はじめに
オイドラギット®は、ポリメタクリレート系共重合体の商品名で、消化管内の所望の部位に薬物を放出させる目的で使用されます。オイドラギット®には、側鎖に配置された官能基の点で互いに異なるいくつかの組成が存在する。
その結果、環境のpH値によって溶解挙動が異なります。例えば、オイドラギット®L100-55（図1）は、pH5.5以上の腸液には溶解するが、pH値の低い胃液には溶解しない。そのため、胃を通過した後、十二指腸で放出される薬剤と組み合わせて使用される[1, 2, 3]。
オイドラギット®製品の熱分析は、さまざまな理由から非常に重要です：まず、ガラス転移温度（Tg）が互いに異なることです。化学組成が類似しているオイドラギット®ポリマーでも、モノマー比によってTgが異なります[1]。したがって、Tgを測定することにより、異なるオイドラギット®ポリマーを識別することができます。次に、ホットメルト押出成形などの最適なプロセス条件には、ポリマーのガラス転移温度と熱安定性に関する知識が必要です[3]。
このため、オイドラギット® L100-55（Evonik Industries社製）の分解プロセスを、FT-IRスペクトロメーターと組み合わせた熱天秤（TGA）によって調べました。
測定条件
TGA-FT-IR 測定は、NETZSCH TG 209F1 Libra® 熱天秤を用いて行った。熱重量分析中に放出されるガスを調査し、Identify 、Bruker Optics社のFT-IRシステムのガスセルに直接移しました。測定は、7.33 mgのオイドラギット® L100-55について、酸化アルミニウムの開放るつぼを用いて実施しました。
試料は、窒素雰囲気（40 ml/min）中、10 K/minで室温から600℃の間で加熱した。
測定結果
図2は、40℃から600℃までのオイドラギット® L100-55の質量変化を示しています。0.8%の最初の質量減少は、100℃までの表面水の放出を示す。200℃における5.9%の2回目の質量減少（DTGピーク）も、FT-IRスペクトル（図3）によって確認された水の放出と関連しています。その温度は結晶水の放出を示す。さらに、波長3000～2800cm-1と1000cm-1以上にバンドが発生している。これらのバンドはCH2およびCH3分子を表し、オイドラギット®試料の分解が始まったことを示しています。
DTG曲線における294℃のピークは、分解プロセスにおけるもう一つのステップ、二酸化炭素とおそらくエタノールの放出に関連している（図4と5）。これは、オイドラギット®分子からエステル基が分離することで説明できます（図6）。最後の主分解ステップは、質量損失88.5%で、393℃（DTGピーク温度）で起こる。393℃で放出されるガスのFT-IRスペクトルには、エタノールと二酸化炭素の特徴的なバンドが検出されます（図7）。さらに、一酸化炭素（2300cm-1～2100cm-1）とエステル物質が存在し、1749cm-1のカルボニルバンドで確認できる。これは、エステル部分C2H5-O-CO-CxHyが分子から脱離することを示唆している（図10の赤色表示参照）。1460cm-1と1380cm-1の2つの振動バンドは、おそらく炭素骨格の一部によるものであろう。例として、酢酸エチルと3-メチルオクタンの比較スペクトルを図8と図9に示す。
結論
オイドラギットの分解開始は熱安定性と密接な関係があります。その結果、保管中や熱処理中に試料の質量が変化します。この質量変化は、熱重量測定によって確認することができます。しかし、放出されたガスの明確な同定、ひいては質量損失の信頼できる解釈は、熱天秤をFT-IR装置と組み合わせて初めて可能になります。これにより、ある質量損失が分解に起因するのか、単に水の放出に起因するのかについて、信頼できる結論を導き出すことができる。
選択した条件（不活性雰囲気、昇温速度10K/分）では、オイドラギット®試料は185℃（TGA曲線のオンセット温度）で分解を開始します。これが本当に分解開始温度であることは、結晶水に加えてC-H結合が発生することで明らかになった。