JP6364375B2 - クロマトグラフ分離用ハイブリッド材料 - Google Patents

Description

液体クロマトグラフィー（ＬＣ）用充填材料は通常２つのタイプ、すなわち有機材料（例えば、ポリジビニルベンゼン）及びシリカを代表とする無機材料に分類される。多くの有機材料は強アルカリ性及び強酸性移動相に対して化学的に安定であり、よって移動相ｐＨを自由に選択できる。しかしながら、有機クロマトグラフ材料からは通常効率の低いカラムが生じ、特に低分子量アナライトの場合そうである。多くの有機クロマトグラフ材料は典型的なクロマトグラフシリカの機械的強度に乏しいだけではなく、移動相の組成が変化したときには収縮したり、膨潤したりする。

シリカは高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）において最も広く使用されている材料である。最も一般的な用途は、有機官能基（例えば、オクタデシル（Ｃ１８）、オクチル（Ｃ８）、フェニル、アミノ、シアノ等）で表面誘導化されているシリカを使用している。ＨＰＬＣ用固定相として、これらの充填材料により高効率を有し、収縮や膨潤の形跡を示さないカラムが得られる。

追加の機械的強度、向上したカラム効率及びクロマトグラフ選択性を与える代替材料に対する要望が残っている。

本発明は、例えばクロマトグラフ分離のための新規クロマトグラフ材料、その製造方法、及び前記クロマトグラフ材料を含む分離デバイスを提供する。包囲材料が多孔質ハイブリッドコア材料上で縮合している本発明の無機／有機ハイブリッド材料が製造されると、各種ハイブリッド充填材料のファミリーを単一コアハイブリッド材料から製造することができる。包囲材料の疎水性、イオン交換容量、表面電荷またはシラノール活性の差が小分子、炭水化物、抗体、全タンパク質、ペプチド及び／またはＤＮＡのユニークなクロマトグラフ分離のために使用され得る。加えて、所与のクロマトグラフ用途のために適切な官能基（例えば、ペンダントアルキルアミン、アルコール、カルボン酸、アルケンまたはシアノ基）を有するポリオルガノシロキサン（ＰＯＳ）を選択することにより、粒子の表面近くに合成上有用なペンダント基を有する新規ハイブリッド材料が製造され得る。

よって、１つの態様において、本発明は、無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアからなる無機／有機ハイブリッド材料を提供する。

或る態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアは異なる材料から構成されている。他の態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアは同一材料から構成されている。

さらに他の態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は、クロマトグラフ選択性、カラム化学的安定性、カラム効率及び機械的強度からなる群から選択される１つ以上の特性を向上させる材料から構成されている。同様に、他の態様において、無機／有機ハイブリッドコアは、クロマトグラフ選択性、カラム化学的安定性、カラム効率及び機械的強度からなる群から選択される１つ以上の特性を向上させる材料から構成されている。

他の態様において、無機／有機包囲材料は、クロマトグラフ分離を向上させるために親水性／親油性バランス（ＨＬＢ）、表面電荷（例えば、等電点またはシラノールｐＫａ）及び／または表面官能性を変化させる材料から構成されている。

もっと他の態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は独立して、ハイブリッドコアの表面上での１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体及び／またはポリマー金属酸化物前駆体の縮合、或いはハイブリッドコアの表面に対する部分的に縮合されているポリマー有機官能性金属前駆体、２つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体の混合物、または１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体とポリマー金属酸化物前駆体の混合物の適用から誘導される。

或る態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料の無機部分は、アルミナ、シリカ、チタニア、酸化セリウムまたは酸化ジルコニウム、及びセラミック材料からなる群から独立して選択される。

もっと他の態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は独立して、
ハイブリッドコアの表面上での１つ以上の有機官能性シラン及び／またはテトラアルコキシシランの縮合、或いは
ハイブリッドコアの表面に対する部分的に縮合されている有機官能性シラン、２つ以上の有機官能性シランの混合物、または１つ以上の有機官能性シランとテトラアルコキシシラン（すなわち、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン）の混合物の適用
から誘導される。

幾つかの態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は独立して多孔質でも無孔質でもよい。更に、無機／有機ハイブリッド包囲材料の細孔構造は独立して秩序細孔構造を有していても有していなくてもよい。或る態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料はクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有していてもよい。

他の態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は独立して０〜１００モル％ ハイブリッド材料からなり得る。特定態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料の無機部分は独立して約０モル％〜約２５モル％以下の範囲の量で存在し得、無機／有機ハイブリッド包囲材料の細孔は実質的に無秩序である。同様に、無機／有機ハイブリッド包囲材料の無機部分は独立して約２５モル％〜約５０モル％以下の範囲の量で存在し得、無機／有機ハイブリッド包囲材料の細孔は実質的に無秩序であり、無機／有機ハイブリッド包囲材料は独立してクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している。

幾つかの態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は、式Ｉ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［Ｒ^２（（Ｒ）_ｐ（Ｒ^１）_ｑＳｉＯ_ｔ）_ｍ］ （Ｉ）
［式中、
Ｒ及びＲ^１は各々独立してＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであるかまたは存在せず、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合しており；
ｐ及びｑは各々独立して０．０〜３．０であり；
ｔは０．５、１．０または１．５であり；
ｄは０〜約３０であり；
ｍは１〜２０の整数であり；
Ｒ、Ｒ^１及びＲ^２は場合により置換されており、
ただし
（１）Ｒ^２が存在しないときには、ｍ＝１、ｔ＝（４−（ｐ＋ｑ））／２（ここで、０＜ｐ＋ｑ≦３）であり、及び
（２）Ｒ^２が存在するときには、ｍ＝２〜２０、ｔ＝（３−（ｐ＋ｑ））／２（ここで、ｐ＋ｑ≦２）である］
を有する材料からなり得る。

他の態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は、式ＩＩ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［（Ｒ）_ｐ（Ｒ^１）_ｑＳｉＯ_ｔ］ （ＩＩ）
［式中、
Ｒ及びＲ^１は各々独立してＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
ｄは０〜約３０であり；
ｐ及びｑは各々独立して０．０〜３．０であり、ただしｐ＋ｑ＝１のときにはｔ＝１．５、ｐ＋ｑ＝２のときにはｔ＝１、またはｐ＋ｑ＝３のときにはｔ＝０．５である］
を有する材料からなり得る。

もっと他の態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は、式ＩＩＩ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［Ｒ^２（（Ｒ^１）_ｒＳｉＯ_ｔ）_ｍ］ （ＩＩＩ）
［式中、
Ｒ^１はＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであるかまたは存在せず、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合しており；
ｄは０〜約３０であり；
ｒは０、１または２であり、ただしｒ＝０のときにはｔ＝１．５、ｒ＝１のときにはｔ＝１、またはｒ＝２のときにはｔ＝０．５であり；
ｍは１〜２０の整数である］
を有する材料からなり得る。

さらなる態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は、式ＩＶ：
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｃ）_ｚ （ＩＶ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］
を有する材料からなり得る。或る実施形態において、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／ｙ≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦ｙ／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｚ）≦２１０である。

もっとさらなる他の態様において、無機／有機ハイブリッド包囲材料は、式Ｖ：
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｂ^＊）_ｙ ^＊（Ｃ）_ｚ （Ｖ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ、Ｂ^＊及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｂ^＊は無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しているオルガノシロキサン反復単位であり、Ｂ^＊は反応性（すなわち、重合可能な）有機成分を持たず、更に重合後脱保護され得る保護官能基を有していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］
を有する材料からなり得る。或る実施形態において、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊）≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦（ｙ＋ｙ^＊）／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊＋ｚ）≦２１０である。

幾つかの態様において、ハイブリッドコアのハイブリッド含量は１〜１００モル％ ハイブリッドまたは４〜１００モル％ ハイブリッドの範囲である。或る態様において、ハイブリッドコアの構造は独立してコポリマー構造を有していても有していなくてもよい。同様に、ハイブリッドコアの細孔構造は独立して秩序細孔構造を有していても有していなくてもよい。或る態様において、ハイブリッドコアは多孔質でも無孔質でもよい。

或る態様において、ハイブリッドコアは、式Ｉ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［Ｒ^２（（Ｒ）_ｐ（Ｒ^１）_ｑＳｉＯ_ｔ）_ｍ］ （Ｉ）
［式中、
Ｒ及びＲ^１は各々独立してＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであるかまたは存在せず、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合しており；
ｐ及びｑは各々独立して０．０〜３．０であり；
ｔは０．５、１．０または１．５であり；
ｄは０〜約３０であり；
ｍは１〜２０の整数であり；
Ｒ、Ｒ^１及びＲ^２は場合により置換されており、
ただし
（１）Ｒ^２が存在しないときには、ｍ＝１、ｔ＝（４−（ｐ＋ｑ））／２（ここで、０＜ｐ＋ｑ≦３）であり、及び
（２）Ｒ^２が存在するときには、ｍ＝２〜２０、ｔ＝（３−（ｐ＋ｑ））／２（ここで、ｐ＋ｑ≦２）である］
を有する。

他の態様において、ハイブリッドコアは、式ＩＩ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［（Ｒ）_ｐ（Ｒ^１）_ｑＳｉＯ_ｔ］ （ＩＩ）
［式中、
Ｒ及びＲ^１は各々独立してＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
ｄは０〜約３０であり；
ｐ及びｑは各々独立して０．０〜３．０であり、ただしｐ＋ｑ＝１のときにはｔ＝１．５、ｐ＋ｑ＝２のときにはｔ＝１、またはｐ＋ｑ＝３のときにはｔ＝０．５である］
を有する。

もっと他の態様において、ハイブリッドコアは、式ＩＩＩ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［Ｒ^２（（Ｒ^１）_ｒＳｉＯ_ｔ）_ｍ］ （ＩＩＩ）
［式中、
Ｒ^１はＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであるかまたは存在せず、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合しており；
ｄは０〜約３０であり；
ｒは０、１または２であり、ただしｒ＝０のときにはｔ＝１．５、ｒ＝１のときにはｔ＝１、またはｒ＝２のときにはｔ＝０．５であり；
ｍは１〜２０の整数である］
を有する。

もっとさらに他の態様において、ハイブリッドコアは、式ＩＶ：
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｃ）_ｚ （ＩＶ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］
を有する。或る実施形態において、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／ｙ≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦ｙ／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｚ）≦２１０である。

さらに他の態様において、ハイブリッドコアは、式Ｖ：
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｂ^＊）_ｙ ^＊（Ｃ）_ｚ （Ｖ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ、Ｂ^＊及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｂ^＊は無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しているオルガノシロキサン反復単位であり、Ｂ^＊は反応性（すなわち、重合可能な）有機成分を持たず、更に重合後脱保護され得る保護官能基を有していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］
を有する。或る実施形態において、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊）≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦（ｙ＋ｙ^＊）／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊＋ｚ）≦２１０である。

或る態様において、本発明は、ハイブリッドコア及び／または無機／有機包囲材料が以下の式ＩＶ、ＶまたはＶＩ：
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｃ）_ｚ （式ＩＶ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり、或る実施形態においてｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／ｙ≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦ｙ／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｚ）≦２１０である］、
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｂ^＊）_ｙ ^＊（Ｃ）_ｚ （式Ｖ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ、Ｂ^＊及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｂ^＊は無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しているオルガノシロキサン反復単位であり、Ｂ^＊は反応性（すなわち、重合可能な）有機成分を持たず、更に重合後脱保護され得る保護官能基を有していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり、或る実施形態においてｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊）≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦（ｙ＋ｙ^＊）／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊＋ｚ）≦２１０である］、または
［Ａ］_ｙ［Ｂ］_ｘ （式ＶＩ）
［式中、
ｘ及びｙは整数であり；
Ａは
ＳｉＯ_２／（Ｒ^１ _ｐＲ^２ _ｑＳｉＯ_ｔ）_ｎまたはＳｉＯ_２／［Ｒ^３（Ｒ^１ _ｒＳｉＯ_ｔ）_ｍ］_ｎ
（ここで、
Ｒ^１及びＲ^２は独立して置換もしくは未置換のＣ_１−Ｃ_７アルキル基、または置換もしくは未置換のアリール基であり、
Ｒ^３は２個以上のケイ素原子を架橋する置換もしくは未置換のＣ_１−Ｃ_７アルキル、アルケニル、アルキニルまたはアリーレン基であり、
ｐ及びｑは０、１または２であり、ただしｐ＋ｑ＝１または２、ｐ＋ｑ＝１のときにはｔ＝１．５、ｐ＋ｑ＝２のときにはｔ＝１であり、
ｒは０または１であり、ただしｒ＝０のときにはｔ＝１．５、ｒ＝１のときにはｔ＝１であり、
ｍは２以上の整数であり、
ｎは０．０１〜１００の数である）
であり；
Ｂは
ＳｉＯ_２／（Ｒ^４ _ｖＳｉＯ_ｔ）_ｎ
（ここで、
Ｒ^４はヒドロキシ、フッ素、アルコキシ、アリールオキシ、置換シロキサン、タンパク質、ペプチド、炭水化物、核酸またはその組合せであり、
Ｒ^４はＲ^１でも、Ｒ^２でも、Ｒ^３でもなく、
ｖは１または２であり、ただしｖ＝１のときにはｔ＝１．５、ｖ＝２のときにはｔ＝１であり、
ｎは０．０１〜１００の数である）
である］
を有する秩序ドメインを含む多孔質ハイブリッド無機／有機材料であり、
式ＶＩを有する材料は内部領域及び外表面を有し、前記材料の内部領域はＡで表される組成を有し、前記材料の外表面はＡ及びＢで表される組成を有し、前記外部組成は組成の約１〜約９９％の組成のＢであり、残りはＡからなる無機／有機ハイブリッド材料を提供する。

幾つかの態様において、本発明は、ハイブリッドコアがモノリス、粒子、球状粒子または薄膜状粒子である無機／有機ハイブリッド材料を提供する。

他の態様において、本発明は、ポリマーコーティングにより表面改質されている無機／有機ハイブリッド材料を提供する。或る態様において、無機／有機ハイブリッド材料は、式
Ｚ_ａ（Ｒ’）_ｂＳｉ−Ｒ”
（式中、ＺはＣｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ_１−Ｃ_５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及びｂは各々０〜３の整数であり、ただしａ＋ｂ＝３であり；
Ｒ’はＣ_１−Ｃ_６直鎖、環状または分岐状アルキル基であり；
Ｒ”は官能基化基である）
を有する表面改質剤で表面改質されている。

或る態様において、本発明は、更にナノ粒子をハイブリッドコア及び／または無機／有機ハイブリッド包囲材料内に分散されて含む無機／有機ハイブリッド材料を提供する。他の態様において、ナノ粒子は２個以上のナノ粒子の混合物であってもよく、結晶質でも非晶質でもよい。もっと他の態様において、ナノ粒子は炭化ケイ素、アルミニウム、ダイヤモンド、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、ユウロピウム、ガドリウム、鉄、ニッケル、サマリウム、ケイ素、銀、チタン、亜鉛、ホウ素、その酸化物及びその窒化物であり得る。

別の態様において、本発明は、ハイブリッド粒子コア及び無機／有機包囲材料からなる無機／有機ハイブリッド粒子を提供し、前記粒子は、式
（Ｙ（ＣＨ_２）_ｎＳｉＯ_１．５）_ｘ（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）_ｙ（ＳｉＯ_２）_ｚ
（式中、
各Ｙは独立して−ＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＲ_２、−ＮＲ_２Ｒ’^＋、ＳＨ、Ｓ（Ｏ）_０−２Ｒ、Ｓ（Ｏ）_０−２Ｏ⁻、Ｃ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールアリール、Ｃ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
各Ｒ及びＲ’は独立してＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
ｎは０〜１８であり；
ｘ、ｙ及びｚは独立して約０．０〜約１．０であり、ｙ＋ｚは１．０−ｘであり、ｙはｚの約３．０〜約５．０倍である）
を有する。

或る態様において、Ｙは−ＯＨであり、ｎは３である。他の態様において、ｘは１．０である。もっと他の態様において、Ｙは−ＯＨであり、ｎは３であり、ｘは１．０である。もっと他の態様において、ｎは３〜１２または３〜８である。

別の態様において、本発明は無機／有機ハイブリッドコア及び無機／有機ハイブリッド包囲材料からなる無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、その方法は、
ハイブリッドコア材料を用意するステップ；及び
ハイブリッドコアの表面上で１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体及び／またはポリマー金属酸化物前駆体を縮合させるステップ；
を含む。

もっと別の態様において、本発明は、無機／有機ハイブリッドコア及び無機／有機ハイブリッド包囲材料からなる無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、その方法は、
ハイブリッドコア材料を用意するステップ；
ハイブリッドコアの表面に対して部分的に縮合されているポリマー有機官能性金属前駆体、２つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体の混合物、または１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体とポリマー金属酸化物の混合物を適用するステップ；及び
更に表面を縮合させるステップ；
を含む。

別の態様において、本発明は、無機／有機ハイブリッドコア及び無機／有機ハイブリッド包囲材料からなる無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、その方法は、
ハイブリッドコア材料を用意するステップ；及び
ハイブリッドコアの表面上で１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体及び／またはポリマー金属酸化物前駆体を縮合させるステップ；
を含む。

さらに別の態様において、本発明は、無機／有機ハイブリッドコア及び無機／有機ハイブリッド包囲材料からなる無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、その方法は、
ハイブリッドコア材料を用意するステップ；
ハイブリッドコアの表面に対して部分的に縮合されているポリマー有機官能性金属前駆体、２つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体の混合物、または１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体とポリマー金属酸化物の混合物を適用するステップ；及び
更に表面を縮合させるステップ；
を含む。

或る態様において、ハイブリッド材料の製造方法において使用されるハイブリッドコア材料は、
ａ）オルガノアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランからなる群から選択される１つ以上のモノマーをオルガノアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、金属酸化物前駆体及びセラミック前駆体からなる群から選択される１つ以上のモノマーと加水分解的に縮合させて、ポリオルガノアルコキシシロキサンを製造するステップ；
ｂ）更にポリオルガノアルコキシシロキサンを縮合させて、球状多孔質粒子を形成するステップ；及び
ｃ）生じた粒子に熱水処理を施し、これにより多孔質無機／有機ハイブリッドコア材料を製造するステップ；
により得られ得る。

他の態様において、ハイブリッド材料の製造方法において使用されるハイブリッドコア材料は、
ａ）アルケニル官能基化オルガノシランをテトラアルコキシシランと加水分解的に縮合さるステップ；
ｂ）ステップ（ａ）の生成物を有機オレフィンモノマーと共重合させるステップ；及び
ｃ）更に、ステップ（ｂ）の生成物を縮合させて、球状多孔質粒子を形成するステップ；
により得られ得る。

もっと他の態様において、ハイブリッド材料の製造方法において使用されるハイブリッドコア材料は、
（ａ）有機オレフィンモノマーをアルケニル官能基化オルガノシランと共重合させるステップ；
（ｂ）ステップ（ａ）の生成物を光学的に不活性なポロゲンの存在下でテトラアルコキシシランと加水分解的に縮合させるステップ；及び
（ｃ）更に、ステップ（ｂ）の生成物を縮合させて、球状多孔質粒子を形成するステップ；
により得られる。

他の態様において、本発明は、本発明の無機／有機ハイブリッド材料を含む固定相を有する分離デバイスを提供する。或る態様において、分離デバイスはクロマトグラフカラム、薄層プレート、濾過膜、試料クリーンアップデバイス、固体支持体、マイクロチップ分離デバイスまたはマイクロタイタープレートであり得る。もっと他の態様において、分離デバイスは固相抽出、高速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、コンビナトリアルケミストリー、合成、バイオアッセイまたは質量分析のために有用であり得る。

別の態様において、本発明は、
ａ）充填材料を受け入れるための円筒状内部を有するカラム、及び
ｂ）本発明の無機／有機ハイブリッド材料からなる充填クロマトグラフ床
を含むクロマトグラフカラム
を提供する。

マルチポイントＮ_２収着分析からの生成物８ｂ、９ｂと未改質ハイブリッドコアの脱着細孔直径比較。

本発明は、例えばクロマトグラフ分離のための新規クロマトグラフ材料、その製造方法、及び前記クロマトグラフ材料を含む分離デバイスを提供する。包囲材料が多孔質ハイブリッドコア材料上で縮合している本発明の材料が製造されると、各種ハイブリッド充填材料のファミリーを単一コアハイブリッド材料から製造することができる。包囲材料の疎水性、イオン交換容量、表面電荷またはシラノール活性の差が小分子、炭水化物、抗体、全タンパク質、ペプチド及び／またはＤＮＡのユニークなクロマトグラフ分離のために使用され得る。加えて、所与のクロマトグラフ用途のために適切な官能基（例えば、ペンダントアルキルアミン、アルコール、カルボン酸、アルケンまたはシアノ基）を有するポリオルガノシロキサン（ＰＯＳ）を選択することにより、粒子の表面近くに合成上有用なペンダント基を有する新規ハイブリッド材料が製造され得る。

以下の定義を参照することにより本発明をより十分に説明する。

定義
「ハイブリッド」は、有機官能性が内部、すなわち「骨格」無機構造及びハイブリッド材料表面の両方に対して不可欠な無機物を主成分とする構造物を含む。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、セリウムまたは酸化ジルコニウム、或いはセラミック材料であり得る。好ましい実施形態において、ハイブリッド材料の無機部分はシリカである。先に言及したように、ハイブリッド材料の例は米国特許Ｎｏｓ．４，０１７，５２８、６，５２８，１６７、６，６８６，０３５及び７，１７５，９１３に示されている。

「ハイブリッドコア」には、本発明の無機／有機ハイブリッド包囲材料を含む無機／有機ハイブリッド材料の内部部分を形成する粒子、モノリスまたは別の適当な構造の形態の本明細書中に定義されているハイブリッド材料が含まれる。

「無機／有機ハイブリッド包囲材料」には、ハイブリッドコアを包囲する本明細書中に定義されているハイブリッド材料が含まれる。無機／有機ハイブリッド包囲材料がハイブリッドコアを全体的に包囲し、よってハイブリッドコアを包んでいても、またはハイブリッドコアを部分的にのみ包囲し、よってハイブリッドコアの表面域の１つ以上の位置でハイブリッドコアの表面が露出されて残っていてもよい。無機／有機ハイブリッド包囲材料は、ばらばらまたは異なる転移が認識され得るようにハイブリッドコア上に配置、結合またはアニールしても、或いはハイブリッドコアの表面とブレンドして材料の階調が生ずるようにハイブリッドコアに結合させてもよい。別個の内部コア表面に結合させない。或る実施形態において、無機／有機ハイブリッド包囲材料はハイブリッドコアの材料と同一であっても異なっていてもよい。無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアが同一材料から構成されている実施形態を含めた或る実施形態において、包囲材料は異なる物理的または物理化学的特性を発揮し得、前記特性にはミクロ細孔容積、ミクロ細孔表面積、平均細孔直径、炭素含量または加水分解ｐＨ安定性が含まれるが、これらに限定されない。

用語「脂環式基」には３個以上の炭素原子を有する閉環構造が含まれる。脂環式基には、飽和環状炭化水素であるシクロパラフィンまたはナフテレン、２つ以上の二重結合を有する不飽和であるシクロオレフィン、及び三重結合を有するシクロアセチレンが含まれる。これらは芳香族基を含まない。シクロパラフィンの例には、シクロプロパン、シクロヘキサン及びシクロペンタンが含まれる。シクロオレフィンの例には、シクロペンタジエン及びシクロオクタテトラエンが含まれる。脂環式基には縮合環構造及び置換されている脂環式基（例えば、アルキル置換されている脂環式基）も含まれる。脂環式の例において、置換基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、−ＣＦ_３、−ＣＮ等を含み得る。

用語「脂肪族基」には、典型的には１〜２２個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖を特徴とする有機化合物が含まれる。脂肪族基には、アルキル基、アルケニル基及びアルキニル基が含まれる。複合構造の場合、鎖は分岐状であっても架橋されていてもよい。アルキル基には、直鎖アルキル基及び分岐鎖アルキル基を含めた１個以上の炭素原子を有する飽和炭化水素が含まれる。前記炭化水素部分が１個以上の炭素上で例えばハロゲン、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されていてもよい。炭素数が他の方法で特定されていない限り、本明細書中で使用されている「低級脂肪族」は、１〜６個の炭素原子を有する上に定義した脂肪族基（例えば、低級アルキル、低級アルケニル、低級アルキニル）を意味する。前記低級脂肪族基、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。本明細書中で使用されている用語「ニトロ」は−ＮＯ_２を意味する。用語「ハロゲン」は−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒまたは−Ｉを指す。用語「チオール」はＳＨを意味する。用語「ヒドロキシル」は−ＯＨを意味する。よって、本明細書中で使用されている用語「アルキルアミノ」は、上に定義したアルキル基に結合してアミノ基を有する基を意味する。適当なアルキルアミノ基には、１〜約１２個の炭素原子、好ましくは１〜約６個の炭素原子を有する基が含まれる。用語「アルキルチオ」は、上に定義したアルキル基に結合してスルフヒドリル基を有する基を指す。適当なアルキルチオ基には、１〜約１２個の炭素原子、好ましくは１〜約６個の炭素原子を有する基が含まれる。本明細書中で使用されている用語「アルキルカルボキシル」は、上に定義したアルキル基に結合してカルボキシル基を有する基を意味する。本明細書中で使用されている用語「アルコキシ」は、上に定義したアルキル基に結合して酸素原子を有する基を意味する。代表的なアルコキシ基には、１〜約１２個の炭素原子、好ましくは１〜約６個の炭素原子を有する基、例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ等が含まれる。用語「アルケニル」及び「アルキニル」は、アルキルに類似しているが、それぞれ少なくとも１つの二重結合または三重結合を含む不飽和脂肪族基を指す。適当なアルケニル及びアルキニル基には、２〜約１２個の炭素原子、好ましくは１〜約６個の炭素原子を有する基が含まれる。

用語「アルキル」には、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、シクロアルキル（脂環式）基、アルキル置換シクロアルキル基及びシクロアルキル置換されているアルキル基を含めた飽和脂肪族基が含まれる。或る実施形態において、直鎖または分岐鎖アルキルはその骨格中に３０個以下の炭素原子（例えば、直鎖の場合にはＣ_１〜Ｃ_３０、分岐鎖の場合にはＣ_３〜Ｃ_３０）を有する。或る実施形態において、直鎖または分岐鎖アルキルはその骨格中に２０個以下の炭素原子（例えば、直鎖の場合にはＣ_１〜Ｃ_２０、分岐鎖の場合にはＣ_３〜Ｃ_２０）、より好ましくは１８個以下の炭素原子を有する。同様に、好ましいシクロアルキルはその環構造中に４〜１０個の炭素原子、より好ましくはその環構造中に４〜７個の炭素原子を有する。用語「低級アルキル」は、鎖中に１〜６個の炭素を有するアルキル基及び環構造中に３〜６個の炭素を有するシクロアルキルを指す。

更に、明細書及び特許請求の範囲を通して使用されている用語「アルキル」（「低級アルキル」を含む）には「未置換アルキル」及び「置換アルキル」が含まれ、後者は炭化水素骨格の１個以上の炭素上の水素に代えて置換基を有するアルキル部分を指す。前記置換基には、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、カルボキシレート、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、ホスフェート、ホスホナト、ホスフィナト、シアノ、（アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ及びアルキルアリールアミノを含めた）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、カルバモイル及びウレイドを含めた）アシルアミノ、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、チオカルボキシレート、スルフェート、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、アルアルキル、または芳香族またはヘテロ芳香族部分が含まれ得る。当業者は、適切ならば炭化水素鎖上で置換されている部分がそれ自体置換されていてもよいことを理解している。シクロアルキルは更に、例えば上記した置換基で置換されていてもよい。「アルアルキル」部分は、例えば１〜３つの別々のまたは縮合した環及び６〜約１８個の炭素環原子を有するアリールで置換されているアルキル（例えば、フェニルメチル（ベンジル））である。

本明細書中で使用されている用語「アミノ」は、式−ＮＲａＲｂ（式中、Ｒａ及びＲｂは各々独立して水素、アルキル、アリールまたはヘテロシクリルであるか、またはＲａ及びＲｂはこれらが結合している窒素原子と一緒になって環中に３〜８個の原子を有する環状部分を形成する）を有する未置換または置換部分を指す。よって、用語「アミノ」には、特に断らない限り環状アミノ部分（例えば、ピペリジニルまたはピロリジニル基）が含まれる。「アミノ置換されているアミノ基」は、Ｒａ及びＲｂの少なくとも１つが更にアミノ基で置換されているアミノ基を指す。

用語「芳香族基」には、１つ以上の環を含有する不飽和環状炭化水素が含まれる。芳香族基には、０〜４個のヘテロ原子を含み得る５及び６員の単環基（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、ピリダジン及びピリミジン等）が含まれる。芳香族環が１つ以上の環位置で例えばハロゲン、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、−ＣＦ_３、−ＣＮ等で置換されていてもよい。

用語「アリール」には、０〜４個のヘテロ原子を含み得る５及び６員の単環芳香族基（例えば、未置換または置換のベンゼン、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、ピリダジン及びピリミジン等）が含まれる。アリール基には、多環式縮合芳香族基（例えば、ナフチル、キノリル、インドリル等）も含まれる。芳香族環が１つ以上の環位置で前記置換基（例えば、アルキル基について上記した置換基）で置換されていてもよい。適当なアリール基には、未置換及び置換のフェニル基が含まれる。本明細書中で使用されている用語「アリールオキシ」は、上に定義したアリール基に結合して酸素原子を有する基を意味する。本明細書中で使用されている用語「アルアルコキシ」は、上に定義したアルアルキル基に結合して酸素原子を有する基を意味する。適当なアルアルコキシ基は１〜３つの別々のまたは縮合した環及び６〜約１８個の炭素環原子を有する（例えば、Ｏ−ベンジル）。

用語「作成したて」及び「出来たて」は互換可能に使用され、ゲル化プロセス後であって、熱水処理前に得られた粒子を指す。

用語「セラミック前駆体」は、セラミック材料を形成する任意の化合物を含むと意図される。

用語「キラル部分」は、キラルまたは立体選択合成することができる任意の官能基を含むと意図される。キラル部分には、少なくとも１つのキラル中心を有する置換基、天然または非天然アミノ酸、ペプチド及びタンパク質、誘導体化セルロース、マクロ環状抗生物質、シクロデキストリン、クラウンエーテル及び金属複合体が含まれるが、これらに限定されない。

言語「クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー」には、例えば当業界で他のクロマトグラフ媒体と区別されるように材料のクロマトグラフ分離能力を向上させることが判明した本明細書に開示されている材料の細孔構成のジオメトリーが含まれる。例えば、ジオメトリーは形成、選択または構成され得、材料のクロマトグラフ分離能力が例えば当業界で公知であるかまたは慣用されているジオメトリーと比較して向上したかどうかを調べるために各種の特性及び／または因子が使用され得る。これらの因子の例には、高い分離効率、より長いカラム寿命及びより高い物質移動特性（例えば、低い帯域拡張及び良好なピーク形状により立証される）が含まれる。これらの特性は当業界で認識されている技術を用いて測定または観察され得る。例えば、本発明の多孔質無機／有機ハイブリッド粒子のクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーは、例えば物質移動率を低下させて、効率を低下させるので望ましくない「インク壜」または「シェル形状の」細孔ジオメトリーまたは形態が存在しないことにより従来の粒子と区別される。

クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーは、ミクロ細孔を少ししか含まないハイブリッド材料で見られる。少ない量のミクロ細孔は、約＜３４Åの直径を有する細孔のすべてが材料の比表面積に対して約１１０ｍ^２／ｇ未満を寄与するときにハイブリッド材料で得られる。そのように低いミクロ細孔表面積（ＭＳＡ）を有するハイブリッド材料は、高い分離効率及び（例えば、狭い帯域拡張及び良好なピーク形状により立証される）良好な物質移動特性を含めたクロマトグラフィー向上を与える。ミクロ細孔表面積（ＭＳＡ）は、ＢＪＨ方法を用いて等温線の吸着ｌｅｇからマルチポイント窒素収着分析により測定して直径３４Å以下の細孔中の表面積として定義される。本明細書中で使用されている頭字語「ＭＳＡ」及び「ＭＰＡ」は「ミクロ細孔表面積」を指すべく互換可能に使用されている。

用語「官能基化基」には、クロマトグラフ固定相に或るクロマトグラフィー機能性を付与する有機官能基が含まれる。

用語「ヘテロ環式基」には、環中の１個以上の原子が炭素以外の元素（例えば、窒素、硫黄または酸素）である閉環構造が含まれる。ヘテロ環式基は飽和であっても不飽和であってもよく、ピロールやフランのようなヘテロ環式基は芳香族特性を有し得る。これらにはキノリンやイソキノリンのような縮合環構造が含まれる。ヘテロ環式基の他の例にはピリジン及びプリンが含まれる。ヘテロ環式基の１個以上の構成原子が例えばハロゲン、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、−ＣＦ_３、−ＣＮ等で置換されていてもよい。適当なヘテロ芳香族及びヘテロ脂環式基は通常３〜約８員／環を有し及び１個以上のＮ、ＯまたはＳ原子を有する１〜３つの別々のまたは縮合した環を有しており、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、モルホリノ及びピロリジニルである。

用語「金属酸化物前駆体」は、金属を含有し、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）を生ずる任意の化合物を含むと意図される。

用語「モノリス」は、個々の粒子の形状及びモルホロジーが維持されている床フォーメーションに充填されてなる個々の粒子の集合を含むと意図される。粒子を一緒に粒子を結合する材料を用いて充填することが有利である。当業界で公知の多数の結合材、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、並びに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及びセラミック前駆体の縮合反応物が使用され得る。或る実施形態において、用語「モノリス」には、米国特許Ｎｏ．７，２５０，２１４に詳記されているハイブリッドモノリス；０〜９９モル％のシリカ（例えば、ＳｉＯ_２）を含有する１つ以上のモノマーの縮合から作成されるハイブリッドモノリス；合着した多孔質無機／有機粒子から作成されるハイブリッドモノリス；クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーを有するハイブリッドモノリス；クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーを持たないハイブリッドモノリス；秩序細孔構造を有するハイブリッドモノリス；非周期性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；結晶質ドメインまたは領域を有するハイブリッドモノリス；多種多様のマクロ細孔及びメソ細孔特性を有するハイブリッドモノリス；及び多種多様のアスペクト比を有するハイブリッドモノリスのような他の方法により作成されるハイブリッドモノリスも含まれる。或る実施形態において、用語「モノリス」には、Ｇ．Ｇｕｉｏｃｈｏｎ／Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ．，Ａ １１６８（２００７）１０１−１６８に記載されているような無機モノリスも含まれる。

用語「ナノ粒子」は、少なくとも１つの約１００ｎｍ未満、例えば約１００ｎｍ（０．１ｍｍ）未満の直径または粒子厚さを有し、結晶質または非結晶質であり得る微視的粒子／グレイン、または粉末／ナノ粉末の微視的メンバーである。ナノ粒子は慣用のバルク材料の特性とは異なり、しばしば優れている特性を有しており、例えば特により高い強度、硬度、延性、焼結性及びより高い反応性を有している。かなりの科学的研究がナノ材料の特性の決定に集中し続けており、そのうちの一部はコロイド沈殿、機械的粉砕及び気相核生成及び成長を含めた多数の方法により（主に、ナノサイズの粉末として）合成されている。熱心な考察がナノ相材料の最近の開発を実証しており、参照により本明細書に組み入れる：Ｇｌｅｉｔｅｒ，Ｈ．（１９８９）“Ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，Ｐｒｏｇ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．，３３：２２３−３１５及びＳｉｅｇｅｌ，Ｒ．Ｗ．（１９９３）“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｎａｎｏ−ｐｈａｓｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．，Ａ１６８：１８９−１９７。或る実施形態において、ナノ粒子は以下の酸化物または窒化物からなる：炭化ケイ素、アルミニウム、ダイヤモンド、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、ユウロピウム、ガドリウム、鉄、ニッケル、サマリウム、ケイ素、銀、チタン、亜鉛、ホウ素及びその混合物。或る実施形態において、本発明のナノ粒子はダイヤモンド、酸化ジルコニウム（非晶質、単斜晶系、正方晶系及び立方晶系）、酸化チタン（非晶質、アナターゼ、ブルッカイト及びルチル型）、アルミニウム（非晶質、アルファ及びガンマ型）及び窒化ホウ素（立方晶系）から選択される。特定実施形態において、本発明のナノ粒子は、ナノダイヤモンド、炭化ケイ素、二酸化チタン（アナターゼ）、立方晶窒化ホウ素及びその組合せから選択される。更に、特定実施形態において、ナノ粒子は結晶質または非晶質であり得る。特定実施形態において、ナノ粒子の直径は１００ｍｍ以下、例えば５０ｍｍ以下、例えば２０ｍｍ以下である。

更に、本発明のコンポジット内に分散されていると特徴づけられているナノ粒子は外因的に添加されるナノ粒子を指すと意図されると理解されるべきである。このことは、その場で形成することができる想定されるナノ粒子と十分な類似性を含むナノ粒子またはフォーメーションと対照的であり、例えば粒子のようなマクロ分子構造は内因的に作成される粒子の凝集体からなり得る。

用語「実質的に無秩序である」はＸ線粉末回折分析に基づいて細孔秩序がないことを指す。具体的には、「実質的に無秩序である」はＸ線回折パターンで少なくとも１ｎｍのｄ値（またはｄ間隔）に対応する回折角度にピークがないとして定義される。

「表面改質剤」は、（典型的には）クロマトグラフ固定相に或るクロマトグラフィー機能性を付与する有機官能基を含む。多孔質無機／有機ハイブリッド粒子は有機基及びシラノール基の両方を有し、これらが更に表面改質剤で置換または誘導体化されていてもよい。

用語「表面改質されている」は、更に表面改質剤で置換されていてもまたは誘導体化されていてもよい有機基及びシラノール基の両方を有する本発明のコンポジット材料を記載するために本明細書中で使用されている。「表面改質剤」は、（典型的には）クロマトグラフ固定相に或るクロマトグラフィー機能性を付与する有機官能基を含む。本明細書中に開示されている表面改質剤は、ベース材料に対して表面改質剤の化学特性を付与すべく例えば誘導体化またはコーティングした後架橋することによりベース材料に結合される。１つの実施形態において、ハイブリッド材料（例えば、粒子）の有機基は反応して、表面改質剤と有機共有結合を形成する。前記改質剤は、有機及びポリマー化学において公知の多数のメカニズムを介して材料の有機基に対して有機共有結合を形成し得る。前記メカニズムには求核、求電子、付加環化、フリーラジカル、カルベン、ニトレン及びカルボカチオン反応が含まれるが、これらに限定されない。有機共有結合は、有機化学の一般的元素（これらには、水素、ホウ素、炭素、窒素、酸素、ケイ素、リン、硫黄及びハロゲンが含まれるが、これらに限定されない）間の共有結合の形成を含むと定義される。加えて、炭素−ケイ素及び炭素−酸素−ケイ素結合は有機共有結合として定義され、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。各種の合成変換が文献から公知である。例えば、Ｍａｒｃｈ，Ｊ．Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３版，Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５を参照されたい。

無機／有機ハイブリッド材料
本発明は、無機／有機ハイブリッドコア及び無機／有機包囲材料からなる無機／有機ハイブリッド材料を提供する。

包囲材料の組成は、向上したクロマトグラフ選択性、向上したカラム化学的安定性、向上したカラム効率及び／または向上した機械的強度を与えるように当業者により変更され得る。また、包囲材料の組成により、クロマトグラフ分離を向上させるために親水性／親油性バランス（ＨＬＢ）、表面電荷（例えば、等電点またはシラノールｐＫａ）及び／または表面機能性を変化させ得る。更に、幾つかの実施形態において、包囲材料の組成により更に表面改質するために利用可能な表面官能性も与えられ得る。

包囲材料は独立してハイブリッドコアの表面上での１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体及び／またはポリマー金属酸化物前駆体の縮合、或いは
ハイブリッドコアの表面への部分的に縮合されているポリマー有機官能性金属前駆体、２つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体の混合物、または１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体とポリマー金属酸化物前駆体の混合物の適用
から誘導され得る。

或る態様において、包囲材料の無機部分はアルミナ、シリカ、チタニア、酸化セリウム、または酸化ジルコニウム、及びセラミック材料からなる群から独立して選択される。

或いは、包囲材料は独立して
ハイブリッドコアの表面上での１つ以上の有機官能性シラン及び／またはテトラアルコキシシランの縮合、或いは
ハイブリッドコアの表面への部分的に縮合されている有機官能性シラン、２つ以上の有機官能性シランの混合物、または１つ以上の有機官能性シランとテトラアルコキシシラン（すなわち、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン）の混合物の適用
から誘導される。

包囲材料は独立して多孔質でも無孔質でもよい。更に、包囲材料の細孔構造は独立して秩序細孔構造を有していても有していなくてもよい。或る態様において、包囲材料はクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有していてもよい。

他の態様において、包囲材料は独立して約０〜１００モル％ ハイブリッド材料を含み得る。包囲材料の無機部分は独立してアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウムまたはセラミック材料、またはその混合物であり得る。

特定態様において、包囲材料の無機部分は独立して約０モル％〜約２５モル％以下の範囲の量で存在し得、包囲材料の細孔は実質的に無秩序である。また、包囲材料の無機部分は独立して約２５モル％〜約５０モル％以下の範囲の量で存在し得、包囲材料の細孔は実質的に無秩序であり、包囲材料は独立してクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している。或る実施形態において、包囲材料の無機部分は独立して約５０モル％〜約７５モル％以下の範囲の量で存在し得、包囲材料の細孔は実質的に無秩序であり、包囲材料は独立してクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している。もっと他の実施形態において、包囲材料の無機部分は独立して約７５モル％〜約１００モル％以下の範囲の量で存在し得、包囲材料の細孔は実質的に無秩序であり、包囲材料は独立してクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している。

幾つかの態様において、包囲材料は、式Ｉ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［Ｒ^２（（Ｒ）_ｐ（Ｒ^１）_ｑＳｉＯ_ｔ）_ｍ］ （Ｉ）
［式中、
Ｒ及びＲ^１は各々独立してＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであるかまたは存在せず、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合しており；
ｐ及びｑは各々独立して０．０〜３．０であり；
ｔは０．５、１．０または１．５であり；
ｄは０〜約３０であり；
ｍは１〜２０の整数であり；
Ｒ、Ｒ^１及びＲ^２は場合により置換されており、
ただし
（１）Ｒ^２が存在しないときには、ｍ＝１、ｔ＝（４−（ｐ＋ｑ））／２（ここで、０＜ｐ＋ｑ≦３）であり、及び
（２）Ｒ^２が存在するときには、ｍ＝２〜２０、ｔ＝（３−（ｐ＋ｑ））／２（ここで、ｐ＋ｑ≦２）である］
を有する材料からなり得る。

他の態様において、包囲材料は、式ＩＩ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［（Ｒ）_ｐ（Ｒ^１）_ｑＳｉＯ_ｔ］ （ＩＩ）
［式中、
Ｒ及びＲ^１は各々独立してＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
ｄは０〜約３０であり；
ｐ及びｑは各々独立して０．０〜３．０であり、ただしｐ＋ｑ＝１のときにはｔ＝１．５、ｐ＋ｑ＝２のときにはｔ＝１、またはｐ＋ｑ＝３のときにはｔ＝０．５である］
を有する材料からなり得る。

もっと他の態様において、包囲材料は、式ＩＩＩ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［Ｒ^２（（Ｒ^１）_ｒＳｉＯ_ｔ）_ｍ］ （ＩＩＩ）
［式中、
Ｒ^１はＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであるかまたは存在せず、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合しており；
ｄは０〜約３０であり；
ｒは０、１または２であり、ただしｒ＝０のときにはｔ＝１．５、ｒ＝１のときにはｔ＝１、またはｒ＝２のときにはｔ＝０．５であり；
ｍは１〜２０の整数である］
を有する材料からなり得る。

さらなる態様において、包囲材料は、式ＩＶ：
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｃ）_ｚ （ＩＶ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］
を有する材料からなり得る。或る実施形態において、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／ｙ≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦ｙ／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｚ）≦２１０である。

もっと他の態様において、包囲材料は、式Ｖ：
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｂ^＊）_ｙ ^＊（Ｃ）_ｚ （Ｖ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ、Ｂ^＊及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｂ^＊は無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しているオルガノシロキサン反復単位であり、Ｂ^＊は反応性（すなわち、重合可能な）有機成分を持たず、更に重合後脱保護され得る保護官能基を有していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｙ^＊＋ｚ＝１である］
を有する材料からなり得る。或る実施形態において、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊）≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦（ｙ＋ｙ^＊）／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊＋ｚ）≦２１０である。

或る態様において、上に挙げた式中のＲ^２は存在していても、存在していなくてもよい。

或る態様において、上に挙げた式中のＲ^１はヒドロキシルで置換されているＣ_１−Ｃ_１８アルキル基である。もっと他の態様において、上に挙げた式中のＲ^１はヒドロキシプロピルである。もっと他の態様において、ヒドロキシ置換アルキル基は更にイソシアネートにより官能基化されている。さらに他の態様において、イソシアネートはオクタデシルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、ペンタフルオロフェニルイソシアネート、４−シアノフェニルイソシアネート、３−シアノフェニルイソシアネート、２−シアノフェニルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ベンジルイソシアネート、フェネチルイソシアネートまたはジフェニルエチルイソシアネートである。

別の態様において、本発明は、包囲材料が更に１個のナノ粒子または２個以上のナノ粒子の混合物をハイブリッドコア内に分散されて含む本明細書中に記載されている材料を提供する。

或る実施形態において、ナノ粒子はナノコンポジットの＜２０重量％、ナノコンポジットの＜１０重量％、またはナノコンポジットの＜５重量％で存在する。

他の実施形態において、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、ダイヤモンド、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、ユウロピウム、ガドリウム、鉄、ニッケル、サマリウム、ケイ素、銀、チタン、亜鉛、ホウ素、その酸化物またはその窒化物であり得る。特定実施形態において、ナノ粒子はナノダイヤモンド、炭化ケイ素、二酸化チタン、立方晶窒化ホウ素からなる群から選択される１つ以上の部分を含む物質である。

他の実施形態において、ナノ粒子の直径は２００μｍ以下、１００μｍ以下、５０μｍ以下または２０μｍ以下であり得る。

ハイブリッドコア
本発明の新規な無機／有機ハイブリッド材料は、無機／有機ハイブリッド包囲材料及び多孔質または無孔質無機／有機ハイブリッドコアからなる。ハイブリッドコアはコポリマー構造を有していても有していなくてもよく、（多孔質ならば）秩序細孔構造を有していても有していなくてもよい。

よって、１つの態様において、本発明は、ハイブリッドコアの無機部分が約０モル％〜約１００モル％以下の範囲の量で存在し、コアの細孔が実質的に無秩序である無機／有機ハイブリッドコアを含む。他の実施形態において、ハイブリッドコアの無機部分は約０モル％〜約７５モル％以下の量で存在する。もっと他の実施形態において、ハイブリッドコアの無機部分は約０モル％〜約５０モル％以下の量で存在する。さらに他の実施形態において、ハイブリッドコアの無機部分は約０モル％〜約２５モル％以下の量で存在する。

本発明の上記態様の各種実施形態において、ハイブリッドコアの無機部分の量は約０モル％〜約１モル％以下、約０モル％〜約２モル％以下、約０モル％〜約３モル％以下、約０モル％〜約４モル％以下、約０モル％〜約５モル％以下、約０モル％〜約６モル％以下、約０モル％〜約７モル％、約０モル％〜約８モル％以下、約０モル％〜約９モル％以下、約０モル％〜約１０モル％以下、約０モル％〜約１１モル％以下、約０モル％〜約１２モル％以下、約０モル％〜約１３モル％以下、約０モル％〜約１４モル％以下、約０モル％〜約１５モル％以下、約０モル％〜約１６モル％以下、約０モル％〜約１７モル％以下、約０モル％〜約１８モル％以下、約０モル％〜約１９モル％以下、約０モル％〜約２０モル％以下、約０モル％〜約２１モル％以下、約０モル％〜約２２モル％以下、約０モル％〜約２３モル％以下、約０モル％〜約２４モル％以下、及び約０モル％〜約２５モル％以下の範囲である。

別の態様において、本発明は、ハイブリッドコアの無機部分が約０モル％〜約１００モル％以下の範囲の量で存在し、ハイブリッドコアの細孔は実質的に無秩序であり、ハイブリッドコアはクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している無機／有機ハイブリッドコアを提供する。別の実施形態において、ハイブリッドコアの無機部分は約２５モル％〜約５０モル％以下の範囲の量で存在し、ハイブリッドコアの細孔は実質的に無秩序であり、ハイブリッドコアはクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している。他の実施形態において、ハイブリッドコアの無機部分は約５０モル％〜約７５モル％以下の範囲の量で存在し、ハイブリッドコアの細孔は実質的に無秩序であり、ハイブリッドコアはクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している。さらに他の実施形態において、ハイブリッドコアの無機部分は約７５モル％〜約１００モル％以下の範囲の量で存在し、ハイブリッドコアの細孔は実質的に無秩序であり、ハイブリッドコアはクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している。

本発明の上記態様の各種実施形態において、ハイブリッドコアの無機部分の量は約２５モル％〜約２６モル％以下、約２５モル％〜約２７モル％以下、約２５モル％〜約２８モル％以下、約２５モル％〜約２９モル％以下、約２５モル％〜約３０モル％以下、約２５モル％〜約３１モル％以下、約２５モル％〜約３２モル％以下、約２５モル％〜約３３モル％以下、約２５モル％〜約３４モル％以下、約２５モル％〜約３５モル％以下、約２５モル％〜約３６モル％以下、約２５モル％〜約３７モル％以下、約２５モル％〜約３８モル％以下、約２５モル％〜約３９モル％以下、約２５モル％〜約４０モル％以下、約２５モル％〜約４１モル％以下、約２５モル％〜約４２モル％以下、約２５モル％〜約４３モル％以下、約２５モル％〜約４４モル％以下、約２５モル％〜約４５モル％以下、約２５モル％〜約４６モル％以下、約２５モル％〜約４７モル％以下、約２５モル％〜約４８モル％以下、約２５モル％〜約４９モル％以下、約２５モル％〜約５０モル％以下、約２５モル％〜約１００モル％以下、約５０モル％〜約１００モル％以下、約５０モル％〜約７５モル％以下、及び約７５モル％〜約１００モル％以下の範囲である。

ハイブリッドコアの無機部分はアルミナ、シリカ（ＳｉＯ_２）、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたはセラミック材料であり得る。無機部分がＳｉＯ_２である本発明のハイブリッド材料が特に有利である。或る実施形態において、コア材料はハイブリッドコアでなくてもよいが、無機部分のみから構成されている全体的に無機のコアであってもよい。

１つの実施形態において、有機含量は約１〜約４０％炭素である。別の実施形態において、有機含量は約５〜約３５％炭素である。さらに別の実施形態において、本発明は、有機含量が約２５〜約４０％炭素である多孔質無機／有機ハイブリッド粒子を提供する。更なる実施形態において、有機含量は約２５〜約３５％炭素である。更なる実施形態において、有機含量は約５〜約１５％炭素である。

１つの実施形態において、本発明のハイブリッド材料は、式Ｉ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［Ｒ^２（（Ｒ）_ｐ（Ｒ^１）_ｑＳｉＯ_ｔ）_ｍ］ （Ｉ）
［式中、
Ｒ及びＲ^１は各々独立してＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであるかまたは存在せず、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合しており；
ｐ及びｑは各々独立して０．０〜３．０であり；
ｔは０．５、１．０または１．５であり；
ｄは０〜約３０であり；
ｍは１〜２０の整数であり；
Ｒ、Ｒ^１及びＲ^２は場合により置換されており、
ただし
（１）Ｒ^２が存在しないときには、ｍ＝１、ｔ＝（４−（ｐ＋ｑ））／２（ここで、０＜ｐ＋ｑ≦３）であり、及び
（２）Ｒ^２が存在するときには、ｍ＝２〜２０、ｔ＝（３−（ｐ＋ｑ））／２（ここで、ｐ＋ｑ≦２）である］
を有するハイブリッドコアを含む。

或る実施形態において、Ｒ^２は存在せず、ｐ＋ｑ＝１のときにはｔ＝１．５、またはｐ＋ｑ＝２のときにはｔ＝１である。他の実施形態において、Ｒ^２は存在し、ｐ＝０、ｑは０または１であり、ｑ＝０のときにはｔ＝１．５、またはｑ＝１のときにはｔ＝１である。

或る実施形態において、Ｒ^２は存在しない。他の実施形態において、Ｒ^２は存在する。Ｒ^２が存在する式Ｉを有する実施形態において、本発明は、式Ｉ（式中、ｐは０であり、ｑは０であり、ｔは１．５であり、ｍは２であり、Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合している）を有するハイブリッドコアを含む。更なる実施形態において、ｄは０である。別の実施形態において、ｄは０．１１である。もっと別の実施形態において、ｄは０．３３である。或る実施形態において、ｄは０．８３である。

Ｒ^２が存在する式Ｉを有する他の実施形態において、本発明は、式Ｉ（式中、ｄは０であり、ｑは０であり、Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合している）を有するハイブリッドコアを含む。更なる実施形態において、ｐは０、１または２である。別の更なる実施形態において、ｔは１．０または１．５である。別の実施形態において、ｍは１または２である。

Ｒ^２が存在する式Ｉを有するハイブリッドコアの或る好ましい実施形態を下表に示す（生成物番号は下記実施例において使用されている番号を指す）。

別の実施形態において、本発明のハイブリッド材料は、式ＩＩ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［（Ｒ）_ｐ（Ｒ^１）_ｑＳｉＯ_ｔ］ （ＩＩ）
［式中、
Ｒ及びＲ^１は各々独立してＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
ｄは０〜約３０であり；
ｐ及びｑは各々独立して０．０〜３．０であり、ただしｐ＋ｑ＝１のときにはｔ＝１．５、ｐ＋ｑ＝２のときにはｔ＝１、またはｐ＋ｑ＝３のときにはｔ＝０．５である］
を有するハイブリッドコアを含む。

さらに別の実施形態において、本発明のハイブリッド材料は、式ＩＩＩ：
（ＳｉＯ_２）_ｄ／［Ｒ^２（（Ｒ^１）_ｒＳｉＯ_ｔ）_ｍ］ （ＩＩＩ）
［式中、
Ｒ^１はＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールオキシまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり；
Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリール、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであるかまたは存在せず、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合しており；
ｄは０〜約３０であり；
ｒは０、１または２であり、ただしｒ＝０のときにはｔ＝１．５、ｒ＝１のときにはｔ＝１、またはｒ＝２のときにはｔ＝０．５であり；
ｍは１〜２０の整数である］
を有するハイブリッドコアを含む。

各種実施形態において、本発明は、式Ｉ及びＩＩ（式中、ＲはＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキルまたはＣ_１−Ｃ_１８アルキルである）を有するハイブリッドコアを含む。各種実施形態において、本発明は、式Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩ（式中、Ｒ^１はＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキルまたはＣ_１−Ｃ_１８アルキルである）を有するハイブリッドコアを含む。各種実施形態において、本発明は、式Ｉ及びＩＩＩ（式中、Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールである）を有するハイブリッドコアを含む。

さらに別の実施形態において、本発明のハイブリッド材料は、式ＩＶ：
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｃ）_ｚ （ＩＶ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］
を有するハイブリッドコアを含む。或る実施形態において、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／ｙ≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦ｙ／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｚ）≦２１０である。

関連実施形態において、本発明のハイブリッド材料は、式Ｖ：
（Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｂ^＊）_ｙ ^＊（Ｃ）_ｚ （Ｖ）
［式中、
反復単位Ａ、Ｂ、Ｂ^＊及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；
Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｂ^＊は無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合しているオルガノシロキサン反復単位であり、Ｂ^＊は反応性（すなわち、重合可能な）有機成分を持たず、更に重合後脱保護され得る保護官能基を有していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；
Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位Ｂ、Ｂ^＊またはＣに結合している無機反復単位であり；
ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］
を有するハイブリッドコアを含み得る。或る実施形態において、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊）≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦（ｙ＋ｙ^＊）／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊＋ｚ）≦２１０である。
特定実施形態において、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊）≦２１０であり、ｚ≠０のときには０．０００３≦（ｙ＋ｙ^＊）／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｙ^＊＋ｚ）≦２１０である。

反復単位Ａは、重合（例えば、フリーラジカル媒介重合）を受けることができる１つ以上の重合可能部分を有する各種の有機モノマー試薬から誘導され得る。モノマーは多数の方法及びメカニズムによりオリゴマー化または重合され得、その中には連鎖付加及びステップ縮合方法、ラジカル、アニオン、カチオン、開環、基転移、メタセシス及び光化学メカニズムが含まれるが、これらに限定されない。

Ａは以下の１つであり得る：

上記式中、各Ｒは独立してＨまたはＣ_１−Ｃ_１０アルキル基（例えば、メチル、エチルまたはプロピル）であり；ｍは１〜約２０の整数であり；ｎは０〜１０の整数であり；Ｑは水素、Ｎ（Ｃ_１−６アルキル）_３、Ｎ（Ｃ_１−６アルキル）_２（Ｃ_１−６アルキル−ＳＯ_３）またはＣ（Ｃ_１−６ヒドロキシアルキル）_３である。

反復単位Ｂは、重合（例えば、フリーラジカル媒介（有機）及び加水分解（無機）重合）を受けることができる２つ以上の異なる重合可能部分を有する幾つかの混合有機−無機モノマー試薬から誘導され得る。Ｂモノマーは多数の方法及びメカニズムによりオリゴマー化または重合され得、その中には連鎖付加及びステップ縮合方法、ラジカル、アニオン、カチオン、開環、基転移、メタセシス及び光化学メカニズムが含まれるが、これらに限定されない。

Ｂは以下の１つでもあり得る：

反復単位Ｃは−ＳｉＯ_２−であり得、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）またはテトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）のようなアルコキシシランから誘導され得る。

１つの実施形態において、Ａは置換エチレン基であり、Ｂはオキシシリル置換アルキル基であり、Ｃはオキシシリル基、例えば

である。

式ＩＶを有する多孔質ハイブリッドコアの特定実施形態は、

（式中、
Ｒ_１はＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、低級アルキル（例えば、ＣＨ_３またはＣＨ_２ＣＨ_３）であり；
Ｒ_２及びＲ_３は各々独立してＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、アルカン、置換アルカン、アルケン、置換アルケン、アリール、置換アリール、シアノ、エーテル、置換エーテル、組み込まれている極性基であり；
Ｒ_４及びＲ_５は各々独立してＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、アルカン、置換アルカン、アルケン、置換アルケン、アリール、置換アリール、エーテル、置換エーテル、シアノ、アミノ、置換アミノ、ジオール、ニトロ、スルホン酸、カチオンまたはアニオン交換基であり；
０≦ａ≦２ｘ、０≦ｂ≦４及び０≦ｃ≦４であり、ただしａ＝１のときｂ＋ｃ≦４である；
１≦ｄ≦２０であり；
０．０００３≦ｙ／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｚ）≦２１０である）
である。

もっと別の実施形態において、ハイブリッドコアは球状である。更なる実施形態において、球状コアは非結晶質または非晶質分子秩序を有する。更なる実施形態において、球状コアは非周期性細孔構造を有する。

他の実施形態において、無機／有機ハイブリッドコアは約４０〜１１００ｍ^２／ｇの表面積を有する。或る例において、ハイブリッドコアは約８０〜５００ｍ^２／ｇの表面積を有する。他の例において、粒子は約８００〜１１００ｍ^２／ｇの表面積を有する。

１つの実施形態において、無機／有機ハイブリッドコアは約０．２〜１．５ｃｍ^３／ｇのミクロ細孔容積を有する。或る例において、ハイブリッドコアは約０．６〜１．３ｃｍ^３／ｇのミクロ細孔容積を有する。

別の実施形態において、無機／有機ハイブリッドコアは約１１０ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有する。或る例において、ハイブリッドコアは約１０５ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有する。他の例において、ハイブリッドコアは約８０ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有する。もっと他の例において、ハイブリッドコアは約５０ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有する。

１つの実施形態において、多孔質無機／有機ハイブリッドコアは約２０〜１０００Åの平均細孔直径を有する。更なる実施形態において、ハイブリッドコアは約３０〜３００Åの平均細孔直径を有する。別の実施形態において、ハイブリッドコアは約６０〜２００Åの平均細孔直径を有する。更なる実施形態において、粒子は約８０〜１４０Åの平均細孔直径を有する。

別の実施形態において、ハイブリッドコアは約０．１μｍ〜約３００μｍの平均サイズを有する。更なる実施形態において、ハイブリッドコアは約０．１μｍ〜約３０μｍの平均サイズを有する。

或る実施形態において、ハイブリッドコアは約１〜約１４のｐＨで加水分解的に安定である。１つの実施形態において、ハイブリッドコアは約１０〜約１４のｐＨで加水分解的に安定である。別の実施形態において、ハイブリッドコアは約１〜約５のｐＨで加水分解的に安定である。

１つの実施形態において、本発明は、コアが

（式中、Ｒ、Ｒ^１及びＲ^２は先に定義されている通りであり；ＸはＣ_１−Ｃ_１８アルコキシまたはＣ_１−Ｃ_１８アルキルであり；ｎは１〜８である）
からなる群から選択される１つ以上のモノマーを加水分解的に縮合させることにより形成される本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッドコアを含む。

更なる実施形態において、モノマーは、１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン：

である。

別の更なる実施形態において、モノマーは、１，２−ビス（メチルジエトキシシリル）エタン：

または１，８−ビス（トリエトキシシリル）オクタン：

である。

他の実施形態において、本明細書中に記載されている多孔質無機／有機ハイブリッドコアは、式
Ｚ_ａ（Ｒ’）_ｂＳｉ−Ｒ”
（式中、
ＺはＣｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ_１−Ｃ_５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及びｂは各々０〜３の整数であり、ただしａ＋ｂ＝３であり；
Ｒ’はＣ_１−Ｃ_６直鎖、環状または分岐状アルキル基であり；
Ｒ”は官能基化基である）
を有する表面改質剤で表面改質されている。

別の実施形態において、ハイブリッドコアはポリマーコーティングにより表面改質されている。

或る実施形態において、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、ヘキシル及びシクロヘキシルからなる群から選択される。他の実施形態において、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、組み込まれている極性官能基を含むアルキルまたはアリール基、及びキラル部分からなる群から選択される。

１つの実施形態において、Ｒ”はＣ_１−Ｃ_３０アルキル基である。更なる実施形態において、Ｒ”はキラル部分を含む。別の更なる実施形態において、Ｒ”はＣ_１−Ｃ_２０アルキル基である。

或る実施形態において、表面改質剤は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及びオクタデシルジメチルクロロシランからなる群から選択される。好ましくは、表面改質剤はオクチルトリクロロシラン及びオクタデシルトリクロロシランからなる群から選択される。

別の実施形態において、ハイブリッドコアは有機基とシラノール基改質の組合せにより表面改質されている。

もっと別の実施形態において、ハイブリッドコアは有機基改質とポリマーコーティングの組合せにより表面改質されている。更なる実施形態において、有機基はキラル部分を含む。

さらに別の実施形態において、ハイブリッドコアはシラノール基改質とポリマーコーティングの組合せにより表面改質されている。

他の実施形態において、ハイブリッドコアは粒子の有機基と改質試薬との間に有機共有結合を形成することにより表面改質されている。

もっと他の実施形態において、ハイブリッドコアは有機基改質とシラノール基改質とポリマーコーティングの組合せにより表面改質されている。

別の実施形態において、ハイブリッドコアはシラノール基改質により表面改質されている。

別の態様において、多孔質無機／有機ハイブリッドコアは、材料が本明細書中に記載されている粒子の組合せからなるクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーを有している。

或る実施形態において、多孔質無機／有機ハイブリッドコアはモノリスである。

別の態様において、本発明は、ハイブリッドコアが更に１個のナノ粒子または２個以上のナノ粒子の混合物をハイブリッドコア内に分散されて含む本明細書中に記載されている材料を提供する。

或る実施形態において、ナノ粒子はナノコンポジットの＜２０重量％、ナノコンポジットの＜１０重量％、またはナノコンポジットの＜５重量％で存在する。

他の実施形態において、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、ダイヤモンド、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、ユウロピウム、ガドリウム、鉄、ニッケル、サマリウム、ケイ素、銀、チタン、亜鉛、ホウ素、その酸化物またはその窒化物であり得る。特定実施形態において、ナノ粒粒子はナノダイヤモンド、炭化ケイ素、二酸化チタン、立方晶窒化ホウ素からなる群から選択される１つ以上の部分を含む物質である。

他の実施形態において、ナノ粒子の直径は２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下または２０ｎｍ以下であり得る。

表面改質
本発明の新規の無機／有機ハイブリッド材料が更に表面改質されていてもよい。

よって、１つの実施形態において、本明細書中に記載されている材料は、式Ｚ_ａ（Ｒ’）_ｂＳｉ−Ｒ”（式中、ＺはＣｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ_１−Ｃ_５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及びｂは各々０〜３の整数であり、ただしａ＋ｂ＝３であり；Ｒ’はＣ_１−Ｃ_６直鎖、環状または分岐状アルキル基であり、Ｒ”は官能基化基である）を有する表面改質剤で表面改質され得る。

別の実施形態において、材料はポリマーコーティングにより表面改質されている。

或る実施形態において、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、ヘキシル及びシクロヘキシルからなる群から選択される。他の実施形態において、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、組み込まれている極性官能基を含むアルキルまたはアリール基、及びキラル部分からなる群から選択される。

１つの実施形態において、Ｒ”はＣ_１−Ｃ_３０アルキル基である。更なる実施形態において、Ｒ”はキラル部分を含む。別の更なる実施形態において、Ｒ”はＣ_１−Ｃ_２０アルキル基である。

或る実施形態において、表面改質剤は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及びオクタデシルジメチルクロロシランからなる群から選択される。幾つかの実施形態において、表面改質剤はオクチルトリクロロシラン及びオクタデシルトリクロロシランからなる群から選択される。他の実施形態において、表面改質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（ＣＨ_２）_３ＯＨ基を含有するとき）からなる群から選択される。

別の実施形態において、材料は有機基とシラノール基改質の組合せにより表面改質されている。

もっと別の実施形態において、材料は有機基改質とポリマーコーティングの組合せにより表面改質されている。更なる実施形態において、有機基はキラル部分を含む。

さらに別の実施形態において、材料はシラノール基改質とポリマーコーティングの組合せにより表面改質されている。

他の実施形態において、材料は粒子の有機基と改質試薬との間に有機共有結合を形成することにより表面改質されている。

もっと他の実施形態において、材料は有機基改質とシラノール基改質とポリマーコーティングの組合せにより表面改質されている。

別の実施形態において、材料はシラノール基改質により表面改質されている。

或る実施形態において、表面改質されている層は多孔質でも無孔質でもよい。

分離デバイス及びキット
別の態様は、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料を含む固定相を有する各種分離デバイスを提供する。分離デバイスには、例えばクロマトグラフカラム、薄層プレート、濾過膜、試料クリーンアップデバイス及びマイクロタイタープレートが含まれる。分離デバイスは各種分離技術のために使用され得、その中には順相分離、逆相分離、ＨＩＬＩＣ分離、ＳＦＣ分離、アフィニティー分離及びＳＥＣ分離が含まれるが、これらに限定されない。

無機／有機ハイブリッド材料は、向上した安定性のために前記デバイスに対して長い寿命を与える。よって、特定態様において、本発明は、
ａ）充填材料を受け入れるための円筒状内部を有するカラム、及び
ｂ）本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料からなる充填クロマトグラフ床
を含み、長い寿命を有するクロマトグラフカラムを提供する。

本発明は、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料及び使用説明書を含むキットをも提供する。１つの実施形態において、使用説明書はクロマトグラフカラム、薄層プレート、濾過膜、試料クリーンアップデバイス及びマイクロタイタープレートのような分離デバイス用である。

本発明の材料の合成
本発明は、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料の製造方法をも提供する。

１つの実施形態において、本発明は、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、その方法は、
ハイブリッドコア材料を用意するステップ；及び
ハイブリッドコアの表面上で１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体及び／またはポリマー金属酸化物前駆体を縮合させるステップ；
を含む。

別の実施形態において、本発明は、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、その方法は、
ハイブリッドコア材料を用意するステップ；
ハイブリッドコアの表面に対して部分的に縮合されているポリマー有機官能性金属前駆体、２つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体の混合物、または１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体とポリマー金属酸化物の混合物を適用するステップ；及び
更に表面を縮合させるステップ；
を含む。

或る実施形態において、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料の製造方法は、更にハイブリッド材料に熱水処理を施すステップを含む。

別の実施形態において、本発明は、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、その方法は、
ハイブリッドコア材料を用意するステップ；及び
ハイブリッドコアの表面上で１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体及び／またはポリマー金属酸化物前駆体を縮合させるステップ；
を含む。

別の実施形態において、本発明は、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、その方法は、
ハイブリッドコア材料を用意するステップ；
ハイブリッドコアの表面に対して部分的に縮合されているポリマー有機官能性金属前駆体、２つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体の混合物、または１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体とポリマー金属酸化物の混合物を適用するステップ；及び
更に表面を縮合させるステップ；
を含む。

或る実施形態において、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料の製造方法は、更にハイブリッド材料に熱水処理を施すステップを含む。

特定実施形態において、本発明は、本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、前記材料のハイブリッドコアは、
ａ）オルガノアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランからなる群から選択される１つ以上のモノマーをオルガノアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、金属酸化物前駆体及びセラミック前駆体からなる群から選択される１つ以上のモノマーと加水分解的に縮合させて、ポリオルガノアルコキシシロキサンを製造するステップ；
ｂ）更にポリオルガノアルコキシシロキサンを縮合させて、球状多孔質粒子を形成するステップ；及び
ｃ）生じた粒子に熱水処理を施すテップ；
により得られる。

前記方法の実施形態において、無機部分を約０モル％〜約２５モル％以下の範囲の量で含み、粒子の細孔が実質的に無秩序であるハイブリッドコアを製造するとき、１つ以上のモノマーの加水分解縮合はテトラアルコキシシランを除く。前記方法の幾つかの実施形態において、無機部分は約０モル％〜約１００モル％以下、２５モル％〜約５０モル％、約５０モル％〜約７５モル％、または約７５モル％〜約１００モル％の範囲の量で存在し、粒子の細孔は実質的に無秩序であり、１つ以上のモノマーの加水分解縮合はテトラアルコキシシランを除く。

１つの実施形態において、ハイブリッドコアの金属酸化物前駆体は、チタン、ジルコニウムまたはアルミニウムの酸化物、水酸化物、エトキシド、メトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、ｓｅｃ−ブトキシド、ｔｅｒｔ−ブトキシド、イソブトキシド、フェノキシド、エチルヘキシルオキシド、２−メチル−２−ブトキシド、ノニルオキシド、イソオクチルオキシド、グリコール酸塩、炭酸塩、硝酸塩、塩化物及びその混合物からなる群から選択される。好ましくは、金属酸化物前駆体はメチルチタントリイソプロポキシド、メチルチタントリフェノキシド、チタンアリルアセトアセテートトリイソプロポキシド、チタンメタクリレートトリイソプロポキシド、チタンメタクリルオキシエチルアセトアセテートトリイソプロポキシド、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリメトキシド、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリクロリド及びジルコニウムメタクリルオキシエチルアセトアセテートトリ−ｎ−プロポキシドである。

別の態様において、本発明は、本発明の材料の製造方法を提供し、前記材料のハイブリッドコアは、
ａ）オルガノアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランからなる群から選択される１つ以上のモノマーを加水分解的に縮合させて、ポリオルガノアルコキシシロキサンを製造するステップ；
ｂ）更にポリオルガノアルコキシシロキサンを縮合させて、球状多孔質粒子を形成するステップ；及び
ｃ）生じた粒子に熱水処理を施し、これにより多孔質無機／有機ハイブリッドコア材料を製造するステップ；
により得られる。

或る実施形態において、本発明は、ＳｉＯ_２を約０モル％〜約２５モル％以下の範囲の量で含み、粒子の細孔は実質的に無秩序であり、１つ以上のモノマーはテトラアルコキシシランを除くハイブリッドコアの製造方法を提供する。前記方法の幾つかの実施形態において、ＳｉＯ_２は約０モル％〜約１００モル％以下、２５モル％〜約５０モル％、約５０モル％〜約７５モル％、または約７５モル％〜約１００モル％の範囲の量で存在し、粒子の細孔は実質的に無秩序であり、１つ以上のモノマーはテトラアルコキシシランを除く。

もっと別の態様において、本発明は、本発明の材料の製造方法を提供し、ＳｉＯ_２を約０モル％〜約１００モル％以下の範囲の量で含み、粒子の細孔が実質的に無秩序であるハイブリッドコアは、
ａ）オルガノアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランからなる群から選択される１つ以上のモノマーを加水分解的に縮合させて、ポリオルガノアルコキシシロキサンを製造するステップ；
ｂ）更にポリオルガノアルコキシシロキサンを縮合させて、球状多孔質粒子を形成するステップ；及び
ｃ）生じた粒子に熱水処理を施し、これにより本発明の多孔質無機／有機ハイブリッドコア材料を製造するステップ；
により得られる。

或る実施形態において、縮合ステップはポリオルガノアルコキシシロキサンの水性乳濁液を塩基で処理して、球状コアを形成することを含む。

別の実施形態において、本発明は、更に球状多孔質粒子を酸で処理することを含む上記した多孔質無機／有機ハイブリッドコアの製造方法を提供する。

もっと別の実施形態において、本発明は、更にポリオルガノアルコキシシロキサンの水性乳濁液を塩基の１つ以上の追加アリコートで処理して球状粒子を形成することを含む上記した多孔質無機／有機ハイブリッドコアの製造方法を提供する。更なる実施形態において、本発明は、更に球状多孔質粒子を酸で処理することを含む方法を提供する。

或る実施形態において、本発明はハイブリッドコアがクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している方法を提供する。

１つの実施形態において、前記方法は上記した式Ｉ、ＩＩまたはＩＩを有する多孔質無機／有機ハイブリッドコアを製造する。

或る実施形態において、本発明は、更にポリオルガノアルコキシシロキサンの水性懸濁液を調製し、塩基触媒の存在下でゲル化して、多孔質無機／有機ハイブリッドコアを製造することを含む方法を提供する。

ハイブリッドコアの製造方法の或る実施形態において、ステップａ）またはステップｂ）は酸触媒または塩基触媒を用いる。１つの実施形態において、ステップａ）は酸触媒を用いる。別の実施形態において、ステップｂ）は塩基触媒を用いる。更なる実施形態において、塩基触媒を用いる反応は水中油型乳化反応である。

よって、有利な実施形態において、ハイブリッドコアを製造するステップｂ）は更にポリオルガノアルコキシシロキサンの水性懸濁液を塩基で処理することを含む。更に有利な実施形態において、塩基で処理した後、ステップｂ）で生じた粒子を酸で処理する。代替の有利な実施形態において、ステップｂ）においてポリオルガノアルコキシシロキサンの水性乳濁液を塩基で処理した後、塩基の１つ以上の追加アリコートで処理し、次いで生じた粒子を酸で処理する。

本発明の方法で使用するために適当な酸には、塩酸、臭化水素酸、フッ化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸及びリン酸が含まれる。本発明の方法で使用するために適当な塩基には、アルキルアミン、水酸化アンモニウム、Ｉ族及びＩＩ族金属の水酸化物、Ｉ族金属の炭酸塩及び炭酸水素塩、並びにＩ族及びＩＩ族金属のアルコキシド塩が含まれる。アルキルアミンには、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等が含まれる。トリス（ヒドロキシメチル）メチルアミンが好ましいアルキルアミンである。

或る実施形態において、ハイブリッドコアを製造するステップａ）及びｂ）は、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、シクロヘキサン、石油エーテル、ジエチルエーテル、ジアルキルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、酢酸エチル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、１−メチル−２−ピロリジノン、ジクロロメタン、クロロホルム及びその組合せからなる群から選択される溶媒中で実施する。

もっと別の態様において、本発明は、式ＩＶまたは式Ｖを有するハイブリッドコアが製造されている本明細書中に記載されている無機／有機ハイブリッド材料の製造方法を提供し、その方法は、
（ａ）アルケニル官能基化オルガノシランをテトラアルコキシシランと加水分解的に縮合させるステップ；
（ｂ）ステップ（ａ）の生成物を有機オレフィンモノマーと共重合させるステップ；及び
（ｃ）更に、ステップ（ｂ）の生成物を縮合させて、球状多孔質粒子を形成するステップ；
を含む。

もっと別の態様において、本発明は、上記した式ＩＶまたは式Ｖを有するハイブリッドコアが製造されている本発明の材料の製造方法を提供し、その方法は、
（ａ）有機オレフィンモノマーをアルケニル官能基化オルガノシランと共重合させるステップ；
（ｂ）ステップ（ａ）の生成物を光学的に不活性なポロゲンの存在下でテトラアルコキシシランと加水分解的に縮合させるステップ；及び
（ｃ）更に、ステップ（ｂ）の生成物を縮合させて、球状多孔質粒子を形成するステップ；
を含む。

或る実施形態において、共重合ステップはフリーラジカルにより開始し、加水分解的に縮合させるステップは酸または塩基触媒を用いる。

１つの実施形態において、本発明は、更に生じたハイブリッドコアに熱水処理を施すことを含む上記方法を提供する。

或る実施形態において、ステップｂ）またはステップｃ）において製造される球状ハイブリッドコアをステップｂ）またはステップｃ）で製造される球状多孔質粒子の粒度分布とは異なる粒度分布を生ずるように分粒する。

他の実施形態において、球状ハイブリッドコアは非結晶質または非晶質分子秩序を有する。更なる実施形態において、球状ハイブリッドコアは非周期性細孔構造を有する。

或る実施形態において、本発明は、ハイブリッドコアが約４０〜１１００ｍ^２／ｇの表面積を有する本発明の材料のハイブリッドコアの製造方法を提供する。更なる実施形態において、ハイブリッドコアは約８０〜５００ｍ^２／ｇの表面積を有する。別の更なる実施形態において、ハイブリッドコアは約８００〜１１００ｍ^２／ｇの表面積を有する。

１つの実施形態において、本発明は、ハイブリッドコアが約０．２〜１．５ｃｍ^３／ｇの細孔容積を有する本発明の材料のハイブリッドコアの製造方法を提供する。更なる実施形態において、ハイブリッドコアは約０．６〜１．３ｃｍ^３／ｇの細孔容積を有する。

別の実施形態において、本発明は、ハイブリッドコアが約１１０ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有する本発明の材料のハイブリッドコアの製造方法を提供する。更なる実施形態において、ハイブリッドコアは約１０５ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有する。別の実施形態において、ハイブリッドコアは約８０ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有する。更なる実施形態において、ハイブリッドコアは約５０ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有する。

別の実施形態において、本発明は、ハイブリッドコアが約２０〜５００Åの平均細孔直径を有する本発明の材料のハイブリッドコアの製造方法を提供する。更なる実施形態において、ハイブリッドコアは約３０〜１８０Åの平均細孔直径を有する。

或る例において、材料のハイブリッドコアは約６０〜２００Åの平均細孔直径を有している。好ましくは、ハイブリッドコアは約８０〜１４０Åの平均細孔直径を有している。

他の例において、材料のハイブリッドコアは約０．１μｍ〜約３００μｍ、好ましくは、約０．１μｍ〜約３０μｍの平均サイズを有している。

別の実施形態において、本発明は、ハイブリッドコアが約１〜約１４のｐＨで加水分解的に安定である本発明の材料のハイブリッドコアの製造方法を提供する。或る例において、ハイブリッドコアは約１０〜約１４のｐＨで加水分解的に安定である。他の例において、粒子は約１〜約５のｐＨで加水分解的に安定である。

１つの実施形態において、本発明は、有機含量が約２５〜約４０％炭素である本発明の材料のハイブリッドコアの製造方法を提供する。更なる実施形態において、有機含量は約２５〜約３５％炭素である。１つの実施形態において、有機含量は約１〜約４０％炭素である。別の実施形態において、有機含量は約５〜約３５％炭素である。さらに別の実施形態において、本発明は、有機含量が約２５〜約４０％炭素である多孔質無機／有機ハイブリッド粒子を提供する。更なる実施形態において、有機含量は約２５〜約３５％炭素である。更なる実施形態において、有機含量は約５〜約１５％炭素である。

或る例において、本発明は、ＲがＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキルまたはＣ_１−Ｃ_１８アルキルである本発明の材料のハイブリッドコアの製造方法を提供する。

別の実施形態において、Ｒ^１はＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ−Ｃ_１８アルキルまたはＣ−Ｃ_１８アルキルである。

他の実施形態において、Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールである。

１つの実施形態において、本発明は、式Ｉ（式中、ｐは０であり、ｑは０であり、ｔは１．５であり、ｍは２であり、Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合している）を有するハイブリッドコアの製造方法を提供する。更なる実施形態において、ｄは０である。別の更なる実施形態において、ｄは０．１１である。もっと別の更なる実施形態において、ｄは０．３３である。さらに別の更なる実施形態において、ｄは０．８３である。

別の実施形態において、本発明は、式Ｉ（式中、ｄは０であり、ｑは０であり、Ｒ^２はＣ_１−Ｃ_１８アルキル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルケニル、Ｃ_２−Ｃ_１８アルキニル、Ｃ_３−Ｃ_１８シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_１８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_５−Ｃ_１８アリールまたはＣ_１−Ｃ_１８ヘテロアリールであり、各Ｒ^２は２個以上のケイ素原子に結合している）を有するハイブリッドコアの製造方法を提供する。更なる実施形態において、ｐは０、１または２である。別の実施形態において、ｔは１．０または１．５である。別の実施形態において、ｍは１または２である。

１つの実施形態において、本発明は、１つ以上のモノマーが

（式中、Ｒ、Ｒ^１及びＲ^２は先に定義されている通りであり；ＸはＣ_１−Ｃ_１８アルコキシまたはＣ_１−Ｃ_１８アルキルであり；ｎは１〜８である）
からなる群から選択される本発明のハイブリッドコアの製造方法を提供する。

或る実施形態において、モノマーは１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン：

である。

他の実施形態において、モノマーは１，２−ビス（メチルジエトキシシリル）エタン：

または１，８−ビス（トリエトキシシリル）オクタン：

である。

ステップｂ）から生じたできたての球状多孔質粒子の粒度分布とは異なる粒度分布が生ずるようにステップｂ）から生じたできたてのハイブリッドコアを分粒することが有利である。多数の公知の分粒技術を使用し得る。分粒技術は、例えばＷ．Ｇｅｒｈａｒｔｚら（編集者），Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第５版，Ｖｏｌｕｍｅ Ｂ２：Ｕｎｉｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｉ，ＶＣＨ Ｖｅｒｌａｇｓｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｂＨ（ドイツ国ヴァインハイム，１９８８）に記載されている。有利には、粒子を約０．５μｍ〜約３００μｍ、より有利には約１μｍ〜約２０μｍの直径範囲に分粒する。

本発明の材料のハイブリッドコアは上記方法により製造され得る。式ＩＶ及びＶを有するハイブリッドコアの合成についての更なる詳細は、例えばＷＯ２００４／０４１３９８−Ａ２中に見つけることができる。上記した式Ｉ〜ＩＩＩを有する多孔質無機／有機ハイブリッド粒子の合成の或る実施形態を以下に更に記載する。

好ましい実施形態において、ハイブリッドコアの多孔質球状粒子は４ステップ方法により製造され得る。第１ステップでは、酸触媒の存在下で共加水分解することによりポリオルガノアルコキシシロキサン（ＰＯＳ）を形成すべくオルガノアルコキシシランをそれ自体、或いは１つ以上のオルガノアルコキシシランまたは０〜４９モル％のテトラアルコキシシラン（例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ））とプレ重合し得る。このアプローチにおいて使用され得るオルガノアルコキシシランのリストには、ビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリエトキシルシリル）オクタン、ビス（メチルジエトキシシリル）エタン、ビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン、エチルトリエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、フェニルエチルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン及び３−シアノブチルトリエトキシシランが含まれるが、これらに限定されない。プロト脱シリル化、脱保護または分解により反応することが判明している反応性オルガノアルコキシシランを使用することもハイブリッド粒子に多孔性を導入するのに有用であり得る。ハイブリッドコアに多孔性を導入すべくプロト脱シリル化、脱保護または分解し得るオルガノアルコキシシランのリストには、フェニルトリエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、アセチルオキシエチルトリメトキシシラン、クロロエチルトリエトキシシラン及びフルオロトリエトキシシランが含まれるが、これらに限定されない。

第２ステップでは、ＰＯＳを界面活性剤または界面活性剤の組合せの存在下で水性媒体中に懸濁させ、多孔質球状ハイブリッドコアにゲル化する。ゲル化のプロセスは、塩基触媒の１回添加または塩基触媒の複数回添加、塩基と酸触媒の組合せ、塩基触媒の複数回添加後酸触媒の添加を用いることによりコントロールされ得る。

第３ステップでは、ハイブリッドコアの細孔構造を熱水処理により調節して、特定の目的のみに使用され得る中間体ハイブリッド生成物を製造するか、または更に以下のように処理してもよい。方法の上記３ステップにより、従来技術に記載されているものよりも粒子真球度、モルホロジー、細孔容積及び細孔サイズをよりうまくコントロールし得、よってクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーが得られる。

本発明の１つの実施形態において、ハイブリッドコア及び／または材料の表面有機基をその後のステップで粒子の有機基と改質試薬の間に有機共有結合を形成することにより誘導体化または改質してもよい。或いは、例えばオルガノトリハロシラン（例えば、オクタデシルトリクロロシラン）またはハロポリオルガノシラン（例えば、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ハイブリッドコア及び／または包囲材料の表面シラノール基をシロキサン官能基に誘導体化または改質する。或いは、ハイブリッドコア及び／または包囲材料の表面有機基及びシラノール基の両方を誘導体化または改質する。次いで、こうして作成した材料の表面をゲル化中に組み込まれる有機基（例えば、アルキル）及び誘導体化プロセス中に添加した有機基により被覆する。全有機基による表面被覆率は慣用されているシリカを主成分とする充填材料よりも高く、従ってハイブリッド粒子中の残っているシラノール基の表面濃度はより小さい。ＬＣ用固定相として使用される生じた材料は、シリカを主成分とする充填材料よりも基本分析のために優れたピーク形状及びアルカリ性移動相に対してより良好な安定性を示す。

プレ重合ステップが酸触媒の存在下で２つ以上の成分の混合物の共加水分解を含む場合、オルガノアルコキシシラン（例えば、オルガノトリアルコキシシラン）の含量は、例えば約０．０３〜約１．０モル／モル、より好ましくは約０．２〜約０．５モル／モルのテトラアルコキシシランの範囲で変更可能である。加水分解のために使用される水の量は、例えば１．１０〜１．３５モル／モルのシランの範囲で変更可能である。均質溶液の形態のシラン、水及びエタノール混合物を攪拌し、アルゴン流下で還流加熱する。プレ重合してポリオルガノアルコキシシロキサン（ＰＯＳ）（例えば、ポリアルキルアルコキシシロキサン）を形成するのに十分な時間還流した後、溶媒及び副生成物（主に、エタノール）を反応混合物から留去させる。その後、残渣を不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン等）の雰囲気下、高温（例えば、４５〜８５℃の範囲）である時間（例えば、０．５〜４８時間）加熱する。揮発性物質を除去するために、残渣を更に大気圧または減圧（例えば、１０^−２〜１０^−３トール）下９５〜１２０℃で例えば１〜３時間加熱する。

第２ステップでは、５５℃で攪拌することによりＰＯＳを水及びアルコール（例えば、エタノールまたはブタノール）を含有する溶液中に細かいビーズの形態で懸濁させる。溶液中のアルコールの容量％は１０〜２０％の範囲で変更される。界面活性剤（例えば、トリトン（登録商標）Ｘ−１００、トリトン（登録商標）Ｘ−１６５、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ドデシル硫酸アンモニアまたはＴＲＩＳドデシル硫酸塩）を懸濁液中に懸濁剤として添加する。界面活性剤はＰＯＳビーズと水性相の間の疎水性／親水性界面で配向し、ＰＯＳビーズを安定化させることができると考えられる。界面活性剤は、ゲル化ステップ中にＰＯＳビーズの表面上の水及び塩基触媒の濃度が親水性基により高められ、これにより表面から中心に向かってＰＯＳビーズのゲル化を誘導すると考えられる。ＰＯＳビーズの表面構造を調節するために界面活性剤を使用すると、ゲル化プロセスを通してＰＯＳビーズの形状が安定化し、不規則な形状（例えば、「シェル形状」）及び不均質なモルホロジーを有する粒子の形成が最小限にされるかまたは抑制される。

ＰＯＳ単独ではなく、ＰＯＳ及びポロゲンを含有する溶液を水性相中に懸濁させることもできる。水性相に溶解しないポロゲンはゲル化ステップ中ＰＯＳビーズ中に留まり、ポロゲンとして機能する。ポロゲンには、例えばトルエン及びメシチレンが含まれる。ＰＯＳ／トルエン溶液中のトルエンの相対量をコントロールすることにより、最終ハイブリッド粒子の細孔容積がより正確にコントロールされ得る。こうすると、より大きい細孔容積（０．２５〜１．５ｃｍ^３／ｇ）を有するハイブリッド粒子が製造され得る。

ＰＯＳ懸濁液中に塩基触媒（例えば、水酸化アンモニウム）を添加することによりゲル化ステップを開始する。その後、反応混合物を攪拌すると、反応が完了する。水酸化アンモニウム及び水酸化ナトリウムが好ましい。粒子を単離し、水で洗浄する。縮合は、粒子を水性酸懸濁液中に還流下で１〜４日間再分散させることにより促進され得る。塩酸の使用が好ましい。こうして製造したできたてのハイブリッドコア及び／または包囲材料を濾過し、アンモニウムイオンを含有しない水及びメタノールで洗浄した後、乾燥する。

１つの実施形態において、作成したてのハイブリッドコア及び／または包囲材料の細孔構造を熱水処理により調節し、こうすると窒素（Ｎ_２）収着分析により確認して細孔の開口及び細孔直径が広がる。熱水処理は、作成したてのハイブリッド材料及び塩基を水中に含む溶液を含有するスラリーを調製し、スラリーをオートクレーブ中で高温（例えば、１００〜２００℃）で１０〜３０時間加熱することにより実施する。アルキルアミン（例えば、トリメチルアミン（ＴＥＡ）またはトリス（ヒドロキシメチル）メチルアミン）の使用または水酸化ナトリウムの使用が有利である。こうして処理したハイブリッド材料を冷却し、濾過し、水及びメタノールで洗浄した後、減圧下８０℃で１６時間乾燥する。

或る実施形態において、熱水処理後、ハイブリッドコア及び／または材料の表面を各種物質を用いて改質する。こうした「表面改質剤」は、（典型的には）クロマトグラフ固定相に或るクロマトグラフ機能性を付与する有機官能基を含む。多孔質無機／有機ハイブリッド粒子は有機基及びシラノール基の両方を有し、これらは更に表面改質剤で置換または誘導体化され得る。

熱水処理したハイブリッドコア及び／または包囲材料の表面は、粒子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され得る有機基を含有している。例えば、粒子上のビニル基を各種のオレフィン反応性試薬、例えば臭素（Ｂｒ_２）、水素（Ｈ_２）、フリーラジカル、成長するポリマーラジカル中心、ジエン等と反応させてもよい。別の例では、粒子上のヒドロキシル基を各種のアルコール反応性試薬、例えばイソシアネート、カルボン酸、カルボン酸クロリド、及び下記する反応性オルガノシランと反応させてもよい。このタイプの反応は文献から公知である。例えば、Ｍａｒｃｈ，Ｊ．Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３版，Ｗｉｌｅｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５；Ｏｄｉａｎ，Ｇ．，Ｔｈｅ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，第２版，Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９８１を参照されたい。

加えて、熱水処理したハイブリッドコア及び／または包囲材料の表面も、反応性オルガノシランとの反応により誘導体化され得るシラノール基を含有し得る。ハイブリッドコア及び／または包囲材料の表面誘導体化は標準方法に従って、例えば有機溶媒中還流条件下で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実施される。この反応のために典型的には有機溶媒（例えば、トルエン）を使用する。反応を触媒するために反応混合物に有機塩基（例えば、ピリジンまたはイミダゾール）を添加する。次いで、この反応の生成物を水、トルエン及びアセトンで洗浄し、減圧下８０〜１００℃で１６時間乾燥する。生じたハイブリッド粒子を更に上記した類似手順を用いることにより短鎖シラン（例えば、トリメチルクロロシラン）と反応させて、残りのシラノール基をエンドキャップしてもよい。

本明細書中に開示されているような表面改質剤を例えば誘導体化またはコーティングした後架橋することによりベース材料に結合させ、これにより表面改質剤の化学特性がベース材料に付与される。１つの実施形態において、ハイブリッドコア及び／または包囲材料の有機基を反応させて、表面改質剤と有機共有結合を形成する。前記改質剤は、有機及びポリマー化学において公知の多数のメカニズムを介して粒子の有機基に対して有機共有結合を形成し得る。前記メカニズムには求核、求電子、付加環化、フリーラジカル、カルベン、ニトレン及びカルボカチオン反応が含まれるが、これらに限定されない。有機共有結合は、有機化学の共通元素（これらには、水素、ホウ素、炭素、窒素、酸素、ケイ素、リン、硫黄及びハロゲンが含まれるが、これらに限定されない）間の共有結合の形成を含むと定義される。加えて、炭素−ケイ素及び炭素−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。

用語「官能基化基」には、クロマトグラフ固定相に対して或るクロマトグラフィー機能性を付与する有機官能基が含まれ、この例にはオクタデシル（Ｃ１８）またはフェニルが含まれる。前記官能基化基はベース材料中に直接、またはベース材料に対して表面改質剤の化学特性を付与すべく例えば誘導体化またはコーティングした後、架橋することによりベース材料に結合される本明細書中に開示されているような表面改質剤中に存在させる。

或る実施形態において、シラノール基は表面改質されている。他の実施形態において、有機基は表面改質されている。もっと他の実施形態において、ハイブリッドコア及び／または包囲材料の有機基及びシラノール基の両方が表面改質または誘導体化されている。別の実施形態において、粒子はポリマーコーティングにより表面改質されている。或る実施形態において、ポリマーコーティングによる表面改質はシラノール基改質、有機基改質、またはシラノールと有機基改質の両方と一緒に使用される。

より一般的には、ハイブリッドコア及び／または包囲材料の表面は、式Ｚ_ａ（Ｒ’）_ｂＳｉ−Ｒ”（式中、ＺはＣｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ_１−Ｃ_５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及びｂは各々０〜３の整数であり、ただしａ＋ｂ＝３であり；Ｒ’はＣ_１−Ｃ_６直鎖、環状または分岐状アルキル基であり、Ｒ”は官能基化基である）を有する化合物を含めた表面改質剤で処理することにより改質され得る。或る例において、粒子はポリマーコーティングにより表面改質されている。

Ｒ’には、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含まれる。好ましくは、Ｒ’はメチルである。

官能基化基Ｒ”には、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、組み込まれている極性官能基を含有するアルキルまたはアリール基、或いはキラル部分が含まれる。適当なＲ”官能基化基の例には、キラル部分、Ｃ_１−Ｃ_２０を含めたＣ_１−Ｃ_３０アルキル、例えばオクチル（Ｃ_８）、オクタデシル（Ｃ_１８）及びトリアコンチル（Ｃ_３０）；アルカアリール、例えばＣ_１−Ｃ_４−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；及び組み込まれている極性官能基（例えば、米国特許Ｎｏ．５，３７４，７５５に開示されているようなカルバメート官能基）を含むアルキルまたはアリール基、並びにキラル部分が含まれる。前記基には、一般式：

（式中、１、ｍ、ｏ、ｒ及び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、ｑは０〜１９の整数であり、Ｒ_３は水素、アルキル、シアノ及びフェニルからなる群から選択され、Ｚ、Ｒ’、ａ及びｂは上に定義した通りである）
を有するものが含まれる。好ましくは、カルバメート官能基は以下に示す一般構造：

（式中、Ｒ^５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であり得る）
を有する。有利には、Ｒ^５はオクチル、ドデシルまたはオクタデシルである。

キラル分離のような或る用途では、官能基化基としてキラル部分を加えることが特に有利である。

ポリマーコーティングは文献から公知であり、通常支持体に対してポリマー層を化学結合することなく表面上へ物理吸着させたモノマーを重合または重縮合させること（タイプＩ）、支持体に対してポリマー層を化学結合させて、表面上に物理吸着させたモノマーを重合または重縮合させること（タイプＩＩ）、支持体へ物理吸着させたプレポリマーを固定化すること（タイプＩＩＩ）、及び支持体の表面に対して予め合成したポリマーを化学吸着させること（タイプＩＶ）により得られ得る。例えば、参照により本明細書に組み入れるＨａｎｓｏｎら，Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔ．，Ａ６５６（１９９３）３６９−３８０を参照されたい。先に述べたように、ハイブリッド材料のポリマーでのコーティングは本明細書中に記載されている各種表面改質と一緒に使用され得る。

よって、或る実施形態において、表面改質剤は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及びオクタデシルジメチルクロロシランからなる群から選択される。更なる実施形態において、表面改質剤はオクチルトリクロロシラン及びオクタデシルトリクロロシランからなる群から選択される。

別の実施形態において、ハイブリッドコア及び／または包囲材料は有機基とシラノール基改質の組合せにより表面改質されている。

他の実施形態において、ハイブリッドコア及び／または包囲材料は有機基改質とポリマーコーティングの組合せにより表面改質されている。

他の実施形態において、ハイブリッドコア及び／または包囲材料はシラノール基改質とポリマーコーティングの組合せにより表面改質されている。

別の実施形態において、ハイブリッドコア及び／または包囲材料はハイブリッドコア及び／または包囲材料の有機基と改質試薬の間に有機共有結合を形成することにより表面改質されている。

或る実施形態において、ハイブリッドコア及び／または包囲材料は有機基改質とシラノール基改質とポリマーコーティングの組合せにより表面改質されている。

１つの実施形態において、ハイブリッドコア及び／または包囲材料はシラノール基改質により表面改質されている。

別の実施形態において、本発明は、ハイブリッドコア及び／または包囲材料がポロゲンを更に配合することにより改質されている方法を提供する。更なる実施形態において、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、ジブチルフタレート、１−メチル−２−ピロリジノン、１−ドデカノール及びトリトンＸ−４５からなる群から選択される。或る実施形態において、ポロゲンはトルエンまたはメシチレンである。

１つの実施形態において、本発明は、ハイブリッドコア及び／または包囲材料が界面活性剤または安定化剤を配合することにより更に改質されている方法を提供する。或る実施形態において、界面活性剤はトリトンＸ−４５、トリトンＸ１００、トリトンＸ３０５、ＴＬＳ、プルロニックＦ−８７、プルロニックＰ−１０５、プルロニックＰ−１２３、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ドデシル硫酸アンモニア、ＴＲＩＳドデシル硫酸塩またはトリトンＸ−１６５である。或る実施形態において、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アまたはＴＲＩＳドデシル硫酸塩である。

上記したハイブリッドコア及び／または包囲材料の合成の或る実施形態を以下の実施例により更に説明する。

実施例
本発明は、多孔質無機／有機ハイブリッド粒子の製造及びその使用を記載している以下の非限定的実施例により更に説明され得る。

（材料）
すべての試薬は、特に断らない限り受け取ったまま使用した。当業者は以下の供給材料及び供給業者の均等物が存在し、よって以下にリストされている供給業者は限定として解釈されるべきでないことを認識している。

（キャラクタリゼーション）
当業者は以下の計器及び供給業者の均等物が存在し、よって以下にリストされている供給業者は限定として解釈されるべきでないことを認識している。

％Ｃ値は燃焼分析（ＣＥ−４４０元素分析機；マサチューセッツ州ノースチェルムスフォードに所在のＥｘｅｔｅｒ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｉｎｃ．）により、またはクーロメトテリー炭素分析機（モジュールＣＭ５３００，ＣＭ５０１４，イリノイ州ジョリエットに所在のＵＩＣ Ｉｎｃ．）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）及び平均細孔直径（ＡＰＤ）はマルチポイントＮ２収着方法（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡＳＡＰ ２４００，ジョージア州ノークロスに所在のＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．）を用いて測定した。ＳＳＡはＢＥＴ方法を用いて計算し、ＳＰＶはＰ／Ｐ_ｏ＞０．９８について測定した単一ポイントであり、ＡＰＤはＢＪＨ方法を用いて等温線のデソープションｌｅｇから計算した。ミクロ細孔表面積（ＭＳＡ）は、比表面積（ＳＳＡ）から差し引いた細孔＜３４Åについての累積吸着細孔直径データとして測定した。メジアンメソ細孔直径（ＭＰＤ）及びメソ細孔容積（ＭＰＶ）は水銀ポロシメーター（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡｕｔｏＰｏｒｅ ＩＶ，ジョージア州ノークロスに所在のＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ）を用いて測定した。骨格密度はＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡｃｃｕＰｙｃ １３３０ヘリウム比重壜（Ｖ２．０４Ｎ，ジョージア州ノークロス）を用いて測定した。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像分析はＪＥＯＬ ＪＳＭ−５６００計器（日本国東京）を用いて７ｋＶで実施した。高分解能ＳＥＭ画像分析は、Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ （ＦＩＢ／ＳＥＭ）計器（Ｈｅｌｉｏｓ ６００ Ｎａｎｏｌａｂ，オレゴン州ヒルズボロに所在のＦＥＩ Ｃｏｍｐａｎｙ）を用いて２０ｋＶで実施した。粒度はＢｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３アナライザー（３０−μｍアパーチャー，７０，０００カウント；フロリダ州マイアミ）を用いて測定した。粒子直径（ｄｐ）は体積基準の粒度分布に基づく５０％累積直径として測定した。分布の幅は９０％累積体積直径を１０％累積体積直径で割った値（９０／１０比で示す）として測定する。これらの材料の粘度はブルックフィールドデジタル粘度計モデルＤＶ−ＩＩ（マサチューセッツ州ミドルボロ）を用いて測定した。ＦＴ−ＩＲスペクトルはＢｒｕｋｅｒ Ｏｐｔｉｃｓ Ｔｅｎｓｏｒ ２７（ドイツ国エットリンゲン）を用いて得た。多核（^１３Ｃ，^２９Ｓｉ）ＣＰ−ＭＡＳ ＮＭＲスペクトルはＢｒｕｋｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ａｖａｎｃｅ−３００分光計（７ｍｍダブルブロードバンドプローブ）を用いて得た。スピン速度は典型的には５．０〜６．５ｋＨｚであり、待ち時間は５ｓｅｃであり、交差分極接触時間は６ｍｓｅｃであった。報告されている^１３Ｃ及び^２９Ｓｉ ＣＰ−ＭＡＳ ＮＭＲスペクトルシフトは外部標準としてアダマンタン（^１３Ｃ ＣＰ−ＭＡＳ ＮＭＲ，δ ３８．５５）及びヘキサメチルシクロトリシロキサン（^２９Ｓｉ ＣＰ−ＭＡＳ ＮＭＲ，δ−９．６２）を用いてテトラメチルシランに対して報告した。各種ケイ素環境の集団をＤＭＦｉｔソフトウェアを用いてスペクトルデコンボリューションにより評価した［Ｍａｓｓｉｏｔ，Ｄ．；Ｆａｙｏｎ，Ｆ．；Ｃａｐｒｏｎ，Ｍ．；Ｋｉｎｇ，Ｌ；ＬｅＣａｌｖｅ，Ｓ．；Ａｌｏｎｓｏ，Ｂ．；Ｄｕｒａｎｄ，Ｊ．−Ｏ．；Ｂｕｊｏｌｉ，Ｂ．；Ｇａｎ，Ｚ．；Ｈｏａｔｓｏｎ，Ｇ．，Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｃｈｅｍ．，２００２，４０，７０−７６］。

ポリオルガノシロキサンの合成
１つ以上のテトラアルコキシシランまたはオルガノアルコキシシラン（いずれも、ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．またはペンシルベニア州ブリストルに所在のＵｎｉｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＩＮＣ．から）、またはジルコニウムｎ−プロポキシド（プロパノール中７０％，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．，反応１ｎで使用した１７２．５ｇ溶液）をフラスコにおいてエタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）及び水性塩酸溶液（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）と混合した。反応１ａ〜１ｒ、１ｕ〜１ｙは０．１Ｎ ＨＣｌを使用し、反応１ｓ及び１ｔは０．０１Ｎ ＨＣｌを使用し、反応１ｚは０．１Ｍ 酢酸（Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を使用した。メタクリルオキシプロピル基の重合を防止するためにヒドロキノン（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）も反応物１ｏ（８．４ｍｇ）及び反応物１ｐ（１７．６ｍｇ）に添加した。生成物１ｙは文献プロトコル（Ｋ．Ｕｎｇｅｒら，Ｃｏｌｌｏｉｄ ＆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｖｏｌ．２５３，ｐ．６５８−６６４（１９７５）に記載されている）に従って製造した。生じた溶液をアルゴンまたは窒素雰囲気中で１６時間攪拌し、還流した。フラスコからアルコールを大気圧下での蒸留により除去した。アルゴンまたは窒素の掃引雰囲気中で９５〜１２０℃で１〜２時間加熱することにより残留アルコール及び揮発性物質を除去した。生じたポリオルガノアルコキシシロキサンは透明な粘性液体であった。生成物ポリオルガノアルコキシシロキサン（ＰＯＳ）を作成するために使用したオルガノアルコキシシランの化学式を表１にリストする。生成物１ａ〜１ｘを製造するために使用した出発材料の特定量を表２にリストする。構造分析はＮＭＲ分光法を用いて実施した。

ハイブリッド粒子のハイブリッド無機／有機材料包囲
（米国特許６，６８６，０３５に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有する５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（２０ｇ，マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１９０ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．８０ｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝１５５Å）をエタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ；５ｍＬ／ｇ）中に含む懸濁液に実施例１からのＰＯＳ １ａを添加した。溶媒を回転式蒸発器を用いて減圧下でゆっくり０．５〜４時間かけて除去した。粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、エタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて繰り返し洗浄した。次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃に２０時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水及びメタノール（ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。これらの生成物を製造するために使用した出発材料の特定量を表３にリストする。これらの材料の％Ｃ値、比表面積（ＳＳＡ）、比細孔容積（ＳＰＶ）及び平均細孔直径（ＡＰＤ）を表３にリストする。

ハイブリッド粒子のハイブリッド無機／有機材料包囲
（米国特許６，６８６，０３５に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有する５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（２０ｇ，マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１９０ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．８０ｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝１５５Å）を乾燥トルエン（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；５ｍＬ／ｇ）中に含む懸濁液に実施例１からのＰＯＳ １ａ及び水を添加した。残留水を除去するためにディーン・スタークトラップを使用してこの反応物を８０℃で１時間、１１０℃で２０時間加熱した。反応物を室温まで冷却し、粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、エタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて繰り返し洗浄した。次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃に４時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水及びメタノール（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。これらの生成物を製造するために使用した出発材料の特定量を表４にリストする。％Ｃ値、比表面積（ＳＳＡ）、比細孔容積（ＳＰＶ）、平均細孔直径（ＡＰＤ）及びＳＰＶの変化（ΔＳＰＶ）を表４にリストする。

このアプローチにより、炭素含量の増加（１．０〜１．８％Ｃ）及びＳＰＶの減少（０．１０ｃｍ^２／ｇ平均変化）が観察された。ＳＥＭ分析は出発粒子と同等の粒子モルホロジー及び表面特徴を示した。（コールターカウンターによる）粒度分析は出発粒子と同等の粒度及び分布を示した。このことから、この材料包囲方法で多孔性が低下したのは多孔性粒子フレームワークが充填されたためであり、表面デブリの導入または二次無孔質粒子分布のためではないことが示唆される。ＡＰＤの減少からも、この材料包囲方法が細孔フレームワークの充填であることが示される。ＳＳＡの僅かな上昇は包囲材料の多孔性が小さいことを示し得る。

ハイブリッド粒子のハイブリッド無機／有機材料包囲
（米国特許６，６８６，０３５に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有する３．５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１８５ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７６ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝１４６Å）を乾燥トルエン（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；４ａ〜４ｂの場合５ｍＬ／ｇ；４ｅ〜４ｉの場合１０ｍＬ／ｇ）中に含む懸濁液に実施例１からのＰＯＳ １ａ及び水を添加した。この反応物を８０℃で１時間、１１０℃で２０時間加熱した。反応４ａ及び４ｃでは残留水を除去するためのディーン・スタークトラップの使用を採用しなかったが、他の反応ではディーン・スタークトラップを使用した。反応物を室温まで冷却し、粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、エタノール（無水、ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて繰り返し洗浄した。次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃に４時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水及びメタノール（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。これらの生成物を製造するために使用した出発材料の特定量を表５にリストする。％Ｃ値、比表面積（ＳＳＡ）、比細孔容積（ＳＰＶ）、平均細孔直径（ＡＰＤ）及びＳＰＶの変化（ΔＳＳＡ）を表５にリストする。

この材料包囲アプローチにより、炭素含量の増加（１．０〜２．６％Ｃ）及びＳＰＶの減少（０．１２〜０．４４ｃｍ^３／ｇ）が達成された。ＳＥＭ分析は出発粒子と同等の粒子モルホロジー及び表面特徴を確認した。（コールターカウンターによる）粒度分析は出発粒子と同等の粒度及び分布を示した。このことから、この材料包囲方法で多孔性が低下したのは多孔質粒子フレームワークが充填されたためであり、表面デブリの導入または二次無孔質粒子分布のためではないことが示唆される。

ハイブリッド包囲されているハイブリッド粒子の熱水処理
包囲されているハイブリッド粒子の細孔構造を調節するための手段とて、実施例３及び４からの粒子を０．３Ｍ トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の水溶液と５ｍＬ／ｇのスラリー濃度で混合した。生じたスラリーのｐＨを酢酸（ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて９．８に調節した。次いで、スラリーをステンレス鋼製オートクレーブ中に閉じ込め、１５５℃に２０時間加熱した。オートクレーブを室温まで冷却した後、生成物を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、水及びメタノール（ジョージア州スワニーに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄した。次いで、粒子を真空下８０℃で１６時間乾燥した。これらの材料の具体的キャラクタリゼーションデータを表６にリストする。実施例３及び４からの前駆体材料と比較した生成物の％Ｃの変化（Δ％Ｃ）、ＳＳＡの変化（ΔＳＳＡ）及びＡＰＤの変化（ΔＡＰＤ）を表６にリストする。

この組の実験から、包囲されているハイブリッド粒子の熱水処理がこれらの材料の細孔属性を調節するために使用され得ることが判明した。実施例３及び４からの前駆体材料と比較して、すべての生成物がＳＳＡの著しい減少、ＡＰＤの増加及びＳＰＶまたは（ＳＥＭにより調べた）粒子モルホロジーの有意な変化なしを示した。熱水処理の使用がＡＰＤの増加に成功したと結論づけられた。これらの生成物のＡＰＤは市販されているＨＰＬＣ充填材料に匹敵する範囲内であった。これらの生成物の％Ｃの減少は、一部は表面アルコキシドが除去され、包囲材料のメタクリルオキシプロピル基が部分的に加水分解されたためである。この加水分解により、ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ分光法により確認されたようにヒドロキシプロピル基（例えば、ＨＯ（ＣＨ_２）_３ＳｉＯ_１．５）が形成される。

ハイブリッド粒子の二次ハイブリッド無機／有機材料包囲
実施例５からの多孔質ハイブリッド粒子を乾燥トルエン（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；１０ｍＬ／ｇ）中に含む懸濁液に実施例１からのＰＯＳ １ａ及び水を添加した。残留水を除去するためにディーン・スタークトラップを使用してこの反応物を８０℃で１時間、１１０℃で２０時間加熱した。反応物を室温まで冷却し、粒子を０．５μｍ濾紙を用いて濾過し、エタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）で繰り返し洗浄した。次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃に４時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水及びメタノール（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。これらの生成物を製造するために使用した出発材料の特定量を表７にリストする。％Ｃ値、比表面積（ＳＳＡ）、比細孔容積（ＳＰＶ）、平均細孔直径（ＡＰＤ）及びＳＰＶの変化（ΔＳＰＶ）を表７にリストする。

この組の実験から、これらの材料の細孔特性を更に変化させるために反復材料包囲を使用し得ることが判明した。この材料包囲アプローチにより、炭素含量の増加（０．７％Ｃ）及びＳＰＶの減少（０．１３ｃｍ^２／ｇ）が達成された。これらの生成物を実施例３及び４で使用した未改質ＢＥＨ粒子と比較すると、我々は炭素含量の大きな増加（１．００〜１．３６％Ｃ）を観察し、この反復方法によりＳＰＶの減少（０．２３〜０．２４ｃｍ^２／ｇ）が達成された。ＳＥＭ分析は前駆体材料と同等の粒子モルホロジー及び表面特徴を確認した。

ハイブリッド無機／有機包囲されているハイブリッド粒子の熱水処理
実施例６からのハイブリッド粒子を０．３Ｍ トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の水溶液と５ｍＬ／ｇのスラリー濃度で混合した。生じたスラリーのｐＨを酢酸（ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて９．８に調節した。次いで、スラリーをステンレス鋼製オートクレーブ中に閉じ込め、１５５℃に２０時間加熱した。オートクレーブを室温まで冷却した後、生成物を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、水及びメタノール（ジョージア州スワニーに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄した。次いで、粒子を真空下８０℃で１６時間乾燥した。これらの材料の具体的キャラクタリゼーションデータを表８にリストする。実施例６からの前駆体材料と比較した生成物の％Ｃの変化（Δ％Ｃ）、ＳＳＡの変化（ΔＳＳＡ）及びＡＰＤの変化（ΔＡＰＤ）を表８にリストする。

この組の実験から、反復包囲したハイブリッド粒子の熱水処理が前駆体材料と比較してＳＳＡを減少させ、ＡＰＤを増加させ、ＳＰＶまたは（ＳＥＭにより調べた）粒子モルホロジーを有意に変化させないために使用され得ることが判明した。これらの生成物の％Ｃが減少したのは、一部には前駆体材料の表面アルコキシドが除去され、包囲材料のメタクリルオキシプロピル基が部分的に加水分解されたためである。この加水分解により、ＮＭＲ及びＦＴ−ＩＲ分光法で確認されたようにヒドロキシプロピル基（例えば、ＨＯ（ＣＨ_２）_３ＳｉＯ_１．５）が形成される。

ハイブリッド粒子のハイブリッド無機／有機材料包囲
（米国特許６，６８６，０３５に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有する３．０〜３．５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（２０ｇ，マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１８５〜１９１ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７６〜０．８２ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝１４６〜１５３Å）をトルエン（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；１０ｍＬ／ｇ）中に含む懸濁液に実施例１からのＰＯＳ（１６．４２ｇ）及び脱イオン水（０．８ｍＬ）を添加した。反応８ｕ、８ｖ及び８ａｄは４．８μｍ ＢＥＨ多孔質粒子を使用した。反応８ｐ及び８ｑは８．２ｍＬの脱イオン水を使用した。反応８ｓ及び８ｔは２倍高いスケールで、反応８ｗ及び８ｘは１０倍高いスケールで、反応８ｙは２５倍高いスケールで実施した。メタクリルオキシプロピル基の重合を防止するために反応物８ｎ及び８ｏにヒドロキノン（３０ｐｐｍ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）を添加した。残留水を除去するためにディーン・スタークトラップを使用して反応物を８０℃で１時間、１１０℃で２０時間で加熱した。反応物を室温まで冷却し、粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、エタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）で繰り返し洗浄した。次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃に４時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水及びメタノール（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。これらの材料の％Ｃ値、比表面積（ＳＳＡ）、比細孔容積（ＳＰＶ）及び平均細孔直径（ＡＰＤ）を表９にリストする。生成物の％Ｃの変化（Δ％Ｃ）及びＳＰＶの変化（ΔＳＰＶ）を表９にリストする。

この組の実験から、ハイブリッド包囲されている材料を作成するために多種多様のＰＯＳを使用し得ることが判明した。この一連の包囲されている材料は疎水性及び表面活性の点で異なる。例えば、包囲されている生成物８ｄのオクタデシル基及び包囲されている生成物８ｉの部分的にフッ素化されている基により、未改質ＢＥＨ粒子に比して疎水性を向上させ得る。ジルコニウム含有生成物８ｍは高い表面活性を発揮し得、これは幾つかのクロマトグラフ分離のために有利であり得る。ペルフルオロフェニル含有の包囲されている生成物８ｔの疎水性及び強い電子求引性は高い疎水性及び改質された表面シラノール活性を発揮し得る。生成物８ｂで判明したように、式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有するＰＯＳを使用すると、未改質粒子と同じサンプル化学組成を有するハイブリッド包囲されている粒子が生じ、これにより粒子細孔特性のみを変化させることができる。

炭素含量は包囲材料の組成に応じて変動した。例えば、生成物８ｂは炭素含量の変化を示さなかった。このことは、包囲材料及びベース粒子が同じ化学組成を有しているので予想された。ＢＥＨ材料よりも低い炭素含量を有している生成物８ｔの包囲材料により、包囲されている生成物の炭素含量が低下した。高い反応スケールでのこの方法の再現性を調べる目的で生成物８ｕ〜８ｙを反復実験にかけた。これらの生成物は良好な再現性を有しており、％Ｃ、ＳＳＡ、ＳＰＶ及びＡＰＤデータの相対標準偏差は４．５％未満であった。

この材料包囲アプローチにより、ＳＰＶの減少（−０．０４〜−０．２５ｃｍ^２／ｇ）も達成された。ＳＥＭ分析は出発粒子と同等の粒子モルホロジー及び表面特徴を確認した。（コールターカウンターによる）粒度分析は出発粒子と同等の粒度及び分布を示した。

ハイブリッド被覆されているハイブリッド粒子の熱水処理
実施例８からのハイブリッド粒子を０．３Ｍ トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の水溶液と５ｍＬ／ｇのスラリー濃度で混合した。生じたスラリーのｐＨを酢酸（ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて９．８に調節した。次いで、スラリーをステンレス鋼製オートクレーブ中に閉じ込め、１５５℃に２０時間加熱した。オートクレーブを室温まで冷却した後、生成物を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、水及びメタノール（ジョージア州スワニーに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄した。次いで、粒子を真空下８０℃で１６時間乾燥した。これらの材料の具体的キャラクタリゼーションデータを表１０にリストする。

この組の実験から、前駆体材料と比較してＳＳＡを減少させ、ＡＰＤを増加させ、ＳＰＶまたは（ＳＥＭにより調べた）粒子モルホロジーを有意に変化させないように包囲されているハイブリッド粒子の熱水処理を使用できることが判明した。％Ｃの点での殆どの調節は小さい（＜０．３５％Ｃ）が、これらの生成物の幾つかで％Ｃが大きく減少したのは一部には前駆体材料の表面アルコキシドが除去され、包囲材料の幾つかの特定有機官能性基が化学改質されたためである。例えば、生成物９ｊ、９ｎ、９ｏ、９ｒ及び９ｓの場合、部分エステル加水分解により、ヒドロキシプロピル基（例えば、ＨＯ（ＣＨ_２）_３ＳｉＯ_１．５）が形成される。生成物９ｋ、９ｐ及び９ｑの場合、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基の脱保護により、ＮＭＲ分光法により確認されるようにアミノプロピル基（例えば、ＮＨ_２（ＣＨ_２）_３ＳｉＯ_１．５））が形成される。

包囲されているハイブリッド粒子の熱水処理により得られる細孔構造の調節は窒素脱着データ（ＢＪＨ ｄＷｄ／ｌｏｇ（Ｄ）細孔容積データ）で観察され得る。それぞれ材料包囲・熱水処理生成物８ｂ及び９ｂについて図１に示すように、この方法により平均細孔直径が顕著に変化する。この方法の結果として、細孔サイズ分布の幅が未改質ＢＥＨハイブリッド粒子に比して減少した。生成物９ｕ〜９ｙの反復実験は良好な再現性を立証し、％Ｃ、ＳＳＡ、ＳＰＶ及びＡＰＤについての相対標準偏差は４．５％未満であった。

ハイブリッド粒子のシリカを主成分とする材料包囲
（米国特許６，６８６，０３５に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有する３．５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１８５ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７６ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝１４６Ａ）を乾燥トルエン（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；１０ｍＬ／ｇ）中に含む懸濁液に実施例１からのＰＯＳ １ｙ及び脱イオン水を添加した。残留水を除去するためにディーン・スタークトラップを使用してこの反応物を８０℃で１時間、１１０℃で２０時間加熱した。反応物を室温まで冷却し、粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、エタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）で繰り返し洗浄した。次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃に４時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水及びメタノール（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。これらの生成物を製造するために使用した出発材料の特定量を表１１にリストする。これらの材料の％Ｃ値、比表面積（ＳＳＡ）、比細孔容積（ＳＰＶ）及び平均細孔直径（ＡＰＤ）を表１１にリストする。生成物の％Ｃの変化（Δ％Ｃ）及びＳＰＶの変化（ΔＳＰＶ）を表１１にリストする。

この組の実験から、シリカ包囲されているハイブリッド材料を作成するためにテトラアルコキシシランを主成分とするＰＯＳを使用し得ることが判明した。これにより、粒子表面特性（例えば、シラノール活性及び親水性）を調節することができる。これらのハイブリッド材料のシリカ材料包囲の結果として炭素含量、ＳＳＡ、ＳＰＶ及びＡＰＤが減少した。これは、包囲材料（例えば、ＳｉＯ_２）中の炭素が欠乏しているためである。ＳＥＭ分析は出発粒子と同等の粒子モルホロジー及び表面特徴を確認した。（コールターカウンターによる）粒度分析は出発粒子と同等の粒度及び分布を示した。

シリカ被覆されているハイブリッド粒子の熱水処理
実施例１０からのハイブリッド粒子を０．３Ｍ トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の水溶液と５ｍＬ／ｇのスラリー濃度で混合した。生じたスラリーのｐＨを酢酸（ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて９．８に調節した。次いで、スラリーをステンレス鋼製オートクレーブ中に閉じ込め、１５５℃に２０時間加熱した。オートクレーブを室温まで冷却した後、生成物を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、水及びメタノール（ジョージア州スワニーに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄した。次いで、粒子を真空下８０℃で１６時間乾燥した。これらの材料の具体的キャラクタリゼーションデータを表１２にリストする。

この組の実験から、前駆体材料と比較してＳＳＡを減少させ、ＡＰＤを増加させ、％Ｃ、ＳＰＶまたは（ＳＥＭにより調べた）粒子モルホロジーを有意に変化させないためにシリカ包囲されているハイブリッド粒子の熱水処理を使用し得ることが判明した。

ナノ粒子のポリオルガノシロキサンへの添加
実施例１のＰＯＳ １ｃにダイヤモンドナノ粒子（テキサス州ヒューストンに所在のＮａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ＆ Ａｍｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．，４〜２５ｎｍ）または炭化ケイ素ナノ粒子（ミズーリ州セントルイスに所在のＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，＜１００ｎｍ）を添加して、０．１〜０．２ｗｔ％分散液を生成した。分散は回転子／固定子ミキサー（ニューヨーク州ホーポージに所在のＭｅｇａ Ｓｈｅｅｒ，Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｏｓｓ ＆ Ｓｏｎ Ｃｏ．）を用いて実施した。次いで、凝集物を減らすために生成物を遠心した（マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＴｈｅｒｍｏ ＥＸＤ，４×１Ｌボトル遠心管）。これらの生成物を製造するために使用した出発材料の特定量を表１３にリストする。

ハイブリッド粒子のナノ粒子ハイブリッドコンポジット材料包囲
（米国特許６，６８６，０３５に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有する３．５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（２０ｇ，マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１８５ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７６ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝１４６Å）をトルエン（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；１０ｍＬ／ｇ）中に含む懸濁液に実施例１２からのＰＯＳ（１６．４２ｇ）及び脱イオン水（０．８ｇ）を添加した。残留水を除去するためにディーン・スタークトラップを使用してこの反応物を８０℃で１時間、１１０℃で２０時間加熱した。反応物を室温まで冷却し、粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、エタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて繰り返し洗浄した。次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃に４時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水及びメタノール（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。これらの材料の％Ｃ値、比表面積（ＳＳＡ）、比細孔容積（ＳＰＶ）、平均細孔直径（ＡＰＤ）及びＳＰＶの変化（ΔＳＰＶ）を表１４にリストする。

この組の実験から、コンポジット包囲材料を作成するためにナノ粒子含有ＰＯＳを使用し得ることが判明した。こうして、粒子特性（例えば、表面酸性、熱及び機械的特性）を調節することができる。このコンポジット材料包囲アプローチにより、ＳＰＶの減少（０．１１ｃｍ^２／ｇ）が達成された。ＳＥＭ分析は出発粒子と同等の粒子モルホロジー及び表面特性を確認した。（コールターカウンターによる）粒度分析は、出発粒子と同等の粒度及び分布を示した。このことから、この材料包囲方法で多孔性が減少したのは多孔質粒子フレームワークが充填されたためであり、表面デブリまたは二次無孔質粒子が導入されたためではないことが示唆される。

ナノ粒子ハイブリッドコンポジット包囲されているハイブリッド粒子の熱水処理
実施例１３ｂからのハイブリッド粒子を０．３Ｍ トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の水溶液と５ｍＬ／ｇのスラリー濃度で混合した。生じたスラリーのｐＨを酢酸（ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて９．８に調節した。次いで、スラリーをステンレス鋼製オートクレーブ中に閉じ込め、１５５℃に２０時間加熱した。オートクレーブを室温まで冷却した後、生成物を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、水及びメタノール（ジョージア州スワニーに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄した。次いで、粒子を真空下８０℃で１６時間乾燥した。生じた生成物１４ａは６．４９％Ｃ、１３２ｍ^２／ｇの比表面積（ＳＳＡ）、０．６４ｃｍ^３／ｇの比細孔容積及び１６７Åの平均細孔直径（ＡＰＤ）を有していた。コンポジット包囲されているハイブリッド材料を熱水処理すると、前駆体材料と比較してＳＰＶまたは（ＳＥＭにより調べた）粒子モルホロジーを有意に変化させることなくＳＳＡは減少し、ＡＰＤは増加した。

より広い細孔のハイブリッド粒子のハイブリッド無機／有機材料包囲
タイプＡ（３．５μｍ；６．３％Ｃ；ＳＳＡ＝３８ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．６７ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝６００Å；ＭＰＶ＝０．６７ｃｍ^３／ｇ；ＭＰＤ＝５１３Å）、タイプＢ（３．５μｍ；６．６％Ｃ；ＳＳＡ＝８３ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．６５ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝２８７Å；ＭＰＶ＝０．６１ｃｍ^３／ｇ；ＭＰＤ＝２４３Å）またはタイプＣ（５μｍ；６．４４％Ｃ；ＳＳＡ＝９５〜１００ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．８１〜０．８３ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝２８９〜３２４Å；ＭＰＶ＝０．７７〜０．８３ｃｍ^３／ｇ；ＭＰＤ＝２５２〜２６５Å）と称される（米国特許６，６８６，０３５に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有するより広い細孔のＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子をトルエン（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；１０ｍＬ／ｇ）中に含む懸濁液に実施例１からのＰＯＳ及び脱イオン水を添加した。反応物を８０℃で１時間、１１０℃で２０時間加熱した。反応１５ａ及び１５ｂの場合には残留水を除去するためにディーン・スタークトラップを使用した。反応物を室温まで冷却し、粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、エタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）で繰り返し洗浄した。次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃に４時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水及びメタノール（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。これらの材料の％Ｃ値及び比表面積（ＳＳＡ）を表１５にリストする。水銀ポロシメーターにより測定したメジアンメソ細孔直径（ＭＰＤ）及びメソ細孔容積（ＭＰＶ）を表１５にリストする。未改質ハイブリッド粒子に比した生成物のＳＰＶの変化（ΔＳＰＶ）及びＭＰＶの変化（ΔＭＰＶ）を表１５にリストする。

この組の実験から、包囲されているより広い細孔直径を有するハイブリッド材料を作成するためにハイブリッドＰＯＳを使用し得ることが判明した。これにより、粒子表面特性及び機械的特性を調節することができる。細孔容積が減少すると、多孔質ネットワークの機械的強度を向上させることができる。このコンポジット材料包囲アプローチにより、ＭＰＶの減少（０．０６〜０．１６ｃｍ^２／ｇ）が達成された。ＳＥＭ分析は出発粒子と同等の粒子モルホロジー及び表面特徴を確認した。（コールターカウンターによる）粒度分析は出発粒子と同等の粒度及び分布を示した。

より広い細孔の粒子を有するハイブリッド包囲材料の熱水処理
実施例１５からのハイブリッド粒子を０．３Ｍ トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の水溶液と５ｍＬ／ｇのスラリー濃度で混合した。生じたスラリーのｐＨを酢酸（ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて９．８に調節した。次いで、スラリーをステンレス鋼製オートクレーブ中に閉じ込め、１５５℃に２０時間加熱した。オートクレーブを室温まで冷却した後、生成物を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、水及びメタノール（ジョージア州スワニーに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄した。次いで、粒子を真空下８０℃で１６時間乾燥した。これらの材料の具体的キャラクタリゼーションデータを表１６にリストする。広い細孔のハイブリッド材料を有する包囲材料を熱水処理すると、前駆体材料と比較して％Ｃまたは（ＳＥＭにより調べた）粒子モルホロジーを有意に変化させることなくＳＳＡは減少し、ＭＰＤは増加した。生成物１６ａの高分解能ＳＥＭはこの方法により非常に多孔質の細孔ネットワークが維持されることを示している。

包囲材料を有するハイブリッド粒子の酸処理
実施例５、９及び１１に従って製造した多孔質粒子を１Ｍ 塩酸溶液（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）中に９８℃で２０時間分散させた。粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、中性ｐＨまで水で洗浄した後、アセトン（ＨＰＬＣグレード，ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄した。粒子を真空下８０℃で１６時間乾燥した。これらの材料の具体的キャラクタリゼーションデータを表１７にリストする。

前駆体材料に比してＳＳＡ、ＳＰＶまたはＡＰＤは有意に変化しなかったが、未改質ＢＥＨハイブリッド粒子に比してＳＳＡの顕著な減少（１３〜６３ｍ^２／ｇ減少）及びＳＰＶの顕著な減少（０．０５〜０．２３ｃｍ^３／ｇ減少）が生じた。

生成物１７ｋ及び１７ｌを除いて、前駆体材料に比して％Ｃの有意な変化は生じなかった。これら２つの生成物の場合、％Ｃの損失（０．４１〜０．７５％Ｃ減少）により残りのｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基が脱保護され、よってアミノプロピル基（例えば、ＮＨ_２（ＣＨ_２）_３ＳｉＯ_１．５）が形成され得る。未改質ＢＥＨハイブリッドに比した％Ｃの変化は包囲材料の化学式により増加したり、変化したりした。これらの材料のミクロ細孔表面積（ＭＳＡ）はいずれもクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーを有するクロマトグラフ材料の要件の範囲内である。生成物１７ｔ〜１７ｘの反復実験は％Ｃ、ＳＳＡ、ＳＰＶ及びＡＰＤの相対標準偏差は５％未満で良好な再現性を立証している。

包囲材料を有するハイブリッド粒子のイソシアネートとの反応
実施例１７からの包囲材料を有するヒドロキシプロピル含有ハイブリッド粒子をアルゴンブランケット下、乾燥トルエン（５ｍＬ／ｇ，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）中、オクタデシルイソシアネート（ＯＤＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、ドデシルイソシアネート（ＤＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、ペンタフルオロフェニルイソシアネート（ＰＦＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、１−アダマンチルイソシアネート（ＡＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、４−シアノフェニルイソシアネート（４ＣＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、３−シアノフェニルイソシアネート（３ＣＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、４−ビフェニルイルイソシアネート（ＢＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、２，２−ジフェニルエチルイソシアネート（ＤＰＥＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、３，５−ジメトキシフェニルイソシアネート（ＤＭＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、４−ヨードフェニルイソシアネート（ＩＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、４−（クロロメチル）フェニルイソシアネート（ＣＭＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、（Ｓ）−（−）−２−イソシアナト−３−フェニルプロピオン酸メチル（ＭＩＰ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）、フェニルイソシアネート（ＰＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、ベンジルイソシアネート（ＢＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）またはフェネチルイソシアネート（ＰＥＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）で改質した。懸濁液を１６時間還流（１１０℃）加熱した後、＜３０℃まで冷却した。生成物１８ｇは還流キシレン（３０ｍＬ／ｇ，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）中で製造した。粒子をフィルター装置に移し、トルエン及びアセトンで徹底的に洗浄した。次いで、材料をアセトンと１％ トリフルオロ酢酸（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）溶液の１：１ ｖ／ｖ 混合物中で５０℃で１時間（１０ｍＬ／ｇ粒子，加水分解タイプＡ）、アセトンと１００ｍＭ 炭酸水素アンモニウム（ｐＨ８，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）の６０：４０ ｖ／ｖ 混合物中で２０時間（加水分解タイプＢ）、またはアセトンと１００ｍＭ 炭酸水素アンモニウム（ｐＨ１０，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）の６０：４０ ｖ／ｖ 混合物中で２０時間（加水分解タイプＣ）加熱した。生成物１８ｒは１時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、アセトン及びトルエン（７０℃で加熱）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下７０℃で１６時間乾燥した。反応データを表１８にリストする。カルバメート基の表面被覆率を元素分析により測定した表面改質の前後の粒子％Ｃの差から求めた。

包囲材料を有するハイブリッド粒子のイソシアネートでの二次表面改質
実施例１８の材料を更に実施例１８と同様の反応条件下で乾燥トルエン（５ｍＬ／ｇ，Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）中、オクタデシルイソシアネート（ＯＤＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、ｔ−ブチルイソシアネート（ＴＢＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）またはｎ−ブチルイソシアネート（ＮＢＩＣ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）で改質した。反応データを表１９にリストする。カルバメート基の追加表面被覆率を元素分析により測定した表面改質の前後の粒子％Ｃの差から求めた。

包囲材料を有するハイブリッド粒子のクロロシランでの改質
実施例１８及び１９の材料を更に還流トルエン（５ｍＬ／ｇ）中、イミダゾール（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）を用いて、トリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）、トリエチルクロロシラン（ＴＥＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）、トリイソプロピルクロロシラン（ＴＩＰＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）、ヘキシルジメチルクロロシラン（ＴＤＭＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシラン（ＴＢＤＭＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）、１−（ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル）イミダゾール（ＴＢＤＭＳＩ、ＴＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ）またはｔｅｒｔ−ブチルジフェニルクロロシラン（ＴＢＤＰＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）で４時間改質した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ製）で順次洗浄した後、減圧下８０℃で１６時間乾燥した。生成物２０ｆは２０時間実施した。生成物２０ｆ、２０ｉ、２０ｊ、２０ｋ及び２０１をその後類似の条件下でＴＭＣＳと反応させた。反応データを表２０にリストする。

包囲材料を有するハイブリッド粒子のクロロシランでの初期表面改質
実施例１７からのサンプルを還流トルエン（ＨＰＬＣグレード，ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）中、イミダゾール（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）を用いてオクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＣＳ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）またはオクタデシルジメチルクロロシラン（ＯＤＭＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）で４時間改質した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ製）で順次洗浄した。生成物２１ａの場合には、材料を次いでアセトン／水性０．１２Ｍ 酢酸アンモニウム溶液（ミズーリ州セントルイスに所在のＳｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）中で２時間還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ製）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。反応データを表２１にリストする。Ｃ_１８基の表面被覆率を元素分析により測定した表面改質の前後の粒子％Ｃの差から求めた。

包囲材料を有するハイブリッド粒子のクロロシランでの二次表面改質
実施例２１ａのＣ_１８結合ハイブリッド材料（１４ｇ）の表面を更に還流トルエン（７５ｍＬ）中、イミダゾール（１．５０ｇ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）を用いてトリエチルクロロシラン（２．７６ｇ，ＴＥＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）で４時間改質した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ製）で順次洗浄した後、減圧下８０℃で１６時間乾燥した。次いで、材料をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）と混合すると、スラリー（１．０ｇ粒子あたり１．１ｇ ＨＭＤＳの濃度）が生じた。次いで、生じたスラリーをステンレス鋼製オートクレーブ中に閉じ込め、２００℃で１８時間加熱した。オートクレーブを室温まで冷却した後、生成物を濾紙を用いて単離し、水、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ製）で順次洗浄した後、減圧下８０℃で１６時間乾燥した。生成物（２２ａ）は１４．０４％Ｃを有していた。

包囲材料を有するハイブリッド粒子のクロロシランでの二次表面改質
実施例１７及び２１からの包囲材料を有するハイブリッド粒子の表面を還流トルエン中、イミダゾール（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）を用いてトリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）で４時間改質した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ製）で順次洗浄した後、減圧下８０℃で１６時間乾燥した。反応データを表２２にリストする。

ハイブリッド粒子の１μｍ未満粒子含有ハイブリッド無機／有機材料包囲
（米国特許６，６８６，０３５に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有する３．５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（２０ｇ，マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１８８ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．７８ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝１５０Å）をトルエン（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ；１０ｍＬ／ｇ）中に含む懸濁液に実施例１からのＰＯＳ １ｃ内＜０．５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子及び水の分散液（０．８２ｍＬ）を添加した。実施例２４ａ及び２４ｂの場合には、ＰＯＳ １ｃ内＜０．５μｍ ＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（ＳＥＭにより調べた粒度）の分散は一晩攪拌することにより達成した。実施例２４ｃの場合には、分散にはエタノールでまず希釈した後、エタノールを真空蒸留する必要があった。この材料包囲反応物を８０℃で１時間、１１０℃で２０時間加熱した。反応物を室温まで冷却し、粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、エタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて繰り返し洗浄した。次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃に４時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水及びメタノール（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。これらの生成物を製造するために使用した出発材料の特定量を表２３にリストする。これらの材料の％Ｃ値、比表面積（ＳＳＡ）、比細孔容積（ＳＰＶ）、平均細孔直径（ＡＰＤ）及びＳＰＶの変化（ΔＳＰＶ）を表２３にリストする。ＳＥＭ分析は３．５μｍ粒子上に表面＜０．５μｍ微粒子が存在することを示した。

ハイブリッド粒子に対するアセトキシプロピル結合
（米国特許６，６８６，０３５に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有するＢＥＨ多孔質ハイブリッド粒子（タイプＡ，マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝１９０ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．８０ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝１５５Å）または３μｍの広い細孔のＢＥＨ多孔質粒子（タイプＢ，マサチューセッツ州ミルフォードに所在のＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；６．５％Ｃ；ＳＳＡ＝８８ｍ^２／ｇ；ＳＰＶ＝０．６８ｃｍ^３／ｇ；ＡＰＤ＝２８５Å）をトルエン（ＨＰＬＣグレード，ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）中に含む懸濁液を還流トルエン（ＨＰＬＣグレード，ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）中、３−アセトキシプロピルトリクロロシラン（ＡＴＰＴＣＳ，ニューヨーク州スコティアに所在のＳｉｌａｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）、イミダゾール（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）及び脱イオン水で２０時間改質した。反応２５ａは５μｍ粒子を使用し、反応２５ｇ及び２５ｈは３．５μｍ粒子を使用した。次いで、反応物を冷却し、材料を濾過し、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）で順次洗浄した。次いで、材料をアセトン／水性０．１２Ｍ 酢酸アンモニウム溶液（ミズーリ州セントルイスに所在のＳｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）中で２時間還流した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ製）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥した。次いで、材料を１Ｍ 塩酸溶液（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）中に９８〜１００℃で２０時間分散すると、ＮＭＲ分光法により確認されたようにヒドロキシプロピル基（例えば、ＨＯ（ＣＨ_２）_３ＳｉＯ_１．５）が生じた。粒子を０．５μｍ濾紙を用いて単離し、中性ｐＨまで水で洗浄した後、アセトン（ＨＰＬＣグレード，ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄した。粒子を真空下８０℃で１６時間乾燥した。反応データを表２４にリストする。生成物２５ｈも実験９の手順に従って熱水処理し、実験１７の手順に従って酸処理した。ヒドロキシプロピル基の表面被覆率を元素分析により測定した表面改質の前後の粒子％Ｃの差から求めた。

結合したハイブリッド粒子のイソシアネートとの反応
実施例２５ａからの粒子（２０ｇ）をアルゴンブランケット下、乾燥トルエン（１００ｍＬ，ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）中オクタデシルイソシアネート（９．９９ｇ，Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）で改質した。懸濁液を１６時間還流（１１０℃）加熱した後、＜３０℃まで冷却した。粒子をフィルター装置に移し、トルエン及びアセトンで徹底的に洗浄した。次いで、材料をアセトンと１％ トリフルオロ酢酸（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）溶液の１：１ ｖ／ｖ 混合物（１００ｍＬ）中で５０℃で１時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、アセトン及びトルエン（７０℃で加熱）で順次洗浄した。次いで、材料を減圧下７０℃で１６時間乾燥した、この材料の炭素含量は１３．３２％Ｃであり、元素分析により測定した表面改質の前後の粒子％Ｃの差から求めたカルバメート基の表面被覆率は１．７３μｍｏｌ／ｍ^２であった。これらの粒子の表面を還流トルエン中、イミダゾール（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）を用いてトリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ，ペンシルベニア州モリスビルに所在のＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）で４時間改質した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、水、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ製）で順次洗浄した後、減圧下８０℃で１６時間乾燥した。生成物（２６ａ）の最終炭素含量は１４．２４％Ｃであった。

包囲材料を有する多孔質ハイブリッド粒子のクロマトグラフ評価
実施例１８、２０、２３及び２６からの多孔質粒子のサンプルを表２５にリストされている中性、極性及び塩基性化合物の混合物を分離するために使用した。２．１×１００ｍｍ クロマトグラフカラムにスラリー充填技術を用いて充填した。クロマトグラフシステムはＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）システム及びＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）チューナブルＵＶ検出器から構成した。データ収集及び分析のためにＥｍｐｏｗｅｒ ２クロマトグラフィーデータソフトウェァ（Ｂｕｉｌｄ ２１５４）を使用した。移動相条件は２０ｍＭ Ｋ_２ＨＰＯ_４／ＫＨ_２ＰＯ_４（ｐＨ７．００±０．０２）／メタノール（３６／６５ ｖ／ｖ）、流速：０．２５ｍＬ／分、温度：２３．４℃、検出：２５４ｎｍであった。

これらの包囲材料を有する多孔質ハイブリッド粒子が中性、極性及び塩基性化合物の分離において十分な保持及び分離度を与えることが明らかであり得る。保持比はアナライトの保持時間をアセナフテンの保持時間で割った値である。従って、１未満の値はアセナフテンよりも少ない保持を示し、１より大きい値はアセナフテンよりも多い保持を示す（保持比はＨＰＬＣの分野で公知のパラメーターである）。

包囲材料を有する多孔質ハイブリッド粒子のピーク形状評価
実施例１８、２０、２３及び２６からの多孔質粒子のサンプルを実施例２５の移動相及び試験条件を用いてＵＳＰピークテーリングファクターについて評価した。結果を表２６に示す。ピークテーリングファクターはＨＰＬＣの分野で公知のパラメーターである（より低い値は少ないテーリングに相当する）。これらの包囲材料を有する多孔質ハイブリッド粒子のピークテーリングファクターが市販されているＣ_１８カラムと匹敵する塩基性化合物テーリングファクターを有していることが明らかである。

包囲材料を有する多孔質ハイブリッド粒子のクロマトグラフ評価
実施例９及び１７からの多孔質粒子のサンプルを表２７にリストされている中性、極性及び塩基性化合物の混合物を分離するために使用した。２．１×１００ｍｍクロマトグラフカラムにスラリー充填技術を用いて充填した。クロマトグラフシステムはＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）システム及びＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（登録商標）チューナブルＵＶ検出器から構成した。データ収集及び分析のためにＥｍｐｏｗｅｒ ２クロマトグラフィーデータソフトウェァ（Ｂｕｉｌｄ ２１５４）を使用した。移動相条件は１００ｍＭ ギ酸アンモニウム（ｐＨ３．００±０．０２）／アセトニトリル（１０／９０ ｖ／ｖ）、流速：０．５ｍＬ／分、温度：２３．４℃、検出：２５４ｎｍであった。

これらの多孔質ハイブリッド粒子が親水性相互作用クロマトグラフィー（ＨＩＬＩＣ）試験条件下で極性化合物の分離において十分な保持及び分離度を与えることが明らかであり得る。保持比はアナライトの保持時間をチミンの保持時間で割った値である。従って、１未満の値はチミンよりも少ない保持を示し、１より大きい値はアセナフテンよりも多い保持を示す（保持比はＨＰＬＣの分野で公知のパラメーターである）。包囲材料を有するｔ−Ｂｏｃ保護されているアミノプロピルハイブリッド粒子９ｑはこれらの試験条件下ですべてのアナライトに対して短い保持時間を示した。このことは、ｔ−Ｂｏｃ基の高い疎水性のためであると予想される。脱保護されたアミノプロピル包囲ハイブリッド粒子１７ｌにより保持性は有意に増加した。

包囲材料を有する多孔質ハイブリッド粒子のピーク形状評価
実施例９及び１７からの多孔質粒子のサンプルを実施例２７の移動相及び試験条件を用いてＵＳＰピークテーリングファクターについて評価した。結果を表２８に示す。ピークテーリングファクターはＨＰＬＣの分野で公知のパラメーターである（より低い値は少ないテーリングに相当する）。包囲材料を有する多孔質ハイブリッド粒子が市販されている親水性相互作用クロマトグラフ（ＨＩＬＩＣ）カラムと匹敵する塩基性化合物テーリングファクターを有していることが明らかである。

低ｐＨクロマトグラフ安定性試験
実施例１８、２０及び２６からの表面誘導体化ハイブリッド多孔質粒子並びに類似のアルキルシリル基を有するシリカを主成分とする特定の市販カラム（Ｃ_１８タイプ）を以下の手順を用いて酸性移動相中での安定性について評価した。カラムは材料を２．１×５０ｍｍスチール製カラムにスラリー充填して作成し、以下の計器構成で試験した：溶媒デリバリー、サンプル注入（部分ループ注入を用いて５μＬループに対して１μＬ）、ＵＶ検出（５００ｎＬフローセル，吸光度：２５４ｎｍ）及び６０℃でのカラム加熱のためにＷａｔｅｒｓ ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ（商標）システムを使用した。分析条件は、１）試験アナライトのメチルパラベン（１００μｇ／ｍＬ−サンプル）の保持時間を測定した；２）移動相条件は１．４ｍＬ／分の流速及び６０℃のカラム温度で０．５％ 水性ＴＦＡであった；及び３）同一無勾配試験条件下での６１回の反復注入に対して２０分のラン時間を使用した；であった。メチルパラベンの最終注入についての第３回注入時に得た保持に対する保持時間の変化％を報告する。結果を表２９に示す。

包囲材料を有するハイブリッド粒子を含むカラムの多くの寿命はシリカを主成分とする材料を含む市販カラムと同様の化学的安定性を有していた（各注入毎のオリジナル保持のロス％が低いことは向上した化学的安定性に相当する）ことが明らかである。

加水分解安定性試験
実施例１７、１８、２０、２２及び２６からの多孔質ハイブリッド粒子を充填したカラム及び幾つかの比較カラムの加水分解安定性を以下の手順に従って評価した。カラム（３×３０ｍｍ）を１：１ アセトニトリル／水で平衡化（２１０分間）した後、初期クロマトグラフ性能をウラシル及びデカノフェノン（１：１ アセトニトリル／水；０．４３ｍＬ／分）を用いて試験した。次いで、カラムを５０℃で加熱し、水中０．０２Ｎ ＮａＯＨの溶液（ｐＨ１２．３，０．８５ｍＬ／分で６０分間）で攻撃した後、１０：９０ メタノール／水及びメタノールを順次フラッシュした。カラムをアセトニトリルで平衡化（５０分間）した後、ウラシル及びデカノフェノン（１：１ アセトニトリル／水または３０：７０ メタノール／水中０．１％ ギ酸，０．４３ｍＬ／分）を用いて試験することによりクロマトグラフ性能を定期的に再評価した。このプロセスを繰り返し、カラムが破損するまでカラムの性能をモニターした。カラム破損は、プレート数が初期値の５０％に低下したときまたは試験システムが高いカラム圧のためにシャットダウンしたときの時間として定義される。最終的に報告された元のカラム効率のロスを含めたこれらの試験の結果を表３０に示す。比較カラムＡは、Ｃ_１８Ｈ_３７ＳｉＣｌ_３で表面改質した後エンドキャッピンクされている市販されている式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有する５μｍ多孔質ハイブリッド粒子であった。比較カラムＢ（３つの別々のカラムで反復した）は、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_１１ＮＨＣＯ_２（ＣＨ_２）_３Ｓｉ（ＣＨ_３）_２Ｃｌで表面改質した後エンドキャッピンクされている式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有する３．５μｍ多孔質ハイブリッド粒子であった。比較カラムＣは、有機官能性シランで表面改質した後Ｃ_１８表面改質されている市販されている３μｍシリカ−コア粒子であつた。比較カラムＤは、Ｃ_１８Ｈ_３７ＳｉＣｌ_３で表面改質した後エンドキャッピンクされている市販されている式（ＣＨ_３ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_２を有する５μｍ多孔質ハイブリッド粒子であった。比較カラムＥは、Ｃ_１８Ｈ_３７Ｓｉ（ＣＨ_３）_２Ｃｌで改質した後エンドキャッピンクされている市販されている５μｍ多孔質シリカ粒子であった。

比較カラムＡ及びＢ（実質的にシリカ含量に富むハイブリッド処方物を主成分とする）は、これらの試験条件下で０．０２Ｎ ＮａＯＨに２２〜５２時間暴露させると破損した。ハイブリッドカラムＥは、０．０２Ｎ ＮａＯＨに暴露させると３時間以内に破損した。比較カラムＣ及びＥ（シリカベース粒子を主成分とする）は、これらの試験条件下で０．０２Ｎ ＮａＯＨに暴露させると３〜５時間で破損した。ＨＰＬＣの分野では、シリカを主成分とするカラムをアルカリ性溶液に暴露したときに高いカラム圧力をもたらすカラム破損がシリカ粒子が溶解してカラム床が崩壊した結果であり得ることは公知である。比較カラムＢの場合、この充填床の崩壊はカラム解離及びカラム入口での１０ｍｍボイドの測定により確認された。

実施例１７、２０及び２２からの多孔質ハイブリッド充填材料の耐久性はこれらの試験条件下で比較カラムＣ、Ｄ及びＥよりも向上しており、比較カラムＡ及びＢに匹敵していると結論づけられ得る。

包囲材料を有する包囲多孔質ハイブリッド粒子と市販のＣ１８カラムの選択性比較
実施例１８及び２０からの特定生成物についてのクロマトグラフ選択性の差をｐＨ７及びｐＨ３試験条件下（２．１×１００ｍｍカラム）で評価した。システム条件は実験２７に詳記されているのと同じであった。移動相条件は、２０ｍＭ Ｋ_２ＨＰＯ_４／ＫＨ_２ＰＯ_４（ｐＨ７．００±０．０２）／メタノール（３６／６５ ｖ／ｖ）、または１５．４ｍＭ ギ酸アンモニウム（ｐＨ３．０）／アセトニトリル（６５／３５ ｖ／ｖ）、流速：０．２５ｍＬ／分、温度：２３℃、検出：２５４ｎｍであった。ｐＨ７試験分子にはウラシル、プロパノロール、ブチルパラベン、ナフタレン、ジプロピルフタレート、アセナフテン及びアミトリプチリンを含めた。ｐＨ３試験分子にはウラシル、ピレンスルホン酸、デシプラミン、アミトリプチリン、ブチルパラベン及びトルエンを含めた。保持時間の相関係数（Ｒ^２）をｐＨ７及びｐＨ３試験条件下で市販Ｃ１８カラム（ＸＢｒｉｄｇｅ Ｃ１８，Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて得た。選択性値は表３１に示すように１００（１−Ｒ^２）^０．５により計算した。より低いＲ^２及びより高い選択性値はこれらの試験条件下で選択性の差が大きいことを示す。ハイブリッド粒子を実施例１８及び２０で使用した条件下で表面改質するとこれらの試験条件下で異なるクロマトグラフィー選択性を与えると結論づけることができる。

包囲材料を有するクロロメチルフェニル含有多孔質ハイブリッド粒子のピペラジンとの反応
実験１８からのクロロメチルフェニル含有粒子１８ｗを更に還流トルエン（１１０℃，ＨＰＬＣグレード，ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）中、ピペラジン（ベルギー国ゲールに所在のＡｃｒｏｓ）で２０時間改質した。次いで、反応物を冷却し、材料を濾過し、トルエン、１：１ ｖ／ｖ アセトン／水及びアセトン（溶媒はすべてＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ製）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥させた。反応データを表３２にリストする。ピペラジニル基（例えば、Ｏ_１．５Ｓｉ（ＣＨ_２）_３ＯＣ（Ｏ）ＮＨＣ_６Ｈ_４ＣＨ_２Ｎ（ＣＨ_２ＣＨ_２）_２ＮＨ）の表面被覆率を元素分析により測定した表面改質の前後の粒子％Ｃの差から求めた。

包囲材料を有するプロパノール含有多孔質ハイブリッド粒子の１，１’−カルボニルジイミダゾールを用いた反応
実施例１７からのプロパノール含有ハイブリッド粒子をトルエン（Ｔｏｌ，５ｍＬ／ｇ，ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）中室温で２時間、またはジメチルホルムアミド（ＤＭＦ，５ｍＬ／ｇ，Ａｌｄｒｉｃｈ）中室温で２０時間１，１’−カルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ，スイス国ブックスに所在のＦｌｕｋａ）で改質した。トルエン中で実施した反応物をフィルター装置に移し、トルエンで徹底的に洗浄した後、トルエン中に再分散させた。次いで、オクタデシルアミン（ＯＤＡ，Ｆｌｕｋａ）、オクチルアミン（ＯＡ，Ａｌｄｒｉｃｈ）、４−アミノフェノール（ＡＰ，Ａｌｄｒｉｃｈ）、トリス（ヒドロキシメチル）メチルアミン（ＴＲＩＳ，Ａｌｄｒｉｃｈ，６０℃でＤＭＦ中に溶解）またはペンタフルオロフェニルアミン（ＰＦＰＡ，Ａｌｄｒｉｃｈ）を添加し、反応物を更に２０時間攪拌した。具体的反応条件を表３３に示す。生成物を濾過し、アセトン、トルエン、水及び／またはＤＭＦで順次洗浄した。次いで、材料を減圧下７０℃で１６時間乾燥した。生成物３５ｂ及び３５ｃを更にアセトンと１％ トリフルオロ酢酸（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）溶液の１：１ ｖ／ｖ 混合物（１０ｍＬ／ｇ粒子）中５０℃で１時間加熱し、生成物３５ｆ及び３５ｇは更にアセトンと１００ｍＭ 炭酸水素アンモニウム（ｐＨ８，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）の６０：４０ ｖ／ｖ 混合物中５０℃で２０時間加熱した。次いで、反応物を冷却し、生成物を濾過し、アセトン及びトルエン（７０℃で加熱）で順次洗浄した。次いで、生成物を減圧下７０℃で１６時間乾燥した。生成物データを表３３にリストする。生成物３５ｄに対してこの方法を繰り返すことにより生成物３５ｅを得た。カルバメート基の表面被覆率は元素分析により測定した表面改質の前後の粒子％Ｃの差から求めた。

包囲材料を有するハイブリッドモノリス
（米国特許Ｎｏ．７，２５０，２１４に記載されている方法に従って製造した）式（Ｏ_１．５ＳｉＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＯ_１．５）（ＳｉＯ_２）_４を有するハイブリッド無機／有機モノリスをトルエン（Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，２０ｍＬ／ｇ）中に浸漬し、脱酸素化し、共沸蒸留により吸収した水を除去するためにアルゴン雰囲気下で３．５時間還流する。室温まで冷却した後、実施例１からのＰＯＳ １ｃ（０．８〜１．６ｇ／ｇ）及び脱イオン水（０．０４〜０．２ｍＬ／ｇ）を添加する。残留水を除去するためにディーン・スタークトラップを使用して反応物を８０℃で１時間、１１０℃で２０時間加熱する。或いは、反応物から残留水を除去するためにディーン・スタークトラップを使用しない。反応物を室温まで冷却し、モノリスをエタノール（無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて繰り返し洗浄する。

次いで、材料をエタノール（３ｍＬ／ｇ，無水，ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）、脱イオン水（７ｍＬ／ｇ）及び３０％ 水酸化アンモニウム（２０ｇ；ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を含む懸濁液中で５０℃で４時間加熱する。次いで、反応物を収集し、生成物を水及びメタノール（ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で順次洗浄する。生成物を減圧下８０℃で１６時間乾燥する。

ハイブリッド無機／有機モノリスのこの材料包囲は、実施例１からの種々のハイブリッド無機／有機ＰＯＳ（Ｉａ〜Ｉｘ）、実施例１２からのナノ粒子含有ＰＯＳ、または実施例２４に詳記した１μｍ未満の粒子含有ＰＯＳを用いて実施し得る。包囲材料を有するシリカハイブリッドモノリスは実施例１からのＰＯＳ １ｙを用いても製造され得る。ハイブリッド無機／有機モノリスのこの材料包囲は溶媒及び試薬の加圧流下反応器中でまたはクロマトグラフデバイス（例えば、ミクロボアチューブ、抽出カートリッジ、毛細管）内で実施され得、或いはストップ−フロー条件下で実施され得る。この材料包囲は、米国特許Ｎｏ．７，２５０，２１４に詳記されている他のハイブリッドモノリス、０〜９９モル％のシリカ（例えば、ＳｉＯ_２）を含有する１つ以上のモノマーの縮合から製造したハイブリッドモノリス、（米国特許Ｎｏ．７，２５０，２１４にも詳記されている）合着した多孔質無機／有機粒子から製造したハイブリッドモノリス、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーを有するハイブリッドモノリス、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーを有さないハイブリッドモノリス、秩序細孔構造を有するハイブリッドモノリス、非周期性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、結晶質ドメインまたは領域を有するハイブリッドモノリス、多種多様のマクロ細孔及びメソ細孔特性を有するハイブリッドモノリス、及び多種多様のアスペクト比のハイブリッドモノリスを含めた種々のハイブリッドモノリスを用いて実施され得る。

包囲材料を有する多孔質ハイブリッド粒子を用いたハイブリッドモノリスの形成
実施例８〜１１及び実施例１３〜２４からの包囲材料を有するハイブリッド無機／有機粒子を５μｍシンメトリーシリカ（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，０〜５０重量％）と混合して、総質量を６ｇとする。混合物を適切な溶媒（例えば、イソプロパノール／テトラヒドロフラン混合物）中に５分間分散させた後、スラリーを高圧液体充填ポンプを用いる下降スラリー技術を使用して２．１×５０ｍｍ ＨＰＬＣカラムに充填する。カラム充填が完了したら、圧力を開放し、末端に取り付けたカラムをクロマトグラフポンプステーション（Ｗａｔｅｒｓ ５９０ ＨＰＬＣポンプまたは同等物）に移し、カラムに乾燥トルエン（Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，０．２ｍＬ／分）をパージし、次いで予めトルエンで希釈した実施例１からのＰＯＳ １ｃ（粒子混合物１ｇあたり０．８ｇ）及び水（粒子混合物１ｇあたり０．０４ｍＬ）の溶液をポンプ輸送する（０．２ｍＬ／分）。これらの反応は、モノリスの形成を助けるために短時間（１時間未満）または長時間（７２時間未満）の流動時間を使用し得る。カラム圧力を切断する前３０分間下げる。カラムを化学ドラフトチャンバの空気流中にキャップをせずに５〜１８時間放置し、６５℃の対流オーブンに２８時間移した後、室温まで冷却する。これらのハイブリッドモノリスの分析（ＳＳＡ、ＳＰＶ、ＡＰＤ、％Ｃ、ＳＥＭ、水銀ポロシメーター）はカラムから押し出され、室温で最低８時間真空乾燥させたサンプルに対して実施する。

このハイブリッド無機／有機粒子のモノリス形成を実施例１からの種々のハイブリッド無機／有機ＰＯＳ（１ａ〜１ｘ）、実施例１２からナノ粒子含有ＰＯＳ、または実施例２４に詳記されている１μｍ未満の粒子を含有するＰＯＳを用いて実施する。このモノリスのマクロ細孔容積を増加させるために、カラムに水性水酸化ナトリウムまたはトリメチルアミンの溶液をパージすることによりシリカテンプレートを除去してもよい。或いは、シリカ粒子を適切に分粒したポリスチレンラテックスで置換してもよい。この代替モノリス系のために、ポリスチレンラテックスを膨潤も溶解もさせない溶媒（例えば、極性プロトン性溶媒、或いは場合により追加の水を存在させた実施例１からのＰＯＳのポンプ輸送）を使用しなければならない。合着したハイブリッド粒子モノリスが形成されたら、ポリスチレン粒子は熱的に、またはカラムにトルエンをパージすることにより除去され得る。ポリスチレンの熱的除去は不活性雰囲気パージ（窒素またはアルゴン）を用いるかまたは真空を使用して促進され得る。

包囲されているハイブリッドモノリスの熱水処理
実施例３６または３７からのモノリスを０．３Ｍ トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ，ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）の水溶液と５ｍＬ／ｇの濃度で混合し、ｐＨを酢酸（ニュージャージー州フィリップスバーグに所在のＪ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）を用いて９．８に調節する。モノリスをステンレス鋼製オートクレーブ中に閉じ込め、１５５℃に２０時間加熱する。オートクレーブを室温まで冷却した後、生成物を水及びメタノール（ジョージア州スワニーに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄し、真空下８０℃で１６時間乾燥する。このようにして製造した生成物はクロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリーを有している。

包囲されているハイブリッドモノリスの表面改質
実施例３６、３７または３８からのモノリスを１モル塩酸溶液（ウィスコンシン州ミルウォーキーに所在のＡｌｄｒｉｃｈ）を用いて９８℃で２０時間処理する。冷却後、生成物を中性ｐＨまで水で洗浄した後、アセトン（ＨＰＬＣグレード，ニュージャージー州フェアローンに所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で洗浄する。モノリスを真空下８０℃で１６時間乾燥する。これらの包囲されているハイブリッドモノリスの表面シラノール基は、実施例２０〜２２に記載されているのと類似方法でクロロシランと反応させることにより改質され得る。表面ヒドロキシプロピル基を含有するハイブリッドモノリスは、実施例１８〜１９に記載されているのと類似方法でイソシアネートと反応させることにより改質され得る。合成上関連するハイブリッド基の他の変換は米国特許Ｎｏ．７，２５０，２１４に報告されている。製造した包囲材料を有する表面改質されているハイブリッドモノリスのクロマトグラフカラムにおけるクロマトグラフィー評価は実施例２７〜３０に詳記されているのと類似方法で実施され得る。化学安定性試験も実施例３１〜３２に詳記されているように実施され得る。

結合ハイブリッド粒子のイソシアネートとの反応
生成物２５ｇ及び２５ｈを実施例２６の手順に従ってオクタデシルイソシアネートと反応させた後、トリメチルクロロシランでエンドキャップした。生成物データを表３４に示す。

結合ハイブリッド粒子のイソシアネートとの反応
生成物２５ａ〜ｈを実施例２６の一般的手順に従って４−シアノフェニルイソシアネート、３−シアノフェニルイソシアネートまたは２−シアノフェニルイソシアネートと反応させる。実施例１８からの加水分解タイプＡ、ＢまたはＣを実施する。このようにして製造した生成物はエンドキャップを施しても、または更に変換させることなく使用してもよい。

文献の組み入れ
本明細書中で引用されている全ての特許文献及び他の参考文献の全内容は参照により明白に本明細書に組み入れる。

均等物
当業者は、本明細書に記載されている具体的手順に対して多数の均等物を認識したり、またはルーチンの実験のみを用いて確認することができる。これらの均等物は本発明の範囲内であると見なされ、以下の特許請求の範囲により包含される。

Claims (84)

1. 無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアからなる無機／有機ハイブリッド材料であって、無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアは異なる材料から構成されており、
   前記無機／有機包囲材料は、
   式ＩＶ：
   （Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｃ）_ｚ （ＩＶ）
   ［式中、
   反復単位Ａ、Ｂ及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
   Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり、Ａは、
   

   

   から成る群から選択され；
   Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり、Ｂは、
   

   

   （上記式中、各Ｒは独立してＨまたはＣ_１−Ｃ_１０アルキル基であり；ｍは１〜２０の整数であり；ｎは０〜１０の整数であり；Ｑは水素、Ｎ（Ｃ_１−６アルキル）_３、Ｎ（Ｃ_１−６アルキル）_２（Ｃ_１−６アルキル−ＳＯ_３）またはＣ（Ｃ_１−６ヒドロキシアルキル）_３である。）
   から成る群から選択され；
   Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合している無機反復単位であり、Ｃは、
   

   

   であり；
   ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／ｙ≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦ｙ／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｚ）≦２１０である］、
   からなる群から選択される構造式を有する材料を含む
   ことを特徴とする、無機／有機ハイブリッド材料。
2. 無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアからなる無機／有機ハイブリッド材料であって、無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアは異なる材料から構成されており、
   前記無機／有機ハイブリッドコアは、
   式ＩＶ：
   （Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｃ）_ｚ （ＩＶ）
   ［式中、
   反復単位Ａ、Ｂ及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
   Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；Ａは、
   

   

   から成る群から選択され；
   Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；Ｂは、
   

   

   （上記式中、各Ｒは独立してＨまたはＣ_１−Ｃ_１０アルキル基であり；ｍは１〜２０の整数であり；ｎは０〜１０の整数であり；Ｑは水素、Ｎ（Ｃ_１−６アルキル）_３、Ｎ（Ｃ_１−６アルキル）_２（Ｃ_１−６アルキル−ＳＯ_３）またはＣ（Ｃ_１−６ヒドロキシアルキル）_３である。）
   から成る群から選択され；
   Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合している無機反復単位であり；Ｃは、
   

   

   であり；
   ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／ｙ≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦ｙ／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｚ）≦２１０である］、
   からなる群から選択される構造式を有する材料を含む
   ことを特徴とする、無機／有機ハイブリッド材料。
3. 無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアからなる無機／有機ハイブリッド材料であって、無機／有機ハイブリッド包囲材料及び無機／有機ハイブリッドコアは異なる材料から構成されており、
   前記無機／有機ハイブリッドコア及び／または前記無機／有機包囲材料は以下の式ＩＶ：
   （Ａ）_ｘ（Ｂ）_ｙ（Ｃ）_ｚ （式ＩＶ）
   ［式中、
   反復単位Ａ、Ｂ及びＣの順序はランダム、ブロック、またはランダムとブロックの組合せであり得；
   Ａは有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに共有結合している有機反復単位であり；Ａは、
   

   

   から成る群から選択され；
   Ｂは無機シロキサン結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合しており、更に有機結合を介して１つ以上の反復単位ＡまたはＢに結合していてもよいオルガノシロキサン反復単位であり；Ｂは、
   

   

   （上記式中、各Ｒは独立してＨまたはＣ_１−Ｃ_１０アルキル基であり；ｍは１〜２０の整数であり；ｎは０〜１０の整数であり；Ｑは水素、Ｎ（Ｃ_１−６アルキル）_３、Ｎ（Ｃ_１−６アルキル）_２（Ｃ_１−６アルキル−ＳＯ_３）またはＣ（Ｃ_１−６ヒドロキシアルキル）_３である。）
   から成る群から選択され；
   Ｃは無機結合を介して１つ以上の反復単位ＢまたはＣに結合している無機反復単位であり；Ｃは、
   

   

   であり；
   ｘ及びｙは正数であり、ｚは負でない数であり、ｚ＝０のときには０．００２≦ｘ／ｙ≦２１０、ｚ≠０のときには０．０００３≦ｙ／ｚ≦５００及び０．００２≦ｘ／（ｙ＋ｚ）≦２１０である］、
   を有する秩序ドメインを含む多孔質ハイブリッド無機／有機材料である
   ことを特徴とする、無機／有機ハイブリッド材料。
4. 無機／有機ハイブリッド包囲材料はクロマトグラフ選択性、カラム化学的安定性、カラム効率及び機械的強度からなる群から選択される１つ以上の特性を向上させる材料から構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
5. 無機／有機ハイブリッドコアはクロマトグラフ選択性、カラム化学的安定性、カラム効率及び機械的強度からなる群から選択される１つ以上の特性を向上させる材料から構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
6. 多孔質無機／有機包囲材料はクロマトグラフ分離において利点を与える材料から構成されている請求項４に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
7. 無機／有機ハイブリッドコアはクロマトグラフ分離において利点を与える材料から構成されている請求項５に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
8. 無機／有機包囲材料はクロマトグラフ分離を向上させるために親水性／親油性バランス（ＨＬＢ）、等電点、シラノールｐＫａ及び／または表面機能性を変化させる材料から構成されている請求項４に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
9. 無機／有機包囲材料は、ハイブリッドコアの表面上での１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体及び／またはポリマー金属酸化物前駆体の縮合、或いはハイブリッドコアの表面への部分的に縮合されているポリマー有機官能性金属前駆体、２つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体の混合物、または１つ以上のポリマー有機官能性金属前駆体とポリマー金属酸化物前駆体の混合物の適用から誘導される請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
10. 無機／有機包囲材料の無機部分はアルミナ、シリカ、チタニア、酸化セリウムまたは酸化ジルコニウム、及びセラミック材料からなる群から選択される請求項９に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
11. 無機／有機包囲材料の無機部分はシリカである請求項１０に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
12. 無機／有機包囲材料は、ハイブリッドコアの表面上での１つ以上の有機官能性シラン及び／またはテトラアルコキシシランの縮合、或いはハイブリッドコアの表面への部分的に縮合されている有機官能性シラン、２つ以上の有機官能性シランの混合物、または１つ以上の有機官能性シランとテトラアルコキシシランの混合物の適用から誘導される請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
13. 無機／有機包囲材料のハイブリッド含量は１モル％〜１００モル％未満ハイブリッドの範囲である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
14. 無機／有機包囲材料の無機部分はアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム及びセラミック材料から独立して選択される請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
15. 無機／有機包囲材料の無機部分はシリカである請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
16. 無機／有機包囲材料の構造はコポリマー構造からなる請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
17. 無機／有機包囲材料の細孔構造は秩序細孔構造からなる請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
18. 無機／有機包囲材料の無機部分は０モル％超過〜２５モル％以下の範囲の量で存在し、無機／有機包囲材料の細孔は実質的に無秩序である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
19. 無機／有機包囲材料の無機部分は２５モル％〜５０モル％以下の範囲の量で存在し、無機／有機包囲材料の細孔は実質的に無秩序であり、無機／有機包囲材料は、３４Å未満の直径を有する細孔が１１０ｍ^２／ｇ未満の前記材料の比表面積に寄与する、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド材料。
20. 無機／有機包囲材料の無機部分はアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム及びセラミック材料からなる群から独立して選択される請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
21. ＳｉＯ_２を０モル％〜２５モル％以下の範囲の量で含み、無機／有機包囲材料の細孔は実質的に無秩序である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
22. ＳｉＯ_２を２５モル％〜５０モル％以下の範囲の量で含み、無機／有機包囲材料の細孔は実質的に無秩序であり、材料は、３４Å未満の直径を有する細孔が１１０ｍ^２／ｇ未満の前記材料の比表面積に寄与する、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
23. 無機／有機包囲材料は、３４Å未満の直径を有する細孔が１１０ｍ^２／ｇ未満の前記材料の比表面積に寄与する、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
24. 無機／有機包囲材料は秩序細孔構造を有し、３４Å未満の直径を有する細孔が１１０ｍ^２／ｇ未満の前記材料の比表面積に寄与する、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している多孔質である請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド材料。
25. 無機／有機ハイブリッドコアのハイブリッド含量は４モル％〜１００モル％未満ハイブリッドの範囲である請求項１３に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
26. 無機／有機ハイブリッドコアの構造は独立してコポリマー構造を持つかまたは持たないように選択される請求項１３に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
27. 無機／有機ハイブリッドコアの細孔構造は独立して秩序細孔構造を持つかまたは持たないように選択される請求項１３に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
28. 無機／有機ハイブリッドコアは無孔質である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
29. 前記無機／有機ハイブリッドコアは多孔質である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
30. 無機／有機ハイブリッドコアの無機部分は０モル％超過〜２５モル％以下の範囲の量で存在し、前記無機／有機ハイブリッドコアの細孔は実質的に無秩序である請求項２９に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
31. 無機／有機ハイブリッドコアの無機部分は２５モル％〜５０モル％以下の範囲の量で存在し、前記無機／有機ハイブリッドコアの細孔は実質的に無秩序であり、ハイブリッドコアは、３４Å未満の直径を有する細孔が１１０ｍ^２／ｇ未満の前記コアの比表面積に寄与する、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している請求項２９に記載のハイブリッド材料。
32. 無機／有機ハイブリッドコアの無機部分はアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム及びセラミック材料からなる群から選択される請求項３０または３１に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
33. ＳｉＯ_２を０モル％〜２５モル％以下の範囲の量で含み、無機／有機ハイブリッドコアの細孔は実質的に無秩序である請求項２９に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
34. ＳｉＯ_２を２５モル％〜５０モル％以下の範囲の量で含み、無機／有機ハイブリッドコアの細孔は実質的に無秩序であり、粒子は、３４Å未満の直径を有する細孔が１１０ｍ^２／ｇ未満の前記粒子の比表面積に寄与する、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している請求項２９に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
35. 無機／有機ハイブリッドコアは、３４Å未満の直径を有する細孔が１１０ｍ^２／ｇ未満の前記コアの比表面積に寄与する、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している請求項３０または３１に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
36. 式ＩＶを有する前記材料で観察された最大回折ピークは非晶質材料と関連する原子距離秩序から生ずる回折ピークを排除する２θ位置を示す請求項３に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
37. 排除された回折ピークは２０°〜２３°２θの範囲である請求項３６に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
38. 式ＩＶを有する無機／有機ハイブリッド材料の前記無機部分はアルミナ、シリカ、チタニア、酸化セリウムまたは酸化ジルコニウム、及びセラミック材料からなる群から選択される請求項３に記載の前記無機／有機ハイブリッド材料。
39. 無機／有機ハイブリッド材料の前記無機部分はシリカである請求項３８に記載の前記無機／有機ハイブリッド材料。
40. 無機／有機材料の秩序ドメインの質量％は１％〜１００％の範囲である請求項３に記載の前記無機／有機ハイブリッド材料。
41. 無機／有機ハイブリッドコアは多孔質であり、無機／有機ハイブリッドコアの細孔は実質的に無秩序であり、前記無機／有機ハイブリッドコアは、３４Å未満の直径を有する細孔が１１０ｍ^２／ｇ未満の前記コアの比表面積に寄与する、クロマトグラフィー向上性細孔ジオメトリー（ＣＥＰＧ）を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
42. 無機／有機ハイブリッドコアはモノリスである請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
43. ハイブリッドコアは粒子である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
44. 粒子は球状である請求項４３に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
45. 球状粒子は非結晶質または非晶質分子秩序を有する請求項４４に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
46. 球状粒子は非周期性細孔構造を有する請求項４４に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
47. 無機／有機ハイブリッド材料は４０〜１１００ｍ^２／ｇの表面積を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
48. 無機／有機ハイブリッド材料は８０〜５００ｍ^２／ｇの表面積を有している請求項４７に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
49. 無機／有機ハイブリッド材料は８００〜１１００ｍ^２／ｇの表面積を有している請求項４７に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
50. ハイブリッドコア材料は０．２〜１．５ｃｍ^３／ｇのミクロ細孔容積を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
51. 無機／有機ハイブリッド材料は０．６〜１．３ｃｍ^３／ｇのミクロ細孔容積を有している請求項５０に記載のハイブリッド材料。
52. 無機／有機ハイブリッド材料は１１０ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
53. 無機／有機ハイブリッド材料は１０５ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有している請求項５２に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
54. 無機／有機ハイブリッド材料は８０ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有している請求項５２に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
55. 無機／有機ハイブリッド材料は５０ｍ^２／ｇ未満のミクロ細孔表面積を有している請求項５２に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
56. 無機／有機ハイブリッド材料は２０〜１０００Åの平均細孔直径を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
57. 無機／有機ハイブリッド材料は３０〜３００Åの平均細孔直径を有している請求項５６に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
58. 無機／有機ハイブリッド材料は６０〜２００Åの平均細孔直径を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
59. 無機／有機ハイブリッド材料は８０〜１４０Åの平均細孔直径を有している請求項５８に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
60. 無機／有機ハイブリッド材料は０．１μｍ〜３００μｍの平均サイズを有している請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
61. 無機／有機ハイブリッド材料は０．１μｍ〜３０μｍの平均サイズを有している請求項５８に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
62. 無機／有機ハイブリッド材料は１〜１４のｐＨで加水分解的に安定である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
63. 無機／有機ハイブリッド材料は１０〜１４のｐＨで加水分解的に安定である請求項６２に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
64. 無機／有機ハイブリッド材料は１〜５のｐＨで加水分解的に安定である請求項６２に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
65. 有機含量は１０〜４０％炭素である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
66. 有機含量は２５〜４０％炭素である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
67. 有機含量は１５〜３５％炭素である請求項１から３のいずれか一項に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
68. 有機含量は２５〜３５％炭素である請求項６６に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
69. ＲはＣ_１−Ｃ_１８アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_１８アルキルまたはＣ_１−Ｃ_１８アルキルである請求項３に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
70. 更に、ナノ粒子が材料内に分散されて含む請求項１から３のいずれか一項に記載の多孔質無機／有機ハイブリッド材料。
71. ナノ粒子は２個以上のナノ粒子の混合物である請求項７０に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
72. ナノ粒子はナノコンポジットの＜２０重量％で存在する請求項７０に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
73. ナノ粒子はナノコンポジットの＜５重量％で存在する請求項７０に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
74. ナノ粒子は結晶質または非晶質である請求項７０に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
75. ナノ粒子は炭化ケイ素、アルミニウム、ダイヤモンド、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、ユウロピウム、ガドリウム、鉄、ニッケル、サマリウム、ケイ素、銀、チタン、亜鉛、ホウ素、その酸化物及びその窒化物からなる群から選択される１つ以上の部分を含む物質である請求項７０または７１に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
76. ナノ粒子はナノダイヤモンド、炭化ケイ素、二酸化チタン、立方晶窒化ホウ素からなる群から選択される１つ以上の部分を含む物質である請求項７５に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
77. ナノ粒子の直径は２００μｍ以下である請求項７０または７１に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
78. ナノ粒子の直径は１００μｍ以下である請求項７０または７１に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
79. ナノ粒子の直径は５０μｍ以下である請求項７０または７１に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
80. ナノ粒子の直径は２０μｍ以下である請求項７０または７１に記載の無機／有機ハイブリッド材料。
81. 請求項１から８０のいずれか１項に記載の無機／有機ハイブリッド材料からなる固定相を有する分離デバイス。
82. 前記デバイスはクロマトグラフカラム、薄層プレート、濾過膜、試料クリーンアップデバイス、固体支持体、マイクロチップ分離デバイス及びマイクロタイタープレートからなる群から選択される請求項８１に記載の分離デバイス。
83. 分離デバイスは固相抽出、高速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、コンビナトリアルケミストリー、合成、バイオアッセイ、質量分析、順相分離、逆相分離、ＨＩＬＩＣ分離、ＳＦＣ分離、アフィニティー分離及びＳＥＣ分離からなる群から選択される用途のために有用である請求項８１に記載の分離デバイス。
84. ａ）充填材料を受け入れるための円筒状内部を有するカラム、及び
    ｂ）請求項１から８０のいずれか１項に記載の無機／有機ハイブリッド材料からなる充填クロマトグラフ床
    を含むクロマトグラフカラム。

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