JP2015215354A - イオン性修飾剤を含有する高純度クロマトグラフィー材料 - Google Patents

イオン性修飾剤を含有する高純度クロマトグラフィー材料 Download PDF

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Abstract

【課題】クロマトグラフィー分離用の新規クロマトグラフィー材料の製造方法および分離装置、カラムおよびキット、並びにその製造方法を提供する。【解決手段】疎水性表面基と１種以上のイオン性修飾剤を含有するクロマトグラフィー表面を含む高純度クロマトグラフィー材料である。【選択図】図１

Description

液体クロマトグラフィー（ＬＣ）用充填材は一般に有機材料（例えばポリジビニルベンゼン）とシリカに代表される無機材料の２種類に分類される。多くの有機材料は強アルカリ性と強酸性の移動相に対して化学的に安定性であるため、移動相ｐＨの選択が柔軟になる。しかし、有機クロマトグラフィー材料では一般にカラムの効率が低く、特に低分子量被験物で問題となる。多くの有機クロマトグラフィー材料は典型的なクロマトグラフィー用シリカの機械的強度を欠くのみならず、移動相の組成が変化すると収縮・膨張する。
シリカは高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、超高速液体クロマトグラフィー（ＵＰＬＣ）および超臨界流体クロマトグラフィー（ＳＦＣ）で最も広く使用されている材料である。最も一般的な用途ではオクタデシル（Ｃ１８）、オクチル（Ｃ８）、フェニル、アミノ、シアノ等の有機官能基で表面を誘導体化したシリカを利用している。ＨＰＬＣ用固定相としてこれらの充填材を使用すると、効率が高く、収縮または膨張の徴候を示さないカラムが得られる。
最新のハイブリッド材料技術（ＨＭＴ）はシリカ系充填材に伴う従来のクロマトグラフィーの問題に対する有力な解決方法となる。ＨＭＴによる改良点としては、高ｐＨ安定性の劇的な改善と優れた低ｐＨ安定性、高い機械的安定性、ｐＨ７で使用した場合の良好なピーク形状、高効率、良好な保持力および望ましいクロマトグラフィー選択性が挙げられる。
しかし、場合により、ＨＭＴおよびシリカ材料には２つの問題が認められている。第１の問題は低ｐＨで使用した場合の塩基のピーク形状の不良であり、低ｐＨで使用した場合には負荷量とピークキャパシティに悪影響を与える恐れがある。
多くのＨＭＴおよびシリカ材料に認められる第２の問題はカラムを移動相ｐＨの反復変化（例えばｐＨ１０から３への反復切替）にさらされた後の酸性および塩基性被験物の保持時間の変化（「ドリフト」と言う）である。
従って、優れたピーク形状とドリフトの低減をもたらす代替材料が依然として必要とされている。
本発明は例えばクロマトグラフィー分離用の新規クロマトグラフィー材料、その製造方法および前記クロマトグラフィー材料を含む分離装置を提供する。
一態様において、本発明はクロマトグラフィー表面を含む高純度クロマトグラフィー材料（ＨＰＣＭ）を提供し、前記クロマトグラフィー表面は疎水性表面基と１種以上のイオン性修飾剤を含有しており、但し、イオン性修飾剤が両性イオンを含有しないとき、イオン性修飾剤は第四級アンモニウムイオン部分を含有しない。
特定の態様において、ＨＰＣＭは更にクロマトグラフィーコア材料を含むことができる。いくつかの態様において、クロマトグラフィーコアはシリカ材料、ハイブリッド無機／有機材料、表面多孔質材料または表面多孔質材料である。
別の態様において、イオン性修飾剤はカルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ボロン酸基、アミノ基、イミド基、アミド基、ピリジル基、イミダゾリル基、ウレイド基、チオニル−ウレイド基またはアミノシラン基を含有する。
別の態様において、イオン性修飾剤はジルコニウム、アルミニウム、セリウム、鉄、チタン、これらの塩、これらの酸化物およびこれらの組合せから構成される群から選択される。
別の態様において、イオン性修飾剤は式（Ｉ）：
Figure 2015215354
 式（ＩＩ）：
Figure 2015215354
 式（ＩＩＩ）：
Figure 2015215354
 またはこれらの組合せを有する基から選択されるイオン性修飾試薬から得ることができ、上記式中、
ｍは１〜８の整数であり；
ｖは０または１であり；
ｖが０であるとき、ｍ’は０であり；
ｖが１であるとき、ｍ’は１〜８の整数であり；
Ｚは化学反応基を表し、（限定されないが）
Figure 2015215354
 −ＯＨ、−ＯＲ６、アミン、アルキルアミン、ジアルキルアミン、イソシアネート、アシルクロリド、トリフラート、イソシアネート、チオシアネート、イミダゾールカーボネート、ＮＨＳエステル、カルボン酸、エステル、エポキシド、アルキン、アルケン、アジド、−Ｂｒ、−Ｃｌまたは−Ｉを含み；
Ｙは内包型極性官能基であり；
Ｒ１は各々独立してケイ素上の化学反応基を表し、（限定されないが）−Ｈ、−ＯＨ、−ＯＲ６、ジアルキルアミン、トリフラート、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、ビニル、アルケンまたは−（ＣＨ２）ｍ”Ｑを含み；
Ｑは各々−ＯＨ、−ＯＲ６、アミン、アルキルアミン、ジアルキルアミン、イソシアネート、アシルクロリド、トリフラート、イソシアネート、チオシアネート、イミダゾールカーボネート、ＮＨＳエステル、カルボン酸、エステル、エポキシド、アルキン、アルケン、アジド、−Ｂｒ、−Ｃｌまたは−Ｉであり；
ｍ”は１〜８の整数であり；
ｐは１〜３の整数であり；
Ｒ１’は各々独立してＦ、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシ、またはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリール、フルオロアルキルもしくはフルオロアリールを表し；
Ｒ２、Ｒ２’、Ｒ３およびＲ３’は各々独立して水素、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシ、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロアリール、−Ｚ、または式−Ｓｉ（Ｒ’）ｂＲ”ａもしくは−Ｃ（Ｒ’）ｂＲ”ａを有する基を表し；
ａおよびｂは各々０〜３の整数を表し、但し、ａ＋ｂ＝３であり；
Ｒ’はＣ１−Ｃ６直鎖、環状または分岐アルキル基を表し；
Ｒ”はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シアノ、アミノ、ジオール、ニトロ、エステル、カチオンまたはアニオン交換基、内包型極性官能基を含むアルキルまたはアリール基およびキラル部分から構成される群から選択される機能付与基であり；
Ｒ４は水素、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシまたはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリールを表し；
Ｒ５は水素、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシまたはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリールを表し；
Ｒ６は各々独立してＣ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシまたはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリールを表し；
Ｈｅｔは少なくとも１個の窒素原子を含む複素環系またはヘテロアリール環系を表し；および
Ａは酸性イオン性修飾剤部分または両性電荷イオン性修飾剤部分を表す。
イオン性修飾試薬が式（ＩＩＩ）から選択される特定の態様において、Ａはアルキル、アリールまたはアリールアルキル基を含有するリン酸、カルボン酸、スルホン酸またはボロン酸の保護体または非保護体を表す。
イオン性修飾試薬が式（ＩＩＩ）から選択される他の特定の態様において、Ａは両性電荷イオン性修飾剤を表す。理論に限定するものではないが、両性電荷イオン性修飾剤は相反する電荷を示すことができる２つのサブ原子団を有する。所定条件下で両性電荷イオン性修飾剤は両性イオンおよび両性電解質と同様に作用し、正電荷と負電荷の両方を示し、ゼロの正味電荷を維持することができる。他の条件下で両性電荷イオン性修飾剤は一方の原子団のみがイオン化され、正または負の正味電荷を示す場合もある。
両性電荷イオン性修飾試薬としては、限定されないが、（一般に窒素または酸素原子上に）正電荷を示すと共に、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸またはボロン酸等の酸基を介して負電荷を示すことが可能なアルキル基、分岐アルキル基、アリール基、環状基、多環芳香族基、多環基、複素環基および多環複素環基が挙げられる。あるいは、金属含有錯体にも正電荷と負電荷の両方を示すものがある。
両性電荷イオン性修飾試薬としては、限定されないが、更に両性イオン、両性電解質、アミノ酸、アミノアルキルスルホン酸、アミノアルキルカルボン酸、モノおよびジメチルアミノアルキルスルホン酸、モノおよびジメチルアミノアルキルカルボン酸、ピリジニウムアルキルスルホン酸、並びにピリジニウムアルキルカルボン酸基も挙げられる。あるいは、両性電荷イオン性修飾剤としては、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンエタンスルホン酸、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス（２−エタンスルホン酸）、Ｎ−シクロヘキシル−３−アミノプロパンスルホン酸、Ｎ−シクロヘキシル−２−ヒドロキシル−３−アミノプロパンスルホン酸、３−［（３−コラミドプロピル）ジメチルアンモニオ］−１−プロパンスルホナート、６−メチル−９，１０−ジデヒドロエルゴリン−８−カルボン酸、フェノールスルホフタレイン、ベタイン、キノノイド、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシンおよびＮ−［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］グリシン基も挙げられる。
イオン性修飾試薬が式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）から選択される特定の態様において、ｍは２または３である。
イオン性修飾試薬が式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）から選択される特定の態様において、Ｒ１はＣｌ、−ＯＨ，ジアルキルアミノ、メトキシまたはエトキシを表す。
イオン性修飾試薬が式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）から選択される特定の態様において、Ｒ１’はメチル、エチル、イソブチル、イソプロピルまたはｔｅｒｔ−ブチルを表す。
イオン性修飾試薬が式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）から選択される他の態様において、Ｒ２およびＲ３は各々水素を表す。
イオン性修飾試薬が式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）から選択される他の態様において、Ｒ２’およびＲ３’
は各々水素を表す。
イオン性修飾試薬が式（Ｉ）から選択される他の態様において、Ｒ４およびＲ５は各々水素を表す。
イオン性修飾試薬が式（ＩＩ）から選択される他の態様において、Ｈｅｔはピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、ヘキサヒドロピリミジニル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、ピロリジニル、ピラゾリジニル、イミダゾリジニルまたはトリアジニルである。
イオン性修飾試薬が式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）から選択される他の態様において、Ｖは１であり、ｍ’は３であり、Ｒ２、Ｒ２’、Ｒ３およびＲ３’は各々水素である。イオン性修飾試薬が式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）から選択される特定の態様において、Ｖは１であり、ｍ’は３であり、Ｒ２、Ｒ２’、Ｒ３およびＲ３’は各々水素であり、Ｙはカルバメート、カーボネート、アミド、尿素、エーテル、チオエーテル、スルフィニル、スルホキシド、スルホニル、チオ尿素、チオカーボネート、チオカルバメートまたはトリアゾールである。
更に他の態様において、イオン性修飾試薬はアミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、２−（２−（トリクロロシリル）エチル）ピリジン、２−（２−（トリメトキシ）エチル）ピリジン、２−（２−（トリエトキシ）エチル）ピリジン、２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン、２−（４−ピリジルエチル）トリメトキシシラン、２−（４−ピリジルエチル）トリクロロシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリクロロシラン、クロロプロピルトリクロロシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、イミダゾリルプロピルトリメトキシシラン、イミダゾリルプロピルトリエトキシシラン、イミダゾリルプロピルトリクロロシラン、スルホプロピルトリシラノール、カルボキシエチルシラントリオール、２−（カルボメトキシ）エチルメチルジクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルトリクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルトリメトキシシラン、ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン三酢酸、（２−ジエチルホスファトエチル）トリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィド、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］テトラスルフィド、２，２−ジメトキシ−１−チア−２−シラシクロペンタン、ビス（トリクロロシリルエチル）フェニルスルホニルクロリド、２−（クロロスルホニルフェニル）エチルトリクロロシラン、２−（クロロスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（エトキシスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（エトキシスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（エトキシスルホニルフェニル）エチルトリクロロシラン、スルホン酸フェネチルトリシラノール、（トリエトキシシリルエチル）フェニルホスホン酸ジエチルエステル、（トリメトキシシリルエチル）フェニルホスホン酸ジエチルエステル、（トリクロロシリルエチル）フェニルホスホン酸ジエチルエステル、ホスホン酸フェネチルトリシラノール、Ｎ−（３−トリメトキシシリルプロピル）ピロール、Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）−４，５−ジヒドロイミダゾール、ビス（メチルジメトキシシリルプロピル）−Ｎ−メチルアミン、トリス（トリエトキシシリルプロピル）アミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）−Ｎ−メチルアミン、（Ｎ，Ｎ−ジエチル−３−アミノプロピル）トリメトキシシラン、Ｎ−（ヒドロキシエチル）−Ｎ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）トリメトキシシラン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（ヒドロキシエチル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミンまたはＮ，Ｎ−ジメチル−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランである。
所定態様において、本発明のＨＰＣＭにおける疎水性表面基：イオン性修飾剤の比は約２．５：１〜約３５０：１、約３：１〜約２００：１、約４：１〜約１５０：１、約４：１〜約３５：１、約５：１〜約２５：１、約５：１〜約２２：１、約２０：１〜約１００：１、または約２５：１〜約１００：１である。
他の態様において、本発明のＨＰＣＭにおけるイオン性修飾剤の濃度は約０．５μｍｏｌ／ｍ２未満、約０．４μｍｏｌ／ｍ２未満、約０．３μｍｏｌ／ｍ２未満、約０．０１μｍｏｌ／ｍ２〜約０．５μｍｏｌ／ｍ２、約０．０１μｍｏｌ／ｍ２〜約０．４μｍｏｌ／ｍ２、または約０．０３μｍｏｌ／ｍ２〜約０．３μｍｏｌ／ｍ２である。
別の態様において、本発明のＨＰＣＭの疎水性表面基はＣ４〜Ｃ３０結合相である。特定の態様において、疎水性表面基はＣ１８結合相である。他の態様において、疎水性表面基は芳香族、フェニルアルキル、フルオロ芳香族、フェニルヘキシル、ペンタフルオロフェニルアルキルまたはキラル結合相である。更に他の態様において、疎水性表面基は内包型極性基結合相である。
特定の態様において、本発明のＨＰＣＭは粒子、顆粒状材料、モノリス、表面多孔質材料、表面多孔質粒子、表面多孔質モノリスまたはオープンチューブクロマトグラフィー用表面多孔質層の形態とすることができる。
特定の態様において、本発明のＨＰＣＭは無機材料（例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア）、ハイブリッド有機／無機材料、ハイブリッド表面層を付加した無機材料（例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア）、無機（例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア）表面層を付加したハイブリッド材料、または別のハイブリッド表面層を付加したハイブリッド材料から構成することができる。他の態様において、本発明のＨＰＣＭは規則的細孔構造、非周期的細孔構造、非結晶質もしくは非晶質細孔構造または実質的に不規則な細孔構造を有することができる。
態様において、本発明のＨＰＣＭはクロマトグラフィー強化性細孔形状を有しない。
別の態様において、本発明のＨＰＣＭはクロマトグラフィー強化性細孔形状を有する。
特定の態様において、本発明のＨＰＣＭは約２５〜１１００ｍ２／ｇ、約８０〜５００ｍ２／ｇ、または約１２０〜３３０ｍ２／ｇの表面積を有する。
他の態様において、本発明のＨＰＣＭは約０．１５〜１．５ｃｍ３／ｇ、または約０．５〜１．３ｃｍ３／ｇの細孔容積を有する。
更に他の態様において、本発明のＨＰＣＭは約１１０ｍ２／ｇ未満、約１０５ｍ２／ｇ未満、約８０ｍ２／ｇ未満、または約５０ｍ２／ｇ未満のマイクロポア表面積を有する。
更に他の態様において、本発明のＨＰＣＭは約２０〜１５００Å、約５０〜１０００Å、約１００〜７５０Å、または約１１０〜５００Åの平均細孔径を有する。
更に他の態様において、本発明のＨＰＣＭが粒子状のとき、本発明のＨＰＣＭは約０．３〜１００μｍ、約０．５〜２０μｍ、０．８〜１０μｍ、または約１．０〜３．５μｍの平均粒度を有する。
別の態様において、本発明のＨＰＣＭはｐＨ約１〜約１４、ｐＨ約１０〜約１４、またはｐＨ約１〜約５で加水分解安定性である。
更に別の態様において、本発明のＨＰＣＭは約２．５〜約３００の定量化表面被覆率比Ｂ／Ａ（式中、Ａはイオン性修飾剤を表し、Ｂは疎水性基を表す）を有する。所定態様において、定量化表面被覆率比Ｂ／Ａは約３〜約２００、約４〜約３５または約５〜約２２である。
別の態様において、本発明のＨＰＣＭは表面修飾することができる。特定の態様において、本発明のＨＰＣＭはポリマーコーティングにより表面修飾することができる。他の態様において、本発明のＨＰＣＭは有機基修飾とシラノール基修飾の併用によるポリマーコーティング、有機基修飾とポリマーコーティングの併用、シラノール基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾することができる。他の態様において、本発明のＨＰＣＭは有機基修飾とシラノール基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾した材料とすることができる。更に他の態様において、本発明のＨＰＣＭは材料の有機基と修飾試薬の間の有機共有結合の形成により表面修飾することができる。
特定の態様において、本発明のＨＰＣＭは更に材料の内部に分散されたナノ粒子を含むことができる。ナノ粒子を更に含む態様において、ナノ粒子は２種以上のナノ粒子の混合物とすることができる。ナノ粒子を含むいくつかの態様において、ナノ粒子はナノ複合体の＜２０重量％またはナノ複合体の＜５重量％の割合で存在する。ナノ粒子を含む他の態様において、ナノ粒子は結晶質または非晶質である。所定態様において、ナノ粒子は炭化ケイ素、アルミニウム、ダイアモンド、セリウム、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ジルコニウム、バリウム、セリウム、コバルト、銅、ユーロピウム、ガドリニウム、鉄、ニッケル、サマリウム、ケイ素、銀、チタン、亜鉛、ホウ素、これらの酸化物およびこれらの窒化物から構成される群から選択される１種以上の部分を含む物質である。他の特定の態様において、ナノ粒子はナノダイアモンド、炭化ケイ素、二酸化チタン、立方晶窒化ホウ素から構成される群から選択される１種以上の部分を含む物質である。別の態様において、ナノ粒子は直径２００ｎｍ以下、直径１００ｎｍ以下、直径５０ｎｍ以下、または直径２０ｎｍ以下である。
（ａ）従来の市販Ｃ１８結合型材料と、（ｂ）本発明の材料を使用した場合の（ｐＨ３からｐＨ１０への）ｐＨ切替に伴うドリフトを示す。 （ａ）従来の市販Ｃ１８結合型材料と、（ｂ）本発明の材料を使用した場合の各種被験物のピーク形状を示す。 ３種類の異なるＨＰＣＭ Ｃ１８材料を充填した４．６×１５０ｍｍカラムへのアミトリプチリンのアイソクラチック負荷挙動の比較を示し、（ａ）イオン性修飾剤レベルの高い生成物２ｅは凹状ラングミュア等温線を示唆するフロンティング／非ラングミュアピーク形状を示し、（ｂ）イオン性修飾剤レベルが平衡状態の生成物２ｄは線形ラングミュア等温線を示唆するほぼ対称のガウス型／線形ピーク形状を示し、（ｃ）イオン性修飾剤レベルが非常に低い生成物２ｂは凸状ラングミュア等温線を示唆するテーリング／バイラングミュアピーク形状を示す。 Ｃ１８カラム（いずれも２．１×５０ｍｍ）へのアミトリプチリンのアイソクラチック負荷挙動の比較を示す。
本発明は例えばクロマトグラフィー分離用の新規クロマトグラフィー材料、その製造方法および前記クロマトグラフィー材料を含む分離装置を提供する。以下、定義を参照しながら本発明を更に詳細に説明する。
定義
「高純度」または「高純度クロマトグラフィー材料」とは、高純度前駆体から製造される材料を包含する。特定の態様において、高純度材料は金属汚染度が低く、および／または、限定されないが、表面シラノールの酸性や表面の不均一等のクロマトグラフィー特性の低下を伴わない。
「クロマトグラフィー表面」とは、試料のクロマトグラフィー分離を実施する表面を包含する。特定の態様において、クロマトグラフィー表面は多孔質である。いくつかの態様において、クロマトグラフィー表面は粒子、表面多孔質材料またはモノリスの表面とすることができる。特定の態様において、クロマトグラフィー表面はクロマトグラフィー分離中に併用される１種以上の粒子、表面多孔質材料またはモノリスの表面から構成される。他の特定の態様において、クロマトグラフィー表面は非多孔質である。
「イオン性修飾剤」とは、電子供与性基または電子求引性基を有する官能基を包含する。特定の態様において、イオン性修飾剤は１個以上のカルボン酸基、アミノ基、イミド基、アミド基、ピリジル基、イミダゾリル基、ウレイド基、チオニル−ウレイド基もしくはアミノシラン基、またはこれらの組合せを含有する。他の態様において、イオン性修飾剤は遊離孤立電子対を有する窒素またはリン原子を含有する基を包含する。特定の態様において、イオン性修飾剤は材料表面と共有結合しており、イオン性基を有する。いくつかの場合において、イオン性修飾剤は表面ハイブリッド基の化学修飾によりクロマトグラフィー材料と結合している。
「疎水性表面基」とは、疎水性を示すクロマトグラフィー表面上の表面基を包含する。特定の態様において、疎水性基はＣ４〜Ｃ１８結合相等の炭素結合相とすることができる。他の態様において、疎水性表面基は疎水性表面の外側部分が疎水性を維持するように内包型極性基を含有することができる。いくつかの場合において、疎水性基は表面ハイブリッド基の化学修飾によりクロマトグラフィー材料と結合している。他の場合において、疎水性基はＣ４〜Ｃ３０、内包型極性基、キラル、フェニルアルキルまたはペンタフルオロフェニル結合およびコーティングとすることができる。
「クロマトグラフィーコア」とは、粒子、モノリスまたは本発明の材料の内側部分を形成する別の適切な構造の形態の本願に定義するクロマトグラフィー材料を包含し、限定されないが、シリカまたはハイブリッド材料等の有機材料が挙げられる。特定の態様において、クロマトグラフィーコアの表面は本願に定義するようなクロマトグラフィー表面に相当するか、または本願に定義するようなクロマトグラフィー表面で覆われた材料に相当する。クロマトグラフィー表面材料は不連続ないし明白な移行部を認識できるようにクロマトグラフィーコアに堆積または結合またはアニールしてもよいし、クロマトグラフィーコアの表面と融合して材料の漸次移行を生じ、不連続内部コア表面を生じないようにクロマトグラフィーコアと結合してもよい。実施態様において、クロマトグラフィー表面材料はクロマトグラフィーコアの材料と同一でも異なるものでもよく、限定されないが、細孔容積、表面積、平均細孔径、炭素含有率または加水分解ｐＨ安定性を含む物理的または物理化学的性質がクロマトグラフィーコアと異なっていてもよい。
「ハイブリッド無機／有機材料」を含めて「ハイブリッド」とは、有機官能基を内部ないし「骨格」無機構造とハイブリッド材料表面の両方の一部とした無機系構造を包含する。ハイブリッド材料の無機部分は例えばアルミナ、シリカ、チタン、セリウムもしくはジルコニウムまたはこれらの酸化物、あるいはセラミック材料とすることができる。「ハイブリッド」とは、内部ないし「骨格」無機構造とハイブリッド材料表面の両方に有機官能基を導入した無機系構造を包含する。上記のように、典型的なハイブリッド材料は米国特許第４，０１７，５２８号、６，５２８，１６７号、６，６８６，０３５号および７，１７５，９１３号に示されている。
「脂環式基」なる用語は炭素原子数３以上の閉環構造を包含する。脂環式基としては、飽和環状炭化水素であるシクロパラフィンないしナフテン、２個以上の二重結合を有する不飽和炭化水素であるシクロオレフィン、および三重結合を有するシクロアセチレンが挙げられる。脂環式基は芳香族基を含まない。シクロパラフィンの例としては、シクロプロパン、シクロヘキサンおよびシクロペンタンが挙げられる。シクロオレフィンの例としては、シクロペンタジエンとシクロオクタテトラエンが挙げられる。脂環式基は更に縮合環構造と、アルキル置換脂環式基等の脂環式基を包含する。脂環式基の場合、このような置換基としては更に低級アルキル、低級アルケニル、低級アルコキシ、低級アルキルチオ、低級アルキルアミノ、低級アルキルカルボキシル、ニトロ、ヒドロキシル、−ＣＦ３、−ＣＮ等が挙げられる。
「脂肪族基」なる用語は一般に炭素原子数１〜２２の直鎖または分岐鎖であることを特徴とする有機化合物を包含する。脂肪族基としては、アルキル基、アルケニル基およびアルキニル基が挙げられる。複雑な構造では、鎖が分岐または架橋している場合もある。アルキル基としては、直鎖アルキル基と分岐鎖アルキル基を含めて炭素原子数１以上の飽和炭化水素が挙げられる。このような炭化水素部分は１個以上の炭素上を例えばハロゲン、ヒドロキシル、チオール、アミノ、アルコキシ、アルキルカルボキシ、アルキルチオまたはニトロ基で置換してもよい。特に炭素数を指定しない限り、本願で使用する「低級脂肪族」（例えば低級アルキル、低級アルケニル、低級アルキニル）とは上記定義による脂肪族基のうちで炭素原子数が１〜６のものを意味する。このような低級脂肪族基（例えば低級アルキル基）の代表例はメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、２−クロロプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、２−アミノブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、３−チオペンチル等である、本願で使用する「ニトロ」なる用語は−ＮＯ２を意味し、「ハロゲン」なる用語は−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒまたは−Ｉを意味し、「チオール」なる用語はＳＨを意味し、「ヒドロキシル」なる用語は−ＯＨを意味する。従って、本願で使用する「アルキルアミノ」なる用語はアミノ基が結合した上記定義によるアルキル基を意味する。適切なアルキルアミノ基としては、炭素原子数１〜約１２、好ましくは炭素原子数１〜約６の基が挙げられる。「アルキルチオ」なる用語はスルフヒドリル基が結合した上記定義によるアルキル基を意味する。適切なアルキルチオ基としては、炭素原子数１〜約１２、好ましくは炭素原子数１〜約６の基が挙げられる。本願で使用する「アルキルカルボキシル」なる用語はカルボキシル基が結合した上記定義によるアルキル基を意味する。本願で使用する「アルコキシ」なる用語は酸素原子が結合した上記定義によるアルキル基を意味する。代表的なアルコキシ基としては、炭素原子数１〜約１２、好ましくは炭素原子数１〜約６の基、例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ等が挙げられる。「アルケニル」および「アルキニル」なる用語は夫々少なくとも１個の二重結合または三重結合を含む以外はアルキルと同様の不飽和脂肪族基を意味する。適切なアルケニルおよびアルキニル基としては、炭素原子数２〜約１２、好ましくは炭素原子数１〜約６の基が挙げられる。
「アルキル」なる用語は直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、シアノアルキル（脂環式）基、アルキル置換シアノアルキル基およびシアノアルキル置換アルキル基を含む飽和脂肪族基を包含する。所定態様において、直鎖または分岐鎖アルキルはその主鎖の炭素原子数が３０以下であり、例えば直鎖ではＣ１〜Ｃ３０または分岐鎖ではＣ３〜Ｃ３０である。特定の態様において、直鎖または分岐鎖アルキルはその主鎖の炭素原子数が２０以下であり、例えば直鎖ではＣ１〜Ｃ２０または分岐鎖ではＣ３〜Ｃ２０であり、より好ましくは１８以下である。同様に、好ましいシアノアルキルはその環構造における炭素原子数が４〜１０であり、より好ましくは環構造における炭素原子数が４〜７である。「低級アルキル」なる用語は鎖中の炭素数が１〜６のアルキル基と、環構造中の炭素数が３〜６のシアノアルキルを意味する。
更に、本明細書および特許請求の範囲の随所で使用する「アルキル」（「低級アルキル」を含む）なる用語は「非置換アルキル」と「置換アルキル」の両者を包含し、このうち、後者は炭化水素主鎖の１個以上の炭素上の水素に置換する置換基を有するアルキル部分を意味する。このような置換基としては、例えば、ハロゲン、ヒドロキシル、アルキルカルボニルオキシ、アリールカルボニルオキシ、アルコキシカルボニルオキシ、アリールオキシカルボニルオキシ、カルボン酸塩、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルチオカルボニル、アルコキシル、リン酸塩、ホスホナト、ホスフィナト、シアノ、アミノ（アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノおよびアルキルアリールアミノを含む）、アシルアミノ（アルキルカルボニルアミノ、アリールカルボニルアミノ、カルバモイルおよびウレイドを含む）、アミジノ、イミノ、スルフヒドリル、アルキルチオ、アリールチオ、チオカルボン酸塩、硫酸塩、スルホナト、スルファモイル、スルホンアミド、ニトロ、トリフルオロメチル、シアノ、アジド、ヘテロシクリル、アラルキルまたは芳香族もしくは複素芳香族部分が挙げられる。当業者に自明の通り、炭化水素鎖上で置換される部分は必要に応じてそれ自体置換されていてもよい。シアノアルキルは更に例えば上記置換基で置換することができる。「アラルキル」部分とは、例えば１〜３個の非縮合または縮合環を有する環炭素原子数６〜約１８のアリールで置換されたアルキル（例えばフェニルメチル（ベンジル））である。
本願で使用する「アミノ」なる用語は式−ＮＲａＲｂの非置換または置換部分を意味し、式中、ＲａおよびＲｂは各々独立して水素、アルキル、アリールもしくはヘテロシクリルであり、またはＲａとＲｂはそれらが結合している窒素原子と一緒になり、３〜８員環の環状部分を形成する。従って、特に指定しない限り、「アミノ」なる用語はピペリジニルまたはピロリジニル基等の環状アミノ部分を包含する。「アミノ置換アミノ基」とは、ＲａおよびＲｂの少なくとも一方が更にアミノ基で置換されたアミノ基を意味する。
「芳香族基」なる用語は１個以上の環を含む不飽和環状炭化水素を包含する。芳香族基としては、０〜４個のヘテロ原子を含んでいてもよい５および６員単環基（例えばベンゼン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジンおよびピリミジン等）が挙げられる。芳香環は１個以上の環位置を例えばハロゲン、低級アルキル、低級アルケニル、低級アルコキシ、低級アルキルチオ、低級アルキルアミノ、低級アルキルカルボキシル、ニトロ、ヒドロキシル、−ＣＦ３、−ＣＮ等で置換してもよい。
「アリール」なる用語は０〜４個のヘテロ原子を含んでいてもよい５および６員単環芳香族基（例えば非置換または置換ベンゼン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジンおよびピリミジン等）を包含する。アリール基は更に、ナフチル、キノリル、インドリル等の多環式縮合芳香族基も包含する。芳香環は１個以上の環位置を例えばアルキル基について上述したような置換基で置換してもよい。適切なアリール基としては、非置換または置換フェニル基が挙げられる。本願で使用する「アリールオキシ」なる用語は酸素原子が結合した上記定義によるアリール基を意味する。本願で使用する「アラルコキシ」なる用語は酸素原子が結合した上記定義によるアラルキル基を意味する。適切なアラルコキシ基は１〜３個の非縮合または縮合環をもち、環炭素原子数６〜約１８である（例えばＯ−ベンジル）。
「セラミック前駆体」なる用語はセラミック材料の形成をもたらす任意化合物を包含するものとする。
「キラル部分」なる用語はキラルまたは立体選択的合成を可能にする任意官能基を包含するものとする。キラル部分としては、限定されないが、少なくとも１個のキラル中心を有する置換基、天然および非天然アミノ酸、ペプチドおよび蛋白質、誘導体化セルロース、大環状抗生物質、シクロデキストリン、クラウンエーテル、並びに金属錯体が挙げられる。
「内包型極性官能基」なる用語はシリカ表面上の未反応シラノール基の遮蔽による塩基性試料との相互作用を減らすようにその一部分として極性部分を提供する官能基である。内包型極性官能基としては、限定されないが、カーボネート、アミド、尿素、エーテル、チオエーテル、スルフィニル、スルホキシド、スルホニル、チオ尿素、チオカーボネート、チオカルバメート、エチレングリコール、複素環、トリアゾール官能基または米国特許第５，３７４，７５５号に開示されているようなカルバメート官能基、およびキラル部分が挙げられる。
「クロマトグラフィー強化性細孔形状」なる用語は、例えば従来技術における他のクロマトグラフィー媒体と区別されるように、材料のクロマトグラフィー分離能を強化することが判明した本願に開示する材料の細孔構造の形状を包含する。例えば、材料のクロマトグラフィー分離能が例えば当分野で公知であるかまたは従来使用されている形状に比較して「強化」されているか否かを判定するためには、形状を形成、選択または構成し、各種特性および／または因子を使用することができる。これらの因子の例としては、（例えばバンドの広がりの減少と良好なピーク形状により立証されるような）高い分離効率、カラム寿命延長および高い物質移動特性が挙げられる。これらの特性は当分野で周知の技術を使用して測定または観測することができる。例えば、本発明の多孔質無機／有機ハイブリッド材料のクロマトグラフィー強化性細孔形状は「インクびん」または「シェル形」細孔形状または形態の不在により従来技術の材料から区別され、これらの形状はいずれも例えば物質移動速度を低下させ、効率低下をもたらすため、望ましくない。
クロマトグラフィー強化性細孔形状は小集団のマイクロポアしか含まないハイブリッド材料に認められる。小集団のマイクロポアがハイブリッド材料で得られるのは、直径約＜３４Åの全細孔が材料の比表面積を約１１０ｍ２／ｇ未満にするときである。このようにマイクロポア表面積（ＭＳＡ）が小さいハイブリッド材料は（例えばバンドの広がりの減少と良好なピーク形状により立証されるような）高い分離効率と良好な物質移動特性を含むクロマトグラフィー強化をもたらす。マイクロポア表面積（ＭＳＡ）はＢＪＨ法を使用して等温線の吸着側からの多点法窒素吸着解析により求めた場合に直径３４Å以下の細孔群の表面積として定義される。本願で使用する略称「ＭＳＡ」および「ＭＰＡ」は同義に使用し、「マイクロポア表面積」を意味する。
「機能付与基」なる用語はクロマトグラフィー固定相に所定のクロマトグラフィー機能を付与する有機官能基を包含する。
「複素環基」なる用語は環内の原子の１個以上が炭素以外の元素（例えば窒素、硫黄または酸素）である閉環構造を包含する。複素環基は飽和でも不飽和でもよく、ピロールやフラン等の複素環基は芳香族性を有することができる。このような基としてはキノリンやイソキノリン等の縮合環構造が挙げられる。複素環基の他の例としては、ピリジンとプリンが挙げられる。複素環基は１個以上の構成原子を例えばハロゲン、低級アルキル、低級アルケニル、低級アルコキシ、低級アルキルチオ、低級アルキルアミノ、低級アルキルカルボキシル、ニトロ、ヒドロキシル、−ＣＦ３、−ＣＮ等で置換することもできる。適切な複素芳香族および複素脂環式基は一般に１〜３個の非縮合または縮合３〜約８員環と、１個以上のＮ、ＯまたはＳ原子を有する（例えばクマリニル、キノリニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジル、フリル、ピロリル、チエニル、チアゾリル、オキサゾリル、イミダゾリル、インドリル、ベンゾフラニル、ベンゾチアゾリル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、ピペリジニル、モルホリノおよびピロリジニル）。
「金属酸化物前駆体」なる用語は、金属を含有しており、金属酸化物（例えばアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム）の形成をもたらす任意化合物を包含するものとする。
「モノリス」なる用語は個々の粒子の形状および形態が維持されるように層構造に充填された個々の粒子の集合を包含するものとする。粒子を団結させる材料を使用して粒子を充填すると有利である。例えば、ジビニルベンゼン、メタクリレート、ウレタン、アルケン、アルキン、アミン、アミド、イソシアネートまたはエポキシ基の線状または架橋ポリマーや、オルガノアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、ポリオルガノアルコキシシロキサン、ポリエトキシシロキサンおよびセラミック前駆体の縮合反応物等の当分野で周知の多数の結合材を使用することができる。特定の態様において、「モノリス」なる用語は更に米国特許第７，２５０，２１４号に詳述されているハイブリッドモノリス等の他の方法により製造されたハイブリッドモノリス、０〜９９モルパーセントのシリカ（例えばＳｉＯ２）を含有する１種以上のモノマーの縮合から製造されたハイブリッドモノリス、融合多孔質無機／有機粒子から製造されたハイブリッドモノリス、クロマトグラフィー強化性細孔形状を有するハイブリッドモノリス、クロマトグラフィー強化性細孔形状をもたないハイブリッドモノリス、規則的細孔構造を有するハイブリッドモノリス、非周期的細孔構造を有するハイブリッドモノリス、非結晶質または非晶質分子秩序を有するハイブリッドモノリス、結晶ドメインないし領域を有するハイブリッドモノリス、種々の異なるマクロポア特性およびメソポア特性を有するハイブリッドモノリス、並びに種々の異なるアスペクト比のハイブリッドモノリスを包含する。所定態様において、「モノリス」なる用語は更にＧ．Ｇｕｉｏｃｈｏｎ／Ｖ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ．Ａ １１６８（２００７）１０１−１６８に記載されているもの等の無機モノリスも包含する。
「ナノ粒子」なる用語は、少なくとも１つの寸法が約１００ｎｍ未満、例えば直径または粒子厚が約１００ｎｍ（０．１ｍｍ）未満であり、結晶質で非結晶質でもよい微細粒子／粒状物または粉末／ナノ粉末の微細メンバーである。ナノ粒子は従来のバルク材料に比較して特性が異なり、多くの場合には優れており、例えば、特に強度、硬度、靭性、焼結性および反応性の向上が挙げられる。ナノ材料の特性を決定するために多大な科学研究が続けられており、コロイド沈殿、機械的粉砕および気相核生成・成長を含む多数の方法により、（主にナノサイズ粉末として）少量が合成されている。ナノ相材料の最近の開発については、Ｇｌｅｉｔｅｒ，Ｈ．（１９８９）“Ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，”Ｐｒｏｇ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．３３：２２３−３１５およびＳｉｅｇｅｌ，Ｒ．Ｗ．（１９９３）“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｎａｎｏ−ｐｈａｓｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，”Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．Ａ１６８：１８９−１９７に詳細に記載されており、これらの文献を本願に援用する。特定の態様において、ナノ粒子は炭化ケイ素、アルミニウム、ダイアモンド、セリウム、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ジルコニウム、バリウム、セリウム、コバルト、銅、ユーロピウム、ガドリニウム、鉄、ニッケル、サマリウム、ケイ素、銀、チタン、亜鉛、ホウ素およびこれらの混合物の酸化物または窒化物を含む。特定の態様において、本発明のナノ粒子はダイアモンド、酸化ジルコニウム（アモルファス型、単斜晶系、正方晶系および立方晶系）、酸化チタン（アモルファス型、アナターゼ型、ブルカイト型およびルチル型）、アルミニウム（アモルファス型、α型およびγ型）および窒化ホウ素（立方晶系）から選択される。特定態様において、本発明のナノ粒子はナノダイアモンド、炭化ケイ素、二酸化チタン（アナターゼ型）、立方晶窒化ホウ素およびその任意組合せから選択される。更に、特定態様において、ナノ粒子は結晶質でも非晶質でもよい。特定態様において、ナノ粒子は直径１００ｍｍ以下、例えば直径５０ｍｍ以下、例えば直径２０ｍｍ以下である。
更に、当然のことながら、本発明の複合体内に分散していることを特徴とするナノ粒子とは、外部から添加されたナノ粒子を意味するものとする。これとは対照的に、その場で形成可能なナノ粒子または推定ナノ粒子と有意類似性を有する構造の場合には、例えば、粒子等のマクロ分子構造にこれらの内部で形成された粒子の凝集物が含まれている可能性がある。
「実質的に不規則」なる用語はＸ線粉末回折解析に基づく細孔規則性の欠如を意味する。具体的に、「実質的に不規則」とはＸ線回折パターンにおける少なくとも１ｎｍのｄ値（ないしｄ間隔）に対応する回折角のピークの不在により定義される。
「表面修飾剤」とは所定のクロマトグラフィー機能をクロマトグラフィー固定相に付与する（一般に）有機官能基を包含する。多孔質無機／有機ハイブリッド材料は表面修飾剤で更に置換または誘導体化することが可能な有機基とシラノール基を併有する。
「表面修飾」なる用語は本願では表面修飾剤で更に置換または誘導体化することが可能な有機基とシラノール基を併有する本発明の複合材料の意味で使用する。「表面修飾剤」としては、所定のクロマトグラフィー機能をクロマトグラフィー固定相に付与する（一般に）有機官能基が挙げられる。例えば誘導体化またはコーティング後に架橋することにより、本願に開示するもの等の表面修飾剤を基材に結合し、表面修飾剤の化学的性質を基材に付与する。一態様において、ハイブリッド材料の有機基は表面修飾剤と反応し、有機共有結合を形成する。修飾剤は、限定されないが、求核反応、求電子反応、シクロ付加反応、フリーラジカル反応、カルベン反応、ニトレン反応およびカルボカチオン反応を含む有機・ポリマー化学で周知の多数のメカニズムを介して材料の有機基と有機共有結合を形成することができる。有機共有結合は、限定されないが、水素、ホウ素、炭素、窒素、酸素、ケイ素、リン、硫黄およびハロゲンを含む有機化学でよく知られている元素間の共有結合の形成を伴うとして定義される。更に、炭素−ケイ素結合と炭素−酸素−ケイ素結合は有機共有結合として定義されるが、ケイ素−酸素−ケイ素結合は有機共有結合として定義されない。各種合成変換が文献から周知であり、例えば、Ｍａｒｃｈ，Ｊ．Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５を参照されたい。
クロマトグラフィー表面材料
本発明はクロマトグラフィー表面を含む高純度クロマトグラフィー材料（ＨＰＣＭ）を提供し、前記クロマトグラフィー表面は疎水性表面基と１種以上のイオン性修飾剤を含有しており、但し、イオン性修飾剤が両性イオンを含有しないとき、イオン性修飾剤は第四級アンモニウムイオン部分を含有しない。
特定の態様において、ＨＰＣＭは更にクロマトグラフィーコア材料を含むことができる。いくつかの態様において、クロマトグラフィーコアはシリカ材料、ハイブリッド無機／有機材料、表面多孔質材料または表面多孔質粒子である。クロマトグラフィーコア材料は不連続粒子状でもよいし、モノリスでもよい。クロマトグラフィーコア材料は任意多孔質材料とすることができ、市販品でもよいし、米国特許第４，０１７，５２８号、６，５２８，１６７号、６，６８６，０３５号および７，１７５，９１３号に記載されている方法等の公知方法により製造することもできる。いくつかの態様において、クロマトグラフィーコア材料は非多孔質コアでもよい。
クロマトグラフィー表面材料と（存在する場合には）クロマトグラフィーコア材料の組成はクロマトグラフィー選択性強化、カラム化学的安定性強化、カラム効率強化および／または機械的強度強化を実現するように当業者が変えることができる。同様に、周囲材料の組成はクロマトグラフィー分離を強化するように親水／親油バランス（ＨＬＢ）、表面電荷（例えば等電点またはシラノールｐＫａ）、および／または表面機能性に変化をもたらす。更に、所定態様において、クロマトグラフィー材料の組成は更に表面修飾するのに利用できるように表面機能性を与えることもできる。
本発明のＨＰＣＭのイオン性修飾剤と疎水性表面基は公知方法を使用して製造することができる。イオン性修飾試薬には市販品もある。例えば、アミノアルキルトリアルコキシシラン、メチルアミノアルキルトリアルコキシシランおよびピリジルアルキルトリアルコキシシラン等のシラン類が市販されている。クロロプロピルアルキルトリクロロシランおよびクロロプロピルアルキルトリアルコキシシラン等の他のシラン類も市販されている。これらをイミダゾールと結合・反応させてイミダゾリルアルキルシリル表面種を形成することもできるし、またはピリジンと結合・反応させてピリジルアルキルシリル表面種を形成することもできる。他の酸性修飾剤も市販されており、限定されないが、スルホプロピルトリシラノール、カルボキシエチルシラントリオール、２−（カルボメトキシ）エチルメチルジクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルトリクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルトリメトキシシラン、ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン三酢酸、（２−ジエチルホスファトエチル）トリエトキシシラン、２−（クロロスルホニルフェニル）エチルトリクロロシランおよび２−（クロロスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシランが挙げられる。
グリニャール反応やヒドロシリル化を含む一般的な合成プロトコルを使用してこれらの型のシランを合成することは当業者に公知である。クロマトグラフィー、再結晶または蒸留により生成物を精製することができる。
イソシアネート等の他の添加剤も市販されており、あるいは当業者が合成することができる。一般的なイソシアネート形成プロトコルは第一級アミンをホスゲンまたはトリホスゲンとして知られる試薬と反応させる方法である。
いくつかの態様において、イオン性修飾剤はカルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ボロン酸基、アミノ基、イミド基、アミド基、ピリジル基、イミダゾリル基、ウレイド基、チオニル−ウレイド基またはアミノシラン基を含有する。
他の態様において、イオン性修飾剤試薬は式（Ｉ）：
Figure 2015215354
 式（ＩＩ）：
Figure 2015215354
 式（ＩＩＩ）：
Figure 2015215354
 を有する基から選択され、上記式中、
ｍは１〜８の整数であり；
ｖは０または１であり；
ｖが０であるとき、ｍ’は０であり；
ｖが１であるとき、ｍ’は１〜８の整数であり；
Ｚは化学反応基を表し、（限定されないが）
Figure 2015215354
 −ＯＨ、−ＯＲ６、アミン、アルキルアミン、ジアルキルアミン、イソシアネート、アシルクロリド、トリフラート、イソシアネート、チオシアネート、イミダゾールカーボネート、ＮＨＳエステル、カルボン酸、エステル、エポキシド、アルキン、アルケン、アジド、−Ｂｒ、−Ｃｌまたは−Ｉを含み；
Ｙは内包型極性官能基であり；
Ｒ１は各々独立してケイ素上の化学反応基を表し、（限定されないが）−Ｈ、−ＯＨ、−ＯＲ６、ジアルキルアミン、トリフラート、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、ビニル、アルケンまたは−（ＣＨ２）ｍ”Ｑを含み；
Ｑは各々−ＯＨ、−ＯＲ６、アミン、アルキルアミン、ジアルキルアミン、イソシアネート、アシルクロリド、トリフラート、イソシアネート、チオシアネート、イミダゾールカーボネート、ＮＨＳエステル、カルボン酸、エステル、エポキシド、アルキン、アルケン、アジド、−Ｂｒ、−Ｃｌまたは−Ｉであり；
ｍ”は１〜８の整数であり；
ｐは１〜３の整数であり；
Ｒ１’は各々独立してＦ、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシ、またはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリール、フルオロアルキルもしくはフルオロアリールを表し；
Ｒ２、Ｒ２’、Ｒ３およびＲ３’は各々独立して水素、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ２−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシ、Ｃ４−Ｃ１８ヘテロアリール、−Ｚ、または式−Ｓｉ（Ｒ’）ｂＲ”ａもしくは−Ｃ（Ｒ’）ｂＲ”ａを有する基を表し；
ａおよびｂは各々０〜３の整数を表し、但し、ａ＋ｂ＝３であり；
Ｒ’はＣ１−Ｃ６直鎖、環状または分岐アルキル基を表し；
Ｒ”はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シアノ、アミノ、ジオール、ニトロ、エステル、カチオンまたはアニオン交換基、内包型極性官能基を含むアルキルまたはアリール基およびキラル部分から構成される群から選択される機能付与基であり；
Ｒ４は水素、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシまたはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリールを表し；
Ｒ５は水素、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシまたはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリールを表し；
Ｒ６は各々独立してＣ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシまたはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリールを表し；
Ｈｅｔは少なくとも１個の窒素原子を含む複素環系またはヘテロアリール環系を表し；および
Ａは酸性イオン性修飾剤部分または両性電荷イオン性修飾剤部分を表す。
更に他の態様において、イオン性修飾剤はアミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、２−（２−（トリクロロシリル）エチル）ピリジン、２−（２−（トリメトキシ）エチル）ピリジン、２−（２−（トリエトキシ）エチル）ピリジン、２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン、２−（４−ピリジルエチル）トリメトキシシラン、２−（４−ピリジルエチル）トリクロロシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリクロロシラン、クロロプロピルトリクロロシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、イミダゾリルプロピルトリメトキシシラン、イミダゾリルプロピルトリエトキシシラン、イミダゾリルプロピルトリクロロシラン、スルホプロピルトリシラノール、カルボキシエチルシラントリオール、２−（カルボメトキシ）エチルメチルジクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルトリクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルトリメトキシシラン、ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン三酢酸、（２−ジエチルホスファトエチル）トリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィド、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］テトラスルフィド、２，２−ジメトキシ−１−チア−２−シラシクロペンタン、ビス（トリクロロシリルエチル）フェニルスルホニルクロリド、２−（クロロスルホニルフェニル）エチルトリクロロシラン、２−（クロロスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（エトキシスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（エトキシスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（エトキシスルホニルフェニル）エチルトリクロロシラン、スルホン酸フェネチルトリシラノール、（トリエトキシシリルエチル）フェニルホスホン酸ジエチルエステル、（トリメトキシシリルエチル）フェニルホスホン酸ジエチルエステル、（トリクロロシリルエチル）フェニルホスホン酸ジエチルエステル、ホスホン酸フェネチルトリシラノール、Ｎ−（３−トリメトキシシリルプロピル）ピロール、Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）−４，５−ジヒドロイミダゾール、ビス（メチルジメトキシシリルプロピル）−Ｎ−メチルアミン、トリス（トリエトキシシリルプロピル）アミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）−Ｎ−メチルアミン、（Ｎ，Ｎ−ジエチル−３−アミノプロピル）トリメトキシシラン、Ｎ−（ヒドロキシエチル）−Ｎ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）トリメトキシシラン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（ヒドロキシエチル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミンまたはＮ，Ｎ−ジメチル−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランである。
特定の態様において、イオン性修飾剤が式（ＩＩＩ）を有するとき、酸性イオン性修飾剤はトリシラノール、トリアルコキシシランもしくはトリクロロシランの保護体もしくは脱保護体；またはスルホン酸アルキルシラン、スルホン酸フェニルアルキルシラン、スルホン酸ベンジルアルキルシラン、スルホン酸フェニルシラン、スルホン酸ベンジルシラン、カルボン酸アルキルシラン、カルボン酸フェニルアルキルシラン、カルボン酸ベンジルアルキルシラン、カルボン酸フェニルシラン、カルボン酸ベンジルシラン、リン酸アルキルシラン、ホスホン酸フェニルアルキルシラン、ホスホン酸ベンジルアルキルシラン、ホスホン酸フェニルシラン、ホスホン酸ベンジルシラン、ボロン酸アルキルシラン、ボロン酸フェニルアルキルシラン、ボロン酸ベンジルアルキルシラン、ボロン酸フェニルシラン、ボロン酸ベンジルシランの塩である。
特定の態様において、イオン性修飾剤が式（ＩＩＩ）を有するとき、酸性イオン性修飾剤はスルホン酸アルキルイソシアネート、スルホン酸フェニルアルキルイソシアネート、スルホン酸ベンジルアルキルイソシアネート、スルホン酸フェニルイソシアネート、スルホン酸ベンジルイソシアネート、カルボン酸アルキルイソシアネート、カルボン酸フェニルアルキルイソシアネート、カルボン酸ベンジルアルキルイソシアネート、カルボン酸フェニルイソシアネート、カルボン酸ベンジルイソシアネート、リン酸アルキルイソシアネート、ホスホン酸フェニルアルキルイソシアネート、ホスホン酸ベンジルアルキルイソシアネート、ホスホン酸フェニルイソシアネート、ホスホン酸ベンジルイソシアネート、ボロン酸アルキルイソシアネート、ボロン酸フェニルアルキルイソシアネート、ボロン酸ベンジルアルキルイソシアネート、ボロン酸フェニルイソシアネートもしくはボロン酸ベンジルイソシアネートの保護体もしくは脱保護体または塩である。
特定の態様において、イオン性修飾試薬が式（ＩＩＩ）から選択されるとき、Ａは両性電荷イオン性修飾剤部分を表す。理論に限定するものではないが、両性電荷イオン性修飾剤部分は相反する電荷を示すことができる２つのサブ原子団を有する。所定条件下で両性電荷イオン性修飾剤部分は両性イオンおよび両性電解質と同様に作用し、正電荷と負電荷の両方を示し、ゼロの純電荷を維持することができる。他の条件下で両性電荷イオン性修飾剤部分は一方の原子団のみがイオン化され、正または負の純電荷を示す場合もある。両性電荷イオン性修飾剤部分としては、限定されないが、（一般に窒素または酸素原子上に）正電荷を示すと共に、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸またはボロン酸等の酸基を介して負電荷を示すことが可能なアルキル基、分岐アルキル基、アリール基、環状基、多環芳香族基、多環基、複素環基および多環複素環基が挙げられる。あるいは、金属含有錯体にも正電荷と負電荷の両方を示すものがある。両性電荷イオン性修飾剤部分としては、限定されないが、更に両性イオン、両性電解質、アミノ酸、アミノアルキルスルホン酸、アミノアルキルカルボン酸、モノおよびジメチルアミノアルキルスルホン酸、モノおよびジメチルアミノアルキルカルボン酸、ピリジニウムアルキルスルホン酸、並びにピリジニウムアルキルカルボン酸基も挙げられる。あるいは、両性電荷イオン性修飾剤部分は２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンエタンスルホン酸）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス（２−エタンスルホン酸）、Ｎ−シクロヘキシル−３−アミノプロパンスルホン酸、Ｎ−シクロヘキシル−２−ヒドロキシル−３−アミノプロパンスルホン酸、３−［（３−コラミドプロピル）ジメチルアンモニオ］−１−プロパンスルホナート、６−メチル−９，１０−ジデヒドロエルゴリン−８−カルボン酸、フェノールスルホフタレイン、ベタイン、キノノイド、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシンおよびＮ−［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］グリシン基でもよい。
いくつかの態様において、本発明のＨＰＣＭにおける疎水性表面基：イオン性修飾剤の比は約４：１〜約１５０：１、約２０：１〜約１００：１、または約２５：１〜約１００：１である。
他の態様において、本発明のＨＰＣＭにおけるイオン性修飾剤の濃度は約０．５μｍｏｌ／ｍ２未満、約０．４μｍｏｌ／ｍ２未満、約０．３μｍｏｌ／ｍ２未満、約０．０１μｍｏｌ／ｍ２〜約０．５μｍｏｌ／ｍ２、約０．１μｍｏｌ／ｍ２〜約０．４μｍｏｌ／ｍ２、または約０．２μｍｏｌ／ｍ２〜約０．３μｍｏｌ／ｍ２である。
更に別の態様において、本発明のＨＰＣＭは約２．５〜約３００の定量化表面被覆率比Ｂ／Ａ（式中、Ａはイオン性修飾剤を表し、Ｂは疎水性基を表す）を有する。特定の態様において、定量化表面被覆率比Ｂ／Ａは約３〜約２００、約４〜約３５または約５〜約２２である。
別の態様において、本発明のＨＰＣＭの疎水性表面基はＣ４〜Ｃ３０結合相である。特定の態様において、疎水性表面基はＣ１８結合相である。更に他の態様において、疎水性表面基は内包型極性基結合相である。他の態様において、疎水性表面基は芳香族、フェニルアルキル、フルオロ芳香族、フェニルヘキシルまたはペンタフルオロフェニルアルキル結合相である。別の態様において、疎水性表面基はＣ４〜Ｃ３０、内包型極性基、キラル、フェニルアルキルもしくはペンタフルオロフェニル結合またはコーティングである。
特定の態様において、本発明のＨＰＣＭは粒子、モノリスまたは表面多孔質材料の形態とすることができる。他の特定の態様において、本発明のＨＰＣＭは非多孔質材料である。
特定の態様において、本発明のＨＰＣＭは無機材料（例えばシリカ）、ハイブリッド有機／無機材料、ハイブリッド表面層を付加した無機材料（例えばシリカ）、無機（例えばシリカ）表面層を付加したハイブリッド粒子、または別のハイブリッド表面層を付加したハイブリッド粒子とすることができる。
一態様において、本発明のＨＰＣＭはクロマトグラフィー強化性細孔形状を有しない。別の態様において、本発明のＨＰＣＭはクロマトグラフィー強化性細孔形状を有する。
特定の態様において、本発明のＨＰＣＭは約２５〜１１００ｍ２／ｇ、約８０〜５００ｍ２／ｇ、または約１２０〜３３０ｍ２／ｇの表面積を有する。
他の態様において、本発明のＨＰＣＭは約０．１５〜１．７ｃｍ３／ｇ、または約０．５〜１．３ｃｍ３／ｇの細孔容積を有する。
他の特定の態様において、本発明のＨＰＣＭは非多孔質である。
更に他の態様において、本発明のＨＰＣＭは約１１０ｍ２／ｇ未満、約１０５ｍ２／ｇ未満、約８０ｍ２／ｇ未満、または約５０ｍ２／ｇ未満のマイクロポア表面積を有する。
更に他の態様において、本発明のＨＰＣＭは約２０〜１５００Å、約５０〜１０００Å、約１００〜７５０Å、または約１１０〜５００Åの平均細孔径を有する。
別の態様において、本発明のＨＰＣＭはｐＨ約１〜約１４、ｐＨ約１０〜約１４、またはｐＨ約１〜約５で加水分解安定性である。
別の態様において、本発明は本願に記載する材料であって、更にナノ粒子またはクロマトグラフィー表面の内側に分散した２種以上のナノ粒子の混合物を含むＨＰＣＭ材料を提供する。
特定の態様において、ナノ粒子はナノ複合体の＜２０重量％、ナノ複合体の＜１０重量％、またはナノ複合体の＜５重量％の割合で存在する。
他の態様において、ナノ粒子は結晶質または非晶質であり、炭化ケイ素、アルミニウム、ダイアモンド、セリウム、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ジルコニウム、バリウム、セリウム、コバルト、銅、ユーロピウム、ガドリニウム、鉄、ニッケル、サマリウム、ケイ素、銀、チタン、亜鉛、ホウ素、これらの酸化物またはこれらの窒化物とすることができる。特定態様において、ナノ粒子はナノダイアモンド、炭化ケイ素、二酸化チタンおよび立方晶窒化ホウ素から構成される群から選択される１種以上の部分を含む物質である。
他の態様において、ナノ粒子は直径２００ｎｍ以下、直径１００ｎｍ以下、直径５０ｎｍ以下、または直径２０ｎｍ以下とすることができる。
表面修飾
本発明のＨＰＣＭ材料は更に表面修飾することができる。
即ち、一態様において、本願に記載する材料は式Ｚａ（Ｒ’）ｂＳｉ−Ｒ”を有する表面修飾剤で表面修飾することができ、上記式中、Ｚ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ、ジアルキルアミノまたはトリフルオロメタンスルホネートであり、ａおよびｂは各々０〜３の整数であり、但し、ａ＋ｂ＝３であり、Ｒ’はＣ１−Ｃ６直鎖、環状または分岐アルキル基であり、Ｒ”は機能付与基である。
別の態様において、材料はポリマーコーティングにより表面修飾されている。
特定の態様において、Ｒ’はメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシルおよびシクロヘキシルから構成される群から選択される。他の態様において、Ｒ’はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シアノ、アミノ、ジオール、ニトロ、エステル、カチオンまたはアニオン交換基、内包型極性官能基を含むアルキルまたはアリール基およびキラル部分から構成される群から選択される。特定の態様において、Ｒ’は芳香族、フェニルアルキル、フルオロ芳香族、フェニルヘキシル、ペンタフルオロフェニルアルキルおよびキラル部分から構成される群から選択される。
一態様において、Ｒ”はＣ１−Ｃ３０アルキル基である。別の態様において、Ｒ”はキラル部分を含む。更に別の態様において、Ｒ”はＣ１−Ｃ２０アルキル基である。
特定の態様において、表面修飾剤は内包型極性官能基を含む。特定の態様において、このような内包型極性官能基としては、カーボネート、アミド、尿素、エーテル、チオエーテル、スルフィニル、スルホキシド、スルホニル、チオ尿素、チオカーボネート、チオカルバメート、エチレングリコール、複素環またはトリアゾール官能基が挙げられる。他の態様において、このような内包型極性官能基としては、米国特許第５，３７４，７５５号に開示されているようなカルバメート官能基と、キラル部分が挙げられる。このような基としては、一般式：
Figure 2015215354
 の基が挙げられ、式中、ｌ、ｍ、ｏ、ｒおよびｓは０または１であり、ｎは０、１、２または３であり、ｐは０、１、２、３または４であり、およびｑは０〜１９の整数であり；Ｒ３は水素、アルキル、シアノおよびフェニルから構成される群から選択され；Ｚ、Ｒ’、ａおよびｂは上記と同義である。好ましくは、カルバメート官能基は下記一般構造：
Figure 2015215354
 をもち、式中、Ｒ５は例えばシアノアルキル、ｔ−ブチル、ブチル、オクチル、ドデシル、テトラデシル、オクタデシルまたはベンジルとすることができる。Ｒ５はオクチル、ドデシルまたはオクタデシルが有利である。
特定の態様において、表面修飾剤はフェニルヘキシルトリクロロシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランおよびオクタデシルジメチルクロロシランから構成される群から選択される。いくつかの態様において、表面修飾剤はオクチルトリクロロシランおよびオクタデシルトリクロロシランから構成される群から選択される。他の態様において、表面修飾剤はイソシアネートまたは１，１’−カルボニルジイミダゾール（特にハイブリッド基が（ＣＨ２）３ＯＨ基を含むとき）から構成される群から選択される。
別の態様において、材料は有機基修飾とシラノール基修飾の併用により表面修飾されている。
更に別の態様において、材料は有機基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾されている。別の態様において、有機基はキラル部分を含む。
更に別の態様において、材料はシラノール基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾されている。
他の態様において、材料は粒子の有機基と修飾試薬の間の有機共有結合の形成により表面修飾されている。
更に他の態様において、材料は有機基修飾とシラノール基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾されている。
別の態様において、材料はシラノール基修飾により表面修飾されている。
所定態様において、表面修飾層は多孔質でも非多孔質でもよい。
分離装置およびキット
別の態様は本願に記載するようなＨＰＣＭ材料を含む固定相を有する各種分離装置を提供する。分離装置としては、例えばクロマトグラフィーカラム、薄層プレート、濾過膜、試料清浄化装置およびマイクロタイタープレートが挙げられる。
ＨＰＣＭ材料はその安定性改善により、これらの装置に耐用期間の改善を付与する。従って、特定態様において、本発明は、
ａ）充填材を収容するための円筒形内部を有するカラムと、
ｂ）本願に記載する高純度クロマトグラフィー材料を含む充填クロマトグラフィーベッド
を含む耐用期間の改善されたクロマトグラフィーカラムを提供する。
別の特定態様において、本発明は、
ａ）充填材を収容するための内部チャネルと、
ｂ）本願に記載する高純度クロマトグラフィー材料を含む充填クロマトグラフィーベッド
を含むクロマトグラフィー装置を提供する。
本発明は更に本願に記載するようなＨＰＣＭ材料と、使用説明書を含むキットも提供する。一態様において、説明書は分離装置（例えばクロマトグラフィーカラム、薄層プレート、濾過膜、試料清浄化装置およびマイクロタイタープレート）用の使用説明書である。
本発明の材料の合成
本発明は本願に記載する高純度クロマトグラフィー材料（ＨＰＣＭ）の製造方法も提供する。
一態様において、本発明は本願に記載するＨＰＣＭの製造方法として、
ａ．クロマトグラフィーコアをイオン性修飾試薬と反応させ、イオン性修飾材料を得る段階と；
ｂ．得られた材料を疎水性表面修飾基と反応させる段階
を含む方法を提供する。
別の態様において、本発明は本願に記載する高純度クロマトグラフィー材料の製造方法として、
ａ．クロマトグラフィーコアを疎水性表面修飾基と反応させ、表面修飾材料を得る段階と；
ｂ．得られた材料をイオン性修飾試薬と反応させる段階
を含む方法を提供する。
別の態様において、本発明は本願に記載する高純度クロマトグラフィー材料の製造方法として、
ａ．クロマトグラフィーコアを疎水性表面修飾基と反応させ、表面修飾材料を得る段階と；
ｂ．得られた材料をエンドキャッピング表面基と反応させる段階と；
ｃ．得られた材料をイオン性修飾試薬と反応させる段階
を含む方法を提供する。
別の態様において、本発明は本願に記載する高純度クロマトグラフィー材料の製造方法として、
ａ．クロマトグラフィーコアをイオン性修飾試薬と反応させ、イオン性修飾材料を得る段階と；
ｂ．得られた材料を反応させ、ハイブリッド表面層を生成する段階と；
ｃ．得られた材料を疎水性表面修飾基と反応させる段階
を含む方法を提供する。
態様において、上記のような本発明のＨＰＣＭは約３〜約１３３の添加量比Ｂ’／Ａ’で製造され、ここでＡ’は調合物に添加されるイオン性修飾剤試薬を表し、Ｂ’は調合物に添加される疎水性基を表す。特定の態様において、添加量比Ｂ’／Ａ’は約４〜約８０、約４〜約１５、または約６〜約７である。
一態様において、本願に記載する方法は更に残留シラノール基をエンドキャッピングする段階を含む。
一態様において、上記方法では、上記段階を同時に実施する。
別の態様では、製造時の高純度クロマトグラフィー材料の細孔構造を水熱処理により改変し、窒素（Ｎ２）吸着解析により確認されるように、細孔の開口と細孔径を拡大する。水熱処理は製造時のハイブリッド材料と塩基の水溶液を含有するスラリーを調製し、スラリーを高温、例えば１００〜２００℃のオートクレーブで１０〜３０時間加熱することにより実施する。トリメチルアミン（ＴＥＡ）やトリス（ヒドロキシメチル）メチルアミン等のアルキルアミンの使用または水酸化ナトリウムの使用が有利である。こうして処理した材料を冷却し、濾過し、水とメタノールで洗浄後、８０℃で１６時間減圧乾燥する。
特定の態様では、水熱処理後、高純度クロマトグラフィー材料の表面を種々の物質で修飾する。このような「表面修飾剤」としては、所定のクロマトグラフィー機能をクロマトグラフィー固定相に付与する（一般に）有機官能基が挙げられる。所定態様において、ＨＰＣＭがハイブリッド材料である場合には、表面修飾剤で更に置換または誘導体化することが可能な有機基とシラノール基を併有する。
水熱処理後の高純度クロマトグラフィー材料の表面は材料の有機基に対して反応性の試薬と反応させることにより誘導体化することが可能な有機基を含む。例えば、臭素（Ｂｒ２）、水素（Ｈ２）、フリーラジカル、成長ポリマーラジカル中心、ジエン等の各種オレフィン反応性試薬と材料上のビニル基を反応させることができる。別の例では、下記のように、イソシアネート、カルボン酸、カルボン酸塩化物および反応性オルガノシラン等の各種アルコール反応性試薬と材料上のヒドロキシル基と反応させることができる。この種の反応は文献から周知であり、例えばＭａｒｃｈ，Ｊ．Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５；Ｏｄｉａｎ，Ｇ．Ｔｈｅ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８１を参照されたい。
更に、水熱処理後の高純度クロマトグラフィー材料の表面は反応性オルガノシランと反応させることにより誘導体化することが可能なシラノール基も含む。高純度クロマトグラフィー材料の表面誘導体化は、例えば有機溶媒中で還流条件下にオクタデシルトリクロロシランまたはオクタデシルジメチルクロロシランと反応させることにより、標準方法に従って実施される。この反応にはトルエン等の有機溶媒を一般に使用する。反応を触媒するためにピリジンやイミダゾール等の有機塩基を反応混合物に加える。次にこの反応の生成物を水、トルエンおよびアセトンで洗浄する。ｐＨを調節した有機水溶液中で周囲温度または高温で加水分解によりこの材料を更に処理することができる。この加水分解にはアセトン等の有機溶媒を一般に使用する。ｐＨの調節はトリフルオロ酢酸、ギ酸、塩酸、酢酸、ギ酸ナトリウム、ギ酸アンモニウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウム、リン酸緩衝液、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウムまたは重炭酸アンモニウムを含む酸または塩基修飾剤を使用して実施することができる。次に加水分解の生成物を水、トルエンおよびアセトンで洗浄し、８０℃〜１００℃で１６時間減圧乾燥する。上記と同様の手順を使用することにより、得られた材料を更にトリメチルクロロシラン等の短鎖シランと反応させ、残留シラノール基をエンドキャッピングすることができる。
例えば誘導体化またはコーティング後に架橋することにより、本願に開示するもの等の表面修飾剤を基材に結合し、表面修飾剤の化学的性質を基材に付与する。１態様において、高純度クロマトグラフィー材料の有機基は表面修飾剤と反応し、有機共有結合を形成する。修飾剤は、限定されないが、求核反応、求電子反応、シクロ付加反応、フリーラジカル反応、カルベン反応、ニトレン反応およびカルボカチオン反応を含む有機・ポリマー化学で周知の多数のメカニズムを介して材料の有機基と有機共有結合を形成することができる。有機共有結合は、限定されないが、水素、ホウ素、炭素、窒素、酸素、ケイ素、リン、硫黄およびハロゲンを含む有機化学でよく知られている元素間の共有結合の形成を伴うとして定義される。更に、炭素−ケイ素結合と炭素−酸素−ケイ素結合は有機共有結合として定義されるが、ケイ素−酸素−ケイ素結合は有機共有結合として定義されない。
「機能付与基」なる用語は所定のクロマトグラフィー機能をクロマトグラフィー固定相に付与する有機官能基を包含し、例えばオクタデシル（Ｃ１８）やフェニルが挙げられる。このような機能付与基は基材に直接導入するか、または例えば本願に開示するもの等の表面修飾剤に存在しており、例えば誘導体化またはコーティング後に架橋することにより表面修飾剤を基材に結合し、表面修飾剤の化学的性質を基材に付与する。
特定の態様では、シラノール基を表面修飾する。他の態様では、有機基を表面修飾する。更に他の態様では、高純度クロマトグラフィー材料の有機基とシラノール基の両方を表面修飾または誘導体化する。別の態様では、ポリマーコーティングにより高純度クロマトグラフィー材料を表面修飾する。特定の態様では、ポリマーコーティングによる表面修飾をシラノール基修飾、有機基修飾、またはシラノール基と有機基の両方の修飾と併用する。シラノール基修飾、有機基修飾、またはシラノール基と有機基の両方の修飾によりイオン性修飾剤を材料に付加することができる。シラノール基修飾、有機基修飾、またはシラノール基と有機基の両方の修飾により疎水性表面基を材料に付加することができる。
より一般には、式Ｚａ（Ｒ’）ｂＳｉ−Ｒ”の化合物を含む表面修飾剤で処理することにより高純度クロマトグラフィー材料の表面を修飾することができ、上記式中、Ｚ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ、ジアルキルアミノ（例えばジメチルアミノ）またはトリフルオロメタンスルホネートであり、ａおよびｂは各々０〜３の整数であり、但し、ａ＋ｂ＝３であり、Ｒ’はＣ１−Ｃ６直鎖、環状または分岐アルキル基であり、Ｒ”は機能付与基である。特定の例において、このような材料はポリマーコーティングにより表面修飾されている。
Ｒ’としては、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシルまたはシクロヘキシルが挙げられ、Ｒ’はメチルが好ましい。
機能付与基Ｒ”としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シアノ、アミノ、ジオール、ニトロ、エステル、カチオンもしくはアニオン交換基、内包型極性官能基を含むアルキルもしくはアリール基またはキラル部分が挙げられる。適切な機能付与基Ｒ”の例としては、キラル部分、Ｃ１−Ｃ３０アルキル（オクチル（Ｃ８）、オクタデシル（Ｃ１８）等のＣ１−Ｃ２０およびトリアコンチル（Ｃ３０）を含む）；アルカリール（例えばＣ１−Ｃ４フェニル）；シアノアルキル基（例えばシアノプロピル）；ジオール基（例えばプロピルジオール）；アミノ基（例えばアミノプロピル）；および内包型極性官能基（例えばカーボネート、アミド、尿素、エーテル、チオエーテル、スルフィニル、スルホキシド、スルホニル、チオ尿素、チオカーボネート、チオカルバメート、エチレングリコール、複素環およびトリアゾール官能基または米国特許第５，３７４，７５５号に開示されているようなカルバメート官能基、並びにキラル部分）を含むアルキルまたはアリール基が挙げられる。特定の態様において、Ｒ”は芳香族、フェニルアルキル、フルオロ芳香族、フェニルヘキシル，ペンタフルオロフェニルアルキルおよびキラル部分から構成される群から選択される。このような基としては、一般式：
Figure 2015215354
 の基が挙げられ、式中、ｌ、ｍ、ｏ、ｒおよびｓは０または１であり、ｎは０、１、２または３であり、ｐは０、１、２、３または４であり、およびｑは０〜１９の整数であり；Ｒ３は水素、アルキル、シアノおよびフェニルから構成される群から選択され；Ｚ、Ｒ’、ａおよびｂは上記と同義である。好ましくは、カルバメート官能基は下記一般構造：
Figure 2015215354
 を有し、式中、Ｒ５は例えばシアノアルキル、ｔ−ブチル、ブチル、オクチル、ドデシル、テトラデシル、オクタデシルまたはベンジルとすることができる。Ｒ５はオクチル、ドデシルまたはオクタデシルが有利である。
キラル分離等の特定の用途では、機能付与基としてキラル部分を含むと特に有利である。
ポリマーコーティングは文献から公知であり、一般にポリマー層を支持体に化学結合せずに表面に物理吸着したモノマーを重合または重縮合させる方法（タイプＩ）、ポリマー層を支持体に化学結合しながら表面に物理吸着したモノマーを重合または重縮合させる方法（タイプＩＩ）、物理吸着したプレポリマーを支持体に固相化する方法（タイプＩＩＩ）および予め合成したポリマーを支持体の表面に化学吸着させる方法（タイプＩＶ）により提供することができる。例えばその内容を本願に援用するＨａｎｓｏｎ，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔ．Ａ６５６（１９９３）３６９−３８０参照。上記のように、ハイブリッド材料のポリマーコーティングを本発明に記載する各種表面修飾法と併用することができる。
従って、特定の態様において、疎水性表面修飾剤はフェニルヘキシルトリクロロシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、オクチルジメチルクロロシランおよびオクタデシルジメチルクロロシランから構成される群から選択される。別の態様において、表面修飾剤はオクチルトリクロロシランおよびオクタデシルトリクロロシランから構成される群から選択される。
別の態様において、高純度クロマトグラフィー材料は有機基修飾とシラノール基修飾の併用により表面修飾されている。
他の態様において、高純度クロマトグラフィー材料は有機基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾されている。
他の態様において、高純度クロマトグラフィー材料はシラノール基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾されている。
別の態様において、高純度クロマトグラフィー材料はハイブリッドコアおよび／または周囲材料の有機基と修飾試薬の間の有機共有結合の形成により表面修飾されている。
特定の態様において、高純度クロマトグラフィー材料は有機基修飾とシラノール基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾されている。
一態様において、高純度クロマトグラフィー材料はシラノール基修飾により表面修飾されている。
別の態様において、本発明はポロゲンを更に使用することにより高純度クロマトグラフィー材料を修飾する方法を提供する。別の態様において、ポロゲンはシクロヘキサノール、トルエン、メシチレン、２−エチルヘキサン酸、フタル酸ジブチル、１−メチル−２−ピロリジノン、１−ドデカノールおよびＴｒｉｔｏｎ Ｘ−４５から構成される群から選択される。特定の態様において、ポロゲンはトルエンまたはメシチレンである。
１態様において、本発明は界面活性剤または安定剤を使用することにより高純度クロマトグラフィー材料を更に修飾する方法を提供する。特定の態様において、界面活性剤はＴｒｉｔｏｎ Ｘ−４５、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ１００、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ３０５、ＴＬＳ、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ−８７、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ−１０５、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ−１２３、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ドデシル硫酸アンモニウム、ドデシル硫酸ＴＲＩＳまたはＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１６５である。特定の態様において、界面活性剤はドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ドデシル硫酸アンモニウムまたはドデシル硫酸ＴＲＩＳである。
以上、ハイブリッド、シリカ、粒子、モノリスおよび表面多孔質材料を含む本発明のＨＰＣＭの合成の所定態様について記載したが、以下、実施例で更に例証する。
多孔質クロマトグラフィー材料の表面修飾について記載する以下の非限定的な実施例により本発明を更に例証することができる。
材料
特に指定しない限り、全試薬は入手時の状態で使用した。当業者に自明の通り、下記購入品および供給業者には等価のものも存在するので、下記供給業者は限定的であると解釈すべきではない。
性状決定
当業者に自明の通り、下記機器および供給業者には等価のものも存在するので、下記機器は限定的であると解釈すべきではない。
％Ｃ、％Ｈ、％Ｎの数値は燃焼解析（ＣＥ−４４０ Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ Ａｎａｌｙｚｅｒ；Ｅｘｅｔｅｒ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｅｌｍｓｆｏｒｄ，ＭＡ）により測定し、あるいは％ＣはＣｏｕｌｏｍｅｔｒｉｃ Ｃａｒｂｏｎ Ａｎａｌｙｚｅｒ（モジュールＣＭ５３００，ＣＭ５０１４，ＵＩＣ Ｉｎｃ．，Ｊｏｌｉｅｔ，ＩＬ）により測定した。これらの材料の比表面積（ＳＳＡ）、比細孔容積（ＳＰＶ）および平均細孔径（ＡＰＤ）は多点法Ｎ２吸着法（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡＳＡＰ ２４００；Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｃｒｏｓｓ，ＧＡ）を使用して測定した。ＳＳＡはＢＥＴ法を使用して計算し、ＳＰＶはＰ／Ｐ０＞０．９８として求めた一点法値とし、ＡＰＤはＢＪＨ法を使用して等温線の脱着側から計算した。７ｋＶで走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像解析を実施した（ＪＥＯＬ ＪＳＭ−５６００機器，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）。Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３アナライザー（３０μｍアパーチャー，７０，０００カウント；Ｍｉａｍｉ，ＦＬ）を使用して粒度を測定した。粒径（ｄｐ）は体積基準粒度分布の５０％累積直径として測定した。分布の幅は体積基準９０％累積直径を体積基準１０％累積直径で割った数値として測定した（９０／１０比と言う）。Ｂｒｕｋｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ａｖａｎｃｅ−３００分光計（７ｍｍダブルブロードバンドプローブ）を使用して多核（１３Ｃ，２９Ｓｉ）ＣＰ−ＭＡＳ ＮＭＲスペクトルを取得した。スピン速度は一般に５．０〜６．５ｋＨｚとし、回復遅延時間は５秒とし、交差偏光接触時間は６ミリ秒とした。外部標準としてアダマンタン（１３Ｃ ＣＰ−ＭＡＳ ＮＭＲ，δ３８．５５）とヘキサメチルシクロトリシロキサン（２９Ｓｉ ＣＰ−ＭＡＳ ＮＭＲ，δ−９．６２）を使用してテトラメチルシランに対する１３Ｃおよび２９Ｓｉ ＣＰ−ＭＡＳ ＮＭＲスペクトルシフトの報告値を記録した。ＤＭＦｉｔソフトウェアを使用してスペクトル逆重畳により各種ケイ素環境の集合を評価した［Ｍａｓｓｉｏｔ，Ｄ．；Ｆａｙｏｎ，Ｆ．；Ｃａｐｒｏｎ，Ｍ．；Ｋｉｎｇ，Ｉ．；Ｌｅ Ｃａｌｖｅ，Ｓ．；Ａｌｏｎｓｏ，Ｂ．；Ｄｕｒａｎｄ，Ｊ．−Ｏ．；Ｂｕｊｏｌｉ，Ｂ．；Ｇａｎ，Ｚ．；Ｈｏａｔｓｏｎ，Ｇ．Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｃｈｅｍ．２００２，４０，７０−７６］。６．０２３２．１００ｐＨ電極を備えるＭｅｔｒｏｈｍ ７１６ ＤＭＳ Ｔｉｔｒｉｎｏ自動滴定装置（Ｍｅｔｒｏｈｍ，Ｈｅｒｓａｕ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄまたは同等装置）を使用して滴定を実施した。
［実施例１］
ディーン・スタークトラップを使用して（米国特許第６，６８６，０３５号に記載の方法に従って製造された）式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４のＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（１５ｇ，Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１８６ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７９ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１５１Å）をトルエン（１００ｍＬ，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ）中で１時間還流した。反応混合物１ａはＢＥＨ材料７．２ｇを使用した。冷却後、成分Ａシラン助剤としてアミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）、２−（２−（トリクロロシリル）エチル）ピリジン（２ＰＥ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）、２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（４ＰＥ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）、Ｎ−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロリド（ＱＰＴＭＳ，５０％メタノール溶液，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）またはクロロプロピルトリメトキシシラン（ＣＰＴＭＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を添加した。反応混合物を１時間加熱還流した。冷却後、イミダゾール（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）とオクタデシルジメチルクロロシラン（成分Ｂ，ＯＤＭＣＳ，ＡｌｄｒｉｃｈまたはＧｅｌｅｓｔ）を加えた。次に反応混合物を３時間加熱還流した。反応混合物１ｊおよび１ｋでは、トルエン２００ｍＬを使用し、イミダゾールをＣＰＴＭＳと同時に加えた。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから入手）で順次洗浄した。次に生成物を８０℃で１６時間減圧乾燥した。反応データを表１にまとめる。生成物１ａは成分Ａシラン助剤の使用を利用しない対照実験とした。生成物１ｂ〜１ｌでは、成分Ａシラン助剤の添加率を０．０３〜１０．６μｍｏｌ／ｍ２とし、成分Ａに対するＢの添加モル比を０．１９〜６６．６とした。生成物１ｋおよび１ｌにはイミダゾールと反応することが知られているクロロプロピルシラン基を粒子に導入し、イミダゾールプロピル基を得た［Ａ．Ｍ．Ｌａｚａｒｉｎ，Ｙ．Ｇｕｓｈｉｋｅｍ ａｎｄ Ｓ．Ｃ．ｄｅＣａｓｔｒｏ，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，２０００，１０，２５２６；Ｂ．Ｇａｄｅｎｎｅ，Ｐ．Ｈｅｓｅｍａｎｎ，Ｊ．Ｊ．Ｅ．Ｍｏｒｅａｕ Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００４，１７６８］。１３Ｃ ＣＰ−ＭＡＳ ＮＭＲ分光法を使用してクロロプロピル基とイミダゾールの反応を確認した。
元素分析により測定した表面修飾後の粒子％Ｎの差により成分Ａシラン助剤の表面被覆率を求めた。表１に示すように、未結合ＢＥＨ粒子と生成物１ａ〜１ｃはこの測定により計測可能な窒素含有率に達しなかった。ＮＤは計測不能を意味する。元素分析により測定した表面修飾前後の粒子％Ｃの差によりＣ１８基の表面被覆率を求めた。シラン助剤が完全に凝縮していると仮定することにより成分Ａシラン助剤に起因する炭素含有量を除外する方法（補正法Ｉ）または成分Ａシラン助剤被覆率計算から得られた数値を使用する方法（補正法ＩＩ）により、Ｃ１８基の表面被覆率を補正することができる。生成物１ｂ〜１ｊでは、Ｃ１８被覆率の補正を過大評価している可能性があるが、それでも非常に小さい（０．１１μｍｏｌ／ｍ２未満）。
Figure 2015215354
［実施例２］
トルエン（１００ｍＬ）還流下でイミダゾール（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＴ）を使用して実施例１からの材料をトリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）で４時間修飾した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄後、８０℃で１６時間減圧乾燥した。反応データを表２にまとめる。
Figure 2015215354
［実施例３］
ディーン・スタークトラップを使用して（米国特許第６，６８６，０３５号に記載の方法に従って製造された）式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４のＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１８２〜１８５ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７２〜０．７６ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１４２〜１５１Å）をトルエン（５ｍＬ／ｇ，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ）中で１時間還流した。冷却後、成分Ａシラン助剤としてアミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）、２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（４ＰＥ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）、ジエチルホスファトエチルトリエトキシシラン（ＤＥＰＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）または２−（４−クロロスルホニルフェニル）エチルトリクロロシラン（ＳＰＥＴＣＳ，５０％トルエン溶液，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ ＰＡ）を添加した。反応混合物を１時間加熱還流した。冷却後、イミダゾール（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）とオクタデシルトリクロロシラン（成分Ｂ，ＯＤＴＣＳ，Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）を加えた。次に反応混合物を１６時間加熱還流した。生成物３ｃは３時間反応させた。生成物３ａｆ〜３ａｊには成分Ｂを加えなかった。
次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄した。次に材料をアセトン／０．１２Ｍ酢酸アンモニウム水溶液（Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）中で２時間（加水分解型Ａ）、アセトン／０．１Ｍ重炭酸アンモニウム（ｐＨ８）水溶液中で５０℃にて２０時間（加水分解型Ｂ）、またはアセトン／０．１Ｍ重炭酸アンモニウム（ｐＨ１０）水溶液中で５０℃にて２０時間（加水分解型Ｃ）還流した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄した。次に生成物を８０℃で１６時間減圧乾燥した。反応データを表３にまとめる。シラン助剤（成分Ａ）添加率は０．０３〜３．７０μｍｏｌ／ｍ２とし、成分Ａに対するＢの添加モル比は４．３〜１３３．４とした。
元素分析により測定した表面修飾前後の粒子％Ｃの差によりＣ１８基の表面被覆率を求めた。シラン助剤が完全に凝縮していると仮定することによりシラン助剤に起因する炭素含有量を除外する方法により得たＣ１８基の被覆率の補正はこのデータセットでは小さかった（０．１５μｍｏｌ／ｍ２未満）ので、表３には記入しなかった。生成物３ａｊは滴定によるイオン交換容量が０．２２ｍｅｑｕｉｖ／ｇであった。
Figure 2015215354
Figure 2015215354
［実施例４］
トルエン（５ｍＬ／ｇ）還流下でイミダゾール（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）を使用して実施例３からの材料をトリエチルクロロシラン（ＴＥＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）またはｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシラン（ＴＢＤＭＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）で４〜２０時間修飾した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄後、８０℃で１６時間減圧乾燥した。反応混合物４ａ〜４ｇおよび４ｍ〜４ａｂは４時間反応させ、反応混合物４ｈ〜４ｌは２０時間反応させた。反応混合物４ｍ〜４ａｂには更にトリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）とイミダゾールを加え、反応混合物を更に１６時間加熱した。選択した生成物を同様の方法で更にＴＭＣＳ（反応混合物４ｋ）またはヘキサメチルジシラザン（反応混合物４ｃ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）と反応させた。反応データを表４にまとめる。
Figure 2015215354
［実施例５］
ディーン・スタークトラップを使用して（米国特許第６，６８６，０３５号に記載の方法に従って製造された）式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４のＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；３．９μｍ，６．６８％Ｃ；ＳＳＡ＝１８２ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７５ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１４８Å）をトルエン（５ｍＬ／ｇ，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ）中で１時間還流した。冷却後、成分Ａシラン助剤としてアミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）、２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（４ＰＥ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）または２−（カルボメトキシ）エチルトリクロロシラン（ＣＭＥＴＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を添加した。反応混合物を１時間加熱還流した。反応混合物５ｆおよび５ｇには、ＡＰＴＥＳとＣＭＥＴＣＳの混合物を使用した。冷却後、イミダゾール（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）またはジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ，Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）と、成分Ｂシランとしてフェニルヘキシルトリクロロシラン（ＰＴＣＳ）、オクチルトリクロロシラン（ＯＴＣＳ，Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）、ペンタフルオロフェニルプロピルトリクロロシラン（ＰＦＰＰＴＣＳ）またはオクタデシルジメチルクロロシラン（ＯＤＭＣＳ，Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）を加えた。生成物５ａ〜５ｈにはイミダゾールを使用した。生成物５ｉ〜５ｔにはＤＩＰＥＡを使用した。その後、反応混合物を１６時間加熱還流した。
反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄した。次に材料を実施例３に詳述したように加水分解した。生成物５ａ〜５ｈは加水分解型Ａを使用した。生成物５ｉ〜５ｕは加水分解型Ｃを使用した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄した。次に生成物を７０℃で１６時間減圧乾燥した。反応データを表５にまとめる。成分Ａシラン助剤添加率は０．０３〜０．３５μｍｏｌ／ｍ２とし、成分Ａに対するＢの添加モル比は６．５〜１３３．３とした。元素分析により測定した表面修飾前後の粒子％Ｃの差により表面被覆率を求めた。
Figure 2015215354
［実施例６］
トルエン（５ｍＬ／ｇ）還流下でイミダゾール（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）を使用して実施例５からの材料をトリエチルクロロシラン（ＴＥＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）またはｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシラン（ＴＢＤＭＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）で１７〜２０時間修飾した。反応混合物６ｅ、６ｉ〜６ｏおよび６ｑには４時間後に更にＴＭＣＳとイミダゾールを加え、反応混合物を更に１６時間加熱した。反応混合物６ｉおよび６ｊでは、イミダゾールの代わりにジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ，Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）を使用した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄後、７０℃で１６時間減圧乾燥した。生成物６ｐの試料はアセトニトリル水溶液中または実施例３の加水分解Ｃで更に加水分解した。炭素含有率の目立った変化は認められなかった。反応データを表６にまとめる。
Figure 2015215354
［実施例７］
ディーン・スタークトラップを使用して（米国特許第６，６８６，０３５号に記載の方法に従って製造された）式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４のＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（１５ｇ，１．７μｍ，Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝９２ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７３ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝３１１Å）をトルエン（１００ｍＬ，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ）中で２時間還流した。冷却後、成分Ａシラン助剤としてアミノプロピルトリエトキシシラン（０．０１８ｇ，添加率０．０６μｍｏｌ／ｍ２，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を添加し、反応混合物を１時間加熱還流した。冷却後、イミダゾール（５．０６ｇ，Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）と、成分Ｂシランとしてｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシラン（２．０８ｇ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を加えた。次に反応混合物を２０時間加熱還流した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄後、８０℃で１６時間減圧乾燥した。元素分析により測定した表面修飾前後の粒子％Ｃの差（７．８８％Ｃ）により生成物７ａの表面被覆率を求めた処、２．５０μｍｏｌ／ｍ２であった。
［実施例８］
ディーン・スタークトラップを使用して多孔質シリカ粒子（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；３．５μｍ；ＳＳＡ＝２５１ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．８０ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１１９Å）をトルエン（シリカ１グラム当たり５ｍＬ，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ）中で１時間還流した。冷却後、成分Ａシラン助剤としてアミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）または２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（４ＰＥ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を添加した。生成物８ａにはＡＰＴＥＳを使用した。生成物８ｂ〜ｄには４ＰＥを使用した。反応混合物を１時間加熱還流した。冷却後、イミダゾール（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）またはジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ，Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）と、成分Ｂシランとしてフェニルヘキシルトリクロロシラン（ＰＴＣＳ）、ペンタフルオロフェニルプロピルトリクロロシラン（ＰＦＰＰＴＣＳ）またはオクタデシルジメチルクロロシラン（ＯＤＭＣＳ，Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）を加えた。生成物８ａおよび８ｂにはイミダゾールを使用した。生成物８ｃおよび８ｄにはＤＩＰＥＡを使用した。その後、反応混合物を２０時間加熱還流した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄した。次に材料をアセトン／０．１Ｍ酢酸アンモニウム水溶液（Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）中で３．５時間還流した。生成物８ｂ、８ｃおよび８ｄは５０℃に２０時間加熱した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄した。次に生成物を８０℃で１６時間減圧乾燥した。元素分析により測定した表面修飾前後の粒子％Ｃの差により生成物の表面被覆率を求めた。生成物８ａは生成物４ｃについて記載したと同様に更に反応させ、生成物８ｅを得た。生成物８ｂおよび８ｄは生成物４ｍについて記載したと同様に更に反応させ、生成物８ｆおよび８ｇを得た。反応データを表７にまとめる。
［実施例９］
表８に示す中性、極性および塩基性化合物の混合物の分離に実施例２、４、６および８からの多孔質粒子の試料を使用した。スラリー充填技術を使用して２．１×１００ｍｍクロマトグラフィーカラムに充填した。クロマトグラフィーシステムはＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）ＳｙｓｔｅｍとＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）Ｔｕｎａｂｌｅ ＵＶ検出器から構成した。データ収集および解析にはＥｍｐｏｗｅｒ ２ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｄａｔａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（Ｂｕｉｌｄ ２１５４）を使用した。移動相条件は２０ｍＭ Ｋ２ＨＰＯ４／ＫＨ２ＰＯ４，ｐＨ７．００±０．０２／メタノール（４０／６０ｖ／ｖ）；流速：０．２５ｍＬ／ｍｉｎ；温度：３０℃；検出：２５４ｎｍ；被験物：ウラシル、プロプラノロール、ブチルパラベン、ナフタレン、フタル酸ジプロピル、アセナフテンおよびアミトリプチリンとした。カラム４ｇおよび８ａを２３℃で試験した。
実施例２、４、６、７および８からの粒子を充填したカラムはこれらの条件下で中性、極性および塩基性化合物の分離に十分な保持と分解を実現することが認められる。相対保持率は被験物の保持時間をアセナフテンの保持時間で割った数値である。従って、数値が１未満であるならば、保持率はアセナフテンよりも低く、数値が１よりも大きいならば、保持率はアセナフテンよりも高い。（相対保持率はＨＰＬＣ分野で周知のパラメータである。）
Figure 2015215354
Figure 2015215354
Figure 2015215354
［実施例１０］
実施例９の移動相および試験条件を使用して実施例２、４、６および８からの多孔質粒子の試料をＵＳＰピークテーリング係数について評価した。結果を表９に示す。ピークテーリング係数はＨＰＬＣ分野で周知のパラメータである（数値が低いほどテーリングの低下に対応する）。実施例２、４、６、７および８からの粒子を充填したカラムは市販Ｃ１８カラムと同等のテーリング係数を有することが明白である。
Figure 2015215354
［実施例１１］
表１０に示す中性、極性および塩基性化合物の混合物の分離に実施例２〜８からの多孔質粒子の試料を使用した。スラリー充填技術を使用して２．１×１００ｍｍクロマトグラフィーカラムに充填した。生成物５ｉ〜５ｍ、６ｉ〜６ｏおよび８ｃ〜８ｇを充填したカラムは２．１×５０ｍｍクロマトグラフィーカラムを使用した。クロマトグラフィーシステムはＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）ＳｙｓｔｅｍとＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）Ｔｕｎａｂｌｅ ＵＶ検出器から構成した。データ収集および解析にはＥｍｐｏｗｅｒ ２ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｄａｔａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（Ｂｕｉｌｄ ２１５４）を使用した。移動相条件は１５．４ｍＭギ酸アンモニウム，ｐＨ３．００±０．０２／アセトニトリル（６５／３５ｖ／ｖ）；流速：０．２５ｍＬ／ｍｉｎ；温度：３０℃；検出：２５４ｎｍ；被験物：ウラシル、ピレンスルホン酸、デシプラミン、アミトリプチリン、ブチルパラベンおよびトルエンとした。カラム４ｇおよび８ａは２３℃で試験した。
実施例２〜８からの粒子を充填したカラムはこれらの条件下で中性、極性および塩基性化合物の分離に十分な保持と分解を実現することが認められる。相対保持率は被験物の保持時間をトルエンの保持時間で割った数値である。従って、数値が１未満であるならば、保持率はトルエンよりも低く、数値が１よりも大きいならば、保持率はトルエンよりも高い（相対保持率はＨＰＬＣ分野で周知のパラメータである。）。
Figure 2015215354
Figure 2015215354
［実施例１２］
実施例１１の移動相および試験条件を使用して実施例２〜８からの多孔質粒子の試料をＵＳＰピークテーリング係数について評価した。結果を表１１に示す。ピークテーリング係数はＨＰＬＣ分野で周知のパラメータである（数値が低いほどテーリングの低下に対応する）。実施例２〜８からの粒子を充填したカラムは市販Ｃ１８カラムと同等のテーリング係数を有することが明白である。
Figure 2015215354
Figure 2015215354
［実施例１３］
表１２に示す中性化合物と塩基性化合物の混合物の分離に実施例２、４〜８からの多孔質粒子の試料を使用した。スラリー充填技術を使用して２．１×５０ｍｍクロマトグラフィーカラムに充填した。クロマトグラフィーシステムはＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）ＳｙｓｔｅｍとＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）Ｔｕｎａｂｌｅ ＵＶ検出器から構成した。データ収集および解析にはＥｍｐｏｗｅｒ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｄａｔａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（Ｂｕｉｌｄ １１５４）を使用した。勾配条件：４．６分間で０．１％ギ酸（溶媒Ａ）中１５→６５％アセトニトリル（溶媒Ｂ）後、１．４分間保持；流速：０．４ｍＬ／ｍｉｎ；温度：３０℃；検出：２６０ｎｍ；１６．７％メタノール中で調製した塩基性試験混合物：ウラシル、酒石酸メトプロロール、パパベリン、アミトリプチリン；１６．７％メタノール中で調製した中性試験混合物：ウラシル、プレドニゾン、カフェインとした。生成物５ｌ、５ｎ、６ｉ、６ｊ、８ｃおよび８ｆを充填したカラムは１５→９５％アセトニトリルを使用した。比較用カラムＡおよびＢは市販品とし、２．７μｍ Ｃ１８結合型表面多孔質シリカ充填材を充填した。比較用カラムＣは市販品とし、ＯＤＴＣＳで表面修飾後にエンドキャッピングした式（Ｏｉ．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４の１．７μｍ多孔質ハイブリッド粒子を充填した。
３回の注入のピーク幅（４σ）の平均を使用してピークキャパシティを計算した。ピークキャパシティの決定と、低ｐＨ勾配分離における塩基性被験物のピーク形状不良およびそれに伴うピークキャパシティ不良に起因する問題はＨＰＬＣおよびＵＰＬＣ分野で周知である。これらの試験条件下で中性被験物（プレドニゾン）に対する塩基性被験物（アミトリプチリン）のピークキャパシティの比を比較することにより、塩基性被験物クロマトグラフィー性能の良好な比較を行うことができる。ピークキャパシティ比が１に近いならば、塩基性被験物と中性被験物の性能が同等であると判断される。ピークキャパシティ比が０．８未満ならば、クロマトグラフィー性能が実質的に低下したと判断される。ピークキャパシティが１よりも大きいならば、中性被験物よりも塩基性被験物のクロマトグラフィー性能が改善したと判断される。
生成物４ｕ、４ｊおよび４ｎを充填したカラムのピークキャパシティ比を比較することにより、粒度変化による相違を検討することができる。これらの生成物では成分ＡおよびＢの種類と添加率は同様であるが、粒度は１．８μｍ（生成物４ｕ）から２．９μｍ（生成物４ｊ）および３．９μｍ（生成物４ｎ）まで変化する。ピークキャパシティ比を求めると、夫々０．８６、１．０９および１．０２であった。これらの条件下で粒度は性能に影響を与え、特に＜２μｍ充填材では顕著であると結論することができる。生成物４ｕは依然としてピークキャパシティ比が比較用カラムＡ〜Ｄよりも優位に改善されている。
生成物２ａおよび２ｄを充填したカラムのピークキャパシティ比を比較することにより、成分Ａシラン助剤の影響を検討することができる。これらの生成物では粒度、成分Ｂシランの種類および成分Ｂシランの添加率が同様である。生成物２ａには成分Ａシラン助剤を添加していない。生成物２ｄは０．３μｍｏｌ／ｍ２のＡＰＴＥＳを添加して製造した。ピークキャパシティ比を求めると、夫々０．７２および１．１８であった。これらの条件下で成分Ａシラン助剤の種類は性能を改善すると結論することができる。
生成物４ｃおよび４ｉを充填したカラムのピークキャパシティ比を比較することにより、成分Ａシラン助剤の種類の相違を検討することができる。これらの生成物では粒度と成分Ｂシランの添加率が同様である。同一の成分Ａシラン助剤添加率を使用して製造したが、成分Ａシラン助剤の種類を生成物４ｃではＡＰＴＥＳとし、生成物４ｉでは４ＰＥとした。ピークキャパシティ比を求めると、夫々０．７４および０．３８であった。これらの条件下で成分Ａシラン助剤の種類は性能に影響を与えると結論することができる。
生成物４ｈおよび４ｊを充填したカラムのピークキャパシティ比を比較することにより、成分Ａシラン助剤の添加率の相違を検討することができる。これらの生成物では粒度、成分Ｂシランの種類および成分Ｂシランの添加率が同様である。これらの生成物は同一種の成分Ａシラン助剤を使用して製造したが、成分Ａの添加率は０．０６μｍｏｌ／ｍ２（生成物４ｈ）から０．３μｍｏｌ／ｍ２（生成物４ｊ）まで変化させた。ピークキャパシティ比を求めると、夫々０．６７および１．０９であった。これらの条件下で成分Ａシラン助剤の添加率は性能に影響を与えると結論することができる。
生成物４ｋおよび６ｅを充填したカラムのピークキャパシティ比を比較することにより、成分Ｂシランの種類の相違を検討することができる。これらの生成物では粒度、成分Ａシラン助剤の種類および成分Ａシラン助剤の添加率が同様である。これらの生成物は同一の成分Ｂシラン添加率で製造したが、成分Ｂシランの種類を生成物４ｋではＯＤＴＣＳとし、生成物６ｅではＯＴＣＳとした。ピークキャパシティ比を求めると、夫々１．０２および０．３４であった。これらの条件下で成分Ｂシランの種類は性能に影響を与えると結論することができる。
生成物４１および４ｊを充填したカラムのピークキャパシティ比を比較することにより、成分Ｂシラン添加率の相違を検討することができる。これらの生成物では粒度、成分Ａシラン助剤の種類および添加率が同様である。これらの生成物は同一の成分Ｂシランを使用して製造したが、成分Ｂシラン添加率は４μｍｏｌ／ｍ２（生成物４１）と２μｍｏｌ／ｍ２（生成物４ｊ）とした。ピークキャパシティ比を求めると、夫々０．４５および１．０９であった。これらの条件下で成分Ｂシラン添加率は性能に影響を与えると結論することができる。
Figure 2015215354
Figure 2015215354
［実施例１４］
塩基性被験物の負荷量増加による効率の相違について実施例２および４からの多孔質粒子の試料を評価した。スラリー充填技術を使用して４．６×１５０ｍｍクロマトグラフィーカラムに充填した。クロマトグラフィーシステムはＡｌｌｉａｎｃｅ ＨＰＬＣ（登録商標）ＳｙｓｔｅｍとＷａｔｅｒｓ ９９６ ＰＤＡ検出器から構成した。データ収集および解析にはＥｍｐｏｗｅｒ ２ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｄａｔａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（Ｂｕｉｌｄ ２１５４）を使用し、注入量２０μＬ；流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ；温度：３０℃；検出：２３０ｎｍ；被験物：アミトリプチリンまたはプロプラノロール（移動相中６０μｇ／ｍＬに調製）とした。被験物のカラム負荷量は表１３に示す通り、０．１μｇ〜２．５μｇとした。同等の保持係数（０．９〜２．０）とするために、アミトリプチリン［アセトニトリル／水（６０／４０ｖ／ｖ）中０．０５％ ＴＦＡ］とプロプラノロール［アセトニトリル／水（７０／３０ｖ／ｖ）中０．０５％ ＴＦＡ］を使用する分離に合わせて移動相条件を調整した。比較用カラムＡは市販品とし、５μｍ Ｃ１８結合型多孔質シリカ充填材を充填した。比較用カラムＢは市販品とし、ＯＤＴＣＳで表面修飾後にエンドキャッピングした式（Ｏｉ．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４の５μｍ多孔質ハイブリッド充填材を充填した。比較用カラムＣおよびＤは市販品とし、有機機能性シランで表面修飾後にＣ１８表面修飾した５μｍ多孔質シリカ充填材を充填した。
低ｐＨアイソクラチック条件下で使用した場合に塩基性被験物では負荷量を増すと効率低下とピーク形状の悪化が認められることはＨＰＬＣおよびＵＰＬＣ分野で周知である。理論に限定するものではないが、塩基性被験物の分離性能のこの悪化は被験物の過剰負荷に起因すると考えられている。表１２に示すように、高負荷量での性能低下はアミトリプチリンまたはプロプラノロール負荷量０．１〜１．２μｇまたは０．１〜２．５μｇでのカラム効率の低下率百分率として判定される。
アミトリプチリンおよびプロプラノロール負荷量１．２μｇおよび２．５μｇでも同様の結果が得られた。この試験で良好な性能であったカラムとしては、生成物２ｃ、２ｇおよび４ｇを充填したカラムが挙げられ、被験物負荷量１．２μｇで効率低下率が低かった（＜２０％）。これらのカラムは比較用カラムＡおよびＣと同等の性能であり、比較用カラムＢおよびＤよりも性能が改善された。これらの良好な性能のカラムは１．２μｇと２．５μｇの負荷量の間の効率低下の差が約１００％であった。試験した他のカラムは被験物負荷量１．２μｇで効率低下率が高く（＞２０％）、１．２μｇと２．５μｇの負荷量の間の効率低下の差は約２５〜５０％であった。
生成物２ｃおよび２ｇを充填したカラムについてアミトリプチリン効率の低下率（カラム負荷量１．２μｇ）を比較することにより、成分Ａシラン助剤の種類の影響を検討することができる。これらの生成物は成分Ｂシランの種類と成分Ｂシランの添加率が同一である。同一の成分Ａシラン助剤添加率を使用して製造したが、成分Ａシラン助剤は生成物２ｃではＡＰＴＥＳとし、生成物２ｇでは４ＰＥとした。アミトリプチリン効率の低下率を求めた処、夫々４％と１３％であった。
生成物４ｃ、４ｆおよび４ｇを充填したカラムについてアミトリプチリン効の低下率（カラム負荷量１．２μｇ）を比較することにより、成分Ａシラン添加率の影響を検討することができる。これらの生成物は成分Ｂシランの種類と成分Ｂシランの添加率が同一である。同一の成分Ａシラン助剤の種類を使用して製造したが、成分Ａシラン添加率は生成物４ｃでは０．０６μｍｏｌ／ｍ２、生成物４ｆでは０．１２μｍｏｌ／ｍｍ２、生成物４ｇでは０．２０μｍｏｌ／ｍ２とした。アミトリプチリン効率の低下率を求めた処、夫々４０％、３４％および１０％であった。
生成物２ｃおよび４ｂを充填したカラムについてアミトリプチリン効率の低下率（カラム負荷量１．２μｇ）を比較することにより、成分Ｂシランの種類の影響を検討することができる。これらの生成物は成分Ａシラン助剤の種類と成分Ａシラン助剤の添加率が同一である。同一の成分Ｂシラン添加率を使用して製造したが、成分Ｂシランの種類を生成物２ｃではＯＤＭＣＳとし、生成物４ｂではＯＤＴＣＳとした。アミトリプチリン効率の低下率を求めた処、夫々４％と４３％であった。
Figure 2015215354
［実施例１５］
疎水性表面基とイオン性修飾剤を示すように表面シラノール基を修飾する手順として、実施例１、３、５、７および８に詳述した一般手順を適用し、各種多孔質材料の表面シラノール基を修飾する。本実施例ではシリカ、ハイブリッド無機／有機材料、ハイブリッド無機／有機表面層を付加したハイブリッド無機／有機、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、ポリマーまたは炭素材料、およびシリカ表面層を付加したハイブリッド無機／有機、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、ポリマーまたは炭素材料からなるモノリス、球状、顆粒状、表面多孔質および不規則材料を使用する。球状、顆粒状または不規則材料の粒度は５〜５００μｍ、より好ましくは１５〜１００μｍ、より好ましくは２０〜８０μｍ、より好ましくは４０〜６０μｍとする。これらの材料のＡＰＤは３０〜２，０００Å、より好ましくは４０〜２００Å、より好ましくは５０〜１５０Åとする。これらの材料のＳＳＡは２０〜１０００ｍ２／ｇ、より好ましくは９０〜８００ｍ２／ｇ、より好ましくは１５０〜６００ｍ２／ｇ、より好ましくは３００〜５５０ｍ２／ｇとする。これらの材料のＴＰＶは０．３〜１．５ｃｍ３／ｇ、より好ましくは０．５〜１．２ｃｍ３／ｇ、より好ましくは０．７〜１．１ｃｍ３／ｇとする。モノリス材料のマクロポア直径は０．１〜３０μｍ、より好ましくは０．５〜２５μｍ、より好ましくは１〜２０μｍとする。
イオン性修飾剤である成分Ａは実施例１、３、５、７および８で使用した基から選択するか、あるいは酸性イオン性修飾剤を含む式（Ｉ）、式（ＩＩ）または式（ＩＩＩ）を有する基から選択し、限定されないが、アルキル、アリールおよびアリールアルキル基を含有するリン酸、カルボン酸、スルホン酸およびボロン酸の保護体および非保護体が挙げられる。
式ＩおよびＩＩの好ましいシランイオン性修飾試薬としては、４−ピリジルアルキルトリアルコキシシラン、３−ピリジルアルキルトリアルコキシシラン、２−ピリジルアルキルトリアルコキシシラン、イミダゾールアルキルトリアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、モノアルキルアミノアルキルトリアルコキシシランおよびジアルキルアミノアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。
式ＩＩＩの好ましいシランイオン性修飾試薬としては、トリシラノール、トリアルコキシシランまたはトリクロロシラン、スルホン酸アルキルシラン、スルホン酸フェニルアルキルシラン、スルホン酸ベンジルアルキルシラン、スルホン酸フェニルシラン、スルホン酸ベンジルシラン、カルボン酸アルキルシラン、カルボン酸フェニルアルキルシラン、カルボン酸ベンジルアルキルシラン、カルボン酸フェニルシラン、カルボン酸ベンジルシラン、リン酸アルキルシラン、ホスホン酸フェニルアルキルシラン、ホスホン酸ベンジルアルキルシラン、ホスホン酸フェニルシラン、ホスホン酸ベンジルシラン、ボロン酸アルキルシラン、ボロン酸フェニルアルキルシラン、ボロン酸ベンジルアルキルシラン、ボロン酸フェニルシラン、ボロン酸ベンジルシランの酸保護体、酸脱保護体、クロロ体および塩が挙げられる。
［実施例１６］
実施例１５で製造した選択材料からの残留シラノール基を実施例２、４および６に詳述したプロトコルに従って更に反応させる。
［実施例１７］
一般手順で、プロパノールハイブリッドで包囲したハイブリッド粒子（生成物１７ａ）を以下のように多段階法で製造した。
フラスコでアセトキシプロピルトリメトキシシラン（７００ｇ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）をエタノール（３７４ｇ，無水，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇｈ，ＮＪ）および０．０１Ｍ酢酸水溶液（２２ｇ，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇｈ，ＮＪ）と混合した。得られた溶液をアルゴンまたは窒素雰囲気下で１６時間撹拌・還流した。大気圧でアルコールをフラスコから留去した。アルゴンまたは窒素スイープ流下で１１０℃に１７時間加熱することにより残留アルコールと揮発種を除去した。得られたポリオルガノアルコキシシロキサンは粘度９５ｃＰの透明な粘性液体であった。
（米国特許第６，６８６，０３５号に記載の方法に従って製造された）式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４のＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（２０ｇ，Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１９０ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．８０ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１５５Å）の脱水トルエン（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ；５ｍＬ／ｇ）懸濁液にこのポリオルガノアルコキシシロキサンを加えた。ディーン・スタークトラップを使用してこの反応混合物を８０℃に１時間、１１０℃に２０時間加熱し、残留水を除去した。反応混合物を室温まで冷却し、粒子を０．５μｍ濾紙で分離し、エタノール（無水，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇｈ，ＮＪ）を使用して繰返し洗浄した。次に材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇｈ，ＮＪ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）および３０％水酸化アンモニウム（２０ｇ；Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇｈ，ＮＪ）に懸濁し、５０℃まで４時間加熱した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水とメタノール（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ）で順次洗浄した。次に生成物を８０℃で１６時間減圧乾燥した。
次にスラリー濃度５ｍＬ／ｇとなるように粒子を０．３Ｍトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン水溶液（ＴＲＩＳ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）と混合した。酢酸（Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇｈ，ＮＪ）を使用して得られたスラリーのｐＨを９．８に調整した。次にスラリーをステンレス鋼オートクレーブに入れ、１５５℃まで２０時間加熱した。オートクレーブで室温まで冷却後、生成物を０．５μｍ濾紙で分離し、水とメタノール（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｓｕｗａｎｅｅ，ＧＡ）で洗浄した。次に粒子を８０℃で１６時間減圧乾燥した。
次に粒子を１モル塩酸溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）に２０時間９８℃にて分散させた。粒子を０．５μｍ濾紙で分離し、中性ｐＨまで水洗後、アセトン（ＨＰＬＣグレード，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，Ｎ．Ｊ．）で洗浄した。粒子を８０℃で１６時間減圧乾燥した。このアプローチにより得られた生成物は８．１〜８．６％Ｃ；ＳＳＡ＝１５０〜１６６ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．６〜０．７ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１３４〜１４５Å）である。ＮＭＲ分光法を使用して構造解析を実施した。元素分析を使用して粒子％Ｃの差によりプロパノール基の表面被覆率を求めた処、３．２〜３．８μｍｏｌ／ｍ２であった。
［実施例１８］
実施例１７からのプロパノールハイブリッドで包囲したハイブリッド粒子をアルゴンブランケット下に脱水トルエン（５ｍＬ／ｇ，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）中、オクタデシルイソシアネート（ＯＤＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、ペンタフルオロフェニルイソシアネート（ＰＦＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、２，２−ジフェニルエチルイソシアネート（ＤＰＥＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、４−シアノフェニルイソシアネート（４ＣＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）または３−シアノフェニルイソシアネート（３ＣＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）で修飾した。懸濁液を１６時間加熱還流（１１０℃）後、＜３０℃まで冷却した。粒子をフィルター装置に移し、トルエンとアセトンで十分に洗浄した。次に材料を実施例３の加水分解セクションに詳述したように処理するか、または材料をアセトンと１％トリフルオロ酢酸（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）溶液（１０ｍＬ／ｇ粒子）の１：１ｖ／ｖ混液中で５０℃に１時間加熱した（加水分解Ｄ）。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、アセトンとトルエン（７０℃に加熱）で順次洗浄した。次に生成物を７０℃で１６時間減圧乾燥した。反応データを表１４にまとめる。元素分析により測定した表面修飾前後の粒子％Ｃの差によりカルバメート基の表面被覆率を求めた。
Figure 2015215354
［実施例１９］
実施例１８の材料をトルエン（５ｍＬ／ｇ）還流下に更にアミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）、２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（４ＰＥ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）または２−（２−ピリジルエチル）トリメトキシシラン（２ＰＥ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）で２０時間修飾した。生成物１９ａおよび１９ｂを４時間反応させた。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄した。次に材料を実施例３の加水分解セクションに詳述したように処理するか、または材料をアセトンと１％トリフルオロ酢酸（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）溶液（１０ｍＬ／ｇ粒子）の１：１ｖ／ｖ混液中で５０℃に１時間加熱した（加水分解Ｄ）。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトンで順次洗浄後、７０℃で１６時間減圧乾燥した。反応データを表１５に示す
Figure 2015215354
Figure 2015215354
［実施例２０］
実施例１９の選択材料を実施例４に詳述したようにエンドキャッピングにより更に修飾した。データを表１６にまとめる。
Figure 2015215354
［実施例２１］
実施例１７からのプロパノールハイブリッドで包囲したハイブリッド粒子をトルエン（５ｍＬ／ｇ）還流下に２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（４ＰＥ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）で２０時間修飾した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄した。次に材料を実施例３の加水分解Ｃに従って処理した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトンで順次洗浄した。次に選択した生成物を７０℃で１６時間減圧乾燥した。反応データを表１７にまとめる。
Figure 2015215354
［実施例２２］
加水分解Ｃを使用して実施例２１からの生成物を実施例１８に詳述したようにイソシアネートで修飾した。反応データを表１８にまとめる。
Figure 2015215354
［実施例２３］
実施例３、４、２１および２２で製造した選択材料について、以下の手順を使用して表面ピリジル基（イオン性修飾剤）の濃度を定量した。２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（１．１２μｍｏｌ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）のメタノール（０．４ｍＬ，ＨＰＬＣグレード）溶液を実施例３、２１または２２からの試料（０．２０００ｇ）に加えた。次に水酸化ナトリウム溶液（４．０ｍＬ，２．５Ｍ）を使用して試料を６４℃で６０分間温浸した。試料をＭｉｌｌｅｘ−ＬＣＲフィルター（０．４５μｍ，２５ｍｍ，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）で濾過し、ヘキサン（ＨＰＬＣグレード）で抽出した。次にＵＶ／Ｖｉｓｉｂｌｅ分光計（３００〜２４０ｎＭ，０．１ｎＭ間隔，走査速度＝１２０ｎＭ／ｍｉｎ，スリット幅＝２ｎＭ）を使用して水層を分析した。基材粒子のに吸光度寄与を補正しながら２種類の波長での吸光度を使用してピリジル基の濃度を計算した。結果を表１９にまとめる。これらの結果によると、表面上のピリジルエチル基（成分Ａ）の濃度は添加時よりも低下している。成分Ｂの被覆率測定値を使用し、Ｂ／Ａの表面被覆率測定値の比を求めることができる。この結果、Ｂ／Ａの表面被覆率の比（８〜１９０）は添加モル比（６〜８０）よりも範囲が広くなる。
Figure 2015215354
［実施例２４］
（米国特許第６，６８６，０３５号に記載の方法に従って製造された）式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４の５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（２５ｇ，Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１９０ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．８０ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１５５Å）の脱水トルエン（２５０ｍＬ，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）懸濁液に成分Ａとして２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（０．２１８２ｇ，０．２μｍｏｌ／ｍ２，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を加えた後、実施例１７に詳述したプロパノールハイブリッドで包囲したハイブリッド粒子の一般作製手順に従った。この反応の生成物２４ａは８．３％Ｃおよび３．７０μｍｏｌ／ｍ２プロパノール基を有するプロパノールハイブリッドで包囲したハイブリッド粒子の形成中に低レベルのイオン性修飾剤を取込んだ。
［実施例２５］
実施例１８に詳述したと同様の方法で加水分解Ｃを使用して実施例２４からの部分生成物２４ａ（１６．２ｇ）を成分Ｂとしてオクタデシルイソシアネート（７．５１ｇ，１０μｍｏｌ／ｍ２）と反応させた。この反応の生成物は１４．２７％Ｃおよびカルバメート基２．００μｍｏｌ／ｍ２であった。こうして得られた生成物２５ａはＢ／Ａ添加モル比が５０であった。
［実施例２６］
実施例１７に詳述したプロパノールハイブリッドで包囲したコア材料の一般作製手順を各種多孔質材料に適用する。実施例１５に詳述したコア材料も使用する。
［実施例２７］
実施例１、３もしくは５に詳述したシランアプローチまたは実施例１８に詳述したイソシアネートアプローチを使用し、実施例２６で製造したこれらのプロパノールハイブリッドで包囲したコア材料の表面を成分Ｂとして疎水性基で修飾する。
実施例１９に詳述したシランアプローチを使用し、これらの材料の表面を成分Ａイオン性修飾剤で更に修飾する。あるいは、実施例１８に詳述したアプローチに従い、Ｚがイソシアネートまたは１−カルバモイルイミダゾールである式タイプＩまたはＩＩのイオン性修飾試薬と表面プロパノール基を反応させる。好ましいイオン性修飾剤としては、４−ピリジルアルキルイソシアネート、３−ピリジルアルキルイソシアネート、２−ピリジルアルキルイソシアネート、イミダゾールアルキルイソシアネート、１−（Ｎ−（４−ピリジルアルキル）カルバモイル）イミダゾール、１−（Ｎ−（３−ピリジルアルキル）カルバモイル）イミダゾール、１−（Ｎ−（２−ピリジルアルキル）カルバモイル）イミダゾールおよび１−（Ｎ−（イミダゾール−１−イルアルキル）カルバモイル）イミダゾールが挙げられる。
あるいは、実施例１８に詳述したアプローチに従い、Ｚがイソシアネートまたは１−カルバモイルイミダゾールである式ＩＩＩのイオン性修飾試薬と表面プロパノール基を反応させる。好ましいイオン性修飾剤としては、イソシアナトアルキルスルホン酸、イソシアナトアルキルカルボン酸、イソシアナトアルキルリン酸、イソシアナトアルキルボロン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アルキルスルホン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アルキルカルボン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アルキルリン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アルキルボロン酸、イソシアナトアリールスルホン酸、イソシアナトアリールカルボン酸、イソシアナトアリールリン酸、イソシアナトアリールボロン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アリールスルホン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アリールカルボン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アリールリン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アリールボロン酸、イソシアナトアリールアルキルスルホン酸、イソシアナトアリールアルキルカルボン酸、イソシアナトアリールアルキルリン酸、イソシアナトアリールアルキルボロン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アリールアルキルスルホン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アリールアルキルカルボン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アリールアルキルリン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アリールアルキルボロン酸、イソシアナトアルキルアリールアルキルスルホン酸、イソシアナトアルキルアリールアルキルカルボン酸、イソシアナトアルキルアリールアルキルリン酸、イソシアナトアルキルアリールアルキルボロン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アルキルアリールアルキルスルホン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アルキルアリールアルキルカルボン酸、［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アルキルアリールアルキルリン酸および［（イミダゾール−１−カルボニル）アミノ］アルキルアリールアルキルボロン酸の酸保護体と酸非保護体が挙げられる。
［実施例２８］
疎水性基の前にイオン性基を反応させる以外は、実施例２７に詳述したようにこれらのプロパノールハイブリッドで包囲したコア材料の表面を修飾する。
［実施例２９］
実施例２４に詳述したイオン性基を有するプロパノールハイブリッドで包囲したコア材料を製造するための一般手順を各種コア材料に適用する。実施例１５に詳述したコア材料も使用する。実施例１、３もしくは５に詳述したシランアプローチを使用するか、または実施例１８に詳述したイソシアネートアプローチを使用し、これらのプロパノールハイブリッドで包囲したコア材料の表面を疎水性基で修飾する。
［実施例３０］
実施例２、４、６および２０に詳述したアプローチを使用し、実施例２７〜２９で製造した材料の表面を更に修飾するか、または表面プロパノール基を実施例１８に詳述したように更にアルキルイソシアネートもしくはアリールイソシアネートと反応させる。
［実施例３１］
ハイブリッドで包囲したハイブリッド粒子を製造するための一般手順を使用し、実施例１７および２４に詳述した一般アプローチに従い、実施例１５に詳述したコア材料を使用し、シラノール基とプロパノール基以外の反応性表面基を有するハイブリッドで包囲した新規材料を製造する。ビニル、ハロアルキル、アミノアルキル、エポキシまたはフェニル基を有するハイブリッド表面を作製する場合には、別の反応を実施して疎水性またはイオン性修飾剤を結合させる。ラジカル付加、メタセシス、エポキシド化およびヒドロシリル化を使用してビニル基を修飾する。ハロアルキル基を求核置換およびグリニャール反応により修飾する。アミノアルキル基を酸、イソシアネートまたは求核置換反応させる。表面アルコール基を示すようにエポキシ基を加水分解するか、またはアミンと反応させる。フェニル基をクロロメチル基、スルホン基またはニトロ基で置換する。Ｚが（限定されないが）シラン、シラノール、エーテル、アミン、アルキルアミン、ジアルキルアミン、イソシアネート、アシルクロリド、トリフラート、イソシアネート、チオシアネート、イミダゾールカーボネート、１−カルバモイルイミダゾール、ＮＨＳエステル、カルボン酸、エステル、エポキシド、アルキン、アルケン、アジド、−Ｂｒ、−Ｃｌまたは−Ｉ等の化学反応基を表す式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩ型のイオン性修飾試薬が得られる。
実施例２７〜３０に詳述したようにこれらの材料を更に修飾する。
［実施例３２］
一般手順で、イオン性修飾剤を含有しており、プロパノールで包囲した粒子を多段階法で製造する。イミダゾールを使用し、実施例３からの生成物３ａｆ〜３ａｈを脱水トルエン中、アセトキシプロピルトリクロロシランと反応させる。反応混合物を２０時間加熱還流後、冷却し、濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトンで洗浄する。材料をアセトン／０．１Ｍ重炭酸アンモニウム（ｐＨ１０）水溶液中で５０℃にて２０時間還流する。反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトンで順次洗浄する。次に生成物を１Ｎ ＨＣｌ中で高温にて２０時間加水分解する。反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水とアセトンで洗浄する。生成物を８０℃で１６時間減圧乾燥する。このアプローチにより製造した生成物は表面ピリジルエチル基とプロパノール基を有する。
［実施例３３］
イオン性修飾剤で初期修飾し、アセトキシプロピルトリクロロシランまたはポリオルガノアルコキシシロキサンを使用してプロパノールハイブリッドで包囲したコア材料を製造するための一般手順を各種コア材料に適用する。実施例１５に詳述したコア材料も使用する。イオン性修飾剤によるこれらのコア材料の修飾は実施例１、３もしくは５に詳述したシランアプローチを使用して実施するか、または実施例１５に詳述した式Ｉ、ＩＩもしくはＩＩＩのイオン性修飾試薬を使用して実施する。コア材料をアセトキシプロピルトリクロロシランで修飾するための一般アプローチは実施例３３に詳述した。コア材料をアセトキシプロピルトリクロロシランで修飾するための一般アプローチは実施例１７に詳述した。
［実施例３４］
アセトキシプロピルトリメトキシシラン（３２３ｇ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）をフラスコで２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（１３．０４ｇ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）、エタノール（２１８ｇ，無水，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇｈ，ＮＪ）および２．２Ｍ酢酸水溶液（２６ｇ，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇｈ，ＮＪ）と混合した。得られた溶液をアルゴンまたは窒素雰囲気下で１６時間撹拌・還流した。大気圧でアルコールをフラスコから留去した。アルゴンまたは窒素スイープ流下で１１０℃に５時間加熱することにより残留アルコールと揮発種を除去した。得られたポリオルガノアルコキシシロキサンである生成物３４ａは粘度２７ｃＰの透明な粘性液体であった。
［実施例３５］
一般手順で、実施例１７のポリオルガノアルコキシシロキサンの代わりに実施例３４からの生成物３４ａを使用し、イオン性修飾剤を含有しており、プロパノールハイブリッドで包囲したコア材料を多段階法により製造する。
あるいは、プロパノールハイブリッドで包囲したコア材料の製造前にイオン性修飾剤を添加するこの一般製造手順を各種コア材料に適用する。実施例１５に詳述したコア材料も使用する。
［実施例３６］
実施例１、３もしくは５に詳述したシランアプローチまたは実施例１８に詳述したイソシアネートアプローチを使用し、実施例３１〜３３および３５で製造した材料の表面を疎水性基で修飾する。
［実施例３７］
実施例２、４、６および２０に詳述したアプローチまたは実施例１８に詳述したイソシアネートアプローチを使用し、実施例３６で製造した材料の二次表面修飾を行う。
［実施例３８］
実施例１５、１６、１９〜２２、２４〜２５、２７〜３３および３５〜３７で製造した生成物を実施例９〜１４に詳述したようにクロマトグラフィーで評価する。実施例２３に詳述したようにイオン性修飾剤の濃度を測定する。
［実施例３９］
生成物４ａａからの多孔質粒子の試料と３μｍ市販Ｃ１８カラムを異なるｐＨの移動相に暴露した場合のイオン化被験物の保持率の変化について評価した。スラリー充填技術を使用して２．１×５０ｍｍクロマトグラフィーカラムに充填した。クロマトグラフィーシステムはＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）ＳｙｓｔｅｍとＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）Ｔｕｎａｂｌｅ ＵＶ検出器から構成した。データ収集および解析にはＥｍｐｏｗｅｒ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｄａｔａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（Ｂｕｉｌｄ １１５４）を使用し、注入量２μＬ；流速：０．８ｍＬ／ｍｉｎ；温度：３０℃；検出：２６０ｎｍ；被験物：メトプロロールおよびアミトリプチリンとした。７サイクルの前（最初）と後（最後）にデータを比較し、各サイクルでは交互に０．１％ギ酸／アセトニトリル勾配を溶媒として７回注入後、１０ｍＭ重炭酸アンモニウム（ｐＨ１０）／アセトニトリル勾配を溶媒として１７回注入した。酸性とｐＨ１０のどちらの勾配も２．５分で５→９５％アセトニトリルに変化させた。
図１に示すように、異なるｐＨの移動相に暴露した場合のイオン化被験物の保持率の変化は当分野で公知の問題である。市販Ｃ１８カラムはアミトリプチリンの保持率が７％変化したが、生成物４ａａはこれらの条件下でアミトリプチリンの保持率は０．４％しか変化しなかった。理論に限定するものではないが、表面平衡状態に達するのに時間がかかるのはよくないとされている。従来の高純度逆相カラムはｐＨが低いと表面電荷が著しく低下するため、表面電荷が僅かでも変化すると、イオン化被験物の保持率が著しく変化すると思われる。この作用は低イオン強度移動相の使用により悪化する。選択性の変化は可逆的であるため、結合相の減少によるものではなく、中性被験物に保持率の低下は認められない。（拡散を生じるのに十分な時間にわたって）低ｐＨ移動相でカラムを保存および／または平衡させると、最終的にその元の選択性に戻る。高ｐＨでは脱プロトン化シラノールの濃度が比較的高いため、このゆっくりとした平衡は生じない。
これらのデータによると、市販Ｃ１８カラムとは異なり、生成物４ａａは高低ｐＨ勾配条件の方法開発スクリーニングで使用することができ、方法を未使用カラムで確実に実施できる。
［実施例４０］
実施例１３と同様に、中性化合物と塩基性化合物の混合物を分離するために実施例４ｊからの多孔質粒子の試料と市販Ｃ１８カラムを使用した。塩基性試験混合物はウラシル、酒石酸メトプロロール、ラベタロール、アミトリプチリンから調製し、中性試験混合物はウラシル、プレドニゾン、カフェインから調製した。比較用Ｃ１８カラムは市販品とし、ＯＤＴＣＳで表面修飾後にエンドキャッピングした式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４の３．５μｍ多孔質ハイブリッド粒子を充填した。
図２に示すように、生成物４ｊの結果はイオン性修飾剤を添加しなかった比較用Ｃ１８カラムに比較してこれらの条件下で塩基性被験物のピーク形状が大幅に改善された。この大幅な改善は実施例１３に詳述したようにピークキャパシティの改善でも立証することができる。
［実施例４１］
実施例２からの多孔質粒子の試料をアミトリプチリンのアイソクラチック負荷挙動について評価した。スラリー充填技術を使用して４．６×１５０ｍｍクロマトグラフィーカラムに充填した。クロマトグラフィーシステムはＡｌｌｉａｎｃｅ ＨＰＬＣ（登録商標）ＳｙｓｔｅｍとＷａｔｅｒｓ ９９６ ＰＤＡ検出器から構成した。データ収集および解析にはＥｍｐｏｗｅｒ ２ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｄａｔａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（Ｂｕｉｌｄ ２１５４）を使用し、注入量２０μＬ；流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ；温度：３０℃；検出：２３０ｎｍ；被験物：アミトリプチリン（移動相中６０μｇ／ｍＬに調製）；カラム負荷量範囲：被験物０．３μｇ〜１．２μｇ；移動相：４０％アセトニトリル中０．０５％ ＴＦＡとした。
低ｐＨでＨＰＣＭにより分離する場合に塩基性被験物のピーク形状が負荷濃度の増加と共に悪化することは周知の問題である。生成物２ｂ、２ｄおよび２ｅの被験物濃度の増加に伴うピークプロファイルの変化を比較することにより、図３に示すように、ピークプロファイルに及ぼす表面電荷の影響を検討することができる。生成物２ｅはイオン性修飾剤レベルが高く、凹状ラングミュア等温線を示唆するフロンティング／非ラングミュアピーク形状を示し；（ｂ）生成物２ｄはイオン性修飾剤レベルが最適であり、線形ラングミュア等温線を示唆するほぼ対称のガウス型／線形ピーク形状を示し；（ｃ）生成物２ｂはイオン性修飾剤レベルが非常に低く、凸状ラングミュア等温線を示唆するテーリング／バイラングミュアピーク形状を示す。被験物負荷量が増加しても良好なピーク形状を維持することの重要性は当分野で周知である。生成物２ｄは通常の逆相カラムで達成可能な負荷量を遥かに上回る負荷量で高い効率を得るために最適な表面電荷を有する。
［実施例４２］
生成物４ａａからの多孔質粒子の試料と３μｍ市販Ｃ１８カラムをアミトリプチリンのアイソクラチック負荷挙動について評価した。スラリー充填技術を使用して２．１×５０ｍｍクロマトグラフィーカラムに充填した。クロマトグラフィーシステムはＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）ＳｙｓｔｅｍとＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）Ｔｕｎａｂｌｅ ＵＶ検出器から構成した。データ収集および解析にはＥｍｐｏｗｅｒ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｄａｔａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（Ｂｕｉｌｄ １１５４）を使用し、注入量１．５μＬ；流速：０．２ｍＬ／ｍｉｎ；温度：３０℃；検出：２６０ｎｍ；被験物：アミトリプチリン；カラム負荷量範囲：被験物０．０５μｇ〜６．０μｇ；移動相：３９％（市販３μｍ Ｃ１８カラム）または３７％（生成物４ａａ）アセトニトリル中０．０５％ ＴＦＡとした。図４に示すように、生成物４ａａは精製用途で使用される負荷量に匹敵する質量負荷量でアミトリプチリンにほぼ線形の等温線挙動を維持する。
［実施例４３］
３−（トリヒドロキシシリル）プロピル硫酸（６ｇ，５０％溶液）を添加するために、（米国特許第６，６８６，０３５号に記載の方法に従って製造された）式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４のＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（２０ｇ，Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；４．０μｍ，６．７８％Ｃ；ＳＳＡ＝１８３ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７０ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１３９Å）を水（６０ｍＬ）でスラリー化した。溶液を９０℃に２０時間加熱した。反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水とアセトンで洗浄した。次に生成物を７０℃で１６時間減圧乾燥した。未結合ＢＥＨ粒子のシラノール寄与分を差し引いた後の滴定によると、生成物は７．２９％Ｃおよびイオン交換容量０．１６０ｍｅｑ／ｇであった。元素分析により測定した表面修飾前後の粒子％Ｃの差により表面被覆率を求めた処、１．０１μｍｏｌ／ｍ２であった。
［実施例４４］
実施例３に詳述したと同様に表面多孔質シリカ粒子（２０ｇ，１．３μｍ，ＳＳＡ＝９０〜２０５ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．１〜０．３ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝８０〜１３０Å）を反応させ、４ＰＥまたはＡＰＴＥＳ等のイオン性修飾剤を最適濃度で含有するＣ１８結合型材料を得る。この材料（生成物４３ａ）を実施例４に詳述したようにエンドキャッピングし、実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように評価する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価し、成分Ａイオン性修飾剤を添加した同様の材料と比較する。
［実施例４５］
粒度０．３〜２．０μｍの表面多孔質シリカ粒子を使用して実施例４４の方法を実施する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価する。
［実施例４６］
粒度２〜３μｍの表面多孔質シリカ粒子を使用して実施例４４の方法を実施する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価する。
［実施例４７］
粒度が３μｍを上回る表面多孔質シリカ粒子を使用して実施例４４の方法を実施する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価する。
［実施例４８］
Ｃ１８結合の代わりにＣ４〜Ｃ１２、Ｃ３０、内包型極性基、キラル、フェニルアルキルまたはペンタフルオロフェニル結合およびコーティングを使用して実施例４４〜４７の方法を実施する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価する。
［実施例４９］
性状決定前にエンドキャッピング工程を行わずに実施例４４〜４８の方法を実施する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価する。
［実施例５０］
ディーン・スタークトラップを使用して（米国特許第６，６８６，０３５号に記載の方法に従って製造された）式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４のＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（２．９μｍ，Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；６．３８％Ｃ；ＳＳＡ＝８６ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．６８ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝２９７Å）をトルエン（９ｍＬ／ｇ，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ）中で２時間還流した。冷却後、成分Ａシラン助剤として２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシランを添加し、反応混合物を１時間加熱還流した。冷却後、イミダゾール（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）と、成分Ｂシランとしてｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシラン（ＴＢＤＭＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）またはオクタデシルトリクロロシラン（ＯＤＴＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を加えた。次に反応混合物を２０時間加熱還流した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄後、実施例３，加水分解型Ｃに詳述したように加水分解した。生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトンで順次洗浄した。生成物を７０℃で１６時間減圧乾燥した。反応データを表２０にまとめる。元素分析により測定した表面修飾前後の粒子％Ｃの差によりこれらの生成物の表面被覆率を求めた。生成物５０ｂを実施例４に詳述したように更にエンドキャッピングし、１０．５２％Ｃの最終炭素含有率とした。
Figure 2015215354
［実施例５１］
ディーン・スタークトラップを使用して表面多孔質シリカ粒子（１．３５ｕｍ，ＳＳＡ＝５５ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．１５ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１０７Å，１．２μｍ非多孔質コア，０．１μｍ厚多孔質シェル）をトルエン（９ｍＬ／ｇ，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ）中で２時間還流した。冷却後、生成物５１ａには成分Ａイオン性修飾剤として２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン（４ＰＥ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を添加し、反応混合物を１時間加熱還流後、冷却した。生成物５１ｂには成分Ａイオン性修飾剤を添加しなかった。イミダゾール（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）とオクタデシルトリクロロシラン（ＯＤＴＣＳ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を加えた。次に反応混合物を２０時間加熱還流した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトン（全溶媒はＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒから入手）で順次洗浄後、実施例３，加水分解型Ｃに詳述したように加水分解した。生成物を濾過し、トルエン、１：１ｖ／ｖアセトン／水およびアセトンで順次洗浄した。生成物を７０℃で１６時間減圧乾燥した。反応データを表２１にまとめる。元素分析により測定した表面修飾前後の粒子％Ｃの差によりこれらの生成物の表面被覆率を求めた。これらの生成物を実施例４に詳述したように更にエンドキャッピングした。
Figure 2015215354
［実施例５２］
実施例１３に詳述したプロトコルに従い、表２２に詳述するように生成物５１ａおよび５１ｂについてピークキャパシティ比較を行った。ピークキャパシティの決定と、低ｐＨ勾配分離における塩基性被験物のピーク形状不良およびそれに伴うピークキャパシティ不良に起因する問題はＨＰＬＣおよびＵＰＬＣ分野で周知である。これらの試験条件下でピークキャパシティ比の増加は塩基性被験物の性能改善と相関する。生成物５１ａに成分Ａイオン性修飾剤を添加した以外は生成物５１ａおよび５１ｂは同一原料とし、どちらも同様に結合させた。生成物５１ａでは成分Ａイオン性修飾剤を添加したため、５１ｂに比較してピークキャパシティ比の改善が得られた。
Figure 2015215354
［実施例５３］
米国特許第７，５６３，３６７Ｂ号に詳述されている方法と同様の方法で多孔質シリカ粒子をハイブリッドコーティングし、Ｃ１８結合し、エンドキャッピングし、生成物５３ａを得る。あるいは、この方法の種々の時点でイオン性修飾剤試薬として（実施例１５に詳述したような）成分Ａを添加する。生成物５３ｂにはハイブリッドコーティング前に成分Ａ助剤を添加した。生成物５３ｃにはＣ１８結合前に成分Ａ助剤を添加する。生成物５３ｄにはエンドキャッピング前に成分Ａ助剤を添加する。生成物５３ｅにはエンドキャッピング後に成分Ａ助剤を添加する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価する。
［実施例５４］
米国特許第７，５６３，３６７Ｂ号に詳述されている方法と同様の方法で表面多孔質シリカ粒子をハイブリッドコーティングし、Ｃ１８結合し、エンドキャッピングし、生成物５４ａを得る。あるいは、この方法の種々の時点でイオン性修飾剤として（実施例１５に詳述したような）成分Ａを添加する。生成物５４ｂにはハイブリッドコーティング前に成分Ａ助剤を添加した。生成物５４ｃにはＣ１８結合前に成分Ａ助剤を添加する。生成物５４ｄにはエンドキャッピング前に成分Ａ助剤を添加する。生成物５４ｅにはエンドキャッピング後に成分Ａ助剤を添加する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価する。
［実施例５５］
ディーン・スタークトラップを使用して（米国特許第６，６８６，０３５号に記載の方法に従って製造された）式（Ｏ１．５ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＳｉＯ１．５）（ＳｉＯ２）４のＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（４．０μｍ，２５ｇ，Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ；６．７８％Ｃ；ＳＳＡ＝１８３ｍ２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７０ｃｍ３／ｇ；ＡＰＤ＝１３９Å）をトルエン（３７５ｍＬ，Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｆａｉｒｌａｗｎ，ＮＪ）中で還流した。冷却後、ジルコニウムｎ−プロポキシド（７０％ ｎ−プロパノール溶液，４．２８ｇ，Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）を加え、反応混合物を周囲温度で１時間撹拌後、一晩加熱還流した。次に反応混合物を冷却し、生成物を濾過し、トルエンと１％ギ酸で順次洗浄後、１％ギ酸中で周囲温度にて１．５時間加水分解した。生成物５５ａを濾過し、大量の水とアセトンで洗浄した。生成物を８０℃で１６時間減圧乾燥した。
［実施例５６］
実施例１〜８および１５に詳述したように生成物５５ａを更に修飾する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価する。
［実施例５７］
（限定されないが）ジルコニウム、アルミニウム、セリウム、鉄、チタンおよび他のイオン性基または他の両性基のアルコキシド、ハロゲン化物、塩および錯体から選択される１種以上のイオン性修飾剤を使用することにより、実施例１、３、５、７、８、１５、１９、２１、２４、２７〜２９、３１〜３３、３５、４３〜５１、５３〜５５の方法を実施する。これらの生成物を実施例４に詳述したようにエンドキャッピングする。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように材料を評価する。
［実施例５８］
Ｃ１８結合型１〜５μｍクロマトグラフィー材料の充填ベッドを充填したクロマトグラフィーカラムを実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように評価する。次にクロマトグラフィーベッドへのイオン性修飾剤の取り込みを可能にするような長時間にわたり、イオン性修飾剤である成分Ａを適切な溶媒に溶解した希溶液でこのカラムをフラッシュする。イオン性修飾剤の例は実施例１５および５７に挙げた通りである。カラムを更に適切な溶媒で洗浄し、実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように評価する。
［実施例５９］
エンドキャッピングしたＣ１８結合型１〜５μｍクロマトグラフィー材料をイオン性修飾剤である成分Ａで修飾する。クロマトグラフィー材料の例は実施例１５に挙げた通りである。イオン性修飾剤の例は実施例１５および５７に挙げた通りである。材料を実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように評価し、イオン性修飾剤を添加せずにエンドキャッピングしたＣ１８結合型材料と比較する。
［実施例６０］
実施例５８および５９の方法を表面多孔質材料で実施する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように評価を行う。
［実施例６１］
Ｃ１８結合の代わりにＣ４〜Ｃ１２、Ｃ３０、内包型極性基、キラル、フェニルアルキルまたはペンタフルオロフェニル結合およびコーティングを使用したクロマトグラフィー材料で実施例５８〜６０の方法を実施する。実施例９〜１４、４１および４２に詳述したように評価を行う。
文献援用
本願に引用する全特許、公開特許出願および他の文献はその内容全体を特に本願に援用する。
等価物
当業者は日常的範囲内の実験を使用して本願に記載する特定手順の多数の等価物を認識するであろうし、あるいはこのような等価物を確認することができよう。このような等価物も本発明に範囲に含むものとみなし、以下の特許請求の範囲に対応する。

Claims (93)

  1. クロマトグラフィー表面を含む高純度クロマトグラフィー材料であって、前記クロマトグラフィー表面が疎水性表面基と１種以上のイオン性修飾剤を含有しており、但し、イオン性修飾剤が両性イオンを含有しないとき、イオン性修飾剤は第四級アンモニウムイオン部分を含有しない前記高純度クロマトグラフィー材料。
  2. 更にクロマトグラフィーコア材料を含む請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  3. イオン性修飾剤がカルボン酸基、スルホン酸基、アリールスルホン酸基、リン酸基、ボロン酸基、アミノ基、イミド基、アミド基、ピリジル基、イミダゾリル基、ウレイド基、チオニル−ウレイド基またはアミノシラン基を含む請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  4. イオン性修飾剤が式（Ｉ）：
    Figure 2015215354
     式（ＩＩ）：
    Figure 2015215354
     式（ＩＩＩ）：
    Figure 2015215354
     またはこれらの組合せを有する基から選択されるイオン性修飾試薬から得られ、上記式中、
    ｍは１〜８の整数であり；
    ｖは０または１であり；
    ｖが０であるとき、ｍ’は０であり；
    ｖが１であるとき、ｍ’は１〜８の整数であり；
    Ｚは化学反応基を表し、（限定されないが）
    Figure 2015215354
     −ＯＨ、−ＯＲ６、アミン、アルキルアミン、ジアルキルアミン、イソシアネート、アシルクロリド、トリフラート、イソシアネート、チオシアネート、イミダゾールカーボネート、ＮＨＳエステル、カルボン酸、エステル、エポキシド、アルキン、アルケン、アジド、−Ｂｒ、−Ｃｌまたは−Ｉを含み；
    Ｙは内包型極性官能基であり；
    Ｒ１は各々独立してケイ素上の化学反応基を表し、（限定されないが）−Ｈ、−ＯＨ、−ＯＲ６、ジアルキルアミン、トリフラート、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、ビニル、アルケンまたは−（ＣＨ２）ｍ”Ｑを含み；
    Ｑは各々−ＯＨ、−ＯＲ６、アミン、アルキルアミン、ジアルキルアミン、イソシアネート、アシルクロリド、トリフラート、イソシアネート、チオシアネート、イミダゾールカーボネート、ＮＨＳエステル、カルボン酸、エステル、エポキシド、アルキン、アルケン、アジド、−Ｂｒ、−Ｃｌまたは−Ｉであり；
    ｍ”は１〜８の整数であり；
    ｐは１〜３の整数であり；
    Ｒ１’は各々独立してＦ、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシ、またはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリール、フルオロアルキルもしくはフルオロアリールを表し；
    Ｒ２、Ｒ２’、Ｒ３およびＲ３’は各々独立して水素、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ２−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシ、Ｃ４−Ｃ１８ヘテロアリール、−Ｚ、または式−Ｓｉ（Ｒ’）ｂＲ”ａもしくは−Ｃ（Ｒ’）ｂＲ”ａを有する基を表し；
    ａおよびｂは各々０〜３の整数を表し、但し、ａ＋ｂ＝３であり；
    Ｒ’はＣ１−Ｃ６直鎖、環状または分岐アルキル基を表し；
    Ｒ”はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シアノ、アミノ、ジオール、ニトロ、エステル、カチオンまたはアニオン交換基、内包型極性官能基を含むアルキルまたはアリール基およびキラル部分から構成される群から選択される機能付与基であり；
    Ｒ４は水素、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシまたはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリールを表し；
    Ｒ５は水素、Ｃ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシまたはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリールを表し；
    Ｒ６は各々独立してＣ１−Ｃ１８アルキル、Ｃ２−Ｃ１８アルケニル、Ｃ２−Ｃ１８アルキニル、Ｃ３−Ｃ１８シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ５−Ｃ１８アリール、Ｃ５−Ｃ１８アリールオキシまたはＣ１−Ｃ１８ヘテロアリールを表し；
    Ｈｅｔは少なくとも１個の窒素原子を含む複素環またはヘテロアリール環系を表し；および
    Ａは酸性イオン性修飾剤部分または両性電荷イオン性修飾剤部分を表す請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  5. イオン性修飾試薬が式Ｉを有する請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  6. イオン性修飾試薬が式ＩＩを有する請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  7. イオン性修飾試薬が式ＩＩＩを有する請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  8. ｍが２または３である請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  9. Ｒ１がＣｌを表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  10. Ｒ１が−ＯＨを表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  11. Ｒ１がジアルキルアミノ、メトキシまたはエトキシを表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  12. Ｒ１’がメチルを表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  13. Ｒ１’がエチルを表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  14. Ｒ１’がイソブチルを表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  15. Ｒ１’がイソプロピルを表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  16. Ｒ１’がｔｅｒｔ−ブチルを表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  17. Ｒ２およびＲ３が各々水素を表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  18. Ｒ４およびＲ５が各々水素を表す請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  19. Ｈｅｔがピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、ヘキサヒドロピリミジニル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、ピロリジニル、ピラゾリジニル、イミダゾリジニルまたはトリアジニルである請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  20. イオン性修飾試薬がアミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、２−（２−（トリクロロシリル）エチル）ピリジン、２−（２−（トリメトキシ）エチル）ピリジン、２−（２−（トリエトキシ）エチル）ピリジン、２−（４−ピリジルエチル）トリエトキシシラン、２−（４−ピリジルエチル）トリメトキシシラン、２−（４−ピリジルエチル）トリクロロシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリクロロシラン、クロロプロピルトリクロロシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、イミダゾリルプロピルトリメトキシシラン、イミダゾリルプロピルトリエトキシシラン、イミダゾリルプロピルトリクロロシラン、スルホプロピルトリシラノール、カルボキシエチルシラントリオール、２−（カルボメトキシ）エチルメチルジクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルトリクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルトリメトキシシラン、ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン三酢酸、（２−ジエチルホスファトエチル）トリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィド、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］テトラスルフィド、２，２−ジメトキシ−１−チア−２−シラシクロペンタン、ビス（トリクロロシリルエチル）フェニルスルホニルクロリド、２−（クロロスルホニルフェニル）エチルトリクロロシラン、２−（クロロスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（エトキシスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（エトキシスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（エトキシスルホニルフェニル）エチルトリクロロシラン、スルホン酸フェネチルトリシラノール、（トリエトキシシリルエチル）フェニルホスホン酸ジエチルエステル、（トリメトキシシリルエチル）フェニルホスホン酸ジエチルエステル、（トリクロロシリルエチル）フェニルホスホン酸ジエチルエステル、ホスホン酸フェネチルトリシラノール、Ｎ−（３−トリメトキシシリルプロピル）ピロール、Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）−４，５−ジヒドロイミダゾール、ビス（メチルジメトキシシリルプロピル）−Ｎ−メチルアミン、トリス（トリエトキシシリルプロピル）アミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）−Ｎ−メチルアミン、（Ｎ，Ｎ−ジエチル−３−アミノプロピル）トリメトキシシラン、Ｎ−（ヒドロキシエチル）−Ｎ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）トリメトキシシラン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（ヒドロキシエチル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミンまたはＮ，Ｎ−ジメチル−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランである請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  21. 疎水性表面基：イオン性修飾剤の比が約２．５：１〜約３５０：１である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  22. 疎水性表面基：イオン性修飾剤の比が約３：１〜約２００：１である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  23. 疎水性表面基：イオン性修飾剤の比が約４：１〜約３５：１である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  24. イオン性修飾剤の濃度が約０．５μｍｏｌ／ｍ２未満である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  25. イオン性修飾剤の濃度が約０．４μｍｏｌ／ｍ２未満である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  26. イオン性修飾剤の濃度が約０．３μｍｏｌ／ｍ２未満である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  27. イオン性修飾剤の濃度が約０．０１μｍｏｌ／ｍ２〜約０．５μｍｏｌ／ｍ２である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  28. イオン性修飾剤の濃度が約０．０１μｍｏｌ／ｍ２〜約０．４μｍｏｌ／ｍ２である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  29. イオン性修飾剤の濃度が約０．０３μｍｏｌ／ｍ２〜約０．３μｍｏｌ／ｍ２である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  30. 疎水性表面基がＣ４〜Ｃ３０結合相、芳香族、フェニルアルキル、フルオロ芳香族、フェニルヘキシル、ペンタフルオロフェニルアルキルまたはキラル結合相である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  31. 疎水性表面基がＣ１８結合相である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  32. 疎水性表面基が内包型極性基結合相である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  33. クロマトグラフィーコアがシリカ材料である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  34. クロマトグラフィーコアがハイブリッド無機／有機材料である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  35. クロマトグラフィーコアが表面多孔質材料である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  36. クロマトグラフィーコアがハイブリッド表面層を付加した無機材料、無機表面層を付加したハイブリッド材料、または別のハイブリッド表面層を付加したハイブリッド材料である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  37. 材料が粒子の形態である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  38. 材料がモノリスの形態である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  39. 材料が表面多孔質材料の形態である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  40. 材料がクロマトグラフィー強化性細孔形状を有しない請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  41. 材料がクロマトグラフィー強化性細孔形状を有する請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  42. 前記クロマトグラフィー材料が約２５〜１１００ｍ２／ｇの表面積を有する請求項４０または４１の高純度クロマトグラフィー材料。
  43. 前記クロマトグラフィー材料が約８０〜５００ｍ２／ｇの表面積を有する請求項４２の高純度クロマトグラフィー材料。
  44. 前記クロマトグラフィー材料が約１２０〜３３０ｍ２／ｇの表面積を有する請求項４３の高純度クロマトグラフィー材料。
  45. 前記クロマトグラフィー材料が約０．１５〜１．７ｃｍ３／ｇの細孔容積を有する請求項４０または４１の高純度クロマトグラフィー材料。
  46. 前記クロマトグラフィー材料が約０．５〜１．３ｃｍ３／ｇの細孔容積を有する請求項４５の高純度クロマトグラフィー材料。
  47. 前記クロマトグラフィー材料が約１１０ｍ２／ｇ未満のマイクロポア表面積を有する請求項４０または４１の高純度クロマトグラフィー材料。
  48. 前記クロマトグラフィー材料が約１０５ｍ２／ｇ未満のマイクロポア表面積を有する請求項４７の高純度クロマトグラフィー材料。
  49. 前記クロマトグラフィー材料が約８０ｍ２／ｇ未満のマイクロポア表面積を有する請求項４７の高純度クロマトグラフィー材料。
  50. 前記クロマトグラフィー材料が約５０ｍ２／ｇ未満のマイクロポア表面積を有する請求項４７の高純度クロマトグラフィー材料。
  51. 前記クロマトグラフィー材料が約２０〜１５００Åの平均細孔径を有する請求項４０または４１の高純度クロマトグラフィー材料。
  52. 前記クロマトグラフィー材料が約５０〜１０００Åの平均細孔径を有する請求項５１の高純度クロマトグラフィー材料。
  53. 前記クロマトグラフィー材料が約１００〜７５０Åの平均細孔径を有する請求項５２の高純度クロマトグラフィー材料。
  54. 前記クロマトグラフィー材料が約１１０〜５００Åの平均細孔径を有する請求項５３の高純度クロマトグラフィー材料。
  55. 前記クロマトグラフィー材料がｐＨ約１〜約１４で加水分解安定性である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  56. 前記クロマトグラフィー材料がｐＨ約１０〜約１４で加水分解安定性である請求項５５の高純度クロマトグラフィー材料。
  57. 前記クロマトグラフィー材料がｐＨ約１〜約５で加水分解安定性である請求項５５の高純度クロマトグラフィー材料。
  58. 材料が表面修飾された請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  59. 材料がポリマーコーティングにより表面修飾された請求項５８の高純度クロマトグラフィー材料。
  60. 材料が有機基修飾とシラノール基修飾の併用によるポリマーコーティングにより表面修飾された請求項５８の高純度クロマトグラフィー材料。
  61. 材料が有機基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾された請求項５８の高純度クロマトグラフィー材料。
  62. 材料がシラノール基修飾とポリマーコーティングの併用により表面修飾された請求項５８の高純度クロマトグラフィー材料。
  63. 材料が材料の有機基と修飾試薬の間の有機共有結合の形成により表面修飾された請求項５８の高純度クロマトグラフィー材料。
  64. 材料が有機基修飾、シラノール基修飾およびポリマーコーティングの併用により表面修飾された請求項５８の高純度クロマトグラフィー材料。
  65. 更に材料の内部に分散されたナノ粒子を含む請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  66. ナノ粒子が２種以上のナノ粒子の混合物である請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  67. ナノ粒子がナノ複合体の＜２０重量％の割合で存在する請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  68. ナノ粒子がナノ複合体の＜５重量％の割合で存在する請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  69. ナノ粒子が結晶質または非晶質である請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  70. ナノ粒子が炭化ケイ素、アルミニウム、ダイアモンド、セリウム、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ジルコニウム、バリウム、セリウム、コバルト、銅、ユーロピウム、ガドリニウム、鉄、ニッケル、サマリウム、ケイ素、銀、チタン、亜鉛、ホウ素、これらの酸化物およびこれらの窒化物から構成される群から選択される１種以上の部分を含む物質である請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  71. ナノ粒子がナノダイアモンド、炭化ケイ素、二酸化チタン、立方晶窒化ホウ素から構成される群から選択される１種以上の部分を含む物質である請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  72. ナノ粒子が直径２００ｎｍ以下である請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  73. ナノ粒子が直径１００ｎｍ以下である請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  74. ナノ粒子が直径５０ｎｍ以下である請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  75. ナノ粒子が直径２０ｎｍ以下である請求項６５の高純度クロマトグラフィー材料。
  76. ａ．クロマトグラフィーコアをイオン性修飾試薬と反応させ、イオン性修飾材料を得る段階と；
    ｂ．得られたイオン性材料を疎水性表面修飾基と反応させる段階
    を含む請求項２に記載の高純度クロマトグラフィー材料の製造方法。
  77. ａ．クロマトグラフィーコアを疎水性表面修飾基と反応させ、結合材料を得る段階と；
    ｂ．得られた結合材料をイオン性修飾試薬と反応させる段階
    を含む請求項２に記載の高純度クロマトグラフィー材料の製造方法。
  78. 残留するいずれのシラノール基もエンドキャッピングする段階を更に含む請求項７６または７７の方法。
  79. 前記段階を同時に実施する請求項７６または７７の方法。
  80. 得られた材料を表面修飾する段階を更に含む請求項７６または７７の方法。
  81. 得られたクロマトグラフィー材料を水熱処理に供する段階を更に含む請求項７６または７７の方法。
  82. 請求項１から７５のいずれか一項または９０もしくは９１の高純度クロマトグラフィー材料を含む固定相を有する分離装置。
  83. 前記装置がクロマトグラフィーカラム、薄層プレート、濾過膜、マイクロフルイディクス分離装置、試料清浄化装置、固相支持体、マイクロチップ分離装置およびマイクロタイタープレートから構成される群から選択される請求項８２の分離装置。
  84. 分離装置が固相抽出、高圧液体クロマトグラフィー、コンビナトリアルケミストリー、合成、バイオアッセイ、超高性能液体クロマトグラフィー、超高速液体クロマトグラフィー、超高圧液体クロマトグラフィー、超臨界流体クロマトグラフィーおよび質量分析法から構成される群から選択される用途に有用である請求項８２の分離装置。
  85. ａ）充填材を収容するための円筒形内部を有するカラムと、
    ｂ）請求項１から７５のいずれか一項の高純度クロマトグラフィー材料を含有する充填クロマトグラフィーベッド
    を含むクロマトグラフィーカラム。
  86. 請求項１から７５のいずれか一項の高純度クロマトグラフィー材料と使用説明書を含むキット。
  87. 説明書が分離装置用である請求項８６のキット。
  88. 分離装置がクロマトグラフィーカラム、薄層プレート、マイクロフルイディクス分離装置、濾過膜、試料清浄化装置およびマイクロタイタープレートから構成される群から選択される請求項８７のキット。
  89. ａ）充填材を収容するための内部チャネルと、
    ｂ）請求項１から７５のいずれか一項の高純度クロマトグラフィー材料を含有する充填クロマトグラフィーベッド
    を含むクロマトグラフィー装置。
  90. 材料が非多孔質である請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  91. イオン性修飾剤がジルコニウム、アルミニウム、セリウム、鉄、チタン、これらの塩、これらの酸化物およびこれらの組合せから構成される群から選択される請求項１の高純度クロマトグラフィー材料。
  92. Ｖが１であり、ｍ’が３であり、Ｒ２、Ｒ２’、Ｒ３およびＲ３’が各々水素である請求項４の高純度クロマトグラフィー材料。
  93. Ｙがカルバメート、カーボネート、アミド、尿素、エーテル、チオエーテル、スルフィニル、スルホキシド、スルホニル、チオ尿素、チオカーボネート、チオカルバメートまたはトリアゾールである請求項９２の高純度クロマトグラフィー材料。
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