(57)【要約】  アセトアセチル化糖類の生成物およびそのような生成物の製造方法。本方法は、酵素を反応のための触媒として用いる酵素的なものである。酵素的方法は、いかなる酵素も用いない他の化学的合成法と比較して、より良好な収率およびより緩和なプロセス条件を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖類、ジケテン、および触媒的に有効な量の酵素を反応混合物として、酵素が糖類とジケテンとの反応を触媒してアセトアセチル化糖類を形成させる条件下で組み合わせることを含む、アセトアセチル化糖類の製造方法。
【請求項２】
酵素が加水分解酵素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
加水酵素が、リパーゼ、エステラーゼ、およびプロテアーゼの少なくとも１種を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
加水分解酵素がリパーゼを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
酵素が反応混合物の約０．０５重量％〜約５重量％の量で存在し、ここにおいて反応混合物がさらに溶媒を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
酵素が反応混合物の約０．１重量％〜約１重量％の量で存在する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
酵素が反応混合物の約０．１重量％〜約１０重量％の量で存在し、ここにおいて反応混合物が溶媒を含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
酵素が反応混合物の約０．５重量％〜約８重量％の量で存在する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
溶媒が少なくとも１種の極性非プロトン性溶媒を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホン、およびピリジンの少なくとも１種を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルホキシドの少なくとも１種である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
反応混合物の温度を約２５〜７０℃で約１〜１４４時間維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
反応混合物の温度を約３５〜６５℃で約１〜２４時間維持することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
糖類が、グルコース、セルロース、微結晶セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、デンプン、カチオン性デンプン、酸化デンプン、予備ゼラチン化デンプン、改質デンプン、およびグアルの少なくとも１種を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
糖類がヒドロキシエチルセルロースである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
糖類がデンプンである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき０．１〜９５重量％の糖類を含み、ここにおいて該反応混合物がさらに溶媒を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき０．１〜１５重量％の糖類を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき０．１〜９５重量％の糖類を含み、ここにおいて該反応混合物が溶媒を含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき４０〜９５重量％の糖類を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき５０〜６５重量％の糖類を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき０．１〜５０重量％のジケテンを含み、ここにおいて該反応混合物がさらに溶媒を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき０．１〜１０重量％のジケテンを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき１〜５０重量％のジケテンを含み、ここにおいて該反応混合物が溶媒を含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき５〜２５重量％のジケテンを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
組み合わせている反応混合物が、該反応混合物の全重量に基づき約１０〜１５重量％のジケテンを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
糖類、ジケテン、および触媒的に有効な量の酵素を反応混合物として、酵素が糖類とジケテンとの反応を触媒してアセトアセチル化糖類を形成させる条件下で組み合わせることを含むアセトアセチル化糖類の製造方法であって；
酵素を糖類とジケテンの混合物に加えて、糖類とジケテンとの反応を触媒させ；
酵素がリパーゼであり、反応混合物の約０．１〜約１重量％の量で存在し；
糖類が、組み合わせている反応混合物の約０．１〜約１５重量％の量で存在するヒドロキシエチルセルロースまたはデンプンであり；
ジケテンが、組み合わせている反応混合物の約０．１〜約１０重量％の量で存在し；
反応混合物がさらに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルホキシドの少なくとも１種の溶媒を含み；
該方法がさらに、反応混合物の温度を約３５〜約６５℃で約１〜約２４時間維持することを含む、
前記アセトアセチル化糖類の製造方法。
【請求項２８】
請求項１に記載の方法を用いて製造した生成物。
【請求項２９】
水溶液の粘度を上昇させるための、金属イオンとの組合わせにおける請求項２８に記載の生成物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、酵素的方法を用いた糖類のジケテンでのアセトアセチル化に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．背景および関連技術の説明
糖類は、改質されたものも未改質のものもともに、紙、塗料、建設材料およびパーソナルケア製品への添加剤として広く用いられている。多くの用途では、糖類の化学構造を改質して、追加的官能性を有するようにすることが望ましい。例えば、二座の連結基(ligating group)を糖類上にグラフトさせることにより糖類をアセトアセチル化した場合、そのアセトアセチル化糖類はＣａ2+、Ｆｅ3+、およびＡｌ3+などの金属イオンと錯体を形成することができ、その結果他の媒体から金属イオンを除去することができる。
【０００３】
アセトアセチル化糖類は化学的方法を用いて合成されてきた。例えば、Shimokawaへの米国特許第４７０８８２１号には、アセトアセチル化ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）を合成するための化学的方法が開示されている。Edgar et al.への米国特許第５３６０８４３号には、塩化リチウムとカルボキサミドを含む溶媒系中でセルロース材料をジケテンと接触させることによりセルロースアセトアセテートを合成するための化学的方法が開示されている。Sobotta et al.への米国特許第５５６５０３７号には、１，２，５，６−ジアセトン−Ｄ−グルコースを調製するためのグルコースとジケテンとの化学反応が開示されている。米国特許第３３６１５８５号および第３３４２８０６号には、デンプンアセトアセタレート(starch-acetoacetalate)を調製する化学的方法が開示されている。
【０００４】
２０００年５月５日提出の米国特許出願第０９／５６４５７５号には、酵素を触媒として用いたエステル化糖類生成物の製造方法が開示されている。疎水性に改質された糖類を製造するためのアルキルケテンダイマーと糖類、例えばセルロース系またはグアル誘導体との反応が、高い反応収率で酵素により触媒されうることが開示されている。また、化学的合成が酵素により触媒される場合、反応条件は、酵素のない反応に比べはるかに穏和である。
【０００５】
酵素は、アセトアセチル化糖類を調製するための触媒として利用されていない。したがって、糖類とジケテンとの反応を触媒させるために酵素を用いてアセトアセチル化糖類を調製することは、そのような酵素反応はより穏和な反応条件に起因してより高収率およびより低い加工費を有することができるので、有利である。
【発明の開示】
【０００６】
発明の概要
本発明は、アセトアセチル化糖類の製造方法である。該方法は、糖類、ジケテン、および触媒的に有効な量の酵素を反応混合物として、酵素が糖類とジケテンとの反応を触媒してアセトアセチル化糖類を形成させる条件下で含む。好ましい酵素は、リパーゼ、エステラーゼ、およびプロテアーゼなどの加水分解酵素である。
発明の詳細な説明
特記しない限り、すべてのパーセンテージ、部、比率などは重量に基づく。
【０００７】
特記しない限り、化合物または成分に対する言及は、化合物または成分を、それ自体、ならびに化合物の混合物のように他の化合物または成分との組合わせで含む。
さらに、量、濃度、またはその他の値もしくはパラメーターが、好ましい最大値および好ましい最小値の一覧として与えられている場合、これは、好ましい最大値と好ましい最小値の任意の対から形成されるすべての範囲を、範囲が別々に開示されているか否かにかかわらず、具体的に開示するものとして理解すべきである。
【０００８】
また、本明細書中で用いる場合：
“粘度”は、DV-I Viscometer (Brookfield Viscosity Lab、Middleboro、マサチューセッツ州)を用いて測定する。選択したスピンドル（２番）を計器に取り付け、これを０〜８０ＲＰＭの速度に設定する。蒸留水中の生成物の懸濁液を９０℃で３０分間加熱する。得られる混合物を約２４℃まで冷却する。ブルックフィールド粘度用スピンドルを、気泡を捕捉しないように慎重に溶液に挿入した後、２４℃において上記速度範囲内の速度で３分間回転させる。単位はセンチポアズである。
【０００９】
“酵素を失活させる”という用語は、酵素の化学的および生化学的性質を変化させて、その活性を消去または低下させる方法をさす。
“加水分解の”または“加水分解”という用語は、水の添加により２種以上の生成物を与える、エステルまたはアミド結合のような結合の開裂をさす。
【００１０】
“置換度”という用語は、各アンヒドログルコース単位へ付着しているアセトアセチル基の平均数を意味する。
本発明は、１種以上の酵素を反応触媒として用いた糖類のアセトアセチル誘導体の合成を開示するものである。該合成は、ジケテンを、多糖類もしくは単糖類またはそれらの混合物のいずれかであることができる糖類と、触媒的に有効な量の酵素の存在下で反応させることを包含する。反応中に、ジケテンが糖類上にグラフトして、アセトアセチル官能性をもたらす。ジケテンとデンプン、すなわち多糖類の反応について、以下に例を挙げる。ジケテンと他の糖類との反応は、以下に示すようなものと同様の化学構造変化を有すると考えられる：
【００１１】
【化１】
2005508651.tif 000002
【００１２】
酵素の使用は反応を促進する。酵素を反応混合物中に用いた場合、酵素を用いない反応と比較して、反応温度は低く、反応時間は短縮する。理論により結びつけようとしなくても、酵素がジケテンを開環すると理論上想定される。不安定な開環したジケテン基が糖類のヒドロキシル基と反応して、アセトアセチル化糖類を形成する。このように、ジケテンが糖類上にグラフトして、アセトアセチル官能性をもたらす。
【００１３】
酵素の使用は他の利点を有する。例えば、そのような反応に酵素を使用すると、反応収率が上昇する。酵素を触媒として使用しないと、糖類／ジケテン反応は、なお進行することはできるが、反応収率ははるかに低いことが見いだされている。例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中でのグルコース、ジケテン、およびリパーゼの反応では、グルコース−６−アセトアセトネートが約７５％の収率で生成する。同じ反応で酵素を使用しない場合、グルコース−６−アセトアセトネートはほんの約２０％の収率で生成する。
【００１４】
溶媒媒体は反応に影響を及ぼすことができる。反応を１種以上の有機溶媒中で進行させることが通常は好ましいが、酵素的に触媒された反応は、溶媒媒体の存在の有無にかかわらず進行することができる。水および無機溶媒は、反応の収率および速度を低下させうることが見いだされている。したがって、反応は、水もしくは無機溶媒の非存在下または最小量の水もしくは無機溶媒下で、実施することが好ましい。
【００１５】
溶媒の存在下でアセトアセチル化糖類を生成させるための典型的な酵素反応では、糖類、ジケテンおよび反応を触媒することができる酵素の反応混合物を、１種以上の有機溶媒中で組み合わせる。この反応混合物の成分は、任意の特定順序で加えることができる。好ましい方法では、触媒酵素を、糖類とジケテンを含む混合物に加える。糖類は反応混合物の約０．１〜９５重量％を構成することができ、好ましい量は約０．１〜１５重量％、もっとも好ましい量は約３重量％である。ジケテンは反応混合物の約０．１〜５０重量％を構成することができ、好ましい量は約０．１〜１０重量％、もっとも好ましい量は約４重量％である。酵素は反応混合物の約０．０５〜５重量％を構成することができ、好ましい量は約０．１〜１重量％、もっとも好ましい酵素の量は約０．３重量％である。
【００１６】
反応混合物中のジケテンと糖類の比率（ｍＬ／ｇ）が、アセトアセチル化糖類生成物が水に可溶であるか否かを決定する。これは同様に、アセトアセチル化糖類の適用を決定する。一般に、そのような比率がより高いとき、反応生成物はより水に溶解しにくい。その比率がより低い場合、反応生成物は水により溶解するようになる。例えば、ヒドロキシエチルセルロース、すなわち多糖類を糖類として用いる場合、そのような比率が０．０２より高いときに、アセトアセチル化糖類生成物は水に不溶であることが見いだされている。比率が０．０２より低い場合、生成物は徐々に水に溶解する。
【００１７】
水不溶性のアセトアセチル化糖類は、異なる形の媒体が望ましい場合にその用途が見いだされる。例えば、不溶性のアセトアセチル化糖類を用いると、水性などの液体流から金属イオンまたは他の類似の化学物質を除去することができる。一方、可溶性のアセトアセチル化糖類は、例えば、増粘剤およびレオロジー改質剤として用いることができる。
【００１８】
反応温度および時間も、反応それ自体に対する影響を有する。一般に、反応温度が高いほど、生成物の標的反応収率に達するのにかかる時間は短い。通常、反応混合物を約２５〜７０℃で約１〜１４４時間維持する。好ましい方法では、反応混合物を約３５〜６５℃で約１〜２４時間維持する。もっとも好ましい方法では、反応混合物を約５０℃で約５時間維持する。
【００１９】
生成物の異なる用途によって、使用済み触媒酵素の存在が問題を示すことがあり、または示さないことがある。反応終了時に、場合によっては酵素はその活性を失い、失活したものになることが見いだされている。酵素は、多くの因子、例えば、温度、有機溶媒、金属イオン、および当分野の技術者に公知の他の手段により失活することができる。理論により結びつけようとしなくても、酵素が反応温度下でその活性の一部を失い始める可能性があることが考えられる。この活性の喪失は、反応時間の持続期間にわたり進行することができる。反応期間終了までに酵素の活性のすべてまたは大部分が失われ、したがって酵素が失活することが考えられる。失活した酵素は、反応混合物中の不純物になる。必ずしも常にではないが、酵素が失活していることを確実にするために、さらなる酵素失活法を用いてもよい。例えば、反応混合物をさらに９０〜１００℃で約１０分間加熱することができる。
【００２０】
反応中に、失活した酵素ならびに未反応のジケテンおよび糖類のような不純物が、反応が進行し終了するに従って反応混合物中に存在する可能性があるため、典型的な反応後の精製および分離を実施して反応生成物をさらに精製してもよい。例えば、反応生成物をジクロロメタンのような溶媒で抽出することができる。ソックスレー抽出を、溶媒を用いて実施することもできる。その後、生成物を恒量まで真空下で乾燥する。
【００２１】
本発明に用いられる糖類は、多糖類、オリゴ糖、および単糖類であることができる。多糖類は、以下の１種以上であることができるが、これに限定されない：セルロース、微結晶セルロース、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、デンプン、カチオン性デンプン、酸化デンプン、予備ゼラチン化デンプン、改質デンプン、グアル、カチオン性グアル、アニオン性グアル、および改質グアル。好ましくは、糖類はヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）および／またはデンプンを含む。単糖類およびオリゴ糖、例えばグルコース、ラクトース、スクロース、マルトース、およびセロビオースを本発明に用いることができるが、これらに限定されない。
【００２２】
本発明に従った酵素は、糖類とジケテンとの反応を触媒することができる１種以上の酵素を含むことができる。好ましくは、酵素は少なくとも１種の加水分解酵素を含む。酵素は、合成または天然の源に由来することができる。酵素は、反応混合物に懸濁液として直接加えてもよく、または反応器中の不活性担体上に固定化してもよい。酵素は、完全または部分的に活性な形にあることができる。本発明の加水分解酵素には、リパーゼ、エステラーゼ、プロテアーゼ、またはそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。好ましくは、酵素はリパーゼ、例えばAmanoからのLipase PSまたはDiversaからのCLONEZYMESTM ESL-001系列である。
【００２３】
溶媒の存在がこの酵素反応には好ましい。多くの異なる溶媒およびその混合物を、反応混合物中の溶媒として用いることができる。好ましい溶媒は、極性非プロトン性溶媒の少なくとも１種である。極性非プロトン性溶媒は適度に高い誘電率を有し、酸性水素を含有しない（例えば、R. T. MorrisonおよびR. N. Boyd、"Organic Chemistry"、第４版、p.33）。極性非プロトン性溶媒には、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラメチレンスルホン、およびピリジンが含まれるが、これらに限定されない。好ましい溶媒は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルホキシドの少なくとも１種である。
【００２４】
反応混合物中に少なくとも１種の溶媒を有することが好ましいが、本発明の合成は、溶媒の非存在下でも進行することができる。
溶媒の非存在下で実施する反応では、反応を実施するために用いられる糖類、ジケテン、および酵素の量が、溶媒が存在する場合の量と異なる。そのような反応環境では、酵素は反応混合物の約０．１〜１０重量％を構成することができ、好ましい量は約０．５〜８重量％、もっとも好ましい量は約５重量％である。糖類は反応混合物の約０．１〜９５重量％を構成することができ、好ましい量は約４０〜９５重量％、もっとも好ましい量は約５０〜６０重量％である。ジケテンは反応混合物の約１〜５０重量％を構成することができ、好ましい量は約５〜２５重量％、もっとも好ましい量は約１０〜１５重量％である。
【００２５】
本酵素的方法を用いて製造される生成物の有用な特性の一つは、その粘度を、追加的処理を用いて操作することができる点である。通常、酵素反応の後、本発明のアセトアセチル化糖類試料は、未改質糖類と比較して溶液の粘度において変化を示さないか、あるいはわずかな上昇を示す。しかしながら、Ｃａ2+またはＦｅ3+などの金属イオンを反応混合物に加えると、生成物溶液の粘度は著しく上昇する。理論により結びつけようとしなくても、金属イオンが２種以上のアセトアセチル基またはアセトアセチル基と糖類基に架かる橋を形成し、それにより２種以上のポリマー鎖の間に“架橋”を形成すると、理論上想定される。粘度は、時間に伴い上昇または低下することができる。例えば、粘度は、金属イオンをアセトアセチル化ＨＥＣに加えた場合は時間に伴い上昇するが、金属イオンをアセトアセチル化デンプンに加えた場合は時間に伴い低下する。アセトアセチル化糖類溶液に過剰な金属イオンを加えると、その粘度は低下する。理論により結びつけようとしなくても、過剰なイオンがすべての利用可能なアセトアセチル基と結びつき、したがってアセトアセチル化糖類の異なる鎖の間の“架橋”相互作用を減少させると、理論上想定される。
【００２６】
独特の特性に起因し、本発明の生成物は多くの異なる用途を見いだすことができる。例えば、アセトアセチル化糖類のアセトアセチル基は金属イオンと容易に錯体を形成することができるので、アセトアセチル化糖類溶液を用いて、他の媒体から金属イオンを除去することができる。ジケテンと糖類の重量比を慎重にモニタリングすることにより、水不溶性のアセトアセチル化糖類を調製して、水流から金属イオンを除去することができる。
【００２７】
さらなる詳述がなくても、当分野の技術者なら、先の説明を用いて、本発明をその最大限の範囲まで利用することができると考えられる。さらに、酵素が触媒する該方法を多糖類でないポリマーで実施して、多糖類でないアセトアセチル化ポリマーを生成させることができる。
【実施例】
【００２８】
本発明を以下の実施例により例示するが、これらは表示の目的のために提供するものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。特記しない限り、すべてのパーセンテージ、部などは重量に基づく。
実施例１
グルコース（０．３６ｇ、Aldrichから）、ジケテン（０．３１ｇ、Aldrichから）、およびリパーゼ（DiversaからのESL-001-07、２０ｍｇ）の反応混合物を、１０ｍＬの無水ＤＭＦ中で調製した。反応混合物を室温で５日間撹拌した。追加的な１０ｍｇの同リパーゼを、第３日目に反応混合物に加えた。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）は１種の主要生成物を示し、これをカラムクロマトグラフィーを用いて単離した。反応収率は７５％であった。1Ｈ−ＮＭＲは、α，β−グルコースと、他に２．２４および３．３４ｐｐｍに２種の単一ピークを示しており、これらはアセトアセトネートに由来するものである。13Ｃ−ＮＭＲスペクトルでは、２８．７、４９．６、１６７．６、および２０１．９ｐｐｍのピークがアセトアセトネートに属する。６４．０５および６４．１３ｐｐｍのピークは、α，β−グルコースのＣ−６に帰属する。これら２種のピークは、未反応グルコースから３ｐｐｍ低磁場側にある。これは、アセトアセトネートがα，β−グルコースのＣ−６に位置特異的に付着していることを示唆している。
実施例２
ＨＥＣ（０．３ｇ、Hercules）、ジケテン（０．４ｍＬ、Aldrich）、およびリパーゼ（２０ｍｇ、Diversaから）の反応混合物を、１０ｍＬの無水ＤＭＦ中で調製した。反応混合物を室温で５日間撹拌した。追加的な１０ｍｇの同リパーゼを、第３日目に反応混合物に加えた。反応後、反応混合物を過剰量のジエチルエーテル（６０ｍＬ）に注ぎ入れた。沈殿物を分離し、ヘキサン／ＣＨＣｌ3（２：１モル比）で２４時間抽出した。０．３４３ｇの固体が得られた。1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲ、およびＩＲを用いた分析は、固体生成物が主にＨＥＣ−アセトアセトネートであることを示している。このようにして調製したＨＥＣ−アセトアセトネートは、水に完全に溶解しない。表１に要約するように、置換度（Ｄ．Ｓ．）は、異なるリパーゼを異なる反応時間で用いると変動する。
【００２９】
【表１】
2005508651.tif 000003
【００３０】
実施例３
アセトアセチル化糖類生成物の水への溶解性は、反応開始時の反応混合物中のジケテンと糖類の比率に依存する。比較検討を実施した。ＨＥＣ（２ｇ、Hercules）および異なる量のジケテンの反応混合物を、ＮＭＰまたはＤＭＡｃのいずれか一方の有機溶媒中で、酵素を用いるか用いないで調製した。各反応を、室温で５日間放置して進行させた。生成物をアセトン中に沈殿させ、回収した。表２に結果を要約する。表２は、ジケテン／ＨＥＣ（ｍＬ／ｇ）の比率が０．０２未満である場合、アセトアセチル化ＨＥＣは水に可溶であることを示している。
【００３１】
【表２】
2005508651.tif 000004
【００３２】
同様の条件下でのＣ４およびＤ１行は、異なる溶解性の結果になった；乾燥条件が溶解性に影響を及ぼした可能性がある、すなわち、一方の試料はより“角化している(hornified)”または内部架橋している可能性があり、他方はそのようになっておらず、その結果溶解性に影響を及ぼしていると、理論上想定される。
実施例４
０．０１のジケテン／ＨＥＣ比率（ｍＬ／ｇ）を有する反応混合物を、酵素を用いずに有機溶媒のＤＭＡｃ中で調製した。反応を、室温で５日間放置して進行させた。生成物をアセトン中に沈殿させ、濾過により収集した。その後、生成物を水に溶解して１％溶液を調製した（試料Ｓ）。その溶液のブルックフィールド粘度を、異なる測定ｒｐｍ速度で測定した。結果を図１に示す。同じ溶液レベルの未改質ＨＥＣの対照試料（試料Ｃ）も、その粘度について検討した。その他の比較検討も、０．２５重量％のＦｅ3+を対照試料の溶液およびアセトアセチル化ＨＥＣ溶液に加えることにより実施した（試料Ｃ＋ＦｅおよびＳ＋Ｆｅ）。
【００３３】
図１は、対照溶液（試料Ｃ）、試料Ｓ、および試料Ｃ＋Ｆｅの粘度が同じであることを示している。しかしながら、試料Ｓ＋Ｆｅの粘度は明らかに高い。
試料Ｓ＋Ｆｅ溶液および対照溶液の試料Ｃを、それらの粘度について２日間モニタリングした。試料Ｓ＋Ｆｅの粘度は時間に伴い上昇し、試料Ｃの粘度は時間に伴い低下した（図２）。実験中、両溶液のｐＨは２のままであった。
実施例５
デンプン（StaleyからのStalok 140、１０ｇ）をＤＭＳＯ（２００ｍＬ）に加え、混合物を９０〜９５℃に加熱して、透明な溶液を得た。その溶液を５０℃まで冷却した。ジケテン（５ｍＬ、Aldrich）と、続いてLipase PS（Amanoから、０．８ｇ）を加えた。反応混合物を５０℃で５時間撹拌した後、イソプロピルアルコール（６００ｍＬ）に注ぎ入れた。沈殿物を真空濾過により収集し、さらにＩＰＡを溶媒として用いてソックスレー抽出により６時間精製した。その後、固体を５０℃の真空下で恒量まで乾燥した。この実験の収量は１０．０２ｇであった。
【００３４】
興味深いことに、アセトアセチル化デンプンの粘度は、未改質デンプンと比較して著しく上昇した。試料は、４％溶液で測定した。未改質デンプンの粘度は８．３４ｃｐｓであり、アセトアセチル化デンプンの粘度は６６ｃｐｓであった。
実施例６
アセトアセチル化デンプンの粘度に対する異なる金属イオンの影響も検討した。実施例５のアセトアセチル化デンプンに０．０５％のＦｅ3+を加えると、粘度は９１．１ｃｐｓに上昇した。実施例５のアセトアセチル化デンプンに０．０５％のＣａ2+を加えると、粘度は２７４．２ｃｐｓに上昇した。
【００３５】
金属イオン（Ｃａ2+など）の濃度も、アセトアセチル化デンプン溶液の粘度に役割を果たす。図３は、金属濃度が上昇すると、粘度は最初は上昇し、その後低下することを示している。Ｃａ2+を０．０５％で加えると、粘度の上昇が最大になる。
実施例７
本発明は、いかなる有機溶媒も用いることなく実施することができる。リパーゼ（０．５ｇ、Amano）、ジケテン（５ｍＬ、Aldrich）、およびマルトデキストリン（５ｇ、Grain Processing Corp.）の反応混合物を、いかなる有機溶媒媒体も用いることなく調製した。反応混合物を５０℃まで６．５時間加熱し、アセトンを用いて沈殿させた。固体を、真空濾過を用いて収集し、さらにクロロホルムを用いてソックスレー抽出により精製した。収量は３．３ｇであった。ＩＲおよび1Ｈ−ＮＭＲにより、ジケテンがマルトデキストリン上にグラフトしたことが裏づけられた。
【００３６】
上記説明から、当分野の技術者なら、本発明の実質的特色を容易に確認することができ、そしてその精神および範囲から逸脱することなく、本発明にさまざまな変更および修正を加えてこれをさまざまな使用および状態に適合させることができる。例えば、すべての実施例において、生成物は真空下で乾燥する。しかし、生成物を常圧で乾燥することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】アセトアセチル化ヒドロキシエチルセルロース（アセトアセチル化ＨＥＣ）の１％溶液（試料Ｓ）および未改質ＨＥＣの対照溶液である試料Ｃのブルックフィールド粘度、ならびに０．２５％のＦｅ3+をアセトアセチル化ＨＥＣおよび対照溶液に加えたときのブルックフィールド粘度を例示する図である。
【図２】０．２５％Ｆｅ3+を含むアセトアセチル化ＨＥＣ（試料Ｓ＋Ｆｅ）および未改質ＨＥＣの対照溶液（試料Ｃ）のブルックフィールド粘度を時間の関数として例示する図である。
【図３】時間およびＣａ2+濃度の関数としてのアセトアセチル化デンプンの粘度ならびに金属イオンを含まないアセトアセチル化デンプン（対照）との比較を例示する図である。
【国際調査報告】
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