JPH069308A - 合成カプサイシン類及びそのマイクロカプセル剤の同一浴製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】刺激性の強いカプサイシン類を製造する作業者
に害を与えないで製造する方法を提供する。 【構成】刺激性の少ない原料を出発物質として用いてカ
プサイシン類を合成し、その合成に用いた反応器中で引
き続きマイクロカプセル化する。カプサイシン類のマイ
クロカプセル剤の製法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力、通信、信号等のケ
ーブル被覆材、包装資材、機器類、建築物の構造物等や
樹木等に処理することにより、動物類による食害や咬害
防止剤として、また、持続性がより付与された貼り薬
等、いろいろな分野での使用が期待されるカプサイシン
類及びそのマイクロカプセル製剤の製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のようにカプサイシン類は強烈な刺
激性や辛味を有する為、製造にあたっては合成中はもと
より、合成後の取出しや計量、包装等のあらゆる取り扱
い場面に極めて困難をもたらし、その上、種々の製品に
加工する際にも細心の注意を必要とした。例えばカプサ
イシン類の合成は完全密閉式で行っていたということが
文献に記載されている（上田博夫：香料NO.129,41 〜4
6, 昭和55年10月) 。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】カプサイシン類は貼り
薬やネズミ等の動物の忌避成分として有用性が認められ
ていたものの、その強刺激性等のために取り扱いに極め
て慎重な操作が必要とされるため、工業的に生産するに
当たっては特に安全衛生面からのかなりの設備が必要と
され、操作的にもかなり繁雑にならざるをえなかった。
このような点を鑑み本発明は刺激性の少ない原料から発
して、製造に係わる作業者に強刺激性のカプサイシン類
に接触する機会を与えないで製造し、製品として取り出
す時には既に刺激性の少ない製剤形態にしてしまうこと
を課題とした。

【０００４】

【課題を解決するための手段】発明者等は上述の課題を
解決すべく鋭意研究した結果、刺激性の少ない原料を用
いてカプサイシン類を製造し、そのままマイクロカプセ
ル化に必要な原材料をこの反応器に投入して強刺激性の
カプサイシン類原体に直接触れることなく、低刺激性の
カプサイシン類のマイクロカプセル剤を一浴にて製造す
ることに成功し、本発明に達した。即ち、式（１）

【０００５】

【化３】 （式中、ＲはＣ₄ 〜Ｃ₁₂のアルキル基、アルケニル基ま
たはアルキニル基を表す。）で示されるカプサイシン類
を、式（２）と

【０００６】

【化４】 （式中、ＲはＣ₄ 〜Ｃ₁₂のアルキル基、アルケニル基ま
たはアルキニル基を、Hal はハロゲン原子を表す。）で
示される化合物をバニリルアミン或いはその塩を水と有
機溶剤の１０：１〜１：１０の混合溶媒中１０〜５０℃
で、必要に応じて酸結合剤の存在下で縮合させて得た
後、この反応液に所望により還元剤を添加しそのままカ
プセル化剤等のマイクロカプセル化に必要な原材料をそ
の反応浴中に投入して水中油型のマイクロカプセル剤を
製造すると製造作業者にとって安全でかつ極めて取り扱
いの容易なカプサイシン類のマイクロカプセル剤を得る
ことができる。

【０００７】縮合反応に用いる溶媒としては水とベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサ
ン、ヘプタン、石油ベンジン等の脂肪族炭化水素、クロ
ロホルム、ジクロルメタン等のハロゲン化炭化水素、ジ
エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル
類、およびフタル酸エステル、アジピン酸エステル、リ
ン酸エステル又はマレイン酸エステル等の主に樹脂類の
可塑剤として使用される溶剤との混合液が挙げられ、そ
の混合比は前述のように通常は１０：１〜１：１０であ
り、好ましくは２：１〜１：５である。酸結合剤は式
（２）の化合物に対してバニリルアミンを２当量以上使
用する際には必要としないが、バニリルアミンを当量使
用するときには、１当量以上の酸結合剤を、バニリルア
ミンの塩酸塩、臭化水素酸塩或いはその他の塩を使用す
るときに塩をはずし、かつ式（２）の化合物と縮合さ
せ、反応を完結させるために塩に対し２当量以上の１種
又は２種以上の酸結合剤を必要とする。酸結合剤として
は塩基として例えば水酸化アルカリ金属（NaOH,KOH等)
、水酸化アルカリ土類金属(Ca(OH)₂、Mg(OH)₂ 等）、
水素化アルカリ金属（NaH 等）、アルカリ金属アルコラ
ート（NaOC₂H₅ 等）、アルカリ金属酸化物（Na₂O、K₂O
等）、アルカリ金属炭酸塩（K₂CO₃ 、Na₂CO₃等）、ナト
リウムアミド、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジアルキル
アニリン、ピリジン等の脂肪族および芳香族第３級アミ
ン等が挙げられるし、また、酸化銀の使用もできる。更
にテトラーｎ−ブチルアンモニウムやトリエチルベンジ
ルアンモニウムクロライド等で代表される相関移動触媒
を用いることも可能である。上記縮合反応は通常室温〜
溶媒の沸点の温度で行うことができる。

【０００８】式（１）の化合物は、原料として純度の悪
いバニリルアミンを用いた場合は着色することがあり、
結果的には本マイクロカプセル剤を使用する製品の着色
につながりその商品価値を落してしまう。従って、マイ
クロカプセル化する前にハイドロサルファイト、亜硫酸
ソーダ、ヒドラジン等の還元剤を直接又は水に溶解して
添加し脱色するのが好ましい。また、式の（２）化合物
で示される原料は試薬として購入可能なものもあるが、
式

【０００９】

【化５】 （式中、ＲはＣ₄ 〜Ｃ₁₂のアルキル基、アルケニル基ま
たはアルキニル基を表す。）で示される化合物を所望に
より前記のような縮合溶媒中例えば過剰のチオニルクロ
ライド、三塩化リン、三臭化リンなどと反応させること
により容易に得ることができる。したがって、本願発明
は式（３）の化合物を出発物質にして式（２）の化合物
を製造し、次いで縮合反応を行い式（１）の化合物を製
造し、最後にマイクロカプセル化する三つの工程を一浴
で行うこともできる。

【００１０】本発明の式（１）のカプサイシン類として
は例えばＮ−（４−ヒドロキシ−３−メトキシベンジ
ル）−８−メチルノン−トランス−６−エナミド（カプ
サイン）、Ｎ−（４−ヒドロキシ−３−メトキシベンジ
ル）−８−メチルノナナミド（ジヒドロカプサイシ
ン）、Ｎ−（４−ヒドロキシ−３−メトキシベンジル）
−７−メチルオクタナミド（ノルジヒドロカプサイシ
ン）、Ｎ−（４−ヒドロキシ−３−メトキシベンジル）
−９−メチルデカナミド（ホモジヒドロカプサイシ
ン）、Ｎ−（４−ヒドロキシ−３−メトキシベンジル）
−９−メチルデクートランス−７−エナミド（ホモカプ
サイシン）、Ｎ−（４−ヒドロキシ−３−メトキシベン
ジル）−ノナナミド等を挙げることができる。こうして
溶媒中で粗製のカプサイシン類を得た後、その反応器中
でそのままマイクロカプセル化を行うが、必要に応じて
はその反応器に水と不溶若しくは難溶性の溶媒を加えて
しばらく攪拌した後、水層を除去する精製操作を加えた
後にマイクロカプセル化を行うか、または、カプセル化
の前に反応で使用した溶媒を減圧蒸留等で留去して得た
残渣をマイクロカプセル化して刺激性の強いカプサイシ
ン類をカプセル内に封じ込めた刺激性のほとんどないカ
プサイシン類のマイクロカプセル剤を得る。

【００１１】本発明に使用する反応容器は合成からマイ
クロカプセル化まで一浴で行うために回転数が低速から
高速まで可変の攪拌機を有し、ジャケット、投げ込みヒ
ーター等で内容物を加温でき、底部にストッパー付きの
排出口を有する必要がある。また、場合によっては減圧
蒸留が必要となるため減圧蒸留可能の反応浴であれば好
都合である。カプサイシン類原体の製造の際、水より比
重の大きい溶媒を使用しかつ、後処理で水洗等を行う
時、目的物は下層に来る。この為、排出口に接続して目
的物の貯蔵タンクを置くことが望まれる。そして水層を
排出した後、目的物を貯蔵タンクから反応釜に再び戻し
てマイクロカプセル化工程を行うこともある。もちろん
これら一連の操作は密閉系で行われる。このカプセル化
においてはほとんどのカプサイシン類を効率的にカプセ
ル内に封入するために、カプセル化条件を十分に検討す
る必要があり、また、１段のカプセル化だけでなく場合
によっては多段のカプセル化法によって製造することも
できる。また、マイクロカプセルの平均粒径はカプセル
化条件等を検討して用途に最適な径を選択すればよい
が、一般的に１〜１５０μｍ程度が製造しやすい。本発
明のマイクロカプセル化は水に不溶性または難溶性のカ
プサイシン類を水中に分散させてその分散粒子の表面で
カプサイシン類を含む芯物質および水に不溶の高分子膜
を以下に説明する界面重合法やIn- situ重合法等の水中
油型の重合法で形成せしめる方法によるが、水中油型の
重合法であればこの２法に限定される訳ではない。

【００１２】界面重合法の場合について説明する。合成
されたカプサイシン類を含む疎水性芯物質に油溶性膜剤
Ａを溶解し、これに水および分散剤等の補助物質を加え
て所定の攪拌条件で攪拌し、水相に疎水性芯物質と油溶
性膜剤Ａの溶解液が所望する粒子径で分散した系を作成
する。この系を攪拌しながら水溶性膜剤Ｂの水溶液を加
えて分散粒子の界面で両膜剤を反応させて芯物質と水の
双方に不溶の高分子膜を形成せしめて疎水性芯物質を内
包するマイクロカプセル剤を得る（１段カプセル化
法）。より遊離のカプサイシン類の少ないマイクロカプ
セル剤を得るために次のような多段のカプセル化を行う
こともできる。つまり、１度マイクロカプセル化した系
に水に相溶しにくく、カプサイシン類の溶解性の高い溶
剤で油溶性膜剤Ｃを溶解したものをそのまま或いは予め
水に分散させて加え、所定の攪拌条件及び温度条件で水
溶性膜剤Ｄを反応させて分散粒子の界面で再び高分子膜
を形成せしめる（２段カプセル化法）。この操作を多段
に繰り返すことにより遊離カプサイシン類を効率よく芯
物質となる溶剤中に取り込み、遊離カプサイシンの極め
て少ないマイクロカプセルを製造する（多段カプセル化
法）。ここで使用する油溶性膜剤ＡはＣと、また、水溶
性膜剤ＢはＤと同じ物でも異なった物でもよく、例えば
以下のものが挙げられる。

【００１３】油溶性膜剤としては、多価イソシアネー
ト、多価カルボン酸クロライド、多価スルホン酸クロラ
イド等、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、トリ
メチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トルエ
ンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナ
フタレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニル
イソシアネート、セバシン酸ジクロライド、アジピン酸
ジクロライド、アゼライン酸ジクロライド、テレフタル
酸ジクロライド、トリメシン酸ジクロライド、ベンゼン
スルホニルジクロライド等、一方、水溶性膜材としては
多価アミン、多価ヒドロキシ化合物等、例えばエチレン
ジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、
ピペラジン、エチレングリコール、ブタンジオール、ヘ
キサンジオール、ポリエチレングリコール等がある。

【００１４】In situ重合法について説明する。In situ
重合法は膜材を有効成分を含む疎水性芯物質か水相の
どちらか一方に溶解しておき、疎水性芯物質を水相に分
散させ、分散粒子の界面で芯物質と水相の両方に不溶の
高分子膜を形成せしめてマイクロカプセルを製造する方
法であり、界面重合法とは異なる。本発明の方法の場
合、この重合法で一旦水相に合成されたカプサイシン類
のマイクロカカプセルの懸濁液を作成した後（１段カプ
セル化法）、この系にカプサイシン類の溶解性が高
く、水に相溶しにくいに溶剤で油溶性膜材Ｅを溶解した
疎水性芯物質を分散させるか、或いはカプサイシン類
の溶解性が高く、水に相溶しにくい溶剤を分散させた
後、この系に水溶性膜材Ｆをそのまま又は水に溶かして
添加して分散粒子の界面で芯物質と水相の両方に不溶の
高分子膜を形成せしめる（２段カプセル化法）。この操
作を多段に繰り返すことにより遊離有効成分を効率よく
芯物質となる溶剤中に取り込み、遊離カプサイシン類の
少ないマイクロカプセルを製造する（多段カプセル化
法）。膜材Ｅ、Ｆは例えば以下のものが挙げられる。油
溶性膜材Ｅとしてはアクリル酸エステル、メタクリル酸
エステル、酢酸ビニル、スチレン、ジビニルベンゼン、
エチレンジメタクリレート等のラジカル重合によるもの
を用いるのが、また、水溶性膜材Ｆとしては尿素／ホル
マリン、メラミン／ホルマリン、フェノール／ホルマリ
ン等の重付加反応により、カプセル膜を形成するのが好
ましい。

【００１５】本発明の方法に使用する膜材の種類および
使用量は芯物質の種類、マイクロカプセル剤の使用目的
によって選択される。また、本発明の方法は界面重合法
とInsitu重合法を組み合わせて多段にカプセル化しても
よい。また、用途によって粉体等の固体状のマイクロカ
プセル剤が要望される時は製造された懸濁状のマイクロ
カプセル剤をスプレードライヤーや多段式熱風乾燥機等
で乾燥し、水分や、揮発しやすい溶剤をカプセル内に内
包している場合はその溶剤を除去してドライ化製剤を得
ることもできる。

【００１６】次にマククロカプセル化をするときに使用
する補助剤としては必須のものとして疎水性芯物質を水
相に分散させる為の分散剤があるが、具体的にはアラビ
アガム、アルギン酸ソーダ、ローカストビーンガム、ザ
ンタンサンガム等の天然多糖類、カルボキシメチルセル
ロース、メチルセルロース等の半合成多糖類、ポリビニ
ルアルコール等の合成高分子等を単独または二種以上を
マイクロカプセル化を行った時点での懸濁組成物に対し
て通常は０．０１〜１０．０％好ましくは０．１〜３．
０％を使用する。また、必要に応じてポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル、ポリオシキエチレンアルキルアリ
ルエーテル，アルキルフェニル縮合物エーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンア
ルキルアミノエーテル、ポリオキシエチレンアルキルア
ミド、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロッ
クポリマー、ポリオキシエチレン植物油エーテル、ソル
ビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン
脂肪酸エステル等の界面活性剤の１種または２種以上を
通常は１０％以下好ましくは３％以下を用いる。また、
溶剤でカプサイシン類を溶解してカプセルの芯物質とす
る場合は例えばブチルエーテル、エチルビニルエーテ
ル、等のエーテル類、ヘプタン、キシレン等の脂肪族、
芳香族の炭化水素類、ジクロロメタン、トリクロロエタ
ン等のハロゲン化炭化水素類、マシン油等の鉱油類、植
物油類、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、リン
酸エステル、マレイン酸エステル、低分子エポキシ化合
物等の主に樹脂類の可塑剤として使用される溶剤等の１
種または２種以上の溶剤が使用される。その他の補助剤
としては防黴剤、比重調整剤や有効成分によっては分解
防止剤やｐＨ調整剤等を芯物質及び／又は水相中に添加
することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明でカプサイシン類を製造した結
果、微量でも強い刺激性を有するカプサイシン類が刺激
性のほとんどない原材料から合成され、その同一浴中で
遊離のカプサイシン類の極めて少ないマイクロカプセル
剤を製造することができ、製造に携わる作業者が直接触
れることなく、刺激性が少なく安全で取り扱い易い製剤
を得ることができた。

【００１８】

【実施例】以下実施例により本発明を説明する（部は重
量部を表す）。 実施例１ 窒素雰囲気下４−ヒドロキシ−３−メトキシベンジルア
ミン塩酸塩（含量97.63 ％）５８．２７ｇ、水２２５m
l、トルエン２１０mlを回転数が可変のスリーワンモー
ターと底部にストッパーの付いた排出口を有する反応器
に入れ攪拌する。ここに３０％炭酸カリウム水溶液を２
１６ｇ加え、攪拌する。更にｎ−ノナン酸クロリド（含
量96.7％）５４．８１ｇを１０〜１５℃で１時間にわた
り滴下する。反応温度を４５℃まであげ更に２時間攪拌
すると反応は終了する。反応初水を反応器底部より静置
分液し、続いて１０％炭酸ソーダ水溶液１２０mlを加え
洗浄し、初水同様分液する。続いて５％のハイドロサル
ファイトナトリウム水溶液１２０mlで洗浄し分液する。
次いで１％塩酸水溶液１２０mlで洗浄し分液する。更に
水１２０mlで洗浄し分液する。次に減圧蒸留して溶媒を
ほとんど完全に除去するとＮ−（４−ヒドロキシ−３−
メトキシベンジル）−ノナナミドの粗生成物８９．６７
ｇを得ることができる。（極少量を採取して生成物の純
度を高速液体クロマトグラフィー（以下ＨＰＬＣと記
す）で定量したところ９６．２％であり、アミン体より
の純収率は９８．０％となる。）

【００１９】更に、フタル酸ジオクチル６４３ｇとミリ
オネートＭＲ−４００（日本ポリウレタン社製）８６ｇ
を溶解し、これに１％のポリビニルアルコール水溶液２
６００ｇを加え、分散温度２５℃、回転速度６５０ｒｐ
ｍで１０分間処理・分散させ、Ｏ／Ｗ型エマルジョンを
調製した。一方、水８２０ｇにエチレンジアミン、ジエ
チレントリアミンの各２２ｇを溶解し、上記のエマルジ
ョンに回転速度２５０ｒｐｍで攪拌しながらこれに滴下
し、６０℃で３時間反応を続けポリウレア膜の水中懸濁
状マイクロカプセル（平均粒径４９μｍ）を調製し、ス
プレードライヤーで乾燥し、水分を除去して１０％のノ
ニリックアシドバニリルアミドを内包するマイクロカプ
セル剤を得た。

【００２０】実施例２ 実施例１と同様の容器を使用し、窒素雰囲気下４−ヒド
ロキシ−３−メトキシベンジルアミン塩酸塩（含量97.6
3 ％）５８．２７ｇ、水１８０ml、シクロヘキサン２１
０mlを入れ攪拌する。ここに４０％炭酸カリウム水溶液
１６２ｇを加え攪拌する。更に８−メチルノン−トラン
ス−６−エノイック酸クロリド（含量95.5％）６３．６
８ｇを２０〜２５℃で１時間に渡り滴下する。温度を３
５℃まで上げ、更に３時間攪拌すると反応は終了する。
反応初水を反応器底部より静置分液し、続いて３％亜硫
酸ソーダ水溶液１２０mlで洗浄し分液する。続いて１％
塩酸水溶液１２０mlで洗浄し分液する。更に水１２０ml
で洗浄分液する。次に減圧蒸留して溶媒をほとんど完全
に除去すると（Ｅ）−Ｎ（４−ヒドロキシ−３−メトキ
シベンジル）−８−メチルノン−６−エンアミドの粗生
成物を９７．２４ｇ得る。（このものの純度はＨＰＬＣ
で９５．７％であり、純収率はアミン体より９７．１％
となる。）

【００２１】さらに、アジピン酸ジオクチル６３０ｇを
加え、これに、スチレン無水マレイン酸樹脂を少量の水
酸化ナトリウムと共に調製したｐＨが４．５の３％水溶
液１９５０ｇを加え、分散液の温度８５℃、回転数５０
０ｒｐｍで３０分間処理し、Ｏ／Ｗ型のエマルジョンを
調製した。一方メラミンホルマリンプレポリマー水溶液
「スミレズレジン６１３」（商品名 住友化学社製）の
５０％水溶液４８０ｇを上記エマルジョンに回転速度３
００ｒｐｍで攪拌しながら滴下し、７０℃で３時間攪拌
を続け、メラミン樹脂膜の水中懸濁状マイクロカプセル
を調製した。このマイクロカプセルの粒径は、５μｍ〜
１００μｍの範囲に９４％あり、平均粒径は２５μｍで
あった。これをスプレードライヤーで乾燥し、（Ｅ）−
Ｎ−（４−ヒドロキシ−３−メトキシベンジル）−８−
メチルノン−６エンアミドを内包するマイクロカプセル
剤を得た。

【００２２】試験例１ 実施例１および２の粉末状マイクロカプセル剤および実
施例１および２と同様の方法で合成したマイクロカプセ
ル化前のＮ−（４−ヒドロキシ−３−メトキシベンジ
ル）−ノナナミド合成物および（Ｅ）−Ｎ−（４−ヒド
ロキシ−３−メトキシベンジル）−８−メチルノン−６
エンドアミド合成物をビニルコンパウンドSE-24 （三井
東圧化学社製）に有効成分として０．２％添加した後、
加熱圧延ロール機（西村工機社製NS-105（Ｊ）Ｗ型）に
て１８０℃で１０分間加熱混和して厚さ１ｍｍのポリ塩
化ビニルシートを作成し、ポリ塩化ビニルシートのラッ
トによる咬害防止効果を調べ試験をした。尚、無処理区
はビニルコンパウンドだけでシートにした物である。 試験方法 各シートを７５×１５０ｍｍに裁断し、２つ折りにして
ラット用固形試料２個を入れ、３方をホチキスで止め、
試験試料とする。この試料を体重約３００ｇのラットを
３匹入れた飼育ケージに入れて１夜放置し、シートのラ
ットによる咬害面積を調べた。１ケージには各試料を１
個ずつ入れ３ケージの試験をした。 結果

【００２３】

【００２４】実施例１および２のマイクロカプセル製剤
は計量、混合等の作業および高熱をかけてシート加工の
際、刺激性がほとんどなく取り扱いやすかったのに対
し、マイクロカプセル化前の合成品の場合は手にほんの
僅かに付いただけでも強い刺激性があり、強烈な辛味が
いつまでも残った。また、加工時にも強い刺激臭があり
極めて取り扱いにくかった。ラットに対する咬害防止効
果はむしろ実施例１および２のマイクロカプセル製剤に
よるシートの方が良かった。以上の結果からも本発明の
製造法の有用性が確認された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】式 【化１】 （式中、ＲはＣ₄ 〜Ｃ₁₂のアルキル基、アルケニル基ま
   たはアルキニル基を表す。）で示される強刺激性を有す
   るカプサイシン類を、式 【化２】 （式中、ＲはＣ₄ 〜Ｃ₁₂のアルキル基、アルケニル基ま
   たはアルキニル基を、Hal はハロゲン原子を表す。）で
   示される化合物とバニリルアミンあるいはその塩を水と
   有機溶剤の１０：１〜１：１０の混合溶媒中１０〜５０
   ℃で、必要に応じて酸結合剤の存在下で縮合させて得た
   後、この反応液中に所望により還元剤を添加し、次いで
   そのままその反応浴中で水中に分散させ、水中油型のマ
   イクロカプセル化を行うことを特徴とするカプサイシン
   類及びそのマイクロカプセル剤の同一浴製造法。