JP4734685B2 - Method for producing porous copolymer particles - Google Patents

Description

（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基、Ｒ²は水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、フェニル基、またはメチル基もしくはエチル基で置換されたフェニル基である。）
（２） 式（Ｉ）中のＲ²が水素原子、メチル基またはエチル基である上記（１）に記載の製造方法。
（３） 単量体（Ａ）がＮ−ビニルアセトアミドである上記（１）に記載の製造方法。
（４） 単量体（Ａ）を１０〜４０重量％及び単量体（Ｂ）を６０〜９０重量％使用することを特徴とする上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の製造方法。
（５） 単量体（Ｂ）が架橋性単量体を５０〜１００重量％含む単量体である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
単量体（Ａ）は前記式（Ｉ）で示されるＮ−ビニルカルボン酸アミドである。このような単量体として、例えばＮ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルプロピオンアミド、Ｎ−（２−プロペニル）ホルムアミド、Ｎ−（２−プロペニル）アセトアミド、Ｎ−ビニルブチロアミド、Ｎ−ビニルベンズアミド、Ｎ−ビニル（ｐ−トルアミド）、Ｎ−ビニル（ｏ−トルアミド）などがあげられる。これらの中で好ましくは、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルプロピオンアミド、Ｎ−（２−プロペニル）ホルムアミド、Ｎ−（２−プロペニル）アセトアミドなどがあげられる。これらの中ではＲ¹が水素のものが好ましい。得られる共重合体の親水性と安定性の観点から特にＮ−ビニルアセトアミドが好ましい。
【０００９】
単量体（Ｂ）は上記単量体（Ａ）と共重合可能な単量体、または単量体（Ｂ）同士が共重合可能な単量体であり、重合性不飽和基を２個以上有する架橋性単量体を必須成分とし、場合によってはその他成分として重合性不飽和基１個を有する非架橋性単量体とからなる。好ましくは架橋性単量体は単量体（Ｂ）中の５０〜１００重量％であり、０〜５０重量％が非架橋性単量体である。これらの単量体（Ｂ）は、疎水性単量体であるのが好ましいが、単量体（Ｂ）の一部として親水性単量体が含まれていてもよい。親水性単量体が含まれる場合は単量体（Ｂ）中の好ましくは５０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下とするのが望ましい。
【００１０】
上記の単量体（Ｂ）のうち架橋性単量体としては、使用される他の単量体好ましくはＮ−ビニルカルボン酸アミドと共重合するものであれば特に限定されるものではないが、具体的には例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートのような（ポリ）アルキレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル；グリセリンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレートのような多価アルコールのポリ（メタ）アクリル酸エステル；ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、ジビニルナフタレンのような２個以上のビニル基を有する芳香族系化合物；ジアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、テトラアリロキシエタンのようなポリアリルエーテル；Ｎ，Ｎ’−１，３−プロピレンビス（Ｎ−ビニルアセトアミド）、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（Ｎ−ビニルアセトアミド）のようなＮ，Ｎ’−低級アルキレンビス（Ｎ−カルボン酸アミド）などがあげられる。多孔性共重合体粒子の物理的強度の観点からジビニルベンゼンのような上記芳香族系ジビニル化合物、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレートなどが好ましい。本発明において「（メタ）アクリ」は「アクリ」または「メタクリ」を意味する。「アリル」はＣＨ₂＝ＣＨ−ＣＨ₂−を意味する。
【００１１】
非架橋性単量体としては、使用される他の単量体、好ましくはＮ−ビニルカルボン酸アミドと共重合するものであれば特に限定されるものではないが、具体的には例えばスチレン、ｏ−、ｍ−、ｐ−メチルスチレン、クロロ−αメチルスチレン、ｏ−クロロ−ｍ−メチルスチレン、ｏ−クロロ−ｐ−メチルスチレン、ｍ−クロロ−ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロ−ｏ−メチルスチレン、ｐ−クロロ−ｍ−メチルスチレンのようなスチレン系単量体；酢酸ビニル、酢酸アリル、プロピオン酸ビニルのようなカルボン酸不飽和エステル系単量体；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリセロールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレートのような（メタ）アクリル酸エステル系単量体；マレイン酸、無水マレイン酸、２，３−ジメチル無水マレイン酸さらにマレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチルのようなマレイン酸系単量体；（メタ）アクリル酸、クロトン酸のようなカルボキシル基を有する単量体；アクリロニトリル；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ブチルアリルエーテルのような不飽和エーテル系などのような非イオン性単量体などを用いることができる。重合後、さらに官能基を導入できる可能性が高く、応用範囲の広い重合体が得られるという観点からは、ｏ−、ｍ−、ｐ−クロロメチルスチレン、グリシジルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレートのように、クロロメチル基、エポキシ基、水酸基などの反応性基を有するものが好ましい。
【００１２】
単量体（Ｂ）として架橋性単量体を用い、残余は非架橋性単量体を用いる。架橋性単量体は単量体（Ｂ）の好ましくは５０重量％以上であるが、両者の割合は目的とする共重合体粒子に要求される特性により異なる。例えば液体クロマトグラフィ用充填剤やイオン交換樹脂のように水性媒体中で粒子を用いる場合には水溶性を小さくし、強度を上げるために好ましくは架橋性単量体のみを用いるかあるいは少なくとも５０重量％以上を用いる。またガス処理剤のようにガス中で用い水溶性があまり問題にならない場合には、架橋性単量体は少なく用いてもよい。非架橋性の単量体を少なく用いる場合でも、疎水性の単量体を多く用いると非水溶性になり、少なく用いると水溶性になる傾向がある。
【００１３】
このように単量体（Ｂ）として用いるもののうち疎水性の単量体と親水性の単量体（例えば、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリンモノ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸など）の割合、架橋性の単量体と非架橋性の単量体の割合、単量体（Ａ）と単量体（Ｂ）の割合などは目的とする共重合体粒子によって選択される。一般的には単量体（Ａ）は５〜６０重量％、単量体（Ｂ）は４０〜９５重量％、好ましくは単量体（Ａ）は１０〜４０重量％、単量体（Ｂ）は６０〜９０重量％である。
【００１４】
単量体（Ａ）にＲ¹、Ｒ²の選択により複数種の単量体を用いる場合は、任意の割合で用いることができる。また単量体（Ｂ）に架橋性単量体と非架橋性単量体を用いる場合も両者の割合は目的とする共重合体粒子に応じて任意の割合で用いることができる。そして単量体（Ｂ）の架橋性単量体及び非架橋性単量体のそれぞれに複数種の単量体を用いる場合もそれぞれ任意の割合で用いることができる。このような複数種の単量体を用いる場合、すべての単量体が単量体（Ａ）と単量体（Ｂ）と共重合している関係である必要はなく、全体として共重合体が製造されればよい。
【００１５】
本発明の製造方法により製造される共重合体粒子はこのような単量体に由来する構造単位を有する共重合体またはその変性物であって、好ましくは粒径が０．１〜２０００μｍ、より好ましくは３〜５００μｍ、特に好ましくは５〜１００μｍの多孔性粒子である。粒子の形状は球形が好ましいが、不定形その他の形状でもよい。この粒子の多孔性は粒子全体に均一に形成された永久孔によるものであり、平均孔径２〜８００ｎｍ、好ましくは２〜１００ｎｍの永久孔が均一に形成されている。
【００１６】
本発明での粒径はコールターカウンター（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ）で測定される。本発明において永久孔とは、ゲルが乾燥している状態でも存在するリジッドなポリマー細孔をいう。ただし、永久孔といえども、乾燥状態と溶液浸漬状態ではそのサイズは若干異なる場合がある。永久孔の孔径は、Ｊ．Ｃｈｒｏｍｅｄｏｇｒ．，３８７（１９８７）６５に記載されているような逆サイズ排除クロマトグラフィーの手法またはＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）法などにより求めることができるが、本発明においては特に支障がない限り、Ａｎｇｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，１７、９０１〜９０８（１９７８）に記載の方法に準じて平均永久孔径が測定される。
測定に際してはまず、被測定粒子をカラムに充填してＨＰＬＣ（Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）装置につなぎ、テトラヒドロフランを溶離液として、広範囲の分子量にわたる複数の標準ポリスチレンおよびベンゼンの保持容量を各々測定する。その結果を、Ｙ軸に分子量Ｍ（対数目盛にすると見やすい）、Ｘ軸に保持容量（ｍｌ）を目盛ったグラフにプロットする。こうして得られた各点をなめらかに結んだ曲線を較正曲線と呼ぶ。較正曲線から常法により排除限界点（Ｖ₁，Ｍ₁）を求め、これとベンゼンの測定点（Ｖ₂，７８）を用いて、直線Ｘ＝（Ｖ₁＋Ｖ₂）／２をグラフに記入する。この直線と較正曲線との交点（平均細孔点と称することにする）のＹ座標Ｍ_mを読み取り、この値を上記引用文献ｐ．９０５の経験式（１１）と同等の次式に代入することにより、平均細孔径φ_m［Å］を算出する。
【数１】
φ_m［Å］＝０．６２×（Ｍ_m）^0.59
なお「平均細孔点」は、発明者らが定義したものである。全細孔容積を１００％としたとき、最小容積（ベンゼンがちょうどはまる大きさとする）からの積算容積が５０％になる点を意味する。この点の標準ポリスチレン相当分子量を、それがちょうどはまる細孔の直径に換算するために、上式を用いるのである。
【００１７】
従来の合成高分子粒子を多孔質にする方法の一つとして、単量体の総量に対して１〜８重量％程度の低架橋度の粒子を、粒子と親和性の強い溶媒と共に用いると、粒子基材は膨潤し、その膨潤によってできた間隙を膨潤孔として多孔質とすることができるが、溶媒の親和性の強さの度合いによって多孔度が異なり、また溶媒を取り除いた乾燥状態では無孔性となってしまう欠点を有している。本発明の製造方法により製造される多孔性共重合体粒子はこのような多孔質のものとは異なり、全体に均一に永久孔が形成されたものである。
【００１８】
以下、本発明の多孔性共重合体粒子の製造方法について説明する。本発明の製造方法は単量体（Ａ）５〜６０重量％及び単量体（Ｂ）４０〜９５重量％を含む単量体を、これらの単量体を溶解するが生成する重合体を溶解しない希釈剤に溶解した単量体溶液を、分散安定剤及び塩類を含む水性媒体中に懸濁させ、重合開始剤の存在下に重合させ、必要により変性を行うことにより、多孔性共重合体粒子を製造する。
【００１９】
このように単量体に希釈剤を混合して共重合することにより、粒子基材を膨潤させるための溶媒の存在の有無にかかわらず、多孔質となる永久孔を形成することができる。この場合希釈剤は永久孔形成剤として作用し、共重合体粒子を永久孔を有する多孔質にするためのものと考えられる。希釈剤は単量体を溶解するが重合反応には不活性で、かつ重合体は溶解しない性質の有機溶媒のいずれもが使用可能である。
【００２０】
このような希釈剤としては、例えばトルエン、キシレン、ジエチルベンゼンのような芳香族炭化水素類；ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンのような飽和炭化水素類；イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコールのようなアルコール類；ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタンのような脂肪族ハロゲン化炭化水素類；酢酸エチル、酢酸ブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルのような脂肪族あるいは芳香族エステル類などが用いられる。これらの希釈剤としての有機溶媒の添加量は単量体総重量に対して、３０〜３００重量％であることが好ましい。
【００２１】
本発明の共重合体粒子は適当な分散安定剤を含んだ水性媒体中で懸濁重合の方法によって製造されるが、この場合用いられる重合開始剤は、ラジカルを発生する公知のラジカル重合開始剤であれば特に限定されることはなく、一例をあげると２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）のようなアゾ系開始剤をあげることができ、他の例としては、ｔ−ブチルパーオキシド、ｔ−アミルパーオキシド、クミルパーオキシドのようなパーオキシド系開始剤、ベンゾイルパーオキシド、アセチルパーオキシド、プロピオニルパーオキシドなどのアシルパーオキシド系開始剤などをあげることができる。重合開始剤の濃度は特に制限はないが、単量体に対し０．０１〜５重量％が好ましい。
【００２２】
重合反応は適当な分散安定剤を含んだ水性媒体中で攪拌して単量体溶液を懸濁させて重合させる懸濁重合の方法を適用することができる。分散安定剤としては、公知のものが使用することができ、通常ゼラチン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性高分子化合物が用いられる。分散安定剤の濃度としては、水性媒体に対して０．１〜５重量％が好ましい。水性媒体は水を主体とする媒体であり、水のほかに塩類その他の水溶性成分が溶解していてもよい。
【００２３】
重合反応は水性媒体中へのモノマー類の溶解を抑制する目的で、水性媒体中に塩類を溶解して反応させる。このような塩類としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウムなどを用いることができる。Ｎ−ビニルカルボン酸アミド、特にＮ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルプロピオンアミドなどは、水への溶解性が高いので、溶解を抑制するためには塩類を高濃度で使用することが好ましい。使用する塩類及びその濃度は特に限定されるものではないが、使用する塩類により溶解度に違いがあるため、水性媒体に対して例えば塩化ナトリウムであれば０．１〜１５重量％さらに塩化カルシウムであれば１〜４０重量％溶解して使用することが好ましい。
【００２４】
分散安定剤及び塩類を含んだ水性分散媒相と、単量体（Ａ）及び単量体（Ｂ）を含む単量体を希釈剤と混合し重合開始剤を溶解させた有機溶媒相との混合前の重量比（以下、「液比」と称することがある）は、大きすぎるとＮ−ビニルカルボン酸アミドは水への溶解性が高いので、水性分散媒相へ分配するために収率が低下する。また液比が小さすぎると有機溶媒相の懸濁分散が不安定になる。このため水性分散媒相対有機溶媒相の液比は、２：１〜１０：１が好ましい。
【００２５】
重合反応は窒素置換後、通常の攪拌下で４０〜１００℃に加熱し、大気圧下で５〜１６時間反応を行うことが好ましい。攪拌により前記有機溶媒相は球状の粒子となって水性媒体中に分散し、反応が進行する。このときそれぞれの粒子は希釈剤を含んだ状態で重合が行われ、重合体が網状に成長するため、後で希釈剤を除去すると、多数の永久孔が均一に形成され、多孔性の粒子が得られる。
【００２６】
反応後の粒子の分離は濾過等により容易に分離することができ、また希釈剤の除去は加熱、乾燥等により容易に行うことができる。こうして得られる多孔性共重合体粒子は単量体（Ａ）に由来する構造単位と単量体（Ｂ）に由来する構造単位がランダムに重合して多孔性となっており、単量体（Ｂ）の架橋性単量体の重合により架橋構造となっている。このような多孔性共重合体粒子はそのまま使用することができるほか、変性により例えば官能基を結合させ、変性物粒子として使用することもできる。
【００２７】
本発明の製造方法により製造される多孔性共重合体粒子は、Ｎ−ビニルアセトアミドからなる単量体（Ａ）を用いたものが、その特性に応じて、固相抽出用充填剤または液体クロマトグラフィ用充填剤の用途に利用することができる。具体的には、本発明の充填剤をリザーバーに充填することにより、固相抽出用カートリッジカラムを作ることができる。リザーバーは有機溶媒に不溶性で、試料の抽出または濃縮作業中に充填剤が漏れ出たりしなければよく、その材質と形は特に限定されない。リザーバーの例としては、材質がポリプロピレン、ポリエチレンなどで、容積１〜５０ｍｌ、好ましくは２〜１００ｍｌの注射筒型シリンジであって、樹脂製のフィルターがセットされたものをあげることができる。また、充填剤のリザーバーへの充填量は、粒子のかさ密度、試料の濃縮量により適宜決められるが、例えばリザーバー容積が６ｍｌの場合では、１００〜２０００ｍｇ、好ましくは３００〜１０００ｍｇが好ましい。また、本発明の充填剤を適当な空カラムに充填することにより、液体クロマトグラフィー用カラムを作ることができる。空カラムは有機溶媒に不溶性で、液体クロマトグラフィー作業中に充填剤が漏れ出たりしなければよく、その材質と形は特に限定されない。空カラムの例としては、材質がステンレス、ポリエチルエーテルケトンなどで、内径２〜２０ｍｍ、長さ１０〜３００ｍｍの円筒状パイプであって、フィルターと配管接続部を備えたエンドフィッティングが両端に接続できるものをあげることができる。充填は通常の方法に従い、空カラムの両端に隙間ができないように充填剤の量と充填条件を調節する。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１〜４
窒素ガス雰囲気下３００ｍｌのセパラブルフラスコに１００ｇの脱イオン水を入れ、表１に示す割合で分散安定剤、塩類を溶解した。一方２０ｇの単量体を表１に示す割合で混合し、さらに希釈剤を表１に示す割合で混合し、重合開始剤として２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．２ｇを溶解し、前記セパラブルフラスコに入れた。そしてセパラブルフラスコを水浴中に入れ、毎分１５０回転で攪拌しながら６０℃へ昇温し、６時間反応を行った。冷却後、生成したポリマーをＮｏ．１０１の濾紙を用い濾別した。顕微鏡で観察した結果、生成した共重合体粒子は球状であり、コールターカウンターによる粒径の範囲は表１に示すとおりであった。
【００２９】
【表１】

【００３０】
表１の注
ＮＶＡ：Ｎ−ビニルアセトアミド
ＤＶＢ：ジビニルベンゼン
ＥＧＤＭ：エチレングリコールジメタクリレート
ＤＢＰ：フタル酸ジブチル
ＰＶＡ：ポリビニルアルコール
希釈剤の％は単量体に対する、分散安定剤及び塩類の％は脱イオン水に対する各々重量％である。
【００３１】
生成した共重合体粒子を、濾別し温水、アセトンで順次洗浄し、分散安定剤、塩類、希釈剤を取り除いた後乾燥した。得られた共重合体粒子を、NIPPON PNEUMATIC MFG社製、MINI CLASSIFIERを用いて３０〜６０μｍの粒度に調整した。
粒度調整された共重合体粒子を内径４．６ｍｍ、長さ１５ｃｍの液体クロマトグラフィ用ステンレスカラムに充填した。このカラムを用い移動相にテトラヒドロフラン、流速０．３３ｍｌ／ｍｉｎ、検出測定波長２５４ｎｍの条件で、昭和電工（株）製スタンダードポリスチレンの平均分子量各々２４０００００、１０７００００、４６００００、１５６０００、６６０００、２８５００、１１６００、７０００、５０５０、３２５０、２４５０、１６８０、１３２０、９８０、５８０のもの、さらにベンゼンを注入し各々の溶出時間を測定した。
得られた各々の溶出時間から、Istvan Halasz, Kornel Martin, Angew. Chem. Int. Ed, Engl. 17, 901-908 (１９７８）の方法により求めた平均永久孔径は表１に示すとおりであった。
【００３２】
実施例５
破砕したＮ−ビニルアセトアミド（昭和電工株式会社製）３００ｇを、純度８０重量％のジビニルベンゼン（三共化成株式会社製、ＤＶＢ−Ｈ）８２５ｇ、エチレングリコールジメタクリレート３７５ｇ、トルエン１２３０ｇ、２−エチルヘキサノール２７０ｇの混合液に溶解し、次いで、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）４０ｇを溶解して、油相を調製した。
一方、塩化カルシウム２７００ｇと塩化ナトリウム３６０ｇの水（６ liter）溶液をゆっくりと撹拌しておき、そこへポリビニルアルコール（クラレ株式会社製、クラレポバール、ＰＶＡ−２２４）９０ｇと亜硝酸ナトリウム０．２ｇの水（３ liter）溶液を少しずつ加えて混合し、水相を調製した。
２０ literのステンレス製容器内で上記油相と上記水相を混合し、微粒子化用の撹拌翼を付けた撹拌装置を用いて４００ｒｐｍで４０分間撹拌することにより、油滴の最大粒径が１００μｍになるように調製した。次いで撹拌翼を通常撹拌用のものに交換し、１５０ｒｐｍで撹拌しながら、７０℃で６時間反応を行った。生成した架橋共重合体粒子を濾取し、７０℃の温水９０ liter、次いでアセトン１５ literで洗浄した後、ステンレス製バットに広げて風乾し、さらに７０℃で２４時間減圧乾燥した。得られた粒子を、風力分級装置を用いてコールターカウンターによる粒径が２０〜４０μｍに分級し、実施例１〜４と同様にして求めた平均永久孔径は６．２ｎｍであり、これを固相抽出用充填剤とした。
この充填剤を、底にポリエチレン製フィルターがセットされた固相抽出用カートリッジ（ユニフレックス社製、６ｍｌ）に５００ｍｇ充填し、上から別のポリエチレン製フィルターで栓をして、固相抽出用カートリッジカラムとした。
この固相抽出用カートリッジカラムについて、以下の手順で、湿潤状態及び乾燥状態での試薬回収率を測定し、得られた結果は表２に示すとおりであった。通液速度は、マニホールドの減圧度を変化させることにより調節した。
【００３３】
［湿潤状態での回収率測定］
（１） 固相抽出用カートリッジカラムを、吸引マニホールドにセットする。
（２） メタノール５ｍｌを５ｍｌ／ｍｉｎで通液する。
（３） 水５ｍｌを５ｍｌ／ｍｉｎで通液する。
（４） ２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７）に溶解した１０μｇ／ｍｌの試料溶液５ｍｌを、５ｍｌ／ｍｉｎで通液する。
（５） ２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７）５ｍｌを５ｍｌ／ｍｉｎで通液する。
（６） メタノール５ｍｌを、５ｍｌ／ｍｉｎで通液し、溶出液を回収する。
（７） 回収した溶出液に内部標準物質を加え、この２０μｌをＨＰＬＣで分析することにより、溶出液中に含まれる試料を定量する。
（８） （７）での定量値の、初期値（試料濃度×５ｍｌ）に対する百分率を求め、回収率とする。
【００３４】
［乾燥状態での回収率測定］
（１） 固相抽出用カートリッジカラムを、吸引マニホールドにセットする。
（２） メタノール５ｍｌを５ｍｌ／ｍｉｎで通液する。
（３） メタノールが充填剤の上端に到達した後１０分間、減圧度を１０ｍｍＨｇに維持して、充填剤を乾燥させる。
（４） ２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７）に溶解した１０μｇ／ｍｌの試料溶液５ｍｌを、５ｍｌ／ｍｉｎで通液する。
（５） ２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７）５ｍｌを５ｍｌ／ｍｉｎで通液する。
（６） メタノール５ｍｌを５ｍｌ／ｍｉｎで通液し、溶出液を回収する。
（７） 回収した溶出液に内部標準物質を加え、この２０μｌをＨＰＬＣで分析することにより、溶出液中に含まれる試料を定量する。
（８） （７）での定量値の、初期値（試料濃度×５ｍｌ）に対する百分率を求め、回収率とする。
【００３５】
比較例１
単量体として、純度８０重量％のジビニルベンゼン８２５ｇ、エチレングリコールジメタクリレート６７５ｇを用いた以外は、実施例５と同様の方法で合成、充填、回収率の測定を行い、得られた結果は表２に示すとおりであった。実施例５と比較して、湿潤状態での回収率は若干低い程度であったが、乾燥状態での回収率は顕著に低かった。
【００３６】
【表２】
表２ 回収率（％）

【００３７】
実施例６
油相と水相の混合物を高速分散機（ホモジナイザー）にかけ、回転数と分散時間を調節することにより、油滴の最大粒径が５μｍになるように調整した以外は、実施例５と同様な方法で反応、濾過、洗浄、乾燥を行った。得られた粒子を、風力分級装置を用いて粒径３〜８μｍに分級し、実施例１〜４と同様にして求めた平均永久孔径は６．２ｎｍであり、これを液体クロマトグラフィー用充填剤とした。
この充填剤を、内径４．６ｍｍ×長さ１５０ｍｍのステンレス製カラムにスラリー法で充填し、以下のＨＰＬＣ測定条件で疎水性崩壊試験を行った。試験開始前の封入溶媒は、アセトニトリル：水＝５：９５（ｖ／ｖ）であった。
［ＨＰＬＣ測定条件］
移動相：水
流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
検出：ＵＶ ２５４ｎｍ
温度：４０℃
試料：チミン
通液１時間後の保持時間をｔ₀、通液３５時間後の保持時間をｔとするとき、ｔ／ｔ₀＝０．９８であった。
膨潤孔がある程度親水性なので、その中のアセトニトリルはすみやかに水と置き換わり、膨潤孔のサイズに変化が生ぜず、その結果、疎水性吸着に関与する細孔表面積が、常に一定に保たれたものと考えられる。
【００３８】
比較例２
油相と水相の混合物を高速分散機（ホモジナイザー）にかけ、回転数と分散時間を調節することにより、油滴の最大粒径が５μｍになるように調整した以外は、比較例１と同様の方法で反応、濾過、洗浄、乾燥を行った。得られた粒子を、風力分級装置を用いて平均粒径４μｍに分級し、液体クロマトグラフィー用充填剤とした。
この充填剤を、内径４．６ｍｍ×長さ１５０ｍｍのステンレス製カラムにスラリー法で充填し、実施例６と同じ方法で疎水性崩壊試験を行った。
通液１時間後の保持時間をｔ₀、通液３５時間後の保持時間をｔとするとき、ｔ／ｔ₀＝０．２３であった。
膨潤孔が本質的に疎水性なので、その中のアセトニトリルは水と置き換わりにくく、アセトニトリルの濃度が限界以下になると、膨潤孔の崩壊（萎縮）が起こり、その結果、疎水性吸着に関与する細孔表面積が、時間の経過とともに減少したものと考えられる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の多孔性共重合体粒子の製造方法によれば、Ｎ−ビニルアセトアミドからなる単量体（Ａ）と単量体（Ｂ）に由来する構造単位を有する多孔構造を形成するため、親水性と疎水性を併せ持つ複合的な性能を有し、多孔性で機械的強度に優れ、粒子の状態での使用に適し、汎用性を有する多孔性共重合体粒子を製造することができる。
【００４０】
本発明の多孔性共重合体粒子の製造方法は、単量体（Ａ）と単量体（Ｂ）を、これらの単量体を溶解するが生成する重合体を溶解しない希釈剤に溶解した単量体溶液を、分散安定剤及び塩類を含む水性媒体中で懸濁重合するようにしたので、上記のような多孔性共重合体粒子を効率よく製造することができる。 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a method for producing porous copolymer particles containing structural units derived from N-vinylcarboxylic acid amide and other monomers.To the lawIt is related.
[0002]
[Prior art]
Since N-vinylcarboxylic acid amide (hereinafter sometimes referred to as monomer (A)) has high hydrophilicity, other monomer copolymerizable therewith (hereinafter referred to as monomer (B)) It is proposed to use a copolymer as a hydrophilic gel (for example, JP-A-4-323213). This hydrophilic gel increases the proportion of the monomer (A) to increase the hydrophilicity, thereby retaining a large amount of water and using it for applications such as thickeners, dispersion stabilizers, and lubricants. The use as porous particles used as a packing material for chromatography is not shown.
[0003]
As a method for producing the above copolymer particles, for example, JP-A-63-90513 discloses a reverse phase emulsion polymerization method. However, the polymer particles obtained by this method can be used as an aqueous solution for applications such as flocculant and oil recovery by dissolving the dispersion in the dispersion medium in the presence of a reversal surfactant in water. Therefore, it is not suitable for use as polymer particles.
[0004]
JP-A-61-141712 discloses that an aqueous monomer solution is dispersed in a hydrocarbon-based dispersion medium using an oil-soluble polymer dispersion stabilizer, for example, ethyl cellulose, and subjected to reverse phase suspension polymerization. The method of obtaining the polymer of is shown. However, this method is also aimed at obtaining a water-soluble polymer, and it is not shown that the polymer is used in the form of particles, and has a problem in the treatment of a hydrocarbon dispersion medium generated in large quantities after polymerization. .
[0005]
In addition, JP-A-6-122725 discloses a dispersion polymerization method in which a monomer is dissolved in the presence of a polymer dispersant, but polymerization is performed in a solvent that does not dissolve the resulting copolymer. However, the polymer produced by this method cannot be porous, and the resulting polymer particles have a small particle size of about 1 μm, and lack the versatility when using the polymer as particles. There is.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  An object of the present invention is to provide a porous copolymer particle having a composite performance having both hydrophilicity and hydrophobicity, being porous and excellent in mechanical strength, suitable for use in a particle state, and having versatility. Efficient manufacturing methodThe lawIs to get.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention provides the following method for producing porous copolymer particlesIn lawis there.
  (1) Copolymerizable monomer (B) 40 containing 5 to 60% by weight of monomer (A) selected from N-vinylcarboxylic acid amide represented by formula (I) and a crosslinkable monomer A monomer solution containing ~ 95% by weight of a monomer solution in a diluent that dissolves these monomers but not the resulting polymer is suspended in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer and salts. A method for producing porous copolymer particles, comprising turbidity, polymerization in the presence of a polymerization initiator, and modification as necessary.
[Chemical 2]

(Wherein R¹Is a hydrogen atom or a methyl group, R²Is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group, or a phenyl group substituted with a methyl group or an ethyl group. )
  (2) R in formula (I)²The manufacturing method as described in said (1) whose is a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
  (3) The production method according to the above (1), wherein the monomer (A) is N-vinylacetamide.
  (4) The production according to any one of (1) to (3) above, wherein 10 to 40% by weight of monomer (A) and 60 to 90% by weight of monomer (B) are used. Method.
  (5) The method according to any one of (1) to (4), wherein the monomer (B) is a monomer containing 50 to 100% by weight of a crosslinkable monomer.Law.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The monomer (A) is an N-vinylcarboxylic acid amide represented by the formula (I). Examples of such monomers include N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpropionamide, N- (2-propenyl) formamide, N- (2-propenyl) acetamide, N-vinylbutyroamide, N-vinylbenzamide, N-vinyl (p-toluamide), N-vinyl (o-toluamide) and the like can be mentioned. Among these, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpropionamide, N- (2-propenyl) formamide, N- (2-propenyl) acetamide and the like are preferable. Among these, R¹Is preferably hydrogen. N-vinylacetamide is particularly preferred from the viewpoint of the hydrophilicity and stability of the resulting copolymer.
[0009]
The monomer (B) is a monomer that can be copolymerized with the monomer (A), or a monomer that can be copolymerized with each other, and has two polymerizable unsaturated groups. The above-mentioned crosslinkable monomer is an essential component, and in some cases, it consists of a non-crosslinkable monomer having one polymerizable unsaturated group as another component. Preferably, the crosslinkable monomer is 50 to 100% by weight in the monomer (B), and 0 to 50% by weight is a non-crosslinkable monomer. These monomers (B) are preferably hydrophobic monomers, but a hydrophilic monomer may be included as part of the monomer (B). When a hydrophilic monomer is contained, the amount in the monomer (B) is preferably 50% by weight or less, more preferably 20% by weight or less.
[0010]
Of the above monomers (B), the crosslinkable monomer is not particularly limited as long as it is copolymerizable with other monomers used, preferably N-vinylcarboxylic acid amide. Specifically, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di ( Di (meth) acrylic esters of (poly) alkylene glycols such as (meth) acrylate; glycerin di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethanetetra Poly (meth) acrylic acid esters of polyhydric alcohols such as (meth) acrylate; aromatic compounds having two or more vinyl groups such as divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, divinylnaphthalene; diallyl ether, trimethylol Polyallyl ethers such as propane diallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, tetraallyloxyethane; N, N′-1,3-propylenebis (N-vinylacetamide), N, N′-methylenebis (N-vinylacetamide) N, N′-lower alkylenebis (N-carboxylic acid amide) and the like. From the viewpoint of the physical strength of the porous copolymer particles, the above aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate and the like are preferable. In the present invention, “(meth) acryl” means “acryl” or “methacryl”. "Allyl" is CH₂= CH-CH₂-Means.
[0011]
The non-crosslinkable monomer is not particularly limited as long as it is copolymerizable with other monomers used, preferably N-vinylcarboxylic acid amide. Specifically, for example, styrene, o-, m-, p-methylstyrene, chloro-α-methylstyrene, o-chloro-m-methylstyrene, o-chloro-p-methylstyrene, m-chloro-p-methylstyrene, p-chloro-o- Styrenic monomers such as methylstyrene and p-chloro-m-methylstyrene; carboxylic acid unsaturated ester monomers such as vinyl acetate, allyl acetate and vinyl propionate; methyl (meth) acrylate, ethyl ( (Meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypro (Meth) acrylic acid ester monomers such as ru (meth) acrylate, glycerol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate; maleic acid, maleic anhydride, 2,3-dimethylmaleic anhydride and maleic Maleic monomers such as dimethyl acid and diethyl maleate; monomers having a carboxyl group such as (meth) acrylic acid and crotonic acid; acrylonitrile; methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, butyl Nonionic monomers such as unsaturated ethers such as allyl ether can be used. From the viewpoint that a polymer having a wide range of applications can be obtained after the polymerization, a functional group can be further introduced, and o-, m-, p-chloromethylstyrene, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, glycerin. Those having a reactive group such as a chloromethyl group, an epoxy group, and a hydroxyl group are preferred, such as monomethacrylate.
[0012]
A crosslinkable monomer is used as the monomer (B), and the remainder is a non-crosslinkable monomer. The crosslinkable monomer is preferably 50% by weight or more of the monomer (B), but the ratio of both varies depending on the properties required for the intended copolymer particles. For example, when using particles in an aqueous medium such as a liquid chromatography filler or an ion exchange resin, it is preferable to use only a crosslinkable monomer to reduce water solubility and increase strength, or at least 50% by weight. Use the above. Further, when the water solubility is not a problem when used in a gas like a gas treating agent, a small amount of a crosslinkable monomer may be used. Even when a small amount of non-crosslinkable monomer is used, when a large amount of hydrophobic monomer is used, it becomes water-insoluble, and when it is used a small amount, it tends to be water-soluble.
[0013]
Among those used as the monomer (B), a hydrophobic monomer and a hydrophilic monomer (for example, glycerin di (meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)) Acrylate, (meth) acrylic acid, etc.), crosslinkable monomer and non-crosslinkable monomer ratio, monomer (A) and monomer (B) ratio, etc. Selected by polymer particles. Generally, monomer (A) is 5 to 60% by weight, monomer (B) is 40 to 95% by weight, preferably monomer (A) is 10 to 40% by weight, monomer (B ) Is 60 to 90% by weight.
[0014]
Monomer (A) with R¹, R²In the case of using a plurality of types of monomers by selection, it can be used in an arbitrary ratio. Moreover, also when using a crosslinkable monomer and a non-crosslinkable monomer for a monomer (B), the ratio of both can be used in arbitrary ratios according to the target copolymer particle. And also when using multiple types of monomer for each of the crosslinkable monomer and non-crosslinkable monomer of a monomer (B), it can each be used in arbitrary ratios. When such plural types of monomers are used, it is not necessary that all the monomers are copolymerized with the monomer (A) and the monomer (B). May be manufactured.
[0015]
  Of the present inventionManufactured by manufacturing methodThe copolymer particle is a copolymer having a structural unit derived from such a monomer or a modified product thereof, and preferably has a particle size of 0.1 to 2000 μm, more preferably 3 to 500 μm, particularly preferably. 5 to 100 μm porous particles. The shape of the particles is preferably spherical, but may be indefinite or other shapes. The porosity of the particles is due to the permanent pores uniformly formed throughout the particles, and the permanent pores having an average pore diameter of 2 to 800 nm, preferably 2 to 100 nm, are uniformly formed.
[0016]
The particle size in the present invention is measured with a Coulter Counter. In the present invention, the term “permanent pore” refers to a rigid polymer pore that exists even when the gel is dry. However, even in the case of permanent holes, the size may be slightly different between the dry state and the solution immersion state. The diameter of the permanent hole is J.I. Chromedogr. , 387 (1987) 65, the reverse size exclusion chromatography method or the BET (Brunauer-Emmett-Teller) method, etc., as long as there is no particular problem in the present invention, Angw. Chem. Int. Ed. Engl. ,17, 901-908 (1978), the average permanent pore diameter is measured.
In the measurement, first, particles to be measured are packed in a column and connected to an HPLC (High Performance Liquid Chromatography) apparatus, and the retention capacities of a plurality of standard polystyrene and benzene over a wide range of molecular weight are measured using tetrahydrofuran as an eluent. The results are plotted in a graph with the molecular weight M on the Y axis (easy to see on a logarithmic scale) and the retention capacity (ml) on the X axis. A curve obtained by smoothly connecting the points thus obtained is called a calibration curve. Exclusion limit (V₁, M₁) And the measurement point of benzene (V₂, 78), the straight line X = (V₁+ V₂) / 2 in the graph. Y coordinate M of the intersection of this straight line and the calibration curve (referred to as average pore point)_mAnd this value is referred to the above cited reference p. By substituting into the following equation equivalent to the 905 empirical equation (11), the average pore diameter φ_m[Å] is calculated.
[Expression 1]
φ_m[Å] = 0.62 × (M_m)^0.59
The “average pore point” is defined by the inventors. This means that when the total pore volume is 100%, the integrated volume from the minimum volume (with a size that benzene fits exactly) becomes 50%. The above formula is used to convert the molecular weight equivalent to standard polystyrene at this point into the diameter of the pore in which it fits.
[0017]
  As one of the methods for making the conventional synthetic polymer particles porous, when particles having a low crosslinking degree of about 1 to 8% by weight with respect to the total amount of monomers are used together with a solvent having a strong affinity with the particles, The particle base material swells, and the gap formed by the swelling can be made porous with swelling pores, but the porosity varies depending on the degree of affinity of the solvent, and it is not in a dry state after removing the solvent. It has the disadvantage of becoming porous. Of the present inventionManufactured by manufacturing methodUnlike the porous particles, the porous copolymer particles have permanent pores formed uniformly throughout.
[0018]
  Hereinafter, the manufacturing method of the porous copolymer particle | grains of this invention is demonstrated. The production method of the present invention comprises a monomer containing 5 to 60% by weight of monomer (A) and 40 to 95% by weight of monomer (B). A monomer solution dissolved in a diluent that does not dissolve is used as a dispersion stabilizer.And saltsThe porous copolymer particles are produced by suspending in an aqueous medium containing the polymer, polymerizing in the presence of a polymerization initiator, and modifying as necessary.
[0019]
Thus, by mixing a monomer with a diluent for copolymerization, porous permanent pores can be formed regardless of the presence or absence of a solvent for swelling the particle substrate. In this case, the diluent acts as a permanent pore forming agent, and is considered to make the copolymer particles porous with permanent pores. The diluent can be any organic solvent that dissolves the monomer but is inert to the polymerization reaction and does not dissolve the polymer.
[0020]
Examples of such diluents include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and diethylbenzene; saturated hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, and decane; alcohols such as isoamyl alcohol, hexyl alcohol, and octyl alcohol. Aliphatic halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane and trichloroethane; aliphatic or aromatic esters such as ethyl acetate, butyl acetate, dimethyl phthalate and diethyl phthalate are used. The amount of the organic solvent added as the diluent is preferably 30 to 300% by weight based on the total weight of the monomers.
[0021]
The copolymer particles of the present invention are produced by a suspension polymerization method in an aqueous medium containing an appropriate dispersion stabilizer. The polymerization initiator used in this case is a known radical polymerization initiator that generates radicals. If there is no particular limitation, azo initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) are listed as examples. Other examples include peroxide initiators such as t-butyl peroxide, t-amyl peroxide, cumyl peroxide, acyl peroxides such as benzoyl peroxide, acetyl peroxide, propionyl peroxide, and the like. And system initiators. The concentration of the polymerization initiator is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5% by weight with respect to the monomer.
[0022]
For the polymerization reaction, a suspension polymerization method in which a monomer solution is suspended in an aqueous medium containing an appropriate dispersion stabilizer to be polymerized can be applied. Known dispersion stabilizers can be used, and water-soluble polymer compounds such as gelatin, sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose are usually used. The concentration of the dispersion stabilizer is preferably 0.1 to 5% by weight with respect to the aqueous medium. The aqueous medium is a medium mainly composed of water, and salts and other water-soluble components may be dissolved in addition to water.
[0023]
  The polymerization reaction is a reaction in which salts are dissolved in an aqueous medium for the purpose of suppressing dissolution of the monomers in the aqueous medium.TheAs such salts, sodium chloride, calcium chloride, sodium sulfate and the like can be used. N-vinylcarboxylic acid amides, especially N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpropionamide, etc., have high solubility in water, so use salts at high concentrations to suppress dissolution. Is preferred. The salt to be used and its concentration are not particularly limited, but the solubility differs depending on the salt to be used. For example, it is preferable to dissolve 1 to 40% by weight.
[0024]
An aqueous dispersion medium phase containing a dispersion stabilizer and salts, and an organic solvent phase in which a monomer containing monomer (A) and monomer (B) is mixed with a diluent to dissolve a polymerization initiator If the weight ratio before mixing (hereinafter sometimes referred to as “liquid ratio”) is too large, the N-vinylcarboxylic acid amide is highly soluble in water, and thus yields for partitioning into the aqueous dispersion medium phase. Decreases. If the liquid ratio is too small, the suspension dispersion of the organic solvent phase becomes unstable. For this reason, the liquid ratio of the aqueous dispersion medium relative organic solvent phase is preferably 2: 1 to 10: 1.
[0025]
The polymerization reaction is preferably performed after nitrogen substitution, by heating to 40 to 100 ° C. with normal stirring, and for 5 to 16 hours under atmospheric pressure. By stirring, the organic solvent phase becomes spherical particles and dispersed in the aqueous medium, and the reaction proceeds. At this time, each of the particles is polymerized in a state containing a diluent, and the polymer grows in a network, and when the diluent is removed later, a large number of permanent pores are uniformly formed, and the porous particles are formed. can get.
[0026]
  The particles after the reaction can be easily separated by filtration or the like, and the diluent can be easily removed by heating, drying or the like. The porous copolymer particles thus obtained are porous by randomly polymerizing structural units derived from the monomer (A) and structural units derived from the monomer (B). A cross-linked structure is obtained by polymerization of the cross-linkable monomer (B). Such porous copolymer particles can be used as they are, and can also be used as modified particles by, for example, bonding functional groups by modification.The
[0027]
  Of the present inventionManufactured by manufacturing methodPorous copolymer particles using N-vinylacetamide monomer (A) should be used for solid phase extraction fillers or liquid chromatography fillers depending on their properties. Can do. Specifically, a cartridge column for solid phase extraction can be made by filling a reservoir with the packing material of the present invention. The reservoir is insoluble in the organic solvent, and it is sufficient that the filler does not leak out during the sample extraction or concentration operation. The material and shape of the reservoir are not particularly limited. As an example of the reservoir, there can be mentioned a syringe barrel syringe made of polypropylene, polyethylene or the like and having a volume of 1 to 50 ml, preferably 2 to 100 ml, in which a resin filter is set. The filling amount of the filler into the reservoir is appropriately determined depending on the bulk density of the particles and the concentrated amount of the sample. For example, when the reservoir volume is 6 ml, 100 to 2000 mg, preferably 300 to 1000 mg is preferred. In addition, a liquid chromatography column can be prepared by filling a suitable empty column with the packing material of the present invention. The empty column is insoluble in an organic solvent, so long as the packing material does not leak during the liquid chromatography operation, and the material and shape are not particularly limited. An example of an empty column is a cylindrical pipe made of stainless steel, polyethyl ether ketone, etc., having an inner diameter of 2 to 20 mm and a length of 10 to 300 mm, and an end fitting having a filter and a pipe connecting portion can be connected to both ends. I can give you something. Packing is performed according to a normal method, and the amount of packing material and packing conditions are adjusted so that there is no gap between both ends of the empty column.
[0028]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
Examples 1-4
Under a nitrogen gas atmosphere, 100 g of deionized water was placed in a 300 ml separable flask, and the dispersion stabilizer and salts were dissolved in the proportions shown in Table 1. On the other hand, 20 g of the monomer was mixed at the ratio shown in Table 1, and further the diluent was mixed at the ratio shown in Table 1, and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) 0. 2 g was dissolved and placed in the separable flask. The separable flask was placed in a water bath, heated to 60 ° C. with stirring at 150 rpm, and reacted for 6 hours. After cooling, the produced polymer was No. The sample was filtered using 101 filter paper. As a result of observing under a microscope, the produced copolymer particles were spherical, and the particle size range by Coulter counter was as shown in Table 1.
[0029]
[Table 1]

[0030]
Notes to Table 1
NVA: N-vinylacetamide
DVB: Divinylbenzene
EGDM: ethylene glycol dimethacrylate
DBP: Dibutyl phthalate
PVA: Polyvinyl alcohol
The percent diluent is based on monomer and the percent dispersion stabilizer and salts are each weight percent based on deionized water.
[0031]
The produced copolymer particles were separated by filtration, washed successively with warm water and acetone, and after removing the dispersion stabilizer, salts and diluent, dried. The obtained copolymer particles were adjusted to a particle size of 30 to 60 μm using a MINI CLASSIFIER manufactured by NIPPON PNEUMATIC MFG.
The particle size-adjusted copolymer particles were packed in a stainless steel column for liquid chromatography having an inner diameter of 4.6 mm and a length of 15 cm. Using this column, the mobile phase was tetrahydrofuran, the flow rate was 0.33 ml / min, and the detection measurement wavelength was 254 nm. The average molecular weights of standard polystyrenes manufactured by Showa Denko KK were 2400000, 1070000, 460000, 156000, 66000, 28500, 11600, 7000, 5050, 3250, 2450, 1680, 1320, 980, 580, and further benzene were injected, and the elution time of each was measured.
The average permanent pore diameter determined by the method of Istvan Halasz, Kornel Martin, Angew. Chem. Int. Ed, Engl. 17, 901-908 (1978) from the obtained elution times was as shown in Table 1. .
[0032]
Example 5
300 g of crushed N-vinylacetamide (manufactured by Showa Denko KK), 825 g of divinylbenzene (Sankyo Chemical Co., Ltd., DVB-H) 825 g, ethylene glycol dimethacrylate 375 g, toluene 1230 g, 2-ethylhexanol 270 g Then, 40 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved to prepare an oil phase.
Meanwhile, a water (6 liter) solution of 2700 g of calcium chloride and 360 g of sodium chloride was slowly stirred, and 90 g of polyvinyl alcohol (Kuraray Co., Ltd., Kuraray Poval, PVA-224) and 0.2 g of sodium nitrite were added thereto. An aqueous phase was prepared by adding water (3 liter) solution little by little and mixing.
The oil phase and the aqueous phase are mixed in a 20 liter stainless steel container and stirred for 40 minutes at 400 rpm using a stirrer equipped with a stirring blade for atomization, whereby the maximum particle size of the oil droplets is 100 μm. It prepared so that it might become. Next, the stirring blade was replaced with one for normal stirring, and the reaction was carried out at 70 ° C. for 6 hours while stirring at 150 rpm. The produced crosslinked copolymer particles were collected by filtration, washed with 90 liters of hot water at 70 ° C. and then with 15 liters of acetone, spread on a stainless steel vat and air-dried, and further dried under reduced pressure at 70 ° C. for 24 hours. The obtained particles were classified into 20 to 40 μm by a Coulter counter using an air classifier, and the average permanent pore size determined in the same manner as in Examples 1 to 4 was 6.2 nm. An extraction filler was used.
500 mg of this filler is filled in a solid phase extraction cartridge (Uniflex, 6 ml) with a polyethylene filter set on the bottom, and plugged with another polyethylene filter from the top, and the solid phase extraction cartridge Column.
With respect to the cartridge column for solid phase extraction, the reagent recovery rate in a wet state and a dry state was measured by the following procedure, and the obtained results were as shown in Table 2. The flow rate was adjusted by changing the degree of vacuum of the manifold.
[0033]
[Measurement of recovery rate in wet condition]
(1) Set the cartridge column for solid phase extraction on the suction manifold.
(2) Pour 5 ml of methanol at 5 ml / min.
(3) Pass 5 ml of water at 5 ml / min.
(4) 5 ml of a 10 μg / ml sample solution dissolved in 20 mM phosphate buffer (pH 7) is passed at 5 ml / min.
(5) Pass 5 ml of 20 mM phosphate buffer (pH 7) at 5 ml / min.
(6) 5 ml of methanol is passed at 5 ml / min, and the eluate is collected.
(7) An internal standard substance is added to the collected eluate, and 20 μl is analyzed by HPLC to quantify the sample contained in the eluate.
(8) The percentage of the quantitative value in (7) with respect to the initial value (sample concentration × 5 ml) is obtained and used as the recovery rate.
[0034]
[Measurement of recovery rate in dry condition]
(1) Set the cartridge column for solid phase extraction on the suction manifold.
(2) Pour 5 ml of methanol at 5 ml / min.
(3) After the methanol reaches the upper end of the filler, the degree of vacuum is maintained at 10 mmHg for 10 minutes to dry the filler.
(4) 5 ml of a 10 μg / ml sample solution dissolved in 20 mM phosphate buffer (pH 7) is passed at 5 ml / min.
(5) Pass 5 ml of 20 mM phosphate buffer (pH 7) at 5 ml / min.
(6) Pass 5 ml of methanol at 5 ml / min to collect the eluate.
(7) An internal standard substance is added to the collected eluate, and 20 μl is analyzed by HPLC to quantify the sample contained in the eluate.
(8) The percentage of the quantitative value in (7) with respect to the initial value (sample concentration × 5 ml) is obtained and used as the recovery rate.
[0035]
Comparative Example 1
The synthesis, filling and recovery were measured in the same manner as in Example 5 except that 825 g of divinylbenzene having a purity of 80% by weight and 675 g of ethylene glycol dimethacrylate were used as the monomers. 2 as shown. Compared with Example 5, the recovery rate in the wet state was slightly lower, but the recovery rate in the dry state was significantly lower.
[0036]
[Table 2]
Table 2 Recovery rate (%)

[0037]
Example 6
The mixture of the oil phase and the water phase was applied to a high-speed disperser (homogenizer), and the rotation speed and the dispersion time were adjusted to adjust the maximum particle size of the oil droplets to 5 μm. Reaction, filtration, washing and drying were carried out by the method. The obtained particles were classified to a particle size of 3 to 8 μm using an air classifier, and the average permanent pore size determined in the same manner as in Examples 1 to 4 was 6.2 nm. This was used as a packing material for liquid chromatography. It was.
This filler was packed in a stainless steel column having an inner diameter of 4.6 mm × length of 150 mm by a slurry method, and a hydrophobic disintegration test was performed under the following HPLC measurement conditions. The encapsulated solvent before the start of the test was acetonitrile: water = 5: 95 (v / v).
[HPLC measurement conditions]
Mobile phase: water
Flow rate: 1.0 ml / min
Detection: UV 254nm
Temperature: 40 ° C
Sample: Thymine
The retention time after 1 hour of liquid passing is t₀T / t, where t is the retention time after 35 hours₀= 0.98.
Since the swelling pores are hydrophilic to some extent, acetonitrile in them quickly replaces water, and the size of the swelling pores does not change, and as a result, the pore surface area involved in hydrophobic adsorption is always kept constant. it is conceivable that.
[0038]
Comparative Example 2
The mixture of the oil phase and the aqueous phase was applied to a high-speed disperser (homogenizer), and the rotational speed and dispersion time were adjusted to adjust the maximum particle size of the oil droplets to 5 μm. Reaction, filtration, washing and drying were carried out by the method. The obtained particles were classified to an average particle size of 4 μm using an air classifier, and used as a packing material for liquid chromatography.
This filler was packed into a stainless steel column having an inner diameter of 4.6 mm and a length of 150 mm by a slurry method, and a hydrophobic disintegration test was performed in the same manner as in Example 6.
The retention time after 1 hour of liquid passing is t₀T / t, where t is the retention time after 35 hours₀= 0.23.
Since the swelling pores are essentially hydrophobic, acetonitrile in them is difficult to replace with water, and when the concentration of acetonitrile falls below the limit, the swelling pores collapse (atrophy), resulting in pores involved in hydrophobic adsorption. It is thought that the surface area decreased with the passage of time.
[0039]
【The invention's effect】
  Porous copolymer particles of the present inventionAccording to the manufacturing methodAnd a structural unit derived from the monomer (A) and the monomer (B) made of N-vinylacetamide.DoPorous structureFormationTherefore, the porous copolymer particles have a composite performance that has both hydrophilicity and hydrophobicity, are porous, have excellent mechanical strength, are suitable for use in the state of particles, and have versatility.ManufactureCan.
[0040]
  The method for producing the porous copolymer particles of the present invention is as follows.,Monomer (A) and monomer (B)A monomer solution dissolved in a diluent that dissolves these monomers but does not dissolve the resulting polymer, and includes a dispersion stabilizer and salts.Since suspension polymerization in an aqueous medium,The above porous copolymer particles can be produced efficiently.The

Claims (5)

Monomer (A) 5 to 60% by weight selected from N-vinylcarboxylic acid amide represented by formula (I), and copolymerizable monomer (B) 40 to 95% by weight including a crosslinkable monomer A monomer solution in which a monomer containing 1% is dissolved in a diluent that dissolves these monomers but does not dissolve the resulting polymer, is suspended in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer and salts, A method for producing porous copolymer particles, which comprises polymerizing in the presence of a polymerization initiator and modifying as required.

(Wherein R ¹ is a hydrogen atom or a methyl group, R ² is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group, or a phenyl group substituted with a methyl group or an ethyl group.) The production method according to claim 1, wherein R ² in formula (I) is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.   The production method according to claim 1, wherein the monomer (A) is N-vinylacetamide.   The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein 10 to 40% by weight of the monomer (A) and 60 to 90% by weight of the monomer (B) are used.   The production method according to any one of claims 1 to 4, wherein the monomer (B) is a monomer containing 50 to 100% by weight of a crosslinkable monomer.