JP5598822B2 - 光学異性体用分離剤 - Google Patents

Description

本発明は、光学異性体用分離剤に関する。

従来から、クロマトグラフィーによる光学分割は、分析化学、有機化学、医学、薬学など多方面で非常に注目されており、多くのキラル固定相が世界中で報告されている。特に光学活性高分子であるセルロースやアミロースを化学的に修飾したエステル誘導体やカルバメート誘導体等は、キラル固定相として高い光学分割能を有し、これを用いたクロマトグラフィー用充填剤が広く知られている。これらの高分子化合物誘導体を用いたクロマグラフィー用充填剤は、カラムへの充填率を高め、ハンドリングを容易にし、機械的強度を高める等の目的から、シリカゲル等の担体に担持させた状態で使用されている。

例えば特許文献１には、芳香族環を含むセルロース誘導体をシリカ等の担体に担持させたクロマトグラフィー用の充填剤が記載されている。また、特許文献２には、アミロース等の多糖のカルバメート誘導体をシリカ等の担体に担持させたクロマトグラフィー用充填剤が記載されている。このような技術ではさらなる光学異性体分離能が求められている。

一方、ポリフェニレンビニレンなどのπ共役ポリマーは、様々な機能を内包する機能性物質として知られており、酸化・還元などの化学反応を経て、導電性プラスチックとして利用できることが知られている。特に近年では、その特性を活かして、ＬＥＤや太陽電池セルなどの光電子デバイスにも応用されている。

一般に、このπ共役ポリマーは溶媒に難溶であるために、π共役ポリマーの特性を得ると同時に、溶媒に可溶化させて操作性を向上させるための研究が行われている。そのような研究の結果、π共役ポリマーであるポリフェニレンビニレンをアミロースに包接させて包接錯体を得る技術が確立されている（非特許文献１、２）。

特開昭６０−１４２９３０号公報 特開昭６０−２２６８３１号公報

Angew. Chem. Int. Ed.， 2006, 45, 6491-6495 Macromolecules 2008, 41, 5065-5069

本発明は、光学分離能に優れた光学異性体用分離剤を提供することを課題とする。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、本発明者は鋭意研究の結果、高分子化合物にπ共役ポリマーを包接させてなる包接錯体を担体に担持して光学異性体用分離剤とした結果、この分離剤がより高い光学分離能を奏することを見出した。すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。

（１）水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物にπ共役ポリマーが包接されてなる包接錯体が、担体に担持されてなる光学異性体用分離剤。

（２）前記高分子化合物が、光学活性な有機高分子化合物である、（１）に記載の光学異性体用分離剤。

（３）上記光学活性な有機高分子化合物が多糖である、（２）に記載の光学異性体用分離剤。

（４）上記多糖がセルロース又はアミロースである、（３）に記載の光学異性体用分離剤。

（５）上記π共役ポリマーがポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンエチニレン、ポリフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール又はポリアセチレンである、（１）〜（４）のいずれかに記載の光学異性体用分離剤。

（６）前記高分子化合物がアミロースであり、前記π共役ポリマーがポリフェニレンビニレンである、（５）に記載の光学異性体用分離剤。

（７）上記包接錯体が、アミロースが溶解された溶液中で、重合後に下記式（Ｉ）で示される構成単位を生じるモノマーを重合させて得られるものである、（６）に記載の光学異性体用分離剤。

（８）重合後に前記式（Ｉ）で示される単位を生じるモノマーが、ｐ−キシリレンビス（テトラヒドロチオフェニウム）ジクロリドである、（７）に記載の光学異性体用分離剤。

（９）上記高分子化合物の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部が、光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾されてなる、（１）〜（８）のいずれかに記載の光学異性体用分離剤。

（１０）上記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、ウレタン結合、尿素結合、エステル結合又はエーテル結合を介して導入されてなる、（９）に記載の光学異性体用分離剤。

（１１）上記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、前記高分子化合物の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部に導入されたときに下記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表された原子団を生じる化合物である、（１０）に記載の光学異性体用分離剤。
−ＣＯ−Ｒ’ （ＩＩ）
−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ’ （ＩＩＩ）

式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）中、Ｒ’はヘテロ原子を含んでもよい脂肪族又は芳香族炭化水素基であり、非置換であっても、又は炭素数１〜１２のヘテロ原子を含んでもよい炭化水素、炭素数１〜１２のヘテロ原子を含んでもよいアルコキシ、シアノ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ及びジ（炭素数１〜８のアルキル）アミノ基からなる群から選ばれた１つ以上の基によって置換されていてもよい。

（１２）上記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、３，５−ジメチルフェニルイソシアナートである、（１１）に記載の光学異性体用分離剤。

本発明により、特定の化合物の光学分割能に優れた、例えばアミド化合物の光学分割に優れた光学異性体用分離剤を提供することが可能となる。

７０℃、ピリジン−ｄ₅における、実施例１で得られた３，５−ジメチルフェニルカルバメート基が導入されたアミロース−ポリ（フェニレンビニレン）包接錯体の¹Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す図である。 ７０℃、ピリジン−ｄ₅における、実施例２で得られた４−クロロベンゾエート基が導入されたアミロース−ポリ（フェニレンビニレン）包接錯体の¹Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す図である。 ７０℃、ピリジン−ｄ₅における、実施例３で得られた３，５−ジクロロベンゾエート基が導入されたアミロース−ポリ（フェニレンビニレン）包接錯体の¹Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す図である。 実施例３におけるＡＰＰＶ−３，５Ｃの分離剤によるラセミ体１６のＵＶ検出器によるＵＶクロマトグラムと旋光検出器によるＯＤクロマトグラムとを並べて示す図である。 実施例３におけるＡＰＰＶ−３，５Ｃの分離剤によるラセミ体２５のＵＶ検出器によるＵＶクロマトグラムと旋光検出器によるＯＤクロマトグラムとを並べて示す図である。 比較例３におけるアミロース−３，５Ｃの分離剤によるラセミ体１６のＵＶ検出器によるＵＶクロマトグラムと旋光検出器によるＯＤクロマトグラムとを並べて示す図である。 比較例３におけるアミロース−３，５Ｃの分離剤によるラセミ体２５のＵＶ検出器によるＵＶクロマトグラムと旋光検出器によるＯＤクロマトグラムとを並べて示す図である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の光学異性体用分離剤（以下、「本発明の分離剤」ともいう）は、水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物にπ共役ポリマーが包接されてなる包接錯体が、担体に担持されていることを特徴とする。

すなわち本発明の光学異性体用分離剤は、担体と、この担体に担持されるπ共役ポリマーの包接錯体とを有する。前記包接錯体は、π共役ポリマーとそれを包接する高分子化合物とを有する。前記高分子化合物は、水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物であってもよいし、この高分子化合物の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部（一部又は全部）が、光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾されてなる高分子化合物であってもよいし、これらの両方を含んでいてもよい。

＜本発明の分離剤の製造に用いられる高分子化合物＞
本発明の分離剤の製造に用いられる上記高分子化合物としては、分子中に水酸基又はアミノ基を１分子当たり２０〜４０重量％有する光学活性な有機高分子化合物であることが好ましく、多糖であることがより好ましい。上記多糖としては、天然多糖類、合成多糖類及び天然物変性多糖類のいずれも問わず、キラリティーを有するものであれば好ましく用いることができる。そのなかでも結合様式が規則正しいものは、より光学異性体の分離能力を高めることが可能となり、好適である。

上記多糖として、β−１，４−グルカン（セルロース）、α−１，４−グルカン（アミロース、アミロペクチン）、α−１，６−グルカン（デキストラン）、β−１，６−グルカン（プスツラン）、β−１，３−グルカン（カードラン、シゾフィラン）、α−１，３−グルカン、β−１，２−グルカン（Ｃｒｏｗｎ Ｇａｌｌ多糖）、β−１，４−ガラクタン、β−１，４−マンナン、α−１，６−マンナン、β−１，２−フラクタン（イヌリン）、β−２，６−フラクタン（レバン）、β−１，４−キシラン、β−１，３−キシラン、β−１，４−キトサン、β−１，４−Ｎ−アセチルキトサン（キチン）、プルラン、アガロース、アルギン酸、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等が例示でき、アミロースを含有する澱粉等も含まれる。

上記の中で、好ましいものは、高純度の多糖を容易に得ることのできるセルロース、アミロース、β−１，４−キトサン、キチン、β−１，４−マンナン、β−１，４−キシラン、イヌリン、カードランなどであり、さらに好ましくは、セルロース、アミロースである。

多糖の数平均重合度（１分子中に含まれるピラノースあるいはフラノース環の平均数）は、好ましくは５以上、より好ましくは１０以上であり、特に上限はないが、１，０００以下であることが取り扱いの容易さの点で好ましく、より好ましくは５〜１，０００、更に好ましくは１０〜１，０００、特に好ましくは１０〜５００である。

＜本発明の分離剤の製造に用いられる包接錯体＞
本発明の光学異性体用分離剤に用いられる包接錯体とは、高分子化合物の分子中に存在する空洞に後述するπ共役ポリマーが分子間力により取り込まれ（包接され）たものをいう。

本発明の分離剤の製造に用いられる、包接錯体において包接されるπ共役ポリマーとは、π電子が分子構造全体に広がった高分子である。π共役ポリマーは、線状の剛直なポリマー骨格と分子間の強い相互作用とを有し、包接錯体における前記高分子化合物の配置に影響を及ぼすと考えられる。このようなπ共役ポリマーとしては、例えば、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンエチニレン、ポリフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール及びポリアセチレンなどが挙げられ、特にポリフェニレンビニレンが好ましい。本発明の分離剤の製造に用いられる、包接錯体において包接されるπ共役ポリマーの分子量は、包接する高分子化合物の種類及び分子量によっても異なるが、千以上であることが好ましく、数千以上であることが特に好ましい。またこの分子量（数平均分子量）については、正確な値を分析で求めることは難しいが、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析法（MALDI-TOF MS）によって直接測定するか、ポリマーが溶媒に溶ける場合は、ゲルろ過クロマトグラフィー装置を用いて、標準物質をポリスチレンとしておおよその値を測定することができる。

なお、上記π共役ポリマーには、当該π共役ポリマーの重合時に前駆体部分を構成単位として当該π共役ポリマーの分子中に含むものも含まれる。

π共役ポリマー中に前駆体部分の構成単位が含まれる場合、前駆体部分の構成単位の存在比は、π共役ポリマーの構成単位全体に対して５モル％以下であることが好ましく、１モル％以下であることがより好ましい。

上記包接錯体は、例えば、予め上記高分子化合物を溶解させた溶液中で、包接錯体においてπ共役ポリマーを形成するモノマーを重合させることにより得ることができる。上記高分子化合物が溶解された溶液は、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などに高分子化合物を溶解させて得ることができる。

上記モノマーとしては、重合後に下記式（Ｉ）及び（ＩＶ）〜（ＶＩＩＩ）で示される構成単位の何れか一つを生じるモノマーが挙げられる。

上記のような構成単位を生じさせるモノマーとしては、π共役ポリマーがポリフェニレンビニレンである場合には上記（Ｉ）の構成単位を生じさせるｐ−キシリレンビス（テトラヒドロチオフェニウム）ジクロリドが挙げられ、π共役ポリマーがポリアセチレンである場合には上記（ＶＩＩＩ）の構成単位を生じさせるアセチレンが挙げられる。

上記π共役ポリマーを形成するモノマーを重合させる際には、例えばＮａＯＨ水溶液などの塩基性物質で上記高分子化合物を含有する溶液を強塩基性にして、該条件下でモノマーを重合させることが上記高分子化合物へのπ共役ポリマーの包接が高効率で行われることから好ましい。この重合時の溶液のｐＨは７以上であることが好ましく、１０以上であることが特に好ましい。

上記包接錯体において包接されるπ共役ポリマーがポリフェニレンビニレンである場合には、上記π共役ポリマーを形成するモノマーとして例えばｐ−キシリレン−ビス（テトラヒドロチオフェニウム）ジクロリドを用い、上記高分子化合物を含有する溶液にこのモノマーの水溶液を投入して重合させる。

上記包接錯体を作製する際の溶液中の高分子化合物とπ共役ポリマーを生成するモノマーの存在比は、モル比で９０：１０〜９５：５であることが、包接錯体の溶解性の観点から好ましく、９０：１０〜９２：８であることが特に好ましい。

本発明の分離剤の担体に担持された包接錯体は、その存在を赤外分光計、蛍光分光計、固体ＮＭＲ、元素分析等により確認することができる。

＜本発明の分離剤に用いられる、光学異性体に作用する官能基を有する化合物＞
上記高分子化合物は、水酸基又はアミノ基の少なくとも一部が、光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾されていることが好ましい。

上記官能基は、分離対象の光学異性体を含有する試料中の光学異性体に作用する官能基である。光学異性体に対する官能基の作用は、分離対象の光学異性体の種類に応じて官能基の種類が異なるので一概には言えないが、上記高分子化合物による上記光学異性体の光学分割を行うのに十分な程度の作用であれば特に限定されない。上記官能基としては、置換基を有していても良い芳香族基を含む基や、環状構造を有する脂肪族基等が挙げられる。上記芳香族基は、複素環や縮合環を含むことも可能である。その芳香族基は単環であっても縮合多環であってもよく、単環又は２環のものが好ましい。上記芳香族基が有していても良い置換基としては、例えば炭素数８程度までのアルキル基、ハロゲン、アミノ基、アルコキシル基等が挙げられる。上記官能基は、分離対象の上記光学異性体の種類に応じて選択される。

また、光学異性体に作用する官能基を有する化合物は、上記高分子化合物の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部に、水酸基の場合は、ウレタン結合、エステル結合又はエーテル結合を介して、アミノ基の場合は尿素結合、アミド結合を介して導入されていることが好ましい。特に、水酸基はウレタン結合、アミノ基は尿素結合を介して導入されていることが好ましい。従って、上記光学異性体に作用する官能基を有する化合物は光学異性体に作用する官能基以外に、上記高分子化合物の水酸基又はアミノ基と反応し得る官能基をも有する化合物である。上記水酸基又はアミノ基と反応し得る官能基を有する化合物としては、イソシアン酸誘導体、カルボン酸、酸ハライド、アルコール或いはその他反応性を有する化合物であれば、如何なるものでもよい。

尚、上記官能基を有する化合物の導入率は、９０〜１００％が好ましく、９７〜１００％がより好ましく、１００％が特に好ましい。また、上記高分子化合物における上記官能基を有する化合物の導入位置は特に限定されず、官能基の種類や高分子化合物の種類等に応じて適宜選択される。

また、上記導入率（％）は以下のように定義される。すなわち、上記高分子化合物が水酸基のみを有する場合には、該高分子化合物の総水酸基数に対する光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾された水酸基数の比率に１００を乗じた数値であり、上記高分子化合物がアミノ基のみを有する場合には総アミノ基数に対する光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾されたアミノ基数の比率に１００を乗じた数値であり、上記高分子化合物が水酸基とアミノ基を有する場合には総水酸基数と総アミノ基数の合計に対する光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾された水酸基数とアミノ基数の合計の比率に１００を乗じた数値を導入率とする。

上記記光学異性体に作用する官能基を有する化合物は、下記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表された原子団を生じる化合物であることが好ましい。
−ＣＯ−Ｒ’ （ＩＩ）
−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ’ （ＩＩＩ）

式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）中、Ｒ’はヘテロ原子を含んでもよい炭素数１〜１２の脂肪族又は１〜３環の芳香族炭化水素基であり、非置換であっても、又は炭素数１〜１２のヘテロ原子を含んでもよい炭化水素、炭素数１〜１２のヘテロ原子を含んでもよいアルコキシ、シアノ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ及びジ（炭素数１〜８のアルキル）アミノ基（すなわち、ジアルキルアミノ基であって、そのアルキルは独立して炭素数１〜８のアルキルである基）からなる群から選ばれた１つ以上の基によって置換されていてもよい。

上記Ｒ’で示される１価の芳香族炭化水素基を例示するならば、フェニル、ナフチル、フェナントリル、アントラシル、インデニル、インダニル、フリル、チオニル、ピリル、ベンゾフリル、ベンズチオニル、インジル、ピリジル、ピリミジル、キノリニル及びイソキノリニル等の基が挙げられる。またＲ’で示される１価の芳香族炭化水素基の置換基としては、例えば炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数１〜１２のアルキルチオ、シアノ、ハロゲン、炭素数１〜８のアシル、炭素数１〜８のアシルオキシ、ヒドロキシ、炭素数１〜１２のアルコキシカルボニル、ニトロ、アミノおよびジ（炭素数１〜８のアルキル）アミノなどの基が挙げられる。また、上記Ｒ’で示される脂肪族炭化水素基としては、３員環よりも大きな、より好ましくは５員環よりも大きな脂肪族環状化合物又は橋架け構造を有した脂肪族環状化合物が望ましい。その中でも好ましいのは、シクロヘキシ基、シクロペンチル基、ノルボルニル基又はシクロアダマンチルペンチル基等である。上記Ｒ’で示されるアラアルキル基としては、１−フェニルエチル基等である。

本発明では、上記高分子化合物の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部が、フェニルイソシアナート、トルイルイソシアナート、エチルフェニルイソシアナート、プロピルフェニルイソシアナート、ジメチルフェニルイソシアナート、クロロフェニルイソシアナート、フルオロフェニルイソシアナート、ブロモフェニルイソシアナート、ヨードフェニルイソシアナート、ジクロロフェニルイソシアナート、クロロメチルフェニルイソシアナート、１−フェニルエチルイソシアナート、ベンゾイルクロリド、メチルベンゾイルクロリド、クロロベンゾイルクロリド、ジメチルベンゾイルクロリド、ジクロロベンゾイルクロリド、を含む群から選択される１種以上で修飾されていることが好ましく、３，５−ジメチルフェニルイソシアナート、３，５−ジクロロフェニルイソシアナート、５−クロロ−２−メチルフェニルイソシアナートで修飾されていることが特に好ましい。

高分子化合物の水酸基又はアミノ基を、光学異性体に作用する官能基を有する化合物（単に官能基を有する化合物ともいう）で修飾する方法としては公知の方法を用いることが可能である。以下の記載に限定されないが、例えば、高分子化合物の水酸基又はアミノ基の１０５〜１５０モル％相当量の官能基を有する化合物を用いて、ジメチルアセトアミド／塩化リチウム／ピリジン中、８０〜１００℃、１〜２４時間で、高分子化合物の水酸基又はアミノ基の修飾を行うことが挙げられる。

この操作は上記高分子化合物に上記π共役ポリマーを包接させて得られる包接錯体に対して行うことが反応の容易性から好ましいが、上記高分子化合物に上記操作を施した後、上記π共役ポリマーを包接させても良い。

＜本発明の分離剤に用いられる担体＞
本発明の光学異性体用分離剤は、上記高分子化合物に上記π共役ポリマーが包接された包接錯体が担体に担持されている。ここでいう「担持されている」とは、担体上に上記包接錯体が物理的に吸着することにより、又は化学結合により固定化されているこという。

包接錯体を担体に物理的に吸着させる場合には、従来公知の方法を用いることができ、例えば、包接錯体が溶解された溶液を担体に塗布した後に溶液の溶媒を留去することなどにより行われる。

包接錯体を担体に化学的に結合させる場合には、従来公知の方法を用いることができ、例えば、担体と包接錯体を構成する上記高分子化合物との結合、担体に物理的吸着された一部の上記高分子化合物と残部の上記高分子化合物との結合、架橋剤との反応、ラジカル発生剤との反応又は光照射（γ線などの放射線照射、マイクロ波などの電磁波の照射）による、担体と上記高分子化合物との化学的結合などが含まれる。

なお、前記担体と、前記包接錯体は光学分割能を適正に保つ観点から、担体と包接錯体が９０：１０〜６０：４０の重量比で、包接錯体が担体に担持されていることが好ましく、８５：１５〜７０：３０の重量比がより好ましい。またこの存在比は、担体に担持させる際に、包接錯体を含有する溶液中の包接錯体の濃度を調節することで調製できる。

前記担体には、公知の形態の担体を用いることができる。このような担体としては、例えば、カラム管に充填される粒子状の担体、及びカラム管に一体的に収容される多孔質の一体型（円柱状）の担体が挙げられる。

上記担体としては、多孔質有機担体及び多孔質無機担体が挙げられ、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であり、多孔質無機担体として適当なものは、シリカゲル、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、ヒドロキシアパタイト、ジルコニアなどである。

特に好ましい担体はシリカゲルであり、シリカゲルの粒径は１μｍ〜１００μｍ、好ましくは３μｍ〜５０μｍ、更に好ましくは３μｍ〜３０μｍであり、平均孔径は１ｎｍ〜４０００ｎｍ、好ましくは３ｎｍ〜５００ｎｍである。表面は残存シラノールの影響を排除するために表面処理が施されていることが望ましいが、全く表面処理が施されていなくてもよい。表面処理としてはアミノプロピルトリエトキシシランなどによるシラン処理が挙げられる。

本発明の光学異性体用分離剤は、ガスクロマトグラフィー用、電気泳動用、特にキャピラリーエレクトロクロマトグラフィー用（ＣＥＣ用）、ＣＺＥ（キャピラリーゾーン電気泳動）法、ＭＥＫＣ（ミセル動電クロマト）法のキャピラリーカラムの充填剤としても使用することができる。

＜本発明の光学異性体用分離剤の光学分割能について＞
本発明者らは、本発明の光学異性体用分離剤が従来の分離剤に比べて良好な光学分割能を奏する要因について、以下のように考察している。すなわち、本発明者らは、多糖のような高分子化合物の内部に剛直なπ共役ポリマーが包接されることで、上記高分子化合物が極めて剛直になり、結果として、従来はフレキシブルであった多糖のような高分子化合物の主鎖や側鎖の運動性が低下し、キラル分子と相互作用するであろう、例えば分離剤が有する水素結合部位の位置が厳密に固定され、鍵と鍵穴の関係のような限られた相互作用が分離剤とキラル分子との間で起こることによると考えている。

以下に、実施例をあげて、本発明について更に詳細に説明を加えるが、本発明の範囲がかかる実施例にのみ限定されないことはいうまでもない。また、以下の実施例等で使用したアミロースは市販アミロース（重合度２００−３００）であり、シリカゲルはSP-1000-7-APSL（ダイソー社製、孔径１００ｎｍ、粒子サイズ７μｍ）である。

＜実施例1＞
（１）アミロース−ポリ（フェニレンビニレン）包接錯体（ＡＰＰＶ）の合成
アミロース４０８．４ｍｇ（２．５２ｍｍｏｌ）を乾燥ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）４０ｍＬに溶解させ、０．０１８ｍｏｌ／Ｌのｐ−キシリレン−ビス（テトラヒドロチオフェニウム）ジクロリド（モノマー１）水溶液を１６ｍＬ加え、２５℃で５分間撹拌した。そこに、１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を２．８ｍＬ加え、０℃で３０分撹拌後、２０℃でさらに４８時間撹拌した。１Ｎ ＨＣｌを２．８ｍＬ加え、反応溶液を１時間遠心分離し、上澄み液をアセトンに滴下した。生じた沈殿を遠心分離で回収し、真空ポンプを用いて一晩乾燥させ、アミロース−ポリ（フェニレンビニレン）包接錯体（ＡＰＰＶ）２５４．１ｍｇ（収率５８％）を得た。

（２）３，５−ジメチルフェニルカルバメート基が導入されたＡＰＰＶの作製
ＡＰＰＶ（１９９．５ｍｇ、１．１５ｍｍｏｌ）に乾燥ジメチルアセトアミド（６．４ｍＬ）、乾燥ピリジン（４．０ｍＬ）、塩化リチウム（１０５．６ ｍｇ， ２．５ ｍｍｏｌ）を加え、よく撹拌した後、グルコース環ユニット中の水酸基に対して２．５倍当量の３，５−ジメチルフェニルイソシアナート（０．８０ｍＬ，８．５０ｍｍｏｌ）を加え、８０℃で反応させた。反応の進行はＦＴ−ＩＲで確認しながら行った。１８時間後、ＦＴ−ＩＲ測定の結果から、反応がほぼ完全に進行しているものと判断し、加熱を停止した。反応溶液をメタノールに滴下し、メタノール不溶部を遠心分離で回収し、真空ポンプを用いて一晩乾燥させ、下記式で表される、目的とするＡＰＰＶ誘導体（ＡＰＰＶ−ＡＤ）６０６．８ｍｇ（収率８６％）を得た。重ピリジン中の¹Ｈ−ＮＭＲ（ＡＳ５００、バリアン社製）測定から、３，５−ジメチルフェニルカルバメート基はアミロースの水酸基に対してほぼ１００%導入されていることを確認した。各種測定結果を以下に示す。また、ＡＰＰＶ−ＡＤの¹Ｈ ＮＭＲのスペクトルを図１に示す。

＜¹Ｈ−ＮＭＲ等測定結果＞
Anal. Calcd for (C₆H₇O₅)_9.00(C₈H₆)_0.99(C₁₂H₁₅ClS)_0.01(C₉H₁₀NO)₂₇: C, 66.18; H, 6.17; N, 6.83. Found: C, 66.27; H, 6.25; N, 7.08.
IR (KBr, cm^-1) 3323 (ν_NH), 1720 (ν_C=O);
¹H-NMR (500 MHz, ピリジン-d₅, 70 °C) 9.71 (br, 2H, NH), 9.37 (br, 1H, NH), 7.72-6.46 (br, 9H, 芳香族), 5.88, 5.63, 5.02-4.23 (br, 7Hｒ,グルコース プロトン), 2.36 (s, 6H, CH₃), 2.05 (s, 6H, CH₃), 1.99 (s, 6H, CH₃)

（３）本発明の分離剤の作製
アミノプロピルトリエトキシシラン処理を施したシリカゲル１．２ｇに、ピリジンに溶解させたＡＰＰＶ−ＡＤ０．３ｇを均一に塗布した後、溶媒を減圧留去することにより、シリカゲルにＡＰＰＶ−ＡＤが坦持された光学異性体用分離剤を得た。この分離剤を２５×０．２０（内径）ｃｍのステンレス製カラムにスラリー充填法により加圧充填を行い、カラムを作製した。

（４）光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラム（２５℃）を用いて、以下に示す１４種のラセミ体１〜１４及び１５種のラセミ体１６、１８〜２２、２４、２５、及び２７〜３３の光学分割を行った（PU-980、日本分光）。ラセミ体１〜１４の光学分割の結果を表１に示す。またラセミ体１６、１８〜２２、２４、２５、及び２７〜３３の光学分割の結果を表２に示す。

ピークの検出、同定は、UV検出器（UV-970、日本分光、254 nm）と旋光検出器（OR-990、日本分光）を用いて行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間ｔ₀は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。

なお、光学分割能の評価に用いたＨＰＬＣ及び検出器等の条件については、特に記載がない場合には、下記の比較例においても上記と同じ条件を用いた。実施例１の光学分割結果、液体クロマトグラフィーの移動相や流速などの条件を以下に示す。表中の値は容量比ｋ１’と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。
（条件ａ）
カラム： ２５×０．２０ｃｍ Ｉ．Ｄ
溶離液：ヘキサン／２−プロパノール（９０：１０、ｖ：ｖ）
溶離液の流量：０．１ｍＬ／ｍｉｎ

なお、容量比ｋ１’、分離係数αは下式で定義される。以下の実施例及び比較例においても同じ式を用いて容量比及び分離係数を算出した。上記実施例１のカラムの理論段数は１，３００であった。

［数１］
容量比ｋ１’
ｋ１’＝［（対掌体の保持時間）−（ｔ₀）］／ｔ₀
［数２］
分離係数α
α＝（より強く保持される対掌体の容量比）／（より弱く保持される対掌体の容量比）

＜比較例１＞
下記式に表される、シリカゲルにアミロース トリス（３，５−ジメチルフェニルカルバメート）が担持された分離剤が充填された市販のカラム（Chiral Pak（登録商標）AD, ダイセル化学工業社製、２５×０．４６（内径）ｃｍ）を用いて、実施例１と同様に、カラムの内径が異なる以外は前記条件ａに従ってラセミ体１〜１０の光学分割を行い、以下の条件ｂに従ってラセミ体１１〜３３の光学分割を行った。ラセミ体１〜１４の光学分割の結果を表１に示す。ラセミ体１５〜３３の光学分割の結果を表２に示す。比較例１のカラムの理論段数は８，０００であった。
（条件ｂ）
カラム： ２５×０．４６ｃｍ Ｉ．Ｄ
溶離液：ヘキサン／２−プロパノール（９０：１０、ｖ：ｖ）
溶離液の流量：０．５ｍＬ／ｍｉｎ

表１の結果から明らかなように、実施例１の分離剤は、アミド化合物、特に三員環を有するアミド化合物の分割能が高い。

また表２に示されるように、ＡＰＰＶ−ＡＤのカラムは、ＣｈｉｒａｌＰａｋ ＡＤと同様にラセミ体１６、２２、及び３１の光学分割を行うことができ、ラセミ体１６については、ＣｈｉｒａｌＰａｋ ＡＤよりも大きな分離係数（α）を示した。またラセミ体２８については、ＡＰＰＶ−ＡＤのカラムとＣｈｉｒａｌＰａｋ ＡＤとでは、溶出順序が逆転することが確認された。このようにＡＰＰＶ−ＡＤは、同じ多糖誘導体を担持した分離剤に比べて特定の化合物に対してより強い光学分割能を示し、或いは、特定の化合物に対して同じ多糖誘導体を担持した分離剤とは異なる光学分離特性を示すことが確認された。

＜実施例２＞
４−クロロフェニルカルボニル基が導入されたＡＰＰＶの作製
ＡＰＰＶ（１７０ｍｇ、０．９８ｍｍｏｌ）に乾燥ジメチルアセトアミド（５．５ｍＬ）、乾燥ピリジン（３．４ｍＬ）、塩化リチウム（９３ｍｇ、２．１ｍｍｏｌ）を加え、よく攪拌した後、グルコース環ユニット中の水酸基に対して７倍当量の４−クロロベンゾイルクロライド（１．２ｍＬ、６．８ｍｍｏｌ）を加え、７５℃で反応させた。反応の進行はＦＴ−ＩＲで確認しながら行った。３８時間後、ＦＴ−ＩＲの結果から、反応がほぼ完全に進行しているものと判断し、加熱を停止した。反応溶液をメタノールに滴下し、メタノール不溶部を遠心分離で回収し、真空ポンプを用いて一晩乾燥させ、下記式で表される、目的とするＡＰＰＶ誘導体（ＡＰＰＶ−４Ｃ）３８６．５ｍｇを得た。重ピリジン中の¹Ｈ−ＮＭＲ（ＡＳ５００、バリアン社製）測定から４−クロロベンゾエート基はアミロースの水酸基に対してほぼ１００％導入されていることを確認した。各種測定結果を以下に示す。また、ＡＰＰＶ−４Ｃの¹Ｈ ＮＭＲのスペクトルを図２に示す。

＜分析結果＞
Anal. Calcd for (C₆H₇O₅)_9.00(C₈H₆)_0.99(C₁₂H₁₅ClS)_0.01(C₇H₄O₁Cl₁)₂₇(H₂O)₃: C, 56.26; H, 3.44. Found: C, 56.10; H, 3.16.
IR (KBr, cm^-1): 1727 (ν_C=O).
¹H NMR (500 MHz, ピリジン-d₅, 70 °C): δ 8.28 (d, 2H, 芳香族), 7.84 (d, 2H, 芳香族), 7.66 (d, 2H, 芳香族), 7.53 (d, 2H, 芳香族), 7.28 (d, 2H, 芳香族), 7.14 (d, 2H, 芳香族), 6.46-6.30, 6.26-6.06, 5.80-5.66, 5.40-5.14, 5.10-4.90, 4.90-4.68 (br, 7H, グルコースプロトン).

ＡＰＰＶ−ＡＤに代えてＡＰＰＶ−４Ｃを用いた以外は、実施例１と同様に処理して、シリカゲルにＡＰＰＶ−４Ｃが坦持された光学異性体用分離剤を得た。この分離剤をそれぞれ２５×０．２０（内径）ｃｍのステンレス製カラムにスラリー充填法により加圧充填を行い、カラムを作製した。

上記の操作で得られたカラム（２５℃）を用いて、実施例１と同様に２８種のラセミ体１〜２８の光学分割を条件ａに従って行った。ラセミ体１〜２８の光学分割の結果を表３に示す。実施例２のカラムの理論段数は１，５００であった。

＜実施例３＞
３，５−ジクロロフェニルカルボニル基が導入されたＡＰＰＶの作製
ＡＰＰＶ（１７０ｍｇ、０．９８ｍｍｏｌ）に乾燥ジメチルアセトアミド（５．５ｍＬ）、乾燥ピリジン（３．４ｍＬ）、塩化リチウム（９３ｍｇ、２．１ｍｍｏｌ）を加え、よく攪拌した後、グルコース環ユニット中の水酸基に対して６倍当量の３，５−ジクロロベンゾイルクロライド（１．２ｍＬ、５．７ｍｍｏｌ）を加え、７５℃で反応させた。反応の進行はＦＴ−ＩＲで確認しながら行った。３８時間後、ＦＴ−ＩＲの結果から、反応がほぼ完全に進行しているものと判断し、加熱を停止した。反応溶液をメタノールに滴下し、メタノール不溶部を遠心分離で回収し、真空ポンプを用いて一晩乾燥させ、下記式で表される、目的とするＡＰＰＶ誘導体（ＡＰＰＶ−３，５Ｃ）３００．８ｍｇを得た。重ピリジン中の¹Ｈ−ＮＭＲ（ＡＳ５００、バリアン社製）測定から３，５−ジクロロベンゾエート基はアミロースの水酸基に対してほぼ１００％導入されていることを確認した。各種測定結果を以下に示す。また、ＡＰＰＶ−３，５Ｃの¹Ｈ ＮＭＲのスペクトルを図３に示す。

＜分析結果＞
Anal. Calcd for (C₆H₇O₅)_9.00(C₈H₆)_0.99(C₁₂H₁₅ClS)_0.01(C₇H₃O₁Cl₂)₂₇: C, 48.37; H, 2.43. Found: C, 48.13; H, 2.42.
IR (KBr, cm^-1): 1736 (ν_C=O).
¹H NMR (500 MHz, ピリジン-d₅, 70 °C): δ 8.28 (d, 2H, 芳香族), 7.80-7.46 (br, 7H, 芳香族), 6.60-6.20, 5.76-5.30, 5.20-4.80 (br, 7H, グルコースプロトン).

ＡＰＰＶ−ＡＤに代えてＡＰＰＶ−３，５Ｃを用いた以外は、実施例１と同様に処理して、シリカゲルにＡＰＰＶ−３，５Ｃが坦持された光学異性体用分離剤とを得た。この分離剤をそれぞれ２５×０．２０（内径）ｃｍのステンレス製カラムにスラリー充填法により加圧充填を行い、カラムを作製した。

上記の操作で得られたＡＰＰＶ−３，５Ｃのカラム（２５℃）を用いて、前記の条件ａに従って、前記の２８種のラセミ体１〜２８の光学分割を行った。ラセミ体１〜２８の光学分割の結果を表３に示す。実施例３のカラムの理論段数は１，３００であった。

なお、表３中のＲｓは分離度を表し、下記式から求められる。下記式中、ｔ₁は先に溶出する光学異性体の溶出時間、ｔ₂は後に溶出する光学異性体の溶出時間、Ｗ₁、Ｗ₂は各光学異性体のピークのピーク幅を示す。
Ｒｓ＝２（ｔ₂−ｔ₁）／（Ｗ₁＋Ｗ₂）

さらにＡＰＰＶ−３，５Ｃの分離剤のカラムによるラセミ体１６及び２５のＵＶ検出器によるＵＶスペクトルと旋光検出器によるＯＲスペクトルをそれぞれ図４及び５に示す。

＜比較例２＞
ＡＰＰＶ−ＡＤに代えて、アミロース トリス（４−クロロベンゾエート）を用い、実施例１と同様に、アミノプロピルトリエトキシシラン処理を施したシリカゲルに均一に塗布し、次いで溶媒を減圧留去することにより、アミロース トリス（４−クロロベンゾエート）がシリカゲルに坦持された光学異性体用分離剤（アミロース−４Ｃ）を得た。この分離剤を２５×０．２０（内径）ｃｍのステンレス製カラムにスラリー充填法により加圧充填を行い、カラムを作製した。

上記の操作で得られたアミロース−４Ｃのカラム（２５℃）を用いて、前記の条件ａに従って、ラセミ体１〜２８の光学分割を行った。光学分割の結果を表３に示す。比較例２のカラムの理論段数は１，５００であった。

＜比較例３＞
ＡＰＰＶ−ＡＤに代えて、アミロース トリス（３，５−ジクロロベンゾエート）を用い、実施例１と同様に、アミノプロピルトリエトキシシラン処理を施したシリカゲルに均一に塗布し、次いで溶媒を減圧留去することにより、アミロース トリス（３，５−ジクロロベンゾエート）がシリカゲルに坦持された光学異性体用分離剤（アミロース−３，５Ｃ）を得た。この分離剤を２５×０．２０（内径）ｃｍのステンレス製カラムにスラリー充填法により加圧充填を行い、カラムを作製した。

上記の操作で得られたアミロース−３，５Ｃのカラム（２５℃）を用いて、前記の条件ａに従って、ラセミ体１〜２８の光学分割を行った。光学分割の結果を表３に示す。比較例３のカラムの理論段数は１，６００であった。

さらにアミロース−３，５Ｃの分離剤のカラムによるラセミ体１６及び２５のＵＶスペクトルとＯＲスペクトルをそれぞれ図６及び７に示す。

表３に示されるように、ＡＰＰＶ−４Ｃは、アミロース−４Ｃと同じくラセミ体１６の光学分割能を示した。またＡＰＰＶ−３，５Ｃは、アミロース−３，５Ｃと同じく、ラセミ体１６の光学分割能に加えて、ＡＰＰＶ−ＡＤ及びＣｈｉｒａｌｐａｋ ＡＤでは分割されなかったラセミ体２５の光学分割能を示した。このように多糖誘導体の種類がエステル誘導体であって、またフェニル基が有する置換基がクロルであるＡＰＰＶ−３，５Ｃは、ＡＰＰＶ−ＡＤとは異なる光学分離特性を有することが確認された。

光学異性体の光学分割は、生体に作用するキラルな医薬品の研究・開発において特に重要な技術である。本発明では、π共役ポリマーを多糖誘導体のような高分子化合物で包接することによって、高分子化合物による光学分割に比べて、分離対象の光学異性体とより特異的に作用すると考えられ、高分子化合物の光学分割特性とは異なる光学分割特性を有する分離剤が得られる。したがって、本発明は、光学異性体の分離方法のさらなる発展、及び、有用な光学異性体のさらなる普及や発見、に大きく寄与することが期待される。

Claims (12)

1. 水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物にπ共役ポリマーが包接されてなる包接錯体が、担体に担持されてなる光学異性体用分離剤。
2. 前記高分子化合物が、光学活性な有機高分子化合物である、請求項１に記載の光学異性体用分離剤。
3. 前記光学活性な有機高分子化合物が多糖である、請求項２に記載の光学異性体用分離剤。
4. 前記多糖がアミロース又はセルロースである、請求項３に記載の光学異性体用分離剤。
5. 前記π共役ポリマーがポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンエチニレン、ポリフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール又はポリアセチレンである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学異性体用分離剤。
6. 前記高分子化合物がアミロースであり、前記π共役ポリマーがポリフェニレンビニレンである、請求項５に記載の光学異性体用分離剤。
7. 前記包接錯体が、アミロースが溶解された溶液中で、重合後に下記式（Ｉ）で示される構成単位を生じるモノマーを重合させて得られるものである、請求項６に記載の光学異性体用分離剤。
   

   
8. 重合後に前記式（Ｉ）で示される単位を生じるモノマーが、ｐ−キシリレンビス（テトラヒドロチオフェニウム）ジクロリドである、請求項７に記載の光学異性体用分離剤。
9. 前記高分子化合物の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部が、光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾されてなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学異性体用分離剤。
10. 前記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、ウレタン結合、尿素結合、エステル結合又はエーテル結合を介して導入されてなる、請求項９に記載の光学異性体用分離剤。
11. 前記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、前記高分子化合物の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部に導入されたときに下記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表された原子団を生じる化合物である、請求項１０に記載の光学異性体用分離剤。
    −ＣＯ−Ｒ’ （ＩＩ）
    −ＣＯ−ＮＨ−Ｒ’ （ＩＩＩ）
    （式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）中、Ｒ’はヘテロ原子を含んでもよい脂肪族又は芳香族炭化水素基であり、非置換であっても、又は炭素数１〜１２のヘテロ原子を含んでもよい炭化水素、炭素数１〜１２のヘテロ原子を含んでもよいアルコキシ、シアノ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ及びジ（炭素数１〜８のアルキル）アミノ基からなる群から選ばれた１つ以上の基によって置換されていてもよい。）
12. 前記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、３，５−ジメチルフェニルイソシアナートである、請求項１１に記載の光学異性体用分離剤。

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