JP3167168B2 - 新規な多糖誘導体及び分離剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学分割を行う機能材
料として極めて有用な新規な多糖誘導体及びこの多糖誘
導体からなる分離剤に関し、詳しくは、多糖としてα−
1,4 −ポリガラクトサミンを用いて合成される新規な多
糖誘導体、及びこの多糖誘導体からなる分離剤に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
種々の多糖類について、その誘導体は多く知られてお
り、またそれらを用いることにより多くのラセミ体化合
物を光学分割できることも知られている。特に芳香族基
で置換されたセルロース誘導体やアミロース誘導体を液
体クロマトグラフィー用カラムの充填剤として用いた時
に大きな光学分割能があることが知られている（特公昭
60−142930号、特公昭60−108751号、Chem. Lett., 198
7,1857、特開平２−289601号）。しかし、これら誘導体
を用いた場合でも光学分割できない化合物が存在するこ
とも事実である。従って、本発明の目的は、かかる分割
が困難なラセミ体化合物を分割し得る新規な分離剤を提
供することにある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究した結果、多糖類としてα−1,4
−ポリガラクトサミンを用い、その主鎖を立体的に規制
することにより、より優れた不斉識別能を有する多糖誘
導体が得られることを見出し本発明を完成するに到っ
た。即ち本発明は、式（１）

【０００４】

【化３】

【０００５】（式中、ｎ は５以上の数を示す。）で表
されるα−1,4 −ポリガラクトサミンの有する水酸基及
びアミノ基上の水素原子の一部又は全部を下記式(2),
(3)又は(4) で示される原子団の一種又は二種以上で置
換してなる新規な多糖誘導体、及びこの多層誘導体から
なる分離剤を提供するものである。

【０００６】

【化４】

【０００７】（式(2),(3) 及び(4) 中、R, R" はそれぞ
れ炭素原子数１〜30の基であり、ヘテロ原子を含んでい
ても良い。 R' は水素原子又は炭素原子数１〜30の基で
あり、ヘテロ原子を含んでいても良い。）以下、本発明
を詳細に説明する。

【０００８】＜多糖＞本発明における多糖とは、天然多
糖の一種である、前記式(1) で表されるα−1,4 −ポリ
ガラクトサミンである。この数平均分子量（１分子中に
含まれるピラノース環の平均数）は５以上、好ましくは
10以上で、取り扱いの容易さにおいて500 以下であるこ
とが好ましい。

【０００９】＜原子団＞α−1,4 −ポリガラクトサミン
の有する水酸基及びアミノ基上に導入される原子団は、
多糖の水酸基及びアミノ基と反応してエステル結合、ウ
レタン結合又はエーテル結合を形成するような、前記式
(2), (3)又は(4) で示される原子団である。式(2), (3)
及び(4) 中のR, R" を構成する基は炭素原子数１〜30の
基であり、R'を構成する基は水素原子又は炭素原子数は
１〜30の基である。さらにこれらの基中に不斉中心や、
実際の反応に関与しないエーテル結合、カルボニル結合
やハロゲンなどの官能基を含んでいても構わない。

【００１０】＜多糖誘導体＞以下に本発明の代表的な多
糖誘導体を例示する。 (A) エステル結合

【００１１】

【化５】

【００１２】（式中、R は炭素原子数１〜30、好ましく
は１〜14の脂肪族基、芳香族基等の基であり、具体例を
挙げるならば、

【００１３】

【化６】

【００１４】(B) ウレタン結合

【００１５】

【化７】

【００１６】（式中、R'は水素原子又は炭素原子数１〜
30、好ましくは１〜14の脂肪族基、芳香族基等の基であ
り、具体例を挙げるならば、水素原子（−H)、

【００１７】

【化８】

【００１８】(C) エーテル結合

【００１９】

【化９】

【００２０】（式中、R"は炭素原子数１〜30、好ましく
は１〜14の脂肪族基、芳香族基等の基であり、具体例を
挙げるならば、

【００２１】

【化１０】

【００２２】＜合成方法＞ 1) エステル結合 本発明の多糖のエステル誘導体をなすカルボニル基は前
述の式(2) で示され、α−1,4 −ポリガラクトサミンが
有する全水酸基及びアミノ基のうち30％乃至 100％、好
ましくは50％以上、更に好ましくは85％以上が該カルボ
ニル基とエステル結合を形成しているものである。本発
明に係るエステル誘導体の合成は、対応するカルボン酸
を塩化チオニル、オキサリルクロリドなどを用いて酸ク
ロリドとした後、ピリジン溶媒中、α−1,4 −ポリガラ
クトサミンと反応させることにより、容易に得られる。

【００２３】2) カルバメート結合 本発明の多糖のカルバメート誘導体をなすカルバモイル
基は前述の式(3) で示され、α−1,4 −ポリガラクトサ
ミンが有する全水酸基及びアミノ基のうち30％乃至 100
％、好ましくは50％以上、更に好ましくは85％以上が該
カルバモイル基とウレタン結合を形成しているものであ
る。本発明に係るカルバメート誘導体の合成には通常の
アルコールとイソシアナートからウレタンを生ずる反応
をそのまま適用できる。例えば、適当な溶媒中で三級ア
ミン等のルイス塩基、又は錫化合物等のルイス酸を触媒
として、対応するイソシアナートとα−1,4 −ポリガラ
クトサミンを反応させることにより得ることができる。
また、イソシアナートの合成は、例えば、対応するアニ
リン誘導体のアミノ基にホスゲンを作用させることによ
り容易に得ることができる。

【００２４】3) エーテル結合 本発明の多糖のエーテル誘導体をなす基は前述の式(4)
で示され、α−1,4−ポリガラクトサミンが有する全水
酸基及びアミノ基のうち30％乃至 100％、好ましくは50
％以上、更に好ましくは85％以上が該基とエーテル結合
を形成しているものである。本発明に係るエーテル誘導
体の合成は、対応するハロゲン化物を、例えばジオキサ
ン、ピリジン溶媒中、塩基として水酸化カリウム、カリ
ウムｔ−ブトキシドを用いて、α−1,4 −ポリガラクト
サミンと反応させることにより得られる。

【００２５】＜分離剤＞本発明の多糖誘導体は、機能材
料として極めて有用な物質であり、とくに光学分割用充
填剤、即ち分離剤として有用なものである。本発明の多
糖誘導体を分離剤として、化合物の混合物や光学異性体
混合物を分離する目的に使用するには、本発明の多糖誘
導体を充填したガスクロマトグラフィー、液体クロマト
グラフィー、薄層クロマトグラフィーなどのクロマトグ
ラフィー法を用いるのが一般的であるが、この他、本発
明多糖誘導体を含む膜を成形し、これで膜分離を行うこ
ともできる。

【００２６】本発明の多糖誘導体を分離剤として液体ク
ロマトグラフィー法に応用するには、その粉体としてカ
ラムに充填する方法が簡便である。本発明の多糖誘導体
を粉砕するかビーズ状にすることが好ましく、粒子は多
孔質であることがより好ましい。更に分離剤の耐圧能力
の向上、溶媒置換による膨潤、収縮の防止、理論段数の
向上のために多糖誘導体を担体に担持させることも好ま
しい。粉体として用いる場合の粒子の大きさおよび担体
の大きさは使用するカラムの大きさによって異なるが、
１μm 〜１mmが好ましく、１μm 〜 300μm が更に好ま
しい。担体は多孔質であることが好ましく、その平均孔
径は10Å〜100 μm が好ましく、50Å〜 50000Åが更に
好ましい。担体に担持させる多糖誘導体の量は担体に対
して１〜 100重量％が好ましく、５〜50重量％が更に好
ましい。

【００２７】多糖誘導体を担体に担持させる方法は化学
的方法でも物理的方法でもよい。物理的方法としては、
多糖誘導体を可溶性の溶剤に溶解させ、担体と良く混合
し、減圧または加温下、気流により溶剤を留去させる方
法や、多糖誘導体を可溶性の溶剤に溶解させ、担体と良
く混合した後、多糖誘導体に対し不溶性の溶剤により分
離させることによって可溶性溶剤を拡散させてしまう方
法もある。この様にして得られた分離剤は、加熱、溶媒
の添加、洗浄などの適当な処理を行うことによって、そ
の分離能を改善することも可能である。用いる担体とし
ては多孔質有機担体または多孔質無機担体があり、好ま
しくは多孔質無機担体である。多孔質有機担体として適
当なものは、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリ
アクリレート等からなる高分子物質が挙げられる。多孔
質無機担体として適当なものは、シリカ、アルミナ、マ
グネシア、ガラス、カオリン、酸化チタン、ケイ酸塩な
どであり、これらの表面に、多糖誘導体との親和性を良
くしたり、担体自身の表面の特性を改質するために処理
を施したものを用いても良い。表面処理の方法としては
有機シラン化合物によるシラン化処理やプラズマ重合に
よる表面処理方法等がある。

【００２８】液体クロマトグラフィーあるいは薄層クロ
マトグラフィーを行う場合の展開溶媒としては多糖誘導
体を溶解またはこれと反応するものを除いて特に制約は
ない。多糖誘導体を化学的方法で担体に結合したり、架
橋により不溶化した場合にはこれと反応するものを除い
て特に制約はない。一方、薄層クロマトグラフィーを行
う場合には、 0.1μm 〜0.1mm 程度の粒子からなる該分
離剤と、必要であれば少量の結合剤より成る厚さ 0.1mm
〜 100mmの層を支持板上に形成すれば良い。又、膜分離
を行う場合には中空糸あるいはフィルムとして用いる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例及び応用例によって詳
述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００３０】実施例１α−1,4 −ポリガラクトサミン トリス（3,5 −ジメチ
ルフェニルカルバメート）を用いた分離剤の合成 (1) α−1,4 −ポリガラクトサミン トリス（3,5 −ジ
メチルフェニルカルバメート）の合成 α−1,4 −ポリガラクトサミン（ヒゲタ醤油（株）製，
分子量32万)(１ｇ）をN,N −ジメチルアセトアミド（40
ml）中、100 ℃で攪拌し、その中にピリジン（７ml）と
3,5 −ジメチルフェニルイソシアネート（６ml, 41mmo
l）を加え、100 ℃で24時間反応させ、さらに3,5−ジメ
チルフェニルイソシアネート(５ml, 34mmol）を加え、1
00 ℃で24時間反応させた。これをメタノールに注ぎ込
み、生じた沈澱を濾過することにより、目的物であるα
−1,4 −ポリガラクトサミン トリス（3,5 −ジメチル
フェニルカルバメート）を1.75ｇ、収率81.5％で得た。
このようにして得られた化合物の元素分析の結果を表１
に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】元素分析の結果から、α−1,4 −ポリガラ
クトサミンの有する水酸基及びアミノ基上のほぼ全ての
水素原子が3,5 −ジメチルフェニルイソシアネートと反
応していることがわかった。

【００３３】(2) α−1,4 −ポリガラクトサミン トリ
ス（3,5 −ジメチルフェニルカルバメート）を用いた分
離剤の合成 (1) で得られたα−1,4 −ポリガラクトサミン トリス
（3,5 −ジメチルフェニルカルバメート）0.75ｇをクロ
ロホルム・LiCl混合液20mlに分散させ、これを３−アミ
ノプロピルエトキシシランで表面処理したシリカゲル
（ナーゲル製：粒径1000Å, 孔径７μm ）３ｇ上に滴下
し、溶媒を留去することにより目的とする分離剤を得
た。

【００３４】実施例２α−1,4 −ポリガラクトサミン トリス（3,5 −ジクロ
ロフェニルカルバメート）を用いた分離剤の合成 (1) α−1,4 −ポリガラクトサミン トリス（3,5 −ジ
クロロフェニルカルバメート）の合成 反応試薬として、3,5 −ジメチルフェニルイソシアネー
トの代わりに3,5 −ジクロロフェニルイソシアネート
（15ｇ, 79.8mmol）を用い、実施例１の(1)と同様にし
て目的物であるα−1,4 −ポリガラクトサミン トリス
（3,5 −ジクロロフェニルカルバメート）を1.28ｇ、収
率39.1％で得た。このようにして得られた化合物の元素
分析の結果を表２に示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】(2) α−1,4 −ポリガラクトサミン トリ
ス（3,5 −ジクロロフェニルカルバメート）を用いた分
離剤の合成 (1) で得られたα−1,4 −ポリガラクトサミン トリス
（3,5 −ジクロロフェニルカルバメート）0.75ｇを用
い、実施例１の(2) と同様にして目的とする分離剤を得
た。

【００３７】実施例３α−1,4 −ポリガラクトサミン トリフェニルカルバメ
ートを用いた分離剤の合成 (1) α−1,4 −ポリガラクトサミン トリフェニルカル
バメートの合成 α−1,4 −ポリガラクトサミン（１ｇ）をピリジン（７
ml）、N,N −ジメチルアセトアミド（15ml）、LiCl（1.
5 ｇ）中で、フェニルイソシアネート（13ｇ, 109mmol)
と100 ℃で67時間反応させた。反応液をメタノール中に
注ぎ込み、生じた沈澱を濾過することにより、目的物で
あるα−1,4 −ポリガラクトサミン トリフェニルカル
バメートを1.21ｇ、収率37.4％で得た。

【００３８】(2) α−1,4 −ポリガラクトサミン トリ
フェニルカルバメートを用いた分離剤の合成 (1) で得られたα−1,4 −ポリガラクトサミン トリフ
ェニルカルバメート0.75ｇを用い、実施例１の(2) と同
様にして目的とする分離剤を得た。

【００３９】応用例１ 実施例１及び２で得られた分離剤を、流動パラフィン−
ヘキサン（１：２／容量比）混合液を用いるスラリー法
により、内径0.46cm、長さ25cmのステンレス製カラムに
充填した。このカラムを用いて表４に示す種々のラセミ
体化合物について、以下の条件で光学分割を行った。結
果を表４に示す。 ＜分離条件） 溶離液：n-ヘキサン／２−プロパノール＝95／５（ｖ／
ｖ） 流 速：0.5 ml／分 尚、表中の容量比（k'）、分離係数（α）及び分離度
（Rs）は、それぞれ下式により定義される。又、表中の
Phはフェニル基を、Meはメチル基を示し、表中のかっこ
内の符号は溶出物の施光度の符号である。

【００４０】

【数１】

【００４１】

【表４】

【００４２】応用例２ 実施例３で得られた分離剤を、応用例１と同様にしてカ
ラムに充填した。このカラムを用い表５に示すラセミ体
化合物について、応用例１と同様の条件で光学分割を行
った。結果を表５に示す。

【００４３】

【表５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 30/48 Ｇ０１Ｎ 30/48 Ｗ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式(1) 【化１】 （式中、n は５以上の数を示す。）で表されるα−1,4
   −ポリガラクトサミンの有する水酸基及びアミノ基上の
   水素原子の一部又は全部を下記式(2), (3)又は(4) で示
   される原子団の一種又は二種以上で置換してなる新規な
   多糖誘導体。 【化２】 （式(2),(3) 及び(4) 中、R, R" はそれぞれ炭素原子数
   １〜30の基であり、ヘテロ原子を含んでいても良い。
   R' は水素原子又は炭素原子数１〜30の基であり、ヘテ
   ロ原子を含んでいても良い。）
2. 【請求項２】 請求項１記載の新規な多糖誘導体からな
   る分離剤。