JP2001310901A - セルロース酪酸酢酸エステル粒子、セルロース粒子、及びそれらの製造方法 - Google Patents

セルロース酪酸酢酸エステル粒子、セルロース粒子、及びそれらの製造方法

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JP2001310901A
JP2001310901A JP2000129276A JP2000129276A JP2001310901A JP 2001310901 A JP2001310901 A JP 2001310901A JP 2000129276 A JP2000129276 A JP 2000129276A JP 2000129276 A JP2000129276 A JP 2000129276A JP 2001310901 A JP2001310901 A JP 2001310901A
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cellulose
acetate
particles
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butyrate
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JP2000129276A
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Yoshiaki Motozato
義明 本里
Kazuaki Matsumoto
和秋 松本
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Chisso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高い排除限界分子量と耐流速性とを兼ね備えた
セルロース酪酸酢酸エステル粒子を提供する。 【解決手段】塩素化炭化水素にセルロース酪酸酢酸エス
テルを溶解させた溶液に、炭素数が5〜12のアルコー
ルとエステルとを添加・混合し、該混合液を水性媒質に
添加することによって得られる前記混合物の液滴から塩
素化炭化水素を蒸発除去させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセルロース酪酸酢酸
エステル粒子、セルロース粒子、およびそれらの製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近のバイオテクノロジーの進歩に伴っ
てゲル浸透クロマトグラフィーは、タンパク質、核酸、
ウイルスなどの生体物質の分離精製をはじめ、広い分野
で使用されている。ゲル浸透クロマトグラフィーに使用
されるヒドロゲルとしては、デキストランゲル、アガロ
ースゲル、セルロースゲル、グルコマンナンゲルなどが
挙げられ、使用目的に適合する排除限界分子量、耐流速
性などの物性を備えたゲルが選択され、使用されてい
る。
【発明が解決しようとする課題】
【0003】前述のゲルの1種であるセルロース酪酸酢
酸エステル(以下「CAB」と記述する。)を粒状化さ
せたCABゲルにおいては、大きな排除限界分子量、お
よび高い耐流速性を兼ね備えたゲルを得ることは困難で
あった。従って、使用されるゲルに大きな排除限界分子
量、および高い耐流速性が要求されるタンパク質などの
高分子量物質及びエイズウィルス等の分離精製に、従来
のCABゲルを使用した場合には、充分な分離精製が達
成されない場合があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来技術
の問題点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、塩素化炭化水素
にセルロース酪酸酢酸エステルを溶解させた溶液に、炭
素数が5〜12のアルコールとエステルとを添加・混合
し、該混合液を水性媒質に添加することによって得られ
る前記混合物の液滴から塩素化炭化水素を蒸発除去させ
ることによって得られるセルロース酪酸酢酸エステル粒
子であれば、高い排除限界分子量と耐流速性が得られる
ことを知見し、この知見に基づいて本発明を完成させ
た。
【0005】本発明は以下の(1)〜(7)の構成から
なる。 (1)塩素化炭化水素にセルロース酪酸酢酸エステルを
溶解させた溶液に、炭素数が5〜12のアルコールとエ
ステルとを添加・混合し、該混合液を水性媒質に添加す
ることによって得られる前記混合物の液滴から塩素化炭
化水素を蒸発除去させることによって得られるセルロー
ス酪酸酢酸エステル粒子。
【0006】(2)水性媒質が分散剤を0.1〜10重
量%含んだ水溶液である前記第1項記載のセルロース酪
酸酢酸エステル粒子。
【0007】(3)前記第1または2項記載のセルロー
ス酪酸酢酸エステル粒子をケン化することによって得ら
れるセルロース粒子。
【0008】(4)前記第3項記載のセルロース粒子を
架橋することにより得られるセルロース粒子。
【0009】(5)塩素化炭化水素にセルロース酪酸酢
酸エステルを溶解させた溶液に、炭素数が5〜12のア
ルコールとエステルとを添加・混合し、該混合液を水性
媒質に添加することによって得られる前記混合物の液滴
から塩素化炭化水素を蒸発除去させることを特徴とする
セルロース酪酸酢酸エステル粒子の製造方法。
【0010】(6)水性媒質が分散剤を0.1〜10重
量%含んだ水溶液である前記第5項記載のセルロース酪
酸酢酸エステル粒子の製造方法。
【0011】(7)前記第5または6項記載のセルロー
ス酪酸酢酸エステル粒子をケン化することによって得ら
れるセルロース粒子の製造方法。
【0012】
【発明実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。本
発明で使用するCABの組成は特に限定されるものでは
ないが、ブチリル基52重量%・アセチル基2重量%、
ブチリル基37重量%・アセチル基13.5重量%、ま
たはブチリル基17重量%・アセチル基29.5重量%
ものであることが好ましい。
【0013】本発明に使用する塩素化炭化水素として
は、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジク
ロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、
およびそれらの混合物をあげることができる。
【0014】塩素化炭化水素にCABを溶解させた溶液
(以下「CAB溶液」と記述する。)におけるCABの
濃度は、CAB溶液に対し1〜15重量%の範囲である
ことが好ましい。
【0015】本発明において、CAB溶液に添加する炭
素数5〜12のアルコールとエステルは、予め混合し、
混合液(以下「混合希釈剤」と記述する。)であること
が好ましい。該混合希釈剤のエステルとアルコールとの
容量比(エステル/アルコールと)は0.1〜10の範
囲であることが好ましい。
【0016】該エステルとしては、コハク酸ジエチル、
コハク酸ジメチル、三酢酸グリセロール、1,2−ジア
セトキシエタン、およびフタル酸ジメチル等が挙げるこ
とができる。比較的大きな排除限界分子量を有するCA
B粒子を得たい場合は、高分子量で沸点の高いエステル
を使用することが好ましい。該エステルとして、コハク
酸ジメチル、および1,2−ジアセトキシエタンなどを
挙げることができる。
【0017】該アルコールは、炭素数5〜12の脂肪族
の直鎖状又は分岐状アルコールであり、好ましくは炭素
数7〜9の脂肪族の直鎖状又は分岐状アルコールであ
る。具体的には、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、
1−ヘプタノール、1−オクタノール、1−ノナノール、1
−デカノール、1−ドデカノール、およびそれらの混合
物等を挙げることができる。比較的大きな排除限界分子
量を有するCAB粒子を得たい場合は、直鎖状アルコー
ルを使用することが好ましい。
【0018】本発明において、塩素化炭化水素と混合希
釈剤との混合比率は特に限定されるものではないが、塩
素化炭化水素と混合希釈剤との容量比(塩素化炭化水素
/混合希釈剤)は、0.3〜10の範囲であることが好
ましい。
【0019】混合希釈剤の比率が増加すると共に排除限
界分子量は高くなる傾向を示す。しかし、混合希釈剤は
CABの非溶媒であることから、混合希釈剤の比率が多
過ぎるとCABが沈殿してくるので、混合希釈剤の使用
量は上限がある。この上限は使用する塩素化炭化水素や
混合希釈剤の組成により異なる。また、使用するアルコ
ールが炭素数の多いものであるほど、少ない量でもCA
Bの沈殿が生じ易くなる傾向がある。
【0020】本発明に使用する水性媒質としては、ゼラ
チン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロ
ース等(以下「分散剤」と記述する)の水溶液、更には
水自体を挙げることができる。該水溶液の濃度は、水溶
液に対し0.1〜10重量%の範囲であることが好まし
い。また、該水性媒質には分散剤を沈殿させない程度
に、塩化ナトリウム等の不純物が水溶液中に存在してい
てもかまわない。
【0021】本発明のセルロース酪酸酢酸エステル粒子
の粒子径は、CAB溶液のCAB濃度、水性媒質の分散
剤濃度、およびCAB溶液と混合希釈剤の混合液を水性媒
質中に分散させる際の撹拌速度に依存する。粒子径の小
さい粒子は、CAB濃度を下げる、水性媒質の分散剤濃度
を上げる、またはCAB溶液と混合希釈剤の混合液を水性
媒質中に分散させる際の撹拌速度をあげることにより得
られる。
【0022】例えば、粒径44〜105μmのCAB粒
子を得たい場合には、容量が2Lの丸底フラスコに、1L
の水性媒質を仕込み、そこに5重量%のCAB溶液55
mlと混合希釈剤との混合液を添加し、350〜450
rpmの攪拌速度のもと、CAB溶液と混合希釈剤の混合物の
液滴を形成させればよい。
【0023】該液滴からの塩素化炭化水素の蒸発除去
は、CAB溶液と混合希釈剤との混合液と水性媒質との
混合液の温度を、15℃以上用いた塩素化炭化水素の沸
点以下の温度に保つことによって達成される。該温度
は、好ましくは15℃以上該沸点よりも2℃低い温度以
下である。塩素化炭化水素を除去した後、更に混合希釈
剤の除去を行うことによって本発明のセルロース酪酸酢
酸エステル粒子を得ることができる。
【0024】前述のようにして得られた本発明のセルロ
ース酪酸酢酸エステル粒子のケン化を行えば、セルロー
ス粒子を得ることができる。
【0025】ケン化は常法により行うことができる。通
常は5〜10重量%の苛性アルカリ水溶液を用いて、室
温〜50℃の温度で、攪拌状態の下に行う。ケン化時間
を短縮するために、本発明のセルロース酪酸酢酸エステ
ル粒子を、例えば、低沸点アルコールであるエタノール
およびメタノールから選ばれた1種以上の40〜90重
量%水溶液を用いて膨潤させた後、ケン化を行ってもよ
い。この場合、本発明のセルロース酪酸酢酸エステル粒
子をアルコール水溶液から分離後、ケン化浴に投入する
か、或いは本発明のセルロース酪酸酢酸エステル粒子を
含むアルコール水溶液に苛性アルカリを添加してもよ
い。
【0026】該苛性アルカリとしては、苛性ソーダ又は
苛性カリが好ましく、その使用量は、該セルロース酪酸
酢酸エステル粒子をケン化するに必要な理論量の約1.
2〜1.5倍であることが好ましい。
【0027】ケン化終了後、セルロース球状粒子を塩
酸、酢酸等の酸で中和すると、洗浄等の後処理を容易に
行うことができる。
【0028】混合希釈剤の大部分は、ケン化時に該セル
ロース粒子から分離してくるが、これを完全に除去する
ためには、得られたセルロース粒子をメタノール、エタ
ノール、イソプロパノール、アセトン等の親水性有機溶
剤又はこれらの含水溶液で洗浄、抽出することが好まし
い。
【0029】前述のようにして得られた本発明のセルロ
ース粒子の架橋を行えば、耐流速性のある架橋セルロー
ス粒子を得ることができる。
【0030】架橋は常法により行うことができる。架橋
剤としては、エピクロヒドリン、ジクロロヒドリン、エ
チレングリコール−ビスエポキシ・プロピルエーテル、
1・4−ブタンジオール−ビス−エポキシプロピルエー
テル、ホルムアルデヒド類などが適当である。
【実施例】以下、本発明を比較例と対比しつつ具体的に
説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは無
い。
【0031】1.排除限界分子量の測定方法 排除限界分子量は下記の方法により求めた。下記実施例
により作成したセルロースゲルを内径0.5cm、長さ
30cmのジャケット付きカラムに充填し、試料の注入
量は20μL、溶離液に蒸留水を用い、流速は0.2m
l/h、上昇法で試料の溶出を行った。試料としては数
平均分子量がそれぞれ4500000、200000
0、860000、570000、270000、16
0000、85000、45000、23000、12
600、4250、1470、600、220のポリオ
キシエチレン(Polymer Laboratories LTD、東ソー(株)
製)を使用した。溶出試料の定量は、示差屈折計(Wate
r Associate製、Model 401)を用いて行った。得られた
溶出曲線のピークの溶出量とその試料の分子量の関係か
ら較正曲線を求めた。この較正曲線の中央の直線部分を
V0(ゲル床間隙容積)まで外挿して排除限界分子量を求
めた。
【0032】2.セルロース粒子の強度評価方法 セルロース粒子の強度は、排除限界分子量を求めた充填
カラムの流速とカラム両端間の圧力差の関係より求め
た。
【0033】3.セルロース粒子の製造 実施例1 4gのセルロース酪酸酢酸エステル(ブチリル基17重
量%、アセチル基29.5重量%、アルドリッチ社製)
を40mlジクロロメタンに溶解し、次いでこの溶解液
に、1,2−ジアセトキシエタンと1−オクタノールと
を混合した混合希釈剤30ml(1,2−ジアセトキシ
エタンと1−オクタノールは共に28容量%含有)を添
加・混合し、混合溶液を調製した。7重量%ポリビニー
ルアルコール水溶液が1000ml入った容量2Lの丸
底フラスコに該混合溶液を加えた。該フラスコ内の液体
を350〜450rpmの攪拌速度で攪拌しつつ、36
℃まで加熱し、CAB溶液と混合希釈剤の混合物の液滴
(懸濁粒子)に含まれるジクロロメタンを蒸発・除去さ
せた。次いで該フラスコ内の液体を濾紙を用いて分離
し、得られたセルロース酪酸酢酸エステル粒子中に含ま
れる混合希釈剤をメタノールで洗浄した。その後、メタ
ノール10容量%を含有する2mol/l濃度の水酸化
ナトリウム水溶液250mlに該セルロース酪酸酢酸エ
ステル粒子を投入し、該セルロース酪酸酢酸エステル粒
子をケン化した。得られたセルロース粒子の排除限界分
子量は450万以上であった。
【0034】実施例2〜11、比較例1〜3 混合希釈剤の組成を変えた以外は、実施例1に準拠して
各セルロース球状粒子を調製した。混合希釈剤の組成、
および得られたセルロース粒子の排除限界分子量を表1
に示す。
【0035】
【表1】
【0036】実施例1及び10で得られたセルロース粒
子を以下の方法で架橋した。セルロース粒子をメタノー
ル135ml中に懸濁させ、これに0.1mol/l水
酸化ナトリウム水溶液15mlを加えてときどきふり混
ぜながら、室温で24時間放置した。これを濾紙を用い
て分離し、洗浄することなく架橋反応に用いた。架橋反
応はアセトン/ジメチルスルホキシド溶液(容積比1:
1)に懸濁させエピクロヒドリンを加えた後、30℃で
24時間ゆっくりとかき混ぜた。生成物を濾紙を用いて
分離し十分に水で洗浄し、得られた架橋セルロース粒子
の強度を求めた。圧力損失と流速の関係を図1に示す。
【0037】
【発明の効果】塩素化炭化水素にセルロース酪酸酢酸エ
ステルを溶解させた溶液に、炭素数が5〜12のアルコ
ールとエステルとを添加・混合し、該混合液を水性媒質
に添加することによって得られる前記混合物の液滴から
塩素化炭化水素を蒸発除去させることによって得られる
本発明のセルロース酪酸酢酸エステル粒子および、該セ
ルロース酪酸酢酸エステル粒子をケン化して得られるセ
ルロース粒子であれば、高い排除限界分子量と耐流速性
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧力損失と流速との関係図
フロントページの続き Fターム(参考) 4C090 AA02 AA05 BA24 BA25 BA34 BB02 BB05 BB08 BB32 BB38 BB52 BB92 CA18 CA31 CA36 DA05 DA32 4G066 AC02A AC02B AD15A AD15B BA09 CA54 DA07 DA11 EA01 FA03 FA05 FA38

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩素化炭化水素にセルロース酪酸酢酸エス
    テルを溶解させた溶液に、炭素数が5〜12のアルコー
    ルとエステルとを添加・混合し、該混合液を水性媒質に
    添加することによって得られる前記混合物の液滴から塩
    素化炭化水素を蒸発除去させることによって得られるセ
    ルロース酪酸酢酸エステル粒子。
  2. 【請求項2】水性媒質が分散剤を0.1〜10重量%含
    んだ水溶液である請求項1記載のセルロース酪酸酢酸エ
    ステル粒子。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載のセルロース酪酸酢
    酸エステル粒子をケン化することによって得られるセル
    ロース粒子。
  4. 【請求項4】請求項3記載のセルロース粒子を架橋する
    ことにより得られるセルロース粒子。
  5. 【請求項5】塩素化炭化水素にセルロース酪酸酢酸エス
    テルを溶解させた溶液に、炭素数が5〜12のアルコー
    ルとエステルとを添加・混合し、該混合液を水性媒質に
    添加することによって得られる前記混合物の液滴から塩
    素化炭化水素を蒸発除去させることを特徴とするセルロ
    ース酪酸酢酸エステル粒子の製造方法。
  6. 【請求項6】水性媒質が分散剤を0.1〜10重量%含
    んだ水溶液である請求項5記載のセルロース酪酸酢酸エ
    ステル粒子の製造方法。
  7. 【請求項7】請求項5または6記載のセルロース酪酸酢
    酸エステル粒子をケン化することによって得られるセル
    ロース粒子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007084718A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Daicel Chem Ind Ltd 主として未反応セルロースからなる微小異物の少ないセルロースエステル、その製造方法および当該セルロースエステルからなる成形体
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