(57)【要約】【課題】ホスホリルコリン基を有するシラン化合物を高収率かつ簡便に製造できる製造方法を提供すること。【解決手段】末端にアミノ基を持つシラン化合物と、末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物とを、アミド化縮合剤に４−（４,６−ジメトキシ−１,３,５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロライドを用いてアミド化縮合反応を行うことを特徴とする、下記式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造方法である。2008143874.tif 000026                    式（３）  式（３）中、ｍは２〜６、ｎは１〜４である。Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は、それぞれ単独に、メトキシ基、エトキシ基である。ただし、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3のうち、２つまではメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基のいずれでも良い。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表される末端にアミノ基を持つシラン化合物と、下記式（２）で表される末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物とを、アミド化縮合剤に４−（４,６−ジメトキシ−１,３,５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロライドを用いてアミド化縮合反応を行うことを特徴とする、下記式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造方法。
【化１】
2008143874.tif 000021
式（１）
式（１）中、ｍは２〜６である。Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は、それぞれ単独に、メトキシ基、エトキシ基である。ただし、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3のうち、２つまではメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基のいずれでも良い。
【化２】
2008143874.tif 000022
式（２）
式(２)中、ｎは１〜４である。
【化３】
2008143874.tif 000023
式（３）
式（３）中、ｍは２〜６、ｎは１〜４である。Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は、それぞれ単独に、メトキシ基、エトキシ基である。ただし、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3のうち、２つまではメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基のいずれでも良い。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法において、プロトン性溶媒中にてアミド化縮合反応を行うことを特徴とする請求項１記載のホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の製造方法において、下記式（２）で表される末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物が、グリセロホスホリルコリンを塩酸と過マンガン酸カリウムによる酸化反応によって製造されることを特徴とする請求項１又は２記載のホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造方法。
【化４】
2008143874.tif 000024
式（２）
式(２)中、ｎは１〜４である
【請求項４】
請求項１又は２記載の製造方法において、下記式（２）で表される末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物が、グリセロホスホリルコリンを過ヨウ素酸ナトリウムと三塩化ルテニウムによる酸化反応によって製造されることを特徴とする請求項１又は２記載のホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造方法。
【化５】
2008143874.tif 000025
式（２）
式(２)中、ｎは１〜４である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホスホリルコリン基を有するシラン化合物を高収率かつ簡便に製造できる製造方法に関する。本発明の製造方法により製造されるシラン化合物は、表面改質剤（シランカップリング剤）として有用な化合物であり、生体適合性、タンパク質吸着抑制、保湿性などの様々な有用な機能を物体表面に付与することができる。
【背景技術】
【０００２】
ホスホリルコリン基を有する重合体は生体適合性高分子として検討されており、この重合体を各種基剤に被覆させた生体適合性材料が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、２−メタクロイルオキシエチルホスホリルコリンの単独重合体及び共重合体で被覆した粉末を、化粧料用粉末として利用して保湿性や皮膚密着性を改善した化粧料が開示されている。
また、特許文献２及び特許文献３には、ホスホリルコリン基を有する重合体で被覆した医療用材料や分離剤が開示されている。
【０００４】
上記の材料は、主に水酸基を有するアクリル系モノマーと２−クロロ−１，３，２−ジオキサホスホラン−２−オキシドを反応させ、更にトリメチルアミンにより４級アンモニウムとすることによりホスホリルコリン構造を有するモノマーを合成しこれを重合して得られる重合体により、その表面が被覆されたものである（重合体の製造方法に関しては特許文献４及び５を参照）。
【０００５】
特許文献４には、２−メタクロイルオキシエチルホスホリルコリンとメタクリル酸エステルの共重合体が製造され、特許文献５には、２−メタクロイルオキシエチルホスホリルコリンの単独重合体が製造されている。
【０００６】
また、特許文献６には、重合体以外のホスホリルコリン処理により生体適合性を向上させる方法として、反応基を有するホスホリルコリン基含有化合物による素材の表面処理が開示されている。
【０００７】
しかしながら、ホスホリルコリン基を有する重合体により素材を被覆して表面を改質する方法では、素材の形状によっては表面全体を効果的に被覆することは難しかった。
また、被覆した重合体が素材表面から剥離するため、耐久性に問題が生じる場合があった。さらには、素材表面が重合体により被覆されるため、ホスホリルコリン基による生体適合性を付与する目的から逸脱して、素材自体に要求されている基本的性質が失われる場合もあった。
また、被覆に用いる重合体の上記製造方法は厳密な無水条件下にて行う必要があり、手法が煩雑という問題もある。さらに、重合条件により被覆重合体に結合しているホスホリルコリン基の安定性にも問題が生じる。
【０００８】
さらに特許文献６に示されている方法は結合様式から安定性に問題があり、また処理条件も極めて限定される上に処理効率も低いものであり実用性において効果を示すことは難しかった。
【０００９】
上述の問題を解決するため、特許文献７には、あらかじめホスホリルコリン基を有する重合体を素材表面に被覆する方法ではなく、末端にアミノ基を有する有機シラン化合物と末端にカルボキシル基を有するホスホリルコリン誘導体とを原料としてアミド化縮合反応によりホスホリルコリン基含有シラン化合物｛本願発明における式（３）の化合物）｝が開示されている。そして、このシラン化合物に、共有結合可能な任意の官能基を有する素材表面に反応させると、素材表面における共有結合形成反応により、簡便かつ高い汎用性をもってホスホリルコリン基を素材表面に直接導入でき、優れた生体適合性及び親水性を有する素材が得られることが記載されている。
【００１０】
しかしながら、通常、引用文献７に開示されているようなアミド結合を有するホスホリルコリン基含有シラン化合物｛式（３）の化合物｝を合成するためには、末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物と、末端にアミノ基を持つシラン化合物とを、ＥＤＣ（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）、ＤＩＣ（ジイソプロピルカルボジイミド）、ＣＤＩ（１，１’−カルボニルジイミダゾール）などのアミド化縮合剤を添加して、反応させる方法が一般的である。
しかしながら、これらのアミド化縮合剤は水分により反応の活性が損なわれるため、グローブボックス等を用いて乾燥気流化で合成操作を行う必要があった。さらに、高価な脱水溶媒を使用して厳密な無水条件下にて行う必要があった。
また、最終目的物であるＰＣ基を有するシラン化合物が安定に溶存することができる極性プロトン性溶媒中（メタノールやエタノール等）では、反応性が低いといった問題点があった。
さらに、メタノールやエタノール中で反応を行うと、アミド化反応との競争反応である溶媒とのエステル化反応も同時に進行してしまう。そのため、副生成物の生成が避けられなかった。
【００１１】
このため、特許文献７に開示されている製造方法では、反応性と選択性を向上させるために、末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物と末端にアミノ基を持つシラン化合物とを、脱水メタノールに溶解させたあと、アミド化縮合剤のＥＤＣとともに、反応性の向上と副反応の抑制する目的で、ＮＨＳ（Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド）を添加剤として加えて製造する方法が提案されている。
しかし、前述したように厳密な無水条件下にて行う必要があり、手法が煩雑という問題があった。
また、合成後の保存時も、ＮＨＳの酸性によりシラン化合物の縮重合反応が徐々に進行するため、実用性において取り扱いの難易度が極めて高かった。
【００１２】
さらに、特許文献８には、ホスホリルコリン基含有シラン化合物の別の製造方法として、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶媒中で末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物に塩化チオニルを反応させてカルボキシル基を活性化させたあと、末端にアミノ基を持つシラン化合物を反応させ、アミド結合を有するホスホリルコリン基含有シラン化合物を合成する方法が開示されている。
この合成方法は、特許文献７の方法と比較してやや簡便である。
しかし、塩化チオニルの強い酸性により製造過程において一部のホスホリルコリン基に加水分解が起こる問題点があった。
また、製造後の保存時も、ホスホリルコリン基含有シラン化合物の脱水縮合反応が進行するため、実用性において取り扱いの難易度が極めて高い問題点があった。
【００１３】
一方、特許文献９には末端にカルボキシル基を有するホスホリルコリン誘導体{本願発明における式（２）の化合物｝と、その製造方法が詳細に開示されている。
【特許文献１】特開平７−１１８１２３号公報
【特許文献２】特開２０００−２７９５１２号公報
【特許文献３】特開２００２−９８６７６号公報
【特許文献４】特開平９−３１３２号公報
【特許文献５】特開平１０−２９８２４０号公報
【特許文献６】特表平５−５０５１２１号公報
【特許文献７】特開２００５−１８７４５６号公報
【特許文献８】特開２００６−８９８７号公報
【特許文献９】特許第３７９３５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明者らは、上述の観点に鑑み、ホスホリルコリン基含有化合物の製造方法について鋭意研究した結果、末端にアミノ基を持つシラン化合物と末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物を原料として、ＤＭＴ−ＭＭ（４−（４,６−ジメトキシ−１,３,５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロライド）をアミド化縮合剤としてメタノールやエタノール等のプロトン性溶媒中でアミド化縮合反応を行うことにより、高収率かつ簡便に製造できること見出した。
さらに、製造後も、その保存時にホスホリルコリン基含有シラン化合物どうしの縮重合反応がほとんど進行することなく、安定な状態を長期間保持できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
すなわち、本発明は、下記式（１）で表される末端にアミノ基を持つシラン化合物と、下記式（２）で表される末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物とを、アミド化縮合剤に４−（４,６−ジメトキシ−１,３,５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロライドを用いてアミド化縮合反応を行うことを特徴とする、下記式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造方法を提供するものである。
【化１】
2008143874.tif 000002
式（１）
式（１）中、ｍは２〜６である。Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は、それぞれ単独に、メトキシ基、エトキシ基である。ただし、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3のうち、２つまではメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基のいずれでも良い。
【化２】
2008143874.tif 000003
式（２）
式(２)中、ｎは１〜４である。
【化３】
2008143874.tif 000004
式（３）
式（３）中、ｍは２〜６、ｎは１〜４である。Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は、それぞれ単独に、メトキシ基、エトキシ基である。ただし、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3のうち、２つまではメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基のいずれでも良い。
【００１６】
また、本発明は、上記の製造方法において、プロトン性溶媒中にてアミド化縮合反応を行うことを特徴とするホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造方法を提供するものである。
【００１７】
さらに、本発明は、上記の製造方法において、下記式（２）で表される末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物が、グリセロホスホリルコリンを塩酸と過マンガン酸カリウムによる酸化反応によって製造されることを特徴とする上記のホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造方法を提供するものである。
【化４】
2008143874.tif 000005
式（２）
式(２)中、ｎは１〜４である
【００１８】
また、本発明は、上記の製造方法において、下記式（２）で表される末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物が、グリセロホスホリルコリンを過ヨウ素酸ナトリウムと三塩化ルテニウムによる酸化反応によって製造されることを特徴とする請求項１又は２記載のホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造方法を提供するものである。
【化５】
2008143874.tif 000006
式（２）
式(２)中、ｎは１〜４である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の製造方法の利点は以下の通りである。
（１）本発明は、高収率かつ簡便に製造できる製造方法である。したがって、量産スケールにおける製造上の課題となる製造コストを大幅に低減することが可能である。
（２）本発明は、製造後も保存時に溶液中でのホスホリルコリン基含有シラン化合物どうしの縮重合反応の進行が遅く、安定な状態を長期間保持することができる製造方法である。
（３）本発明は、製造過程におけるホスホリルコリン基の加水分解を抑制できる優れた製造方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
「式（１）で表される末端にアミノ基を持つシラン化合物」
【化６】
2008143874.tif 000007
式（１）
式（１）中、ｍは２〜６である。Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3は、それぞれ単独に、メトキシ基、エトキシ基である。ただし、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3のうち、２つまではメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基のいずれでも良い。
【００２１】
上記式（１）のシラン化合物は公知の化合物である。
ｍが３、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3がそれぞれメトキシ基の場合、Cas No.は13822-56-5である。信越化学工業株式会社（商品名：KBM-903）、ＧＥ東芝シリコーン株式会社（商品名：SILQUEST A-1110）、東レ・ダウコーニング株式会社（商品名Z-6610）等のメーカーより市販されている。
【００２２】
一般にシランカップリング剤とは、同一分子中に、有機材料と結合する置換基をもつ炭素官能性基と、無機材料に対して親和性または反応性を有する加水分解性のシリル基を科学的に結合させた構造を持つシラン化合物であり、ケイ素に結合した加水分解基はメトキシ基、エトキシ基が一般的である。
ケイ素に結合したアルコキシル基は加水分解によりシラノールを生成し、次にシラノールどうしが脱水縮重合しシロキサン架橋を生じる。これら一連の反応は平衡反応であるが、縮重合反応の方向に平衡が偏っているため、いったんシロキサン架橋を生成すると再分解することは難しくシランカップリング剤の性能劣化につながる。そこで、シランカップリング剤の安定性を保つためには、加水分解反応を抑制することが効果的である。
このようなシランカップリング剤の加水分解反応は、一般的にｐＨが７のとき最小であるので（非特許文献１）、製造中および製造後の液性が中性付近に保たれることが必要である。
「非特許文献１」Journal of Adhesion Science and Technology Volume 6, Issue 1(1992), Pages127-149
以下の反応式は、シランカップリング剤の一般的な加水分解、脱水縮重合反応の様子を説明したものである。
【化７】
2008143874.tif 000008
【化８】
2008143874.tif 000009
【００２３】
また、本発明の特徴であるメタノールやエタノールといったプロトン性溶媒中で反応を行うことにより、反応後は溶媒を置換せず、そのままの状態で合成されたホスホリルコリン基含有シラン化合物がメタノールやエタノール中に溶解している状態で存在する。
このとき合成されたホスホリルコリン基含有シラン化合物のアルコキシル基は、次式のように溶媒のアルコキシル基と交換して平衡を保っているので、この点からもシランカップリング剤の性能劣化につながる加水分解反応を抑制することができ高い安定性を保持できるのである。
【化９】
2008143874.tif 000010
【００２４】
「式（２）で表される末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物」
【化１０】
2008143874.tif 000011
式（２）
式(２)中、ｎは１〜４である。
【００２５】
上記式（２）のホスホリルコリン基含有化合物は公知の化合物である。その具体的な製造方法は、特許文献第３７９３５４６号に記載されている。
本発明においては、下記の製造方法１又は２により、式（２）の化合物を製造して、本発明の製造方法に使用することが好ましい。
特に、安価で簡便に製造できる点、高収率である点、酸化剤の反応容器への染着性が低く反応後の容器の洗浄が容易である点が有利である。したがって、過マンガン酸カリウムを酸化剤として用いる製造方法１により製造することが、より好ましい。
【００２６】
＜製造方法１＞
グリセロホスホリルコリン、塩酸、過マンガン酸カリウムをイオン交換水に加え、室温にて攪拌した後、メタノールを加え濾過し、濾液から溶媒を除去する。エタノールを加えさらに溶媒を留去することによって、式（２）に示すカルボキシル基を有するホスホリルコリン誘導体を得る。
＜製造方法２＞
グリセロホスホリルコリン、過ヨウ素酸ナトリウム、３塩化ルテニウム（水和物）をアセトニトリル水溶液に加える。室温にて攪拌した後、濾過し、濾液から溶媒を除去する。得られた固形物からメタノールにて目的物を抽出、続いてメタノールを留去することによって、式（２）に示すカルボキシル基を有するホスホリルコリン誘導体を得る。
【００２７】
「式（１）の化合物と式（２）の化合物のアミド化縮合反応」
次に、式（１）で表される末端にアミノ基を持つシラン化合物と、式（２）で表される末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物とのアミド化縮合反応について説明する。このアミド化縮合反応が本発明の特徴である。
【００２８】
本発明の特徴は、そのアミド化縮合剤に、４−（４,６−ジメトキシ−１,３,５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロライドを使用する点である。
これにより、式（３）の化合物が高収率かつ簡便に製造できる。かつ、製造後も保存時に溶液中でのホスホリルコリン基含有シラン化合物どうしの縮重合反応の進行が遅く、安定な状態を長期間確保できることとなる。
一般的に、カルボキシル基を有する化合物とアミノ基を有する化合物とは、アミド化縮合剤を添加することにより、直接的に共有結合させることが出来る。
しかしながら、式（２）のように、末端にカルボキシル基を有するホスホリルコリン含有化合物は、特にｎ＝１〜６の場合、極めて極性が高く、メタノール、エタノールといったプロトン性溶媒とその混合溶媒のみに可溶であるという特徴を有する。
しかし、このようなプロトン性溶媒中では、アミド化縮合剤として一般的に汎用されているＥＤＣ（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）、ＤＩＣ（ジイソプロピルカルボジイミド）、ＣＤＩ（１，１’−カルボニルジイミダゾール）は反応性が低い。そのため、アミド化反応との競争反応である溶媒とのエステル化反応も同時に進行してしまうので、副生成物の生成が避けられなかった。
また、塩化チオニル、五塩化リン、オキシ塩化リン、三臭化リン、オキザリルクロライドなどを用いて、カルボン酸を活性化し、活性が高いカルボン酸ハロゲン化物を経由して、アミド化縮合反応する方法の場合、ホスホリルコリン化合物のカルボン酸ハロゲン化物は一般に有機溶媒にも可溶であり、アミド化も進行するが、反応中および反応後の溶液が製造過程において強酸性になる。このため、次式で表されるホスホリルコリン基の加水分解反応が進行しやすい。したがって、最終目的物の安定性に問題があった。
【化１１】
2008143874.tif 000012
また、溶液が強酸性になることによってＰＣ基含有シラン部分の加水分解、脱水縮重合反応も進行しやすい。
また、上記のいずれの方法でも、乾燥気流での置換や反応装置の乾燥、高価な無水溶媒の使用など厳密な無水条件下にて行う必要があった。すなわち、製造条件が必ずしも簡便ではない。
【００２９】
本発明に用いる４−（４,６−ジメトキシ−１,３,５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロライド（以下、ＤＭＴ−ＭＭと称する場合がある）は、下記式（４）で表される公知のアミド化縮合剤である。Cas No.は3945-69-5である。国産化学株式会社、株式会社トクヤマ等のメーカーより市販されている。市販品は、一般に、保存時の化学的安定性を付与する目的で、意図的に水を添加して水和物として販売されている。よって、本発明の合成法も水和物を用いて検討している。一方、非水和物を使用してもよい。
【化１２】
2008143874.tif 000013
式（４）
【００３０】
例えば、非特許文献２、非特許文献３では、４−（４,６−ジメトキシ−１,３,５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロライド（Cas No.3945-69-5）のアミド化縮合剤としての特徴を、次のように報告している。
（１）水、メタノールのようなプロトン性溶媒中でも活性が高い。
（２）カルボン酸とアミンと等量で反応が進行する。
（３）常圧、室温といった温和な条件で反応が進行する。
（４）反応後も中性付近からｐＨの急激な変化が起こらない。
（５）毒性、皮膚や目への刺激性が低い。
「非特許文献２」Tetrahedron Letters Volume 40, Issue 8 (1999), Pages 5327-5330
「非特許文献３」Tetrahedron Volume 57(2001), Pages 1551-1558
【００３１】
本発明者は、上記の性質に着目して、式（１）で表される末端にアミノ基を持つシラン化合物と、式（２）で表される末端にカルボキシル基を持つホスホリルコリン基含有化合物とのアミド化縮合剤として、ＤＭＴ−ＭＭを適用した結果、式（３）のホスホリルコリン基含有シラン化合物を、高収率かつ簡便に製造できることを見出した。さらに、製造後も保存時にホスホリルコリン基含有シラン化合物どうしの縮重合がほとんど進行することなく安定な状態を長期間保持できることを見出した。
【００３２】
この理由をＤＭＴ−ＭＭによるアミド結合の反応機構を示して説明する。本反応は、次式に示すような二段階機構で進行していると考えられる。すなわち、一段階目の反応でカルボン酸がトリアジノ基に付加し、活性エステル中間体を与え、次の二段階目の反応でそのカルボニル基をアミノ基が攻撃して酸アミドを与える。
一連の反応で発生する塩酸は、一段階目の反応で脱離したＮ−メチルモルホリンによって捕捉されるため、特別な中和剤を加えることなく反応が進行する。またＤＭＴ−ＭＭは中性の塩であるが反応後もｐＨの急激な変化を生じない。このため、特に精製操作やｐＨ調整を行わなくても保存時に前述したようなシランカップリング剤のアルコキシル基の加水分解反応が起こりにくい。その結果、ホスホリルコリン基含有シラン化合物どうしの縮重合がほとんど進行することなく、安定な状態を長期間保持することができる。
【化１３】
2008143874.tif 000014
【化１４】
2008143874.tif 000015
【００３３】
本発明の製造方法においては、式（１）のシラン化合物と、式（２）ホスホリルコリン基含有化合物と、アミド化縮合剤は、通常、当モル量を反応溶媒に添加してアミド化縮合反応を行う。
反応溶媒は非プロトン性溶媒でも進行する。しかし、本発明においては、プロトン性溶媒中でアミド化縮合反応を行うことが好ましい。これは、エステル化反応が進行することによる副反応や反応速度が低いという、一般的なアミド化縮合剤を用いた反応を行う時の従来の当業者の技術常識とは異なるものである。
プロトン性溶媒を使用することにより、高収率で、目的の式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物が製造可能である。さらに、製造後の保存安定性が高いシラン化合物溶液を得ることができる。プロトン性溶媒は、メタノール、エタノールが好ましい。反応温度は０〜５０℃で、反応時間は３時間で十分である。
【００３４】
本発明の製造方法により得られる式（３）のホスホリルコリン基含有シラン化合物は、表面改質剤として極めて有用である。本発明による反応後の反応液にはＤＭＴ−ＭＭ由来の分解生成物が不純物として存在する。しかし、反応目的物を表面改質剤として使用する場合は、特に精製する必要はない。すなわち、本反応特有の不純物が存在しても表面処理に問題がない。
そして、従来の特許文献７に開示されている同一化合物と、表面改質剤として、同等の生体適合性、タンパク質吸着抑制、保湿性等の有用な機能を物体表面に付与する能力を有するものである。
すなわち、物質表面に容易に希望する量のホスホリルコリン基を導入して改質するものである。具体的には、水酸基を表面に有している物質の場合、その物質表面の水酸基と式（３）の化合物のＳｉ−ＯＣＨ3から脱水縮合反応によって化学結合を形成させる。
この化学反応は、ほとんどの有機溶媒中で、１０℃から２５０℃の温度範囲で極めて容易に定量的に進行する。この脱水縮合反応によって化学的、物理的に極めて安定なホスホリルコリン基による表面改質を施すことができる。
なお、物質表面に水酸基が存在しない場合は、式（３）の化合物を揮発性溶媒に溶解させ、その溶液を物質表面に塗布、溶媒を乾燥させる方法が有効である。具体例としては、式（３）の化合物をメタノールに溶解させ、それを物質表面に塗布する。次に、１０℃から２５０℃の温度範囲でメタノールを気化させる。さらに必要に応じて加熱処理を行う。このとき、式（３）の化合物のＳｉ−ＯＣＨ3どうしが、縮重合反応を起こして、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を生成し、物質表面を被覆することが可能である。
メタノールの揮発の際に、このように生成する皮膜は、ほとんどの物質表面に微量に存在する水酸基と所々で結合を生じるために、安定性の良好な表面改質法となる。
式（３）の化合物からなる表面改質剤は、水酸基を持たない物質のみならず、水酸基を有する物質に対しても、極めて有効な表面改質を行うことが可能である。
【実施例】
【００３５】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明は下記の実施例のみに限定されない。
【００３６】
「製造例１：式（２）のカルボキシル基を有するホスホリルコリン誘導体の合成」
２００ｍＬ三角フラスコに、グリセロホスホリルコリン（ＣＨＥＭＩ社製）５ｇ(１９．５ｍｍｏｌ)を、０．２ｍｏｌ／Ｌ塩酸水溶液（和光純薬工業社製）１００ｍＬに加えたあと、過マンガン酸カリウム（和光純薬工業社製）９．２３ｇ（５８．４ｍｍｏｌ、３．０ｍｏｌ  ｅｑ）を加え室温にて２時間攪拌した後、メタノール（試薬特級）５０ｇを加え３０分撹拌後、反応液を濾過し、得られたろ液をロータリーエバポレーターで濃縮し溶媒を除去した。無水エタノール（和光純薬工業社製）を加えさらに溶媒を留去して混在する水を除去し、下記式（５）のカルボキシル基を有するホスホリルコリン誘導体を得た。
【化１５】
2008143874.tif 000016
式（５）
【００３７】
「製造例２：式（２）のカルボキシル基を有するホスホリルコリン誘導体の合成」
２００ｍＬ三角フラスコに、イオン交換水７０g、アセトニトリル（和光純薬工業社製）３０ｇ、グリセロホスホリルコリン（ＣＨＥＭＩ社製）５ｇ(１９．５ｍｍｏｌ)、過ヨウ素酸ナトリウム（和光純薬工業社製）１７ｇ(７９．７ｍｍｏｌ、４．１ｍｏｌ  ｅｑ)、および３塩化ルテニウム（水和物）（和光純薬工業社製）８１ｍｇ(０．３９ｍｍｏｌ、０．０２ｍｏｌ  ｅｑ)を加える。室温にて２時間攪拌した後、濾過し、濾液から溶媒を除去し得られた固形物からメタノール（試薬特級）にて目的物を抽出、続いてメタノール（試薬特級）を除去することによって、上記式（５）のカルボキシル基を有するホスホリルコリン誘導体を得た。
【００３８】
製造例１及び製造例２で得られた式（５）の化合物の1Ｈ  ＮＭＲスペクトル（測定装置：JEOL JNM-ECP400、測定溶媒：methanol-d4）を図１に示す。
図１のＮＭＲスペクトルの帰属：δ3.13(s,9H),3.56(m,2H),4.16(d,J=8.3,2H), 4.26(m,2H)
また、製造例１及び製造例２で得られた式（５）の化合物のＭａｓｓスペクトル（測定装置：JEOL AccuTOF）を図２に示す。なお、図２は、下記式（６）のカルボン酸カリウム塩のカリウムイオン付加体として検出（ＭＷ：３１８）したものである。
【化１６】
2008143874.tif 000017
式（６）
【００３９】
「実施例１：式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造  その１」
２００ｍＬフラスコに合成例１で合成したホスホリルコリン誘導体約４．５ｇ（１７．５ｍｍｏｌ）をメタノール（試薬特級）９０ｇに溶解し、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（和光ケミカル社製）２．８２ｇ（１５．８ｍｍｏｌ）を添加した。
次に、室温で撹拌しながら、ＤＭＴ−ＭＭ（国産化学社製、水分含有量約１０％）５．９１ｇ（１９．３ｍｍｏｌ）を添加し３時間反応させた。この結果、下記式（７）に示すホスホリルコリン基とケイ素原子の間にアミド結合を有する、目的のホスホリルコリン基含有シラン化合物を含む溶液を得た。
【化１７】
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式（７）
【００４０】
実施例１で得られた式（６）の化合物の1Ｈ  ＮＭＲスペクトル（測定装置：JEOL JNM-ECP400、測定溶媒：methanol-d4）を図３に示す。
図３の1Ｈ  ＮＭＲスペクトルの帰属：δ0.53(m,2H), 1.50(m,2H), 3.10(m,2H), 3.11(s,9H), 3.21(s,9H), 3.55(m,2H), 4.19(m,2H), 4.19(d,J=5.9Hz,2H)
｛副生成物：δ2.70(s,3H), 3.06(m,4H), 3.71(m,4H), (3.85(s)＋3.87(s),6H)｝
また、実施例１で得られた式（７）の化合物のＭａｓｓスペクトル（測定装置：JEOL AccuTOF）を図４に示す。なお、図４は下記式のプロトン付加体として検出（ＭＷ：４０３）したものである。
【化１８】
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【００４１】
「実施例２：式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造  その２」
２００ｍＬフラスコに合成例２で合成したホスホリルコリン誘導体をメタノール（試薬特級）９０ｇに溶解し、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（和光ケミカル社製）２．８２ｇ（１５．８ｍｍｏｌ）を添加した。
次に、室温で撹拌しながら、ＤＭＴ−ＭＭ（国産化学社製、水分含有量約１０％）５．９１ｇ（１９．３ｍｍｏｌ）を添加し３時間反応させ、上記式（７）の目的のホスホリルコリン基含有シラン化合物を含む溶液を得た。
【００４２】
「比較例１：式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造  その３」
実施例１で使用したＤＭＴ−ＭＭ（国産化学社製、水分含有量約１０％）５．９１ｇ（１９．３ｍｍｏｌ）の代わりに、ＥＤＣ（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、和光純薬工業社製）３．８３ｇ（２０ｍｍｏｌ）を加えた以外は同様の操作を行ったが、反応は進行せず、上記式（７）の目的のホスホリルコリン基含有シラン化合物は得られなかった。
【００４３】
「比較例２：式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造  その４」  実施例１で使用したＤＭＴ−ＭＭ（国産化学社製、水分含有量約１０％）５．９１ｇ（１９．３ｍｍｏｌ）の代わりに、ＤＩＣ（ジイソプロピルカルボジイミド、和光純薬工業社製）２．５２ｇ（２０ｍｍｏｌ）を加えた以外は同様の操作を行ったが、反応は進行せず、上記式（７）の目的のホスホリルコリン基含有シラン化合物は得られなかった。
【００４４】
「比較例３：式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造  その５」  実施例１で使用したＤＭＴ−ＭＭ（国産化学社製、水分含有量約１０％）５．９１ｇ（１９．３ｍｍｏｌ）の代わりに、ＣＤＩ（１，１’−カルボニルジイミダゾール、和光純薬工業社製）３．２４ｇ（２０ｍｍｏｌ）を加えた以外は同様の操作を行ったが、反応は進行せず、上記式（７）の目的のホスホリルコリン基含有シラン化合物は得られなかった。
【００４５】
「比較例４：式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造  その６」
合成例１で合成したホスホリルコリン誘導体３ｇ（１２．４ｍｍｏｌ）を脱水したメタノール１００ｍＬに溶解させ、容器内を乾燥窒素で置換した。次に、３−アミノプロピルトリメトキシシラン２．２ｇ（１２．４ｍｍｏｌ、和光純薬工業社製）、ＮＨＳ（Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド、和光純薬工業社製：反応速度を上げるとともに副反応を抑制するための添加剤）１．４ｇ（１２．４ｍｍｏｌ）及びＥＤＣ（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、和光純薬工業社製）２．４ｇ（１２．４ｍｍｏｌ）を添加し、−１０℃で１６時間反応させ、上記式（７）の目的のホスホリルコリン基含有シラン化合物を含む溶液を得た。
【００４６】
「比較例５：式（３）で表されるホスホリルコリン基含有シラン化合物の製造  その７」
合成例１で合成したホスホリルコリン誘導体約４．５ｇ（１７．５ｍｍｏｌ）を脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（和光純薬工業社製）３０ｍＬに分散し、塩化チオニル（和光純薬工業社製）１０ｇを氷冷下で添加し、３０分間攪拌した。３−アミノプロピルトリメトキシシラン（和光純薬工業社製）３ｇ（１６．８ｍｍｏｌ）を添加し、４時間攪拌し反応させて、上記式（６）の目的のホスホリルコリン基含有シラン化合物を含む溶液を得た。
【００４７】
以上の結果を「表１」にまとめた。
＜製造方法による比較＞
【表１】
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アミド化縮合反応率：1Ｈ  ＮＭＲ分析による
製造の難易度：容易◎＞○＞△＞×困難
安定性（1ヵ月後の残存率）：29Ｓｉ  ＮＭＲ分析による
【００４８】
以上から、ＤＭＴ−ＭＭをアミド化縮合剤としてアミド化縮合反応を行うことよって、反応率（％）良く合成できた。
また、製造の難易度も乾燥気流での置換や反応装置の乾燥、高価な無水溶媒の使用など厳密な無水条件下にて合成操作を行う必要がなく簡便に製造でき、スケールアップが容易に可能であった。
さらに、ＤＭＴ−ＭＭをアミド化縮合剤として使用することによって、目的物を合成した反応終了後も、シラン化合物どうしの脱水縮合反応が進行しにくいので、保存安定性が高いホスホリルコリン基含有シラン化合物を得ることができた。これは表面改質剤（シランカップリング剤）として有用な化合物であり、生体適合性、タンパク質吸着抑制、保湿性などの様々な有用な機能を物体表面に付与することができる。
【００４９】
＜表面改質剤としての性能＞
次に、本発明の製造方法により得られたホスホリルコリン基含有シラン化合物について、その表面改質剤としての性能を評価した。
【００５０】
「実施例３」
表面改質したい素材の石英板（１ｃｍ×１ｃｍ、厚さ１ｍｍ）を、実施例１の式（７）の化合物を含むメタノール溶液１ｍＬ（実分約８％）に水１ｍＬおよびメタノール５ｍＬを加えた混合液に浸し、８０℃、２時間静置した後、一晩乾燥させた。これにより、式（６）の化合物を共有結合により、直接的に石英素材表面に導入した。
これを、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）５ｍｇ／ｍＬの２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸バッファ５ｍｍｏｌ溶液（ｐＨ５）５ｍＬ中に浸漬、一晩放置後、上澄みのＢＳＡ濃度をＵＶ吸収（λ＝２８０ｎｍ）により定量した。
【００５１】
「実施例４」
実施例３において、実施例１で製造した式（７）の化合物を含む混合液を、実施例２で製造したものに代えた以外は、同様の操作を行った。
【００５２】
「比較例６」
実施例３において、実施例１で製造した式（７）の化合物を含む混合液を、比較例４で製造したものに代えた以外は、同様の操作を行った。
【００５３】
「比較例７」
実施例３において、実施例１で製造した式（７）の化合物を含む混合液を比較例５で製造したものに代えた以外は、同様の操作を行った。
【００５４】
「比較例８」
対照として、式（７）の化合物を導入していない未処理の石英板を用いて同様のＢＳＡ吸着実験を行った。
【００５５】
上記の結果を図５に示す。この結果から、式（７）の化合物を共有結合により、直接的に石英素材表面に導入して、その表面を改質した石英版は、ＢＳＡの吸着量が大幅に低いことが分かる。
さらに、実施例３及び４の結果から分かるように、本発明の製造法によるシラン化合物を使用すると、異なる製造方法による同一のシラン化合物を使用するよりも（比較例６及び７）、ＢＳＡの吸着量がより低いことが分かる。
以上より、本発明の製造の方法によれば、優れた表面改質機能を有するホスホリルコリン基含有シラン化合物が得られることが理解出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明はホスホリルコリン基含有シラン化合物を高収率かつ簡便に製造できる製造方法である。本発明の製造方法によれば、優れた表面改質剤を容易に提供することが可能となり、生体適合性、タンパク質吸着抑制、保湿性などの様々な有用な機能を物体表面に付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】式（５）の化合物の1Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【図２】式（５）の化合物のＭａｓｓスペクトルである。
【図３】式（７）の化合物の1Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【図４】式（７）の化合物のＭａｓｓスペクトルである。
【図５】ＢＳＡの吸着量を比較する図である。
【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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