(57)【要約】【課題】有機化合物を分子状態として溶解させるから、貧溶媒であっても飽和濃度を超えて溶解させることができ溶媒の制限が無く、溶媒の温度を上昇させることがないため有機顔料だけでなく医薬品の薬効成分やタンパク質をはじめとする加熱できない様々な有機化合物を溶解することが可能であり、加えて溶解させた溶液から化合物の析出が起こりにくいため、反応、精製、加工等が容易にできる幅広い分野で利用可能な有機化合物の過飽和溶液と該溶液の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】有機化合物が前記有機化合物に対する貧溶媒に、飽和濃度を超えて溶解していることを特徴とする有機化合物の過飽和溶液と該溶液の製造方法を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物が前記有機化合物に対する貧溶媒に、飽和濃度を超えて溶解していることを特徴とする有機化合物の過飽和溶液。
【請求項２】
前記貧溶媒が極性もしくは無極性溶媒であって、溶質たる有機化合物の溶解度が１０−２％以下であること特徴とする請求項１に記載の有機化合物の過飽和溶液。
【請求項３】
前記有機化合物が医薬品の薬効成分であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機化合物の過飽和溶液。
【請求項４】
前記有機化合物が有機色素であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機化合物の過飽和溶液。
【請求項５】
有機化合物と前記有機化合物に対する貧溶媒との混合物にレーザーを照射することによって、前記貧溶媒に前記有機化合物を、飽和濃度を超えて溶解させることを特徴とする有機化合物の過飽和溶液の製造方法。
【請求項６】
前記レーザーが、紫外光、可視光、近赤外光、又は赤外光のレーザーであることを特徴とする請求項５に記載の有機化合物の過飽和溶液の製造方法。
【請求項７】
前記レーザーを、励起光強度１〜１０００ ｍＪ／ｃｍ２で照射することを特徴とする請求項５又は６に記載の有機化合物の過飽和溶液の製造方法。
【請求項８】
前記レーザーが、パルスレーザーであることを特徴とする請求項５乃至７いずれか記載の有機化合物の過飽和溶液の製造方法。
【請求項９】
前記パルスレーザーのパルス幅が、数十フェムト秒〜数百ナノ秒であることを特徴とする請求項８記載の有機化合物の過飽和溶液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物と該有機化合物に対する貧溶媒に飽和濃度を超えて溶解させた有機化合物の過飽和溶液及び該溶液の製造方法に関し、さらに詳しくは、有機化合物と該有機化合物に対する貧溶媒との混合物にレーザーを照射することで有機化合物を分子状態とし、貧溶媒に対して飽和濃度を超えて溶解させた有機化合物の過飽和溶液及び該溶液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品・農薬はもとより化粧品や光学材料など、身のまわりの機能性物質の多くは有機化合物である。これまで様々な分野で多くの有機化合物が使われてきたが、たとえ優れた機能を有する有機化合物であっても、溶媒に難溶であることにより反応、精製、加工等ができずに実用化できないという問題があった。
特に、医薬品の薬効成分が、溶媒に難溶であるため経口でしか服用できず薬効成分の効果的作用をもたらさず更には直接患部へ到達させることができない等のドラッグデリバリーシステム（以下ＤＤＳと称する）上の問題点があった。
したがって、有機化合物の貧溶媒に対する溶解性を向上させて、有機化合物の高濃度溶液を製造することは医薬品業界や塗料工業界において重要課題として要望されていた。
【０００３】
一般的には、有機化合物の溶解性を向上させる方法として、有機化合物を化学修飾する方法及び加熱する方法がある。しかしながら、有機化合物を化学修飾することにより可溶化する方法は、化学修飾されることによって有機化合物独自の物性が変化する虞があり、操作が非常に複雑であるという問題がある。また、加熱する方法は、有機化合物は一般に熱的に不安定であるため分解されやすく、加熱に適応できる有機化合物が限定されるという問題がある。
近年マイクロ波を照射することにより有機化合物の溶解度を向上させる方法が報告されている。（特許文献1）。このマイクロ波を照射することで溶解する方法は、高濃度でかつ短時間で有機化合物を溶解させることが可能であるが、溶媒が制限されるとともに適応可能な有機化合物も大きく制限されるという問題がある。さらにマイクロ波を照射する方法は溶媒の温度を上昇させるため、加熱できない有機化合物の場合は用いることができない。つまり有機化合物が医薬品の薬効成分やタンパク質などの場合には温度上昇を避ける必要があり、該方法を用いることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７０８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、溶媒の制限が無く、溶媒の温度を上昇させることがないため有機顔料だけでなく医薬品の薬効成分やタンパク質をはじめとする加熱できない様々な有機化合物を溶解することが可能であり、加えて溶解させた溶液から化合物の析出が起こりにくいため、反応、精製、加工等が容易である幅広い分野で利用可能な有機化合物の過飽和溶液と該溶液の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、有機化合物が前記有機化合物に対する貧溶媒に、飽和濃度を超えて溶解していることを特徴とする有機化合物の過飽和溶液に関する。
請求項２に係る発明は、前記貧溶媒が極性もしくは無極性溶媒であって、溶質たる有機化合物の溶解度が１０−２％以下であること特徴とする請求項１に記載の有機化合物の過飽和溶液に関する。
請求項３に係る発明は、前記有機化合物が医薬品の薬効成分であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機化合物の過飽和溶液に関する。
請求項４に係る発明は、前記有機化合物が有機色素であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機化合物の過飽和溶液に関する。
請求項５に係る発明は、有機化合物と前記有機化合物に対する貧溶媒との混合物にレーザーを照射することによって、前記貧溶媒に前記有機化合物を、飽和濃度を超えて溶解させることを特徴とする有機化合物の過飽和溶液の製造方法に関する。
請求項６に係る発明は、前記レーザーが、紫外光、可視光、近赤外光、又は赤外光のレーザーであることを特徴とする請求項５に記載の有機化合物の過飽和溶液の製造方法に関する。
請求項７に係る発明は、前記レーザーを、励起光強度１〜１０００ ｍＪ／ｃｍ２で照射することを特徴とする請求項５又は６に記載の有機化合物の過飽和溶液の製造方法に関する。
請求項８に係る発明は、前記レーザーが、パルスレーザーであることを特徴とする請求項５乃至７いずれか記載の有機化合物の過飽和溶液の製造方法に関する。
請求項９に係る発明は、前記パルスレーザーのパルス幅が、数十フェムト秒〜数百ナノ秒であることを特徴とする請求項８記載の有機化合物の過飽和溶液の製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、有機化合物が該有機化合物に対する貧溶媒に飽和濃度を超えて溶解している有機化合物の過飽和溶液であるから、これまで溶媒への溶解度が低いため、反応、精製、加工等が困難であった優れた機能性を有する有機化合物を利用可能とすることができる。
請求項２に係る発明によれば、溶媒の制限を受けず、難溶な有機化合物であっても飽和濃度を超えて溶解した有機化合物の過飽和溶液となる。
請求項３に係る発明によれば、医薬品の薬効成分が飽和濃度を超えて溶解した過飽和溶液であるので、溶媒に難溶であるために経口でしか服用できない薬効成分を注射剤、点眼剤または外用剤に加工することができ薬効成分を直接患部に到達させることができる。
請求項４に係る発明によれば、有機色素を飽和濃度を超えて溶解させた過飽和溶液であるため、発色性、色彩、鮮やかさが優れており、印刷インキ、インクジェットインキ、電子カラートナー、カラーフィルター、反射型ディスプレイ、化粧料、プラスチック類の着色材に使用できるとともに有機ＥＬの薄膜の材料として使用することができる。
請求項５に係る発明によれば、有機化合物と前記有機化合物に対する貧溶媒との混合物にレーザーを照射することによって、有機化合物を分子状態として貧溶媒に溶解させるので、溶媒の温度を上昇させることがない。そのため、溶解させる有機化合物及び溶媒の制限が無くまた、有機化合物を飽和濃度を超えて溶解させた溶液で且つ、化合物の析出の起こり難い過飽和溶液を製造することができる。
請求項６及び７に係る発明によれば、溶媒の温度を上昇させることなく貧溶媒中の有機化合物の溶解度を向上させ、有機化合物を飽和濃度を超えて溶解させた過飽和溶液を製造することができる。
請求項８に係る発明によれば、溶媒中においてレーザーアブレーションを誘起し、短時間で有機化合物を溶解させて有機化合物の過飽和溶液を製造することができる。
請求項９に係る発明によれば、溶媒中において効率よくレーザーアブレーションを誘起することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】レーザー照射により得られたキナクリドン溶液の吸収スペクトルを表わしたものである。
【図２】レーザー照射により得られたキナクリドン溶液の吸収スペクトルと完全に溶解したキナクリドン溶液の吸収スペクトルについて５２０ｎｍの波長で規格化を行った図である。
【図３】レーザー照射前後のメトトレキセート溶液の吸収スペクトルを表わしたものである。
【図４】レーザー照射前後のメトトレキセート溶液について３０４ｎｍ波長で規格化を行った図である。
【図５】レーザー照射前後のネビラピン溶液の吸収スペクトルを表わしたものである。
【図６】レーザー照射前後のネビラピン溶液について２８３ｎｍの波長で規格化を行った図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、有機化合物を分子状態として溶解させた有機化合物の過飽和溶液及び該溶液の製造方法である。
本発明に係る有機化合物を分子状態とする方法としては、有機化合物と該有機化合物に対する貧溶媒との混合物にレーザーを照射する方法が挙げられる。
以下、本発明を具体的に説明する。
【００１０】
（有機化合物について）
貧溶媒に飽和濃度を超えて溶解させる有機化合物としては医薬品の薬効成分、有機色素が好適に用いられる。
【００１１】
医薬品の薬効成分に用いた場合は、溶媒に難溶の薬効成分であっても飽和濃度を超えた高濃度の溶液を製造することができるので、溶媒への溶解度の低さから従来は経口でのみ服用可能であった薬効成分を、直接患部に到達させることができる注射剤や点眼薬または外用剤に加工することができ、ＤＤＳの観点から有用である。
【００１２】
医薬品の薬効成分は、薬事法第２条第１項に定められている医薬品を構成する薬効成分のうち、有機溶媒もしくは水に一部溶けるものであり、医療用医薬品及び一般用医薬品のいずれの薬効成分も含まれる。
薬効成分の種類は特に限定されないが、抗癌剤、抗不安剤、抗てんかん剤、抗パーキンソン剤、抗アレルギー剤、抗不整脈剤、抗生物質、抗凝血剤、抗ウイルス剤、抗腫瘍剤、ビタミン剤、鎮痛剤、抗炎症剤、利尿剤、ドーパミン作用剤、放射線製剤、興奮剤、交感神経作用剤、止血薬、咳止め薬、診断薬などが挙げられる。
【００１３】
有機色素の過飽和溶液の場合は発色性、色彩、鮮やかさに優れた溶液となり、印刷インキ、インクジェットインキ、電子カラートナー、カラーフィルター、反射型ディスプレイ、化粧料、プラスチック類の着色材に使用できるとともに有機ＥＬの薄膜の材料として使用することができる。
この発明において、塗料として用いる場合には金属メッキ等のような化学反応を行うことなく対象物を被覆することができ、金属蒸着のような色調を得るために大がかりな蒸着装置を必要とせず、従来の塗料と比べて発色性や鮮やかさの優れた塗料となる。
【００１４】
原料として用いる有機色素は、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、シアニン系、ジオキサジン系、メロシアニン系、フラーレン系、アントラピリミジン系、アントラピリドン系、アンサンスロン系、インダンスロン系、フラバンスロン系、ペリノン系、チオインジコ系、ジケトトピロール系、イソインドリン系、キノフタロン系、ポリジアセチレン系化合物が例示できるが、色素骨格はこれに限定されるものではない。
【００１５】
上記有機色素の中でもフタロシアニン系化合物やキナクリドン系化合物は光電子材料や有機ＥＬ材料として利用できるが難溶性であり取り扱い性の向上が求められているため、本発明を有効に用いることができる。
【００１６】
フタロシアニン化合物としては、チタニルフタロシアニン、バナジルフタロシアニン、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、アルミニウムフタロシアニン、鉄フタロシアニン、ニッケルフタロシアニン、コバルトフタロシアニン等が挙げられ、これらはフタロシアニン骨格に置換基を有していてもよい。
【００１７】
キナクリドン系化合物は、無置換キナクリドンと芳香環に置換基を有するキナクリドンとを含むものである。芳香環に置換基を有するキナクリドンとしては、例えば２，９−ジメチルキナクリドン、２，９−ジクロロキナクリドン、２，９−ジフルオロキナクリドン、２，９−ジメトキシキナクリドン、３，１０−ジクロロキナクリドン、４，１１−ジクロロキナクリドン等のジクロロキナクリドン、２，９−ジメチルキナクリドン等が挙げられる。
【００１８】
（貧溶媒について）
貧溶媒とは溶媒分子間の相互エネルギーが非常に強くて、溶質分子間と溶媒分子間の相互エネルギーの算術平均が、溶質分子―溶媒分子間の相互エネルギーに比べて著しく大きくなる溶媒のことを言う。
本発明における貧溶媒とは溶質たる有機化合物に対しての溶解度が、具体的には１０−２％以下（重量比）の溶媒を指す。
有機化合物の溶解に使用される貧溶媒としては特に制限は無く、水、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロベンゼン、メチルナフタレン、ジメチルホルムアミド、Ｎ-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルなどの極性溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、メチルヘプタン、ジメチルヘキサン、トリメチルヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の無極性溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は単独または２種以上併用してもよい。
【００１９】
（照射するレーザーについて）
照射されるレーザーは、特に限定されるものではなく、紫外光、可視光、近赤外光、遠赤外光の波長をもつレーザーからなる群から、溶解させる有機化合物の吸収波長に合わせて選択すればよい。
紫外光レーザーとしては、例えば、エキシマレーザー（波長１９３ ｎｍ、２４８ ｎｍ、３０８ ｎｍ、３５１ ｎｍ）や窒素レーザー（波長３３７ ｎｍ）、Ｎｄ３＋：ＹＡＧレーザーの第３高調波（波長３５５ ｎｍ）、第４高調波（波長２６６ ｎｍ）等が挙げられる。
可視光レーザーとしては、Ｎｄ３＋：ＹＡＧレーザーの第２高調波（波長５３２ ｎｍ）、Ａｒイオンレーザー（波長４８８ ｎｍ又は５１４ ｎｍ）、その他色素レーザー等が挙げられる。
近赤外レーザー光としては、種々半導体レーザー、チタンサファイアレーザー、Ｎｄ３＋：ＹＡＧレーザー、ガラスレーザー等が挙げられる。
【００２０】
この発明において、これらのレーザーと光パラメトリック発振器を用いて、紫外から近赤外領域の任意の光を発振させて用いてもよい。
発振形式については、パルス発振形式のものを用いる。
パルスレーザーとしては、パルス幅が数十フェムト秒〜数百ナノ秒のものを用いることが好ましく数百フェムト秒〜数十ナノ秒であることがより好ましい。数十フェムト秒以下であるとレーザーアブレーションは起こるがその装置が非常に高価であり、また多光子吸収による光反応が起こる虞があり、数百ナノ秒以上であればレーザーアブレーションが起こらないのでいずれの場合も好ましくないからである。
パルスレーザーの励起光強度は１〜１０００ ｍＪ/ｃｍ２とすることが好ましくまた、１０〜１００ｍＪ/ｃｍ２であることがより好ましい。励起光強度が１ ｍＪ/ｃｍ２以下であるとレーザーアブレーションの効果が低いため有機化合物が分子状態となり難く、１０００ ｍＪ/ｃｍ２を超えて照射すると有機化合物の構造が変化して機能を失う虞がありいずれの場合も好ましくないからである。
この発明において、パルスの繰り返し周波数は、１〜１０００Ｈｚが好ましくさらに好ましくは１０〜５０Ｈｚである。１Ｈｚより小さければ有機化合物を分子状態にする効率が低く、１０００Ｈｚを超えると溶媒が加熱されると同時に有機化合物の構造が変化して機能を失う虞がありいずれの場合も好ましくないからである。
【００２１】
（過飽和溶液について）
本発明に係る有機化合物の過飽和溶液は、飽和濃度を超えて溶質たる有機化合物が溶解している溶液のことを言う。
【実施例】
【００２２】
以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例1）
先ず、容器内にＮ−メチルピロリドン（３ｍｌ）を収容し、Ｎ−メチルピロリドン中に原料となる有機色素であるキナクリドン微粒子（３ｍｇ）を供給した。
供給されたキナクリドン微粒子は、Ｎ−メチルピロリドンに一部溶解し上澄み液は赤濁した色であり、一部が容器の底に沈殿する。この容器の底に沈殿している粒子をマグネチックスターラーにより攪拌を行うことによって、キナクリドン微粒子を水中に浮遊させた。
次いで、キナクリドン微粒子が混入されたＮ−メチルピロリドンに対して、光パラメトリック発振器を用いて波長５８０ｎｍのレーザー（パルス半値幅７ｎｓ、繰り返し周波数１０Ｈｚ）を励起光強度１００ｍＪ/ｃｍ２で照射したところ、微粒子は無くなり、蛍光性を有する３．２×１０−３Ｍの黄色の溶液が得られた。
レーザー照射により得られたキナクリドン溶液の吸収スペクトルを図１に示した。測定は、得られたキナクリドン溶液を３倍に希釈し、２ｍｍセルを用いて行った。
更に、レーザー照射により得られたキナクリドン溶液のスペクトルとキナクリドンがＮ−メチルピロリドンに完全に溶解する濃度である７．０×１０−５Ｍの溶液のスペクトルについて、５２０ｎｍの波長で規格化を行った。規格化した結果を図２に示した。
両スペクトルが一致していることから、レーザー照射により分解することなく、キナクリドン（３ｍｇ）がＮ−メチルピロリドン（３ｍｌ）に完全に溶解した過飽和溶液であることが分かる。本実施例で得られた溶液を室温下で１２時間静置しても結晶の析出は見られなかった。
【００２３】
（実施例２）
先ず、容器内に水を収容し、水中に原料となる薬効成分であるメトトレキセート微粒子を供給した。
供給されたメトトレキセート微粒子は、水に少量溶解し上澄み液は黄色であるが、その一部が容器の底に沈殿する。この容器の底に沈殿している粒子をマグネチックスターラーにより攪拌を行うことによって、メトトレキセート微粒子を水中に浮遊させた。
次いで、メトトレキセート微粒子が混入された水に対して、レーザー照射装置からＮｄ３＋：ＹＡＧレーザーの第三高調波（波長３５５ｎｍ、パルス半値幅７ｎｓ、繰り返し周波数１０Ｈｚ）を励起光強度７０ｍＪ/ｃｍ２で照射したところ、微粒子は無くなり、レーザー照射前よりもさらに高濃度のメトトレキセート溶液が得られた。
レーザー照射前後のメトトレキセート溶液の吸収スペクトルを図３に示した。この図から明らかなように、レーザー照射前後では明らかな吸光度の差異が観測された。
更に、レーザー照射前後のメトトレキセート溶液について、３０４ｎｍの波長で規格化を行った。規格化した結果を図４に示した。レーザー照射により得られた溶液のスペクトルが未照射のものと一致していることから、レーザー照射により分解することなく、メトトレキセートが完全に溶解した過飽和溶液であることが分かる。本実施例で得られた溶液を室温下で１２時間静置しても結晶の析出は見られなかった。
【００２４】
（実施例３）
先ず、容器内に水を収容し、水中に原料となる薬効成分であるネビラピン微粒子を供給した。供給されたネビラピン微粒子は、水に少量溶解し上澄み液は透明であるが、その一部が容器の底に沈殿する。この容器の底に沈殿している粒子をマグネチックスターラーにより攪拌を行うことによって、ネビラピン微粒子を水中に浮遊させた。
次いで、ネビラピン微粒子が混入された水に対して、レーザー照射装置からＮｄ３＋：ＹＡＧレーザーの第二高調波（波長３５５ｎｍ、パルス半値幅７ｎｓ、繰り返し周波数１０Ｈｚ）を励起光強度７０ｍＪ/ｃｍ２で照射したところ、微粒子は無くなり、レーザー照射前よりもさらに高濃度のネビラピン溶液が得られた。
レーザー照射前後のネビラピン溶液の吸収スペクトルを図５に示した。この図から明らかなように、レーザー照射前後では明らかな吸光度の差異が観測された。
更に、レーザー照射前後のネビラピン溶液について、２８３ｎｍの波長で規格化を行った。規格化した結果を図６に示した。レーザー照射により得られた溶液のスペクトルが未照射のものと一致していることから、レーザー照射により分解することなく、ネビラピンが完全に溶解した過飽和溶液であることが分かる。本実施例で得られた溶液を室温下で１２時間静置しても結晶の析出は見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明により、有機化合物を貧溶媒に溶解させるに際し、分子状態として溶解させるから、飽和濃度を超えて溶解させることができ、溶媒の制限が無く、溶媒の温度を上昇させることがないため有機顔料だけでなく医薬品の薬効成分やタンパク質をはじめとする加熱できない様々な有機化合物を溶解することが可能であり、加えて溶解させた溶液から化合物の析出が起こりにくいため、反応、精製、加工等が容易である幅広い分野で利用可能な有機化合物の過飽和溶液と該溶液の製造方法を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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