JPH0222093B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粒状セルロースの製造方法に関するも
のである。

ゲル濾過法あるいは分子篩クロマトグラフイー
は対象物質を変質させることなく分離精製できる
特長を有し、蛋白質など不安定な物質の分離法と
して生化学分野で特に重用されている。

この分離法のための濾剤としてゼオライト、ポ
リスチレン樹脂、ポリアクリルアミドゲル、寒天
ゲル、架橋デキストランゲル等が既に用いられて
おり、またセルロース殊に粒状セルロースも用い
られている。

セルロースを粒状ゲルに成形する方法は、特公
昭55−39565、特公昭55−40618に酢酸エステルを
経由する方法が記されており特開昭55−44312に
はチオシアン酸カルシウム塩を用いた溶液から造
粒する方法が記載されている。本発明はこれら方
法とは全く異なつた新たな方法を提供するもので
ある。

本発明は、ジメチルスルホキシド（以下
DMSOと略記する）とパラホルムアルデヒドの
混合物にセルロースを溶解させ、得られた溶液を
これに不活性でDMSOを溶解しない液体中に分
散させ、この分散液を前記溶解分散されたセルロ
ースの凝固剤と混合し、セルロースの分散液滴を
ゲル化凝固させてセルロースゲル粒子を得るもの
である。

原料セルロースには再生セルロース、木綿リン
ター、溶解パルブ等各種の精製セルロースを使用
することができる。セルロースの重合度が溶解操
作の難易に影響し、重合度の高い程溶解しにくく
なる。この点では再生セルロースが有利である。

DMSOは吸湿性であり含水量がセルロースの
溶解に影響する（含水量が多いと溶解しにくくな
る）が、市販の試薬をそのまま使用できる。必要
に応じてモレキユラーシーブス等を加えて乾燥す
るとよい。

DMSOの使用量は、原料のセルロース１重量
部に対して15〜50重量部が適当である。15重量部
より少ないとセルロースの溶解が不完全となるお
それがあり、50重量部より多いときは不必要に多
く不経済である。

セルロースは本来DMSOには不溶性であるが、
パラホルムアルデヒドが存在すればこれがセルロ
ースと反応し、反応生成物がDMSOに溶解する
ものと推測される。

パラホルムアルデヒドの使用量は、原料セルロ
ース１重量物に対して0.8〜10重量部が適当であ
る。0.8重量部より少ないときはセルロースが溶
解しなくなるおそれがあり、10重量部では不必要
に多く不経済である。パラホルムアルデヒドは要
すれば、より多量に使用してもよいが、通常１〜
３重量部で十分である。パラホルムアルデヒドの
最小限の必要量は、DMSOの使用量が多い場合
若干多くする必要がある。例えばセルロース１重
量部に対してDMSOが50重量部に近いときは、
パラホルムアルデヒドを約1.3重量部以上にする
必要がある。

セルロースの溶液を作るには、セルロース、パ
ラホルムアルデヒド及びDMSOを混合し撹拌し
つつ80〜130℃に加熱するとよい。５〜60分程度
でセルロースが溶解する。80℃より低いとセルロ
ースが溶解しにくく、130℃より高いとセルロー
スの溶解した溶液に副反応に起因すると推測され
るにごりが生ずるからである。この際溶解槽内の
空間は不活性気体で置換して行なうことが望まし
い。液中に懸濁したパラホルムアルデヒドが分解
し液中から消失しほぼ透明な溶液が得られるまで
加熱撹拌を続けるのが望ましい。

このようにして得られたセルロース溶液を分散
媒中に分散する。分散媒としては前記セルロース
溶液に不活性でDMSOを実質的に溶解しない液
体であり、更に該セルロース溶液を微小球状に分
散するに適した粘度を持つたものであることが必
要である。このような液体としては液体の脂肪族
又は指環族の炭化水素がある。

通常の回転翼式撹拌機を用いて良好な分散状態
を得るためには流動パラフインが最適であるが機
械油、灯油、リグロイン、ヘキサン等各種の石油
系炭化水素油を使用できる。芳香族系のものは望
ましくない。

使用する分散媒の量は、前記セルロース溶液に
対して、２ないし８倍量が適当である。分散媒に
はソルビタントリオレエート等の界面活性剤を約
３％程度加えておくのがよい。分散媒、界面活性
剤の使用量を増せばビーズ状で細かいゲル粒子が
得られ使用量を減じれば不定形で粗い顆粒ゲルが
得られる。

セルロース溶液の比重が高く分散粒子は分散媒
中で沈降する傾向が強いので良好な分散状態を得
るために強制上昇流を生じさせる撹拌方式を採用
することが望ましい。

この分散をするときの系の温度はDMSOが凝
固しない温度ないし80℃が適当である。

前記凝固剤としては、前記溶解分散されたセル
ロース（又はその誘導体）と非反応性のものと反
応性のものとがある。

前記非反応性凝固剤は、該セルロース（又はそ
の誘導体）を溶解せずDMSOによく溶ける物質
である必要がありDMSOと非反応性であること
が望ましい。そのようなものの例としては水及び
液体のアルコール、殊に炭素数１〜３の１価アル
コール、酢酸エチル、アセトン等を挙げることが
できる。

前記反応性凝固剤は、DMSOと非反応性であ
ることが望ましく（そうでなければDMSOの回
収率が悪くなる）、DMSOに溶けても、不溶でも
よい。好ましくはセルロースを架橋するものがよ
い。このようなものの例としては一般式R₂SiX₂
（ここに、RX、水素又は炭素数１〜４のアルキ
ル基、Ｘはハロゲン又は炭素数１〜３のアルコキ
シ基であり、Ｒ及びＸは各々同一分子内に複数存
在するときは互に異なつたものであつてもよい）
で表わされる化合物、エピクロルヒドリン、ジク
ロルヒドリン、ジエポキシブタン、ジアルデヒド
及びジイソシアナートの如き２官能性化合物の内
から選ばれた少くとも１種を挙げることができ
る。

前記凝固剤は、常温で分散液に滴下して加えれ
ばよい。

凝固剤に水を用いる場合には石鹸等の界面活性
剤を少量添加するのが望ましい。セルロースの溶
解に用いたジメチルスルホキシドの0.5ないし２
倍量の水を滴下すれば十分である。逆に大量の凝
固剤を撹拌しながらその中に分散液を注いで凝固
粒子を得ることもできる。

ジメチルジクロルシラン等の反応性凝固剤を用
いる場合はセルロース１重量部に対し0.1〜10重
量部を用いるとよい。多く使用すればゲル濾過剤
としての排除限界分子量の小さい粒子が得られ少
量用いればその値の大きい軟かい粒子が得られ
る。この使用量を加減して排除限界分子量、膨潤
性を調節することができる。本発明において、反
応性凝固剤と水等を併用することもでき、この場
合には相互の反応を避けるため反応性凝固剤を先
に滴下する必要がある。

凝固剤の滴下が終つた後、濾過等の方法により
分散媒等を除き、凝固粒子を石油エーテル、アル
コール、水等で順次洗浄、抽出するなどの方法で
精製する。

前記凝固の工程においてセルロースはある程度
再生されるが、好ましくは凝固の後に50〜95℃の
温水中で更に再生するとよい。

本発明の方法によればゲル濾過に際し操作の容
易な顆粒状の濾剤が得られ真球状の粒子のものを
製造することもできる。また高分子量物質の分離
に適する排除限界分子量（lim MW）の高いも
の即ちゲルクロマトグラフイー法によりポリエチ
レングリコールで測定した排除限界分子量10⁵程
度のものからlimMW＝10³程度のものまで目的に
適した各種のグレードのものを任意に製造するこ
とができる。材質がセルロースであることに併い
化学薬品に対する安定性が高く加熱による変質も
少く、分離操作に於て生物体に有害な物質が混入
するおそれもない等の特長を有する。

実施例 １ 三酢酸セルロースから得た再生セルロース５ｇ
とパラホルムアルデヒド９ｇ、ジメチルスルホキ
シド95ｇを１の三口フラスコ中で混合し約115
℃で10分間撹拌して透明溶液を得室温に冷却の
後、ソルビタントリオレエート３％を混合した流
動パラフイン600mlを加え、激しく撹拌して分散
させた。この分散液にニツサンシントレツキス界
面活性剤の１％水溶液100mlを滴下ロートから約
1hrかけて滴下した。凝固粒子を濾過しシクロヘ
キサン、イソプロピルアルコール及び水を用いて
順次三回づつ洗浄の後水300ml中に粒子を分散さ
せ約95℃に加熱しつつ１時間撹拌して精製した。
これを濾過して乾燥分4.7ｇの含水セルロースゲ
ル粒子約35ｇを得た。粒子は約50〜500μの径の
球であつた。

実施例 ２ 乾燥した溶解パルプ片５ｇとジメチルスルホキ
シド195ｇをフラスコに入れて約120℃に加熱し２
時間30分撹拌した。この間パラホルムアルデヒド
45ｇを４回に分けて添加しやや濁つた溶液を得
た。0.7％のソルビタンモノオレエートを含有す
る流動パラフイン600mlを室温で加えて撹拌し分
散させた。これに水100mlを40分間で滴下し粒子
を凝固させ、濾過しメチルシクロヘキサンとイソ
プロピルアルコールで洗浄の後イソプロピルアル
コール200ml中に分散させ80℃で１時間加熱撹拌
した。これを濾過しイソプロピルアルコールと水
で順次洗浄の後水300mlに分散させ95℃で１時間
加熱撹拌し濾過水洗した。顆粒状の含水セルロー
スゲル約28ｇが得られた。このものの水中膨潤度
は12ml／乾燥重量（ｇ）であり、排除限界分子量
（ゲルクロマトグラフイー法によりポリエチレン
グリコールを用いて測定。以下同じ）約６×10⁴
であつた。

実施例 ３ 再生セルロース５ｇをパラホルムアルデヒド10
ｇ及びジメチルスルホキシド95ｇと混合し120℃
で１時間撹拌して溶解させた。この溶液にピリジ
ン26ｇを加えソルビタンモノオレエート0.5％含
有流動パラフイン300mlと混合して分散させメチ
ルシクロヘキサンで倍量に稀釈したジメチルジク
ロルシラン8.5ｇを室温で約30分間で滴下した。
さらに30分間撹拌した後濾過し、ゲル粒子を実施
例２と同様に処理し精製した。球状の含水ゲル微
粒子約29ｇが得られた。

排除限界分子量は約５×10³であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セルロースを、その１重量部に対し、0.8〜
   10重量部のパラホルムアルデヒドと15〜50重量部
   のジメチルスルホキシド（以下DMSOと略記す
   る）の混合液に溶解し、得られた溶液をこれに不
   活性でDMSOを実質的に溶解しない液体中に分
   散させ、この分散液を前記溶解分散されたセルロ
   ースの凝固剤と混合し、セルロースの分散液滴を
   ゲル化凝固させ必要に応じて温水で再生させるこ
   とを特徴とする粒状セルロースゲルの製造方法。 ２ 第１項記載の方法において、前記分散媒が液
   体炭化水素であることを特徴とする前記方法。 ３ 第２項記載の方法において、前記液体炭化水
   素が流動パラフインであることを特徴とする前記
   方法。 ４ 第１項ないし第３項のいずれかに記載の方法
   において、前記凝固剤が前記溶解分散されたセル
   ロースと非反応性で、これらを溶解せずDMSO
   によく溶けDMSOと非反応性の物質であること
   を特徴とする前記方法。 ５ 第４項記載の方法において、前記凝固剤が水
   又は液体アルコールであることを特徴とする前記
   方法。 ６ 第１項ないし第３項のいずれかに記載の方法
   において、前記凝固剤が前記溶解分散されたセル
   ロースと反応性でDMSOと非反応性の物質であ
   ることを特徴とする前記方法。 ７ 第６項記載の方法において、前記凝固剤が一
   般式R₂SiX₂（ここにＲはＸ、水素又は炭素数１〜
   ４のアルキル基であり、Ｘはハロゲン又は炭素数
   １〜３のアルコキシ基であり、Ｒ及びＸは各々同
   一分子内に複数存在するときは互に異なつたもの
   であつてもよい）で表わされる化合物、エピクロ
   ルヒドリン、ジクロルヒドトリン、ジエポキシブ
   タン、ジアルデヒド及びジイソシアナートの内か
   ら選ばれた少なくとも１種であることを特徴とす
   る前記方法。 ８ 第７項記載の方法において、前記凝固剤が一
   般式R₂SiX₂で表わされる化合物のうちの少なく
   とも１種であることを特徴とする前記方法。 ９ 第８項記載の方法において、前記一般式
   R₂SiX₂で表わされる化合物が四塩化珪素、ヒド
   ロトリクロロシラン又はジメチルジクロロシラン
   であることを特徴とする前記方法。