JP2003075421A

JP2003075421A - カラム充填剤及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003075421A
Application number: JP2001263980A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Kanda; 武利神田; Atsushi Kobayashi; 淳小林; Kazuko Takezawa; 和子竹澤; Yutaka Otsu; 裕大津
Original assignee: Shiseido Co Ltd
Current assignee: Shiseido Co Ltd
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性、分離特性及び保持能力に優れたカラ
ム充填剤及びその製造方法を提供する。【解決手段】シラノール基を有するシリカゲルと、ヒ
ドロシリル基を有するシリコーン化合物よりなり、該シ
リカゲル表面の一部を被覆するシリコーンポリマーと、
該シリカゲル表面のシリコーンポリマーで被覆されてい
ない部分の残存シラノール基に結合する第一化学修飾基
と、該シリコーンポリマー上のヒドロシリル基に結合す
る前記第一化学修飾基とは異なる第二化学修飾基と、を
有するカラム充填剤。前記カラム充填剤において、シリ
コーンポリマー上の残存ヒドロシリル基から生じたシラ
ノール基に結合するトリメチルシリル基を有することが
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラム充填剤及びそ
の製造方法、特にその保持能力の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬ
Ｃ）に代表される、カラム充填剤を用いた分離技術は、
天然及び合成有機化合物、医薬品、生体成分などの精密
分離定量、分取精製のための一般的な手法であり、広い
分野で利用されている。カラム充填剤としては、化学結
合型シリカゲル充填剤と架橋有機ポリマー充填剤があ
り、特に化学結合型シリカゲル充填剤においてはシリカ
ゲル粒子が持つメソポア（２〜５０ｎｍの細孔）内での
溶質の拡散が容易であることから高いカラム性能が得ら
れるため、汎用されている。

【０００３】化学結合型シリカゲル充填剤においては、
シリカゲル上の残存シラノール基や金属不純物による二
次的な保持効果、高いｐＨ（＞８）でのシリカゲルの溶
解、または低いｐＨ（＜２）でケイ素−酸素結合の切断
等の問題を解決するために、シリカゲル表面にシリコー
ンポリマーを被覆したポリマーコート型シリカゲル充填
剤が使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにシリコーンポリマーで被覆し、さらにその表面に化
学的修飾を行う場合、化学修飾基はシリコーンポリマー
上のヒドロシリル基と反応する官能基に制限を伴うた
め、保持できる物質が制限される等の問題があった。本
発明は、前記従来の課題に鑑みなされたもので、耐久
性、分離特性及び保持能力に優れたカラム充填剤及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題に鑑み、本発明
者が鋭意研究した結果、シリコーンポリマーを部分的に
被覆したシリカゲルは、シリカゲルのシラノール基、及
びシリコーンポリマーのヒドロシリル基にそれぞれ性質
の異なる化学修飾基を結合でき、耐久性が良好な上、よ
り多種の物質が保持できることを見いだした。

【０００６】本発明の第一の主題は即ち、シラノール基
を有するシリカゲルと、ヒドロシリル基を有するシリコ
ーン化合物よりなり、該シリカゲル表面の一部を被覆す
るシリコーンポリマーと、該シリカゲル表面のシリコー
ンポリマーで被覆されていない部分の残存シラノール基
に結合する第一化学修飾基と、該シリコーンポリマー上
のヒドロシリル基に結合する前記第一化学修飾基とは異
なる第二化学修飾基と、を有するカラム充填剤である。

【０００７】前記カラム充填剤において、シリコーンポ
リマー上の残存ヒドロシリル基から生じたシラノール基
に結合するトリメチルシリル基を有することが好適であ
る。前記カラム充填剤において、第一化学修飾基が炭素
数１〜３０の直鎖、分岐又は環状炭化水素基であること
が好適である。前記カラム充填剤において、第一化学修
飾基がオクタデシル基、オクチル基、フェニル基、メチ
ル基、アミノ基、シアノ基、又はエポキシ基であること
が好適である。

【０００８】前記カラム充填剤において、シリコーン化
合物が、1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン
であることが好適である。前記カラム充填剤において、
第二化学修飾基が、イオン交換基であることが好適であ
る。前記カラム充填剤において、第二化学修飾基が、ス
ルホン基、カルボキシル基、又はアミノ基であることが
好適である。

【０００９】本発明の第二の主題は、下記（Ａ）〜
（Ｃ）工程を含むことを特徴とするカラム充填剤の製造
方法である。（Ａ）ヒドロシリル基を有するシリコーン化合物の１
種又は２種以上を、シリカゲル表面上で重合させ、該シ
リカゲル表面の一部にシリコーンポリマー被膜を形成す
る工程。（Ｂ）（Ａ）工程後、シリカゲルに第一化学修飾基を
有するシランカップリング剤を反応させることにより、
シリコーンポリマーで被覆されていない部分のシリカゲ
ル表面の残存シラノール基に該第一化学修飾基を導入す
る工程。（Ｃ）（Ｂ）工程後、該シリコーンポリマー上のヒド
ロシリル基に（Ｂ）工程とは異なる第二化学修飾基を有
するエンドキャップ剤を反応させることにより、該ヒド
ロシリル基に該第二化学修飾基を導入する工程。

【００１０】前記製造方法において、下記（Ｄ）工程を
含むことが好適である。（Ｄ）（Ｃ）工程後、該シリコーンポリマー上の残存
ヒドロシリル基から生じたシラノール基をトリメチルシ
リル化剤でトリメチルシリル化する工程。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のカラム充填剤は、シリカ
ゲルがシリコーンポリマーにより部分的に被覆されてい
るため、シリカゲル上のシラノール基や親水性面の影響
を受けにくく、耐久性に優れている。本発明のカラム充
填剤は、図１に示すように、シラノール基１４を有する
シリカゲル１２と、ヒドロシリル基１８を有するシリコ
ーン化合物よりなり、該シリカゲル表面の一部を被覆す
るシリコーンポリマー１６と、該シリカゲル表面のシリ
コーンポリマー１６で被覆されていない部分の残存シラ
ノール基１４に結合する第一化学修飾基２０と、該シリ
コーンポリマー１６上のヒドロシリル基１８に結合する
前記第一化学修飾基２０とは異なる第二化学修飾基２２
と、を有することを特徴とする。

【００１２】初めに、本発明のカラム充填剤の好適な製
造方法について説明する。（Ａ）工程本発明のカラム充填剤は、初めにシリカゲルに、ヒドロ
シリル基（Ｓｉ−Ｈ基）１８を有するシリコーン化合物
を接触し、表面重合させ、シリカゲル表面に部分的にシ
リコーンポリマー１６被膜を形成する（図２）。

【００１３】本発明で用いられるシリカゲルの形状は特
に制限されないが、平均粒子径１〜２００μｍ、より好
ましくは３〜５０μｍ、細孔径１〜１００ｎｍ、より好
ましくは４〜５０ｎｍ、比表面積５０〜８００ｍ^２／
ｇ、より好ましくは１００〜６００ｍ^２／ｇの球形ある
いは破砕型のシリカゲルが好適に使用できる。

【００１４】本発明において使用されるシリコーン化合
物は、下記一般式（I）の１種又は２種以上である。

【００１５】

【化１】 (R¹HSiO)_a(R²R³SiO)_b(R⁴R⁵R⁶SiO_1/2)_c … (I) （式中、R¹〜R⁶は相互に独立に水素原子、又はハロゲン
原子少なくとも１個で置換されている炭素数１〜１０の
炭化水素基であるが、R¹、R²及びR³が同時に水素原子で
あることはない。ａ、ｂは相互に独立に０又は１以上の
整数であり、ｃは０又は２であり、ａとｂとｃとの和は
３以上の整数であるものとする）

【００１６】前記R¹〜R⁶の「炭化水素基」とは、直鎖、
分岐又は環状アルキル基特には炭素数１〜４の低級アル
キル基例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ
−ブチル基；シクロアルキル基例えばシクロヘキシル
基；シクロアルケニル基例えばシクロヘキセニル基；ア
リール基例えばフェニル基、ナフチル基；アリール置換
アルキル基例えばフェニルメチル基、フェニルエチル
基；アルキル置換アリール基例えばメチルフェニル基等
を意味する。

【００１７】前記一般式（I）で表されるシリコーン化
合物は２種の群からなる。第１の群は、前記一般式
（I）においてｃ＝０の場合に相当し、下記一般式（I
I）で表されるヒドロシリル基を有する環状シリコーン
化合物である。

【化２】 (R¹HSiO)_ａ1(R²R³SiO)_ｂ1 … （II）（式中、R¹、R²及びR³は前記と同様であり、ａ1及びｂ1
はそれぞれａ及びｂと同様であり、ａ1とｂ1との和は３
以上の整数であるものとする）

【００１８】本発明においては、前記一般式（II）にお
いて、R¹、R²及びR³が相互に独立に低級アルキル基特に
メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基もしくはｎ−ブチ
ル基、またはアリール基にフェニル基であり、ａ1とｂ1
との和が３〜１００である環状シリコーン化合物を使用
するのが好適である。R¹、R²及びR³は異なる基であるこ
ともできるが、同じ基であることがさらに好適である。

【００１９】特に好ましい環状シリコーン化合物は前記
一般式（II）においてｂ1＝０の場合に相当し、下記一
般式(III)で表される化合物である。

【化３】（式中、R¹は前記と同様であり、ａ2は３以上の整数で
ある）例えば、テトラヒドロテトラメチルシクロテトラシロキ
サン、テトラヒドロテトラエチルシクロテトラシロキサ
ン、テトラヒドロテトラフェニルシクロテトラシロキサ
ン、テトラヒドロドデカメチルシクロオクタンシロキサ
ン、テトラヒドロテトラオクチルシクロテトラシロキサ
ン等を挙げることができる。

【００２０】一般式(III)においてR¹がメチル基または
エチル基であり、ａ2が３〜１００である化合物が好適
であり、さらにR¹がメチル基であり、ａ2が４である1,
3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンが最適であ
る。

【００２１】前記シリコーン化合物の第２の群は、前記
一般式(I)においてｃ＝２の場合に相当し、下記一般式
(IV)で表されるヒドロシリル基を有する直鎖状シリコー
ン化合物である。

【化４】 (R¹HSiO)_a3(R²R³SiO)_b3(R⁴R⁵R⁶SiO_1/2)₂ … （IV）（式中、R¹〜R⁶は前記と同様であり、ａ3及びｂ3はそれ
ぞれａ及びｂと同じ意味であるが、但しａ3＋ｂ3が１以
上の整数であるものとする）

【００２２】本発明においては、前記一般式(IV)におい
て、R¹〜R⁶が相互に独立に低級アルキル基特にメチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基もしくはｎ−ブチル基、
またはアリール基特にフェニル基であり、ａ3とｂ3との
和が３〜１００である直鎖状シリコーン化合物を使用す
るのが好適である。R¹〜R⁶は異なる基であることもでき
るが、同じ基であることがさらに好適である。

【００２３】好適な直鎖状シリコーン化合物としては、
例えば、1,1,1,2,3,4,4,4−オクタメチルテトラシロキ
サン、1,1,1,2,3,4,5,5,5−ノナメチルペンタシロキサ
ン、及び1,1,1,2,3,4,5,6,6,6−デカメチルヘキサシロ
キサンを挙げることができる。更に、本発明において
は、前記シリコーン化合物を単独で用いることも、２種
以上の混合物を使用することも可能である。

【００２４】シリカゲルをシリコーンポリマー被覆する
方法は、下記の方法によることができるが、シリカゲル
表面の全部が被覆されるのではなく、一部が被覆される
方法をとることが好適である。前記一般式（Ｉ）で表さ
れるシリコーン化合物は、気相状態または液相状態でシ
リカゲルと接触させる。気相状態での接触（気相処理）
は、例えば密閉容器を用い、１２０℃以下の温度下で、
前記シリコーン化合物の蒸気を分子状態でシリカゲル表
面上に接触させる方法、あるいは１２０℃以下の温度下
で前記シリコーン化合物とキャリヤーガスとの混同ガス
をシリカゲルと接触させる方法等により行うことができ
る。

【００２５】一方、液相状態での接触（液相処理）は、
例えば前記シリコーン化合物を溶解することができる揮
発性溶媒であるベンゼン、ジクロロメタン、またはクロ
ロホルム等、特にヘキサンに溶解した１〜５０質量％シ
リコーン化合物溶液をシリカゲル１質量部に対してシリ
コーン化合物０．０１〜１質量部になるように添加すれ
ば良い。この場合、撹拌下に添加することが好適であ
る。

【００２６】シリカゲル表面上でのシリコーン化合物の
表面重合は前記接触処理後のシリカゲルを温度５０〜２
００℃で２時間以上放置あるいは撹拌することによって
行うことができる。この表面重合は、シリカゲル自体の
表面活性点の作用により促進されるので、特に触媒を加
える必要はない。ここで、「活性点」とはシロキサン結
合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）またはヒドロシリル基を持つシリ
コーン化合物の重合を触媒することのできる部位であ
り、例えば酸点、塩基点、酸化点、又は還元点を意味す
る。表面重合することにより、シリカゲル表面の活性点
がシリコーンポリマーで一部被覆される。

【００２７】シリカゲル自体の活性が非常に弱い場合に
は、前記接触処理前又は後のシリカゲルにアルカリ触媒
例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチ
ウム、水酸化アンモニウムもしくは水酸化カルシウム等
を適宜添加した後に重合させても良い。

【００２８】シリカゲルとシリコーン化合物とを気相又
は液相で接触させて加熱している段階におけるシリカゲ
ル表面上のシリコーン化合物の重合様式は２種類ある。
１つは、ヒドロシリル基同志の架橋重合であり、シリカ
ゲル表面上に網目構造を形成するものである。すなわ
ち、

【化５】（式中、Ｒは炭化水素基R¹〜R⁶である）のとおりに進行
する。

【００２９】もう１つの重合様式は、シロキサン結合の
切断と再結合との繰返しによる環状シリコーン化合物の
大環状化及び直鎖状シリコーン化合物の大直鎖状化であ
る。これらの重合様式は例えば以下の反応式

【化６】又は、

【化７】（前記の各式中、Ｒは前記と同様であり、ｍはａとｂと
の和であり、ｍ′はｍより大きい整数である）で表すこ
とができる。

【００３０】この重合は、シリカゲルの持つ表面活性点
により促進される。以上の２つの異なる重合は、シリカ
ゲルの種類や反応条件（温度、触媒等）によって、それ
ぞれ単独に進行する場合と、両方の型の重合が同時に進
行する場合とがある。そして、重合の程度も様々であ
る。

【００３１】以上の重合反応によりシリカゲル表面に形
成されたシリコーンポリマーの平均分子量は１．５×１
０^５以上である。シリコーン化合物の場合、重合により
高分子化するにつれ、水や有機溶媒に溶けにくくなって
しまい、ポリマーを抽出して分子量を測定することはで
きず、また、シリカゲル表面上にコートされている状態
でのポリマーの分子量を測定することも不可能である。

【００３２】そこで、重合進行中の各段階のポリマーを
クロロホルム抽出し、ポリスチレン換算でポリマーの分
子量を求めたところ、最大１．５×１０^５のポリマーが
存在することが確認された。従って、クロロホルムに抽
出されない状態のままで十分に重合させたポリマーの分
子量は、１．５×１０^５以上であるということができる
が、より詳しく分子量を確認することは困難である。

【００３３】シリカゲル表面上に被覆させるシリコーン
化合物の量は、シリカゲルの質量に対して、１質量％未
満であることが好適である。１質量％以上の場合には、
シリカゲルの表面全体をシリコーンポリマーの皮膜で覆
ってしまうため、本発明の効果を充分に発揮することが
できない。

【００３４】（Ｂ）工程次に前記シリコーンポリマー被覆を行ったシリカゲル１
２に化学修飾基２０を有するシランカップリング剤を反
応させることにより、シリカゲル表面のシラノール基１
４に該化学修飾基２０を導入する（図２）。

【００３５】シランカップリング剤としては、オクタデ
シル基、オクチル基、ｎ−ブチル基等の炭素数１〜３０
のアルキル基、フェニル基等の炭素数６〜３０のアリー
ル基、更に炭素数１〜３０のアルキル基の水素原子の１
又は２以上がシアノ基、水酸基、カルボキシル基、酸ア
ミド基、イミド基、スルホン基、アミノ基又はグリセロ
イル基に置換された置換アルキル基から選ばれる基を化
学修飾基として１〜３個有するクロロシランやアルコキ
シシラン、又は上記化学修飾基を複数個、例えば６〜１
００個有するシクロシロキサンやポリシロキサンが使用
される。なお、上記アルコキシシランのアルコキシ基と
してはメトキシ基等の炭素数１〜３の低級アルコキシ基
が好適である。また、シクロシロキサンとしてはケイ素
原子３〜５０が酸素原子を介してリングを形成したもの
が好ましい。ポリシロキサンはケイ素原子を２〜５０有
するものが好ましい。

【００３６】上記シランカップリング剤としては、オク
タデシル基を持つものとしてはジメチルオクタデシルク
ロロシラン、メチルオクタデシルメトキシシラン、メチ
ルオクタデシルジクロロシラン、メチルオクタデシルジ
メトキシシラン、オクタデシルトリクロロシラン、オク
タデシルトリメトキシシラン、1,3,5,7-テトラオクタデ
シル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、
オクチル基を持つものとしてはジメチルオクチルクロロ
シラン、メチルオクチルジクロロシラン、オクチルトリ
クロロシラン、1,3,5,7-テトラオクチル-1,3,5,7-テト
ラメチルシクロテトラシロキサン、n-ブチル基を持つも
のとしてはn-ブチルジメチルクロロシラン、n-ブチルメ
チルジクロロシラン、n-ブチルトリクロロシラン、1,3,
5,7-テトラ-n-ブチル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテト
ラシロキサン、フェニル基を持つものとしてはトリフェ
ニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、ジ
メチルフェニルクロロシラン、ジフェニルジクロロシラ
ン、メチルフェニルジクロロシラン、フェニルトリクロ
ロシラン、ベンジルトリクロロシラン、1,3,5,7-テトラ
フェニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサ
ン、シアノプロピル基を持つものとしては3-シアノプロ
ピルジメチルクロロシラン、3-シアノプロピルメチルク
ロロシラン、3-シアノプロピルトリクロロシラン等が具
体的に挙げられる。

【００３７】前記シランカップリング剤のうちでは、特
にメチルオクタデシルジクロロシラン等のジクロロシラ
ン化合物、オクタデシルトリクロロシラン等のトリクロ
ロシラン化合物、メチルオクタデシルジメトキシシラン
等のジアルコキシシラン化合物、オクタデシルトリメト
キシシラン等のトリアルコキシシラン化合物又は１，
３，５，７−テトラオクタデシル−１，３，５，７−テ
トラメチルシクロテトラシロキサン等のシクロシロキサ
ン化合物、ポリシロキサン化合物を用いることが好まし
い。

【００３８】前記シランカップリング剤とシリカゲルと
の反応は、公知の方法、条件を採用することができ、例
えば溶媒の存在下において５０〜３００℃、気相あるい
は液相で２時間以上接触させることにより行うことがで
きる。触媒としては、金属触媒すなわちルテニウム、ロ
ジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム又は白金
の化合物が適合している。特にパラジウム化合物及び白
金化合物が良好である。

【００３９】（Ｃ）工程（Ｂ）工程後、前記シリコーンポリマー上の残存ヒドロ
シリル基１８に、さらにビニル化合物を用いて化学修飾
基２２を導入する（図２）。ビニル化合物としては、
エチレン、α−オレフィン化合物、対称形ビニル化合
物、あるいは非対称形ビニル化合物のいずれであっても
良い。前記のビニル化合物としては、例えば下記一般式
（V）、

【化８】一般式R⁷−CH＝CH−R⁸ …（V）（式中、R⁷及びR⁸は、相互に独立に、水素原子、炭素原
子１〜４０個のアルキル基、炭素原子４〜８個のシクロ
アルキル基もしくはシクロアルケニル基、または炭素原
子１〜２０個のアルキル基で置換されていることのある
アリール基であり、前記のアルキル基、シクロアルキル
基、シクロアルケニル基、アルキル置換アリール基また
はアリール基はハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボ
キシル基、アミノ基、シアノ基、アルコキシカルボニル
基、アリールオキシカルボニル基、スルホン酸基によっ
て置換されていることもできる）で表される化合物を使
用することができる。

【００４０】前記一般式（V）で表わされるビニル化合
物は、R⁷及びR⁸が共に水素原子であるエチレン、R⁷又は
R⁸の一方が水素原子であって他方が水素原子以外の置換
基であるビニル化合物例えばα−オレフィン化合物、R⁷
及びR⁸が共に水素原子以外の同じ置換基である対称形ビ
ニル化合物、あるいはR⁷及びR⁸が水素原子以外の異なる
置換基である非対称形ビニル化合物のいずれであっても
よい。

【００４１】好ましいビニル化合物は、前記一般式
（V）においてR⁷及びR⁸が相互に独立に、水素原子；炭
素原子４〜20個のアルキル基例えば１−ヘキシル基、１
−オクチル基、１−デシル基、１−ドデシル基、１−ヘ
キサデシル基、または１−オクタデシル基；シクロヘキ
シル基またはシクロヘキセニル基；フェニル基またはナ
フチル基；または炭素原子１〜６個の低級アルキル基で
置換されているフェニル基またはナフチル基であるビニ
ル化合物である。

【００４２】別の好ましいビニル化合物は、前記一般式
（V）において、R⁷及びR⁸の少なくとも一方が官能性基
（ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ア
ミノ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アリール
オキシカルボニル基、スルホン酸基）で置換されている
水素原子以外の基である化合物である。以上のように、
ビニル化合物を適宜選択することによって充填剤の特性
を自由に設計し制御することができる。

【００４３】前記のビニル化合物と前記のシリコーンポ
リマー被覆粉体との反応は、それ自体公知のヒドロシリ
ル化を利用して行なうことができる。前記の反応は、例
えば、溶媒の存在下において、50〜300℃で、気相ある
いは液相で、２時間以上接触させることにより行なうこ
とができる。

【００４４】触媒としては、金属触媒すなわちルテニウ
ム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムま
たは白金の化合物が適している。特にパラジウム化合物
及び白金化合物が良好である。パラジウム系触媒として
は、例えば塩化パラジウム（II）、塩化テトラアンミン
パラジウム（II）酸アンモニウム、酸化パラジウム（I
I）、水酸化パラジウム（II）等を挙げることができ
る。白金系触媒としては、例えば塩化白金（II）、テト
ラクロロ白金酸（II）、塩化白金（IV）、ヘキサクロロ
白金酸（IV）、ヘキサクロロ白金酸（IV）アンモニウ
ム、酸化白金（II）、水酸化白金（II）、二酸化白金
（IV）、酸化白金（IV）、二硫化白金（IV）、硫化白金
（IV）、ヘキサクロロ白金（IV）酸カリウム等を挙げる
ことができる。

【００４５】また、前記の化学修飾基導入後のシリコー
ンポリマーは、立体障害のために、シリコーンポリマー
中にヒドロシリル基を若干残存させる。ヒドロシリル基
が存在すると、アルコール系の移動相溶媒を使用した場
合に水素を発生してカラムが劣化することがある。そこ
で、残存ヒドロシリル基をさらにトリメチルシリル化し
て封鎖することにより、ヒドロシリル基１８の影響の非
常に少ないカラム充填剤を得ることができる（図２
）。

【００４６】トリメチルシリル化は、シリコーンポリマ
ー被覆シリカゲルと、エンドキャップ剤とを気相状態ま
たは液相状態で接触させることによって実施する。例え
ば、トルエン１〜２０質量部とトリメチルクロロシラン
０．５〜３質量部、ヘキサメチルジシラザン１〜６質量
部、ピリジン１〜８．５質量部との混合液中で前記シリ
カゲルを、２〜２４時間、撹拌下で還流加熱する、ある
いは密閉容器内でトリメチルクロロシラン、ヘキサメチ
ルジシラザン、トリメチルメトキシシランまたはトリメ
チルエトキシシランをそれぞれ単独で、前記シリカゲル
と共に４０℃〜１５０℃に加熱することで可能となる。

【００４７】本発明においては、シリカゲル表面の一部
にシリコーンポリマー被覆を形成することにより、シリ
カゲル表面のシラノール基と、シリコーンポリマー上の
ヒドロシリル基とにそれぞれ異なる性質の化学修飾基を
導入することができる。そして、（Ａ）工程における前
記一般式（Ｉ）で表されるシリコーン化合物の置換基R¹
〜R⁶と、（Ｂ）工程における化学修飾基２０、（Ｃ）工
程における前記一般式（V）で表わされるビニル化合物
の置換基R⁷及びR⁸の組合せにより、従来の化学結合型充
填剤では得られない幅広い保持力及び分離特性をもつカ
ラム充填剤を得ることができる。

【００４８】また、従来のシリカゲルを基材とする充填
剤では、基材シリカゲル由来の残存シラノール基の影響
により、塩基性化合物等のピークにテーリングが顕著に
生じる場合があった。しかし、本発明によれば、緻密な
シリコーンポリマーコーティング、及びシリコーンポリ
マー上の残存ヒドロシリル基のトリメチルシリル化を行
うことによって、シラノール基の影響が極めて少なく、
且つ耐久性のあるカラム充填剤を得ることができる。

【００４９】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例についてさらに
詳しく説明する。なお、本発明はこれにより限定される
ものではない。＜製造例＞（１）シリコーン被覆平均粒子径５μｍ、細孔径１０ｎｍの球型シリカゲル粉
末５ｇと環状シリコーン（1,3,5,7-テトラメチルシクロ
テトラシロキサン：Ｈ４）４５ｍｇをそれぞれ別の容器
にとり、同一のデシケーターに入れ密閉し、１００℃の
オーブン内に２４時間放置し、Ｈ４を気相でシリカゲル
粉末に接触させ表面重合させた。さらにデシケーターか
ら粉末の容器を取り出し、オーブン内に置き、１２０℃
で２時間加熱した。

【００５０】（２）オクタデシル基導入上記粉末を２００ｍＬの三つ口フラスコにとり、これに
トルエン８０ｍＬ、ピリジン０．００８ｍｏｌ（０．６
３２８ｇ）を加え、攪拌しながら加熱した。三つ口フラ
スコの口には、栓、冷却器、オクタデシルトリクロロシ
ラン０．００８ｍｏｌ（３．１０３２ｇ）を量りとった
滴下ロートを装着した。還流が始まったら、オクタデシ
ルトリクロロシランを滴下ロートから徐々に滴下させ、
滴下終了後さらに１６時間還流させた。その後、シリカ
ゲル粉末を三つ口フラスコから取り出し、トルエン、ア
セトニトリル、アセトン各１００ｍＬで順に濾過洗浄を
した。さらに、粉末を減圧下１００℃で６時間乾燥させ
た。

【００５１】（３）スルホン基導入（二段階スルホン
化）上記粉末を１００ｍＬの三つ口フラスコに入れ、アリル
グリシジルエーテル１０ｇ、２−イソプロパノール２０
ｍＬを加え、冷却管をセットし加熱した。反応は窒素ガ
スを流しながら行った。還流が始まったら、塩化白金酸
触媒（塩化白金酸５％２−イソプロパノール溶液）５０
μＬを添加し、５時間反応させた。その後、２−イソプ
ロパノール５０ｍＬ、メタノール１００ｍＬを加え、さ
らにクロロホルム１００ｍＬを注ぎ入れ、濾過洗浄し
た。さらに粉体をろ紙をひいたホーローバットにあけ、
ドラフト内で一晩風乾した。風乾後、ホーローバットを
８０℃のオーブンに入れ２４時間乾燥した。

【００５２】１００ｍＬの三つ口フラスコに、スルファ
ニル酸２ｇ、水酸化ナトリウム０．３ｇを入れた後、ミ
リＱ水５０ｍＬを加え分散させた。三つ口フラスコを約
６０℃に加熱し、攪拌しながら内容物を完全な均一系
（固形物を完全に溶解させる）にした後、濃水酸化ナト
リウム溶液を添加し、溶液のｐＨを８．４〜８．５に調
整した。この後上記粉末を加え加熱し、還流開始から４
時間反応させ、濾過洗浄した。濾過はミリＱ水５０ｍ
Ｌ、メタノール１００ｍＬで行った。濾過後、５０℃の
減圧乾燥器に入れ１６時間乾燥した。上記粉体をすべて
１００ｍＬの三つ口フラスコに入れた後、硫酸でｐＨを
２．０に調整したミリＱ水５０ｍＬを加え分散させ加熱
し、５時間還流させた。その後、ミリＱ水５０ｍＬ、メ
タノール１００ｍＬを用いて濾過洗浄を行った。濾過
後、５０℃の減圧乾燥器に入れ１６時間乾燥させた。次
いで１２０℃の減圧乾燥器内で５時間減圧乾燥させた。

【００５３】（４）トリメチルシリル化上記粉末を３００ｍＬのナス型フラスコに採り、これに
トリメチルクロルシラン５ｇ、ヘキサメチルジシラザン
１０ｇ、及びピリジン８０ｍＬを加え、水浴中で４時間
加熱還流した。冷後、水１００ｍＬを加え、ガラス濾過
器を用いて濾過し、さらにクロロホルム１００ｍＬ、メ
タノール１００ｍＬで濾過洗浄後、４０℃に設定した減
圧乾燥器に入れ１６時間乾燥した。得られた粉末を１０
０ｍＬの三つ口フラスコに入れた後、硫酸でｐＨを３．
０に調整したミリＱ水５０ｍＬを加え撹拌棒で分散させ
加熱を開始し、４時間還流させた。その後、ミリＱ水５
０ｍＬ、メタノール１００ｍＬを用いて濾過洗浄を行っ
た。濾過後、４０℃に設定した減圧乾燥器に入れ１６時
間乾燥させた。前工程において得られた粉末を１００ｍ
Ｌの三つ口フラスコに入れた後、硫酸でｐＨを２．５に
調整したミリＱ水５０ｍＬを加え、撹拌棒で分散させ加
熱を開始し、４時間還流させた。その後、ミリＱ水５０
ｍＬ、メタノール１００ｍＬを用いて濾過洗浄を行っ
た。濾過後、４０℃に設定した減圧乾燥器に入れ１６時
間乾燥させた。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のカラム充填
剤及びその製造方法によれば、シリカゲルをシリコーン
ポリマーで部分的に被覆し、シリカゲルのシラノール
基、及びシリコーンポリマーのヒドロシリル基にそれぞ
れ性質の異なる化学修飾基を結合できることから、耐久
性、分離特性及び保持能力に優れたカラム充填剤及びそ
の製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるカラム充填剤の概略図である。

【図２】本発明におけるカラム充填剤の製造方法の概略
図である。

【符号の説明】１０カラム充填剤１２シリカゲル１４シラノール基１６シリコーンポリマー１８ヒドロシリル基２０第一化学修飾基２２第二化学修飾基２４トリメチルシリル基

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林淳神奈川県横浜市都筑区早渕２丁目２番１号株式会社資生堂リサーチセンター（新横浜）内 (72)発明者竹澤和子神奈川県横浜市都筑区早渕２丁目２番１号株式会社資生堂リサーチセンター（新横浜）内 (72)発明者大津裕神奈川県横浜市都筑区早渕２丁目２番１号株式会社資生堂リサーチセンター（新横浜）内Ｆターム(参考） 4G066 AA22B AC28D AD01D AD06D AD10D AD15D AD20D AE10D EA01 FA07 FA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シラノール基を有するシリカゲルと、ヒドロシリル基を有するシリコーン化合物よりなり、該
シリカゲル表面の一部を被覆するシリコーンポリマー
と、該シリカゲル表面のシリコーンポリマーで被覆されてい
ない部分の残存シラノール基に結合する第一化学修飾基
と、該シリコーンポリマー上のヒドロシリル基に結合する前
記第一化学修飾基とは異なる第二化学修飾基と、を有す
るカラム充填剤。
【請求項２】請求項１記載のカラム充填剤において、
シリコーンポリマー上の残存ヒドロシリル基から生じた
シラノール基に結合するトリメチルシリル基を有するこ
とを特徴とするカラム充填剤。
【請求項３】請求項１又は２記載のカラム充填剤にお
いて、第一化学修飾基が炭素数１〜３０の直鎖、分岐又
は環状炭化水素基であることを特徴とするカラム充填
剤。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のカラム
充填剤において、第一化学修飾基がオクタデシル基、オ
クチル基、フェニル基、メチル基、アミノ基、シアノ
基、又はエポキシ基であることを特徴とするカラム充填
剤。
【請求項５】請求項１〜４に記載のカラム充填剤にお
いて、シリコーン化合物が、1,3,5,7-テトラメチルシク
ロテトラシロキサンであることを特徴とするカラム充填
剤。
【請求項６】請求項２〜５に記載のカラム充填剤にお
いて、第二化学修飾基が、イオン交換基であることを特
徴とするカラム充填剤。
【請求項７】請求項２〜６に記載のカラム充填剤にお
いて、第二化学修飾基が、スルホン基、カルボキシル
基、又はアミノ基であることを特徴とするカラム充填
剤。
【請求項８】下記（Ａ）〜（Ｃ）工程を含むことを特
徴とするカラム充填剤の製造方法。（Ａ）ヒドロシリル基を有するシリコーン化合物の１
種又は２種以上を、シリカゲル表面上で重合させ、該シ
リカゲル表面の一部にシリコーンポリマー被膜を形成す
る工程。（Ｂ）（Ａ）工程後、シリカゲルに第一化学修飾基を
有するシランカップリング剤を反応させることにより、
シリコーンポリマーで被覆されていない部分のシリカゲ
ル表面の残存シラノール基に該第一化学修飾基を導入す
る工程。（Ｃ）（Ｂ）工程後、該シリコーンポリマー上のヒド
ロシリル基に（Ｂ）工程とは異なる第二化学修飾基を有
するエンドキャップ剤を反応させることにより、該ヒド
ロシリル基に該第二化学修飾基を導入する工程。
【請求項９】請求項８の製造方法において、下記
（Ｄ）工程を含むことを特徴とするカラム充填剤の製造
方法。（Ｄ）（Ｃ）工程後、該シリコーンポリマー上の残存
ヒドロシリル基から生じたシラノール基をトリメチルシ
リル化剤でトリメチルシリル化する工程。