JPS5956162A - カラム充てん剤およびその製造法 - Google Patents

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】 本発明は同一分子ｌの異なる糖を分離するのに適した新
規な液体クロマトグラフィー用カラム充てん剤およびそ
の製造法に関する。

液体クロマトグラフィーによって糖類を分析する方法と
しては、］）アミノ基等を化学結合しり充填剤（例えば
ジエチルアミンエチルセルロース等）を用いた分配型の
分離、２）架橋デキストランゲル等を用いた分子ふるい
による分離。

３）陰イオン交換樹脂を用いたホウ酸錯イオンとしての
分離、４）塩型陽イオン交換樹脂を用いた分子ふるいと
分配の折衷モードによる分離などが知られている。これ
らのうち２）および４）の方ごとは、２）の方法では不
可能であり、４）の方法でも１恨界がセンつた。

本発明者らは、水を溶離液として塩型の陽イオン交換樹
脂を用いて同じ分子能の糖（例えばグルコース、ガラク
トース、マンノース、フラると、これらの糖の溶出時間
がそれぞれ変わることを見い出した。壕だ、この効果が
２価の陽に用いた場合でもグルコース、ガラクトース。

対イオンとする場合ではグツトコース、ガラクトースお
よびフラクトースは分離できたが、ガライオントすると
グルコース、ガラクトースおよびフラクトースは分離で
きたがマンノースとフラクトースは溶出位置が近く分離
できなかった。

そこで以上述べた結果をふまえて、さらに種々検討した
結果本発明に至った。

すなわち、第１の発明は、　ＳＯ３−基を有する多孔性
スチレン−ジビニルベンゼン系共重合体粒子からな妙、
その対イオンとして （ａ）Ｃａ＋＋および８ｒ＋＋からなる群から選ばれた
少なくとも一種のイオン 並びに （ｂｌ　　Ｐｂ”＋およびＢａ”＋からなるｌ洋から選
ばれた少なくとも一種のイオン を（ａｌのイオンとｆｂｌのイオンの当量比が（ａｌ　
／ｆｂｌで１／２〜２／１の割合で有してなる液体クロ
マトグラフィー用カラム充てん剤に関する。

本発明に係るカラム充てん剤は、ｓｏｉ基の対イオンと
して、Ｃａ＋＋またはＳｒ”（（ａｌのイオン）とＰｂ
”＋またはＢ　ａ”　＋（（ｂｌのイオン）をｆａ）　
／（ｂ）が当量比で１／２〜２／１の割合になるように
有する。この範囲外の割合では１例えば９分子量が同一
であるガラクトース、マンノースおよびフラクトースを
分離するのが困難になる。（ａ）／＋ｂ）は、好ましく
はほぼ１／１（当量比）の割合にされる。

なお、　ＳＯ３−基の対イオンとして、Ｃａ＋＋または
Ｓ　ｒ”　（（ａｌのイオン）しか有しないときは、マ
ンノースとフラクトースの分離は良いが、ガラクトース
とマンノースの分離は悪く、対イオンとしてｐ　ｂｌ　
＋、またはＢ　ａ”　”　（（ｂｌのイオン）しか有し
ない時は、マンノースとフラクト　−スの分離は悪いが
、ガラクトースとマンノースの分離ｔ：を良い。これに
対して９本発明に係るカラム充てん剤は対イオンとして
＋ａｌのイオンと（１））のイオンを適当な割合で有す
ることに、【す１／ノース、フラクトースおよびガラク
トースの分離が優れる。

本発明におけるカラム充てん剤は８０ｓ基をカラム充て
ん剤１ｚ当り２ミリ当量（２ｍｅＱ／！ｉ’ｉ以上有す
るのが好ましく、特に３〜５ｍｅｑ／！ｉＬ有するのが
好ましい。２ｍｅｑ／ｙ−未満になると親水性が不充分
となる傾向がある。また、カラム充てん剤は１分離性能
の也て実′ｍ的に５Ｏ３ｉｌ基または８０３Ｈ基がＥ記
以外の無礪陽イオンにより中和された基を有しないのが
好ましい。ここで、実質的にとは、中和滴定等によりＳ
　Ｏｓ　Ｈ基またはその中和された基が検出されない程
度であることを意味する。

また１本発明のカラム充てん剤の粒子径は。

液体クロマトグラフィー分析用としては１〜２０μｍお
よび液体クロマトグラフィーによる分取用としては２０
〜３００μｍであるものが好寸しい。

また９本発明のカラム充てん剤の細孔の程度に特に制限
はないが、排除限界が４００〜１×１ｄの範囲になるよ
うにするのが好ましい。

上記した８０♂基は、スチレ／−ジビニルベンゼン系共
重合体に結合しているが、該共重合体は、ジビニルベン
ゼンとスチレン系単量体の共−重合体であり、ジビニル
ベンゼンを５〜６０重唱−チ含むのが好ましい。該スチ
レン系単欧体としてはスチレン、エチルモノビニルベン
ゼン。

ビニルトルエン、α−Ｍｅ−スチレン等があす。

酢酸ビニル、メタアクリル酸、アクリル酸等の他のモノ
マーを５重量係以下の範囲で使用して１［い。マタ、ス
チレンージビニルベンゼン′系共屯合体は、細孔を有す
る粒子状のものである。

第１の発明に係るカラム剤は、　Ｃａ　（ＯＨ）２また
はＳ　ｒ　（Ｏｌｌ　）２のｆａｌのイオンの水酸ｒに
物およびＰｂ（Ｏｆ（）２またはＨａ（ＯＨ）ｚの（１
））のイオンの水酸ＩＬ物を適宜混合し、溶解した水溶
液またけＣａＣｅ　２１　Ｃａ口ｒ２゜５ｒｃｈ、５ｒ
Ｂｒ２等の（ａｌのイオンの塩おＬびＰｂ（Ｊｚ　、Ｐ
ｂ１ｌｒｚ　、ＢａＢｒ、　Ｂａ１ｌｒ２等の（ｂｌの
イオンの塩を適宜混合し、溶ｊＱＩ　Ｌだ水溶液とスル
ホ７　化学ｆｌＪＥスチレンージビニルベンゼン系Ｊ（
４合体粒子４たはその塩を混合し２口過し、σらに間係
の操作を操り区えして得ることができる。

また、スルホン北条孔性スチＶンージビニルベの水溶液
を通液する方法により、得ることができる。

スルホン北条ＴＬ　性スチレンージビニルベノビン系共
重合体粒子は、従来公知のＨ注で製法される。例えば、
ジビニルベンゼンおよびスチレン系単量体をアミルアル
コール、トルエン等ノ非水溶性有機溶剤の存在下に懸濁
重合させ、得られる粒子を単離してジクロルエタン、ト
リクロルエタン等の膨潤剤で膨潤させ、濃硫酸またはク
ロル硫酸等を添加し、室温〜１２０℃でスルホン化反応
させることにより得ることができる。上記したイオン交
換容量は、１ｌｌｌ硫酸またはクロル硫酸との反応時に
、その反応条件を適宜調整することにより調整すること
ができ９本発明におけるカラム充てん剤の細孔の程度は
、上記懸濁重合時に、その条件、主に非水溶性有機溶剤
の種類および量を調整することにより調整することがで
き１粒径は懸濁重合条件を適宜選択して調整できる。

なお、上記反応成分総量にジビニルベンゼンは、５〜６
０ａ’ｒ’ｊｋ％使用されるのが好ましい。

捷た。スチレン系単−緻体としては、上記したものがあ
り、酢酸ビニル、メタアクリル酸、アクリル酸等の他の
モノマーを反応成分総量に対して５重肝係以下の範囲で
使用してもよい。なお。

懸濁取合に際し、過酸化ベンゾイル等の過酸化物等の通
常使用される重合開始剤を１吏用することができる。

また、上記スルホン化多孔性スチレンージビニルベンゼ
ン系共重合体は、イオン交換容ｈ（が２ｍｅＱ／Ｐ以上
のものが好手しく、特に３〜５ｍｅｑ／７のものが好ま
しい。

また９本発明のカラム充てん削ｔｌ’　、　８０３　’
〆５を有スる多孔性スチレン−ジビニルベンゼン系共離
性能の薇で好ましいが１次のようなものでもよい。

すなわち。

ＳＯ３−基およびその対イオンとしてＣａ＋＋“また汀
Ｓｒ＋□（（ａ）のイオン）を有してなる多化性スチＶ
ンージビニルベンゼン系共重合体粒子＋Ａ＋並びに ＳＯ１基およびその対イオンとしてＰｌ＋”・ＦたはＢ
ａ”　（（ｂｌのイオン）を有してなる多孔性スチレン
−ジビニルベンゼン系共重合体粒子中）重合休校＋（Ａ
）および＋１１１において、５ＯＳ−基の含有量、共重
合体の組成、共重合体粒子の製造法。

中和方法は上記と同様にすればよい。

共重合体粒子＋Ａ＋および（Ｆｌｌはできるだけ均一に
混合されるのが好ましく、各共重合体粒子の粒子径、細
孔の程度、膨潤度およびＳＯａ基の含有量が同等のもの
を使用するのが好ましい。このために、共重合体粒子＋
Ａ＋および（８１は、同一ロットのスルホン化多孔性ス
チレン−ジビニルベンゼン系共重合体粒子を使用し、上
記したのと同様な方法で中和するのが好ましい。このよ
うな共暇合体粒＋（Ａｌおよび（Ｂｌ　ｆ、使用する場
合、それらは体積比で（Ａｌ　／ｌＢｌが１／２〜２／
１になるように配合すればよく、混合操作が容易になる
。

本発明のカラム充てん削は、上記した（ａｌのイオンと
（ｂｌのイオンを対イオンとして、　ｓｏ；：４Ｈを有
スる多孔性スチレン−ジビニルベンゼン系」（重合体粒
子の各々に均一に分布して存在するのが好ましい。この
ために、カラム充てん剤は第２の発明により製造するの
が好ましい。

すなわち、第２の発明は、スルホン化蓼孔件スチレンー
ジビニルベンゼン系共市合体特子を（ＣＩ　　Ｃａ　（
ＯＮ　）２および５ｒ（Ｏｒ−Ｔ１２からなる群から選
ばれた少なくとも一種のｆヒ合′吻 並びに （ｄｉ　　Ｐｂ（（用）２およびＳ　ｒ　（０１１＋２
からなる群から５ζばれた少なくとも一種の１Ｈ合′吻 を（Ｃ１／ｌｄ）がモル比で１／２〜２／１つ割合で溶
解されてなる水溶液で中和することを特徴とする液体ク
ロマトグラフィー用カラム充てん剤の製造法に関する。

スルホン北条孔性スチレンージビニルベンゼン系共重合
体粒子を上記した（Ｃ）および（ｄｉの化合物を溶卵Ｅ
させた水溶液で中和゛する方法としてけ。

＋１１　　スル；ｊクン化４　ｆＬ　件スチレンージビ
ニル＜／ゼン系共重合体粒子をスルホン基に対して過剰
量の（Ｃ）および（ｄｌの化合物を溶解させた水溶液に
分散させ、充分に攪拌する方法。

（２）上記粒子をカラムに充てんするかまたはロート上
にのせ、（Ｃ）およびｆｄｌの化合物を溶解させた水溶
液を通液してイオン交換する方法。

等により行なうことができる。これらの方法において、
上記水溶液は、充分にイオン交換されるような量で使用
され、水溶液の濃度等について特に制限はない。

カラム充てん剤に（ａｌのイオン１？よびｔｂ＋のイオ
ンを均一に分布さ拷るには中和の方法としては。

上記（１）の方法が好ましく、！￥？に、スルホン化多
孔性スチレ／−ジビニルベンゼン系共重合体と（Ｃ１お
よびｆｄｌの化合物を溶解させた水溶液は、スなお、第
２の発明におけるスルホン北条几性スチレンージビニル
ベンゼン系共屯合体粒子は第１の発明と同様のものが使
用される。

（ａ）ノイオンと（ｂｌ、′ｒ′）イオンは、ＳＯａ基
への反応性が異なるため、カラム充てん剤中に、（ａ）
のイオンと（ｂｌのイオンを均一に分布して存在させる
には、第２の発明に係る製造法が他の製造法より好まし
い。

本発明のカラム充てん剤は、サンプルγｌ：入１］より
試料を注入し、上記カラム充てん剤を充てんしたカラム
内を溶離液を通液しつつ通過させ。

通過物を検知器により検知させて、クロマトダラムを付
かせる高速液体クロマトグラフィー分析、カラム充てん
剤を充てんしたカラム内を試料に通過させ１分画＃１に
採取する分取等に適用できる。このような分離方法にお
い−Ｃ１本発明のカラム充てん剤はイオン交換樹脂と１
．て機能しない。

また、カラム充てＡ７剤をｈラムに充てんするには　４
７ρ来公知の方法が採用でき、特にスラリー状で圧入す
るのが好捷しい。

次に２本発明の実施例訃よび比較（＋ｌｌ　６−示Ｊ。

１七車交１列１ 粒径８〜１５μＩｎ、イオン交換容量４．３　ｍｅｑ／
Ｐおよび架橋度（共重合体中のジビニルベンゼン成分の
重量割合以下同様）１０係であるスルホン北条孔性スチ
レンーエチルモノビニルベンゼンージビニルペ／ゼン共
重合体粒子１３．６Ｐを約７０１の水に膨潤させてスラ
リー状とし、これに８ｒ（０８％・８Ｈｓ０　７．８５
’を水に溶解させて５００ｍ１とした水溶液を混合し、
１時間撹拌した。なお、スルホン基とＳｒ”＋が当量比
１／１になるように配合した。

この＾、ろ過水洗し、排除限界ｔ、ｏｏｎのカラム充て
ん剤を得た。得られたカラム充てん剤を水で膨潤させス
ラリー状にして８關φ×３０ｃｒｎのステンレス製カラ
ムに充てんし、これを高速液体クロマトグラフィー用分
析装置にセットし、ラフィノース、マルトース、クルコ
ース、ガラクトース。

マンノースおよびフラクトースを含有する試料を分析に
供した。分析条件は、流量１．０ｍ１１分、溶離液は水
およびカラム温度６０℃とし、検知器は示差屈折計を用
いて、クロマトグラム金得だ。

これを第１図に示す。

第１図において、ピーク１＆：ｉガラクトースとマンノ
ースの合同ビークであり、これらが分離しなかったこと
がわかる。ピーク２はフラクトースのピークであり、他
は溶出時間１狐にラフィノース。

マルトース、グルコースでアル。

比較例２ 比較例１において、　５ｒ（ＯＨ）ｚ・８Ｈ２０７，Ｆ
Ｉ　Ｆｌの代わりＫ　Ｂａ（Ｏｒ−１）ｚ　・８Ｈ２０
９，２ｆｔを使用したｌｄ　％には比較例１と同様にし
て、排除限界１．　（ｌ　ｎ　Ｏのカラム充てん剤ｆ得
た。なお、ここ１′、スルホン基とＢ　ａ＋　＋が当量
比で１／１に、なるよう番・こ配合された。

この後、比較例１と同様にし−Ｃ，カラムに充てんし、
高速液体クロマトグラフ・イ・−による分子ｆｒｋ行な
った。結果（クロマトグラム）を・′Ｉ）２図に示す。

第２図にひいて、ピーク３ｔｊ、ガラクト−スであり、
ピーク４はマンノースとフラクトースの合同ピークであ
り、これらが分ｌｉｉ＃′ｃきなかったことがわかる。

他のピークは溶出時間１１！Ｉ’ｉにラフィノース。

マルトースおよびグルコース−Ｃある。

実施例 比較例１と同様にして得九カラム充てん剤および比較例
２と同様にして得たカラム充てん剤をそれぞれ水に膨潤
させてスラリー状として一晩放置したのち、それぞれ上
清を除去し、スラリーを２０ｙｎｌずつとり良く混合し
た。こののち、これを比較例１と同様にカラムに充てん
し、高速液体クロマトグラフィーによる分析を行なった
。こノ結果（クロマトグラム）を第３図に示す。ピーク
５けガラクトースのピーク、ピーク６はマンノースのピ
ークおよびピーク７はフラクトースのピークであゆ、こ
れらが一応分離したことがわかる。１山のピークは溶出
１晒にラフィノース、マルトースおよびグルコースであ
る。

実施例２ 比較例１において、　５ｒ（ＯＨ）ｚ・８Ｈ２０７，８
ｆの代わりに、　５ｒ（０１Ｔ）２・８Ｈ２０３，９Ｆ
ｔおよびＢ　ａ　（０ｍ２４．６テを使用したこと以外
比較例１と同様にして。

カラム充てん剤を製造した。なお、ここで、Ｓｒ”およ
びＢａ＋＋の総量とスルホン基が当量比で１／１になる
ようにおよび８１　“とＢａ＋＋の当量比も］／１にな
るように使用した。この後、比較５１ｊ１と同様にして
、カラムに充てんし、高速液体クロマトグラフィーによ
る分析を行なった。結果（クロマトグラム）を第４図に
示す。第４図中、ピーク・１はガラクトース、ピーク５
はマンノースおよびピーク８はフラクトースのピークで
あり、これらがきれいに分離したのがわかる。なお、１
１しのピークは。

溶出時間順にラフィノース、マルトースお【びグルコー
スのピークである。

なお９以上の分析に用いだ装；Ｈの模式図を、官５図に
示す。溶ｕ＋ｌ液が容器１１に耀λられ、溶−ｉｌ　７
＋’ｊはポンプ１２によりパイプ１３を通し′Ｃ，カラ
ム１４および検知器１５全通して容ａＩ　ｈに廃液をれ
る。試料は、注入ｌＴｌ１７（例えば玉ノテコノク）よ
り導入され、検知器１５にｔ−１−クロマトグラムの記
録計１８が連結される。

以上より明らかなように９本発明のカラム充てん剤は同
−分子匪の異なる糖の分離１７Ｃ適している１、

【図面の簡単な説明】

第１図は比較例１の結果を示すクロマトグラム、第２図
は比較例２の結果を示すクロマトグラム、第３図は実施
例１の結果を示すクロマトダラム、第４図は実施例２の
結果を示すクロマトグラムおよび第５図は、実施例お上
び叱較例で用−いた分析装置の模式図を示す。 符号の説明 １・・・ガラクトースとマンノースの合同ピーク２・・
・フラクトースのピーク ３・・・ガラクトースのピーク ４・・・マンノースとフラクトースの合同ピーク５．８
・・・ガラクトースのピーク ６．９・・・マンノースのピーク ７．１０・・・フラクトースのピーク 草　１（Ｉ２１ ０　　　　　　　　　　　　　　　　　／２壌出時ｒＱ
’ｌ　　（分） ７ｉｚ　口 ３２出時間Ｃ分） ′＄　３図 本土時間（ケノ ￥４１２１ ５容出時間（分）− 某ｙ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　ＳＯ３′基を有する多孔性スチレン−ジビニル
   ベンゼン系共重合体粒子からなり、その対イオンとして ｆａｔ　　Ｃａ＋４およびＳｒ＋＋からなる群から選ば
   れた少なくとも一種のイオン 並びに （ｂｌ　　Ｐｂ”およびＢａ４＋からなる群から選ばれ
   た少なくとも一種のイオン を（ａｌのイオンと（１））のイオンの当着比が（ａｌ
   　／ｌｂｌで１／２〜２／１の割合で有してなる液体ク
   ロマトグラフィー用カラム充てん剤。 ２、　　ＳＯａ基を有する多孔性スチレン−ジビニルベ
   ンゼン系共重合体粒子の各々が、　ＳＯ３−基の対イオ
   ンとしてｆａｔのイオンおよびｆｂｌのイオンを有して
   なる特許請求の範囲第１項記載の液体クロマトグラフィ
   ー用カラム充てん剤。 ３、　　、ＳＯ♂基およびその対イオンとしてＣａ＋＋
   またはＳｒ＋４’　（（ａｌのイオン）を有してなる多
   孔性スチレン−ジビニルベンゼン系共重合体粒子（Ａ） ルびに ８０３基およびその対イオンとしてＰｂ＋＋またはＢａ
   ”　（（ｂｌのイオン）を有してなる多孔性スチレン−
   ジビニルベンゼン系共重合体粒子＋８１ を（ａｌのイオンと（川のイオンが（ａｌ／（１））（
   当鍛比）で１／２〜２／１になるように含有されてなる
   特許請求の範囲第１項記載の液体クロマトグラフィー用
   カラム充てん剤。 ４、　スルホン化多孔性スチレン−ジビニルベンゼン系
   共重合体粒子を ｆＣＩ　　Ｃａ　（ＯＨ）ｚおよび５ｒ（０１０２から
   なる群から選ばれた少なくとも一種の化合物 並びに （ｄｌ　　Ｐｂ（０１１）ｚｔたは５ｒ（ＯＨ１ｚかラ
   ナル群カラ選ばれた少なくとも一種のｆｌ二合物 を（Ｃ＋　／（ｄｉがモル比で１／２〜２／１の割合で
   溶解されてなる水溶液で中和することを特徴とする液体
   クロマトグラフィー用カラム充てん剤の製造法。