JPH01250059A - クロマトグラフィー用充填剤の製造方法 - 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、高速液体クロマ１−グラフィーや超臨界クロ
マトグラフィー等における充填剤として好適に用いられ
るクロマトグラフィー用充填剤の新規製造方法に関する
。

〔従来の技術〕

高速液体クロマトグラフィー用の充填剤として、シリカ
ゲル表面のシラノール基に疎水性のアルキル基、特にオ
クタデシル基（ｃｔｅＨ１７）を導入したものが多用さ
れているが、このシリカゲルに疎水性のアルキル基を導
入した充填剤を製造する場合、アルコキシル基を示す、
） で表わされる化合物を反応させる方法が一般に採用され
ている（下記反応式（Ｂ）参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した方法でシリカゲルにアルキル基を導入
したクロマトグラフィー用充填剤を製造した場合、シリ
カゲル表面の全てのシラノール基には（Ａ）式の化合物
が結合せず、シリカゲル表面にはかなりの数のアミン類
等の塩基性化合物に対して活性なシラノール基が残存す
る。このため、従来の製法による充填剤を用いてクロマ
トグラフィーによってアミン類等の塩基性化合物の分析
を行なう場合、塩基性化合物がシラノール基に強く吸着
し、このため、塩基性化合物の溶出が著しく遅れたり、
塩基性化合物のピークがテーリングするなど、塩基性化
合物を正確に分離、検出できないという問題がある。こ
の点を解決するため、上述した方法でシリカゲルにアル
キル基を導入した後、エンドキャップ操作を施すことに
より残存する未反応活性シラノールを不活性化すること
も行なわれており、これによって得られた充填剤は。

塩基性化合物の分離、検出の点では向上するが、未だ不
完全である上、更に今度はフェノール類を分析する場合
にフェノール類のピークがテーリングし１分析が不正確
になるという問題が生じる。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、シリカゲル
の表面にアルキル基を導入したクロマトグラフィー用充
填剤の製造方法において、シリカゲル表面に残存するシ
ラノール基を可及的に減少させることができ、従ってア
ミン類等の塩基性化合物に対して十分不活性でアミン類
等の塩基性化合物の分析をより正確に行なうことができ
ると共に、エンドキャップを行なった場合でもフェノー
ル類のピークのテーリングが生じることのない充填剤の
製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は、上記
目的を達成するため、シリカゲルに下記式（１）又は（
２） （但し、　　（１）、　（２）式においてＲ１及びＲ２
はそれぞれ炭素数１〜３０のアルキル基もしくはシクロ
アルキル基、フェニル基、ＣＮ　−Ｒ３−基又はＲ″ Ｒ’　−Ｎ　−Ｒ’−基（Ｒ３及びＲ４はそれぞれ炭素
数１〜３０のアルキレン基、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ炭
素数１〜１ｏのアルキル基又は水素原子である）、Ｘｌ
及びＸ２はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又は水酸基
、ｎは１〜１８、ｍは３〜２ｏの整数を示す。） る。

本発明によれば、シリカゲル表面のシラノール基が（１
）式又は（２）式の化合物と良好に結合し、残存シラノ
ール基が殆んど存在しなくなるため、アミン類等の塩基
性化合物に対して極めて不活性な充填剤を得ることがで
きるものである。その理由は明確ではないが、上記（１
）式又は（２）式の化合物がシリカゲル表面の２つのシ
ラノールと結合して橋かけ構造をとるためではないがと
思われる。また、本発明によれば、このように（１）式
又は（２）式の化合物がシリカゲル表面のシラノール基
の殆んど良好に反応、結合し、未反応シラノール基は極
めて少ないものであるが、なお、残存するシラノール基
をエンドキャップした場合でも、従来にみられたように
フェノール類を分析する場合にピークがテーリングする
という不都合が生じ難いものである。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

本発明のクロマトグラフィー用充填剤の製造方法は、上
述したようにシリカゲルに（１）式又は（２）式の化合
物を反応させるものである。

ここで、（１）式及び（２）式の化合物においてＲ１〜
Ｒ’、ｘｌ、　ｘ２及びｎの定義は上述した通りである
が、Ｒ１及びＲ２のアルキル基、シクロアルキル基並び
にＲ３及びＲ４のアルキレン基としては炭素数が１〜１
８．特に１，３，４，８，１２又は１８であることが好
ましく、また　Ｒ５及びＲ６のアルキル基はメチル基で
あることが好ましい。この場合、Ｒ１及びＲ２の一方が
炭素数１〜２０のはメチル基であることが好ましい。更
に、ｎは１〜３、ｍは３〜５であることが好適である。

なお、上記アルキル基、シクロアルキル基、アルキレン
基は直鎖構造のものでも分枝を有する構造のものでもよ
い。

上記（１）式又は（２）式の化合物として、具体的には
下記式（１ａ）又は（２ａ） ′ｐ７ （但し、　（ｌａ）、　（ｌｂ）式において、Ｒ７及び
Ｒ８はそれぞれ炭素数１〜２０、より好ましくは１，３
，４゜８．１２，１８のアルキル基、シクロアルキル基
。

フェニル基、ＣＮ　−Ｒ”−基又はＮ　Ｒ２−Ｒ１０−
基（Ｒ１及びＲｌｇはそれぞれ炭素数１〜２０、より好
ましくはｌ、３，４，８，１２．１８のアルキレン基で
ある。）、ａは３〜５の整数を示す、）で示される化合
物を好適に使用し得る。

また、本発明に用いるシリカゲルの粒子形状に制限はな
く、球状、破砕状等の適宜形状のものが使用され、更に
粒径、細孔の大きさ１表面積なども本発明充填剤の使用
目的等に応じて適宜選定されるもので、通常のクロマト
グラフィー充填剤用として使用されるものが好適に用い
られる。

本発明において、シリカゲルに（１）式又は（２）式の
化合物を反応させる方法に限定はないが、気相法又は液
膜法が好適に採用される。気相法においては、シリカゲ
ル表面に（１）式又は（２）式の化合物を適宜方法で付
着させたものを不活性ガス又は真空雰囲気中に封入し、
２５０〜４５０℃、特に２８０〜３９０℃において０．
５〜１００時間程度反応させることが好ましい。液膜法
においては、（１）弐又は（２）式の化合物を適宜溶媒
に溶解した溶液中に懸濁し、この溶液に触媒を添加した
後、溶媒を留去し、空気又は不活性ガス雰囲気中におい
て常圧〜５０ｋｇ／ａＪの圧力下５０〜３００℃、特に
１００〜２８０℃で０．５〜１０時間程時間路させるこ
とが好ましい、ここで、上記触媒としてはテトラメチル
アンモニウムヒドロキサイド、テトラブチルアンモニウ
ムヒドロキサイド等の第四級アンモニウムヒドロキサイ
ド、水酸化セシウム。

水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムと
クラウンエーテルとの混合触媒、水酸化ナトリウムとク
ラウンエーテルとの混合触媒等が好適に使用され、その
使用量はシリカゲル重量に対し０．１〜２０重量％とす
ることが好ましい。なお、上記（１）式又は（２）式の
化合物の使用量は、シリカゲル重量に対して１０〜１０
０重量％とすることができる。また、上記気相法又は液
膜法で得た本発明充填剤は適宜方法で精製することがで
きる。

上記方法により製造した本発明充填剤には、必要に応じ
シリル化剤等を用いてエンドキャップを行なうことがで
きる。特に、（１）式又は（２）式の化合物においてＲ
１又はＲ２が例えばメチル基、プロピル基、フェニル基
、オクチル基のように分子量が比較的小さい場合にはシ
リカゲルに（１）式又は（２）式の化合物を反応させる
だけで未反応シラノール基が極めて少ない高度に不活性
化された充填剤の製造が可能であるが、Ｒ１又はＲ２が
例えばオクタデシル基のように分子量が大きい場合には
従来法に比較して未反応シラノール残存量は少ないもの
の、なお若干の未反応シラノール基が残る場合があるの
で、エンドキャップを行なうことが好ましい。この場合
、後述する実験に示したように、エンドキャップを行な
ってフェノール類を分析してもピークのテーリングは生
じないので、本発明においてエンドキャップは有効な手
段である。

ここで、エンドキャップは、シリカゲルと（１）式又は
（２）式の化合物を反応させて得られた充填剤にシリル
化剤等を常法により作用させることによって行なわれる
が、この場合シリル化剤としてはオクタメチルシクロテ
トラシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジ
クロロシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルシ
リルクロライド、Ｎ−トリメチルシリルアセタミド、Ｎ
、Ｏ−ビス（トリメチル）アセタミド。

Ｎ−メチル−Ｎ−トリメチルアセタミド、Ｎ−メチル−
Ｎ−トリメチルシリル−トリフロロアセタミド、Ｎ−ト
リメチルシリルジメチルアミン、Ｎ−トリメチルシリル
ジエチルアミン、ビス（トリメチルシリル）トリフロロ
アセタミド、Ｎ−トリメチルシリルイミダゾール、テト
ラメチルジシラザン、ｔ−ブチルジメチルクロロシラン
。

ＭＴＢＳＴＦＡ（ＣＦ、Ｃ０Ｎ（ＣＨ，）ＳＬ（ＣＨ３
）、Ｃ（ＣＨ，）３、ＭＴＢＳＴＦＡ＋１％ｔ−ＢＤＭ
Ｃ３等の１種又は２種以上が使用され、特にオクタメチ
ルシクロテトラシロキサンを用いたり、ヘキサメチルジ
シラザンとトリメチルシリルクロライドとを併用するこ
とが好ましい。なお、エンドキャップは２回以上行なっ
ても差支えない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、シリカゲルに上
記（１）式又は（２）式の化合物を反応させることによ
り、シリカゲル表面の残存シラノール基が可及的に減少
し、アミン類に対して不活性でアミン類を正確に分析す
ることが可能であると共に、エンドキャップを行なって
も、フェノールのピークのテーリングが生じることがな
く、薄層クロマトグラフィー、カラムクロマトグラフィ
ー、逆相高速液体クロマトグラフィー、超臨界クロマト
グラフィー用等として好適に使用し得るクロマトグラフ
ィー用充填剤を製造することができるものである。

以下実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発
明は下記実施例に限定されるものではなし）。

〔実施例〕

実施例１〜５の本発明充填剤を下記方法により製造した
。なお、すべての実施例においてシリカゲルは野村化学
社製テベロジル（粒径５戸、細孔径１００人）を塩酸洗
浄して使用した。

実施例Ｉ　　ＣＨ３結合シリカゲルの製造−に懸濁し、
ロータリエバポレーターでペンタンを留去する。これを
ガラスアンプルに入れ、アンプル内を窒素ガスで置換し
、減圧状態で封管した後、３８０℃で４０時間反応させ
、クロマトグラフィー用充填剤を得た。

反応後室温まで冷却して開封し、充填剤をジクロロメタ
ンで洗浄した後、乾燥し、これを内径４．６ｎｎ、長さ
１５０のカラムに充填した。このカラムの性能をナフタ
レンを用いて高速液体クロマトグラフィーにより評価し
た。また充填剤の不活性度を評価するため、高速液体ク
ロマトグラフィーによりピリジンとフェノールとの混合
溶液の分析を行なった。

この場合、ナフタレンの測定においてはカラムの性能を
理論段数で評価し、ピリジン及びフェノールの測定にお
いてはカラムの性能をピリジンとフェノールとの相対保
持値で評価した。この相対保持値は、クロマトグラムに
おいて充填剤に全く保持されずに溶出するウラシルのピ
ークとフェノールのピークとの距離に対するウラシルの
ピークとピリジンのピークとの距離の割合であり、この
値が小さいほどアミン類の溶出が速く、充填剤がアミン
類に対して不活性であることを示す。

分析条件 溶離液：〔ナフタレンの分析〕 アセトニトリル／水（５０１５０） 〔ピリジン、フェノールの分析〕 アセトニトリル／水（２０／８０） 流　量：　１　ｄｉ　／　ｍｉｎ 波　長：２５４ｎｍ 分析結果 ■ナフタレン クロマトグラム：第１図 理論段数：　７７０６ ■ピリジン及びフェノール クロマトグラム：第２図 相対保持値：０．３４０５ ｍλ−フェニル結合シリカゲルの製造 シリカゲル２．５ｇをテトラフェニルテトラメ溶液２０
ａＱに懸濁し、以下実施例１と同様の方法でフェニル基
結合シリカゲル（クロマトグラフィー用充填剤）を合成
し、同様にカラム性能及び不活性化度の評価を行なった
。

分析条件 溶離液：〔ナフタレンの分析〕 アセトニトリル／水（５０１５０） 〔ピリジン、フェノールの分析〕 アセトニトリル／水（３０／７０） 流　量：　１　ｍＱ　／　ｍｉｎ 波　長：２５４ｎｍ 分析結果 ■ナフタレン クロマトグラム：第３図 理論段数：６１７７ ■ピリジン及びフェノール クロマトグラム：第４図 相対保持値：０．４５２３ 失族剪菱　Ｃ，Ｈｌ、結合シリカゲルの製造メチルオク
チルジクロロシラン５０ｇをエチルエーテル１００ｍＱ
に溶解し、エチルエーテル１００蔵と蒸留水２００−と
の混合溶媒中に攪拌しながら徐々に滴下する。攪拌しな
がら室温で一夜反応させた後、生成物をクロロホルム３
００ｄで抽出する。クロロホルム層を蒸留水３０ｍＱで
３回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで脱水濾過を行
なう。次に溶媒を留去し、１６０℃で２４時間加熱゛　
　した後、真空蒸留を行なう。１．５ｎｎＨｇで２５０
〜２５６℃に加熱して留分を取る（４．５ｇ）。

ＩＲにより上記化合物であることを確認した。

（２）Ｃ８Ｈ１□結合シリカゲルの合成シリカゲル２．
５ｇを上記テトラオクチルテトラメチルシクロシロキサ
ンの４％ペンタン溶液２０ｍＱに懸濁した後、実施例１
と同様にガラスアンプルに封入する。これを３９０℃で
２０時間反応させてＣ，Ｈ，、結合シリカゲル（クロマ
トグラフィー用充填剤）を合成した。ナフタレンを用い
てカラム性能の評価及びピリジンとフェノールの分析に
より不活性度の評価を行なった。

分析条件 溶離液：〔ナフタレンの分析〕 アセトニトリル／水（５０１５０） 〔ピリジン、フェノールの分析〕 アセトニトリル／水（３０／７５） 流　量：１ｍＱ／ｗｉｎ 波　長：２５４ｎｍ 分析結果 ■ナフタレン クロマトグラム：第５図 理論段数：８４２６ ■ピリジン及びフェノール クロマトグラム：第６図 相対保持値：０．４８４９ ス」１例Ａ−ｃ工、Ｈ３□結合シリカゲルの合成メチル
オクタデシルジクロロシラン５０ｇを実施例３の■と同
様にして加水分解及び縮合反応を行なった後、クロロホ
ルム３０ｄに溶解してアセトン４００ｍ１ｌの中に攪拌
しながら滴下して再沈を行ない、次いで沈殿物を濾過し
、真空乾燥を行なって目的物を得る。

ＩＲによりｎ＝３と４の混合物であることを確認した。

（２）　Ｃｘ５Ｈｉｔ結合シリカゲルの合成シリカゲル
Ｌｏｇを上記メチルオクタデシルシクロシロキサンの１
０％のペンタン溶液６０ｄに懸濁した後、ペンタンを完
全に留去する。これを窒素気流中３００℃で４０時間反
応させた後、トルエン及びペンタンで洗浄してクロマト
グラフィー用充填剤を得た。これをカラムに充填した後
、実施例１と同様にカラム性能及び不活性化度の評価を
行なった。

分析条件 ？８離液：〔ナフタレンの分析〕 アセトニトリル／水（６０／４０） 〔ピリジン、フェノールの分析〕 アセトニトリル／水（３０／７０） 流　量目ｄ／ｌｌｌ１ｎ 波　長：２５４ｎｍ 分析結果 ■ナフタレン 理論段数：１３６０８ ■ピリジン及びフェノール 相対保持値：０．３８９０ 〔３〕エンドキヤツプ 上記〔２〕で得た充填剤を１２０℃で真空乾燥した後、
次の３方法でエンドキャップを行なった。

Ａ法：オクタメチルシクロテトラシロキサンの１０％ペ
ンタン溶液に懸濁した後ペンタンを留去する。これをガ
ラスアンプルに封入し、３６０℃で４０時間反応させる
。次にエチルエーテルで洗浄する。

Ｂ法：トルエン２０ｍＱに懸濁し、ヘキサメチルジシラ
ザン５ａＱ、トリメチルシリルクロライドＩＩＩＩＱを
添加し、２０時間還流を行なう。

次にトルエン、メチルアルコール、エチルエーテルで順
次洗浄する。

Ｃ法：オクタメチルシクロテトラシロキサンの１０％ペ
ンタン溶液に懸濁した後、ペンタンを留去する。これを
ガラスアンプルに封入し、３００℃で４０時間反応させ
る。ゲルをガラスアンプルから取り出し、トルエン２０
ｄに懸濁し、ヘキサメチルジシラザン５ｍ１ｌ、トリメ
チルシリルクロライド１−を添加し、２０時間還流を行
なう。次にトルエン、メチルアルコール、エチルエーテ
ルで順次洗浄する。

次に、これらの充填剤を乾燥した後、長さ１５１、内径
４．６ｃｍのカラムに充填し、ナフタレンを用いてカラ
ム性能の評価を、またピリジン、フェノールの分析によ
り不活性度の評価を行なった。

分析条件 溶離液：〔ナフタレンの分析〕 アセトニトリル／水（６０／４０）　１ｍＱ／ｍｉｎ〔
ピリジン、フェノールの分析〕 アセトニトリル／水（３０／　７０　）　１　ｍＱ／ｍ
ｉｎ波　長：２５４ｎｍ 分析結果 １、Ａ法によるカラム ■ナフタレン クロマトグラム：第７図 理論段数：１３６０８ ■ピリジン及びフェノール クロマトグラム：第８図 相対保持値：０．３８９０ ２、Ｂ法によるカラム ■ナフタレン クロマトグラム：第９図 理論段数：１３４５６ ■ピリジン及びフェノール クロマトグラム：第１０図 相対保持値：０．４６４０ ３、Ｃ法によるカラム ■ナフタレン クロマトグラム：第１１図 理論段数：１０４７１ ■ピリジン及びフェノール クロマトグラム：第１２図 相対保持値：０．３３４５ ス」１的ｊ−ｃｌ、Ｈ，、結合シリカゲルの製造シリカ
ゲル２．５ｇをメチルオクタデシルシクロシロキサンの
１０％エチルエーテル溶液１５ｍＱに懸濁し、これに１
０％テトラブチルアンモニウムヒドロキサイドのメタノ
ール溶液を１　ｍＱ添加した後、溶媒を留去する。２０
０℃で３時間反応行なった後、ゲルをメタノール及びエ
チルエーテルで洗浄して乾燥を行ない、クロマトグラフ
ィー用充填剤を得た。

これを内径４．６ｍ、長ｎ１５ｃｍのカラムに充填し、
トルエンを用いてカラム性能を評価した。

分析条件 溶離液ニアセトニトリル／水（６０／４０）流　量：　
１　ｍＱ　／　ｌｉｎ 波　長：２５４ｎｍ 分析結果（ナフタレン） クロマトグラム：第１３図 理論段数：１３８８２ 以上実施例１〜５の結果より、本発明充填剤はアミン類
に対して極めて不活性であることが認められると共に、
クロマトグラムから明らかなようにフェノールのピーク
がテーリングしないものであった。また、アミン類に対
する不活性度はピリジンピークのテーリングファクター
でも評価することができ、テーリングの少ない方が不活
性度が高いものであるが、クロマトグラムから明らかな
ようにピリジンのピークのテーリングは少なく、本発明
充填剤がアミン類に対して不活性であることが確認され
た。

なお、本発明ＯＤＳ充填剤（Ｃ工、Ｈ３□結合シリカゲ
ル）及び市販ＯＤＳ充填剤（同上）をそれぞれ用いて下
記条件により分析を行なった場合のピリジンとフェノー
ルとの相対保持値並びにピリジン及びフェノールのテー
リングファクターを下記第１表に示す。

分析条件１ 試　料：ウラシル　　１００■ ナフタレン　１０００■ 溶離液ニアセトニトリル／水（６０／４０）１ｍＱ／ｗ
ｉｎ 波　長：２５４ｎｍ 分析条件２ 試　料：ピリジン　　６００■ フェノール　４０００■ 溶離液ニアセトニトリル／水（３０／７０）ｌ　ｍＱ　
／　ｍｉｎ 波　長：２５４ｎｍ 第１表の結果より、本発明方法で製造した○ＤＳ充填剤
はピリジンとフェノールとの相対保持値及びピリジンテ
ーリングファクターが小さく、アミン類に対して不活性
であること、及び市販品及び従来品はエンドキャップが
良いものほどフェノールピークがテーリングするが、本
発明品はフェノールピークがないことが認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１３図はそれぞれ本発明充填剤を用いて高
速液体クロマトグラフィーを行なったときのクロマトグ
ラムである。 出願人　　財団法人　化学品検査協会 代理人　　弁理士　　小　島　隆　同 第１図　、　　　　第２図 含 第５図　　　　　　　第６図 グ セ゛ シ　　　　　　　　　　　　　　１ 第１３図 １し　　　　セ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリカゲルに下記式（１）又は（２） ▲数式、化学式、表等があります▼……（１） ▲数式、化学式、表等があります▼……（２） （但し、（１），（２）式においてＲ＾１及びＲ＾２は
   それぞれ炭素数１〜３０のアルキル基もしくはシクロア
   ルキル基、フェニル基、ＣＮ−Ｒ＾３−基又は▲数式、
   化学式、表等があります▼（Ｒ＾３及びＲ＾４はそれぞ
   れ炭素数１〜３０のアルキレン基、Ｒ＾５及びＲ＾６は
   それぞれ炭素数１〜１０のアルキル基又は水素原子であ
   る）、Ｘ＾１及びＸ＾２はそれぞれ水素原子、ハロゲン
   原子又は水酸基、ｎは１〜１８、ｍは３〜２０の整数を
   示す。） で表わされる化合物を反応させて、シリカゲル表面に▲
   数式、化学式、表等があります▼を導入することを特徴
   とするク ロマトグラフィー用充填剤の製造方法。