JPH039908A

JPH039908A - 親水性架橋共重合体粒子の製造方法

Info

Publication number: JPH039908A
Application number: JP14360189A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ito; 剛伊藤; Hiroaki Takayanagi; 弘昭高柳; Takeshi Honda; 剛本多
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1991-01-17
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: JP2890481B2

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、グリセロールモノメタクリレート単量体の共
重合による親水性架橋共重合体粒子の製造方法に関する
ものである。詳しくは、蛋白質等の水溶性生体高分子物
質の分離に適したクロマトグラフィー担体として有用な
親水性架橋共重合体粒子の製造方法に関するものである
。

（従来の技術）クロマトグラフィー用担体として種々のものが知られて
いるが、蛋白質分離用クロマトグラフィー担体としては
、蛋白質と非特異的な相互作用′４！：起こさない、す
なわち、疎水性が小さいことが望まれておシ、そうでな
いと担体の蛋白の質に対する選択性を低下させる≠←である。

グリセロールモノメタクリレートは、クロマトグラフィ
ー用担体としてのメタクリル系重合体を与える単量体の
内では、親水性が非常に強いので、これを直接重合すれ
ば、親水性に富む重合体を得ることが期待される。

しかしながら、グリセロールモノメタクリレートは、あ
まシにも親水性が強いために、通常の懸濁重合の方法で
は、その水性分散媒中への溶解ン抑えられず、重合体粒
子を得ることが難しかった。

また、グリセロールモノメタクリレ−トビ直接重合する
代わ９に、グリシジルメタクリレートを単量体として重
合した後、鉱酸等を触媒としてエポキシ基を水付加開環
して同等の重合体を得る方法もとられてきたが、この方
法によると、エポキシ基の開環と同時にエステル部分の
加水分解も進行してカルボキシル基が生成し、蛋白質等
に対する吸着性が増大するという問題点があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、グリセロールモノメタクリレートを直
接懸濁重合して、蛋白質等に対する吸着性の極めて小さ
いクロマトグラフィー用担体として有用な重合体粒子を
製造する方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、グリセロールモノメタクリレートの共重合反
応ｔ１原料単量体層にある種の有機溶媒を混在させて行
うならば、グリセロールモノメタクリレートの水性分散
媒中への溶解が抑えられると共に蛋白質の処理に適した
重合体構造ン有する加橋共重合体が得られるとの新規な
知見にもとず（ものである。

すなわち、本発明の要旨は、グリセロールモノメタクリ
レートｔ１架橋性ポリビニル化合物と、下記（Ａ）及び
（Ｂ）から選ばれる少くとも１種の有機溶媒の存在下、
懸濁重合を行い、親水性架橋共重合体粒子を製造するこ
とにある。

ＣＡ）炭素数３〜／ｌの一価アルコール類。

（Ｂ）溶解度パラメータがざ〜ｔ　ｔ　（ｃａｌ／ｃｉ
）　’の一価または多価のエステル類。

ただし、溶解度パラメータは、下記式で定義される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の親水性架橋共重合体粒子は、グリセロールモノ
メタクリレートと架橋性ポリビニル化合物（以下、合せ
て重合性単量体と総称する。）を水性分散媒中で懸濁重
合させることにより製造される。

架橋性ポリビニル化合物は、重合活性な二重結合をλ個
以上有する化合物であり、例えばエチレングリコールジ
メタクリレート、ジビニルベンゼン等の通常の架橋反応
に使用されるものが挙げられるが、これらのうち、特に
多価アルコールのポリアクリル酸エステルまたはポリメ
タクリル酸エステルが特に有用である。これらのエステ
ル化合物としては、通常、エチレングリコールジメタク
リレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、
グリセロールジメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレートなどおよびこれらに対応するアク
リレートなどがあげられる。

架橋剤としてのポリビニル化合物の使用量は、重合性単
量体総重量の３〜５０％であることが好ましい。架橋剤
の比率が小さすぎると、得られる架橋共重合体粒子の膨
潤性が大きくなるため、この共重合体粒子を工業規模で
のクロマトグラフィーに使用した場合圧力損失が太きく
なシすぎ好ましくない。他方、架橋剤の比率が必要以上
に大きくなると、共重合体粒子の保水率が低下するため
、蛋白質の処理能力が小さくなシ、また、架橋部分によ
る疎水性も増加し、蛋白質の非特異吸着性が増加するの
で好ましくない０本発明の懸濁重合反応に際しては、重合性単量体層にこ
れら単量体と均一液相を形成するが、水性分散媒層に溶
解しにくい有機溶媒ン存在させておくことが必要である
。かかる有機溶媒は炭素数が５〜／４Ｃの一価アルコー
ル類、または前記式で定義する溶解度パラメータがｇ〜
／１（ｃａｌ／ｃｒＡ）％の一価若しくは多価のエステ
ル類である。炭素数がり以下の一価アルコールは、水て
溶げやすく炭素数が１３以上の一価アルコールでは、　
　°　　　　　相分離が激しすぎ懸濁重合反応を円滑に
実施出来ない。また、上記で定義した溶解度パラメータ
がｇよシ小さい溶媒でも　　　　　　　　　　相分離が
激しく、他方ｌｌよシ大きいと水に溶けやす（なるので
、球状粒子が得られないだけでなく、反応浴全体の固化
につながる場合さえある。本発明方法に使用される有機
溶媒の具体的な例としでは、ｌ−ヘキサノール、シクロ
ヘキサノール、ｌ−オクタツール、デカノール、ドデカ
ノール、テトラデカノール等の炭素数５〜ｌダの一価ア
ルコール類、または、グリセロールモノブチレート、グ
リセロールトリブチレート、グリセロールトリプロピオ
ネート、ジメチルフタレート等の一価または多価のエス
テル類があげられる。

これらの有機溶媒は、単独でも或は混合しても使用する
ことが出来る。

有機溶媒の添加量としては、通常、重合性単量体総重量
に対して、３０〜．３００％であることが好ましい。有
機溶媒の使用量がこれよシ少なければ、添加の効果が十
分発揮され難（、逆に、有機溶媒の量がこれよシ多けれ
ば、得られる架橋共重合体粒子の強度が小さくなり、ク
ロマトグラフィー担体としての使用に適しなくなること
もある。

止して通常の懸濁重合法により共重合体粒子の製造を可
能にすると同時に、その溶媒の量、種類等を適宜組合せ
ることによシ、ゲル型からポーの無機塩類が有用である
。グリセロールモノメタクリレートは水への溶解性が高
いため、塩類を高濃度で使用すること、例えば、塩化カ
ルシウム’ｆｇ２０−’１０重量％程度使用することが
特重合反応は、特に制限されず、通常の懸、濁重合の方
法が適用できる。すなわち、適当な分散安定剤を含んだ
水性媒体中で懸濁重合を行うことができる。

分散安定剤としては、この種反応に用いられている公知
のものが使用でき、通常、ゼラチン、ポリアクリル酸ナ
トリウム、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルア
ルコールＡＩ＞ｆ用いられる。

また、水性分散媒中には塩類を溶解させて、重合性単量
体の水性媒体中への溶解を阻止することが好ましい。か
かる塩類としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、
硫酸ナトリウム等（浴比）は大きすぎると重合性単量体
が水性分散媒層に分配するために収率が低下する。また
浴比が小さすぎると重合性単量体層の水性媒体中での懸
濁分散が不安定となシ、重合体粒子が得られなくなる。

有効な浴比としては、３；ｌからｌＯ：／が好ましい。

重合反応は適当な重合開始剤の存在下に行われる。通常
、重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル等の有機過酸
化物やアゾビスイソブチロニトリル等の有機アゾビス化
合物が用いられる。

重合開始剤の濃度は、ｏ、θｌから３重量％、さらには
、０．／−７重量％が好ましい。

重合反応は通常攪拌下に３０〜９０℃で６〜．２０時間
で完、結する。得られた共重合体は、反応浴から分離回
収後適当な方法で洗浄した後使用に供せられる。

架橋共重合体粒子の粒径は通常３〜２０００μｍのもの
が得られるが、工業用のクロマトグラフィー担体として
は、３０〜２００μｍのものが特に好ましい。

（発明の効果）本発明方法によって得られる架橋共重合体粒子は、蛋白
質分離用のゲル濾過担体として利用することができ、ま
た、この共重合体粒子に種々の官能基を化学結合により
導入することによって、クロマトグラフィー担体として
の種々の用途に利用することが出来るので、本発明方法
は工業的に極めて有用である。

（実施例）本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明
はこれら実施例によって何等限定されるものではない。

実施例１グリセロールモノメタクリレートざ５ｇ、グリセロール
ジメタクリレート／！；ｇ、２．１’−アゾビス−（２
，４１−ジメチルバレロニトリル）ｏ、；　１１　’ｔ
シクロヘキサノール１ｏｏｉに溶解した。これを、塩化
カルシウム３ｏｏｇ、ポリビニルアルコール／２９．亜
硝酸ナトリウム０．０　／　２１を溶解した水溶液／２
００−に加え、懸濁させ、６５℃で約６時間重合反応を
行った結果、平均粒径約２５０μｍで白色球状の多孔質
粒子が得られた。

この粒子を用いて以下の方法でゲルろ過乞行い、排除限
界分子量を求めた。

カラムは内直径ｏ、ｔｃｍ、高さＪＯＣｒｒＬのガラス
カラムを用いた。展開液には脱塩水を用い、流速θ、！
ｒ　ｃｃ／ｍｉｎで送液した。試料は分子量既知のポリ
エチレングリコール及びデキストランの／　ｗ／ｖ％溶
液を用い、試料体積は０．／　ｃｃ　とした。示差屈折
計により溶出液を測定し、溶出時間と分子量の関係から
排除限界を求めた。排除限界は約１００万であった。

実施例２グリセロールモノメタクリレート７０ｇ、グリセロール
ジメタクリレート、３０１とした他は実施例１と同様に
して懸濁重合ン行った。その結果、球状で白色の多孔質
粒子が得られた。ゲル濾過性能を測定した結果、排除限
界は約ｇ。

万でありだ。

実施例３有機溶媒としてシクロヘキサノールに代えｌ−デカノー
ルを同重量用いた以外は実施例１と同様の操作ン行い、
白色球状多孔質の粒子ビ得た。

ゲル濾過性能娑測定したところ、排除限界は約１０万で
あった。

実施例グ有機溶媒として、グリセロールトリブチレート（溶解度
パラメータｇ、２）を同重量を用いた以外は、実施例１
と同様の操作？行い、白色球状多孔質粒子を得た。排除
限界は、約３万であった。

実施例Ｓ有機溶媒として、グリセロールトリプロピオネート（溶
解度パラメータｒ、７）ｙ同重量用いた以外は実施例１
と同様の操作を行い、白色球状多孔質粒子を得た。排除
限界は約３万であった。

実施例６有機溶媒として、ｌ−テトラデカノール２同重量用いた
以外は実施例１と同様の操作を行い、白色球状多孔質粒
子を得た。排除限界は、約３万であった。

比較例１有機溶媒として、ｌ−ブタノールを同重量用いた以外は
実施例／と同様の操作を行った。その結果、重合浴全体
が固化し、球状粒子は得られなかった。

比較例コ有機溶媒として、エチルｎ−カブリレート（溶解度パラ
メータ７．３）′％：用いた以外は実施例１と同様の操
作を行った。その結果、浴全体の粘度が増大し、粒子の回収ができなかった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）グリセロールモノメタクリレートを、架橋性ポリ
ビニル化合物と、下記（Ａ）及び（Ｂ）から選ばれる少
くとも１種の有機溶媒の存在下で懸濁重合することを特
徴とする親水性架橋共重合体粒子の製造方法。（Ａ）炭素数５〜１４の一価アルコール類。（Ｂ）溶解度パラメータが８〜１１（ｃａｌ／ｃｍ＾３
）＾１＾／＾２の一価または多価のエステル類。ただし、溶解度パラメータは、下記式で定義される。［ΔＥ（モル蒸発熱）／Ｖ（モル体積）］＾１＾／＾２