開発の１つとして、これまでに、水中における親水性物質とナノチューブの親水性表面とのイオン性相互作用や非特異的吸着を利用した複合化ナノチューブが検討されている。
しかしながら、疎水性の炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブと、疎水性部位をもつ親油性物質や金属ナノ粒子や両親媒性分子などを疎水相互作用により複合化するものについては、これまで知られていない。
【０００４】
本発明は、これまで検討されてきた表面が親水性の有機ナノチューブと親水性物質との水溶液中における複合化ではなく、疎水性表面をもつ有機ナノチューブと疎水性部位をもつ物質を有機溶媒中あるいは水溶液中での複合化により、疎水性部位をもつ物質と複合化した有機ナノチューブ、及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、親油性物質を有機溶媒に溶解した溶液、あるいは両親媒性物質を水あるいは水を１０重量％以上含む混合溶媒に溶解した溶液に、ペプチド脂質の自己集合により製造した表面に炭化水素基をもつ有機ナノチューブを分散させることで、疎水相互作用によりナノチューブ表面に疎水性物質が付着した有機ナノチューブが形成することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
本発明は、これらの知見に基づいて完成に至ったものであり、以下のとおりのものである。
［１］下記一般式（Ｉ）
ＲＣＯ（ＮＨ−ＣＨＲ’−ＣＯ）ｍＯＨ      （Ｉ）
（式中、Ｒは炭素数６〜２４の炭化水素基、Ｒ’はアミノ酸側鎖、ｍは１〜１０の整数を表す。）又は
下記一般式（II）
Ｈ（ＮＨ-ＣＨＲ’-ＣＯ）ｍＮＨＲ          （II）
（式中、Ｒは炭素数６〜２４の炭化水素基、Ｒ’はアミノ酸側鎖、ｍは１〜１０の整数を表す。）
で表わされるペプチド脂質から形成される有機ナノチューブの表面炭化水素基に、疎水性部位をもつ物質が疎水相互作用により付着してなることを特徴とする複合化有機ナノチューブ。
［２］前記一般式（Ｉ）におけるＲの炭素数が１１又は１３、或いは前記一般式（II）におけるＲの炭素数が１２、１４又は１６であることを特徴とする前記［１］の複合化有機ナノチューブ。
［３］前記一般式（Ｉ）又は（II）におけるｍが、２であることを特徴とする前記［１］の複合化有機ナノチューブ。
［４］前記一般式（Ｉ）又は（II）における（ＮＨ−ＣＨＲ’−ＣＯ）ｍが、グリシルグリシンであることを特徴とする前記［３］の複合化有機ナノチューブ。
［５］前記疎水性部位をもつ物質が、不飽和脂肪酸であることを特徴とする前記［１］の複合化有機ナノチューブ。
［６］前記疎水性部位をもつ物質が、疎水表面をもつ金属ナノ粒子であることを特徴とする前記［１］の複合化有機ナノチューブ。
［７］前記疎水性部位をもつ物質が、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、又は非イオン性の界面活性剤であることを特徴とする前記［１］の複合化有機ナノチューブ。
［８］疎水性部位をもつ物質を溶媒に溶解させる段階、下記一般式（Ｉ）
ＲＣＯ（ＮＨ−ＣＨＲ’−ＣＯ）ｍＯＨ      （Ｉ）
（式中、Ｒは炭素数６〜２４の炭化水素基、Ｒ’はアミノ酸側鎖、ｍは１〜１０の整数を表す。）又は
下記一般式（II）
Ｈ（ＮＨ-ＣＨＲ’-ＣＯ）ｍＮＨＲ          （II）
（式中、Ｒは炭素数６〜２４の炭化水素基、Ｒ’はアミノ酸側鎖、ｍは１〜１０の整数を表す。）
で表わされるペプチド脂質から形成される、疎水性の炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブをその溶液に分散する段階、これを室温で静置する段階、及び溶液中で自己集合することにより生成する複合型有機ナノチューブを溶液から回収し、室温で風乾又は減圧加熱乾燥させる段階からなることを特徴とする、疎水性部位をもつ物質との複合化有機ナノチューブの製造方法。
［９］前記疎水性部位をもつ物質が親油性物質であり、前記溶媒がヘキサンあるいはヘキサンを少なくとも１０容積％含む混合溶媒であることを特徴とする前記［８］の複合化機ナノチューブの製造方法。
［１０］前記疎水性部位をもつ物質が両親媒性物質であり、前記溶媒が水あるいは水を少なくとも１０容量％含む混合溶媒であることを特徴とする前記［８］の複合化有機ナノチューブの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、前記ペプチド脂質から形成される有機ナノチューブの表面炭化水素基に、疎水性部位をもつ物質が疎水相互作用により付着させることで、疎水性部位をもつ物質と複合化した有機ナノチューブを容易に製造することができる。また、本発明の親油性あるいは両親媒性物質と複合化した有機ナノチューブは、例えば、薬剤や有用生体分子を付着させることによりファインケミカル工業分野、医薬、化粧品分野などにおいて、また、金属ナノ粒子などを付着させることで、触媒や蛍光材料などのマイクロ電子部品として電子・情報分野において利用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のペプチド脂質は、長鎖炭化水素基を有するペプチド脂質、すなわち一般式（Ｉ）ＲＣＯ（ＮＨ-ＣＨＲ’-ＣＯ）ｍＯＨ又は一般式（II）Ｈ（ＮＨ-ＣＨＲ’-ＣＯ）ｍＮＨＲ  で表わされるペプチド脂質であり、ペプチド脂質単体を原料としてチューブ状構造体を製造することができる。
【０００９】
この一般式（Ｉ）又は一般式（II）中、Ｒ’はアミノ酸側鎖であり、このアミノ酸としては、例えば、グリシン、バリン、ロイシン、イソロイシン、アラニン、アルギニン、グルタミン、リジン、アスパラギン酸、グルタミン酸、プロリン、システイン、スレオニン、メチオニン、ヒスチジン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、アスパラギン、及びセリンが挙げられ、好ましくはグリシンである。このアミノ酸側鎖はＤ、Ｌ型、ラセミ体のいずれであってもよいが、天然由来のものは通常Ｌ型である。
また、この一般式（Ｉ）又は一般式（II）中、ｍは１〜１０の整数であり、好ましくは２である。
さらに、一般式（Ｉ）又は一般式（II）中の（ＮＨ-ＣＨＲ’-ＣＯ）ｍとして、ｍが２であり、Ｒ’がいずれもＨであるグリシルグリシンが好ましく用いられる。
【００１０】
上記一般式（Ｉ）又は一般式（II）中、Ｒは炭素数が６〜２４の炭化水素基、好ましくは炭素数２以下の側鎖が付いてもよい直鎖炭化水素である。この炭化水素基は飽和であっても不飽和であってもよく。不飽和の場合には３個以下の二重結合を含むことが好ましい。またＲの炭素数は６〜２４、好ましくは１０〜１６、より好ましくは、前記一般式（Ｉ）におけるＲの炭素数が１１又は１３、又は前記一般式（II）におけるＲの炭素数が１２、１４又は１６である。このような炭化水素基としては、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、ヘネイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、及びヘキサコシル基などが挙げられる。
【００１１】
次に、このペプチド型脂質を用いて炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブの製造方法について述べる。
アルコールあるいはアルコールを含む混合溶媒にペプチド脂質を溶解し、溶媒を蒸発させることにより炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブを得られる。この溶媒としては、沸点が１２０℃以下であるアルコール類を用いることができるが、好ましくはエタノールである。この溶媒は単独でもよいし、２種以上の混合溶媒であってもよい。
更に、このアルコール類に、芳香族炭化水素類、パラフィン類、塩化パラフィン類、塩化オレフィン類、塩化芳香族炭化水素類、エーテル類、ケトン類、エステル類、含窒素化合物及び水の１種以上を混合した混合溶媒を用いてもよい。この混合溶媒はこのアルコール類を好ましくは少なくとも１０容積％、より好ましくは少なくとも５０容積％含む。
芳香族炭化水素類としては、ベンゼン、トルエン、メシチレン、テトラリン、キシレン、を挙げることができる。
【００１２】
図１は、上記のようにして製造された疎水性の炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブと、疎水性物質又は疎水性部位をもつ両性物質が複合化した、本発明の複合化有機ナノチューブと、その製造方法を示す概念図である。
【００１３】
次に、炭素水素基を表面にもつ有機ナノチューブと親油性物質を複合化する方法について述べる。
まず親油性物質を有機溶媒に溶解する。炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブをこの溶液に分散し、室温で１〜６０分放置する。ろ過あるいは遠心分離により沈殿物を回収し、減圧状態で１〜１２時間乾燥することで、親油性物質と複合化した有機ナノチューブの粉末を得ることができる。
【００１４】
親油性物質としては、脂肪酸、脂溶性ビタミン、脂溶性アミノ酸、ステロイド、カルテロイド、疎水性タンパク質、医薬用化合物などの生理活性化合物や、親油性香料、親油性色素、疎水性高分子などの機能性材料や、飽和炭化水素チオールで保護した金ナノ粒子などの疎水表面をもつ金属ナノ構造体などが挙げられる。
親油性物質を溶解させる有機溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、パラフィン類、塩化パラフィン類、塩化オレフィン類、塩化芳香族炭化水素類、エーテル類、ケトン類、エステル類、含窒素化合物及び水の１種以上を混合した混合溶媒を挙げることが出来るが、好ましくはアセトン、クロロホルム、アセトニトリル、ジオキサン、ヘキサンであり、より好ましくはヘキサンである。
【００１５】
次に、炭素水素基を表面にもつ有機ナノチューブと両親媒性物質を複合化する方法について述べる。
まず両親媒性物質を水あるいは水を１０容量％以上含む混合溶媒に溶解する。炭化水素基を表面にもつ有機ナノチューブをこの溶液に分散し、室温で１〜６０分放置する。ろ過あるいは遠心分離により沈殿物を回収し、減圧状態で１〜１２時間乾燥することで、両親媒性物質と複合化した有機ナノチューブの粉末を得ることが出来る。
【００１６】
両親媒性物質としては、ドデシル硫酸ナトリウム等の陰イオン性界面活性剤、セチルトリメチルアンモニウム塩等の陽イオン性面活性剤、ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル等の非イオン性界面活性剤、或いはリン脂質、糖脂質などの脂質分子が挙げられる。
【実施例】
【００１７】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１）
［Ｎ−（グリシルグリシン）トリデカンカルボキサミドの合成］
グリシルグリシンベンジルエステル塩酸塩０．５７ｇ（２．２ミリモル）にトリエチルアミン０．３１ｍｌ（２．２ミリモル）を加えエタノール１０ｍｌに溶解した。ここにトリデカンカルボン酸０．４６ｇ（２ミリモル）を含むクロロホルム溶液５０ｍｌを加えた。この混合溶液を−１０℃で冷却しながら１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩０．４２ｇ（２．２ミリモル）を含むクロロホルム溶液２０ｍｌを加え、徐々に室温に戻しながら一昼夜撹拌した。反応溶液を１０重量％クエン酸水溶液５０ｍｌ、４重量％ 炭酸水素ナトリウム水溶液５０ｍｌ、純水５０ｍｌで洗浄した後、減圧下で濃縮し白色固体（Ｎ−（グリシルグリシンベンジルエステル）トリデカンカルボキサミド）０．５７ｇ（収率６５％）を得た。得られた化合物０．４３ｇ（１ミリモル）をジメチルホルムアミド１００ｍｌに溶解し、触媒として１０重量％パラジウム／炭素を０．５ｇ加え、接触水素還元を行った。６時間後、セライトろ過した後、減圧下で濃縮することにより、Ｎ−（グリシルグリシン）トリデカンカルボキサミド０．２１ｇ（収率６０％）を得た。
この物理的性状及び元素分析値（燃焼法による）の測定結果を次に示す。
融点：158℃
元素分析（C18H34N2O4）
計算値（％）C63.13、H10.01、N8.18
実測値（％）C62.09、H9.65、N8.25
【００１８】
（実施例２）
実施例１で得られたＮ−（グリシルグリシン）トリデカンカルボキサミド０．５ｇを６０℃に加温したエタノール５０ｍｌに溶解し、その後、５５℃で溶媒を留去した。
得られた生成物を電子顕微鏡観察の結果を図２に示す。電子顕微鏡写真より、平均外径が１００ｎｍである有機ナノチューブが得られたことがわかった。
また、得られた生成物の赤外吸収スペクトル測定の結果を図３に示す。通常、カルボン酸の赤外吸収は１７００〜１７５０ｃｍ−１の範囲に見られるが、図３を見ると二量体に帰属される１７００ｃｍ−１近辺の１本のみが観察される。有機ナノチューブの表面にカルボン酸が存在する場合は、横方向への水素結合ネットワークが形成することで１７２５ｃｍ−１近辺に赤外吸収を示すため、この有機ナノチューブの表面にはカルボン酸とは逆に位置するトリデシル基が存在することがわかった。
【００１９】
（実施例３）
ドコサヘキサエン酸０．０１６ｇをヘキサン１０ｍｌに溶解し、この溶液に実施例２で得られた表面にトリデシル基をもつ有機ナノチューブ０．０３４ｇを分散させた。１時間放置し、その後、遠心分離器で沈殿物を分離し、減圧乾燥すると淡黄色粉末が得られた。
得られた生成物の電子顕微鏡観察の結果を図４に示す。赤外吸収スペクトルによりドコサヘキサエン酸が周囲に付着した有機ナノチューブを確認した。
【００２０】
（実施例４）
ドデカンチオールで保護した金ナノ粒子をヘキサン１０ｍｌに溶解し、この溶液に実施例２で得られた表面にトリデシル基をもつ有機ナノチューブ０．０３４ｇを分散させた。１時間放置し、その後、遠心分離器で沈殿物を分離し、減圧乾燥すると黒褐色粉末が得られた。
得られた生成物の電子顕微鏡観察の結果を図５に示す。電子顕微鏡写真よりドデカンチオールで保護した金ナノ粒子が周囲に付着した有機ナノチューブを確認した。
【００２１】
（実施例５）
ドデシル硫酸ナトリウム０．０２９ｇを水１０ｍｌに溶解し、この溶液に実施例２で得られた表面にトリデシル基をもつ有機ナノチューブ０．０３４ｇを分散させた。１時間放置し、その後、遠心分離器で沈殿物を分離し、減圧乾燥すると白色粉末が得られた。
得られた生成物の電子顕微鏡観察の結果を図６に示す。赤外吸収スペクトルによりドデシル硫酸ナトリウムが周囲に付着した有機ナノチューブを確認した。
【００２２】
（実施例６）
セチルトリメチルアンモニウム臭化物０．０７３ｇを水１０ｍｌに溶解し、この溶液に実施例２で得られた表面にトリデシル基をもつ有機ナノチューブ０．０３４ｇを分散させた。１時間放置し、その後、遠心分離器で沈殿物を分離し、減圧乾燥すると白色粉末が得られた。
得られた生成物の電子顕微鏡観察の結果を図７に示す。赤外吸収スペクトルによりセチルトリメチルアンモニウム臭化物が周囲に付着した有機ナノチューブを確認した。
【００２３】
（実施例７）
ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル（非イオン系界面活性剤、商品名、トリトンＸ−１００）０．０２ｇを水１０ｍｌに溶解し、この溶液に実施例２で得られた表面にトリデシル基をもつ有機ナノチューブ０．０３４ｇを分散させた。１時間放置し、その後、遠心分離器で沈殿物を分離し、減圧乾燥すると白色粉末が得られた。
得られた生成物の電子顕微鏡観察の結果を図８に示す。赤外吸収スペクトルによりトリトンＸ−１００が周囲に付着した有機ナノチューブを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の、疎水表面をもつ有機ナノチューブと疎水性部位をもつ物質の複合化についての概念図。
【図２】実施例２で得られた生成物の透過型電子顕微鏡写真。
【図３】実施例２で得られた生成物の赤外吸収スペクトル。
【図４】実施例３で得られた生成物の透過型走査電子顕微鏡写真。
【図５】実施例４で得られた生成物の走査電子顕微鏡写真。
【図６】実施例５で得られた生成物の走査電子顕微鏡写真。
【図７】実施例６の走査電子顕微鏡写真。
【図８】実施例７で得られた生成物の透過型走査電子顕微鏡写真。
【図３】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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