JPH01119339A - 光学異性体分離用充填剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学異性体を相互に分離し得る新規な光学異性
体分離用充填剤に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
、アミノ酸等の光学異性体の分割法としては、ジアステ
レオマー法、結晶化法、酵素法、分離膜法、カラム法等
が知られている。これらのうちカラム法は、光学異性体
を完全に分割することが可能であり、ソーペックスの手
法を用いれば、連続操作も可能になる利点を有している
。しかしながら、従来提案されているアミノ酸光学分割
カラムは、その殆どが配位子交換法をその分離原理とし
ており、溶離液に銅イオン等の金属イオン、場合によっ
ては他の光学活性なアミノ酸をも共存させる必要がある
ため、光学異性体の分取には不向きであるという欠点が
あった。

一方、配位子交換型によらないカラム法としては、ポリ
スチレンやシリカゲルに光学活性なりラウン化合物を化
学的に結合（共有結合）させた充填剤を用いる方法〔Ｊ
、八ｍ、Ｃｈｅｍ、　５ｏｃ０．９７゜１２５９　（１
９７５）及び同誌１０１．３０３５（１９７９）］　、
及び脂溶性クラウン化合物を長鎖アルキル基で表面処理
したカラムにダイナミックコーティングする方法（Ｊ、
Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ、、４０５，１４５−１５４（１
９８７）　］が知られている。しかし前者は、カラムの
理論段数が低い上にその充填剤の合成が煩雑でかつコス
トが高く、また溶離液に有機溶媒を用いなければならな
いため、アミノ酸の如き水溶性の試料に対しては適用が
困難であるという欠点があり、後者においては、比較的
高い理論段数が得られるものの、一部のアミノ酸に対し
ては特異的な吸着を示し、分析に非常に長時間を要する
という欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、下記一般式（Ｉ）で示されるシラン処理剤に
よって表面処理を行った担体に、脂溶性クラウン化合物
をコーティングすることによって、従来のカラム法によ
る光学異性体分離に見られる前記欠点を克服した。

（Ｙ’、Ｙ’のうち少なくとも１つはハロゲン、もしく
は炭素数１〜３のアルコキシ基を示し、残りは水素、炭
素数１〜３のアルキル基、フェニル基、ヒドロキシ基、
又は炭素数７〜９のアラルキル基を示す。） 本発明によれば、光学活性な脂溶性クラウン化合物を、
前記一般式（Ｉ）で示すシランカップリング剤で処理し
た表面疎水的な担体に、吸着担持させたことを特徴とす
る光学異性体分離用充填剤が供給される。

本発明で用いられる光学活性な脂溶性クラウン化合物の
うち、特に好ましく用いられる脂溶性クラウン化合物は
、次の一般式（ＩＩ）で示されるものである。

前記一般式（ｎ）中、Ａｒは光学活性な２価芳香族基で
あり、例えば次の一般式（ＩＩＩ）で表されるものが挙
げられる。

（式中、Ａ及びＢは水素原子、炭素数１〜６の直鎮、又
は分岐したアルキル基、例えばメチル基、エチル基又は
イソプロピル基、又は炭素数６〜１０のアリール基、例
えばフェニル基、又は炭素数７〜９のアラルキル基、例
えばベンジル基を表す。Ａ及びＢは異なる基であっても
かまわないが、同じであることが好ましい。）また、前
記一般式（ｎ）中、Ｒは水素原子又は炭素数４〜２０の
長鎖、又は分岐したアルキル基、好ましくは炭素数６〜
１６のアルキル基であり、Ｒは環状オキシエチル基土の
どの炭素に結合していても良く、その数は１〜１２、好
ましくは１〜３である。ｎは５又は６の整数を示す。

前記一般式（ｎ）で表されるクラウン化合物は、例えば
次の一般式（ｒＶ） （式中、Ａｒは前記と同じ意味を持ち、Ｍはアルカリ金
属、例えばナトリウム、カリウム等である。） で表される光学活性な芳香族誘導体に、一般式（式中、
Ｘは塩素、ヨウ素又はトシルオキシ基、Ｒ及びｎは前記
と同じ意味を持つ） で表されるペンタ又はヘキサエチレングリコールのジハ
ロゲン化物又はシトシル化物、又はそれらのアルキル置
換体を、不活性気体雰囲気下、例えばテトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、Ｎ、Ｎ”−ジメチルホルムアミド等の
有機溶媒中で、はぼ等モル量で反応させることによって
製造することができる。

本発明で用いる光学活性なりラウン化合物は、Ｒ体、８
体のいずれの光学異性体でも良い。

本発明で前記光学活性なりラウン化合物を吸着担持させ
る担体としては、多孔質有機担体又は多孔質無機担体が
あり、その粒子径は、１〜１０００μｍ１好ましくは１
〜３００μｍのものが用いられる。またこの担体は、多
孔質であることが好ましく、その平均孔径はＩＯＡ〜１
０μｍ１好ましくは５０〜１０００人である。多孔質有
機担体として適当なものは、ポリスチレン、ポリアクリ
ルアミド、ポリアクリレート等からなる高分子物質が挙
げられ、多孔質無機担体として適当なものは、シリカ、
アルミナ、マグネシア、酸化チタン、ガラス、ケイ酸塩
、カオリンの如き合成もしくは天然の物質が挙げられる
。

本発明の特徴は、これらの担体を前記一般式（Ｉ）に示
すシラン処理剤、例えばジフェニルジクロロシラン、又
はジフェニルジメトキシシランの如きシランカップリン
グ剤で処理したものに対して、前記脂溶性光学活性クラ
ウンエーテルを吸着担持させることによって、従来技術
の問題点を解決したところにある。

前記表面処理を施した担体への吸着担持に当たっては、
吸着させるクラウン化合物の量に特に制約はないが、良
好な分離結果を得るには、担体１ｃｃ当たり１０−６モ
ル以上０．１モル以下、好ましくは１０−Ｓモル以上１
０′″３モル以下に調製するのがよい。

この吸着担持を好まし〈実施するには、前記表面処理済
みの担体をカラムに充填し、この充填カラム中を、前記
光学活性な脂溶性クラウン化合物を一定組成の有機溶媒
と水との混合溶媒に溶解した溶液を、ポンプを用いて循
環させる。

この場合、クラウン化合物の担体への吸着により、循環
溶液中のクラウン化合物の濃度は、時間とともに減少す
るので、一定時間後見に水を加えて１．循環溶液に対す
るクラウン化合物の溶解度を低めて再びカラム中に循環
させる。この様な操作を順次繰り返すことによってクラ
ウン化合物を所定濃度で吸着した充填剤を、直接カラム
中で製造することができる。なお、前記有機溶媒として
は、水と相溶性があってクラウン化合物を溶解するもの
、例えば、メタノーノペエタノーノペプロバノール等の
アルコールの他、アセトニトリル、テトラヒドロフラン
等が用いられる。

また、この吸着担持は、前記の方法以外にも、該クラウ
ンエーテルを可溶性の溶剤に溶解させ、担体とよく混合
し、減圧下、又は加圧下気流により溶剤を留去させる方
法や、該クラウンエーテルを可溶性の溶剤に溶解させ、
担体とよく混合した後、該溶媒と相溶性のない液体中に
、撹拌、分散せしめ、該溶剤を拡散させる方法を用いる
ことによっても行うことができる。

本発明の充填剤を充填したカラムは、各種光学異性体分
離用のカラムとして用いられ、例えば、アミノ酸やアミ
ン等のアミノ化合物中でもアミノ基が不斉炭素に結合し
ている化合物、特に、フェニルグリシン、メチオニン、
ロイシン、グルタミン酸、フェニルアラニン、システィ
ン、チロシン、アラニン、フェニルエチルアミン等のラ
セミ体の光学分割に好ましく適用される。

また、本発明の充填剤を含むカラムは、イオン相互作用
を利用することによって、他の光学活性有機イオンの分
離に適用することもできる。

本発明の充填剤を含むカラムに対する溶離液としては、
純水、希薄な塩或いは酸の水溶液が用いられるが、希酸
は大きな分離効果を与えるので特に好ましく用いられる
。

〔実　施　例〕

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本
発明が以下の実施例のみに限定されるものでないことは
言うまでもない。

実施例−１ Ａ：光学異性体分離カラムの作製 前記一般式（ＩＩ）において、Ａｒ；３．３°−ジフェ
ニル−１，１′−ビナフチル−２，２°−ジイル、Ｒ；
Ｈ，ｎ；５である下記構造式（ＶＩ）で表される８体の
光学活性なりラウン化合物５０ｍｇを約８０％のメタノ
ール水溶液に溶解した。

この溶液を、ジフェニルジクロロシランで表面処理を施
した担体である、ケムコ社製ジフェニルシラン処理済み
シリカゲル（粒径７μ）を４φＸ　１００Ｌ　（ｍｍ）
のステンレスカラムに充填したバツクドカラム中に３時
間循環させる。次にこの操作において、循環液に順次水
を加え、循環液中のメタノール含量を順次減少させく最
後の循環液のメタノール含量は約３０％である）、これ
によりほぼ完全にクラウン化合物をカラム中の表面処理
済み担体に吸着させた。

Ｂ：光学異性体の分離 高速液体クロマトグラフ装置（日本分光ＢＩＰ−１型ホ
ン７’、相馬光学Ｓ−３１０１Ａ型ＵＶ検出器、レオダ
インサンプルインジェクター設置）に上記の光学異性体
分離カラムを接続して、アミノ酸のラセミ体を分離させ
た例を分離例−１の表−１左欄に示す。

この場合、溶液液としては１０−２Ｍの過塩素酸水溶液
を流速０．５ｍｌ／ｍｉｎで流し、測定温度は２℃、試
料は一回当り１０−８モルを注入し、その検出はｔｌＶ
　２ＱＱｎｍで行った。

比較例−１ Ａ：光学異性体分離カラムの作製 実施例−１と同じクラウン化合物を、同量、ケムコ社製
オクタデシルシラン処理済みシリカゲルを充填した同様
のカラムに、前記と同様の方法で吸着させた。

Ｂ：光学異性体の分離 実施例−１と同じ機器を使用し、同条件でアミノ酸のラ
セミ体を分離させた例を分離例−１の表−１中欄に示す
。

比較例−２ Ａ：光学異性体分離カラムの作製 実施例−１と同じクラウン化合物を、同量、ケムコ社製
のオクチルシラン処理済みシリカゲルで充填した同様の
カラムに、前記と同様の方法で吸着させた。

Ｂ：光学異性体の分離 実施例−１と同じ機器を使用し、同条件でアミノ酸のラ
セミ体を分離させた例を分離例−１の表−１の右欄に示
す。

分離例−１ 表−１中、ｋ、ｌ、ｋＬ゛、αは各々次の如く定義され
る。

容量比（ｋ、’、ｋＬ”） （対掌体の保持時間）−（デッドタイム）デッドタイム 分離係数（α） より弱く吸着される対掌体の容量比 分離分析においては、分離時間が短い（容量比が小さい
）はど好ましく、また分離係数については、概ね１．２
程度以上あれば十分であり、あまり大きすぎない方が好
ましい。表−１に示す通り、分離の程度を示す分離係数
では、実施例−１、比較例−１は殆ど変わらず、比較例
−２がこれらより若干大きな値を示しているが、実施例
−１、比較例−１の分離係数は全て１．２以上の値をと
っており、既に十分な分離能力があることを示している
。これに対し容量比では、実施例−１が最も小さい値を
示し、比較例−１はその２〜４倍、比較例−２ではその
２〜７倍もの大きな値を示している。特に吸着の強いト
リプトファンでその分析に要する時間を比較してみると
、実施例−１では１時間以内に分析が終了す汐のに対し
、比較例−１では４時間、比較例−２では８時間もの長
時間を必要とする。

このように実施例−１では、比較例−１、比較例−２に
対し、その分離能力を低下させることなく、著しく短い
時間で分離を行うことができる。

〔効　　果〕

前記から明らかなように、本発明の充填剤は、その製造
が容易でかつ低コストである上に、短時間で分離を完了
することができる、極めて優れた光学異性体分離用充填
剤である。また、本発明の充填剤を充填したカラムは、
吸着処理後の溶離液として、純水や揮発性の酸も使用で
きるため、分離対象のアミノ酸溶液として水溶液が使用
できるという利点がある。更に、このカラムは、分析用
の小型のものの他、工業用の大型カラムとして用いるこ
ともできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式（ I ）に示されるシランカップリング剤で
   処理した担体に、光学活性な脂溶性クラウン化合物を吸
   着担持させたことを特徴とする光学異性体分離用充填剤
   。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （Ｙ＾１、Ｙ＾２のうち少なくとも１つはハロゲン、も
   しくは炭素数１〜３のアルコキシ基を示し、残りは水素
   、炭素数１〜３のアルキル基、フェニル基、ヒドロキシ
   基、又は炭素数７〜９のアラルキル基を示す。）