JPS5921882B2 - 親水性重合体ゲルの置換によるカチオン交換体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒドロキシル基の化学的置換により非イオン
性親水性重合体ゲルをカチオン交換体に変換する方法に
関するものである。

メタクリレート型の多孔性および半多孔性親水性ゲルは
、ポリデキストランの親水性ゲルに比して多くの利点、
とくに、その基礎となる重合体マトリックスの高い化学
抵抗性およびその優れた機械的強度の点において利点を
もつことが証明された。

そのゲルは、実験室、およびプラント処理において摩耗
が最少であること、膨潤がないことおよび合成の間で気
泡の大きさの分布を容易に制御できることの点で注目さ
れる。これらのゲルの非常に重要な特徴は、また、粒子
が大きな内部表面をもつこと、およびカラム中での相当
高い流速において欠点をもつことなく高い圧力に耐える
能力をもつことである。これらの性質は、ゲルがイオン
交換体に置換によつて変換することを予言している。ポ
リデキストラン、セルロースあるいは澱粉と同様に、ア
クリルまたはメタクリル酸のヒドロキシ誘導体に基づく
合成親水性ゲルもまた、適当な反応条件下でイオン性官
能基と化学的に結合可能な、多数の反応性ヒドロキシル
基を含んでいる。本発明の目的は、カチオン交換体の製
造が、重合体のヒドロキシル基が関与するような反応で
行なわれることを特徴とする、合成親水性アクリレート
およびメタクリレートゲルのヒドロキシル基を置換する
ことによりカチオン交換体を製造する方法を提供するこ
とにある。

本発明による生物学的物質の分離に特に適した親水性カ
チオン交換体の製造法は、（ａ） ヒドロキシアルキル
メタクリレート、ヒドロキシアルキルアクリレート、オ
リゴ一およびポリグリコールメタクリレート類、オリゴ
一およびポリグリコールアクリレート類、ヒドロキシア
ルキルアクリルアミドおよびヒドロキシアルキルメタク
リルアミドよりなる群から選ばれた単量体と、（ｂ）ア
ルキレンジ一およびポリアクリレート類、アルキレンジ
一およびポリメタクリレート類、グリコールジアクリレ
ート、グリコールジメタクリレート、ポリグリコールジ
アクリレート、ポリグリコールジメタクリレート、ビス
アクリルアミド、ビスメタクリルアミドおよびジビニル
ベンゼンよりなる群から選ばれた交さ結合性共単量体と
の懸濁共重合によつて製造され、そして反応性ヒドロキ
シル基またはアルコキシド反応性基を含むアクリレート
およびメタクリレート単量体の交さ結合共重合体を、ハ
ロゲノアルカン酸またはその誘導体、ジカルボン酸の酸
無水物またはそのハライドまたはカルボジイミド類との
反応によつて変性させて解離によりアニオンを与える官
能性基を含む物質を生成することよりなり、前記ヒドロ
キシル基の変性反応において、ヒドロキシル基と反応し
うる数個の反応性基を含む化合物を使用し、そしてこの
反応の後に残留した反応性官能基はジカルボン酸および
ポリカルボン酸類、ヒドロキシカルボン酸類、アミノカ
ルボン酸類、リン酸および硫酸よりなる群およびハロゲ
ノエポキシド類、ジ一およびポリエポキシド類よりなる
群から選ばれた化合物と反応させてもよく、そして、所
望ならば、変性反応の完了後のゲルの第一級アルコール
基は通常の酸化剤でカルボン酸基に酸化させることによ
つて行なわれる。

非常に有効な反応は、アルカリ媒質、水溶液または有機
溶媒中におけるヒドロキシル基とハロゲノアルキルカル
ボン酸またはその塩との反応である。

これらの反応は、従来、クロル酢酸またはクロルプロピ
オン酸によるセルロース、ポリデキストランおよび澱粉
の置換反応に用いられた。しかしながら、ヒドロキシア
クリレートおよびメタクリレートに基づく合成ゲルとの
反応は非常に円滑に進行し、そして高い収率を与える。
カルボキシル官能性基と結合したイオン交換体は、−Ｃ
Ｈ２ＯＨ基の一部をカルボキシル基に酸化することによ
つて、またはゲルのヒドロキシル基をジカルボン酸また
はその酸無水物と酸エステルの形成の下に反応させるこ
とによつて生成する。リン酸の二価の基は、三塩化ホス
ホリン、リン酸または五酸化リンとの反応によつてゲル
母体と結合させることができる（特願昭４９−０９７，
１２９号）。

しかしながら、ヒドロキシル基の置換は、水性媒質中で
リン酸塩類ＮａＨ２ＰＯ４，ＮａＮＰＯ４およびＮａ５
ｐ５Ｏ，ｌとともに加熱することによつて有利に行なわ
れる。強酸官能基−ＳＯ３Ｈは、直接スルホン化によつ
て、芳香族ポリ（スチレン一共−ジビニルベンゼン）イ
オン交換体中に導入される。

ポリデキストリン型の親水性ゲルは、通常、ハロゲノス
ルホン酸またはその塩によつて、または環状スルホン／
ＳＯ２−ＣＨ２Ｏ＼ＣＨ２一占Ｈ２によつて変性される
。

クロルスルホン酸または三酸化硫黄は、ピリジンまたは
トリエチルアミン中で澱粉と反応してスルホン誘導体を
生成する。ヒドロキシアクリレートおよびヒドロキシメ
タクリレートゲルの重要な利点は、それらが非常に強烈
な反応剤を用いるような変性反応条件下でさえも、基本
的ゲル骨格の破壊を伴うことなく、高い化学的安定性を
有することである。

実施例に記載した反応は、ヒドロキシアクリレートおよ
びヒドロキシメタクリレートゲルのアニオン性誘導体の
製造に適していることが確められた。

この方法で種々の型のカチオン交換体が生成され、そし
て、その強酸性官能基は共役結合によつて、均質、半均
質又は多孔質マトリツクスに固定される。このマトリツ
クスの有利な性質は、変性反応ののちにおいてさえも保
持されて残留する。ヒドロキシメタクリレートゲ゛ルは
ヒドロキシアクリレートゲルの安定性に比して、加水分
解媒質中においてより高い安定性をもつている。実施例
に記載されたカチオン交換体は、とくに、生体高分子お
よびその分解生成物の吸着およびクロマトグラフイ一の
目的で製造された。しかしながら、それらの応用はこの
事実によつて決して限定されることはない。また、つぎ
の実施例は本発明の対象をどのようにも限定しない。実
施例 １ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重合
体５９を、４０％ＮａＯＨ３Ｏｍｌ中に１５９のクロル
酢酸を含む溶液に加えた。

混合物は充分に撹拌し、９０℃に加熱した。この混合物
は、この温度に１３時間加熱した。ついで冷却し、そし
てゲルを淵別し、熱湯で抽出し、２０％ＨＣＩ、水、１
０％ＨＣｌｌ水、メタノール、アセトンおよびエーテル
で洗浄した。ゲルは空気中で乾燥し、ついで真空中で、
乾燥した。交換能は１ｍｅｑｕｉ／ｆｌであつた。実施
例 ２ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重合
体（５ｆ１）を、４０％ＮａＯＨ３Ｏｍｌ中で膨潤させ
、０℃に冷却し、そして蒸留水３０ｍ１中に１５９のク
ロル酢酸ナトリウムを含む溶液を加えた。

混合物を３０分間放置し、ついで８『Ｃに加熱し、そし
てこの温度を更に１０時間保持した。生成物を沢別し、
ついで実施例１に記載した方法で洗浄した。交換能は１
．７ｍｅｑｕｉ／９であつた。実施例 ３ 分子量除外限界７００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重合
体１９を水４０ｍ１中に４ｇの過マンガン酸カリウムと
４ｇの炭酸ナトリウムとを含む溶液に懸濁させた。

混合物を７５℃に１３時間加熱した。混合物を冷却し、
そしてゲルを淵別し、そして水、濃硝酸、濃塩酸および
これら酸の１：１混合物で洗浄した。ついで、水、メタ
ノール、アセトンおよびエーテルで洗浄し、そして空気
中および真空中で乾燥した。ついで、交換能を測定し、
赤外スペクトルが記録された。実施例 ４ 分子量除外限界１００，０００のジエチレングリコール
モノメタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共
重合体２９を、水７．５ｍ１中に５．５９の三酸化クロ
ムを含む冷却された溶液に加えた。

混合物は一夜放置した。生成物を淵別し、水、亜硫酸塩
の溶液、水、５％水酸化物、水５（：ｆｌ）ＨＣＩ、水
、アセトンおよびエーテルで洗浄した。酸化は、赤外ス
ペクトルの変化から追跡した。実施例 ５ 実施例１におけると同じ共重合体１ｇをジメチルスルホ
キシド４ｍ１および酢酸無水物２ｍ１の混合物に加えた
。

混合物を攪拌し、７５℃において浴中に置いた。１６時
間加熱後、生成物を炉別し、アセトン、水、アセトンお
よびエーテルで洗浄した。

生成物を真空中で乾燥し、そして酸化は、赤外スペクト
ルにおける変化から追跡した。実施例 ６ 分子量除外限界１００，０００のトリエチレングリコー
ルモノメタクリレートとメチレンビスアクリルアミドと
の共重合体（１９）をビリジン１０ｍ１中で膨潤させた
。

３０分後、この混合物に無水マレイン酸２９を加えた。

混合物を１００℃に１０分間加熱した。ついで、ゲルを
淵別し、ピリジンで抽出し、濃塩酸、水、３０％ＮａＯ
ＹＬメタノール、７０％メタノール性水酸化物、メタノ
ール、水、１０％ＨＣ２、水、メタノール、アセトンお
よびエーテルで順次洗浄した。生成物を空気中で乾燥し
、ついで、真空中で乾燥した。測定された交換能は１．
６ｍｅｑｕｉψであつた。実施例 ７ 実施例１におけると同じ共重合体１ｆ！を、ピリジン１
０ｍ１中で膨潤させた。

３０分後、無水フタル酸２９をこの溶液に加えた。

混合物を充分に攪拌し、そして９０℃に加熱された浴中
に置いた。反応混合物を含む容器を１５時間後に除き、
混合物を冷却し、そしてゲルを淵別した。生成物は、水
、３０％ＨＣＩＩ、水、１０％ＮａＯＨ．水、メタノー
ル、１０％メタノール性ＮａＯＨ、メタノールおよび水
で洗浄し、再びメタノール、アセトンおよびエーテルで
洗浄した。生成物を空気中で乾燥し、ついで真空中で乾
燥した。測定された生成物の交換能は１．６ｍｅｑｕｉ
ｖ／ｆｌであつた。実施例 ８分子量除外限界１００，
０００の２−ヒドロキシエチルアクリレートとエチレン
ジアクリレートとの共重合体１９を、無水コハク酸２９
およびトリエチルアミン６ｍ１とともに９５℃に６時間
加熱した。

生成物を炉別し、熱湯、濃塩酸、水、３０％ＮａＯＨ（
短時間）、水、メタノール、１０％メタノール性水酸化
物、メタノール、水、メタノール、アセトンおよびエー
テルで洗浄した。ゲルを空気中で乾燥させ、次いで真空
中で乾燥した。この生成物の交換能は１．８ｍｅｑｕｉ
ｖ／９であつた。実施例 ９実施例１におけると同じ共
重合体１９を、冷却したクロルスルホン酸６ｍ１に加え
た。

混合物は、添加の間冷却し、ついで、１０分間放置した
。ジオキサンを混合物に加え、そして混合物とジオキサ
ンとを振盪し、ＮａＯ′ＨＯ）予め冷却された５％溶液
の大過剰量の中に注入した。生成物を水洗し、ジオキサ
ンで抽出し、アセトン、ピリジン、水、濃塩酸、水およ
びアセトンで洗浄した。生成物の測定された交換能は１
．７ｍｅｑｕｉｖ／９であつた。実施例 １０実施例１
におけると同じ共重合体１ｇおよび亜硫酸水素ナトリウ
ム４９を熱湯１０Ｔｎ１と混合した。

混合物は溶解したのち、２３０〜２５０℃に加熱された
プロツク中に置いた。水の大部分が蒸発した時、混合物
に水を蒸発が妨げられるような量、徐々に加えて混合物
を再び湿らせた。加熱を２０時間行ない、ついで、混合
物を冷却し、熱湯で抽出した。生成物は淵別し、蒸留水
、１０％塩酸、水、１０％水酸化ナトリウム、水、１０
％塩酸、水、メタノール、アセトンおよびエーテルで順
次洗浄した。ゲルを空気中で乾燥し、ついで真空中で乾
燥した。そして硫黄の含有量を元素分析により追求した
。実施例 １１ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシプロピ
ルメタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重
合体１９を冷却したＮａＯＨの３０％溶液５ｗＬ１中で
膨潤させた。

混合物を５〜１０℃に冷却し、過剰の水酸化物を吸引除
去し、そして水３ｍ１中に１ｇの２−クロルエチルスル
ホン酸ナトリウムを含む溶液を前記溶液に加えた。混合
物をよく攪拌し、７５℃に加熱し、そして５０％ＮａＯ
Ｈ３ｍｊを２０分以内に徐々に加えた。ついで、混合物
を６時間加熱した。生成物は水、濃塩酸、水、２０％Ｎ
ａＯＨ溶液、水、メタノール、水、１０％塩酸、水、メ
タノール、アセトンおよびエーテルで洗浄した。ゲルは
空気中で乾燥させ、ついで、真空中で乾燥させた。生成
物の硫黄含有量は元素分析によつて測定した。実施例
１２ リン酸水素ナトリウム４９を蒸留水２０ｄに溶解した。

この溶液に実施例１におけると同じ共重合体１．５９を
加えた。混合物を攪拌し、そして２３０〜２５０℃に加
熱された恒温プロツク中に置いた。全部の水が蒸発した
のち、実施例１０で記載したように、混合物は常に水蒸
気と接触するように、水で連続的に湿らせた。２５時間
加熱したのち、生成物を熱湯で抽出し、蒸留水、濃塩酸
、水、１０％ＮａＯＨ溶液、１０％塩酸、水、メタノー
ルおよびアセトンで洗浄した。

ゲルは空気中で乾燥させ、ついで真空中で乾燥させた。
生成物のリン含有量を測定した。実施例 １３ 分子量除外限界３００，０００のヒドロキシメタクリレ
ートゲルのナトリウムアルコキシド１９（特願昭４９−
１４８，２１７号明細書記載の方法によつて製造される
。

）をエチルプロモアセテート１．５９と乾燥ジオキサン
１０ｍ１中で６０℃において３時間反応させた。反応完
結後、ゲルを枦別し、ジオキサンおよび水で繰り返し洗
浄し、そして０．１ＮＮａ０Ｈ（２０ｍ１）中で１００
℃において４時間加水分解させた。ゲルを再び水洗し、
Ｈ−サイクルに変換し、その交換能を測定した。実施例
１４２−ヒドロキシエチルメタクリレートとエチレン
ジメタクリレートとの共重合体２９を５０％ＮａＯＨ溶
液１０ａと充分に混合した。

水酸化物を適宜吸引除去し、エピクロルヒドリン５ｍｔ
を加え、そして混合物を充分に攪拌し、１１０℃に２時
間加熱した。生成物をアセトンで洗浄し、水で急速に洗
浄し、ついで、アセトンおよびエーテルで洗浄し、そし
て真空中で乾燥した。元素分析により、Ｃｌが１．２％
であることが解つた。２０％塩酸とともに６０℃に１時
間加熱し、洗浄し、乾燥したのち、Ｃｌ３．ｌｌ％が測
定された。

実施例 １５分子量除外限界１００，０００の２−ヒド
ロキシエチルメタクリレートとエチレンジメタクリレー
トとの共重合体１９を、乾燥ジオキサン１０ｗ１１と混
合し、シンハイドライド（Ｓｙｎｈｙｄｒｉｄｅ一商品
名、可溶性ナトリウムリチウムハイドライド）の７０％
ベンゼン溶液１０ｍ１を加え、そして混合物を１／２時
間放置した。

懸濁物を淵過し、そしてゲルをジオキサンおよびベンゼ
ンで洗浄した。分子篩ＮａＩｓｉｔＡ４で乾燥したブタ
ンジエポキシド２９を加え、混合物を３日間放置した。
生成物の一部を２Ｎ（７）ＨＣＩで加水分解し、アセト
ンおよび水で洗浄した。元素分析によれば、ＣＩＯ．７
３％を含んでいた。残留分を７０℃で６時間加熱した。
２ＮのＨＣ！中で加水分解し、洗浄したのちの元素分析
によればＣｌ２，９６％を含んでいた。

実施例 １６Ｍｇ１０ｆ！および乾燥エチルプロミドか
らグリニヤール試薬を製造し、ついで、それを分子量除
外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチルメタクリ
レートとエチレンジメタクリレートとの乾燥した共重合
体に冷却下に水分の接近を避けながら徐々に加えた。

この混合物を２０分間攪拌し、ついで、ゲルを吸引淵別
し、そして乾燥エーテルで数回デカンテーシヨンを行な
い、乾燥器に貯蔵した。試料の一部を水に懸濁させ、フ
ェノールプタレーンを用いてＨＣＩで滴定した。淵過後
、ゲルを乾燥し、評量した。交換能は１９当り有機金属
の２．４ｍｅｑｕｉｖであつた。乾燥したエピクロルヒ
ドリン１．５ｍ１を、グリニヤール試薬と反応させたゲ
ル１９に注入した。

混合物を３０分間放置し、ついで、１００℃に１０分間
加熱し、そして急速に冷却した。ゲルを淵別し、アセト
ンでデカンテーシヨンを行ない、メタノール０．５Ｎ（
７）ＨＣＩおよび水で洗浄した。ついで、それを０．５
Ｎ０ＨＣＩ中に３日間保持し、水、メタノール、アセト
ンおよびエーテルで洗浄し、乾燥した。元素分析ではＣ
ｌ２．Ｏ７％であつた。グリニヤール試薬と反応させた
ゲルの他の０．２９を乾燥ブタンジエポキシド０．３９
と混合し、選択された温度に空気の接近を避けながら加
熱した。所定の反応時間ののち、ゲルをアセトンおよび
水で洗浄し、淵別し、そして水１０ｍ１中にＮａＨＳＯ
３５９を含む溶液で覆つた。反応後のゲルは水、メタノ
ール、アセトンおよびエーテルで充分に洗浄し、乾燥し
、そして硫黄および臭素の含有量を分析した。その結果
は第１表のとおりであつた。実施例 １７実施例１６に
よりグリニヤール試薬と反応させたゲルを乾燥エピクロ
ルヒドリン０．４ｍ１と混合し、そして水分の接近を避
けながら所定の時間加熱した。

ついで、ゲルをアセトン、水、エタノールおよび水で洗
浄し、２０％ＮａＨＳＯ３の過剰量とともに６０℃に１
０時間加熱した。ついでゲルを水、メタノール、アセト
ンおよびエーテルで洗浄し、乾燥し、そして硫黄および
ハロゲン（たとえばＣｌ）の含有量について元素分析を
行なつた。その結果は、第２表のとおりであつた。実施
例 １８ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンシダタグリレートとの共重合
体を、２Ｎ（７）ＮａＯＨ中で膨潤させ、水酸化物溶液
を適宜吸引淵別し、そしてゲルを２倍過剰量の３０％Ｎ
ａＯＨ水溶液と混合し、そして同量のエピクロルヒドリ
ンと混合した。

混合物を充分に攪拌し、恒温槽に置き、そして反応後、
冷却した。ついで、ゲルを水、アセトン、水、メタノー
ルおよび水で洗浄し、過剰量の２０％ＮａＨＳＯ３溶液
で覆い、６０℃に１０時間加熱した。ゲルを充分に水洗
し、ついで、メタノール、アセトンおよびエーテルで洗
浄し、乾燥した。硫黄および塩素の含有量を元素分析に
より測定した。その結果は、第３表のとおりであつた。
実施例 １９ １００，０００までの分子量をもつ２−ヒドロキシエチ
ルメタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重
合体５ｇをフラスコに入れた。

ＫＭｎＯ４５ｆｌおよびＮａ２ＣＯ，５ｆｌを熱湯２０
ｍ１中に入れてえた溶液を水２０ＴＩＬＩで希釈し、激
げしく攪拌しながらゲルに注入した。混合物を攪拌し、
７８℃に１２時間加熱した。ゲルを水、ＨＣＩとＨＮＯ
３との混合物、水、０．５Ｎ（７）ＮａＯ肚水、０．５
Ｎ０）ＨＣ／１１水、アセトンおよびエーテルで洗浄し
た。全交換能は２．５ｍｅｑｕｉｖ／９であることが測
定された。第１図は０．１Ｎｆ）ＮａＯＨで滴定してえ
たＨ＋型のイオン交換体の滴定曲線を示す。ＰＨの価を
縦軸で表わし、滴定剤消費量を横軸で表わす。実施例
２０ ホスゲンの１０％ベンゼン溶液と３００Ｃで５時間反応
させた分子量除外限界３００，０００の２ヒドロキシエ
チルメタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共
重合体４ｇを、蒸留水１０ｍ１中でタウリン１．２９と
混合した。

混合物を急速に撹拌し、３０分間放置した。ついで、ゲ
ルを水、ピリジン、水、メタノール、アセトン、水、０
．５ＮのＨＣＩ、エタノールおよびアセトンで洗浄し、
そして乾燥した。元素分析による硫黄含有量は２．２％
であり、キエールダル（Ｋｊｅｈｌｄａｌ）法によるＮ
含有量は１．０２％であつた。第２図は、Ｈ＋型におけ
るイオン交換体の滴定曲線を示す。ＰＨ価は縦軸で表わ
し、滴定剤（０．１Ｎ０Ｎａ０Ｈ）の消費量は横軸にミ
リ当量で表わしている。実施例 ２１分子量除外限界１
００，０００の２−ヒドロキシエチルメタクリレートと
エチレンジメタクリレートとの共重合体１ｇを、蒸留水
６ｍ１中に分散させた。

混合物を１０分間放置し、ついで、過剰の水酸化物をフ
リツトーガラスフイルタ一上で吸引淵別した。ゲルをヨ
ード酢酸１９および水２ｍ１とともに８０℃に２時間加
熱し、水、２Ｎ０）ＮａＯＨｌ水、エタノール、アセト
ン、水、２Ｎ０Ｉ）ＨＣＩ、水、エタノール、アセトン
およびエーテルで洗浄し、乾燥させた。測定された全交
換能は１．３ｍｅｑｕ１ｖ／ｆ！であつた。第３図は、
Ｈ＋型におけるイオン交換体の滴定曲線を示す。座標軸
は実施例２０におけるものと同じ意味をもつ。実施例
２２ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重合
体５９を、三つロフラスコに入れ、乾燥アセトン１００
ｍ１で覆い、そして混合物を攪拌し、５℃に冷却した。

この温度で激しく攪拌しながらクロルスルホン酸１０ｍ
１を滴加した。混合物を３０分間攪拌し、ついで、ピリ
ジン２０ｍ１を加え、さらに１時間０℃で攪拌した。生
成物を涙別し、そしてゲルを水、アセトン、メタノール
、水、２Ｎ（７）ＨＣＩ水、エタノール、アセトンおよ
びエーテルで洗浄し、乾燥した。元素分析によれば、Ｃ
ｌおよびＳの含有量はそれぞれＯおよび１．２０％であ
つた。第４図は、Ｈ＋型におけるイオン交換体の滴定曲
線を示す。座標軸は実施例２０におけると同じ意味を持
つ。実施例 ２３ 分子量除外限界３００，０００及び粒子径３２〜４０Ｐ
ｍの２−ヒドロキシエチルメタクリレートとエチレンジ
メタクリレートとの乾燥した共重合体を三つロフラスコ
に入れ、そしてエチルアセテート（分子篩Ｋａｌｓｉｔ
Ａ３上で乾燥させた分析級のもの）２１０ｍｊを加えた
。

混合物を攪拌し、一２０℃に冷却した。エチルアセテー
ト（同様な方法で乾燥した）１５０ｍ１中にクロルスル
ホン酸５０９を冷却下に溶解した。ついで、溶液を−２
０℃に冷却し、そしてゲル中に攪拌及び冷却を行ないな
がら１７分以内に徐々に加えた。温度は−１６℃に保つ
た。ゲルを淵別し、エチルアセテート、アセトン、エタ
ノールおよび水で洗浄し、乾燥させた。元素分析では、
Ｓ４．７３％およびＣＩＯ％を示し、全交換能は、膨潤
ゲル５ｍ１につき３．１ｍｅｑｕｉｖであつた。実施例
２４ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重合
体の乾燥ゲルを適度に過剰量のブチルリチウムとテトラ
ヒドロフラン中で混合した。

反応を攪拌および冷却下、窒素雰囲気中で３０分間行な
つた。ついで、ゲルを乾燥したテトラヒドロフランで洗
浄した。約０．２９のゲルを適当な過剰量の乾燥したエ
ピクロルヒドリン（またはブタンジエポキシド）と混合
し、そして０．５Ｎ−ＨＣＩとともに７『Ｃに６時間加
熱した。この反応ののち、Ｃｌ含有量を測定した（Ｃｌ
Ｉ）。ゲルをＳＯＣｌ２と反応させ、Ｃｌ含有量を再び
測定した（Ｃｌ一方、ＣｌＩはエポキシド含有量に相当
する）。その結果は、第４表のとおりであつた。実施例
２５実施例２４に記載した方法によりリチウムアルコ
キシドに交換したゲル７９をフラスコに入れ、ブタンジ
エポキシド２７９を加えた。

（分子篩ＰＯｔａｓｉｔＡ３で乾燥）。フラスコを７『
Ｃに加熱し、時々攪拌しながら水分の接近をさけてこの
温度で３時間保持し、ついで、一夜放置した。ついで混
合物を１００℃に１０分間還流冷却器の下で加熱した。
フラスコ内の温度は１３０℃に達し、そして混合物をこ
の温度で５分間保つた。ついで、それは冷却し、アセト
ン、エーテルおよびアセトンで洗浄し、ついで、冷水お
よび大過剰のアセトンで急速に洗浄し、さらにエーテル
、ＣＨＣｌ３およびエーテルで洗浄し、真空中で乾燥し
た。実施例 ２６実施例２５の方法によりブタンジエポ
キシドで変性したゲル０．３９を、Ｋ２ＨＰＯ４．３Ｈ
２ＯＯ．７９９および水１．５ｍ１と混合した。

混合物を実験室温度で１時間放置し、ついで、９５℃で
４時間加熱し、そして最後に実験室温度で２日間放置し
た。ゲルを淵別し、水、エタノールおよびアセトンで洗
浄した。同様にしてＰｌ．Ｏ７（ｆｌ）が実測された。
ＰＯ．６ｌ％を含むゲルはＮａＨ２ＰＯ４．４Ｈ２Ｏを
用いてえられた。実施例 ２７ 実施例２５の方法によつてブタンジエポキシドで変性し
たゲル０．３９を、水１ｍ１に０．４９のＮａ２ｓＯ４
を含む溶液と混合した。

混合物を実験室温度で１時間放置し、ついで、９５℃に
４時間加熱し、実験室温度で２日間放置した。ついで、
ゲルを淵別し、水、エタノール、アセトンおよびエーテ
ルで充分に洗浄し、真空中で乾燥した。硫黄含有量を元
素分析によつて測定した。Ｎａ２ｓＯ３による処理では
Ｓｌ．５９％が測定された。Ｎａ２ｓ２Ｏ５Ｎａ２Ｓ２
Ｏ３，ＮａＨＳＯ３およびＫＨＳＯ３による変性を同様
な方法で行なつた。その結果は、第５表のとおりであつ
た。Ｓ２．６ｌ％を含む試料の一部を濃Ｎ［１０３と３
０分間混合した。

ゲルを水、エタノールおよびアセトンで洗浄した。実測
値：Ｓｌ．４％（Ｇ）。第５，６および７図は、第５表
中でＢ，ＤおよびＦで示されたゲルの滴定曲線を示す。
実施例 ２８ 分子量除外限界３００，０００および２０〜４０Ｐｍの
粒子径を有する２−ヒドロキシエチルメタクリレートと
エチレンジメタクリレートとの共重合体８．３９を２５
０ｍ１のフラスコに入れた。

ゲルを水１００ｍ１中にＫＭｎＯ４９９およびＮａ２Ｃ
Ｏ３ｌＯ９を含む溶液で覆い、そして加熱せずに３０分
間激しく撹拌した。温度は、さらに３０分の間に７２℃
に上つた。そして混合物をこの温度で３．５時間攪拌し
た。ゲルをＫＭｎＯ４とともにさらに７０時間、実験室
温度で放置し、ついで炉別し、蒸留水１００ｍ１で５回
洗浄し、ＨＣＩ−ＨＮＯ３の１：１混合物２００ｍ１で
洗浄し、蒸留水２００ｍ１３で３回、エタノール２００
ｍ１で２回、蒸留水２００ｍ１で３回、ＮａＯＨの１０
％溶液１００ｍ１で２回、および蒸留水１００ＴＩＬＩ
で５回洗浄した。滴定の前に、ゲルをさらにエタノール
、アセトンおよびエーテルで洗浄し、真空中で乾燥した
。測定されたイオン交換体の全交換能は３．５ｍｅｑｕ
ｉｖ／ｇおよびゲルカラム５ｍ１につき６．６２ｍｅｑ
ｕｉｖであつた。実施例 ２９分子量除外限界５００，
０００及び２０〜４０Ｐ７７！の粒子径をもつ２−ヒド
ロキシエチルメタクリレートとエチレンジメタクリレー
トとの共重合体８．５ｇをフラスコに入れた。

ゲルを蒸留したピリジン５０７！１１と混合し、無水フ
タル酸２０９を加えた。混合物を攪拌し、無水フタル酸
のすべてが溶解するまで５０℃に加熱し、ついで、３８
℃の恒温槽に４時間置いた。ついで、さらに７２℃に１
４時間加熱した。ゲルをアセトン１００ｄで１回、エタ
ノール２００ｍ１で３回、蒸留水５００ｍ１で２回、エ
タノール１００ｍ１で５回、ピリジン１００ｍ１で１回
、エタノール２００ｍ１で３回、アセトン２００ｄで２
回、水１００ｍ１で１０回、１０％ＮａＯＨ溶液１００
ｍ１で２回、水３００ｗＬ１で５回、１５％ＨＣＩ２Ｏ
Ｏｍｌで２回、水３００ｍ１で５回および１５％ＨＣＩ
で４回洗浄し、そしてＣＩ！−イオンが検出される限り
水で洗浄した。試料を、ついで、エタノール、アセトン
およびエーテルでさらに洗浄し、乾燥した。その測定さ
れた全交換能は１．７ｍｅｑｕｉｖ／９であつた。第８
図は、Ｈ＋型における交換体の滴定曲線を示す。座標は
実施例２０におけると同じ意味をもつ。実施例 ３０ 攪拌機、温度削および滴下淵斗を備えたフラスコに、分
子量除外限界１００，０００および６０〜１２０Ｐｍの
粒子径をもつ２−ヒドロキシエチルメタクリレートとエ
チレンジメタクリレートとの共重合体２ｆ！および乾燥
エチルアセテート３０ｍ１を入れた。

混合物を−２０℃に冷却し、クロルスルホン酸４．５ｍ
１をそれに滴下済斗から１５分以内に滴加した。試料を
ついで取り出し、水、１０％ＮａＯＨ、水、エタノール
、アセトンおよびエーテルで洗浄し、乾燥した。ついで
、ＳおよびＣｌの含有量を測定した。その結果は、第６
表のとおりであつた。実施例 ３１ 分子量除外限界３００，０００および２０〜４０Ｐｍの
粒子径をもつ２−ヒドロキシエチルメタクリレートとエ
チレンジメタクリレートとの共重合体３５ｍ１を２５０
ｍ１のフラスコに入れ、蒸留ピリジン５０ｍ１を加え、
ついで、無水コハク酸２５９とピリジン２０ｍ１との混
合物を加えた。

混合物を攪拌し、４０℃に加熱し、ついで、時々攪拌し
ながら酸無水物が溶解するまで２時間放置した。混合物
を、ついで３８℃の恒温槽に１１４時間置いた。ゲルを
済別し、ピリジン１００ｄで３回洗浄して白色に変化さ
せ、アセトン１００ｍ１で１回およびピリジン１００ｍ
１で２回洗浄した。ついで、蒸留ピリジン１００Ｔｆ１
１および無水コハク酸２５ｆ！をゲルに加え、攪拌し、
７３℃で５時間加熱した。全洗浄処理を繰返し、そして
ゲルを無水物２５９およびピリジン１００ｄとともに再
び７３℃に２時間加熱した。最後にゲルをピリジンで洗
浄し、ついでアセトン３００Ｔ１１１で２回、メタノー
ル２００ｍ１で２回、エタノール２００ｍ１で２回、水
２００ｍ１で５回、２ＮのＨＣ２２ＯＯａで５回、水２
００ｗＬ１で１０回、２Ｎ−ＨＣｌ３ＯＯｍｌで３回、
水２００ｍ１で２０回、エタノール３００ｍ１で３回、
アセトン３００ｍ１で３回およびエーテル２００ｍ１で
２回洗浄した。カラムにおける全交換能は、２．２ｍｅ
ｑｕｉ／５ｍ１膨濡ゲルと測定された。実施例 ３２濃
Ｈ２ＳＯ４７ｍｌおよび２５％発煙硫酸３ＴＩＬ１！，
をアンプに入れ、そして混合物を−２０℃に冷却した。

この温度において、分子量除外限界１００，０００の２
−ヒドロキシエチルメタクリレートとエチレンジメタク
リレートとの共重合体０．３９を加え、そして混合物を
時々攪拌しながら−２０℃で４０分間放置した。ついで
、それを急速に大過剰量の冷水に攪拌下に注入した。ゲ
ルを淵別し、水洗し、デカンテーシヨンを行ない、２Ｎ
−ＮａＯｌＬ水、メタノール、アセトンおよびエーテル
で洗浄した。乾燥後、Ｓは４．４％であることが測定さ
れた。実施例 ３３濃硫酸８ｍ１及び２５％発煙硫酸２
ｍ１をアンプルに入れた。

混合物を−１０℃に冷却し、分子量除外限界１００，０
００の２−ヒドロキシエチルメタクリレートとエチレン
ジメタクリレートとの共重合体０．３９をこの温度で加
えた。混合物を振盪し、一１０℃に１０分間保持した。
ついで、ゲルを淵別し、濃硫酸、５０％Ｈ２ＳＯ４、水
、メタノール、水、２Ｎ−ＮａＯＹＬメタノール、アセ
トンおよびエタノールで洗浄した。アンプルにおいて、
Ｓ２、６％が実測された。実施例 ３４ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重合
体を大過剰容量（たとえば、約２０倍の容量）の所定の
濃度の水酸化ナトリウム溶液とアンプル中で混合した。

ついで、混合物を所定の温度において恒温槽に置いた。
所定の時間の後、試料を取り出し、水、エタノール、水
、２Ｎ−ＨＣＩ、水、２Ｎ−ＮａＯＨおよび水で充分に
洗浄した。それらは、ついで、２Ｎ０ＨＣＩ中で１時間
放置し、溶離液にＣｌ−イオンが検出される限り水で洗
浄した。このようにして洗浄されたゲルは、さらにエタ
ノール、アセトンおよびエーテルで洗浄し、真空中で乾
燥した。全交換能が各試料について測定された。その結
果は、第７表のとおりであつた。第９図は、時間、Ｎａ
ＯＨの濃度および温度に依存する共重合体加水分解の進
行を示す。

Ｍｅｑｕｉｖ／９で示された交換能を縦軸で表わし、Ｈ
ｒで示された時間を横軸で表わす。実施例 ３５ 水１０ｍ１にＮａＨＳＯ３５９およびエピクロルヒドリ
ン８９を含む溶液を振動攪拌機で攪拌しながら７５℃で
９０分間加熱した。

生成物を冷却し、分離した結晶を淵別し、水およびアセ
トンで洗浄し、水から再結晶させた。元素分析ではＣ′
−ＣＨ２ＣＨ（０Ｈ）−ＳＯ３Ｎａの構造を持つことが
証明された。この生成物（０．９９）をＮａＯＨＯ．５
９、分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエ
チルメタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共
重合体０．５９および蒸留水３．６ｍ１と混合した。混
合物を攪拌し、８０℃に１０時間加熱した。水洗および
乾燥した生成物はＳＯ．４Ｏ％を含んでいた。実施例
３６ 三角フラスコにＣｒＯ３５．５９および水７．５！１を
入れた。

溶解後、分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキ
シエチルメタクリレートとエチレンジメタクリレートと
の共重合体２９を加え、混合物を４０℃に加熱し、つい
で、２０℃に冷却し、そして実験室温度で一夜放置した
。ゲルを水、エタノール、アセトンおよびエーテルで洗
浄し、そして真空中で乾燥した。交換能は２．１ｍｅｐ
ｕｉｖ／９であつた。実施例 ３７ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重合
体０．５ｇを、５℃に冷却した３ｍ１の水中に２９のＣ
ｒＯ３を含む溶液に加えた。

混合物を実験室温度で２日間放置した。ついで、ゲルを
水、エタノール、アセトンおよびエーテルで洗浄し、乾
燥した。交換能は１．７ｍｅｑｕｉｖ／９であつた。実
施例 ３８ ピリジン１５ｍ１中にＣｒＯ３ｌ９を含む溶液を５℃に
冷却し、分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキ
シエチルメタクリレートとエチレンジメタクリレートと
の共重合体１ｇを加えた。

混合物を攪拌し、ついで、実験室温度で３８時間放置し
た。ゲルを実施例３７におけると同様な方法で洗浄し、
乾燥した。交換能は１．６ｍｅｑｕｉｖ／９であつた。
実施例 ３９分子量除外限界１００，０００の２−ヒド
ロキシエチルメタクリレートとエチレンジメタクリレー
トとの共重合体０．５９をピリジン１５７！Ｌｌ中にＣ
ｒＯ３ｌｇを含む溶液に加え、混合物を７５℃に１５時
間加熱した。

ゲルを実施例３７におけると同様な方法で洗浄し、乾燥
した。交換能は３．５ｍｅｑｕｉｖ／９であつた。実施
例 ４０ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレ〒卜との共重合
体０．５１を無水酢酸５ＴｆＬ１中にＣｒＯ３ｌｇを含
む溶液に加え、７５℃で１５時間加熱した。

ついで、ゲルを実施例３７におけると同様な方法で洗浄
し、乾燥した。交換能は３，２ｖｍｅｑｕｉｖ／９であ
つた。実施例 ４１ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重合
体０．５９をジメチルスルホキシド２ｍ１）および無水
酢酸１ｍ１の混合物に加えた。

混合物をアンプルに封入し、７５℃で１６時間加熱した
。ゲルは、ついで、実施例３７におけるように洗浄し、
乾燥した。交換能は１．７ｍｅｑｕｉｖ／９であつた。
比較のために、ＳｅｐｈａｄｅｘＧ７５を無水酢酸で処
理した。

ＳｅｐｈａｄｅｘＧ７５媒質３９をジメチルスルホキシ
ド３０９および無水酢酸２０ｍ１中で攪拌した。混合物
を７５℃に加熱し、ゲルは６時間の間に完全に溶解した
。実施例 ４２ ５００ｍ１の三つロフラスコに、分子量除外限界３００
，０００の２−ヒドロキシエチルメタクリレートとエチ
レンジメタクリレートとの共重合体３１９を入れ、そし
てエチルアセテート（分子篩ＫａｌｓｉｔＡ上で乾燥し
た分析級のもの）３００ｍ１を加えた。

混合物を攪拌し、−２０℃に冷却し、そしてエチルアセ
テート１５０ｍｔとクロルスルホン酸（ＥＢ，ＡｐＯｌ
ｄａ，ＧＤＲ） ３０ｍ１との−２０℃に冷却した混合
物を１２分間内に滴加した。反応の間、混合物を攪拌し
ながら冷却することによつて温度を−２０ないし−１４
℃に保つた。クロルスルホン酸を二つの同じ部分に加え
た。第二の部分の容量の約１／５を添加したのち、反応
熱による温度の上昇は観察されなかつた。ＣｌＳＯ３Ｈ
を１２分間で加えたのち、混合物をさらに３分間攪拌し
、ついで、フリツトーガラスフイルタ一上に注いだ。

分離されたゲルをエチルアセテート、アセトン、エタノ
ールおよび水で洗浄し、ついで、蒸留水１１中に分散さ
せ、蒸留水の５００ｍ１部分でデカンテーシヨンを行つ
た。ゲルの一部を取り出し、フイルタ一上で水、エタノ
ール、水、２Ｎ−ＨＣｌｌ水、エタノールおよびアセト
ンで洗浄し、そして交換能の測定のために使用した。生
成物を水５００ｍ１で７回デカンテーシヨンを行ない、
フイルタ一上で水５００ｄで１回、エタノール３００ｍ
１で３回、アセトン３００ｍ１で３回、水２００ｍ１で
５回、２ＮのＮａＯＨ３ＯＯｍｌで２回洗浄し、水で中
性にまで洗浄し、８Ｍ尿素、２ＭのＮａＣｌおよび２Ｎ
（７）ＮａＯＨで洗浄し、２ＭのＨ２ＳＯ４３ＯＯｍｌ
で２回、２Ｎ０）ＨＣ２２ＯＯ７ｎｌで１回および水で
溶離液がＣｌ−イオンを示すかぎり洗浄した。生成物は
ＣＩＯ％およびＳｌ．ｌ８％を含み、交換能は１．６ｍ
ｅｑｕｉｖ／５ｍ１であつた。ペプシノーゲンを含むた
んぱく質、人体血清アルブミンおよびキモトリプシンの
混合物をこのゲル上でクロマトグラフ分析した（第１０
図）。イオン性強度の二段階直線状勾配及びＰＨ緩衝液
による溶離。Ａ−０．０５ＭＮＨ４０Ｈ−ギ酸、ＰＨ３
．５Ｂ−０．３ＭＮＨ４０Ｈ一酢酸、ＰＨ６．ＯＣ−１
ＭＮ１１４０Ｈ一酢酸、ＰＨ８Ｏ＋０．５ＭＫＣ１実施
例 ４３ベンゼン中で、室温において５時間１０％ホス
ゲン溶液と反応させることによりホスゲンで変性？？？
？？？：？？？？２されたゲルを水に注入し、５０℃で
３０分間加熱し１らついで、ゲルを水、２Ｎ（７）ＨＣ
Ｉ及び水でＣｌ−イオンが溶離液中に存在しなくなるま
で洗浄した。

乾燥した試料は交換能１．６ｍｅｐｕｉ／９を有した。
実施例 ４４ 分子量除外限界１００，０００の２−ヒドロキシエチル
メタクリレートとエチレンジメタクリレートとの共重合
体の乾燥ゲル５ｆ１を乾燥テトラヒドロフラン２０ｍ１
に分散させた。

テトラヒドロフラン２０ｍ１中の、ゲルの−０Ｈ基の数
の約５倍量のブチルリチウムを、懸濁体に攪拌しＯ℃に
冷却しながら加えた。ブチルリチウムの添加後、混合物
を室温で０．５時間攪拌した。ゲルを洗浄し、乾燥した
。交換能は２．２ｍｅｑｕｉｖ／９であつた。実施例
４５分子量除外限界３００，０００および１０〜２５Ｐ
ｍの粒子径をもつ２−ヒドロキシエチルメタクリレート
とエチレンジメタクリレートとの共重合体を実施例３６
にしたがつて変性し、そして０．０３ＭのＮＨ４ＯＨ−
ＨＣＯＯＨの緩衝液（ＰＨ３．５）中で、直径５ｍｍ及
び長さ２４０１！ｌのカラムに詰めた。

流通速度を変化させ、そして圧力勾配および流通速度の
依存関係を調べ、そしてフオスフオリル化セルロース、
ＷｈａｔｍａｎｎＣｅｌｌｕｌＯｓｅＰ７Ｏと比較した
。第１１図は、容積流通速度に基づく変化の依存関係を
示す。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は、本発明によるカチオン交換体の滴定曲線
を示し、第９図は、時間、濃度および温度に依存する加
水分解進行曲線を示し、第１０図は、本発明のカチオン
交換体によるクロマトグラフ分析図であり、また、第１
１図は、容積流通速度と変化の依存関係を示すグラフで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （ａ）ヒドロキシアルキルメタクリレート、ヒドロ
   キシアルキルアクリレート、オリゴ−およびポリグリコ
   ールメタクリレート類、オリゴ−およびポリグリコール
   アクリレート類、ヒドロキシアルキルアクリルアミドお
   よびヒドロキシアルキルメタクリルアミドよりなる群か
   ら選ばれた単量体と、（ｂ）アルキレンジ−およびポリ
   アクリレート類、アルキレンジ−およびポリメタクリレ
   ート類、グリコールジアクリレート、グリコールジメタ
   クリレート、ポリグリコールジアクリレート、ポリグリ
   コールジメタクリレート、ビスアクリルアミド、ビスメ
   タクリルアミドおよびジビニルベンゼンよりなる群から
   選ばれた交さ結合性共単量体との懸濁共重合によつて製
   造され、そして反応性ヒドロキシル基またはアルコキシ
   ド反応性基を含むアクリルレートおよびメタクリレート
   単量体の交さ結合共重合体を、ハロゲノアルカン酸また
   はその誘導体、ジカルボン酸の酸無水物またはそのハラ
   イドまたはカルボジイミド類との反応によつて変性させ
   て解離によりアニオンを与える官能性基を含む物質を生
   成することよりなり、前記ヒドロキシル基の変性反応に
   おいて、ヒドロキシル基と反応しうる数個の反応性基を
   含む化合物を使用し、そしてこの反応の後に残留した反
   応性官能基はジカルボン酸およびポリカルボン酸類、ヒ
   ドロキシカルボン酸類、アミノカルボン酸類、リン酸お
   よび硫酸よりなる群およびハロゲノエポキシド類、ジ−
   およびポリエポキシド類よりなる群から選ばれた化合物
   と反応させてもよく、そして、所望ならば、変性反応の
   完了後のゲルの第１級アルコール基は通常の酸化剤でカ
   ルボン酸基に酸化させることを特徴とする生物学的物質
   の分離にとくに適した親水性カチオン交換体の製造法。