(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラミロンをアモルファス化する前処理工程、及び、
アモルファス化されたパラミロンと、炭素に結合する水素原子の少なくとも１つがハロゲン原子で置換されており、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有する炭素数が２０以下の炭化水素化合物とを不均一反応させる反応工程を有する、パラミロン誘導体の製造方法。
【請求項２】
反応工程で用いる炭化水素化合物が、炭素に結合する水素原子の少なくとも１つがハロゲン原子で置換された、炭素数が２０以下の飽和若しくは不飽和脂肪酸又は炭素数が２０以下の直鎖状若しくは分岐状アルコールである、請求項１に記載のパラミロン誘導体の製造方法。
【請求項３】
前処理工程が、パラミロンをアルカリ溶液中に溶解させた後、該溶液を中和する工程、又は、パラミロンをアルカリ溶液中に溶解させた後、該溶液を貧溶媒と接触させる工程を有する、請求項１又は２に記載のパラミロン誘導体の製造方法。
【請求項４】
反応工程で用いる炭化水素化合物が、炭素に結合する水素原子の少なくとも１つがハロゲン原子で置換された、炭素数が６以下の飽和脂肪酸又は炭素数が６以下の一価アルコールである、請求項１から３のいずれか一項に記載のパラミロン誘導体の製造方法。
【請求項５】
反応工程で用いるアモルファス化されたパラミロンと炭化水素化合物とのモル比が、１：０．１以上１：５以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載のパラミロン誘導体の製造方法。
【請求項６】
パラミロンをアモルファス化する前処理工程、
アモルファス化されたパラミロンと、炭素に結合する水素の少なくとも１つがハロゲン原子で置換された、炭素数が２０以下の飽和又は不飽和脂肪酸とを不均一反応させてパラミロン誘導体を得る反応工程、及び、
パラミロン誘導体を水中で攪拌する製造工程、を有するナノファイバーの製造方法。
【請求項７】
前処理工程が、パラミロンをアルカリ溶液中に溶解させた後、該溶液を中和する工程、又は、パラミロンをアルカリ溶液中に溶解させた後、該溶液を貧溶媒と接触させる工程を有する、請求項６に記載のナノファイバーの製造方法。
【請求項８】
反応工程で得られるパラミロン誘導体が、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒロドキシル基の水素原子がカルボキシル基を有する炭素数が６以下のアルキル基で置換されたパラミロン誘導体であり、該アルキル基の置換度が、グルコースユニット１つあたり０．００１以上１．０以下である、請求項６又は７記載のナノファイバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラミロン誘導体及びその製造方法、並びにナノファイバー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パラミロンは、ユーグレナの細胞内に卵形のマイクロサイズの粒子として存在している多糖類であり、環境負荷の小さいバイオマス素材として注目を集めている。パラミロンは、β−１，３グルカンであり、グルコースがβ−１，３結合によって連結されていることにより、三重らせん構造を構築することができる。この構造によって、パラミロンは、セルロース、キチン、キトサン等のβ−１，４グルカンとは異なる独自の特性を示すことができる。本発明者は、これまでに、パラミロンに種々の化学修飾を施して、パラミロンのバイオマスとしての有用性を検討してきた。特許文献１には、β−１，３グルカンのグルコース残基６−位のヒドロキシル基がアシル基で置換されたナノファイバーが提案されている。
【０００３】
一方、セルロースの基本骨格中にカルボキシル基を導入して水溶性とする方法として、セルロースをアルカリ溶媒中に溶解させてアルカリセルロースとした後、クロロ酢酸と均一反応させてカルボキシメチル化させる方法がある（非特許文献１）。さらに、副生成物の生成を抑制する観点から、セルロースを上記と同様の方法でアルカリセルロースとした後、アルコール及びアルカリ水溶液の混合物中に分散させ、クロロ酢酸と不均一反応させてカルボキシメチル化させる方法もある（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３７６５７号公報
【特許文献２】米国特許第２，５１７，５７７号
【非特許文献１】Ｓａｖａｇｅ，Ａ．Ｂ．，Ｙｏｕｎｇ，Ａ．Ｅ．，Ｍａａｓｂｅｒｇ  ａｎｄ  Ａ．Ｔ．，Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ａｎｄ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ（２ｅｄ．Ｖｏｌ．Ｖ），Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ  Ｉｎｃ．，１９５４．ｐ９３７−９４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、パラミロンとセルロースとが基本骨格が類似していることに着目し、上記したセルロースに対するカルボキシル基の導入方法をパラミロンにも適用することで、パラミロンの基本骨格中にカルボキシル基を導入して、バイオマスとしての適用可能範囲を拡大できるのではないかと考えた。しかし、パラミロンの場合、均一反応では置換基の導入率が小さくなってしまい商業的生産には不向きであった。また、パラミロン粒子を出発物質とする不均一反応では、反応自体が進まなかった。よって、パラミロンの基本骨格中にカルボキシル基を効率的に導入することは困難な状況にあった。
【０００６】
本発明は、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒドロキシル基の水素原子がカルボキシル基又はヒドロキシル基を有するアルキル基で置換されたパラミロン誘導体及びその製造方法を提供することを課題とする。また、パラミロン誘導体を用いたナノファイバー及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、鋭意研究を進め、不均一反応でのカルボキシル基の導入反応に先立って、パラミロンをアモルファス化する前処理を行うことで、パラミロンの基本骨格中に効率的にカルボキシル基又はヒドロキシル基を導入できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明に係るパラミロン誘導体の製造方法は、パラミロンをアモルファス化する前処理工程、及び、アモルファス化されたパラミロンと、炭素に結合する水素原子の少なくとも１つがハロゲン原子で置換されており、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有する炭素数が２０以下の炭化水素化合物とを不均一反応させる反応工程を有する。
【０００９】
また、本発明に係るパラミロン誘導体は、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒドロキシル基の水素原子が、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有する炭素数２０以下のアルキル基で置換され、該アルキル基の置換度が、グルコースユニット１つあたり０．００１以上１．０以下である。
【００１０】
また、本発明に係るナノファイバーの製造方法は、パラミロンをアモルファス化する前処理工程、アモルファス化されたパラミロンと、炭素に結合する水素の少なくとも１つがハロゲン原子で置換された、炭素数が２０以下の飽和又は不飽和脂肪酸とを不均一反応させてパラミロン誘導体を得る反応工程、及び、パラミロン誘導体を水中で攪拌する製造工程、を有する。
【００１１】
また、本発明に係るナノファイバーは、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒドロキシル基の水素原子がカルボキシル基を有する炭素数が２０以下のアルキル基で置換され、該アルキル基の置換度が、グルコースユニット１つあたり０．００１以上１．０以下である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒドロキシル基の水素原子がカルボキシル基又はヒドロキシル基を有するアルキル基で置換されたパラミロン誘導体及びその製造方法を提供することができる。また、パラミロン誘導体を用いたナノファイバー及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】前処理工程後のパラミロンのＸ線回折図である。（ａ）は、中和法による前処理工程後のＸ線回折図であり、（ｂ）は、メタノールを用いた沈殿法による前処理工程後のＸ線回折図であり、（ｃ）は、エタノールを用いた沈殿法による前処理工程後のＸ線回折図である。
【図２】パラミロンナノファイバーの走査型電子顕微鏡写真である。（ａ）は、倍率が２００倍であり、（ｂ）は、倍率が５０００倍である。
【図３】ゲル化したパラミロン誘導体の様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。なお、「パラミロン誘導体」は、パラミロン誘導体及びその塩を含む。
【００１５】
［パラミロン誘導体の製造方法］
パラミロン誘導体の製造方法は、パラミロンをアモルファス化する前処理工程と、アモルファス化されたパラミロンをカルボキシル基又はヒドロキシル基を有する炭化水素化合物と不均一反応させる反応工程とを有する。
【００１６】
（前処理工程）
前処理工程は、反応原料となるパラミロン（以下、「原料パラミロン」ともいう。）の前処理工程であって、パラミロンをアモルファス化する工程である。パラミロンは、光合成産物としてユーグレナが生産するβ−１，３−グルカンであり、通常は、球状、扁平球状又は円盤状の粒子として生産される。パラミロンは、高結晶状態にあるため、水やアルコールに溶解しないがアルカリ水溶液には可溶である。
【００１７】
原料パラミロンとしては、ユーグレナ細胞から抽出及び乾燥されたパラミロン粒子を用いることができる。また、原料パラミロンとして、ユーグレナ培養液をアルカリ処理で細胞膜を破砕して得られる粒子状の固体をそのまま（抽出及び乾燥せずに）用いることもできる。この場合、ユーグレナ細胞からパラミロンを抽出及び乾燥する工程が不要であるので、低エネルギーでユーグレナからパラミロン誘導体を製造でき、産業上非常に有用な方法とすることができる。例えば、ユーグレナ培養液１００ｇ〜２００ｇに対して水酸化ナトリウムペレットを１ｇ〜２ｇ加えることで固体状の粗パラミロンが得られ、それ以外の細胞成分の大部分は水溶液に可溶化する。得られた固体状の粗パラミロンを水洗したものを原料パラミロンとして用いることもできる。
【００１８】
パラミロンは、後述する実施例に示すように、前処理せずに不均一反応でカルボキシル基の導入を試みると、反応自体が進まない。しかし、驚くべきことに、反応の前処理としてパラミロンをアモルファス化することで、カルボキシル基の導入反応が進むことがわかった。なお、「アモルファス化」とは、高結晶状態のパラミロンの結晶性を低くして、非晶質の状態にすることをいう。例えば、Ｘ線回折図において、パラミロン粒子に特徴的な回折角度（２θ）における鋭利なピークとは異なる、幅広なピークを有している場合、アモルファス化されているといえる。
【００１９】
前処理工程は、原料パラミロンをアルカリ溶液中に溶解した後、該溶液を、（１）酸で中和する工程（中和法）、又は、（２）貧溶媒で析出させる工程（沈殿法）を有する。
【００２０】
アルカリ溶液としては、アルカリ水溶液を挙げることができる。アルカリ水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、水酸化バリウム水溶液、アンモニア水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液等を挙げることができる。パラミロンが溶解しやすい点で、水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液が好ましく、水酸化ナトリウム水溶液がさらに好ましい。アルカリ溶液の濃度は、特に限定されず、例えば、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上３．０ｍｏｌ／Ｌ以下とすることができる。０．１ｍｏｌ／Ｌ以上の場合、パラミロンを容易に溶解することができる。３．０ｍｏｌ／Ｌ以下の場合、安全性を考慮した作業が可能となる。アルカリ溶液の使用量は、パラミロンが溶解可能な量であればよく、例えば、パラミロン５００ｍｇに対して、１．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を５ｍＬ以上２０ｍＬ以下程度用いることができる。パラミロンをアルカリ溶液中に溶解させる方法は、特に限定されず、例えば、室温で１０分〜６０分程度、機械的方法で攪拌する等により行うことができる。
【００２１】
（１）中和法で用いる酸としては、特に限定されず、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸等の水溶液を用いることができる。好ましくは、塩酸又は酢酸である。例えば、０．３質量％〜４０質量％、又は３質量％〜３７質量％の塩酸水溶液を用いることができる。酸を添加する方法は、滴下でもよく一括添加（連続添加）してもよい。
【００２２】
（２）沈殿法で用いる貧溶媒としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−イソプロポキシエタノール、ジイソプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルイソプロピルアミン等を挙げることができる。中でも、メタノール又はエタノールが好ましい。沈殿法は、例えば、アルカリパラミロン溶液に、室温で、貧溶媒を添加して行うことができる。また、貧溶媒中に、室温で、アルカリパラミロン溶液を添加して行うこともできる。
【００２３】
前処理工程は、得られるパラミロン誘導体の置換度（置換基の導入率）を高める点で、メタノールを用いた沈殿法によりパラミロンをアモルファス化する工程を有することが好ましい。また、分子量が大きいパラミロン誘導体を得る場合は、中和法によりパラミロンをアモルファス化する工程を有することが好ましい。
【００２４】
上記前処理工程によって、アモルファス化されたパラミロンがゲル状に析出する。反応後の溶液を、遠心分離又は吸引濾過により上澄み液を除去することで、アモルファス化されたパラミロンを得ることができる。このアモルファス化パラミロンを反応工程の出発物質とすることで、従来は不可能であった不均一反応によるパラミロンの置換反応が可能となる。
【００２５】
本実施形態では、前処理工程と反応工程との間に、アモルファス化されたパラミロンの洗浄工程等の他の工程を有していていもよい。洗浄工程としては、アモルファス化されたパラミロンをエタノールやメタノール等のアルコール又は水中で攪拌する等により行うことができる。
【００２６】
（反応工程）
反応工程は、前処理工程で得られたアモルファス化されたパラミロンと、炭素に結合する水素原子の少なくとも１つがハロゲン原子で置換されており、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有する炭素数が２０以下の炭化水素化合物とを不均一反応させる工程である。これにより、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒドロキシル基の水素原子が、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有するアルキル基で置換されたパラミロン誘導体を得ることができる。
【００２７】
例えば、式１に示すように、アモルファス化されたパラミロンをアルコールに懸濁したのちに高濃度水酸化ナトリウム水溶液を加え、クロロ酢酸と反応させることで、カルボキシメチルパラミロン（ナトリウム塩）を得ることができる。また、式２に示すように、アモルファス化されたパラミロンをアルコールに懸濁したのちに高濃度水酸化ナトリウム水溶液を加え、２−クロロエタノールと反応させることで、ヒドロキシエチルパラミロンを得ることができる。
【化１】
0006750778.tif 000002
【００２８】
「不均一反応」とは、ここでは、アモルファス化されたパラミロンを含む固体を、溶媒中に溶解させることなく分散させた状態で炭化水素化合物と反応させることをいう。これに対して、「均一反応」とは、粒子状のパラミロンを、溶媒（例えば、アルカリ溶液）に溶解させた状態で、同じ溶媒に溶解可能な炭化水素化合物と反応させることをいう。不均一反応では、パラミロンをアモルファス化する前処理をしなければ反応が進まないのに対して、均一反応では、パラミロンの前処理をしなくとも反応が進む。しかし、パラミロンをアモルファス化する前処理をした上で不均一反応させることで、均一反応させる場合よりも炭化水素化合物の利用効率を高くすることができ、商業生産に適した製法とすることができる。なお、炭化水素化合物の利用効率とは、添加した炭化水素化合物のうち、パラミロンに導入される炭化水素化合物の割合をいう。
【００２９】
炭化水素化合物は、直鎖状又は分岐状の炭化水素化合物及びその塩である。炭化水素化合物の炭素数は２０以下であり、好ましくは１０以下であり、より好ましくは６以下である。炭素数が２０以下であるので、不均一反応でパラミロンのグルコースユニットのヒドロキシル基の水素原子と、効率的に置換される。また、炭化水素化合物は、炭素数が１以上、２以上又は３以上とすることができる。
【００３０】
炭化水素化合物は、カルボキシル基又はヒドロキシル基を少なくとも１つ有する。カルボキシル基及びヒドロキシル基の位置は、特に限定されず、炭素数に応じて、例えば、炭素鎖の１位、２位、３位、４位、又は５位等に１つ又は２つ以上有することができる。また、炭素化合物が分岐鎖を有する場合は、カルボキシル基又はヒドロキシル基を、主鎖上に有していてもよく、分岐鎖上に有していてもよい。
【００３１】
炭化水素化合物としては、例えば、炭素数が２０以下、好ましくは炭素数が６以下、又は炭素数が３以上６以下の飽和若しくは不飽和脂肪酸；炭素数が２０以下、好ましくは炭素数が６以下、又は炭素数が３以上６以下の直鎖状又は分岐状のアルコールを用いることができる。中でも、炭素数が６以下の飽和脂肪酸又は炭素数が６以下の一価アルコールが好ましい。
【００３２】
炭化水素化合物は、炭素に結合する水素原子の少なくとも１つがハロゲン原子で置換されている。ハロゲン原子で置換される水素原子は、末端炭素に結合する水素原子であってもよく、末端以外の炭素に結合する水素原子であってもよい。なお、「末端炭素」とは、炭化水素化合物を構成する炭素鎖の端にある炭素原子のことであり、分岐状炭化水素の場合は、主鎖又は分岐鎖の端にある炭素原子のことである。また、炭素化合物が分岐鎖を有する場合は、ハロゲン原子で置換される水素原子は、主鎖上の炭素に結合する水素原子であってもよく、分岐鎖上の炭素に結合する水素原子であってもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。
【００３３】
炭素に結合する水素原子の少なくとも１つがハロゲン原子で置換された炭素数が６以下の飽和脂肪酸としては、クロロ酢酸、３−クロロプロピオン酸、２−クロロイソ酪酸、４−クロロ酪酸、２−クロロイソ吉草酸、５−クロロ吉草酸、６−クロロカプロン酸、７−クロロエナント酸、８−クロロカプリル酸；ブロモ酢酸、３−ブロモプロピオン酸、２−ブロモイソ酪酸、４−ブロモ酪酸、２−ブロモイソ吉草酸、５−ブロモ吉草酸、６−ブロモカプロン酸、７−ブロモエナント酸、８−ブロモカプリル酸；ヨード酢酸、３−ヨードプロピオン酸、２−ヨードイソ酪酸、４−ヨード酪酸、２−ヨードイソ吉草酸、５−ヨード吉草酸、６−ヨードカプロン酸、７−ヨードエナント酸、８−ヨードカプリル酸；等を挙げることができる。
【００３４】
炭素に結合する水素原子の少なくとも１つがハロゲン原子で置換された炭素数が６以下の一価アルコールとしては、３−クロロプロパノール、４−クロロブタノール、５−クロロペンタノール、６−クロロヘキサノール；３−ブロモプロパノール、４−ブロモブタノール、５−ブロモペンタノール、６−ブロモヘキサノール；３−ヨードプロパノール、４−ヨードブタノール、５−ヨードペンタノール、６−ヨードヘキサノール等を挙げることができる。なお、炭化水素化合物は、さらに置換基を有していてもよい。
【００３５】
炭化水素化合物の使用量は、アモルファス化されたパラミロンと炭化水素化合物とのモル比（アモルファス化されたパラミロン：炭化水素化合物）として、１：０．１以上、１：５以下であることが好ましく、１：０．１以上、１：３以下であることがより好ましい。モル比が上記範囲内の場合、原料の反応効率をより高めてパラミロン誘導体を製造することができる。
【００３６】
炭化水素化合物の使用量は、得られるパラミロン誘導体に求められる置換度（置換基の導入率）に応じて、上記範囲内で適宜変更することが好ましい。例えば、置換度が小さい（０．０１５〜０．０７程度）パラミロン誘導体を得るためには、アモルファス化されたパラミロン：炭化水素化合物のモル比は、１：０．２〜１：０．５とすることができる。置換度が大きい（０．０７〜０．７８程度）パラミロン誘導体を得るためには、アモルファス化されたパラミロン：炭化水素化合物のモル比は、１：１以上１：３以下とすることができる。
【００３７】
不均一反応に用いる溶媒としては、通常、アルコール及びアルカリ溶液を含む不均一溶媒が用いられる。アルコールは、メタノール、エタノール、２−プロパノール、１−プロパノール等を用いることができる。アルカリ溶液としては、上記した前処理で用いたものと同様のものを用いることができる。
【００３８】
アルコールの使用量は、特に限定されないが、溶媒が過度に多くなりすぎず扱いやすい範囲で効率的にパラミロンを分散させる点では、例えば、パラミロン５００ｍｇあたり５ｍＬ以上１００ｍＬ以下、又は５ｍＬ以上５０ｍＬ以下程度とすることができる。アルカリ溶液の使用量は、多すぎると得られるパラミロン誘導体の分子量が低下する場合がある。よって、例えば、３０質量％〜６０質量％の水酸化ナトリウムを用いる場合、０．１ｍＬ以上１．５ｍＬ以下程度とすることが好ましい。また、アルカリ溶液の濃度が高い方が不均一混合物中の水分量を少なくすることができる。その結果、カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍに影響を与えずに分子量を大きくすることができる。
【００３９】
不均一反応の方法としては、アモルファス化されたパラミロンをアルコール中に分散させた後、アルカリ溶液を添加して不均一混合物とし、この不均一混合物に、炭化水素化合物を添加して反応させる方法が好ましい。反応温度は、６０℃以上、８０℃以下とすることができる。反応時間は、０．５時間以上、５時間以下とすることができる。反応温度及び反応時間がこの範囲である場合、より確実に不均一反応が進行する。不均一反応は、通常は常圧で行われる。その後、反応液を遠心分離又は吸引濾過等により上澄み液を除去する等して、パラミロン誘導体を得ることができる。
【００４０】
本実施形態では、反応工程の後に、さらに、パラミロン誘導体の洗浄工程、精製工程、及び凍結乾燥工程等の他の工程を有していてもよい。洗浄工程としては、得られた固体を、エタノールやメタノール等のアルコール又は水中で攪拌する工程等を挙げることができる。精製工程としては、得られた固体を、分画分子量が１万〜２万程度の透析膜を用いて水に対して透析する工程等を挙げることができる。
【００４１】
［パラミロン誘導体］
上記した実施形態の製造方法で得られるパラミロン誘導体は、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒドロキシル基の水素原子が、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有する炭素数２０以下、好ましくは炭素数１０以下、より好ましくは６以下のアルキル基で置換されている。該アルキル基は、炭素数が１以上、２以上又は３以上とすることができる。より好ましくは、該アルキル基が、カルボキシル基を有し炭素数が６以下である。なお、パラミロン誘導体は、複数のグルコースユニットを有しているが、それらのうちの少なくとも１つのグルコースユニット中の少なくとも１つのヒドロキシル基の水素原子が、上記したアルキル基で置換されていればよい。
【００４２】
パラミロン誘導体において、アルキル基が置換したヒドロキシル基の位置は、特に限定されない。上記した本実施形態の製造方法によれば、パラミロンのグルコースユニットの６位、４位又は２位のいずれのヒドロキシル基に対しても、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有するアルキル基を導入することができる。よって、パラミロン誘導体は、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの６位、４位及び／又は２位のヒドロキシル基の水素原子が、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有する炭素数２０以下のアルキル基で置換されている。
【００４３】
パラミロン誘導体は、アルキル基の置換度（置換基の導入率）が、グルコースユニット１つあたり０．００１以上、好ましくは、０．０１以上であり、１．０以下、好ましくは０．８以下である。
【００４４】
「置換度」とは、グルコースユニット１つあたりに置換したアルキル基の平均数である。置換度が、０．００１以上であるので、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒドロキシル基の水素原子が、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有するアルキル基で置換されたパラミロン誘導体とすることができ、水に可溶な（水溶性の）パラミロン誘導体とすることができる。置換度が、１．０以下であるので、分子鎖間の過度な相互作用を防ぐことができ、水に分散可能なパラミロン誘導体とすることができる。なお、置換度が０．００１とは、グルコースユニット１０００個につき１個の置換基が導入されていることを意味している。置換度は、上記した反応工程で用いるアモルファス化パラミロンと炭化水素化合物とのモル比を調整することで、所望の範囲とすることができる。
【００４５】
置換度は、ここでは、電気伝導度測定等を用いて、以下の式により算出して求めた値である。
Ａ＝ＣＮａＯＨ×ＶＮａＯＨ
ＤＳｃｍ＝１６２．１４×Ａ／（ｍ−５８×Ａ）
なお、ＣＮａＯＨは、水酸化ナトリウム水溶液の濃度（０．０１ｍｏｌ／Ｌ）であり、ＶＮａＯＨは、中和に必要な水酸化ナトリウム水溶液の体積（単位：ｍＬ）であり、ｍは、カルボキシメチルパラミロン（ナトリウム塩）の質量（単位：ｇ）である。
【００４６】
ＶＮａＯＨは、例えば、次のようにして測定することができる。まず、パラミロン誘導体を水中に溶解し、ｐＨ値が１．０〜３．５になるように酸で調整する。この溶液について、水酸化ナトリウム水溶液を用いて、ｐＨ値が１０．０になるまで電気伝導度を測定し、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量をＶＮａＯＨとする。
【００４７】
パラミロン誘導体の見かけ上の分子量は、重量平均分子量Ｍｗが１．０×１０５Ｄａ〜６０×１０５Ｄａ、数平均分子量が０．５×１０５Ｄａ〜５０×１０５Ｄａとすることができる。重量平均分子量及び数平均分子量は、多角度光散乱検出器を有するサイズ排除クロマトグラフィーで測定した値である。なお、「見かけ上の分子量」としたのは、後述する実施例で確認されたように、パラミロン誘導体は、１本鎖の高分子鎖で構成されているだけではなく、数本が自己集合した束からも構成されていると考えられたことに基づくものである。つまり、測定された重量平均分子量及び数平均分子量には、パラミロン誘導体の高分子鎖１本分の分子量だけでなく、複数が凝集した束の分子量も含まれていると考えられるためである。
【００４８】
［ナノファイバーの製造方法］
ナノファイバーの製造方法は、パラミロンをアモルファス化する前処理工程、アモルファス化されたパラミロンと、炭素に結合する水素の少なくとも１つがハロゲンで置換された、炭素数が２０以下の脂肪酸とを不均一反応させてパラミロン誘導体を得る反応工程、及び、パラミロン誘導体を水中で攪拌する製造工程、を有する。前処理工程は、上記のとおりであるから、ここでは記載を省略する。
【００４９】
（反応工程）
反応工程は、炭素数が２０以下の飽和又は不飽和脂肪酸を用いること以外は、上記と同じである。中でも、炭素数が１０以下の飽和脂肪酸を用いることが好ましく、炭素数が６以下の飽和脂肪酸を用いることがより好ましい。反応工程で得られるパラミロン誘導体は、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒロドキシル基の水素原子がカルボキシル基を１つ有する、炭素数が２０以下、好ましくは１０以下、より好ましくは６以下のアルキル基で置換されたパラミロン誘導体である。
【００５０】
パラミロン誘導体におけるアルキル基の置換位置及びパラミロン誘導体の分子量については、上記と同じであるので、ここでは記載を省略する。アルキル基の置換度は、グルコースユニット１つあたり０．００１以上１．０以下であり、好ましくは、０．０１以上０．８以下である。また、置換度を０．０７以上０．７８以下とすることで、水相でナノファイバー構造を維持するナノファイバーとすることができる。置換度を０．０１５以上０．０７以下とすることで、水相及び固相のいずれでもナノファイバー構造を維持するナノファイバーとすることができる。
【００５１】
パラミロン誘導体は、１本鎖のランダムコイルで構成されているだけでなく、数本の高分子鎖が凝集して束からも構成されているため、水中へ適度に分散することができ、水中でナノファイバーを形成する際に線径が大きいナノファイバーを得ることができる。
【００５２】
（製造工程）
製造工程は、パラミロン誘導体を水中で攪拌してナノファイバーを得る工程である。水中で攪拌することで、パラミロン誘導体を構成する、数本の高分子鎖が凝集した束の全部又は一部がほぐれて、水中へ適度に分散したナノファイバーを形成する。水は、精製水、純水又は超純水等を用いることができる。水中のパラミロン誘導体の濃度は、特に限定されないが、例えば１ｍｇ／ｍＬ以上５０ｍｇ／ｍＬ以下とすることができる。この範囲の濃度の場合、ナノファイバー間の相互作用が過剰に大きくなることを防ぎ、その結果、水に溶解しないまたは分散しないナノファイバーの数を抑制することができる。攪拌時間は、特に限定されなないが、パラミロン誘導体を水中に適度に分散させる点で、およそ１時間以上３０時間以下とすることができる。製造工程は、通常は、常温、常圧で行うことができる。後述する実施例に記載するように、このナノファイバー水分散液を凍結乾燥させた後、得られた固体を走査電子顕微鏡で観察することで、ナノファイバーが形成されていることを確認することができる。
【００５３】
本実施形態におけるナノファイバーの製造方法は、原料パラミロンを一旦アルカリ溶液に完全に溶解することから開始し、続いて溶解したパラミロンが自発的に集合し、その後ほぐれることによるので、いわゆる「ボトムアップ」方式でナノファイバーを製造することができる。これに対して、セルロースナノファイバーは、工業的には、原料セルロースを機械的な方法でナノ単位まで細かくする、いわゆる「トップダウン」方式で製造される場合が多い。よって、本実施形態のナノファイバーの製造方法は、エネルギー消費が少なく済む点で、公知のセルロースナノファイバーの製造方法よりも優れている。また、原料パラミロンは、ユーグレナからほぼ１００％の純度で得られるため、セルロースの場合に必要となる準備段階での複雑な精製工程が不要である。
【００５４】
［ナノファイバー］
上記のように製造されるナノファイバーは、パラミロンが有する少なくとも１つのグルコースユニットの少なくとも１つのヒドロキシル基が、カルボキシル基を有する炭素数が２０以下のアルキル基で置換されたパラミロン誘導体からなる。パラミロン誘導体におけるアルキル基の置換度は、グルコースユニット１つあたり０．００１以上、好ましくは、０．０１以上であり、１．０以下、好ましくは０．８以下である。中でも、置換度が、０．０７以上０．７８以下であるナノファイバーは、水相でナノファイバー構造を維持することができる。また、置換度が０．０１５以上０．０７以下であるナノファイバーは、水相及び固相でナノファイバー構造を維持することができる。
【００５５】
ナノファイバーの直径は、約５０ｎｍ〜４００ｎｍ程度であり、長さは、１μｍ〜１０μｍであり、アスペクト比（長さ／直径）は、１００〜１０００である。
【実施例】
【００５６】
以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例により本発明の解釈が限定されるものではない。
【００５７】
［実施例１］
実施例１〜４では、前処理工程を中和法で行った。
（前処理工程：中和法）
原料パラミロン粒子５０１ｍｇ（３．０９ｍｍｏｌ）を、１．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍＬ中に溶解した後、室温で攪拌しながら、１．０ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を１０ｍＬ滴下して不透明なゲル状固体を得た。遠心分離機（コクサン社製、型番：Ｈ−１９α）を用いて遠心分離し、上澄み液をデカンテーションして除去した。得られた固体を水３５ｍＬで１分間洗浄し、遠心分離して上澄み液を除去した。この精製工程を３回繰り返した後、得られた固体を３０ｍＬのエタノールで５分間、攪拌洗浄した。吸引濾過により溶媒を除去した後、湿った状態の固体を得た。
【００５８】
（反応工程）
上記で得られた湿った固体５．１１ｇを、２−プロパノール１５ｍＬ中に分散した後、３５質量％の水酸化ナトリウム水溶液１．５ｍＬを添加して不均一混合液とした。この混合液を室温で１．５時間攪拌した後、クロロ酢酸５８８ｍｇ（６．２２ｍｏｌ）を、３０分間で３回に分けて添加した。７０℃で３時間攪拌した後、遠心分離して上澄み液をデカンテーションして除去した。生成物を、メタノール３０ｍＬ中で１０分間攪拌して洗浄した。この洗浄工程を３回繰り返した。その後、水で透析し（ＶＩＳＣＡＳＥ社製セルロース膜、分画分子量１４，０００、１７時間）、凍結乾燥させて、実施例１のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、３３７ｍｇ；１．６８ｍｍｏｌ、収率５４．２％）を得た。
【００５９】
このパラミロン誘導体について、１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲで同定した。なお、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルは、ＢＲＵＫＥＲ社製、核磁気共鳴装置ＡＶＡＮＣＥ  ＩＩＩ  ＨＤで測定した。ＦＴ−ＩＲスペクトルは、日本分光株式会社製ＺｎＳｅプリズム  ＡＴＲ  Ｐｒｏ４００−Ｓを備えた、日本分光株式会社製フーリエ変換赤外分光光度計  ＦＴ／ＩＲ−４８０ＳＴで測定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４１〜４．２６（ｍ），４．１６〜３．３２（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３０９，２９１４，１５９０，１４２７，１３７２，１３１７，１２６３，１２０４，１０６４，１０４１，８８４，５６２
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．４１
【００６０】
［実施例２］
前処理工程で用いる洗浄用アルコールとして、エタノールに替えて２−プロパノールを用いた以外は、実施例１と同様の方法で、原料パラミロン粒子５００ｍｇ（３．０８ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸５８８ｍｇ（６．２２ｍｍｏｌ）から、実施例２のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、３８８ｍｇ；１．９４ｍｍｏｌ、収率６２．９％）を得た。
【００６１】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４１〜４．２８（ｍ），４．１８〜３．３４（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２４７，２８７８，１５８７，１４１９，１３３６，１３１８，１２５９，１１７８，１０６８，１０３６，８８７，５３２
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．４０
【００６２】
［実施例３］
前処理工程における洗浄時間を、５分に替えて４５分を２回とした以外は、実施例２と同様の方法で、原料パラミロン粒子５００ｍｇ（３．０８ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸５８５ｍｇ（６．１９ｍｍｏｌ）から、実施例３のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、４０８ｍｇ；１．９０ｍｍｏｌ、収率６１．７％）を得た。
【００６３】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４５〜４．２６（ｍ），４．２３〜３．２７（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２７４，２８８７，１５８８，１４１４，１３３８，１３１９，１２６１，１２０５，１０６０，１０３６，８８８，５５５.
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．５５
【００６４】
［実施例４］
前処理工程において、塩酸水溶液の添加方法を滴下に替えて一括添加とした以外は、実施例２と同様の方法で、原料パラミロン粒子５０１ｍｇ（３．０９ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸５８５ｍｇ（６．１９ｍｍｏｌ）から、実施例４のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、４１３ｍｇ；１．８８ｍｍｏｌ、収率６０．７％）を得た。
【００６５】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４５〜４．２６（ｍ），４．２３〜３．２７（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２７４，２８８７，１５８８，１４１４，１３３８，１３１９，１２６１，１２０５，１０６０，１０３６，８８８，５５５.
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．６１
【００６６】
［実施例５］
実施例５〜１６では、前処理工程を沈殿法で行った。実施例５〜８では、反応工程で用いるアルカリ溶液の濃度を３５質量％とし、実施例９〜１６では、５２質量％とした。
（前処理工程：沈殿法）
原料パラミロン粒子５００ｍｇ（３．０８ｍｍｏｌ）を、１．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍＬ中に溶解した。この溶液を、貧溶媒であるメタノール１００ｍＬ中に添加した。遠心分離で上澄み液を除去し、白色固体を得た。
【００６７】
（反応工程）
得られた白色固体５．７４ｇを２−プロパノール１５ｍＬ中に分散した後、３５質量％の水酸化ナトリウム水溶液１．５ｍＬを添加して不均一混合液とした。この不均一混合液を、室温で１．５時間攪拌した後、クロロ酢酸５８６ｍｇ（６．２１ｍｍｏｌ）を、３０分間かけて３回に分けて添加した。７０℃で３時間攪拌した後、遠心分離して上澄み液を除去した。生成固体を、メタノール３０ｍＬ中で１０分間攪拌して洗浄した。この洗浄工程を３回繰り返した。その後、水で透析し（ＶＩＳＣＡＳＥ社製セルロース膜、分画分子量１４，０００、２５時間）、凍結乾燥させて、実施例５のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、４０８ｍｇ；１．７３ｍｍｏｌ、収率５６．０％）を白色固体として得た。
【００６８】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４２〜４．２７（ｍ），４．１８〜３．３２（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２６２，２８７９，１５８８，１４１７，１３３７，１３１８，１２５９，１１８１，１０６０，１０３９，８４４，５３１
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．７８
【００６９】
［実施例６］
実施例５と同様の方法で、原料パラミロン粒子５００ｍｇ（３．０８ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸５８７ｍｇ（６．２２ｍｍｏｌ）から、実施例６のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、４２８ｍｇ；１．９９ｍｍｏｌ、収率６４．４％）を得た。
【００７０】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：４．４１〜４．２８（ｍ），４．１７〜３．３０（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２６２，２９１４，１５９０，１４１６，１３３８，１３１７，１２５８，１１８１，１０６１，１０３６，８８９，５３８
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．５６
【００７１】
［実施例７］
前処理工程で用いる貧溶媒として、メタノールに替えてエタノールを用いた以外は、実施例５と同様の方法で、原料パラミロン粒子５００ｍｇ（３．０８ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸５８６ｍｇ（６．２０ｍｍｏｌ）から、実施例７のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、４０７ｍｇ；２．０７ｍｍｏｌ、収率６７．２％）を得た。
【００７２】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４２〜４．２８（ｍ），４．１７〜３．３５ （ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２９１，２９２３，１５９９，１４１８，１３７１，１３１９，１２５７，１２０４，１１５２，１０６８，１０４１，８９０，６９０，６６１
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．３６
【００７３】
［実施例８］
実施例７と同様の方法で、原料パラミロン粒子５０１ｍｇ（３．０９ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸５９２ｍｇ（６．２６ｍｍｏｌ）から、実施例８のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、４６５ｍｇ；２．３９ｍｍｏｌ、収率７７．４％）を得た。
【００７４】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４０〜４．２８（ｍ），４．１８〜３．３８（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３１７，２９１８，１５９９，１４１５，１３７１，１３１８，１２５５，１２０２，１１５２，１０６４，１０４２，８８７，６９２，６６１
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．３４
【００７５】
［実施例９］
（前処理工程：沈殿法）
原料パラミロン粒子５０１ｍｇ（３．０８ｍｍｏｌ）を、１．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍＬ中に溶解した。この溶液を、貧溶媒であるメタノール１００ｍＬ中に添加した。吸引濾過し、メタノール５０ｍＬ中で１分間攪拌して洗浄する作業を３回繰り返し、沈殿固体を得た。
【００７６】
（反応工程）
この固体を２−プロパノール１５ｍＬ中に分散した後、５２質量％の水酸化ナトリウム水溶液０．７５ｍＬを添加した。この不均一混合液を、室温で１．５時間攪拌した後、クロロ酢酸５９２ｍｇ（６．２６ｍｍｏｌ）を、３０分間かけて３回に分けて添加した。７０℃で３時間攪拌した後、遠心分離した。生成固体を、メタノール３０ｍＬ中で１０分間攪拌して洗浄した。この洗浄工程を３回繰り返した。その後、水で透析し（ＶＩＳＣＡＳＥ社製セルロース膜、分画分子量１４，０００、２４時間）、凍結乾燥させて、実施例９のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、４９８ｍｇ；２．１７ｍｍｏｌ、収率７０．２％）を白色固体として得た。
【００７７】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４０〜４．２８（ｍ），４．１６〜３．２７（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２５６，２８９８，１５８５，１４１６，１３４１，１３１８，１２５５，１１８３，１０５５，１０３２，８４４，５４６
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．７１
【００７８】
［実施例１０］
実施例９と同様の方法で、原料パラミロン粒子５０１ｍｇ（３．０９ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸５８５ｍｇ（６．１９ｍｍｏｌ）から、実施例１０のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、４２３ｍｇ；２．０８ｍｍｏｌ、収率６７．４％）を得た。
【００７９】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．３７〜４．２８（ｍ），４．１５〜３．２７（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３４０，２９２３，１５９０，１４２４，１３７１，１３２０，１２４９，１２０３，１０６４，１０４１，８８８，５４６
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．４３
【００８０】
［実施例１１］
実施例９と同様の方法で、原料パラミロン粒子５００ｍｇ（３．０９ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸５８６ｍｇ（６．２０ｍｍｏｌ）から、実施例１１のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、２７６ｍｇ；１．２３ｍｍｏｌ、収率３９．８％）を得た。なお、他実施例に比較して収率が低くなっているのは、透析工程において透析膜からの透析液の漏出による。
【００８１】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４０〜４．２９（ｍ），４．１８〜３．３２（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３１７，２９１９，１５９０，１４２０，１３７１，１３２０，１２６２，１２０４，１０６１，１０４０，８８９，５３８
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．６６
【００８２】
［実施例１２］
原料パラミロン及びクロロ酢酸の使用量を変更した以外は、実施例９と同様の方法で、原料パラミロン粒子３．００ｇ（１８．５０ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸３．５２ｇ（３７．２５ｍｍｏｌ）から、実施例１２のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、２．００ｇ；８．８６ｍｍｏｌ、収率４７．９％）を得た。なお、他実施例に比較して収率が低くなっているのは、透析工程において透析膜からの透析液の漏出による。
【００８３】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４１〜４．２９（ｍ），４．１７〜３．２８（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３０９，２９２３，１５９０，１４２１，１３８７，１３２１，１２９６，１２０４，１０６４，１０４６，９６７，８９０，５６８
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．６７
【００８４】
［実施例１３］
原料パラミロン及びクロロ酢酸の使用量を変更した以外は、実施例９と同様の方法で、原料パラミロン粒子３．００ｇ（１８．５０ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸３．５１ｍｇ（３７．１４ｍｍｏｌ）から、実施例１３のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、２．３２ｇ；１０．４９ｍｍｏｌ、収率５６．７％）を得た。
【００８５】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．３９〜４．２９（ｍ），４．１８〜３．２９（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２８９，２９１８，１５９０，１４２０，１３８５，１３２０，１２６７，１２０６，１０６０，１０５４，９３７，８８８，５５２
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．６２
【００８６】
［実施例１４］
原料パラミロン及びクロロ酢酸のモル比を、１：２に替えて１：１にした以外は、実施例９と同様の方法で、原料パラミロン粒子５００ｍｇ（３．０９ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸３００ｍｇ（３．１７ｍｍｏｌ）から、実施例１４のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、２９５ｍｇ；１．４５ｍｍｏｌ、収率４６．９％）を得た。なお、他の実施例に比較して収率が低くなっているのは、透析工程において透析膜からの透析液の漏出による。
【００８７】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４４〜４．２９（ｍ），４．１８〜３．３７（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３０９，２９０６，１５９４，１４１８，１３７１，１３２０，１２５７，１２０４，１０６５，８９１
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．４４
【００８８】
［実施例１５］
原料パラミロン及びクロロ酢酸のモル比を、１：２に替えて１：０．５にした以外は、実施例９と同様の方法で、原料パラミロン粒子５０２ｍｇ（３．０９ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸１４７ｍｇ（１．５６ｍｍｏｌ）から、実施例１５のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、３０７ｍｇ；１．７８ｍｍｏｌ、収率５７．５％）を得た。
【００８９】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４８〜４．２７（ｍ），４．２１〜４．１（ｍ），４．０５〜３．３４（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３４３，２９１６，１５９１，１４１５，１３７１，１３６６，１２５９，１２０３，１１５３，１０７０，１０３７，８８７
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．１１
【００９０】
［実施例１６］
原料パラミロン及びクロロ酢酸のモル比を、１：２に替えて１：０．２にした以外は、実施例９と同様の方法で、原料パラミロン粒子５００ｍｇ（３．０８ｍｍｏｌ）及びクロロ酢酸５９ｍｇ（０．６２ｍｍｏｌ）から、実施例１６のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、４６８ｍｇ；２．８６ｍｍｏｌ、収率９２．８％）を得た。
【００９１】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．１６〜３．２２（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３２６，２８８７，１６２５，１５８２，１４０５，１３６１，１３１０，１２５０，１１７８，１１５２，１０７１，１０３５，８８８
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．０１５
【００９２】
［実施例１７］
実施例１７，１８では、反応工程で用いる炭化水素化合物として、ヒドロキシル基を有する炭化水素化合物を用いた。
（前処理工程：沈殿法）
原料パラミロン粒子（３．００３ｇ、１８．５２ｍｍｏｌ）を、１．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液（６０．０ｍＬ）に分散し、撹拌した。１時間後、得られた均一溶液をメタノール（６００ｍＬ）に滴下することにより白色沈殿物を得た。吸引ろ過で白色沈殿物を回収し、続いてメタノール（１００ｍＬ）に分散して撹拌することで白色沈殿物を１分間撹拌後、遠心分離により上澄み液を除いた。このメタノールを用いた洗浄を３回行った。
【００９３】
（反応工程）
得られた固体を２−プロパノール（９０ｍＬ）に分散し、続いて５２質量％水酸化ナトリウム水溶液（４．５ｍＬ）を加え１．５時間撹拌した。その後、２−クロロエタノール（２．５ｍＬ、２．９９３ｇ、３７．１６ｍｍｏｌ）を１０分の間隔を空けて、３回に分けて添加し、つづいて７０℃で撹拌した。３時間後、遠心分離により上澄み液を除き、固体を得た。得られた固体をメタノール１５０ｍＬに分散して５分撹拌後、遠心分離により上澄み液を除いた。このメタノールによる洗浄を３回行った。得られた固体を１２時間風乾し、実施例１７のパラミロン誘導体を得た（ヒドロキシエチルパラミロン、３．０５６ｇ）。
【００９４】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１ＦＴ−ＩＲ法で同定した。
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３００，２８７６，１６３３，１４２８，１３５７，１３０８，１２４９，１１７１，１１５６，１０６５，１０２６，８７８，８０１，６６８
【００９５】
［実施例１８］
前処理工程で用いる２−クロロエタノールの量を２．５ｍＬから６．２ｍＬ（７．４２１ｇ，９２．１７ｍｍｏｌ）とした以外は、実施例１７と同様の方法で、原料パラミロン粒子３．００２ｇ（１８．５１ｍｍｏｌ）から実施例１８の水に可溶のパラミロン誘導体（ヒドロキシエチルパラミロン、４．３９７ｇ）を得た。
【００９６】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ３．９７〜３．３９（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２３，２８９０，１６５４，１４４９，１３６３，１３１２，１２３６，１１５２，１０２８，８８１
【００９７】
［実施例１９］（ユーグレナ培養液からのカルボキシメチルパラミロンの合成）
実施例１９では、原料パラミロンとして、パラミロン粒子に替えて、ユーグレナ培養液をアルカリ処理して得た固体を用いた。
【００９８】
（前処理工程）
ユーグレナ細胞を約１２ｇ含む培養液約１００ｇを２００ｍＬビーカーに入れ、水酸化ナトリウムペレット０．９９５ｇを加えて室温で１時間撹拌して懸濁液を得た。遠心分離により上澄み液を除き、黄色沈殿を得た。得られた黄色沈殿に水８０ｍＬを加えて１分間ボルテックスミキサーで攪拌し、続いて遠心分離により水を含んだ黄色固体（１．６３ｇ）を得た。この黄色固体を、１．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液３０ｍＬに分散し、室温で２３時間撹拌した。得られた不均一溶液をメタノール１００ｍＬに添加することにより白沈を生じさせた。吸引ろ過により溶媒を含んだゲル状の固体（３．６６ｇ）を得た。
【００９９】
（反応工程）
得られたゲル状固体全量を２−プロパノール９ｍＬに分散し、続いて３５質量%水酸化ナトリウム水溶液０．９ｍＬを加えて室温で１．５ｈ撹拌した。その後クロロ酢酸３５６ｍｇ（３．７７ｍｍｏｌ）を２５分間にかけて３回に分けて加えた。続いて加熱（７０℃）下で撹拌を行った。３時間後、デカンテーションにより上澄み液を除いて薄黄色固体を得た。この薄黄色固体をメタノール２０ｍＬに分散して室温で撹拌洗浄した（１０分間、３回）。続いて得られた薄黄色固体に水３０ｍＬを加えて室温で撹拌した（終夜）。得られた均一溶液を、透析膜（ＶＩＳＣＡＳＥ社製セルロース膜、分画分子量１４，０００）に入れ、水に対して透析を行った（５日間）。透析した溶液を凍結乾燥して白色固体（１０６ｍｇ）を得た。
【０１００】
得られた固体について実施例１と同様の方法で１ＨＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ測定を行い、カルボキシメチル基が導入されたことを確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．３９〜４．３１（ｍ），３．９３〜３．３４（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２９６，２８８６，１５９０，１４１６，１３６３，１３１５，１２５２，１１８０，１１３１，１０３７，８８９
【０１０１】
［実施例２０］（ナノファイバーの製造）
実施例１のパラミロン誘導体１０ｍｇを、超純水１．０ｍＬ中に入れ、均一化するまで４時間〜２４時間攪拌してナノファイバーを形成した。
このナノファイバーを走査電子顕微鏡で観察するため、得られた均一溶液を超純水で１／１０に希薄して、１．０ｍｇ／ｍＬ溶液とした。希薄溶液を、液体窒素で素早く凍結し、減圧下で乾燥して、綿状の固体約１０ｍｇを得た。
【０１０２】
［比較例１］
比較例１，２では、均一反応によりパラミロン誘導体を製造した。
原料パラミロン、クロロ酢酸及び水酸化ナトリウムのモル比は、１：２：５とした。この比率は、商業的に用いられている典型的な比率のひとつである。原料パラミロン４９７ｍｇ（３．０７ｍｍｏｌ）及び３．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５．０ｍＬからなる溶液を、室温で１．５時間攪拌して均一溶液を得た。この均一溶液に、３０分間で３回に分けてクロロ酢酸５８９ｍｇ（６．２３ｍｍｏｌ）を添加した。この溶液を７０℃に加熱し、１．５時間攪拌した後、エタノール５０ｍＬ中に注ぎ、薄茶色の沈殿物を得た。その後、吸引濾過で上澄み液を除去した後、湿った状態の固体を水２０ｍＬ中に入れ、室温で１時間攪拌した。得られた均一溶液をエタノール１００ｍＬ中に滴下して、白色沈殿物を得た。この精製工程を３回行った。さらに、水で透析して精製後、凍結乾燥して参考例１のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、３３２ｍｇ；１．９２ｍｍｏｌ、収率６２．８％）を白色固体として得た。
【０１０３】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４０〜４．２８（ｍ），４．１７〜４．０７（ｍ），３．９８〜３．３２（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３２６，２９１１，１５８５，１４１３，１３６２，１２５６，１２００，１１２５，１０６６，１０３６，８８４
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．１３
【０１０４】
上記したカルボキシメチル基の置換度０．１３からクロロ酢酸の利用効率を以下の式に基づいて算出した結果、４．０％であり、低い結果となった。よって、均一反応によるパラミロンのカルボキシメチル化は、反応効率が低く、パラミロン誘導体の商業生産には適していないといえる。
（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩のモル数１．９２ｍｍｏｌ×ＤＳｃｍ０．１３）／投入したクロロ酢酸のモル数
【０１０５】
［比較例２］
原料パラミロン、クロロ酢酸及び水酸化ナトリウム水溶液のモル比を１：５：８に変更し、洗浄溶媒としてメタノールを用いた以外は、参考例１と同様の方法で、原料パラミロン１．５０ｇ（９．２５ｍｍｏｌ）、クロロ酢酸４．４０ｇ（４６．６ｍｍｏｌ）及び３．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液２５ｍＬを用いて、参考例２のパラミロン誘導体（カルボキシメチルパラミロンのナトリウム塩、１．５６ｍｇ；９．２４ｍｍｏｌ、収率９９．９％）を得た。
【０１０６】
このパラミロン誘導体について、実施例１と同様に１Ｈ−ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ法で同定した。また、カルボキシメチル基の導入率（置換度；ＤＳｃｍ）を、後述する方法で算出した。
１Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）：δ４．４０〜４．２８（ｍ），４．１７〜４．０７（ｍ），４．０２〜３．３８（ｍ）
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３２７１，２８９２，１５７９，１４０２，１３３２，１３２１，１２４６，１１７５，１１５３，１０６３，１０２９，９８９，８９１
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍ：０．０７４
【０１０７】
上記したカルボキシメチル基の置換度０．０７４は、比較例１よりも小さく、炭化水素化合物の利用効率を算出すると１．５％であった。よって、この場合も、均一反応によるパラミロンのカルボキシメチル化は、反応効率が低く、パラミロン誘導体の商業生産には適していないといえる。
【０１０８】
［比較例３］
原料パラミロンを前処理せずに、クロロ酢酸と不均一反応させた。原料パラミロン５００ｍｇ（３．０９ｍｍｏｌ）及び２−プロパノール１５ｍＬを室温で３０分間攪拌し、その後、３５質量％の水酸化ナトリウム水溶液１．５ｍＬを添加した。１．５時間攪拌後、クロロ酢酸５８５ｍｇ（６．１９ｍｍｏｌ）を、３０分間で３回に分けて添加した。この混合液を７０℃に加熱し、３時間攪拌した。遠心分離して上澄みを除去した。得られた固体を、メタノール３０ｍＬ中で１０分間攪拌して洗浄した。この精製工程を３回繰り返し、白色固体を得た。この白色固体は、水に不溶であり、透析できなかった。白色固体を実施例１と同様にＦＴ−ＩＲ法で同定した結果、原料のパラミロン粒子であることが確認された。つまり、前処理をしない場合は、パラミロン粒子は不均一反応が進行しなかった。
ＦＴ−ＩＲ（ｃｍ−１）：３３０９，２９２３，１６４４，１４２４，１３７１，１３０９，１２４８，１１９９，１１１７，１０９１，１０６４，１０３１，９９７，８８９
【０１０９】
［測定及び観察］
（カルボキシメチル基の置換度；ＤＳｃｍ）
パラミロン誘導体中のグルコースユニット１つあたりに結合したカルボキシメチル基の平均数を、カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍとして、以下の式によって算出した。
Ａ＝ＣＮａＯＨ×ＶＮａＯＨ
ＤＳｃｍ＝１６２．１４×Ａ／（ｍ−５８×Ａ）
なお、ＣＮａＯＨは、水酸化ナトリウム水溶液の濃度（０．０１ｍｏｌ／Ｌ）であり、ＶＮａＯＨは、中和に必要な水酸化ナトリウム水溶液の体積（単位：ｍＬ）であり、ｍは、カルボキシメチルパラミロン（ナトリウム塩）の質量（単位：ｇ）である。
【０１１０】
ＶＮａＯＨは、以下のように測定した。まず、実施例及び比較例で得られたパラミロン誘導体１００ｍｇ及び超純水１００ｍＬ中からなる均一溶媒について、ｐＨ値が３．２になるようにＨＣｌ水溶液を添加して調整した。得られたパラミロン誘導体溶液に、０．０１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を滴下してｐＨが１０になるまで電気伝導度を測定し、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量をＶＮａＯＨとした。結果を表１〜３に示す。なお、表１〜３に示すように、ＤＳｃｍ値が小さい場合、分子量（Ｍｗ，Ｍｎ）が大きくなる傾向にある。
【０１１１】
【表１】
0006750778.tif 000003
【０１１２】
【表２】
0006750778.tif 000004
【０１１３】
【表３】
0006750778.tif 000005
【０１１４】
表１〜３に示すように、実施例１〜１４のパラミロン誘導体のＤＳｃｍ値は、比較例１のパラミロン誘導体のＤＳｃｍ値よりも高い。例えば、実施例７のＤＳｃｍ値（０．３６）に基づいて、クロロ酢酸の利用効率を比較例１と同様の方法で算出すると２１％であり、比較例１のＤＳｃｍ値（０．１３）に基づく利用効率４．０％よりも高い。この結果から、不均一反応は、均一反応よりもカルボキシメチル化の反応効率が高く、商業生産的に有利である。
【０１１５】
実施例１及び２のＤＳｃｍ値に大きな違いはなく、中和法による前処理工程で用いる洗浄用アルコールの種類の違いは、この反応条件下ではカルボキシメチル化の増加に影響を与えない。また、実施例３及び４のＤＳｃｍ値は、実施例１及び２のＤＳｃｍ値よりも大きく、中和法による前処理工程では、洗浄時間が長い方が、カルボキシメチル化の増加に効果が高い。さらに、実施例３及び４は、ＤＳｃｍ値及び分子量が類似しており、中和法による前処理工程における酸の滴下方法の違いは、カルボキシメチル化の効率性に大きな影響を与えない。
【０１１６】
（分子量測定）
実施例及び比較例のパラミロン誘導体の重量平均分子量Ｍｗ及び数平均分子量Ｍｎを、多角度光散乱検出器を有するサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ-ＭＡＬＬＳ）を用いて測定した。ＳＥＣ-ＭＡＬＬＳ測定は、Ｗｙａｔｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製  多角度光散乱計ＤＡＷＮ  ＨＥＬＥＯＳ  ＩＩ（ＷＨ２-０８）、及びゲルパーミエーションクロマトグラフィーカラムを備えた、昭和電工株式会社製  示差屈折率検出器ＲＩ−１０１（移動相：２００ｍｍｏｌ/Ｌ硝酸ナトリウム水溶液；１．０ｍＬ/ｍｉｎ、４０℃）を用いて行った。試料溶液は、パラミロン誘導体を、２００ｍｍｏｌ/Ｌ硝酸ナトリウム水溶液中に１．０ｍｇ/ｍＬの濃度で添加後、４〜２４時間、機械的に攪拌して調製し、０．４５μｍフィルターで精製したものを用いた。試料の注入量は、１００μＬとした。なお、比屈折率増分ｄｎ/ｄｃ値は、０．１３７８ｍＬ/ｇを用いた。結果を表１〜３に示す。また、この値を用いて算出したＭｗ／Ｍｎ値についても、表１〜３に示す。
【０１１７】
実施例９〜１３のパラミロン誘導体は、ＤＳｃｍ値は、実施例５，６と近い値であるのに対して、分子量Ｍｗ，Ｍｎは、実施例５，６よりも大きい。つまり、不均一反応に用いる水酸化ナトリウム水溶液の濃度が高い方が、カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍに影響を与えずに分子量を大きくすることができる。また、ＤＳｃｍ値が類似する場合を比較すると、実施例１〜４のパラミロン誘導体の分子量Ｍｗは、実施例５〜１３のパラミロン誘導体の分子量よりも大きい。
【０１１８】
（Ｍｗ／Ｍｃａｌｃ値）
得られたパラミロン誘導体の構造が、高分子鎖が凝集した凝集構造であるか、高分子鎖が１本１本にほぐれたランダムコイル状になっているかを調べるための指標として、以下の式に基づいて、カルボキシメチル化の過程で解重合せず、かつ得られたカルボキシメチルパラミロンがランダムコイル状である場合の理論上の分子量であるＭｃａｌｃを算出し、Ｍｗ／Ｍｃａｌｃ値を得た。結果を表１〜３に示す。
【０１１９】
Ｍｃａｌｃ=（１６２．１４×（１−ＤＳｃｍ）+２５７．１９×ＤＳｃｍ）×１，８２５
なお、１，８２５は、天然パラミロン（Ｍｗ：２，９５９×１０５Ｄａ、Ｍｎ：２，１５８×１０５Ｄａ）のＭｗベースの重合度である。１６２．１４は、置換されていないグルコースユニット１つあたりの分子量であり、２５７．１９は、カルボキシメチル基を１つ有するグルコースユニット１つあたりの分子量である。
【０１２０】
Ｍｗ／Ｍｃａｌｃ値は、カルボキシメチル化の過程で解重合が起こらないとすると、「１．０」であり、パラミロン誘導体は、移動相中でランダムコイル構造になっている。また、ポリマーが繊維の凝集を形成し、顕著な解重合が起こらなかった場合、その値は、「１．０以上」である。解重合が発生し、パラミロン誘導体がランダムコイルとして存在するか、パラミロン誘導体が薄い凝集体を形成し、カルボキシメチル化の過程で顕著な解重合が発生した場合、その比率は「１．０未満」である。
【０１２１】
実施例１，２のＭｗ／Ｍｃａｌｃ値は、「１．３３」、「１．２８」であり、実施例３，４のＭｗ／Ｍｃａｌｃ値は、いずれも１．０付近である。実施例１〜４は、反応工程がアルカリ環境下で行われたので、解重合が起こっていると考えられる。そのため、上記数値は、カルボキシメチル化が、高分子鎖が凝集した状態で行われていることを裏付けている。
【０１２２】
実施例５，６，９〜１３のＭｗ／Ｍｃａｌｃ値は、いずれも１．０よりも小さく、分子量は、天然パラミロンよりも小さい。この数値は、パラミロン誘導体の反応出発物質（アモルファス化パラミロン）が、ランダムコイル状であるか、あるいは繊維状の凝集体の両方の可能性を示唆している。
【０１２３】
なお、比較例１のパラミロン誘導体（ＤＳｃｍ：０．１３）のＭｗ／Ｍｃａｌｃ値は、「０．６５」であり、１．０よりも小さいので、このパラミロン誘導体は、カルボキシメチル化反応の間に解重合が発生し、パラミロン誘導体は移動相中でランダムコイル状に存在していると判断できる。反対に、比較例２のパラミロン誘導体（ＤＳｃｍ：０．０７４）のＭｗ／Ｍｃａｌｃ値は、「２．８４」であり、このパラミロン誘導体は、繊維状に凝集していると判断できた。この結果から、カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍの値が低く疎水性が大きい場合は、パラミロン誘導体の高分子鎖が繊維状に凝集すると考えられる。
【０１２４】
（Ｘ線回折）
前処理工程後のパラミロンの結晶状態を確認するため、実施例１（中和法による前処理；図１中（ａ）で示す。），実施例５（メタノールを用いた沈殿法による前処理；図１中（ｂ）で示す。）及び実施例７（エタノールを用いた沈殿法による前処理；図１中（ｃ）で示す。）における前処理工程で得られた湿った状態の固体を凍結乾燥して、株式会社リガク製  Ｘ線回折装置ＳｍａｒｔＬａｂを用いて以下の条件でＸ線回折を行った。結果を図１に示す。
Ｘ線源：ＣｕＫα線（λ＝０．１５４１８ｎｍ）
管電圧：４０ｋＶ
管電流：３０ｍＡ
走査速度：５°／ｍｉｎ
２θ：５°〜３５°
【０１２５】
図１の（ａ）に示すように、中和法による前処理をして得られた固体（実施例１）は、２０．０°付近におけるブロードピークの他に、３１．８°に残存塩化ナトリウム由来のシャープなピークを示す。また、図１の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、メタノール又はエタノールを用いた沈殿法による前処理をして得られた固体（実施例５，７）は、２０．０°付近にブロードピークを示す。これに対して、前処理をしていない天然のパラミロン粒子は、６．８，１１．９，１３．９，１６．６，１９．３，２０．５及び２３．９℃にシャープなピークを示すことが知られている。よって、上記のようにＸ線回折でのブロードピークは、中和法又は沈殿法のいずれの前処理工程を用いた場合も、得られた固体は高結晶性が破壊されアモルファス状態になっていることを示している。
【０１２６】
（顕微鏡観察）
実施例２０で得られたナノファイバーを、導電性カーボンの両面テープを用いて顕微鏡金属ステージに固定し、加速電圧２ｋＶの高真空下で日本電子株式会社製  走査型電子顕微鏡ＪＳＭ−６０６０により観察した。結果を図２（ａ）及び（ｂ）に示す。図２（ａ）に一辺が数マイクロメーターの顕微鏡写真を示す。観察を行った視野すべてにおいてナノファイバーの構築が確認された。また、図２（ｂ）に示すように、このナノファイバーの直径は、約５０ｎｍ〜４００ｎｍである。
【０１２７】
（目視観察）
カルボキシメチル基の置換度ＤＳｃｍが最も小さい値であった実施例１６のパラミロン誘導体を、超純水に３．０質量％の割合で溶解し、放置した。この溶液は、調製後すぐに粘性を有し、３日後にゲル化した（図３）。
【図１】
0006750778.tif 000006
【図２】
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【図３】
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