(57)【要約】【課題】  光散乱法を用いることにより、低置換度ヒドロキシプロピルメチルセルロースの絶対分子量と分子量分布分析法を提供する。【解決手段】  低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの水酸基の一部又は全部をカルバニレイト化して溶媒に溶解したものを試料溶液とし、該溶媒と同一種類の溶媒を移動相として、光散乱法によるゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳ）に付して分析することを特徴とする低置換度ヒドロキシプロピルセルルースの絶対分子量および分子量分布測定方法を提供する。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの水酸基の一部又は全部をカルバニレイト化して溶媒に溶解したものを試料溶液とし、該溶媒と同一種類の溶媒を移動相として、光散乱法によるゲルパーミエーションクロマトグラフに付して分析することを特徴とする低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの絶対分子量および分子量分布測定方法。
【請求項２】
上記溶媒が、テトラヒドロキシフランである請求項１に記載の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの絶対分子量および分子量分布測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの分析法に関する。さらに詳しくは、光散乱法によるゲルパーミエーションクロマトグラフ（以下、ＧＰＣ―ＭＡＬＬＳという）を用いた、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの品質管理、性能評価に好適な分析法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、医薬品添加物のセルロース誘導体であり、主に錠剤の結合材・崩壊剤に用いられる。
【０００３】
したがって、かかる材料に使用するためにも、その品質管理、性能評価等が必要で、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの絶対分子量と分子量分布を測定することが望まれている。
【０００４】
これまで、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの分子量を光散乱法によるゲルパーミエーションクロマトグラフを用いて測定することができなかった。これは低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが、銅エチレンジアミン水溶液、カドミウムエチレンジアミン溶液といった特殊な、強アルカリ性の溶媒を除いて、各種溶媒に不溶であるためである。また、こういった強アルカリ性の溶媒はゲルパーミエーションクロマトグラフィに用いられるカラムには用いることができないためであった。一方、光散乱法による高分子の分子量分布測定法は非特許文献１に例示されている。
【０００５】
また、これまでこういった各種溶媒に不溶のセルロース誘導体の分子量を測定する際には、非特許文献２に例示するように、三硝酸セルロースに誘導体化して、テトラヒドロフランに溶解し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィに付して測定する方法が行われていた。しかし、この方法は、重合度低下が問題となる場合があり、また硫酸と発煙硝酸の混酸といった試薬を用いなければならないため、取り扱いが危険であると言った問題点がある（非特許文献３）。
【０００６】
また、これまでパルプの絶対分子量および分子量分布測定方法としては、トリカルバニレイトセルロースに誘導体化し、これをテトラヒドロフランに溶解したものを試料溶液とし、テトラヒドロフランを移動相として、光散乱法によるゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳ）に付して分析する方法が知られている（非特許文献４）。
【０００７】
【非特許文献１】Ｋ．Ｊｕｍｅｌ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ２９（１９９６）１０５−１０９
【非特許文献２】ＴＡＰＰＩ標準法  Ｔ  ２３８  ｓｕ−６３
【非特許文献３】「セルロースの事典」朝倉書店、セルロース学会編集、２０００年
【非特許文献４】「Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ    Ｗｏｏｄ  ａｎｄ  Ｐｌａｎｔ  Ｆｉｂｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」、ウッド  ヘッド・パブリッシング・リミテッド、  第１５章、１９９６年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、光散乱法を用いることにより、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの絶対分子量と分子量分布分析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】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、カルバニレイト（カルバニラート、ｃａｒｂａｎｉｌａｔｅ）化した低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが溶媒に溶解する事を見出し、本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの一部又は全部をカルバニレイト化し、溶媒に溶解したものを試料溶液とし、該溶媒と同一種類の溶媒を移動相として、光散乱法によるゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳ）に付して分析することを特徴とする低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの絶対分子量および分子量分布測定方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの絶対分子量と分子量分布の測定を効率よく正確に行うことができ、得られた結果により低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの品質管理、性能評価が簡単に行えるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に用いる低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、置換基にヒドロキシプロポキシル基を持つセルロースであり、好ましい置換度は、１０〜１６重量％である。なお、置換度は、日本薬局方を参考に測定できる。
【００１３】
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、Ｃ6Ｈ10Ｏ5のグルコース基本単位当たりの３個の水酸基のうち、所定の量がヒドロキシプロポキシル基で置換されたものであり、ヒドロキシプロポキシル基で置換された部分も、ヒドロキシプロポキシル基の水酸基を有している。カルバニレイト化は、このグルコース基本単位の水酸基をカルバニレイト化することであり、グルコース基本単位当たり最大３個までのカルバニレイト化（トリカルバニレイト化）が可能である。
【００１４】
本発明によれば、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースはカルバニレイトセルロースに誘導体化されることで、溶媒に可溶になる。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、その置換可能な水酸基の全てをカルバニレイト化する必要はなく、ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳ測定に適する溶液濃度を得るのに必要な範囲で、その置換可能な水酸基をカルバニレイト化すればよい。
溶媒としては、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの一部又は全部をカルバニレイト化したものを、ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳの測定に適する濃度に溶解できるものであれば特に限定されないが、好ましくは、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等のアミンが挙げられる。
好ましい水酸基のカルバニレイト化の範囲は、用いる溶媒によって異なるが、例えば、ＴＨＦを用いる場合は、好ましくは２．８〜３．０、より好ましくは３．０である。
【００１５】
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースをカルバニレイトセルロースに誘導体化する手段としては、特に限定されるものではないが、好ましくは、初めに低置換度ヒドロキシプロピルセルロースをピリジンによく分散させ、過剰のイソシアン酸フェニルを加え、９０℃で３時間程度反応させる。これをメタノールと水の混合溶媒に再沈殿させると目的の、カルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが得られる。
このカルバニレイトセルロースに誘導体化する工程では重合の切断は起きず、また得られる誘導体は、屈折率の濃度変化の比例係数（以下ｄｎ／ｄｃ）が高いために、光散乱法に適している。
【００１６】
カルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを溶媒（例えばＴＨＦ）に溶解すると、カルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが溶解し、それをＧＰＣ−ＭＡＬＬＳに付す。ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳに付すには公知の試料導入装置を使用でき、これにより、所定量の溶液をＧＰＣ−ＭＡＬＬＳに注入できる。
なお、カルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの試料溶液中の濃度は、ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳの測定に適するものであればよく、好ましくは０．０１〜０．５重量％、より好ましくは０．０５〜０．２重量％である。また、必要であれば、カルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロース溶液を、測定する前にメンブランフィルター等を用いてろ過し、溶液中の不純物を除いておくこともできる。
【００１７】
ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳに注入された溶液は、試料溶液と同一種類の溶媒（例えばＴＨＦ）を移動相として分離カラムに付される。
ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳでもちいる分離カラムとしては、汎用の高分子ゲルを充填したものが使用可能であり、例えば、ポリスチレンを基材とした充填カラムが好適な例として挙げられる。
【００１８】
また、ＧＰＣ−ＭＡＬＬＳの検出手段としては、例えば、多角度光散乱検出器と示差屈折率検出器を併用する。その他に、低角度光散乱検出器と示差屈折率検出器を組み合わせたＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ法も測定に使用できる。これは、カルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは紫外部に吸収を持たないからである。また、これらを併用することにより、測定試料のカラムへの吸着状態や、分子鎖の切断状態を知ることができ、絶対分子量の測定が可能になる。
【００１９】
本発明によれば、カルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロース溶解液についてのＧＰＣ−ＭＡＬＬＳからの分離液を分画して捕集することにより、カルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの絶対分子量と分子量分布を得られる。得られた絶対分子量の値をカルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのモノマーの分子量で割り、重合度を求め、その値に低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのモノマーの分子量をかける事で、低置換度ヒドロキシプロピルメチルセルロースの絶対分子量が得られる。
本発明の絶対分子量は、好ましくは重量平均絶対分子量であり、異なる物質を標準として求められる相対的なものではなく、光散乱法における理論式から求められる絶対的な値の重量分率による平均値である。
本発明の分子量分布は、重量平均分子量を数平均分子量で割った値である。
【実施例】
【００２０】
本発明の方法を実施する装置構成例を図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明の方法を実施する装置の一例で、１は移動相貯流漕、２はオンラインデガッサー、３は送液ポンプ、４はマニュアルインジェクター、５はカラム、６はカラムオーブン、７は多角度光散乱検出器、８は示差屈折率検出器、９はデータ処理装置である。
【００２１】
分析に際しては、移動相貯流漕１からポンプ３によりあらかじめ移動相を流し、定常状態を作る。次に、マニュアルインジェクター４から試料を注入する。注入された試料は、移動相によりカラムオーブン６の中のカラム５に送られ、多角度光散乱検出器７と、示差屈折率検出器８により、絶対分子量および分子量分布が検出される。このデータをデータ処理装置９で処理し、分子量の計算を行う。
【００２２】
以上の装置を用いて、次の分析条件で分析を行った。
試料の前処理
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース（信越化学工業社製）１７０ｍｇを１５ｍｌのピリジン中で一晩撹拌し分散させる。２ｍｌのイソシアン酸フェニル（和光純薬社製）を加えて、９０℃で加熱還流する。３時間加熱還流した後、過剰のイソシアン酸フェニルを分解するために、１ｍｌのメタノール（和光純薬社製）を加える。この溶液をメタノール７０ｍｌ、蒸留水３０ｍｌ、氷酢酸２ｍｌの混合溶液中に徐々に滴下して、再沈殿させる。この溶液を孔径４０〜５０μｍのガラスフィルターを用いて吸引濾過し、得られた沈殿物をメタノール１００ｍｌ中に分散、撹拌し洗浄する。これを再び孔径４０〜５０μｍのガラスフィルターを用いて吸引濾過する。この操作を２〜３回繰り返す事で、ピリジンを完全に除去、乾燥すると、目的のトリカルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが得られる。
このトリカルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロース１０ｍｇを１０ｍｌのテトラヒドロフランに溶解し、メンブランフィルター（孔径０．４５μｍ、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）でろ過した。
【００２３】
また、この誘導体化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを元素分析して、カルバニレイト基がモル置換度３となっており、正確にトリカルバニレイト化されたことを確認した。
【００２４】
屈折率の濃度変化の比例係数（以下ｄｎ／ｄｃ）
低置換度ヒドロキシプロピルメチルセルロース（信越化学工業社製）を、上記の様トリカルバニレイト化し、テトラヒドロフランに溶解して、濃度の異なる（０．０５Ｗ／Ｖ％〜０．３Ｗ／Ｖ％）５種類の溶液を作成する。これを高感度示差屈折率系（ＤＲＭ−１０２１：大塚電子社製）を用いて、静的光散乱法によりｄｎ／ｄｃを測定した。
【００２５】
分析条件
カラム：TSK guard column Super H-L（東ソー社製）
TSK gel Super H 2000（東ソー社製）
TSK gel Super H 3000（東ソー社製）
TSK gel Super H 4000（東ソー社製）
TSK gel Super H 5000（東ソー社製）
移動相：テトラヒドロフラン
デガッサー：ＥＲＣ−３１１５（ＥＲＣ  Ｉｎｃ．社製）
流  量：０．４ｍｌ／ｍｉｎ
温  度：４０℃
インジェクター：モデル７１２５（レオダイン社製）
多角度光散乱検出器：ＤＡＷＮ  ＤＳＰ（Ｗｙａｔｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）
示差屈折率検出器：ＲＩ−７１（昭和電工社製）
ｄｎ／ｄｃ：０．１７０ｍＬ／ｇ
【００２６】
分析結果
上記分析条件で分析した結果、トリカルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの重量平均分子量は３６０，０００ｇ／ｍｏｌで、分子量分布（重量平均分子量を数平均分子量で割った値）は１．７０であった。誘導体化されたモノマーの分子量は５３２．６ｇ／ｍｏｌ、もとの低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのモノマーの分子量は１７６．３２ｇ／ｍｏｌであるから、もとの低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの重量平均分子量は１１９，０００ｇ／ｍｏｌであると計算され、分子量分布は１．７０であった。
その結果を図２に示す。図２のピークはトリカルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルメチルセルロースのピークで、本発明によれば、トリカルバニレイト化された低置換度ヒドロキシプロピルメチルセルロースが感度良く分析できることが分かる。なお、図２において、縦軸は光散乱強度と屈折率の信号強度、横軸は保持時間を表わす。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の構成を実施するための装置を示す図である。
【図２】本発明の方法により分析した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  移動相貯流漕
２  オンラインデガッサー
３  送液ポンプ
４  マニュアルインジェクター
５  カラム
６  カラムオーブン
７  多角度光散乱検出器
８  示差屈折率検出器
９  データ処理装置
【図１】
2005172531.tif 000002
【図２】
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