专利名称：Pvp-富勒烯复合物及其水溶液的制造方法
技术领域：
本申请发明涉及作为具有抗氧化活性、抗癌性、抗菌性等生理活性 而受到关注的富勒烯类的水溶液、水溶性的富勒烯类的新型制造方法。
背景技术：
C60、 C70以及具有更高次的碳球壳结构或管状结构的富勒烯，作为 包含其化学改性物、复合物、包合物等的富勒烯类，作为具有抗氧化活 性、抗癌性、抗菌性等生理活性的物质而不断受到关注。
但是，要实际使用这样的富勒烯类时，实际情况是能够显现上述的 生理活性等优异的特性并且可以稳定性良好地利用非常困难，而且形成 水溶性或者具体地构成水溶液也是困难的。
在这种状况下，本申请的发明人已经提出了含有富勒烯类的新型抗 氧化剂、外用组合物、其化妆品用材料等的方案(例如专利文献1)， 具体地说，提出了水溶性富勒烯类、富勒烯类的水溶液的方案。此外， 特别是从生理活性的显现性和稳定性两方面出发，富勒烯或富勒烯混合 物与聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的复合物受到关注而被提出。
专利文献l:特愿2004-19081号申请
发明内容
如上所述受到关注PVP-富勒烯复合物,对于其制造希望进一步改善。 其原因在于根据现有的方法，在作为富勒烯或富勒烯的混合物的 溶液而已知的甲苯、二甲苯、苯、氯苯等芳香族烃中PVP(聚乙烯基吡 咯烷酮)几乎不溶解，因此通过釆用氯仿、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷等 卤化脂肪族烃溶剂(含有-CHX2基的溶剂)制备混合溶液，这样的卣化脂 肪族烃溶剂的残留问题或对环境的压力问题等令人担心。因此，希望实现在不使用g化脂肪族烃溶剂的情况下，能够制造其特性的显现或稳定
性良好，安全性也优异的pvp-富勒烯复合物及其水溶液的方法。
因此，本申请发明在以上的背景下，其课题在于提供无卣素条件下
的新型的pvp-富勒烯复合物及其水溶液的制造方法。
本申请发明作为解决上述课题的方案，第i提供pvp-富勒烯复合物
水溶液的制造方法，其特征在于将富勒烯或富勒烯混合物的芳香族烃 溶液与聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)的乙醇溶液混合，在向混合溶液中添加 水和除去溶剂后，制得富勒烯或富勒烯混合物与聚乙烯基吡咯烷酮(pvp )
的复合物的水溶液。
第2提供pvp-富勒烯复合物水溶液的制造方法，其特征在于在上 述方法中，聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)的重均分子量为6000 - 1500000的 范围。第3提供pvp-富勒烯复合物水溶液的制造方法，其特征在于聚 乙烯基吡咯烷酮(pvp)的乙醇溶液中聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)与乙醇
(e)的重量比(pvp/e)为0.01~0.5的范围。第4提供pvp-富勒烯复 合物的制造方法，其特征在于富勒烯或富勒烯混合物的芳香族经溶剂 溶液(f-a)与聚乙烯基吡咯烷酮的乙醇溶液(pvp-e)混合时的重量比
(f-a/pvp-e )为1. 0 ~ 3. 0的范围。第5提供pvp-富勒烯复合物水溶液 的制造方法，其特征在于pvp-富勒烯复合物的浓度为5~20重量％的范 围。
第6提供pvp-富勒烯复合物的制造方法其特征在于从采用上述 任一项发明的方法制造的pvp-富勒烯复合物的水溶液中蒸发除去水。
此外，第7提供pvp-富勒烯复合物水溶液的制造方法其特征在于 将采用上述第6发明的方法制造的pvp-富勒烯复合物与水混合。
图1为例示釆用esr (自旋捕获法)测定的活性氧消除效果的图。
具体实施例方式
本申请发明具有如上所述的特征，以下对其实施方式进行说明。
本申请的第l发明中，提供PVP-富勒烯复合物水溶液的制造方法，
在该方法中，首先准备富勒烯或富勒烯混合物的芳香族烃溶剂溶液。其 中，在作为原料物质的富勒烯或富勒烯混合物中，包含目前为止已知的
C60、 nO以及具有更高次的碳球壳结构的富勒烯，碳纳米管、富勒烯管 等具有管状结构的富勒烯的各种富勒烯或它们的2种以上的混合物。此 外，只要不损害本申请的发明方法的目的、效果，这些富勒烯可以是氢 氧化富勒烯这样的具有羟基的富勒烯，其醚化或酰基化富勒烯，以其金 属盐为代表的用氨基、烃基、取代烃基等各种取代基改性的富勒烯。作 为这样的富勒烯或富勒烯混合物的溶剂的芳香族烃，可以是各种芳香族 烃，作为优选的例子，可以列举曱苯、二甲苯、苯、氯苯或它们2种以 上的混合物。其中，曱苯作为溶剂是良好的。
在该申请发明的PVP-富勒烯复合物及其水溶液的制造中，富勒烯或 富勒烯混合物(F)与芳香族烃溶剂(A)的比例， 一般以重量比(F/A) 表示，为0. 0005 ~ 0. 0032 (max;最大溶解度)的范围。更优选地，其 范围为0. 00075 ~ 0. 00095。超过0.0032的富勒烯或富勒烯混合物过剩 时，难以生成均匀的溶液，与PVP乙醇溶液混合难以生成均匀的溶液。 另一方面，小于0. 0005而过少时不经济。
富勒烯或富勒烯混合物的芳香族烃溶剂溶液，在本申请发明中，与 聚乙烯基吡咯烷酮(PVP )的乙醇溶液混合。该PVP几乎不溶解于甲苯、 二甲苯、苯、氯苯等芳香族烃溶剂中。因此，目前为止使其溶解于氯仿、 二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等卣化脂肪族烃溶剂，在本申请发明中，该氯 仿、二氯甲烷、1， 2-二氯乙烷等囟化脂肪族烃溶剂(含有-CHX2基的溶剂) 均不使用。取而代之，作为医药品允许溶剂使用安全性优异的乙醇。
PVP (聚乙烯基吡咯烷酮)用下式
聚乙烯基吡咯烷酮 (PVP)<formula>formula see original document page 5</formula> 表示，在本申请发明中，其重均分子量(Mw)为300 - 3000000左右的范 围，更优选为6000- 1500000左右。PVP可以是合成的产品，也可以是 市售品。作为该PVP与乙醇(E)的使用比例，以重量比(PVP/E)表示， 通常为0. 01~0. 5的范围。更优选为0. 125 ~ 0.25的范围。该重量比 (PVP/E)小于0. 01时，反应时必须维持极高的搅拌效率，因此不优选， 另一方面，超过O. 5时，由于为高溶液粘度，因此反应效率显著降低而 不优选。再者，为了通过与富勒烯或富勒烯混合物的芳香族经溶剂溶液 的混合而得到均匀溶液，优选将溶剂乙醇(E)的含水率控制在约0. 5重 量％以下。
富勒烯或富勒烯混合物的芳香族烃溶液(F-A)与PVP乙醇溶液 (PVP-E)的混合，以重量比(F-A/PVP-E)表示，其比例通常为1.0~ 3. 0的范围。更优选1.5~2. 0的范围。该重量比小于1.0时，反应效率 降低而不优选，另一方面，超过3. 0时由于溶剂馏去的非效率性理由而 不优选。
两者的混合通常优选在15°C 25"C的温度范围下进行搅拌而进行。
此时的搅拌在采用例如叶片型螺旋桨的旋转速度约400rpm的条件下，进
行12~15小时左右。
通过以上的两者的混合，从而生成均匀的混合溶液。
然后，在本申请发明中，通过进行向混合溶液中添加水和除去溶剂
的工序，形成PVP-富勒烯复合物的水溶液，在这些工序中可以采用各种
手段和步骤。
例如实施以下工序对混合溶液进行蒸发处理而使其干固，添加水 而制备悬浮液，然后进行蒸发处理并利用共沸将曱苯等溶剂蒸馏掉从而 使其干固，向其再次添加水而形成水溶液。或者可以向上述混合溶液中 添加水，然后进行蒸发处理使其共沸，再次添加水。
在任何一种工序中，都将水的添加量调节为使最终的PVP-富勒烯复 合物水溶液中的PVP-富勒烯复合物的浓度为5~20重量％的范围。更优 选的水溶液浓度为6. 5 ~ 14. 5重量％的范围
水溶液浓度小于5重量％时，由于蒸发干固的非效率性的理由而不优
选，另一方面，超过20重量％时由于高水溶液粘度而使过滤时必须加热 以增加溶解度，由于该必要性理由而不优选。
当然，该范围的浓度可以根据水溶液的用途而采用最终的水分添加 进行调节。
此外，添加的水的温度优选为20匸~ 35X:左右的范围。 采用例如以上的方法制造的本申请发明的PVP-富勒烯复合物的水溶 液，通过使其蒸发干固而形成固体状的PVP-富勒烯复合物，此外，可以
将其溶解于水中而形成水溶液，用于各种用途。
因此以下示出实施例对本发明更详细地说明。当然本发明并不受以 下实施例的限定。
实施例
">分别调制含有C60富勒烯和C70富勒烯的MIX(混合)富勒烯(平 均分子量744:粉体)16. 0mg的甲苯(20ml)的溶液、重均分子量60000 的PVP2. Og的乙醇(10ml)溶液，在室温下将两者混合，搅拌12小时。 由此得到均匀的混合溶液。
然后，对该均匀的混合溶液进行蒸发处理而使其干固后，添加30ml 的水，形成悬浮液。
对该悬浮液进行蒸发处理，采用共沸将甲苯蒸馏掉，使其干固。然 后加入30ml的水，进行l5分钟的声波振荡。由此得到PVP-富勒烯复合 物水溶液。进行过滤(0. 80微米过滤器)，得到最终的PVP-富勒烯复合 物水溶液。
得到的水溶液的透明度高，完全没有观察到以氯仿为溶剂时在室温 下放置一昼夜生成的微量的黑色沉淀。
然后，再对上述水溶液进行蒸发干固处理，进行粉碎、减压干燥(12 小时)，得到PVP-富勒烯复合物粉末。
〈B〉对于得到的PVP-富勒烯复合物水溶液(Sl)，采用ESR (自旋捕 获法)测定其活性氧消除效果。将与使用氯仿溶剂制备的水溶液(S2) 的比较示于图1。如图1所示，确认获得了同等以上的活性氧消除效果。
使用了自旋捕获剂的ESR分析法(自旋捕获法)，是4仪应性非常 高的不稳定的自由基与自旋捕获剂反应，在室温下测定生成的稳定的自 旋加成体的ESR i普，是对检测自由基有利的方法。
在该方法中，对于由过氧化氬与硫酸亚铁的反应(Fenton反应)而 生成的羟自由基，使用5，5-二甲基-l-吡咯啉-N-氧化物(DMP0)作为自 旋捕获剂，观测DMP0与羟自由基反应生成的DMP0-0H的信号(对照物)。
图1的纵轴表示DMP0-0H与内部标准(Mn0)的相对值，横轴表示 PVP-富勒烯复合物给予浓度。对照物是生成的DMP0-0H的最大值(26. 5 )， 下限值(12.5)是利用二甲基亚砜(DMS0)将羟自由基(活性氧)完全 补足(消除)时的值。如图l所示，对于PVP-富勒烯复合物水溶液(S1)、 使用氯仿溶剂制备的水溶液(S2)，确认在任何浓度下获得了同等的羟 自由基(活性氧)的消除效果。特别是在12. 5-25 nM的浓度下，观测到 了显著的活性氧消除效果。
产业上的利用可能性
根据上述的本申请发明，在不使用担心残留对人体有影响或者其处 理增大环境压力的卣代脂肪族烃溶剂的情况下，在无卣素的条件下，使 用作为医药品允许溶剂的乙醇可以制造PVP-富勒烯复合物及其水溶液。 而且制造的PVP-富勒烯复合物在显现其生理活性等特性的同时，稳定性、 安全性也优异。
权利要求
1.PVP-富勒烯复合物水溶液的制造方法，其特征在于将富勒烯或富勒烯混合物的芳香族烃溶液与聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的乙醇溶液混合，在向混合溶液中添加水和除去溶剂后制得富勒烯或富勒烯混合物与聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的复合物的水溶液。
2. 权利要求1所述的PVP-富勒烯复合物水溶液的制造方法，其特 征在于聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的重均分子量为6000 ~ 1500000的范 围。
3. 权利要求1或2所述的PVP-富勒烯复合物水溶液的制造方法， 其特征在于聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的乙醇溶液中聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)与乙醇(E)的重量比(PVP/E)为0. 01~0. 5的范围。
4. 权利要求1 ~ 3中任一项所述的PVP-富勒烯复合物水溶液的制造 方法，其特征在于富勒烯或富勒烯混合物的芳香族烃溶剂溶液(F-A) 与聚乙烯基吡咯烷酮的乙醇溶液(PVP-E )混合时的重量比(F-A/PVP-E ) 为1.0~3.0的范围。
5. 权利要求1 ~ 4中任一项所述的PVP-富勒烯复合物水溶液的制造 方法，其特征在于PVP-富勒烯复合物的浓度为5~20重量％的范围。
6. PVP-富勒烯复合物的制造方法其特征在于从采用权利要求1 ~ 5中任一项所述的方法制造的PVP-富勒烯复合物的水溶液中蒸发除去 水。
7. PVP-富勒烯复合物水溶液的制造方法其特征在于将采用权 利要求6所述的方法制造的PVP-富勒烯复合物与水混合。
全文摘要
将富勒烯或富勒烯混合物的芳香族烃溶液与聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的乙醇溶液混合，在向混合溶液中添加水和除去溶剂后得到富勒烯或富勒烯混合物与聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的复合物的水溶液。在无卤素的条件下，形成富勒烯特性的显现性、稳定性、安全性优异的PVP-富勒烯复合物及其水溶液。
文档编号C08L39/06GK101166788SQ20058004961
公开日2008年4月23日 申请日期2005年4月28日 优先权日2005年4月28日
发明者松林贤司, 高田弘弥 申请人:维生素C60生化学研究公司