DE3687807T2

DE3687807T2 - Sphaerische poly(alpha-aminosaeure)koerner und verfahren zu deren herstellung.

Info

Publication number: DE3687807T2
Application number: DE8686108802T
Authority: DE
Inventors: Chuichi Hirayama; Hirotaka Ihara; Yoshiaki Motozato
Original assignee: Chemo Sero Therapeutic Research Institute Kaketsuken
Current assignee: Chemo Sero Therapeutic Research Institute Kaketsuken
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2006-06-28
Also published as: KR930010463B1; KR870000371A; DE3687807D1; EP0211223A3; CA1293592C; EP0211223B1; ATE85983T1; EP0211223A2; US4948816A; US4840975A; JPH0513168B2; JPS621728A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft sphärische Körner, die für verschiedene Anwendungen, wie Füllmaterial in der Chromatographie, als kosmetisches Pulver, verwendet werden und auch ein Verfahren zur Herstellung der sphärischen Körner
Sphärische Körner verschiedener Materialien finden üblicherweise verschiedene Verwendungen, wie, als Füllmaterial in verschiedenen Chromatographiearten, kosmetischen Pulvern und Träger zur Untersuchung biologischer Reaktionen. Diese sphärischen Körner schaffen jedoch noch Probleme und besitzen Mängel, die gelöst werden müssen. Zum Beispiel besitzt ein sphärisches Gelteilchen eines Materials auf Dextranbasis mit dem Warenzeichen Sephadex®, das häufig als Füllmaterial für die Gelchromatographie verwendet wird, den Nachteil, daß dessen Festigkeit noch durch ein kompliziertes Vernetzungsverfahren erhöht werden muß, da dieses Füllmaterial unter Druck eine geringe Festigkeit zeigt. Andererseits ist die Summe der Polymeren, die unter Verwendung des bekannten Füllmaterials fraktioniert werden können (im Molekulargewicht ausgedrückt) in dem Maß, in dem der Vernetzungsgrad erhöht wird, unerwünscht vermindert.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben gefunden, daß verschiedene Eigenschaften der sphärischen Körner leicht durch Verwendung von Poly(α-aminosäuren) gesteuert werden können, und daß das ein völlig anderes Rohmaterial, im Vergleich zu dem üblicherweise für die vorstehend beschriebenen Anwendungen verwendeten Material, ergibt.
Vor kurzem sind die Untersuchungen der Poly(α-aminosäuren) beträchtlich fortgeschritten und verschiedene Anwendungen von Poly(α-aminosäuren) können jetzt als möglich erwartet werden. Ferner hat es kein Beispiel einer Poly(αaminosäure) gegeben, die sphärisch granuliert war. Die Erfinder haben ein Verfahren zur Herstellung sphärischer Körner einer Poly(α-aminosäure) als Matrix erstellt und das hat zur Vervollständigung der Erfindung geführt.
Es ist deshalb die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, neue sphärische Körner von Poly(α-aminosäuren) bereitzustellen, die für verschiedene Anwendungen verwendet werden können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Bereitstellen eines Verfahrens zur Herstellung der sphärischen Körner.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden neue sphärische Körner von Poly(α-aminosäuren) bereitgestellt.
Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung sphärischer Körner bereitgestellt, umfassend die Schritte der Zugabe einer Lösung einer hydrophoben Poly(α-aminosäure), die in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist, zu einem wäßrigen Medium und Rühren des Mediums, während das organische Lösungsmittel so weit verdampft, daß eine Dispersion von sphärischen Körnern der Poly(α-aminosäure), die in einem wäßrigen Medium dispergiert ist, erhalten wird, und Isolieren der so erhaltenen sphärischen Körner der Poly(α-aminosäure) aus der Dispersion.
Fig. 1 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, die die Oberflächenstruktur der im Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung erhaltenen sphärischen Körner zeigt;
Fig. 2 ist eine vergrößerte elektronenmikroskopische Aufnahme, die einen Teil der Oberflächenstruktur der in Fig. 1 gezeigten sphärischen Körner zeigt;
Fig. 3 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme, die die Oberflächenstruktur der im Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung erhaltenen sphärischen Körner zeigt; und
Fig. 4 ist ein Infrarotabsorptionsspektrum der im Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung erhaltenen sphärischen Körner.
Wie vorstehend beschrieben, gab es kein herkömmliches Verfahren zur sphärischen Granulierung einer Poly(α-aminosäure).
Bisher wurden Poly(α-aminosäuren) auf einem geeigneten Träger (zum Beispiel Polystyrol-Kügelchen) aufgebracht, um ein geeignetes Material für ein Isomerentrennungsverfahren bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung macht von der Tatsache Gebrauch, daß sphärische Körner einer hydrophoben Poly(α-aminosäure) direkt erzeugt werden können und zwar durch Zugabe einer Lösung einer besonderen Poly(α-aminosäure), das heißt, einer hydrophoben Poly(α-aminosäure), die in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist, zu einem wäßrigen Medium (in dem die Lösung unlöslich oder nur leicht löslich ist), um die Poly(α-aminosäure) darin zu suspendieren. Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden Flüssigkeitstropfen, die das organische Lösungsmittel, das eine hydrophobe Poly(α-aminosäure) enthält, umfassen, in dem wäßrigen Medium, durch Zugabe der vorstehend beschriebenen Lösung zu dem wäßrigen Medium, dispergiert und das wäßrige Medium gerührt. Während das Rühren fortgesetzt wird, verdampft das organische Lösungsmittel allmählich, so daß eine Dispersion der sphärischen Körner der hydrophoben Poly(αaminosäure) in dem wäßrigen Medium erhalten wird. Dann werden die sphärischen Körner der hydrophoben Poly(α-aminosäure) durch geeignete Trennungsverfahren (zum Beispiel Filtrieren oder Zentrifugieren) aus der Dispersion isoliert.
Jede Art von Poly(α-aminosäuren) kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die geeigneten Poly(α-aminosäuren) können leicht durch ein übliches Verfahren hergestellt werden. Ein Verfahren zur Herstellung von Poly(γ-methylglutamat) ist nachstehend durch ein Beispiel erläutert:

(i) Herstellung von N-Carboxyanhydrid (nachstehend als NCA bezeichnet)

γ-Methylglutamat wird in Tetrahydrofuran suspendiert, danach wird COCl&sub2; bei einer Temperatur von 40ºC eingeleitet, wobei eine transparente Lösung erhalten wird. Nach dem Abdestillieren des COCl&sub2;-Überschusses wird die Lösung unter vermindertem Druck konzentriert, wobei NCA erhalten wird.

(ii) Polymerisation von NCA

Das so erhaltene NCA wird in Dichlorethan gelöst und danach wird das NCA durch Zugabe von 2 bis 0,5 Äquivalenten Triethylamin (ein Polymerisationskatalysator) zu der Lösung, bezogen auf NCA, polymerisiert. Als Ergebnis wird Poly(γ-methylglutamat) erhalten. In diesem Zusammenhang kann NCA leicht nach dem Leuchs-Verfahren, dem Curtius-Verfahren oder vorzugsweise, dem vorstehend beschriebenen Fuchs-Fartling Verfahren, hergestellt werden.
In der vorliegenden Erfindung können Poly(α-aminosäuren) mit jedem beliebigen Polymerisationsgrad verwendet werden. Es ist jedoch vorzuziehen, eine Poly(α-aminosäure) mit einem Polymerisationsgrad von 100 bis 5000, stärker bevorzugt von 300 bis 3000, zu verwenden.
Die hydrophoben Poly(α-aminosäuren), die zum Darstellen einer Dispersion in einem wäßrigen Medium, gemäß der vorliegenden Erfindung, verwendet werden, schließen natürliche hydrophobe Poly(α-aminosäuren), wie Polyalanin, Polyvalin, Polyleucin, Poly-n-leucin, Polythreonin, Polymethionin, Polycystin, Poly(phenylalanin), Polytryptophan, Poly(phenylglycin) und ähnliche, ein. Unter diesen Poly(α-aminosäuren) ist es vorzuziehen, Polyalanin, Polyvalin, Polyleucin, Polymethionin, Polycystin, Poly(phenylalanin), Polytryptophan oder Poly(phenylglycin) zu verwenden. Spezifische Beispiele für nützliche Poly(α-aminosäuren) sind die, die durch Umwandlung hydrophiler Poly(α-aminosäuren) zu hydrophoben Poly(α-aminosäuren) (hydrophile α-Aminosäurepolymere, die hydrophobe Gruppen eingeführt haben) erhalten werden. Beispiele für die modifizierten Poly(α-aminosäuren) schließen hydrophob veresterte saure Poly(α-aminosäuren), wie Polyglutaminsäure und Asparaginsäure, und zwar z. B. Alkylester, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, t-Butyl- oder Octylester; Aralkylester, wie Benzylester; Cyclohexanmethylester; und Tetrahydropyranmethylester von diesen α-Aminosäuren, ein. Es wird bevorzugt, die Methylester, Ethylester, t-Butylester, Benzylester oder den Cyclohexanmethylester der Polyglutaminsäure oder Polyasparaginsäure zu verwenden. Es können auch die hydrophob carboxylierten basischen Poly(α-aminosäuren), wie Polylysin, Polyarginin, Polyhistidin, Polyornithin, z. B. carbobenzoxylierte, carboethoxylierte und carbo-t-butoxylierte α-Aminosäuren, verwendet werden. Es wird bevorzugt ein carbobenzoxyliertes oder carboethoxyliertes Polylysin zu verwenden.
Ferner kann eine Poly(α-aminosäure) verwendet werden, die durch Einführen einer hydrophoben Gruppe, wie einer Benzylgruppe, einer t-Butylgruppe oder einer Acetylgruppe, in eine wasserlösliche neutrale Poly(α-aminosäure), wie Polyserin, hergestellt wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen O-Benzylpolyserin oder O-tert-Butylpolyserin zu verwenden. Wenn diese modifizierten Poly(α-aminosäuren) verwendet werden, können so erhaltene sphärische Körner der modifizierten Poly(α-aminosäuren) ohne jede besondere Behandlung verwendet werden oder sie können in sphärische Körner von hydrophilen Poly(α-aminosäuren), durch Entfernen der hydrophoben Gruppen von den hydrophoben Poly(α-aminosäuren), abhängig von den beabsichtigten Anwendungen, umgewandelt werden. Mit anderen Worten, sphärische Körner von hydrophoben und hydrophilen Poly(α-aminosäuren) (einschließlich amphipatische Poly(αaminosäuren)) können schließlich, gemäß der vorliegenden Erfindung, durch Verwendung hydrophober Poly(α-aminosäuren) während der vorstehend beschriebenen Herstellung der Dispersion, erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, verwendet das Verfahren der Erfindung eine Lösung einer hydrophoben Poly(α-aminosäure), die in einem organischen Lösungsmittel gelöst wird. Das organische Lösungsmittel kann Flüssigkeitstropfen erzeugen, die die hydrophobe Poly(α-aminosäure) enthalten, wenn die Lösung zu dem wäßrigen Medium zugegeben wird und es wird durch kontinuierliches Rühren des wäßrigen Mediums verdampft. Deshalb sollte das bei dem Verfahren der Erfindung verwendete organische Lösungsmittel hydrophobe Poly(αaminosäuren) leicht auflösen, in Wasser unlöslich sein und einen niedrigeren Siedepunkt als das wäßrige Medium besitzen. Bevorzugte Beispiele für das organische Lösungsmittel sind Chloroform, Dichlormethan, Dichlorethan und ähnliche halogenierte Kohlenwasserstoffe, Benzol oder ein Gemisch dieser Lösungsmittel.
Zum Zweck der Herstellung sphärischer Körner von hydrophoben Poly(α-aminosäuren) gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung hydrophober Poly(α-aminosäuren), die in einem organischen Lösungsmittel gelöst sind, zu einem wäßrigen Medium zugegeben. Eine solche Lösung kann durch Zugabe hydrophober Poly(α-aminosäuren) zu einem organischen Lösungsmittel, wie vorstehend beschrieben, erhalten werden, oder allgemein als eine Polymerisationslösung der hydrophoben Poly(α-aminosäure) erhalten werden und kann ohne besondere Behandlung verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung, die durch Polymerisation von α-Aminosäuren in einem organischen Lösungsmittel erhalten wird, verwendet und eine hydrophobe Poly(α-aminosäure) wird, ohne irgendeine Behandlung zu benötigen, erhalten.
Die Körnergröße der sphärischen Körner der Poly(α-aminosäure) kann leicht gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gesteuert werden. Die Gründe, die die Körnergröße steuern, sind hauptsächlich die Viskosität und die auf das System organisches Lösungsmittel - wäßriges Lösungsmittel angewendete Rührgeschwindigkeit. Im allgemeinen wird der Korndurchmesser der erhaltenen sphärischen Körner erhöht, wenn die Konzentration der Poly(α-aminosäure) in dem organischen Lösungsmittel erhöht wird und die Viskosität des wäßrigen Mediumsystems abnimmt. Andererseits bewirkt eine höhere Rührgeschwindigkeit, daß die Größe der sphärischen Körner abnimmt. Wenn der Korndurchmesser der sphärischen Körner durch Regeln der Viskosität und der Rührgeschwindigkeit des Systems organisches Lösungsmittel - wäßriges Medium gesteuert wird, ist es vorzuziehen, ein Viskositätsmodifizierungsmittel zuzugeben oder die Konzentration der Poly(αaminosäure)-Lösung zu regeln. Geeignete Beispiele des Viskositätsmodifizierungsmittels sind wasserlösliche Polymere, wie teilweise acylierter Polyvinylalkohol und Gelatine. Wenn feine Körner zur Verwendung als Träger für biologische Reaktionen erhalten werden sollen, ist es vorzuziehen, Emulgatoren, wie Cetylpyridiniumsalze und Sorbinsäureester, zuzugeben.
Ferner ermöglicht die Erfindung poröse sphärische Körner mit geöffneter Zellstruktur, verschiedener Porosität und Porengröße herzustellen, die als Füllmaterial bei der Gelchromatographie oder einem feuchtigkeits- oder luftdurchlässigen kosmetischen Pulver angewendet werden können. Um die porösen sphärischen Körner zu erhalten, wird ein Additiv, das nicht kompatibel mit der Poly(α-aminosäure), kompatibel mit dem organischen Lösungsmittel, in dem die Poly(α-aminosäure) gelöst ist und unlöslich in dem wäßrigen Medium ist und das einen höheren Siedepunkt als das organische Lösungsmittel und das wäßrige Medium besitzt, zu der Lösung der in dem organischen Lösungsmittel gelösten hydrophoben Poly(α-aminosäure) zugegeben. Während die Lösung in Gegenwart dieses Additivs gerührt wird, werden Flüssigkeitstropfen, die das organische Lösungsmittel umfassen, erzeugt und die Phase des Additivs wird in der Lösung der Poly(αaminosäure) getrennt. So können poröse sphärische Körner einer hydrophoben Poly(α-aminosäure) durch Entfernen des Additivs in den späteren Behandlungen erhalten werden und der Grad der Porosität und der Porendurchmesser der sphärischen Körner kann durch Anpassen der Menge des Additivs geregelt werden. Die Menge des Additivs variiert im allgemeinen in einem Bereich von etwa 1-3 Gewichtsteilen, bezogen auf die festen Bestandteile, die in der Polymerlösung enthalten sind, und ist von dem gewählten Additiv abhängig. Als Additive, die zum Darstellen poröser sphärischer Körner verwendet werden, kann eine kristalline Verbindung, wie Naphthalin, in einer festen Form zugegeben werden und im allgemeinen kann man Flüssigkeiten, wie Decalin, Tetralin, Toluol, Xylol, Ethylbenzol, Diethylbenzol, Anisol, Hexanol, Octanol und Dibutylether; aliphatische Säuren, wie Ölsäure oder Linolsäure und Dialkylphthalat, wie Dibutylphthalat oder Dioctylphthalat, zugeben.
Gemäß der Erfindung ist es auf diese Weise möglich, sphärische Körner zu erhalten, die Poly(α-aminosäure) als eine Matrix umfassen. Die mikroskopische Beobachtung der sphärischen Körner der Poly(α-aminosäure) der vorliegenden Erfindung zeigte, daß die Körner Kugeln waren (besonders im Fall der Körner mit einem großen Korndurchmesser) und daß die Polypeptidkristalle in Aggregation erzeugt wurden. Die sphärischen Körner der Poly(α-aminosäure) der vorliegenden Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß sie verglichen mit üblicherweise verwendeten sphärischen Körnern, wie Sephadex®, hart sind. Das Infrarotabsorptionsspektrum der sphärischen Körner der vorliegenden Erfindung zeigte, daß mindestens teilweise eine β-Struktur vorhanden ist, das Vorhandensein einer solchen β-Struktur wird als Grund angesehen, zur Härtung zusätzlich beizutragen. Die Korngröße der sphärischen Körner der vorliegenden Erfindung kann in dem benötigten Bereich, durch ihre Herstellung nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren, gesteuert werden. Im allgemeinen liegt die Korngröße der sphärischen Körner der vorliegenden Erfindung innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 500 um, vorzugsweise von 1 bis 300 um.
Ferner kann der Porendurchmesser und der Grad der Porosität der sphärischen Körner der vorliegenden Erfindung, wie benötigt, über einen weiten Bereich gesteuert werden, indem man sie unter Verwendung der Additive herstellt, die die Körner, wie vorstehend beschrieben, porös machen. Der Porendurchmesser und die Porosität können, in Übereinstimmung mit der gewünschten Anwendung, verschieden sein und die durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhaltenen sphärischen Körner der vorliegenden Erfindung können auf diese Weise gelenkt werden, daß man Produkte erhalten kann, die einen solchen Porendurchmesser besitzen, daß ein wasserlösliches Polysaccharid mit einem Molekulargewicht von 10² (Maltose) bis 10&sup6; (Dextran) eindiffundieren kann und die eine Porosität von 10 bis 95% aufweisen. Folglich können die sphärischen Körner der vorliegenden Erfindung so gesteuert werden, daß sie eine geeignete Härte beibehalten und eine gewünschte Porosität besitzen, ohne daß es erforderlich ist, eine Härtungsbehandlung, wie eine Vernetzung, die mit üblichen sphärischen Körnern notwendig ist, durchzuführen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können sphärische Körner von hydrophoben Poly(α-aminosäuren) durch Verwendung natürlicher hydrophober Poly(α-aminosäuren) und/oder durch Verwendung modifizierter Poly(α-aminosäuren), wobei das Rohmaterial dafür, wie vorstehend beschrieben, hydrophob gemacht wurde, erhalten werden. Die sphärischen Körner der hydrophoben Poly(α-aminosäuren) sind besonders für die Umkehrphasenchromatographie und die Affinitätschromatographie geeignet. Sphärische Körner einer modifizierten Poly(α-aminosäure), die hydrophob gemacht wurde, die aber relativ schwache hydrophobe Eigenschaften besitzt, das heißt amphipatische Poly(α-aminosäuren) (zum Beispiel Polymethyl- oder Polyethylglutamat), werden vorzugsweise als Gelkörner für die Verwendung in der Gelchromatographie, sowohl in Wasser-Systemen, als auch in organischen Lösungsmittel-Systemen, verwendet. Außerdem können die sphärischen Körner der hydrophilen Poly(α-aminosäuren) durch Entfernen der hydrophoben Gruppen aus den sphärischen Körnern erzeugt werden, die durch Verwenden einer modifizierten Poly(α-aminosäure) erhalten wurden, deren Rohmaterial durch ein bekanntes übliches Verfahren hydrophob gemacht wurde. Die sphärischen Körner der hydrophilen Poly(α-aminosäuren) können, zum Beispiel als sphärische Körner beim Ionenaustausch verwendet werden. Die sphärischen Körner der Poly(α-aminosäuren) der vorliegenden Erfindung können auch als ein kosmetisches Pulver verwendet werden. Besonders die vorstehend beschriebenen porösen sphärischen Körner von amphipatischen Poly(α-aminosäuren) sind für diese Anwendungen geeignet.
Der Nutzen der vorliegenden Erfindung wird aus den folgenden Beispielen ganz verständlich.

Beispiel 1:

5 g Polyleucin, das in 250 g Chloroform gelöst wurde, wurde zu 1000 ml einer wäßrigen Lösung, die 2 Gew.-% teilweise acetylierten Polyvinylalkohol enthält, zugetropft und unter Rühren auf 45ºC gehalten, wobei das Polyleucin darin suspendiert wurde. Nachdem die Lösung 24 Stunden gerührt wurde, war das Chloroform verdampft und Polyleucin angehäuft, wobei porenfreie sphärische Körner erhalten wurden. Die sphärischen Körner wurden durch Filtrieren gesammelt und ausreichend mit heißem Wasser und Methanol gewaschen, wobei Polyleucinkörner mit einem Durchmesser von 44 bis 75 um und einer Ausbeute von 80% erhalten wurden.

Beispiel 2:

5 g Poly-γ-benzyl-L-glutamat wurden in 200 ml Dichlormethan gelöst und in einer wäßrigen Lösung von 15 Gew.-% teilweise acetyliertem Polyvinylalkohol suspendiert. Nach 8- stündigem Rühren bei 30ºC wurde die erhaltene Suspension einer nachfolgenden Behandlung gemäß dem im Beispiel 1 verwendeten Verfahren unterworfen, wobei die gewünschten porenfreien sphärischen Körner mit einem Durchmesser von 75 bis 200 um erhalten wurden.
Die optisch-mikroskopische Beobachtung der erhaltenen sphärischen Körner zeigte, daß die sphärischen Körner der vorliegenden Erfindung im wesentlichen Kugeln waren und die Polypeptidkristalle durch Aggregation erzeugt wurden, wie es in Fig. 1 und 2 gezeigt ist.

Beispiel 3:

3 g teilweise dodecyliertes Poly-γ-methylglutamat (mit einem Dodecylierungsgrad von 35%), die nach einem üblichen Verfahren hergestellt wurden, wurden in 200 ml eines gemischten Lösungsmittels von Dichlorethan/Dichlormethan (1/4) gelöst und in einer wäßrigen Lösung, die 3,5 Gew.-% teilweise acetylierten Polyvinylalkohol enthält, suspendiert. Die Suspension wurde 8 Stunden bei 30ºC gerührt, um das gemischte Lösungsmittel zu verdampfen, wobei eine wäßrige Dispersion von sphärischen Körnern eines teilweise dodecylierten Poly-γ-methylglutamats erhalten wurde. Die Dispersion wurde durch Zentrifugieren konzentriert, um die sphärischen Körner, die danach gesiebt wurden, abzutrennen, wobei porenfreie sphärische Körner von teilweise dodecyliertem Poly-γ-methylglutamat mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 5 bis 15 um (die Porosität beträgt 10% oder weniger) erhalten wurden.

Beispiel 4:

10 g Polymethylglutamat und 10 ml Decalin (ein Additiv, um Körner porös zu machen) wurden in 400 ml Dichlorethan gelöst und die erhaltene Lösung wurde zu 2000 ml einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-% teilweise acetyliertem Polyvinylalkohol, die auf 50ºC gehalten wurde, zugetropft. Nachdem die Lösung 12 Stunden bei der gleichen Temperatur, wie vorstehend, kräftig gerührt wurde, war das Dichlorethan verdampft, wobei sphärische Körner von Polymethylglutamat, die Decalin enthielten, erhalten wurden. Diese Körner wurden durch ein Soxhletextraktionsverfahren, unter Verwendung von Aceton zum Entfernen von Decalin, gewaschen, dann in Wasser suspendiert und durch Siebe, die der JIS-Spezifikation entsprechen, in Korngrößengruppen fraktioniert. Der Korndurchmesser des Hauptprodukts war 25 bis 44 um, 90% oder mehr der erhaltenen Körner hatten einen Durchmesser von 10 bis 105 um. Die optisch-mikroskopische Beobachtung der erhaltenen Körner zeigte, daß sie Kugeln waren und die poröse Struktur hatten, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Das Infrarotspektrum der in Fig. 4 gezeigten sphärischen Körner zeigte Spitzen von Carbonylgruppen basierend auf der reversen parallelen β-Struktur (in der Figur als 1 bezeichnet), der α-Helixstruktur (in der Figur als 2 bezeichnet) und der parallelen β-Struktur (in der Figur als 3 bezeichnet). Ein übliches Gelchromatographieverfahren wurde in einem wäßrigen System zum Zweck der Schätzung der Porosität und des Porendurchmessers der erhaltenen sphärischen Körner ausgeführt. Die sphärischen Körner wurden dabei in eine Säule mit einem inneren Durchmesser von 5 mm und einer Länge von 30 cm eingebracht und Homologe von Dextran und Maltose, mehrwertige Alkohole und schweres Wasser wurden als Musterbeispiele eluiert, die Beziehung zwischen den Retentionsvolumina und den Molekulargewichten der Beispiele wurden zu einem Säulenleervolumen extrapoliert und das Molekulargewicht bei dem Leervolumen wurde als ein Ausschlußgrenzmolekulargewicht definiert (das als der maximale Porendurchmesser betrachtet werden konnte). Die Porosität wurde aus der Elutionsstellung des schweren Wasser berechnet. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die sphärischen Körner von Poly(γ-methylglutamat) einen maximalen Porendurchmesser entsprechend 8100, ausgedrückt im Molekulargewicht von Dextran, und eine Porosität von 70% hatten.

Beispiel 5:

Als Additiv, um Körner porös zu machen, wurden 10 g Diethylbenzol oder 30 g n-Octanol in 400 ml Dichlorethan zusammen mit 10 g Polymethylglutamat gelöst, und die sphärischen Körner mit den folgenden Eigenschaften wurden nach dem gleichen Verfahren gemäß Beispiel 4 hergestellt.

Sphärisches Korn A (unter Verwendung von Diethylbenzol als Additiv, um die Körner porös zu machen)

Korndurchmesser des Hauptprodukts: 25 bis 44 um
Maximaler Porendurchmesser: 7000 ausgedrückt im Molekulargewicht von Dextran, d. h. ein Porendurchmesser, bei dem ein wasserlösliches Polysaccharid mit dem vorstehenden Molekulargewicht eindiffundieren kann.
Porosität: 65%

Sphärisches Korn B (unter Verwendung von n-Octanol als Additiv, um die Körner porös zu machen)

Korndurchmesser des Hauptprodukts: 25 bis 75 um
Maximaler Porendurchmesser: 10000 ausgedrückt im Molekulargewicht von Dextran, d. h. ein Porendurchmesser, bei dem ein wasserlösliches Polysaccharid mit dem vorstehenden Molekulargewicht eindiffundieren kann.
Porosität 65%
Die erhaltenen sphärischen Körner wurden in eine Säule mit einem inneren Durchmesser von 5 mm und einer Länge von 30 cm gefüllt und die Trennung von Homologen und Isomeren eines niederen Alkohols wurde unter Verwendung von Wasser als Elutionsmittel untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind als eluierte Volumenverhältnisse (k'-Werte) in Tabelle 1 gezeigt. Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, besitzen die sphärischen Körner der Poly(α-aminosäuren) der vorliegenden Erfindung, wenn sie als Gelkörner für die Umkehrphasenchromatographie verwendet werden, ausgezeichnete Trennungsfähigkeiten. Als die Eignung als Füllmaterial für schnelles Laufen in der Gelchromatographie, unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Säule, untersucht wurde, war der Druckverlust nur 19,6 bis 22,5 bar (20 bis 23 kg/cm²) bei einer hohen Fließgeschwindigkeit von 5 ml/min. Zum Vergleich wurde die Prüfung der Fließgeschwindigkeit unter Verwendung von Sephadex®, mit dem gleichen maximalen Porendurchmesser, wie vorstehend (G-50), ausgeführt. Der Vergleich zeigte, daß die maximale Fließgeschwindigkeit klein, etwa 2 ml/Minute, war. Tabelle 1 Beispielart Sphärisches Korn A Retentionsvolumen k' Ethanol iso-Propanol iso-Butanol tert-Butanol sec-Butanol n-Butanol * Die k'-Werte wurden auf das Retentionsvolumen von "Blue Dextran" basiert.

Beispiel 6:

10 g Polyleucin und 20 g Diethylbenzol (ein Additiv, um Körner porös zu machen) wurden in 500 ml Chloroform gelöst und die erhaltene Lösung wurde in eine wäßrige Lösung von 2 Gew.-% teilweise acetyliertem Polyvinylalkohol, die auf 45ºC gehalten wurde, zugetropft, um das Polyleucin darin zu suspendieren. Die erhaltene Suspension wurde 24 Stunden ununterbrochen gerührt, wobei das Chloroform verdampfte und wobei eine Dispersion von sphärischen Körnern erhalten wurde. Danach wurde 6 Stunden lang eine Soxhlet-Extraktion mit Methanol ausgeführt, um in den Körnern verbliebenes Diethylbenzol zu entfernen. Die sphärischen Körner wurden durch Filtrieren gesammelt und dann mit Methanol und Ether gewaschen, wobei poröse sphärische Körner von Polyleucin mit einem Durchmesser von 44 bis 75 um (der maximale Porendurchmesser: 10&sup5; ausgedrückt im Molekulargewicht von Dextran, d. h. ein Porendurchmesser, bei dem ein wasserlösliches Polysaccharid mit dem vorstehenden Molekulargewicht diffundieren kann, Porosität: 70%) mit einer Ausbeute von 75% erhalten wurden.

Beispiel 7:

10 g Polymethylglutamat und verschiedene Additive, um Körner porös zu machen, die in Tabelle 2 angegeben sind, wurden in 250 ml Dichlorethan gelöst und nach dem gleichen Verfahren gemäß Beispiel 4 wurden sphärische Körner hergestellt. Die Ergebnisse der Messungen des maximalen Porendurchmessers und der Porositäten der Körner sind in Tabelle 2 angegeben. Wie aus der Tabelle ersehen werden kann, können die sphärischen Körner der vorliegenden Erfindung so hergestellt werden, daß sie den gewünschten Porendurchmesser und die Porosität in einem weiten Bereich besitzen und können folglich so hergestellt werden, daß sie Verbindungen mit verschiedenen Molekulargewichten, die als Gel für die Gelchromatographie verwendet werden, fraktionieren. Tabelle 2 Additiv, um Körner porös zu machen Gew.-% Verhältnis zu Poly(α-aminosäure) für Dextran Ausschlußmolekulargewicht Porosität ohne Additiv 10% oder weniger Butylacetat Toluol o-Xylol m-Xylol p-Xylol n-Hexanol n-Octanol n-Octanol Diethylbenzol Decalin Methyldodecanat

Beispiel 8:

10 g eines Polyglutaminsäurealkylesters, der Dodecylgruppen und Methylgruppen in einem Verhältnis von 32:68 als Esterkomponenten enthält, wurden in einer gemischten Lösung von 10 ml Decalin und 400 ml Chloroform gelöst und die erhaltene Lösung wurde zu 2000 ml einer wäßrigen Lösung von 25 Gew.-% teilweise acetyliertem Polyvinylalkohol, der auf 50ºC gehalten wurde, zugetropft. Das Chloroform wurde durch 24- stündiges kräftiges Rühren der erhaltenen Suspension bei der vorstehenden Temperatur verdampft. Die erhaltenen sphärischen Körner wurden mit Ether gewaschen, um das Decalin zu entfernen und dann filtriert, wobei poröse sphärische Körner erhalten wurden. Der Korndurchmesser des Hauptproduktes betrug 10 um bis 25 um, 90% oder mehr des Produkts besaßen einen Korndurchmesser von 1 bis 44 um.
Die Körner hatten eine Porosität von 68%.
Um die Eigenschaften der erhaltenen Körner als kosmetisches Pulver zu untersuchen, wurde ihre Ölabsorption, die Wasserabsorption, die Geschwindigkeit der Ölabsorption und die Geschwindigkeit der Wasserabsorption gemessen und mit den Werten der üblichen kosmetischen Pulver verglichen.
1 bis 5 g eines jeden Musters wurde auf einer Glasplatte genau gewogen und ein Tröpfchen Ölsäure wurde in die Mitte des Musters mit einer Bürette in Zeitabständen von 3 bis 7 Sekunden getropft, und zugleich das ganze Muster mit einem Spatel ausreichend geknetet. Das vorstehende Verfahren wurde bis zum Endpunkt wiederholt, d. h. bis das Muster als Ganzes eine solche harte, kittartige Masse wurde, daß sie mit einem Spatel zu einer Spirale geformt wurde. Die Ölabsorption wurde aus der folgenden Gleichung, unter Verwendung der Ölmenge, die bis zum Endpunkt dazugegeben wurde, berechnet. In dem Fall jedoch, in dem das kittartige Muster nicht zu einer Spirale geformt werden konnte, wurde der Endpunkt als die Zeit, gerade bevor das Muster plötzlich weich wurde und bei der Zugabe eines Tröpfchens Ölsäure zu dem Muster an der Glasplatte haftete, bestimmt. Die Wasserabsorption wurde nach dem gleichen Verfahren, wie vorstehend beschrieben, gemessen, außer daß destilliertes Wasser statt Ölsäure verwendet wurde.
A = W/S
wobei A die Ölabsorption oder die Wasserabsorption [ml/g] bedeutet, W die Menge Öl oder destilliertes Wasser bedeutet, die bis zu dem Endpunkt [ml] zugegeben wurde, und S das Gewicht des Musters [g] bedeutet.
Die Geschwindigkeit der Ölabsorption wurde durch Pressen einer vorher festgesetzten Menge des Musters in eine Zelle und dann Zutropfen der vorher festgesetzten Menge von Ölsäure auf die Oberfläche des gepreßten Musters, wobei die Geschwindigkeit festgestellt wurde, bei der das Öl in dem gepreßten Muster absorbiert wurde, gemessen. Die Geschwindigkeit der Wasserabsorption wurde nach dem gleichen Verfahren, wie vorstehend beschrieben, gemessen, außer daß destilliertes Wasser verwendet wurde.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Muster Ölabsorption Wasserabsorption Geschwindigkeit der Ölabsorption Geschwindigkeit der Wasserabsorption übliches Pulver "fire silica" Pulver Kaolin Magnesiumaluminiumsilikat Magnesiumcarbonat Sphärisches Korn der vorliegenden Erfindung sehr schnell relativ schnell schnell · sehr langsam
Aus Tabelle 3 geht hervor, daß sphärische Körner der vorliegenden Erfindung einen geeignet hohen Betrag der Ölabsorption und der Wasserabsorption, eine sehr schnelle Ölabsorption und langsame Wasserabsorption, verglichen mit üblichen Pulvern, aufweisen. Als Ergebnis besitzt das sphärische Pulver der vorliegenden Erfindung bessere Eigenschaften zur Verwendung als kosmetisches Pulver.

Claims

1. Sphärische Poly(α-aminosäure)körner.

2. Sphärische Körner nach Anspruch 1, wobei die Poly(α-aminosäure) hydrophob ist.

3. Sphärische Körner nach Anspruch 1, wobei die Poly(α-aminosäure) hydrophil ist.

4. Sphärische Körner nach Anspruch 1 und 2, wobei der Durchmesser der Körner zwischen 0,1 um und 500 um liegt.

5. Sphärische Körner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Poly(α-aminosäure) eine β-Struktur enthält.

6. Sphärische Körner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Körner eine poröse Struktur mit einem Porendurchmesser, in den ein wasserlösliches Polysaccharid mit einem Molekulargewicht von 10² bis 10&sup6; diffundieren kann, und einer Porosität von 10 bis 95% aufweisen.

7. Füllmaterial zur Verwendung bei der Chromatographie, umfassend sphärische Körner nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Kosmetisches Pulver, umfassend sphärische Körner nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

9. Verfahren zur Herstellung sphärischer Körner einer Poly(α-aminosäure), umfassend die Schritte der Herstellung einer Lösung einer hydrophoben Poly(α-aminosäure), gelöst in einem organischen Lösungsmittel, das leicht hydrophobe Poly(α-aminosäuren) löst, unlöslich in Wasser ist und einen niedrigeren Siedepunkt aufweist als das wäßrige Medium, Zugabe der Lösung zu einem wäßrigen Medium und Rühren des Mediums, so daß eine Dispersion sphärischer Körner von Poly(α-aminosäure), dispergiert in dem wäßrigen Medium, erhalten wird, während das organische Lösungsmittel verdampft, und Gewinnung der sphärischen Körner der Poly(α-aminosäure) aus der Dispersion.

10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Zugabe eines Additivs zu der Lösung, das mit der Poly(αaminosäure) nicht kompatibel ist, mit dem organischen Lösungsmittel, in dem die Poly(α-aminosäure) gelöst wird, kompatibel ist, und unlöslich ist in dem wäßrigen Medium, und das einen höheren Siedepunkt aufweist als jener des organischen Lösungsmittels und des wäßrigen Mediums.

11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, gekennzeichnet durch die Zugabe eines Viskositätsmodifizierungsmittel zu der Lösung, wenn die sphärischen Körner der Poly(α-aminosäure) gewonnen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß das Viskositätsmodifizierungsmittel ein wasserlösliches Polymer umfaßt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12 zur Herstellung von sphärischen Körnern nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

14. Verwendung der sphärischen Körner nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Füllungsmaterial zur Verwendung in der Chromatographie.

15. Verwendung der sphärischen Körner nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als kosmetisches Pulver.