JPH08262004A - カラム充填剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 Ｓｉ−Ｒ−Ｘ（Ｒは疎水性基、Ｘはスルホン
基）結合を有するシリコーンポリマーで被覆された多孔
性担体よりなることを特徴とするカラム充填剤及びその
製造方法。 【効果】 本発明にかかるカラム充填剤は、シリコーン
ポリマー１２が担体１０を均一にコートした樹脂カプセ
ル型であるため、個々の持つ極性基（例えばシリカゲル
のシラノール基）の影響をほとんど受けない。また、こ
のシリコーンポリマー１２は疎水性であり、これにより
完全にコートされているため疎水性化学修飾基に対する
水系移動相の悪影響（化学修飾の剥がれ等）を受け難
く、耐久性に優れた充填剤を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラム充填剤及びその製
造方法、特にその活性基修飾状態の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より各種液体試料の分離に充填剤を
詰めたカラムが用いられており、血清等各種物質の混合
試料の分離、分析には液体クロマトグラフィー、特に高
速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）が汎用され、ま
た、工業的にも特定成分の分離・抽出にカラム充填剤が
応用されている。このイオン交換カラム充填剤にはポリ
マー系樹脂担体とシリカ系担体の２種類がある。

【０００３】ポリマー系樹脂担体には、イオン交換容量
が大きく、耐久性に優れているという利点があるが、使
用することで樹脂が膨潤し内圧が上昇する、理論段数が
低い等の欠点がある。一方、シリカ系担体は膨潤しな
い、理論段数が高くピークがシャープである等の利点が
あるが、イオン交換容量が低いという欠点がある。

【０００４】従って、シリカ系担体は機能的にはポリマ
ー系樹脂より優れているが、シリカ系担体のイオン交換
カラム充填剤で耐久性や安定性に優れたものは、ほとん
どないという問題がある。そこで、近年これらの欠点を
補い、従来より耐久性に富んだカラム充填剤が開発され
ている。これらの改良されたカラム充填剤は、シリカゲ
ル等の多孔性担体をシリコーンポリマーで被覆し、シリ
コーンポリマー上に機能性部分を付加したものである。

【０００５】そして、この充填剤を用いれば、試料の保
持時間が延び、理論段数も高くなり、ピークがシャープ
であるとともに、イオン交換容量が大きくなる。このよ
うな充填剤の具体例としては、特開昭６３−１７１６７
８号公報及び特開平４−１６６７６４号公報に記載され
たものが挙げられる。この充填剤では、固体材料（例え
ばシリカゲル）をシリコーンポリマーで被覆し、これに
スペーサー基（例えばエポキシ基）を結合し、更にスペ
ーサー基に機能性部分（例えばスルホン基）を導入して
いる。

【０００６】従って、上述したカラム充填剤は化学環境
下（例えばアルカリ性条件下）での安定性が向上すると
共に、従来DEAE型アニオン交換樹脂が用いられていた各
種ヌクレオチドの良好な分離が可能になるような分離特
性を示す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たカラム充填剤において、イオン交換での分離を行う場
合、分析対象の試料をイオン化させるような状況下で行
わなければならないため、使用する移動相は、有機溶媒
２０％以下の水系でｐＨも酸性又はアルカリ性に寄った
ものであることが多い。このような移動相を長時間通液
すると、修飾基が担体表面から剥離してしまい、さらに
シリコーンポリマーによる被膜が剥離し、いまだ耐久性
や分離能の点で課題を残している。

【０００８】本発明はこのような移動相を用いても、膨
潤せずピークがシャープである等の特性を有し、耐久性
や安定性に優れた、シリカ担体のイオン交換カラム充填
剤及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明者が鋭意検討した結果、多孔性担体の表面をシ
リコーンポリマーで完全に被覆し、前記被覆シリコーン
ポリマー上に疎水基を介してスルホン基を導入すること
により過酷な移動相の影響を受けることなく、耐久性、
安定性に優れ分離能の高い、イオン交換カラム充填剤が
得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本出願にかかるカラム充填剤
は、−Ｓｉ−Ｒ−Ｘ（Ｒは疎水性基、Ｘはスルホン基）
結合を有するシリコーンポリマーで被覆された多孔性担
体よりなることを特徴とする。また、本出願にかかるカ
ラム充填剤の製造方法は、多孔性担体をシリコーンポリ
マーで被覆する工程と、

【００１１】前記被覆シリコーンポリマーの−Ｓｉ−Ｈ
基に、二重結合を有する疎水性スルホン基Ｒ−Ｘを結合
させ、−Ｓｉ−Ｒ−Ｘ基を形成する修飾工程と、を含む
ことを特徴とする。なお、前記方法において、多孔性担
体をシリコーンポリマーで被覆する工程と、前記被覆シ
リコーンポリマーの−Ｓｉ−Ｈ基に、二重結合を有し他
端にエポキシ基Ｒ′を有する中間基を結合させ−Ｓｉ−
Ｒ′基を形成する中間基修飾工程と、

【００１２】前記中間基のエポキシ基にアミノ基又は水
酸基を有するＲ−Ｘ基を反応させ、−Ｓｉ−Ｒ′−Ｒ−
Ｘ基を形成する修飾工程と、を含むことが好適である。

【００１３】また、本出願にかかるカラム充填剤の製造
方法は、多孔性担体をシリコーンポリマーで被覆する工
程と、前記被覆シリコーンポリマーの−Ｓｉ−Ｈ基を疎
水化する疎水基修飾工程と、前記疎水基を直接スルホン
化し、スルホン基Ｘを導入する工程と、を含むこととす
ることもできる。

【００１４】また、前記カラム充填剤及びその製造方法
において、多孔性担体がシリカゲルであることが好適で
ある。また、メチルレッド呈色法により赤紫を呈さず、
オレンジ色を呈することが好適である。また、前記カラ
ム充填剤及びその製造方法において、Ｒが炭素数１〜３
０の炭化水素であることが好適である。

【００１５】以下、本発明の構成を詳細に説明する。多孔性担体 本発明において用いられる多孔性担体としては、例えば
液体クロマトグラフィー用の担体として一般に使用され
ている任意の粉体であるシリカゲル、アルミナ、ガラス
ビーズ（例えばポーラスガラス）、ゼオライト、ヒドロ
キシアパタイト又はグラファイト等を使用することがで
きる。また、複合粉体、例えばポリアミド、アクリル樹
脂、又はポリビニルアルコール等の合成樹脂の表面に、
微細な無機粉体、例えばシリカゲル、二酸化チタン又は
ヒドロキシアパタイトを被覆処理した粉体も使用するこ
とができる。

【００１６】また、多孔性担体の平均粒径は２〜２００
μｍで、比表面積２００〜８００ｍ²／ｇ、４０〜１２
０Åの細孔を有するものが好適である。特に好適な多孔
性担体としては、６０〜８０Åの細孔を持ち、比表面積
が４００〜６００ｍ²／ｇで粒径３〜５０μｍの球形あ
るいは破砕型のシリカゲルである。

【００１７】シリコーンポリマー 本発明において使用される−ＳｉＨ基を有するシリコー
ン化合物は、下記一般式化１

【化１】（Ｒ₁ＨＳｉＯ）ａ（Ｒ₂Ｒ₃ＳｉＯ）ｂ（Ｒ₄Ｒ
₅Ｒ₆ＳｉＯ_1/2）ｃ （式中、Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃は相互に独立に水素原子であ
るか又はハロゲン原子の少なくとも１個で置換されてい
ることのある炭素数１〜１０の炭化水素基であるが、Ｒ
₁、Ｒ₂及びＲ₃が同時に水素原子であることはない。ま
た、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆は相互に独立に水素原子であるか
又はハロゲン原子に少なくとも１個で置換されているこ
とのある炭素数１〜１０の炭化水素基である。ａは０又
は１以上の整数であり、ｂは０又は１以上の整数であ
り、ｃは０又は２であるが、但しｃが０である場合には
ａとｂとの和が３以上の整数であるものとする）の少な
くとも１種である。

【００１８】上記化１のシリコーン化合物は２種の群か
らなる。第１の群は、前記化１においてｃ＝０の場合に
相当し、下記一般式化２

【００１９】

【化２】（Ｒ₁ＨＳｉＯ）ａ（Ｒ₂Ｒ₃ＳｉＯ）ｂ （式中、Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃、ａ及びｂは前記化１の場合
と同じ意味であるが、好ましくはＲ₁、Ｒ₂及びＲ₃が相
互に独立にハロゲン原子に少なくとも１個で置換されて
いることのある炭素数１〜１０の炭化水素基であり、ａ
とｂとの和が３以上である）で表された環状シリコーン
化合物である。この化合物の代表例を挙げれば、以下の
一般式化３、化４である。

【００２０】

【化３】

【化４】 上記の化３及び化４で示される化合物は、それぞれ単独
で又はそれらの混合物での形で使用することができる。
上記化３及び化４の各式において、ｎ（又はａ＋ｂ）は
好ましくは３〜７である。ｎの値が小さくなるのにした
がってその沸点が低下するので、蒸発して担体上に吸着
する量が多くなる。特に３量体及び４量体は、その立体
性質上、重合しやすいので特に適している。

【００２１】前記式化２の環状シリコーン化合物の具体
例としては、ジハイドロジェンヘキサメチルシクロテト
ラシロキサン、トリハイドロジェンペンタメチルシクロ
テトラシロキサン、テトラハイドロジェンテトラメチル
シクロテトラシロキサン、ジハイドロジェンオクタメチ
ルシクロペンタシロキサン、トリハイドロジェンヘキサ
メチルシクロペンタシロキサン、テトラハイドロジェン
ヘキサメチルシクロペンタシロキサン、及びペンタハイ
ドロジェンペンタメチルシクロペンタシロキサン等を挙
げることができる。

【００２２】前記式１のシリコーン化合物の第２の群
は、前記式化１においてｃ＝２の場合に相当し、下記一
般式化５

【化５】（Ｒ₁ＨＳｉＯ）ａ（Ｒ₂Ｒ₃ＳｉＯ）ｂ（Ｒ₄Ｒ
₅Ｒ₆ＳｉＯ_1/2）ｃ （式中Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、ａ及びｂは前記
化１の場合と同じ意味であり、ｃは２であるが、Ｒ₁、
Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆は好ましくは相互に独立にハ
ロゲン原子の少なくとも１個で置換されていることのあ
る炭素数１〜１０の炭化水素基である）で表される直鎖
状シリコーン化合物である。この化合物の代表例として
は、下記一般式化６

【化６】 で表される化合物を挙げることができる。

【００２３】上記式化５の直鎖状シリコーン化合物の具
体例としては、1,1,1,2,3,4,4,4,-オクタメチルテトラ
シロキサン、1,1,1,2,3,4,5,5,5,-ノナメチルペンタシ
ロキサン、及び1,1,1,2,3,4,5,6,6,6,-デカメチルヘキ
サシロキサン等を挙げることができる。前記一般式化１
で表されるシリコーン化合物は、気相状態または液相状
態で前記多孔性担体と接触させる。

【００２４】気相状態での接触（気相処理）は、例えば
密閉容器を用い、１２０℃以下好ましくは１００℃以下
の温度下で、好ましくは２００ｍｍＨｇ以下さらに好ま
しくは１００ｍｍＨｇ以下の圧力下において、前記シリ
コーン化合物の蒸気を分子状態で担体表面上に接触させ
る方法、１２０℃以下好ましくは１００℃以下の温度下
で前記シリコーン化合物とキャリヤーガスとの混同ガス
を担体と接触させる方法等により行うことができる。こ
の気相処理に適したシリコーン化合物としては、例えば
テトラヒドロテトラエチルシクロテトラシロキサン、テ
トラヒドロテトラメチルシクロテトラシロキサンを挙げ
ることができる。

【００２５】一方、液相状態での接触（液相処理）は、
例えば前記シリコーン化合物を溶解することができる揮
発性溶媒であるベンゼン、ジクロロメタン、またはクロ
ロホルム等、特にヘキサンに溶解した１〜５０重量％シ
リコーン化合物溶液を担体１重量部に対してシリコーン
化合物０．０１〜１重量部になるように担体に添加すれ
ば良い。この場合、攪拌下に添加することが好ましい。
担体表面上でのシリコーン化合物の表面重合は前記接触
処理後の担体を温度５０〜２００℃で２時間以上放置あ
るいは攪拌することによって行うことができる。

【００２６】この表面重合は、担体自体の表面活性点の
作用により促進されるので、特に触媒を加える必要はな
い。ここで、「活性点」とはシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ
−Ｓｉ）または−ＳｉＨ（ヒドロシリル）基をもつシリ
コーン化合物の重合を触媒することのできる部位であ
り、例えば酸点、塩基点、酸化点、又は還元点を意味す
る。表面重合は、担体表面の活性点がシリコーンポリマ
ーの被覆で覆われてしまうまで行われる。担体自体の活
性が非常に弱い場合には、前記接触処理前又は後の担体
にアルカリ触媒例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウムもしくは水酸
化カルシウム等、アルキル金属触媒例えばジブチル錫等
を適宜添加した後に重合させても良い。

【００２７】担体表面を被覆したシリコーンポリマーの
被膜の構造には２種類のものがある。すなわち、重合が
シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）の開裂及び再結合に
よって起きるシリコーンポリマーではＳｉ−Ｏ−Ｓｉ単
位の鎖状構造のみをもち、一方重合がＨ₂ＯまたはＯ₂の
存在下におけるヒドロシリル結合（Ｓｉ−Ｈ）同士の架
橋反応によって起きる場合には、下記一般式化７、

【化７】 から誘導される、下記一般式化８、

【化８】 単位をもつ網状構造をシリコーンポリマーが含むことに
なる。

【００２８】以上の二つの異なった型の重合は、担体の
種類や反応条件（温度、触媒等）によって、それぞれ単
独に進行する場合と、両方の型の重合が同時に進行する
場合とがある。そして、重合の程度も様々である。以上
のように、本発明においては分子量の低いシリコーン化
合物を担体として接触させるので、シリコーン化合物が
担体の細孔内部にまで進入して粉体の実質的全表面上に
付着又は吸着して重合し、シリコーンポリマーのきわめ
て薄い被膜（３〜３０Åの被膜）が担体上に形成され、
担体の多孔性が実質的に元のまま維持される。この多孔
性は、続いて実施するビニル化合物付加等によっても実
質的に損なわれない。

【００２９】以上の重合反応により担体表面に形成され
たシリコーンポリマーの分子量（重量平均分子量）は１
５万以上である。但し、シリコーン化合物の場合、重合
により高分子化するにつれ、水や有機溶媒に溶けにくく
なってしまい、ポリマーを抽出して分子量を測定するこ
とはできず、また担体表面上にコートされている状態で
のポリマーの分子量を測定することも不可能である。

【００３０】そこで、重合進行中の各段階のポリマーを
クロロホルム抽出し、ポリスチレン換算でポリマーの分
子量を求めたところ、最大１５万のポリマーが存在する
ことが確認された。従って、クロロホルムに抽出されな
い状態のままで十分に重合させたポリマーの分子量は、
１５万以上であるということができるが、より詳しく分
子量を確認することは困難である。

【００３１】疎水性基 ところで、担体表面を被覆したシリコーンポリマー中に
は、未反応の−ＳｉＨ基が残存している。この−ＳｉＨ
基に、分子中にビニル基を有する炭化水素を反応させる
ことによって、Ｓｉ−Ｃ結合を有するシリコーンポリマ
ーとすることができる。

【００３２】前記ビニル化合物としては、例えば一般式
化９

【化９】Ｒ₇−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ₈ （式中Ｒ₇及びＲ₈は、相互に独立に水素原子、炭素数１
〜４０アルキル基、炭素数４〜８のシクロアルキル基若
しくはシクロアルケニル基、又は炭素数１〜２０のアル
キル基で置換されているのあるアリール基である）で表
される化合物を使用することができる。

【００３３】前記一般式で表されるビニル化合物は、Ｒ
₇及びＲ₈がともに水素原子であるエチレン、Ｒ₇及びＲ₈
の一方が水素原子であって他方が水素原子以外の置換基
であるビニル化合物例えばα−オレフィン化合物、Ｒ₇
及びＲ₈がともに水素原子以外の同じ置換基である対称
形ビニル化合物、あるいはＲ₇及びＲ₈がともに水素原子
以外の異なる置換基である非対称形ビニル化合物のいず
れかであっても良い。

【００３４】好ましいビニル化合物は、前記一般式にお
いてＲ₇及びＲ₈が相互に独立に、水素原子；炭素数４〜
２０のアルキル基例えば１−ヘキシル基、１−オクチル
基、１−デシル基、１−ドデシル基、１−ヘキサデシル
基、又は１−オクタデシル基；シクロヘキシル基又はシ
クロヘキセニル基；フェニル基又はナフチル基；又は炭
素数１〜４の低級アルキル基で置換されているフェニル
基又はナフチル基であるビニル化合物である。

【００３５】Ｒ₇が水素原子であり、Ｒ₈がエチル基、ヘ
キシル基、ヘキサデシル基、又はフェニル基であるビニ
ル化合物を付加させると、それぞれ従来の化学結合型充
填剤のＣ₄−タイプ、Ｃ₈−タイプ、Ｃ₁₈−タイプ又はフ
ェニルタイプに相当するものを得ることができる。

【００３６】前記ビニル化合物と前記シリコーンポリマ
ー被覆粉体との反応は、例えば溶媒の存在下において５
０〜３００℃、気相あるいは液相で２時間以上接触させ
ることにより行うことができる。触媒としては、白金属
触媒すなわちルテニウム、ロジウム、パラジウム、オス
ミウム、イリジウム又は白金の化合物が適合している。
特にパラジウム化合物及び白金化合物が良好である。

【００３７】この反応の確認はＦＴ−ＩＲ装置を用いた
拡散反射スペクトルの測定により行える。すなわち、21
60cm^-1の−ＳｉＨ基の吸収は、ビニル化合物の付加によ
り吸収強度が大幅に減少し、これに変わって2800cm^-1〜
3000cm^-1に新たにアルキル基に基づく吸収が表れる。従
って、この吸収強度の比を求めることによって反応率が
計算される。

【００３８】一段階スルホン化法 本発明にかかる充填剤は、シリコーンポリマーで被覆さ
れた多孔性担体に、二重結合を有するスルホン基を導入
し、一段階でスルホン化する方法で製造することができ
る。すなわち、図１（Ａ）に示すように多孔性担体１０
の表面を、前述した方法によりシリコーンポリマー１２
で被覆する。そして、図１（Ｂ）に示すようにそのシリ
コーンポリマー１２に残存する−ＳｉＨ基と、二重結合
を有するＲ−Ｘ基２０を反応させ、−Ｓｉ−Ｒ−Ｘ基２
２とする。これにより一段階でスルホン基をもつカラム
充填剤を製造することができる。

【００３９】二段階スルホン化法 本発明にかかる充填剤は、シリコーンポリマーで被覆さ
れた多孔性担体に、まずエポキシ基を有するエポキシ化
合物を導入し、該末端エポキシ基にスルホン基を結合さ
せてスルホン化する方法で製造することができる。

【００４０】すなわち、図２（Ａ）に示すように多孔性
担体１０の表面を、前述した方法によりシリコーンポリ
マー１２で被覆する。次に、図２（Ｂ）に示すようにそ
のシリコーンポリマー１２に残存する−Ｓｉ−Ｈ基と、
二重結合及びエポキシ基Ｒ′１８を有するエポキシ化合
物を反応させる。このエポキシ化合物は二重結合端でシ
リコーンポリマーと結合しシリコーンポリマーで被覆さ
れたシリカゲルは、エポキシ基を有する状態（−Ｓｉ−
Ｒ′）となる。そして、図２（Ｃ）に示すように−Ｒ−
Ｘ基２０を反応させ、−Ｓｉ−Ｒ′−Ｒ−Ｘ基２４を形
成する。このようにエポキシ基などを中間体として用い
ることにより、スルホン基を導入する際に担体を損傷し
にくいという利点がある。

【００４１】直接スルホン化法 本発明にかかる充填剤は、シリコーンポリマーで被覆さ
れた多孔性担体を、まず、疎水性化し、次いでその疎水
基に直接スルホン化する方法で製造することができる。
すなわち、図３（Ａ）に示すように多孔性担体１０の表
面を、前述した方法によりシリコーンポリマー１２で被
覆する。次に、図３（Ｂ）に示すようにそのシリコーン
ポリマー１２に残存する−Ｓｉ−Ｈ基と、二重結合を有
する疎水性基Ｒを反応させ、−Ｓｉ−Ｒ基１４とする。
そして、図３（Ｃ）に示すように−Ｓｉ−Ｒ基１４を直
接スルホン化して−Ｓｉ−Ｒ−Ｘ基２２を形成する。こ
のようにシリコーンポリマーを直接スルホン化すること
もできる。

【００４２】

【実施例】以下、本発明に好適な実施例をさらに詳細に
説明する。なお、本発明はこれにより限定されるもので
はない。実施例１ 二段階スルホン化法により製造されたカラム
充填剤 製造法 約６０Åの細孔を有し、平均粒径５μｍの球形シリカゲ
ル粉体１０ｇと環状シリコーン化合物（化１において、
Ｒ₁＝ＣＨ₃、ａ＝３〜５、ｂ＝０、ｃ＝０のもの）２ｇ
とを、両者が連結された別々の密閉容器にとり、環状シ
リコーン化合物を窒素バブリングすることによって気相
状態でシリカゲル粉体表面に接触させ表面重合させた。

【００４３】続いて、容器からシリカゲル粉体を取り出
し、恒温槽内において１０５℃で１時間加熱した。冷却
後、粉体８ｇと、触媒として塩化白金酸０．５mgとを２
００mlの三ッ口フラスコに取り、イソプロピルアルコー
ル３０ml及びアリルグリシジルエーテル（中間基）１５
ｇを加えて油浴中で５時間還流加熱した。これをグラス
フィルターでろ過し、続いてイソプロピルアルコール、
メタノール及びクロロホルムで十分洗浄した後、ろ過し
８０℃の恒温槽内において１時間減圧乾燥した。

【００４４】次に、スルファニル酸１７．１ｇと水３０
mlを２００mlの三ッ口フラスコに取り、水酸化ナトリウ
ムでｐＨを８．５に調整して完全均一系にした。これ
に、乾燥粉体５ｇを加え、油浴中で４時間還流加熱し
た。これをグラスフィルターでろ過し、続いて水及びメ
タノールで十分洗浄した後、ろ過し８０℃の恒温槽内に
おいて１時間減圧乾燥させて実施例１にかかる充填剤を
得た。

【００４５】溶出例１−１ 上記実施例１で作成した充填剤を内径４．６ｍｍ、長さ
２５ｃｍのステンレススチール製カラムに平衡スラリー
法で充填し、充填カラムを作成した。このカラムを用い
てウラシル（５０ｐｐｍ）、チミン（５０ｐｐｍ）、グ
アニン（１５０ｐｐｍ）、シトシン（３００ｐｐｍ）、
アデニン（１５０ｐｐｍ）の核酸塩基５種類の分離状態
を調べた。移動相は、０．２ＭＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄（ｐＨ
３．５０）を１．０ml/minで送液し、検出は２５４ｎｍ
で行った。また注入量は７μｌであった。得られたクロ
マトグラムを図４に示す。得られた結果では、ウラシ
ル、チミン、グアニン、アデニン、シトシンの
ピークが溶出し、大きなテーリングもなく良好に分離し
ている。

【００４６】溶出例１−２ 上記実施例１で作成した充填剤を内径４．６ｍｍ、長さ
２５ｃｍのステンレススチール製カラムに平衡スラリー
法で充填し、充填カラムを作成した。このカラムを用い
てノルエピネフリン、エピネフリン、ドーパミン（各１
００ｐｐｍ）のカテコールアミン３種類の分離状態を調
べた。移動相は、０．１ＭＮａＨ₂ＰＯ₄（Ｈ₂Ｏ：ＣＨ₃
ＣＮ＝９２：８、ｐＨ３．５０）を１．０ml/minで送液
し、検出は２７０ｎｍで行った。また注入量は７μｌで
あった。得られたクロマトグラムを図５に示す。得られ
た結果では、ノルエピネフリン、エピネフリン、
ドーパミンのピークが溶出し、大きなテーリングもなく
良好に分離している。

【００４７】比較例１−１ 既知のカラム充填剤（特開昭６３−１７１６７８号公報
に記載される方法により得られたシリコーンポリマーに
よりシリカゲルを被覆し、スペーサー基としてエポキシ
基、修飾基としてスルホン基を用いたもの）について、
溶出例１−２と同様の溶離挙動を調べた。

【００４８】溶出例１−２と比較例１−１を比較する
と、いずれもある程度保持時間が長く、各試料が良好に
分離しており、分離効率が高い。しかし、長時間移動相
を通液すると、本実施例にかかる充填剤の分離効率はほ
とんど変化がないのに対して、既知のカラム充填剤は、
ピーク形状が変形し、分離効率が大幅に低くなってい
る。これは、シリカゲルを完全に被覆していないことに
より、酸性移動相の影響を受け、導入した化学修飾基が
剥離したためと思われる。

【００４９】さらに、実施例１のカラム充填剤と比較す
ると、比較例として用いたカラム充填剤は、多孔性担体
をシリコーンポリマーで被覆し、シリコーンポリマー上
にＳｉ−Ｒ′−Ｘ基が導入され、すなわち、親水基（エ
ポキシ基）を介してスルホン基が直接導入されており、
一方で、本実施例にかかるカラム充填剤はエポキシ基に
さらに疎水基を介してスルホン基を導入している。この
疎水基導入のため、さらに分離効率が高くなっていると
思われる。

【００５０】多孔性担体のシリコーンポリマーによる被
膜状態の検討 溶出挙動に対する多孔性担体の極性基の影響を調べるた
め、本実施例により得られたカラム充填剤と、比較例１
−１に用いたカラム充填剤、その他市販のカラム充填剤
において、シリコーンポリマーによる被覆状態の相違を
検討した。具体的には、カラム充填剤についてメチルレ
ッド呈色法により多孔性担体（シリカゲル）のシリコー
ンポリマーによる被覆状態を調べた。

【００５１】メチルレッド呈色法とは、調べたい充填剤
１００ｍｇをトルエン１０ｍｌに分散し、そこへ０．１
％メチルレッド−トルエン溶液を１００μｌ加え、よく
振り、このときの呈色で判断するというものである。
「メチルレッド呈色法」によれば、多孔性担体上に存在
するシラノールの有無を検出することができる。

【００５２】すなわち、図６に示すように、シリコーン
ポリマー１２の膜がない又は一部剥離している場合、多
孔性担体１０の表面にシラノール２６が露出して、表面
の酸性が強い固体酸となっている。従って、多孔性担体
がシリコーンポリマーで十分に被覆されていない場合、
シラノールが検出され赤紫色を呈し、多孔性担体がシリ
コーンポリマーで十分に被覆されている場合は、シラノ
ールが検出されずオレンジ色を呈したままである。

【００５３】なお、本呈色反応は非水系の呈色反応であ
るため、塩を形成し、遊離するＨ⁺をもたないスルホン
基は呈色に関与しないと考えられる。本実施例により得
られたカラム充填剤及び比較例１−１で用いたカラム充
填剤、についてメチルレッド呈色反応を行った。結果を
表１に示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】この結果、比較例１−１に用いたカラム充
填剤をはじめ市販のカラム充填剤においては赤紫色を呈
したが、本実施例にかかるカラム充填剤ではオレンジ色
を呈したままであった。また、その他の市販のカラム充
填剤について調べたところ全てにおいて赤紫色を呈し
た。従って、従来のカラム充填剤においては、完全にシ
リコーンポリマーにより被覆されていないが、本発明に
かかる方法によれば完全にシリコーンポリマーで多孔性
担体表面が被覆されていることが示唆される。

【００５６】従って、多孔性担体を完全に被覆すること
により、担体表面に従来より多量のスルホン基を導入す
ることが可能であり、また、多孔性担体の持つ極性基
（たとえば、シリカゲルのシラノール基）の影響も受け
ず、さらに、長時間通液によるシリコーンポリマーによ
る被膜の剥離も防止でき、耐久性、安定性に優れ、分離
能の高いカラム充填剤を得ることが可能であることが明
らかとなった。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるカラ
ム充填剤は、シリコーン樹脂が担体を完全かつ均一にコ
ートした樹脂カプセル型であるため、ここの粉体の持つ
極性基（例えばシリカゲルのシラノール基）の影響をほ
とんど受けない。また、イオン交換充填剤としての利用
上、移動相は水系で使用することが多いが、これは一般
的に化学修飾基を剥す一因である。しかし、本充填剤は
疎水性のシリコーンポリマーで完全に被覆してあるた
め、化学修飾基の根元への影響が少なく、安定性や耐久
性に優れ分離能の高い充填剤が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一段階スルホン化法の工程説明
図である。

【図２】本発明にかかる二段階スルホン化法の工程説明
図である。

【図３】本発明にかかる直接スルホン化法の工程説明図
である。

【図４】本発明の実施例１にかかる充填剤による溶出例
１−１により得られたクロマトグラムである。

【図５】本発明の実施例１にかかる充填剤による溶出例
１−２により得られたクロマトグラムである。

【図６】メチルレッド呈色法の説明図である。

【符号の説明】

１０ 多孔性担体（シリカゲル） １２ シリコーンポリマー １４ 疎水性基（Ｒ） １６ スルホン基（Ｘ） １８ エポキシ基（Ｒ′） ２０ 疎水性基−スルホン基（−Ｒ−Ｘ基） ２２ −Ｓｉ−疎水性基−スルホン基（−Ｓｉ−Ｒ−Ｘ
基） ２４ −Ｓｉ−エポキシ基−疎水性基−スルホン基（−
Ｓｉ−Ｒ′−Ｒ−Ｘ基） ２６ シラノールのＯＨ基

フロントページの続き (72)発明者 山口 道広 神奈川県横浜市港北区新羽町1050番地 株 式会社資生堂第一リサーチセンター内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｓｉ−Ｒ−Ｘ（Ｒは疎水性基、Ｘはスル
   ホン基）結合を有するシリコーンポリマーで実質的に全
   面が被覆された多孔性担体よりなることを特徴とするカ
   ラム充填剤。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカラム充填剤において、
   多孔性担体がシリカゲルであることを特徴とするカラム
   充填剤。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のカラム充填剤におい
   て、メチルレッド呈色法により赤紫色を呈さず、オレン
   ジ色を呈することを特徴とするカラム充填剤。
4. 【請求項４】 請求項１〜３に記載のカラム充填剤にお
   いて、Ｒは炭素数１〜３０の炭化水素基であることを特
   徴とするカラム充填剤。
5. 【請求項５】 多孔性担体をシリコーンポリマーで被覆
   する工程と、 前記被覆シリコーンポリマーの−Ｓｉ−Ｈ基に、二重結
   合を有するＲ−Ｘ基を結合させ、−Ｓｉ−Ｒ−Ｘ基を形
   成する修飾工程と、 を含むことを特徴とするカラム充填剤の製造方法。
6. 【請求項６】 多孔性担体をシリコーンポリマーで被覆
   する工程と、 前記被覆シリコーンポリマーの−Ｓｉ−Ｈ基に、二重結
   合を有し他端にエポキシ基Ｒ′を有する中間基を結合さ
   せ−Ｓｉ−Ｒ′基を形成する中間基修飾工程と、 前記中間基のエポキシ基にアミノ基又は水酸基を有する
   −Ｒ−Ｘ基を反応させ、−Ｓｉ−Ｒ′−Ｒ−Ｘ基を形成
   する修飾工程と、 を含むことを特徴とするカラム充填剤の製造方法。
7. 【請求項７】 多孔性担体をシリコーンポリマーで被覆
   する工程と、 前記被覆シリコーンポリマーの−Ｓｉ−Ｈ基を疎水化す
   るシリコーンポリマーの疎水基修飾工程と、 前記疎水基を直接スルホン化してＸを反応させ、−Ｓｉ
   −Ｒ−Ｘ基を形成する修飾工程と、 を含むことを特徴とするカラム充填剤の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項４〜６に記載されるカラム充填剤
   の製造方法において、多孔性担体がシリカゲルであるこ
   とを特徴とするカラム充填剤の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項４〜７に記載されるカラム充填剤
   の製造方法において、Ｒが炭素数１〜３０の炭化水素基
   であることを特徴とするカラム充填剤の製造方法。