JPH038511B2

JPH038511B2 -

Info

Publication number: JPH038511B2
Application number: JP57198746A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kumamoto; Toshinori Tsutsumi; Joji Tanaka
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1982-11-12
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1991-02-06
Also published as: JPS5988655A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はヒドロキシル基を有する粒状担体をシ
ラン化合物で処理してクロマトグラフ用充填剤を
製造する方法の改良に関するものである。シリカゲル，アルミナゲル等の多孔質乃至は非
多孔質の微粒子又は粗粒子をシラン化合物で処理
して、粒子表面のヒドロキシル基にシラン化合物
を結合させて改質したクロマトグラフ用充填剤は
公知である。例えば、水系ゲルパーミエーシヨンクロマトグ
ラフ用充填剤の場合は、担体の表面をシラン化合
物でシリル化して有機官能基を導入した後、更に
親水性の有機官能基を導入する。粒子表面のヒド
ロキシル基とシラン化合物を結合させるのは一般
に困難で、かなりの量のヒドロキシル基が残存す
るが、シラン化合物の結合量が十分でないと分離
性能が悪い。また、残存ヒドロキシル基は遊離のままにして
おくと、カラムに使用した場合分離目的物が強く
吸着されてカラム外に出てこないので、例えば低
級シラン化合物で処理して殺すという副次的な操
作が必要となる。本発明者等は、上記事情に鑑み種々検討の結
果、粒状担体にシラン化合物を反応させる際に、
水と塩基性物質の両者を添加すると、シラン化合
物の導入量が著しく向上することを見出し、この
知見に基づき本発明を完成した。すなわち、本発明の要旨は、有機溶媒の存在下
ヒドロキシル基を有する粒状担体にシラン化合物
を反応させる際に、水及び塩基性物質を添加する
ことを特徴とするクロマトグラフ用充填剤の製法
に存する。以下本発明を詳細に説明するに、本発明に用い
られる粒状担体は、表面にヒドロキシル基を有す
る多孔質及至は非多孔質の微粒状物又は粗粒状物
であればよい。通常、形状は球状及至は破砕状
で、平均粒径2μm〜２mm、表面積１〜800m²／ｇ、
平均細孔径30〜4000Å程度のものである。具体的には、例えば、シリカ，アルミナ，シリ
カ・アルミナ，マグネシア，チタニア等の金属酸
化物の水和物（シリカゲル・アルミナゲル等）：
チタン、ジルコニウム，トリウム，モリブデン、
鉄、コバルト，ニツケル等の金属の水酸化物等が
挙げられ、更には、ケイソウ土、ガラス、砂、ア
ルミノケイ酸塩、石英、粘土なども使用しうる。これら粒状担体（以下単に担体と称する）はそ
の表面にヒドロキシル基を有していることが特徴
である。担体のヒドロキシル基含有量は使用目的
に応じて適宜に選択することができる。担体は使
用に先立ち、100〜200℃で数時間、乾燥しておく
のが望ましい。担体のヒドロキシル基含有量は、
多孔質の微粒状物の場合通常0.5〜４個／100Å平
方程度である。シラン化合物としては、担体の表面のヒドロキ
シル基と置換反応可能なアルコキシ基又はハロゲ
ン基を少なくとも１つ有するものであり、具体的
な化合物としては例えばメチルトリクロルシラ
ン，ジメチル・ジクロルシラン，メチル・トリメ
トキシシラン，メチル・トリエトキシシラン，エ
チル・トリクロルシラン，トリエチル・クロルシ
ラン，エチル・トリエトキシシラン，３−クロロ
プロピル・トリメトキシシラン、ヘキシル・トリ
エトキシシラン，オクチル・トリクロルシラン，
ドデシル・メチルジエトキシシラン，オクタデシ
ル・トリクロルシラン、３−アセトキシプロピ
ル・トリメトキシシラン、８−アセトキシオクチ
ル・トリメトキシシラン，ビニルトリクロルシラ
ン，ビニル・トリエトキシシラン，ビニル・トリ
ス（２−メトキシエトキシ）シラン，アリル・ト
リエトキシシラン，アミル・トリエトキシシラ
ン，３−メタクリロキシプロピル・トリメトキシ
シラン、18−アクリロキシ・オクタデシル・トリ
エトキシシラン、３−アミノプロピル・トリエト
キシシラン，Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノ
プロピル・トリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノ
エチル）−３−アミノプロピル・メチルジメトキ
シシラン，３−メルカプトプロピル・トリメトキ
シシラン，フエニル・トリエトキシシラン、３−
グリシドキシプロピル・トリメトキシシラン、３
−グリシドキシプロピル・ジメチルメトキシシラ
ン、３−グリシドキシプロピル・ジメチルクロル
シラン、などが挙げられる。これらシラン化合物
は目的によつて使い分けられるが、水系ゲルパー
ミエーシヨンクログラフ用には３−グリシドキシ
プロピル・トリメトキシシランなどのエポキシ環
を有するものあるいは８−アセトキシオクチル−
トリメトキシシランなどのアセトキシ基を有する
ものが好ましく用いられる。シラン化合物の使用量は、担体の表面に存在す
るヒドロキシル基をできるだけ全部化学結合させ
るのに充分な量であればよく、担体およびシラン
化合物の性質に応じて適宜に変更しうるが、担体
が含有するヒドロキシル基に対して0.5〜50倍当
量、好ましくは0.5〜10倍当量のシラン化合物が
使用される。反応系へ添加する水の量は、水の添加量に応じ
てシラン化合物の結合量が増加するので、目的と
するシラン化合物の結合量に応じて選定するが、
あまり少量では所期の効果が得られないので、通
常担体1g当り0.001〜１・０ml、好ましくは0.01
〜0.1mlの範囲で実施される。水と共に添加する塩基性物質としては、アミン
類、窒素原子を有する複素環化合物、アルカリ金
属の炭酸塩、水酸化物など種々のものが用いられ
る。中でもPKa4〜11程度の弱塩基性物質を用い
たものは、特に蛋白質分離能が優れている。弱塩基性物質の具体例としては、例えばメチル
アミン，ジメチルアミン，トリメチルアミン，エ
チルアミン，ジエチルアミン，トリエチルアミ
ン、ｎ−プロピルアミン，ｎ−ブチルアミン、ｎ
−アミルアミン、ｎ−ヘキシルアミン、ｎ−オク
チルアミン、ｎ−デシルアミン，ラウリルアミ
ン，エチレンジアミンなどの脂肪族第１級〜第３
級アミン類、アニリン，ジフエニルアミン，トリ
フエニルアミンなどの芳香族アミン類、ピロリジ
ン、ピペリジン，モルホリン，ピリジン，キノリ
ンなどの窒素原子を有する複素環式化合物、およ
びアンモニア、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等
の窒素原子を有する化合物が挙げられる。塩基性
物質の添加量はあまり少量では所期の効果が得ら
れないので通常担体1g当り１×10^-7mo1以上添加
するが、あまり多量添加しても効果はそれ程向上
しないので、好ましくは１×10^-5〜１×10^-2mo1
の範囲で実施される。担体とシラン化合物等との反応は、トルエン，
キシレン，イソオクタン、ｎ−ヘキサンなどの反
応試薬に対し不活性な溶媒の存在下で行なわれる
が、担体と反応剤との接触方法は任意に選定する
ことができる。即ち、塩基性物質を予じめ担体に
吸着させた後、水、シラン化合物の順で混合する
方法。水を吸着させた担体を塩基性物質、シラン
化合物の順で混合する方法。担体、塩基性物質、
水及びシラン化合物を同時に混合する方法等で実
施される。反応はシラン化合物の種類または担体の種類に
よつても異なるが、常温及至は溶媒の沸点程度の
温度に１〜100時間程度、好ましくは１〜50時間
程度保持することによつて実施される。反応混合
物は未反応シラン化合物や副反応物を除くため、
過した後、前記した溶媒でもつて洗浄し次にア
セトンで洗浄しておくことが望ましい。このようにして得られた生成物は、通常そのま
ま液体クロマトグラフ用充填剤として用いられる
が、目的によつては更に親水基を導入するため常
法に従い加水分解する。加水分解は、上記生成物
を水溶媒中で硫酸、塩酸等の酸、または炭酸アン
モニウム、炭酸ナトリウム等の塩の存在下、常温
及至は100℃程度の温度に１〜10時間程度保持す
ることによつて行われる。加水分解物はその後
過、洗浄される。加水分解により、担体に結合し
ているシラン化合物のエポキシ基、アセトキシ
基、アルコキシ基またはハロゲン原子がヒドロキ
シル基になる。このようにして得られた生成物は常法に従つて
液体クロマトグラフ用又はガスクロマトグラフ用
のカラムに充填されクロマトグラフの固定相とし
て使用される。以上詳述したように、本発明に従つて製造され
たクロマトグラフ用充填剤はシラン化合物の結合
量が多いので分離能がすぐれており、またヒドロ
キシル基の残存が殆んどないので、実際上、ヒド
ロキシル基を殺すための後処理の必要もないとい
う利点がある。特に親水性有機官能基を導入した
場合は水系ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ
用充填剤として極めて有用である。次に本発明を実施例により更に具体的に説明す
るが本発明はその要旨をこえない限り以下の実施
例に限定されるものではない。実施例１平均粒径10μm、表面積300m²／ｇ、細孔径100
Åの微粒状多孔質シリカゲル（ヒドロキシル基含
有量４個／100Å平方）15gを自然対流式乾燥器
で120℃で２時間乾燥した。この乾燥シリカゲル
とトリエチルアミン60mgをトルエン50mlに溶解し
た溶液とを100ml容の丸底フラスコに入れ、次い
で水0.2gを入れ撹拌し水を均一に分散した。このように調製したスラリー溶液の入つた丸底
フラスコにｒ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン7.5gを入れ、還流冷却器を取付け、内容
物を還流条件下に17時間加熱した。内容物を室温
まで冷却し、過した後、トルエン300ml、アセ
トン300mlの順序で洗浄し過器上で通気乾燥し
た。次にこのようにして得られたシラン処理したシ
リカゲルとＮ／100H₂SO₄水溶液100mlとを200ml
容の丸底フラスコに入れ、還流冷却器を取付け、
内容物を還流条件下に２時間加熱した。内容物を
室温まで冷却し、過した後、水300ml、アセト
ン300mlの順序で洗浄し、次いで60℃で２時間真
空乾燥器で乾燥を行ない、ゲルパーミエーシヨン
クロマトグラフ用充填剤を得た。このものの元素分析値は炭素8.3wt％、水素
1.7wt％及び窒素0.1wt％以下であつた。このものを内径7.5mm、長さ30cmのステンレス
製カラムに充填し、第１表に示す条件で、ｒ−グ
ロブリン（MW.＝160000）と、牛血清アルブリ
ン（MW.＝65000）と、ミオグロビン（MW.＝
17000）およびアデノシン（MW.＝267）の混合
物を移動相と同じ溶液に溶解した試料をゲルパー
ミエーシヨンクロマトグラフにより分析した。得られたピークの分離状態を第１図に示す。第
１図より明らかな通り、各４成分の分離状態は極
めて良好である。

【表】比較例１〜５トリエチルアミン及び／又は水の添加量を第２
表に示すように変更すること以外は実施例１と全
く同じ方法でクロマトグラフ用充填剤を得た。こ
れらの充填剤の元素分析を行ない得られた結果を
第２表に示す。

【表】比較例１で得られた充填剤を実施例１と同様の
カラムに充填し、第１表に示す条件で実施例１に
用いたと同じ試料を分析した。得られたピークの分離状態を第２図に示す。ア
デノシン４とミオグロビン３のピークが重なりｒ
−グロブリンと牛血清アルブミンについてはブロ
ードなピークしか現れなかつた。又、実施例１で用いたシリカゲルを未処理のま
ま実施例１と同様のカラムに充填し、第１表に示
す条件で実施例１に用いたと同じ試料を分析した
（参考例）。得られたピークの分離状態を第３図に示す。ア
デノシン４のピークが現れたのみで、他の試料は
吸着して全くピークが現れなかつた。実施例２〜４トリエチルアミン及び／又は水の添加量を第３
表に示すように変更すること以外は実施例１と全
く同じ方法でゲルパーミエーシヨンクロマトグラ
フ用充填剤を得た。これらの充填剤の元素分析を
行ない得られた結果を第３表に示す。

【表】実施例５トリエチルアミンの代りに苛性ソーダ40mgを添
加すること以外は実施例１と全く同じ方法でクロ
マトグラフ用充填剤を得た。このものの元素分析
値は炭素7.6wt％、水素1.6wt％であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られたクロマトグラフ、
第２図及び第３図は比較例１及び参考例で得られ
たクロマトグラフである。１……ｒ−グロブリン、２……牛血清アルブミ
ン、３……ミオグロビン、４……アデノシン。

Claims

【特許請求の範囲】１有機溶媒の存在下ヒドロキシル基を有する粒
状担体にシラン化合物を反応させる際に、水及び
塩基性物質を添加することを特徴とするクロマト
グラフ用充填剤の製法。２塩基性物質がアミン類又は窒素原子を有する
複素環式化合物であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のクロマトグラフ用充填剤の製
法。