JP2000074894A - Polymer packings for liquid chromatography, and preparation thereof - Google Patents

Polymer packings for liquid chromatography, and preparation thereof

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JP2000074894A JP10243543A JP24354398A JP2000074894A JP 2000074894 A JP2000074894 A JP 2000074894A JP 10243543 A JP10243543 A JP 10243543A JP 24354398 A JP24354398 A JP 24354398A JP 2000074894 A JP2000074894 A JP 2000074894A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer packings for liquid chromatography having a superior separation function, and preparation thereof. SOLUTION: A particle size monodisperse polymer packings having a styrene backbone makes an inside of a micropore existing in a pore of the polymer packings hydrophilic. This preparation of the packings is carried out by polymerizing glycerol dimethacrylate of a crosslinker and 2-ethylhexyl metheacrylate of a monomer pursuant to two stage swelling polymerization method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液体クロマトグラフ
ィー用充填剤、特に二段階膨潤重合法により得られる液
体クロマトグラフィー用ポリマー充填剤およびその製造
方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a packing material for liquid chromatography, particularly to a polymer packing material for liquid chromatography obtained by a two-stage swelling polymerization method, and an improvement of a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速液体クロマトグラフィー(HPL
C)用充填剤は無機担体を基材とするものと有機担体を
基材とするものに大別することができる。しかし実際に
は無機担体であるシリカゲルを基材とした充填剤の使用
頻度が高く、HPLCの全分離モードの60%以上を占
める逆相液体クロマトグラフィーではシリカゲル担体表
面を化学修飾したアルキルシリル化シリカゲルが主に用
いられている。これらシリカゲル基材の充填剤は優れた
分離性能を示し、また機械的強度も良好であるが、その
反面化学的安定性が低く、また表面に残存するシラノー
ル基あるいはシリカゲル基材の金属不純物などによる好
ましくない二次的保持効果の発現などの欠点を有してい
る。
2. Description of the Related Art High performance liquid chromatography (HPL)
Fillers for C) can be broadly classified into those based on inorganic carriers and those based on organic carriers. However, in practice, fillers based on silica gel, which is an inorganic carrier, are frequently used, and in reversed-phase liquid chromatography, which accounts for more than 60% of all separation modes of HPLC, alkyl-silylated silica gel with a chemically modified silica gel carrier surface. Is mainly used. These silica gel-based fillers exhibit excellent separation performance and good mechanical strength, but on the other hand, have low chemical stability, and are also affected by silanol groups remaining on the surface or metal impurities of the silica gel base. It has disadvantages such as the appearance of an undesirable secondary holding effect.

【0003】これに対して有機ポリマー充填剤は化学的
に安定であり、従来サイズ排除クロマトグラフィーおよ
びイオン交換クロマトグラフィー用充填剤としてシリカ
ゲル用充填剤と同等以上に使用されてきた。また、逆相
クロマトグラフィーにおいてシリカゲル充填剤の使用で
きない分離条件下においても使用可能で、近年その分離
特性の理解も進み、シリカゲルを上回る分離特性が示さ
れた分離例なども見られるようになってきている。
On the other hand, organic polymer fillers are chemically stable and have been used as fillers for size exclusion chromatography and ion exchange chromatography as well as fillers for silica gel. In addition, it can be used in reverse phase chromatography even under separation conditions where silica gel packing cannot be used.In recent years, understanding of the separation characteristics has been advanced, and examples of separation showing separation characteristics superior to silica gel have come to be seen. ing.

【0004】ポリマー充填剤は天然高分子から架橋を経
て調製されるものとビニルモノマーの重合で得られる架
橋高分子によるものに大別される。前者の代表としては
アガロース、デキストラン、マンナンなどの多糖誘導体
から合成された充填剤が挙げられるが、一般に耐圧性が
低くHPLC用充填剤としては用いることはできない場
合もある。一方合成ポリマー充填剤にはポリスチレンジ
ビニルベンゼンおよびその誘導体、ポリメタクリレート
系ゲル、ポリアクリルアミド系ゲルがある。この中でポ
リスチレンジビニルベンゼン、ポリメタクリレート系ゲ
ルは逆相クロマトグラフィー充填剤として利用され、化
学的にも安定であり、シリカゲル系充填剤と比べて幅広
いpH領域での使用が可能であり、金属不純物による悪
影響を受けることがない。合成ポリマー充填剤はモノマ
ーおよび架橋剤を希釈剤に混合して重合し、多孔質化を
図る方法で合成されることが多い。合成する高分子に対
して良溶媒を用いると小さな細孔がまた、逆に貧溶媒を
用いるとより大きな細孔が形成され、この希釈剤を使用
するモノマーとの組み合わせによって細孔径の制御が可
能であることから、操作が簡便な懸濁重合法と組み合わ
せることにより球状多孔性ポリマー充填剤が合成されて
いる。
[0004] Polymer fillers are broadly classified into those prepared from natural polymers via crosslinking and those based on crosslinked polymers obtained by polymerization of vinyl monomers. Typical examples of the former include fillers synthesized from polysaccharide derivatives such as agarose, dextran, and mannan, but generally have low pressure resistance and cannot be used as a filler for HPLC in some cases. On the other hand, synthetic polymer fillers include polystyrene divinylbenzene and its derivatives, polymethacrylate gels, and polyacrylamide gels. Among them, polystyrene divinylbenzene and polymethacrylate gels are used as reversed-phase chromatography packing materials, are chemically stable, can be used in a wider pH range than silica gel packings, and have metal impurities. No adverse effects due to Synthetic polymer fillers are often synthesized by mixing a monomer and a crosslinking agent with a diluent, polymerizing the mixture, and increasing the porosity. Small pores are formed when a good solvent is used for the polymer to be synthesized, and larger pores are formed when a poor solvent is used, and the pore diameter can be controlled by combining this diluent with a monomer. Therefore, a spherical porous polymer filler has been synthesized by combining it with a suspension polymerization method which is easy to operate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このポ
リマー充填剤にはポリマー粒子の細孔の分布に関する構
造上の問題があった。すなわち、ポリマー充填剤はシリ
カゲル充填剤と異なりいわゆる細孔(メソポア)とは別
にポリマーの架橋構造に由来するミクロポアと呼ばれる
微細孔(通常2nm以下とされる)を持つ二重細孔構造
を有している。そのため一般にポリマー充填剤において
は溶質分子の浸透できる範囲が大きくなる場合がある。
これらをクロマトグラフィー用カラムに充填して試料の
分離に用いると、シリカゲル充填剤を使用した場合と大
きく異なる分離特性を示すことになる。そしてこのよう
な微細孔の存在による分離能の影響の制御が困難である
ため、その影響は分析試料に対する分離能の低下として
現れていた。
However, this polymer filler has a structural problem related to the distribution of the pores of the polymer particles. That is, the polymer filler has a double pore structure having micropores (usually 2 nm or less) called micropores derived from the crosslinked structure of the polymer, apart from so-called pores (mesopores), unlike silica gel fillers. ing. Therefore, in general, the range in which solute molecules can penetrate into a polymer filler may be increased.
When these are packed in a chromatography column and used for separation of a sample, they exhibit significantly different separation characteristics from the case where a silica gel filler is used. Since it is difficult to control the influence of the separation ability due to the presence of such micropores, the influence has appeared as a decrease in the separation ability for the analysis sample.

【0006】実際のHPLCの分析においてこの微細孔
の悪影響は、充填剤への分析試料の保持が強く、立体構
造のおおきなものほど顕著に現れ、クロマトグラムにお
いてはピークの幅を広くし理論段数を低下させる。対象
物質の構造による影響は、微細孔内を分析試料が通過す
る時、この微細孔空間より十分小さな分子は保持の影響
をあまり受けないが、大きな分子はこの空間内での疎水
性相互作用により保持が起こるためである。
[0006] In actual HPLC analysis, the adverse effect of the micropores is more remarkable as the analytical sample is strongly retained in the packing material and the larger the three-dimensional structure, the wider the peak width and the number of theoretical plates in the chromatogram. Lower. The effect of the structure of the target substance is that when the analysis sample passes through the micropore, molecules that are sufficiently smaller than this micropore space are not significantly affected by retention, but large molecules are affected by hydrophobic interaction in this space. This is because retention occurs.

【0007】この微細孔によるクロマトグラフィーにお
ける悪影響はポリマーの重合・架橋の状態を変えること
により低くすることができる。すなわち重合によってで
きるポリマーの直鎖部分を同一の長さにし、架橋点間の
距離を長くすれば、微細孔空間が大きくおおよそ同程度
の大きさをもつ微細孔となり、充填剤性能の低下を押さ
えることが可能である。架橋点間の距離を長くするに
は、架橋の割合を小さくすることにより可能であるが、
単に架橋の割合を少なくしただけでは強度面で弱い粒子
となってしまうためHPLC用の充填剤として使用でき
ない。そのため重合・架橋の方法、条件を制御すること
により充填剤の調製を行う必要がある。例えばこの制御
法の一つとしてモノマーの重合法として低温下で重合を
行う酸化還元重合を用いる方法がある。酸化還元重合は
通常粒子調製に用いられ熱重合に比較して、微細孔の空
間を大きくし、ポリマー充填剤のクロマトグラフィーに
おける理論段数の低下を押さえることが可能である。こ
の方法は微細孔制御という点で極めて有用であるが、微
細孔内の化学的性質は変化していないので充填剤性能の
向上にはある程度の限界があった。
[0007] The adverse effect of the fine pores on chromatography can be reduced by changing the state of polymerization and crosslinking of the polymer. That is, if the linear portion of the polymer formed by polymerization is made the same length and the distance between the cross-linking points is lengthened, the micropore space becomes large and the micropores have approximately the same size, and the deterioration of the filler performance is suppressed. It is possible. It is possible to increase the distance between the crosslinking points by reducing the percentage of crosslinking,
Simply reducing the percentage of cross-linking results in particles that are weak in terms of strength and cannot be used as a filler for HPLC. Therefore, it is necessary to prepare the filler by controlling the method and conditions of polymerization and crosslinking. For example, as one of the control methods, there is a method using oxidation-reduction polymerization in which polymerization is performed at a low temperature as a method for polymerizing monomers. Oxidation-reduction polymerization is generally used for preparing particles, and can increase the space of micropores as compared with thermal polymerization, and can suppress a decrease in the number of theoretical plates in chromatography of a polymer filler. Although this method is extremely useful in controlling micropores, the chemical properties within the micropores have not changed, and there has been some limitations in improving the performance of the filler.

【0008】したがって、未だ微細孔の問題を解決し、
その性質を活かしたポリマー充填剤は得られていない。
本発明の目的は、この微細孔の問題を解決し、その性質
を活かした優れた分離性能をもつ液体用クロマトグラフ
ィー用ポリマー充填剤およびその製造方法を提供するこ
とにある。
Therefore, the problem of micropores is still solved,
No polymer filler utilizing this property has been obtained.
An object of the present invention is to solve the problem of micropores and to provide a polymer packing for liquid chromatography having excellent separation performance utilizing its properties and a method for producing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、発明者らが鋭意検討した結果、ポリマー充填剤にお
いて微細孔内の化学的性質の改変を行い、粒子径単分散
の系にすると、クロマトグラフィー用カラムの分離性能
の向上が可能な液体クロマトグラフィー用ポリマー充填
剤が得られることがわかった。そして、その適切な製造
方法も開発した。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies. As a result, the chemical properties in the micropores of the polymer filler are modified to obtain a monodispersed particle size system. It was found that a polymer packing material for liquid chromatography capable of improving the separation performance of a chromatography column was obtained. We have also developed an appropriate manufacturing method.

【0010】すなわち、微細孔の化学的性質を決定して
いるのは、ポリマーを構成するモノマーまたは架橋剤の
種類によるところが大きい。また先に述べたように逆相
クロマトグラフィー用充填剤において、微細孔における
分離性能の低下は試料と微細孔内との疎水性相互作用に
よる。そこで逆相クロマトグラフィー充填剤としての保
持力を維持しつつ、微細孔内の親水性を高めることで試
料と微細孔の疎水性相互作用を弱くさせることにした。
That is, the chemical properties of the micropores are largely determined by the type of the monomer or the cross-linking agent constituting the polymer. Further, as described above, in the packing material for reversed phase chromatography, the decrease in the separation performance in the micropores is due to the hydrophobic interaction between the sample and the inside of the micropores. Therefore, it was decided to weaken the hydrophobic interaction between the sample and the micropores by increasing the hydrophilicity in the micropores while maintaining the holding power as a reversed phase chromatography packing material.

【0011】しかしながら、微細孔を親水性化するだけ
では、その性質を充分に発揮した本発明にかかるポリマ
ー充填剤とはならなかった。本発明者らはその原因がポ
リマー充填剤の粒子径の分布に関する問題であることを
さらにつきとめた。そしてこれはポリマー充填剤の製造
方法に由来するところが大きい。ポリマー充填剤の合成
には主に懸濁重合法が利用されるが、この方法で得られ
た粒子の粒子径分布は極めて広く、この粒子をそのまま
カラムに充填しても、使用に望まれるカラム性能は得る
ことができない。粒子径の分布に大きな幅があるため理
論段数の低下を引き起こすのである。また目的の粒径に
比べかなり小さな粒子は分析中のカラム圧力の上昇を引
き起こし、機械的強度の弱いといわれるポリマー充填剤
を破損する可能性がある。一方粒子径は小さなものほど
分離性能を引き上げるため目的粒子径よりも大きな粒子
の混合は結果としてカラム性能を低下させることにな
る。
However, merely making the micropores hydrophilic does not result in the polymer filler according to the present invention exhibiting its properties sufficiently. The present inventors have further found that the cause is a problem related to the particle size distribution of the polymer filler. This is largely due to the method for producing the polymer filler. The suspension polymerization method is mainly used for the synthesis of polymer fillers, but the particle size distribution of the particles obtained by this method is extremely wide. Performance cannot be obtained. The large range of the particle size distribution causes a decrease in the number of theoretical plates. Particles that are considerably smaller than the target particle size may cause an increase in column pressure during analysis, and may damage the polymer filler, which is said to have low mechanical strength. On the other hand, the smaller the particle size, the higher the separation performance, so that mixing of particles larger than the target particle size results in lower column performance.

【0012】そこで通常は得られたポリマー粒子を分級
作業によってクロマトグラフィー用充填剤として適当な
粒子径をもつ部分のみに分けて使用することが行われて
いる。しかし分級作業は大きな設備を必要とし作業的に
困難であり、分級を行うにも事実上限界がありどうして
もある程度の分布が生じる。また分級精度を上げるとは
じめに得られたポリマー粒子のごく一部のみを使用する
ことになり、充填剤としての収量を低くし、高コストと
なってしまう。
Therefore, the obtained polymer particles are usually classified and used only as a filler having an appropriate particle size as a filler for chromatography by a classification operation. However, the classification operation requires a large facility and is difficult in terms of operation, and there is a practical limit to the classification, and a certain degree of distribution is inevitably generated. In addition, when the classification accuracy is increased, only a small part of the polymer particles obtained first is used, so that the yield as a filler is reduced and the cost is increased.

【0013】そこで、本発明者らは粒子径単分散ポリマ
ー充填剤とするために、公知の二段階膨潤重合法を採用
することにした。具体的な製造方法としては、架橋剤に
親水性のあるグリセリンジメタクリレートを用い、モノ
マーには疎水性の2−エチルヘキシルメタクリレートを
用い、架橋重合を二段階膨潤重合法を用いて逆相系ポリ
マー充填剤の調製を行った。
Therefore, the present inventors have adopted a known two-stage swelling polymerization method in order to obtain a monodisperse polymer filler having a particle diameter. As a specific production method, hydrophilic glycerin dimethacrylate is used as a cross-linking agent, hydrophobic 2-ethylhexyl methacrylate is used as a monomer, and cross-linking polymerization is performed using a two-step swelling polymerization method. An agent was prepared.

【0014】すなわち、本発明にかかるポリマー充填剤
は、スチレンを骨格とする粒子径単分散ポリマー充填剤
において、該ポリマー充填剤の細孔内に存在する微細孔
の内部を親水性化させたことを特徴とする。また、本発
明のポリマー充填剤においては、下記構造の単位を含む
ことが好適である。
That is, the polymer filler according to the present invention is characterized in that in a monodisperse polymer filler having a particle diameter of styrene as a skeleton, the inside of the fine pores existing in the pores of the polymer filler is made hydrophilic. It is characterized by. The polymer filler of the present invention preferably contains a unit having the following structure.

【0015】[0015]

【化5】 また、本発明のポリマー充填剤においては、さらに下記
構造の単位を含むことが好適である。
Embedded image The polymer filler of the present invention preferably further contains a unit having the following structure.

【0016】[0016]

【化6】 (Rは、炭素数1〜18炭化水素基を表す)Embedded image (R represents a C1-18 hydrocarbon group)

【0017】また、本発明のポリマー充填剤において
は、前記Rが2−エチルヘキシル基であることが好適で
ある。また、本発明にかかるポリマー充填剤は、二段階
膨潤重合法により得られたポリマー充填剤において、該
ポリマーの細孔内に存在する微細孔の内部を親水性化さ
せたことを特徴とするポリマー充填剤。また、上記二段
階膨潤重合法により得られたポリマー充填剤において
は、下記構造の単位を含むことが好適である。
In the polymer filler of the present invention, R is preferably a 2-ethylhexyl group. Further, the polymer filler according to the present invention is a polymer filler obtained by a two-step swelling polymerization method, wherein the inside of the fine pores present in the pores of the polymer is made hydrophilic. filler. The polymer filler obtained by the two-stage swelling polymerization method preferably contains a unit having the following structure.

【0018】[0018]

【化7】 Embedded image

【0019】また、上記二段階膨潤重合法により得られ
たポリマー充填剤においては、さらに下記構造の単位を
含むことが好適である。
The polymer filler obtained by the two-stage swelling polymerization method preferably further contains a unit having the following structure.

【0020】[0020]

【化8】 (Rは、炭素数1〜18の炭化水素基を表す)Embedded image (R represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms)

【0021】また、本発明にかかるポリマー充填剤にお
いては、前記Rが2−エチルヘキシル基であることが好
適である。また、本発明にかかるポリマー充填剤の製造
方法は、二段階膨潤重合法により、架橋剤のグリセリン
ジメタクリレート、モノマーの2−エチルヘキシルメタ
クリレートを重合させることにより得ることを特徴とす
る。
Further, in the polymer filler according to the present invention, it is preferable that R is a 2-ethylhexyl group. Further, the method for producing a polymer filler according to the present invention is characterized in that it is obtained by polymerizing glycerin dimethacrylate as a crosslinking agent and 2-ethylhexyl methacrylate as a monomer by a two-stage swelling polymerization method.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明は、粒子径単分散の充填剤に
おいて、該充填剤粒子の細孔内に存在する微細孔の内部
を親水性化させたポリマー充填剤を提供するものである
が、その説明図を図1に示す。通常のポリマー充填剤に
おいては、細孔(メソポア)以外にポリマーの架橋構造
に由来する微細孔(ミクロポア:通常2nm以下)が存
在するが、本発明においては親水性基(図1中の−O
H)により親水性化し、その悪影響を少なくすることが
できる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. The present invention provides a polymer filler in which the inside of fine pores present in the pores of the filler particles is made hydrophilic in a filler having a monodisperse particle diameter. It is shown in FIG. In ordinary polymer fillers, micropores (micropores: usually 2 nm or less) derived from the crosslinked structure of the polymer exist in addition to the pores (mesopores), but in the present invention, the hydrophilic group (-O in FIG. 1) is used.
H) can be made hydrophilic and its adverse effects can be reduced.

【0023】本発明にかかるポリマー充填剤をつくる際
に用いられる微細孔に親水性を付与する具体的な架橋剤
としては、グリセリンジメタクリレートが挙げられる。
本発明のポリマー充填剤において用いられるグリセリン
ジメタクリレートは、例えばグリシジルメタクリレート
とメタクリル酸の付加反応から合成可能である。グリセ
リンジメタクリレートは、これと共重合可能な疎水性モ
ノマーと混合して重合する。この割合により、ポリマー
の微細孔の親水性、疎水性のバランスを制御することが
できる。
As a specific cross-linking agent for imparting hydrophilicity to the micropores used in preparing the polymer filler according to the present invention, glycerin dimethacrylate can be mentioned.
Glycerin dimethacrylate used in the polymer filler of the present invention can be synthesized, for example, from an addition reaction of glycidyl methacrylate and methacrylic acid. Glycerin dimethacrylate is mixed and polymerized with a hydrophobic monomer copolymerizable therewith. By this ratio, the balance between hydrophilicity and hydrophobicity of the micropores of the polymer can be controlled.

【0024】疎水性モノマーとしては、例えばメチルメ
タクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリ
レート、2−エチルヘキシルメタクリレート、プロピル
メタクリレートなどの炭素数5〜22のメタクリレート
類が挙げられる。
Examples of the hydrophobic monomer include methacrylates having 5 to 22 carbon atoms such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and propyl methacrylate.

【0025】これらモノマー中、メチルメタクリレー
ト、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタク
リレートが好適であり、特に2−エチルヘキシルメタク
リレートが好適である。また、グリセリンジメタクリレ
ートとメチルメタクリレートを共重合させる場合、これ
らのモル比は1:9〜9:1であることが好適であり、
グリセリンジメタクリレートと2−エチルヘキシルメタ
クリレートを共重合させる場合、これらのモル比は1:
9〜9:1であることが好適である。
Among these monomers, methyl methacrylate, butyl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate are preferred, and 2-ethylhexyl methacrylate is particularly preferred. Further, when glycerin dimethacrylate and methyl methacrylate are copolymerized, the molar ratio thereof is preferably 1: 9 to 9: 1,
When glycerin dimethacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate are copolymerized, their molar ratio is 1:
It is preferably 9 to 9: 1.

【0026】したがって、本発明にかかるポリマー充填
剤においては、架橋剤としてグリセリンジメタクリレー
トを用いたものは、その構造中に
Therefore, in the polymer filler according to the present invention, the one using glycerin dimethacrylate as a cross-linking agent has the structure

【化9】 の単位をもつことになる。したがって、この構造単位を
もつポリマー充填剤は、親水性基である水酸基で微細孔
を親水性化したものとなる。
Embedded image Has the unit of Therefore, in the polymer filler having this structural unit, the micropores are made hydrophilic by the hydroxyl group, which is a hydrophilic group.

【0027】また、モノマーとして、炭素数5〜22の
メタクリレート類を用いたものはその構造中に
In the case where methacrylates having 5 to 22 carbon atoms are used as the monomer,

【化10】 (Rは、炭素数1〜18の炭化水素基を表す)の単位を
もつことになる。なお、上記炭化水素基Rの炭素数とし
ては18まで可能である。
Embedded image (R represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms). The hydrocarbon group R can have up to 18 carbon atoms.

【0028】本発明の粒子径単分散系のクロマトグラフ
ィー用ポリマー充填剤は、これらグリセリンジメタクリ
レート等の架橋剤およびモノマーを用いて公知の二段階
膨潤重合法を用いることによって製造することができ
る。
The polymer filler for chromatography of the present invention having a monodispersed particle size can be produced by using a known two-stage swelling polymerization method using a crosslinking agent such as glycerin dimethacrylate and a monomer.

【0029】二段階膨潤重合法は、ソープフリーシード
重合により得られた1μm程度の極めて均一な粒子径を
持つ種粒子に、膨潤助剤およびモノマーおよび架橋剤を
二段階の工程で膨潤させ粒子径を拡大し、その後重合す
ることによって均一な粒子径のポリマー粒子を得る方法
である。この場合膨潤工程で粒子径の均一性は損なわれ
ることはなく、また高度に架橋された粒子合成も可能で
あり、種粒子をモノマーと共に希釈剤を用いて膨潤すれ
ば多孔性の粒子とすることもできる。この方法によって
得られた粒子の単分散性は種粒子の粒子分布に従い、非
常に良好なものであり、全く分級作業を行うことなく、
容易に粒子径単分散の充填剤を調製可能とする。これは
従来一般的に用いられている懸濁重合法による調製の
後、分級操作を繰り返したものに比べてはるかに粒子径
の均一性が高い。
In the two-step swelling polymerization method, seed particles having a very uniform particle diameter of about 1 μm obtained by soap-free seed polymerization are swollen with a swelling aid, a monomer and a cross-linking agent in a two-step process. And then polymerizing to obtain polymer particles having a uniform particle size. In this case, the uniformity of the particle size is not impaired in the swelling step, and highly crosslinked particles can be synthesized.If the seed particles are swollen with a diluent together with a monomer, the particles should be porous. Can also. The monodispersity of the particles obtained by this method is very good according to the particle distribution of the seed particles, without any classification work,
A filler having a monodispersed particle size can be easily prepared. This has much higher particle size uniformity than that obtained by repeating a classification operation after preparation by a suspension polymerization method generally used conventionally.

【0030】上記二段階膨潤重合法において、核となる
種粒子にはスチレンが用いられ、ポリマー充填剤におい
て骨格をつくる。また、膨潤助剤としてはフタル酸ジブ
チル、希釈剤としてはシクロヘキサノール、トルエン、
重合開始剤としてはベンゾイルパーオキサイド、アゾビ
スイソブチロニトリル等が挙げられるがこれらに限定さ
れるものではない。
In the above two-stage swelling polymerization method, styrene is used as seed particles serving as nuclei, and a skeleton is formed in the polymer filler. Also, dibutyl phthalate as a swelling aid, cyclohexanol, toluene as a diluent,
Examples of the polymerization initiator include, but are not limited to, benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile and the like.

【0031】また、本発明充填剤を充填したクロマトグ
ラフィー用カラムは粒子径の均一性が高いので、圧力を
抑制することができる。そのため機械的強度の弱いポリ
マー充填剤にも問題なく使用できる。カラム圧力を抑制
することが可能であれば、より高性能化が図れる粒子径
の小さな充填剤も容易に用いることができ、分離性能の
向上、高速化を可能とする。
The chromatography column packed with the packing material of the present invention has a high particle size uniformity, so that the pressure can be suppressed. Therefore, it can be used without problem even for a polymer filler having low mechanical strength. If the column pressure can be suppressed, a packing material having a small particle diameter, which can achieve higher performance, can be easily used, and the separation performance can be improved and the speed can be increased.

【0032】[0032]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。実施例 液体クロマトグラフィー用ポリマー充填剤 (架橋剤 ) グリセリンジメタクリレート (モノマー) 2−エチルヘキシルメタクリレート (モル比 ) 架橋剤:モノマー =5:5 (製造方法) 二段階膨潤重合法
The present invention will now be described in more detail with reference to Examples.
Will be described.Example Polymer packing for liquid chromatography  (Crosslinking agent) Glycerin dimethacrylate (monomer) 2-ethylhexyl methacrylate (molar ratio) Crosslinking agent: monomer = 5: 5 (Production method) Two-stage swelling polymerization method

【0033】ソープフリーシード重合により得られた1
μm程度の極めて均一な粒子径をもつスチレン種粒子
に、膨潤助剤であるフタル酸ジブチルにて1段階目の膨
潤を行った。次いで2−エチルヘキシルメタクリレー
ト、グリセリンジメタクリレート、シクロヘキサノール
およびアゾビスイソブチロニトリルからなる混合液を添
加して撹拌後2段階目の膨潤を行った。そして、70℃
に加熱して24時間重合を行った。
1 obtained by soap-free seed polymerization
First-stage swelling was performed on styrene seed particles having a very uniform particle diameter of about μm with dibutyl phthalate as a swelling aid. Next, a mixed solution consisting of 2-ethylhexyl methacrylate, glycerin dimethacrylate, cyclohexanol and azobisisobutyronitrile was added, followed by stirring and swelling in the second stage. And 70 ° C
And polymerized for 24 hours.

【0034】反応終了後、重合反応器室温まで冷却し、
生成物を分離した。生成物を十分に水洗し、アセトンを
用いてシクロヘキサノールを除去した後、乾燥して微小
のスチレンを骨格とする多孔質球状ゲルを得た。こうし
て得られたポリマー充填剤により液体クロマトグラフィ
ーを行った結果を図2に示す。なお、試料はベンゼン、
ナフタレン、アントラセン、ピレン、トリフェニレンの
単素環化合物5種の混合物を用いた。図より明らかなよ
うに、単素環化合物5種のピークがシャープに出てお
り、理論段数(N)が高く極めて分離能に優れているこ
とがわかる。
After completion of the reaction, the polymerization reactor is cooled to room temperature,
The product was separated. The product was sufficiently washed with water, and cyclohexanol was removed using acetone, and then dried to obtain a porous spherical gel having fine styrene as a skeleton. FIG. 2 shows the result of performing liquid chromatography using the polymer filler thus obtained. The sample was benzene,
A mixture of five monocyclic compounds of naphthalene, anthracene, pyrene, and triphenylene was used. As is clear from the figure, the peaks of the five simple ring compounds are sharp, indicating that the number of theoretical plates (N) is high and the resolving power is extremely excellent.

【0035】比較例 液体クロマトグラフィー用ポリマ
ー充填剤 (架橋剤 ) グリセリンジメタクリレート (モノマー) 2−エチルヘキシルメタクリレート (モル比 ) 架橋剤:モノマー =5:5 (重合方法) 懸濁重合
[0035]Comparative Example Polymer for Liquid Chromatography
ー filler  (Crosslinking agent) Glycerin dimethacrylate (monomer) 2-ethylhexyl methacrylate (molar ratio) Crosslinking agent: monomer = 5: 5 (polymerization method) Suspension polymerization

【0036】重合反応器に、ポリビニルアルコールを溶
解した水溶液を仕込んだ。次いでこの水溶液中に純度9
5%グリセリンジメタクリレート、シクロヘキサノール
およびアゾビスイソブチロニトリルからなる混合溶液を
添加し、攪拌しつつ、70℃に加熱して24時間重合反
応を行った。
An aqueous solution in which polyvinyl alcohol was dissolved was charged into a polymerization reactor. Then, the purity 9
A mixed solution composed of 5% glycerin dimethacrylate, cyclohexanol and azobisisobutyronitrile was added, and the mixture was heated to 70 ° C. with stirring to perform a polymerization reaction for 24 hours.

【0037】反応終了後、重合反応器を室温まで冷却
し、生成物を分離した。生成物を十分に水洗し、アセト
ンを用いてシクロヘキサノールを除去した後、乾燥して
微小の多孔質球状ゲルを得、分級して粒子径15〜20
μmのものを比較例の充填剤とした。
After the completion of the reaction, the polymerization reactor was cooled to room temperature, and the product was separated. After sufficiently washing the product with water and removing cyclohexanol using acetone, the product is dried to obtain a fine porous spherical gel, and classified to a particle size of 15 to 20.
The filler having a size of μm was used as a filler of Comparative Example.

【0038】こうして得られたポリマー充填剤により液
体クロマトグラフィーを行った結果を図3に示す。な
お、試料は実施例と同様単素環化合物5種の混合物を用
いた。図より明らかなように、分子量の小さいベンゼン
は比較的溶出ピークがシャープにでているが、分子量が
大きくなるにつれてピークが広がり分離能が落ちている
ことがわかる。
FIG. 3 shows the result of liquid chromatography using the polymer filler thus obtained. As a sample, a mixture of five kinds of monocyclic compounds was used as in the example. As is clear from the figure, the elution peak of benzene having a small molecular weight is relatively sharp, but as the molecular weight increases, the peak broadens and the resolution decreases.

【0039】したがって、実施例と比較例を比較する
と、同じ架橋剤およびモノマーを用いて重合した充填剤
であっても、充填剤の粒子径が極めて均一でなければ、
微細孔を親水性化した効果が得られないことがわかる。
また、本発明にかかるポリマー充填剤の製造方法は、二
段階膨潤重合法により重合させるのが好適であることが
わかる。
Therefore, comparing the examples with the comparative examples, it can be seen that even if the filler is polymerized using the same crosslinking agent and monomer, the particle diameter of the filler is not very uniform.
It can be seen that the effect of making the micropores hydrophilic cannot be obtained.
Further, it is understood that the method for producing a polymer filler according to the present invention is preferably polymerized by a two-stage swelling polymerization method.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明にかかる液体クロマトグラフィー
用ポリマー充填剤は、スチレンを骨格とした粒子径単分
散のポリマー充填剤において、該ポリマー充填剤の細孔
内に存在する微細孔の内部を親水性化させたので、優れ
た分離能を得ることができる。また、本発明にかかる液
体クロマトグラフィー用ポリマー充填剤は、二段階膨潤
重合法により得られたポリマー充填剤において、該ポリ
マーの細孔内に存在する微細孔の内部を親水性化させた
ので、優れた分離能を得ることができる。また、二段階
膨潤重合法により、架橋剤のグリセリンジメタクリレー
ト、モノマーの2−エチルヘキシルメタクリレートを重
合させることにより得るポリマー充填剤の製造方法が提
供される。
The polymer filler for liquid chromatography according to the present invention is a polymer filler having a monodisperse particle diameter having a styrene skeleton, wherein the inside of the fine pores existing in the pores of the polymer filler is hydrophilic. As a result, excellent separation ability can be obtained. Further, the polymer filler for liquid chromatography according to the present invention, in the polymer filler obtained by the two-step swelling polymerization method, since the inside of the fine pores present in the pores of the polymer is made hydrophilic, Excellent resolution can be obtained. Further, a method for producing a polymer filler obtained by polymerizing glycerin dimethacrylate as a crosslinking agent and 2-ethylhexyl methacrylate as a monomer by a two-stage swelling polymerization method is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかるポリマー充填剤の説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a polymer filler according to the present invention.

【図2】実施例で得られたポリマー充填剤をカラムに充
填して、単素環化合物混合物を試料とし、逆相系での分
配クロマトグラフィーを行った結果得られた溶出パター
ンである。
FIG. 2 is an elution pattern obtained as a result of partitioning the column with the polymer filler obtained in the example and using a mixture of homocyclic compounds as a sample in a reversed-phase system.

【図3】比較例で得られたポリマー充填剤をカラムに充
填して、単素環化合物混合物を試料とし、逆相系での分
配クロマトグラフィーを行った結果得られた溶出パター
ンである。
FIG. 3 is an elution pattern obtained by packing a polymer filler obtained in a comparative example into a column, using a mixture of homocyclic compounds as a sample, and performing partition chromatography in a reversed-phase system.

フロントページの続き (72)発明者 大津 裕 神奈川県横浜市港北区新羽町1050番地 株 式会社資生堂第一リサーチセンター内 (72)発明者 木村 友彦 神奈川県横浜市港北区新羽町1050番地 株 式会社資生堂第一リサーチセンター内 Fターム(参考) 4J002 BC021 BC031 BG052 Continued on the front page (72) Inventor Hiroshi Otsu 1050 Nippa-cho, Kohoku-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Inside Shiseido Daiichi Research Center (72) Inventor Tomohiko Kimura 1050 Nippa-cho, Kohoku-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture F-term in Shiseido Daiichi Research Center (reference) 4J002 BC021 BC031 BG052

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スチレンを骨格とする粒子径単分散ポリ
マー充填剤において、該ポリマー充填剤の細孔内に存在
する微細孔の内部を親水性化させたことを特徴とするポ
リマー充填剤。
1. A polymer filler having a particle size monodisperse polymer having a styrene skeleton, wherein the inside of micropores existing in the pores of the polymer filler is made hydrophilic.
【請求項2】 請求項1に記載の充填剤において、下記
構造の単位を含むことを特徴とするポリマー充填剤。 【化1】
2. The polymer filler according to claim 1, comprising a unit having the following structure. Embedded image
【請求項3】 請求項2に記載の充填剤において、さら
に下記構造の単位を含むことを特徴とするポリマー充填
剤。 【化2】 (Rは、炭素数1〜18の炭化水素基を表す)
3. The polymer filler according to claim 2, further comprising a unit having the following structure. Embedded image (R represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms)
【請求項4】 請求項3に記載の充填剤において、Rが
2−エチルヘキシル基であることを特徴とするポリマー
充填剤。
4. The polymer filler according to claim 3, wherein R is a 2-ethylhexyl group.
【請求項5】 二段階膨潤重合法により得られたポリマ
ー充填剤において、該ポリマーの細孔内に存在する微細
孔の内部を親水性化させたことを特徴とするポリマー充
填剤。
5. A polymer filler obtained by a two-stage swelling polymerization method, wherein the inside of micropores existing in the pores of the polymer is made hydrophilic.
【請求項6】 請求項5に記載の充填剤において、下記
構造の単位を含むことを特徴とするポリマー充填剤。 【化3】
6. The polymer filler according to claim 5, comprising a unit having the following structure. Embedded image
【請求項7】 請求項6に記載の充填剤において、さら
に下記構造の単位を含むことを特徴とするポリマー充填
剤。 【化4】 (Rは、炭素数1〜18の炭化水素基を表す)
7. The polymer filler according to claim 6, further comprising a unit having the following structure. Embedded image (R represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms)
【請求項8】 請求項7に記載の充填剤において、Rが
2−エチルヘキシル基であることを特徴とするポリマー
充填剤。
8. The polymer filler according to claim 7, wherein R is a 2-ethylhexyl group.
【請求項9】 二段階膨潤重合法により、架橋剤のグリ
セリンジメタクリレート、モノマーの2−エチルヘキシ
ルメタクリレートを重合させることにより得ることを特
徴とするポリマー充填剤の製造方法。
9. A method for producing a polymer filler, which is obtained by polymerizing glycerin dimethacrylate as a crosslinking agent and 2-ethylhexyl methacrylate as a monomer by a two-stage swelling polymerization method.
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