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| 名前 | |
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| その他の名前
パスプ
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| 識別子 | |
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| ケムスパイダー |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| （C 4 H 5 NO 3）n | |
| モル質量 | 変数 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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ポリアスパラギン酸（PASA）は、アミノ酸のアスパラギン酸をベースにした生分解性の水溶性 縮合ポリマーです。[1] [2]これは、水軟化剤や関連用途の生分解性の代替品です。[3] PASAは、さまざまな方法で化学的に架橋してPASAハイドロゲルを生成できます。[4]得られたハイドロゲルはpHに敏感で、酸性条件下では収縮し、アルカリ性条件下では膨潤能力が増加します。[4]
ポリアスパラギン酸ナトリウムはポリアスパラギン酸のナトリウム塩です。
自然界では、PASAは最大50アミノ酸長のより大きなタンパク質の断片として発見されていますが[5]、2004年時点では、いかなる天然源からも純粋なホモポリマー材料として単離されていませんでした。[6]アスパラギン酸の熱重縮合によって得られる合成オリゴマーポリアスパラギン酸ナトリウムの最初の単離は、 19世紀後半にヒューゴ・シフによって報告されました。 [7]その後、熱重合プロセスはポリコハク酸イミド 中間体を経由することが提案されました。[8] [9]ポリアスパラギン酸は、酸の形とナトリウム塩の両方で工業的に生産されています。[2]
特性と構造
カルボキシル基が存在するため、アニオン性を持つ高分子電解質である。天然に存在するPASAフラグメントは、α結合したL-アスパラギン酸からなる。[5]対照的に、合成ポリアスパラギン酸の繰り返し単位は、出発物質（D-およびL-アスパラギン酸）の立体化学とαおよびβ結合をもたらす合成手順に応じて、4つの異性体形態で存在する可能性がある。タンパク質のような骨格（骨格内にアミド結合が存在する）のため、PASAは適切な生分解性を有する。[2]
合成
PASA に至る経路は多種多様です。最も単純[10]かつ最も古いアプローチ[6]では、アスパラギン酸を加熱して脱水反応を起こします。その後の工程で、得られたポリスクシンイミドを水酸化ナトリウム水溶液で処理し、スクシンイミド環を部分的に開きます。この工程では、30% の α 結合と 70% の β 結合[11]を持つナトリウム-DL -(α,β)-ポリ (アスパラギン酸)がポリマー鎖に沿ってランダムに分布し[12]、アスパラギン酸のラセミ化されたキラル中心が生成されます[13] 。熱重合法の改善を目的とした触媒が多数報告されています。それらの応用による主な利点は、変換率の向上と生成物の分子量の増大です[14] 。 [15]ポリアスパラギン酸は、水酸化アンモニウムの存在下での無水マレイン酸 の重合によっても合成できます。[1] [2] [16] 繰り返し単位異性体に対する高度な制御は、 N-カルボキシ無水物（NCA）誘導体の重合、[17]アスパラギン酸エステルの重合[18]または酵素触媒反応の適用によって達成できます。[19]これらの方法を使用して、α-またはβ-結合のみを持つD-またはL -PASAの純粋なホモポリマーを合成できます。
重合反応は、ポリアミドへの段階的重合の一例である。ある手順では、アスパラギン酸は 180 °Cで脱水とポリ(スクシンイミド)の形成を伴って重合する。得られたポリマーは水酸化ナトリウム水溶液と反応し、スクシンイミド環の 2 つのアミド結合の 1 つを加水分解してカルボキシル酸ナトリウムを形成する。残ったアミド結合は、連続するアスパラギン酸残基間の結合である。各アスパラギン酸残基は、そのカルボニルがポリマー鎖の一部であるかどうかによって、 α または βとして識別される。α 型は、カルボニル自体に加えて骨格に 1 つの炭素 (および 2 つの炭素側鎖) を持ち、β 型は、カルボニル自体に加えて骨格に 2 つの炭素 (および 1 つの炭素側鎖) を持つ。この反応により、約 30% の α 結合と 70% の β 結合からなるポリ(アスパラギン酸) ナトリウムが得られる。[2]
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アプリケーション
ポリアスパラギン酸とその誘導体は、従来のポリアニオン性材料、特にポリアクリル酸の生分解性代替品です。[20] PASAは、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸カルシウムの沈着を抑制する能力があり、冷却水システム、水の淡水化プロセス、廃水処理操作でスケール防止剤として使用できます。[21]さらに、金属イオンをキレートする能力があるため、腐食抑制効果があります。[11]また、さまざまな用途で生分解性洗剤や分散剤として使用できます。[22]
PASAには様々な生物医学的用途もあります。カルシウムとの高い親和性を利用して、様々な形態の薬物含有キャリアを骨に標的化するために利用されてきました。[2]骨の主成分はハイドロキシアパタイト（約70%）（ミネラル化リン酸カルシウム）です。骨標的化以外にも、PASAは薬物送達、表面コーティング、DNA送達、粘膜接着など、他の生物医学的用途向けに改良されてきました。[2]
ポリアスパラギン酸は環境に優しい方法で合成でき、生分解性であるため、使い捨ておむつや農業で使用されるポリアクリル酸ナトリウムなどのいくつかの材料の潜在的なグリーン代替品です。 [23] [24] [25]おむつ、女性用衛生用品、食品包装で超膨張材として機能します。[26]ハイドロゲルの機械的特性と反比例する水分吸収レベルは、架橋密度を変更することで調整できます。[4]
参照
参考文献
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