JPS61162750A - 光学分割用充填剤 - Google Patents

光学分割用充填剤

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JPS61162750A
JPS61162750A JP60003263A JP326385A JPS61162750A JP S61162750 A JPS61162750 A JP S61162750A JP 60003263 A JP60003263 A JP 60003263A JP 326385 A JP326385 A JP 326385A JP S61162750 A JPS61162750 A JP S61162750A
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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〉 本発明は光学的に活性なポリマーをシリカゲルに固定化
した光学分、割円充填剤に関する。
〈従来の技術〉 ラセミ混合物を光学的対称体に分割することは分析化学
および合成化学において重要である。
通常の方法はラセミ混合物をジアステレオマー混合物に
変換させ、そのジアステレオマー混合物を溶解度などの
物理的性質の差異によって分離することからなる。これ
らの通常の方法のはかにクロマトグラフィーによってラ
セミ混合物を分割する技術が近年著しく研究されており
、下記の技術が公知である。
(A)光学活性なアミンから誘導されるアクリルアミド
モノマーから得られるビーズ状ポリマーを充填剤として
用いる液体クロマトグライー(特公昭59−7503号
公報)。
(8)光学活性物質をシリカゲル等の無機担体にグラフ
ト化することによって得られる光学活性な固定相を充填
剤として用いる液体クロマトグラフィー。
(a)光学活性なプロリンをグラフト化した充填剤を用
いる配位子交換による方法(J。
Chromatoar 、 266、 p 439 (
I983’))。
(b)π電子不足の光学活性化合物をグラフト化した充
填剤を用いる電荷移動錯体による方法(J、 Chro
matoor 、 122.9205(I976))。
(C)光学活性なN−アシル化アミノ酸をグラフト化し
た充填剤を用いる方法(J、Chromatoar、1
86.p 543 (I979))。
(d )光学活性な1−(9−アンスリル)トリフルオ
ロエタノールあるいは3.5−ジニトOベンゾイル化し
た光学活性なフェニルグリシンをグラフト化した充填剤
を用いる方法(J、  Chro*atogr  、 
 1 92.  D  1 43  (I980) 、
J、Org、Chem、46、p4988(I981)
))。
(+3 )光学活性な芳香族アミンをグラフト化した充
填剤を用いる方法(J 、 Chromatogr 。
265、o 、117 (I983)、)。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、従来技術の(A)法においてはポリマー
ビーズが比較的大きく、ふぞろいでありカラム効率が低
い上に、機械的強度が弱く、高流速化できないという欠
点を有している。また、ポリマービーズは親水性溶媒に
おいては膨潤しないため、使用可能な溶媒が制限される
欠点もある。これに対して、従来技術の(B)法におい
では光学活性物質をシリカゲル等の無機担体にグラフト
化することによって得られる光学活性な固定相は機械的
強度が十分であり、高速化も可能・である。しかし、分
離し得る化合物、が狭い範囲のものに限定されていたり
、また分離の程度が小さかつたりし、さらにはグラフト
化した充填剤の製造が困難で再現性のある性能を持つ充
填剤が得にくかったりして、いずれも実用的な充填剤と
は言い難い。
これらのなかで光学活性な芳香族アミンをグラフト化し
た充填剤を用いる<e >法はアミン、アルコール、カ
ルボン酸、アミノ酸、オキシ酸、7ミノアルコールなど
比較的広範囲のラセミ混合物を分割し、高性能であるが
、分離の程度がまだ十分ではない。
く問題点を解決するための手段および作用〉本発明者ら
はかかる状況のもとで、分析し得る化合物の範囲が広く
、製造が比較的容易でしかも化学的に安定で実用的な充
填剤の提供を目的として鋭意検討を続けて来た結果、下
記一般式(I)で表わされる光学活性モノマーと下記一
般式([)で表わされるモノマーとからなるポリマーを
シリカゲルに固定化してなる光学分割用充填剤が広範囲
のラセミ混合物の分離に優れた効果を示すのみならず、
光学活性なポリマー構造を作ることにより、同種構造の
モノマー型充填剤と同等以上の性能を持つばかりでなく
、従来分離が困難であった面不整の化合物に対して優れ
た分離能を示すことを見い出し、本発明に到達した。
^2 (式中、R1はフェニル基、1−ナフチル基または2−
ナフチル基あるいは低級アルキル基で置換されたフェニ
ル基、1−ナフチル基または2−ナフチル基を表わし、
R2は低級アルキル基を表わし、R3は水素原子または
メチル基を表わし、*は不整炭素原子を表わす。)OR
e ・・・ (II) (式中、R4、R5、Reは同一または相異なるアルキ
ル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基またはハロゲン
原子を表わし、R4、R5゜R6の少なくとも1つはア
ルコキシル基またはハロゲン原子である。) 本発明の充填剤は通常の化学反応で容易に製造し得る上
、化学的にも安定であるなど極めて有用な充填剤である
上記一般式(I)で表わされる光学活性モノマーは、例
えば、光学的に活性なアミンRI R2CHNH2(こ
こで、Rt 、Rzは上述のとおりである)をアクリル
酸無水物またはメタクリル酸無水物と、特に4−第3級
ブチルピロカテコール等の重合禁止剤の存在下において
、約−5℃乃至60℃の温度にて反応させることによっ
て得ることができるが、室温において不活性な有機溶媒
、特にベンゼン、トルエンなどの炭化水素または塩化メ
チレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素を用い
て反応させることが好ましい。反応時間は適用する反応
温度に左右されるが、通常約30分ないし4時間である
また、上記一般式(I)で表わされる光学活性モノマー
は光学的に活性なアミン RIR2CHNH2(ここで、R1、R2は上述のとお
りである)をアクリル酸クロライドまたはメタクリル酸
クロライドと重合禁止剤の存在下において上記の不活性
な有機溶媒中で副生ずる塩酸の中和剤の存在下に室温以
下で反応させることによっても合成することができる。
塩酸の中和剤としては、トリエチルアミンなどの3級ア
ミンまたは水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムなどのア
ルカリ水溶液を挙げることができる。
上記一般式(I)で表わされる光学活性モノマーの具体
例として下記の化合物を挙げること′R′−またはS−
アクリル酸−1−フェニルエチルアミド、R−またはS
−アクリル酸−1−(2−メチルフェニル)エチルアミ
ド、R−またはS−アクリル酸1−(4−メチルフェニ
ル)エチルアミド、R−またはS−アクリル1−1−フ
ェニルプロピルアミド、R−またはS−アクリル酸−1
−(I−ナフチル)エチルアミド、R−またはS−アク
リル酸−1−(2−ナフチル)エチルアミド、R−また
はS−アクリル酸−1−(I−ナフチル)プロピルアミ
ド、R−またはS−アクリル酸−1−(6,7−シメチ
ルー1−ナフチル)エチルアミド、R−またはS−アク
リル酸−1−(6,7−シメチルー1−ナフチル)イソ
プロとルアミド、R−またはS−メタクリル酸−1−フ
ェニルエチルアミド、R′−またはS−メタクリル酸−
1−(2−メチルフェニル)エチルアミド、R−または
S−メタクリル酸−1−(4−メチルフェニル)エチル
アミド、R−またはS−メタクリル酸−1−フェニルプ
ロピルアミド、R−またはS−メタクリル酸−1−(I
−ナフチル)エチルアミド、R−またはS−メタクリル
酸−1−(2−ナフチル)エチルアミド、R−またはS
−メタクリル酸−1−(I−ナフチル)プロピルアミド
、R−またはS−メタクリル酸−1−(6,7−シメチ
ルー1−ナフチル)エチルアミド、R−またはS−メタ
クリル酸−1−(6,7−シメチルー1−ナフチル)イ
ソプロピルアミド、 □一方、一般式(I[)で表わさ
れるモノマーとしては、3−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチル
ジェトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジメチ
ルエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリク
ロロシラン、3−メタクリOキシプロピルメチルジクO
ロシラン、3−メタクリロキシプロピルジメチルクロロ
シランなどが好ましく用いられる。なかでも、3−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましい
上記一般式(I)で表わされる光学活性上ツマ−と上記
一般式(I[)で表わされる七ツマ−との共重合は、例
えば、ジベンゾイルパーオキサイド、ジラウロイルパー
オキサイドなどの過酸化物などのラジカル形成化合物ま
たはアゾイソブチロニトリルなどのアゾ化合物のラジカ
ル重合開始剤の存在下に不活性な有機溶媒、好ましくは
ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素もしくは塩化
メチレン、クロロホルム、1゜2−ジクロロエタンなど
のハロゲン化炭化水素中で既知の方法で行なわれる。特
に好ましい溶媒としてはベンゼン、トルエンが挙げられ
る。
重合によって得られたポリマーは反応液をそのまままた
は濃縮して大過剰のポリマー不溶の溶媒、たとえばメタ
ノール、エタノールなどの低級アルコールまたはn−へ
ブタン、シクロヘキサンなどの脂肪族アルカン中に投入
することによって沈澱物として分離回収することができ
る。特に好ましい希釈沈澱剤としてはメタノール、n−
ヘキサンなどが挙げられる。沈澱物を再びベンゼン、ト
ルエンなどの芳香族炭化水素またはクロロホルム、塩化
メチレンなどのハロゲン化炭化水素に溶解し、希釈沈澱
剤中に投入すればポリマーの精製が可能である。あるい
は、ポリマーを反応液から分離せずに反応液のまま使用
してあらかじめ乾燥したシリカゲルと反応させてポリマ
ーを固定化することもでき、この方法によれば、より簡
便に充填剤を製造し得る。
上記一般式(I)で表わされる光学活性モノマーと上記
一般式(n)で表わされるモノマーとからなるポリマー
中の上記一般式(I)で表わされるモノマーと上記一般
式(If)で表わされるモノマーの共重合組成のモル比
は0.5以上が好ましく、さらに好ましくは1以上であ
る。
モル比が0.5以上であれば、光学分割用充填剤として
十分な性能を持つ1モル比が0.5未満では、上記一般
式(I)で表わされる光学活性モノマーの量が少なくな
り、光学分割性能は低下する傾向にある。また、モル比
が大きくなりすぎると、上記一般式(I[)で表わされ
るモノマーの量が少なくなり、シリカゲルへの固定化量
が減少する傾向にあるので、モル比は100以下である
ことが好ましく、特に80以下であることが好ましい。
次に、ポリマーのシリカゲルへの固定化について説明す
る。
本発明において使用されるシリカゲルの形状は球状、破
砕状などいずれの形状でも差し支えないが、高効率のク
ロマトカラムを得るためにはできるだけ粒子径の揃った
微細な粒子で適当な細孔径を持つものが好ましい。全多
孔性シリカゲルとしては、通常、平均粒子径が1μlへ
1ml1lであり、平均細孔径が100オングストロー
ム以上のものが好ましく使用される。さらに好ましくは
300オングストロ一ム以上のものを使用する。平均細
孔径が100オングストローム未満では細孔径が小さす
ぎて、ポリマーのシリカゲルへの固定化が難しくなる傾
向がある。
細孔径の上限については特に限定はないが、シリカゲル
の機械強度面から通常5000オングストローム以下が
好ましい。このようなシリカゲルを用いて、ポリマーが
安定に溶解し得る溶媒、たとえばベンゼン、トルエンな
どの芳香族炭化水素あるいはクロロホルム、などのハロ
ゲン化炭化水素中でポリマー中の上、記一般式(]I)
で表わされるモノマーユニットのR4,R5゜R6とシ
リカゲル表面のヒドロキシル基とを加熱条件下で反応さ
せることでポリマーを簡単に強固な共有結合でシリカゲ
ルに固定化することができる。シリカゲルはあらかじめ
簡単な脱水処理をするだけで複雑な前処理を必要とせず
にポリマーを固定化できる。これは、本発明の一つの特
徴である。さらに、得られた充填剤は十分な機械強度を
持つため、りOマドグラフィーの高速化が容易であり、
しかも化学的に安定であるために長期にわたって使用可
能である。
固定化処理中のポリマーの加水分解を抑えるために、溶
媒をあらかじめ脱水処理した後に使用することが好まし
い。固定化処理の反応時間は加熱温度に依存するが、通
常1〜100時間である。ポリマーの固定化量はシリカ
ゲルに対して、通常0.1重量%以上、好ましくは1重
量%以上、さらに好ましくは3重量%以上である。
本発明によって得られる光学分割用充填剤はスラリー充
填法などの常法に従ってクロマトグラフ用カラムに充填
し、液体クロマトグラフィーの固定相として使用するこ
とができる。本固定相を用いる液体クロマトグラフィー
において適当な溶離条件、とくに通常よ(用いられる順
相分配または逆相分配の条件を選ぶことにより、広範囲
の化合物の光学異性体の光学分割が可能である。
光学分割可能な化合物として、芳香族炭化水Jl、7s
oゲン化物、アルコール、アルデヒド、ケトン、カルボ
ン酸、アミン、エーテル、エステル、アミド、ニトリル
、アミノ酸、オキシカルボン酸、などが挙げられる。特
に、不整炭素原子に結合した一〇〇NH−基、−OH基
、−oco−m、−dcoNH−m、マタハーN−CO
NH−基を有する化合物のラセミ体混合物の分離あるい
は分析を分離能よく、かつ短時間で行なうことができる
。具体例を例示すれば、α−クロルプロピオン酸アニリ
ド、ヘキソバルビタール、1−(9−アンスリル)トリ
フルオロエタノール、N−ベンゾイルアラニンエチルエ
ステル、N−ベンゾイル−1−(I−ナフチル)エチル
アミン、マンデル酸アミド、N−3,5−ジニトロベン
ゾイルフェニルアラニンエチルエステル、O−3,5−
ジニトロフェニルカルバモイル−2−ペンタノールなど
が挙げられる。また、1.1′−と−2−ナフトール、
2−−メトキシ−1,1′−ビナフチル−2−オール、
2=−(I−プロペン−3−イロキシ)−1,1−一ビ
ナフチルー2−オールなどの面不整の化合物に対し、優
れた分離能を示す特徴がある。
〈実施例〉 以下の実施例によって本発明に係る充填剤の製造および
光学分割例について説明する。
実施例1 メタクリル酸R−1−(I−ナフチル)エチルアミド3
.Oa 、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン0014gおよびα。
α′−アゾイソブチロニトリル0.04aと脱水トルエ
ン40+elを100a+Iフラスコに入れ、スターラ
ー攪拌しながら、窒素雰囲気下で50℃で1時間、次に
80℃で1時開加熱した後、16時間加熱還流した。反
応液を約1/3に濃縮し、攪拌下n−ヘキサン約20m
1を添加し、デカンテーシヨンによって析出したポリマ
ーを分離した。粗ポリマーをベンゼン15■1で溶解し
、再びn−ヘキサンを添加して、ポリマーを析出させた
。このポリマー中には未反応上ツマ−が含まれていない
ことを薄層りOマドグラフィーで確認した。ポリマー収
量は1.759であり、メタクリル酸R−1−<1−ナ
フチル)エチルアミドと3−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシランの共重合モル比はポリマーの3i含有
量から換算して24であった。多孔性シリカゲル(平均
粒子径10μ−1平均細孔径1000オングストローム
)3gを200℃で5時間減圧乾燥した後、上記のポリ
マー0.300を脱水トルエン3011に溶かした液に
加え、20時間加熱還流した。ポリマー固定化シリカゲ
ルを回収し、ベンゼン30゛−1で4回、アセトン30
m1で3回、最後にメタノール30−1で3回洗浄した
。60℃で減圧乾燥して、メタクリル酸R−1−(I−
ナフチル)エチルアミドと3−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシランの共重合体をシリカゲルに固定化し
た光学分割用充填剤を得た。41?られた充填剤の炭素
含有′量は3.8重量%であった。
実施例2 メタクリル酸−8−1−フェニルエチルアミド4.Oa
 、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0
.48a#よびα、α′−アゾイソブチロニトリル0.
05gと脱水トルエン6011を100■lフラスコに
入れ、スタ−ラー攪拌しながら、窒素雰囲気下で80℃
で14時間、次に9時間加熱還流した。実施例1と同様
に処理して、1.92gの光学活性ポリマーを得た。3
i含有量からメタクリル酸−8−1−フェニルエチルア
ミドと3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
の共重合モル比は23であった。上記のポリマー1.8
6111を用いて、実施例1と同一のシリカゲルに実施
例1と同様の処方でポリマーの固定化を行なって、メタ
クリル酸−8−1−フェニルエチルアミドと3−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシランの共重合体をシリ
カゲルに固定化した光学分割用充填剤を得た。得られた
充填剤の炭。
東金有量は5.7重量%であった。
実施例3 アクリル酸−8−1−フェニルエチルアミド4、OQ 
、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.
28oおよびα、α′−7ゾイソブチロニトリル0.0
4aと脱水ベンゼン4Qmlを10011フラスコに入
れ、スターラー攪拌しながら、窒素雰囲気下で15時間
加熱還流した。反応溶液をそのまま200i 1のメタ
ノール中に投入し、沈澱したポリマーをデカンテーショ
ンで分離した。光学活性ポリマーの収量は3.79gで
あり、アクリル酸−8−1−フェニルエチルアミドと3
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランとの共重
合モル比は25であった。実施例1と同様にして、実施
例1と同一のシリカゲル2.5gに上記ポリマー0.5
0!Ifを固定化した。得られたアクリル酸−8−1−
フェニルエチルアミドと3−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシランとの共重合体を固定化したシリカゲル
の炭素含有量は5.8重社%であった。
実施例4 メタクリル酸R−1−(I−ナフチル)エチルアミド1
.0G、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン0.520およびα。
α′−7ゾイソプ、チロニトリル0.04gと脱水トル
エン20m+を100g+1フラスコに入れ、、スター
ラー攪拌しながら、窒素雰囲気下で50℃で1時間、次
に801℃で1時間加熱した後、16時間加熱還流した
。得られた光学活性ポリマーは0.840であり、メタ
クリル酸R−1−(I−ナフチル)、工、チルアミドと
3−メタ、クリロキシプロビルトリメトキシシランの共
重合モル比はポリマーの3i含有量から3であった。こ
のポリマー0.449を用いて、実施例1と同一のシリ
カゲルに実施例1と同様の処方でポリマーの固定化を行
なって、メタクリル酸R−1−(I−ナフチル)エチル
アミドと3=メタクリロキシプロ呵ルトリメトキシシラ
ンの共重合体をシリカゲルに呻定化した光学分割用充填
剤を得た。得られた充填剤の炭素含有量は3.6重量%
であった。
実施例5 メタクリルQ−17(I−ナフチル)エチルアミド3.
 Og、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン0.06oおよびα。
α′−7ゾイソプチロニトリル0.049と脱水トルエ
ン40■1を100m1フラスコに入れ、実施例1と同
様に反応させた。得られたポリマーは1.869であり
、メタクリル酸R−1−(I−ナフチル)エチルアミド
と3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの共
重合モル比はポリマーの3i含有量から86でありた。
このポリマー0.30c+を用いて、実施例1と同一の
シリカゲルに実施例1と同様の処方でポリマーの固定化
を行なって、メタクリル酸R−1−(I−ナフチル)エ
チルアミドと3−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シランの共重合体をシリカゲルに固定化した光学分割用
充填剤を得た。得られた充填剤の炭素含有量は1.9重
量%であった。
実施例6 実施例1で得られた光学活性ポリマー 0.409を多孔性シリカゲル(平均粒子径10μ■、
平均細孔径300オングストローム)3.0gに固定化
した。得られたメタクリル酸R−1−(I−ナフチル)
エチルアミドと3−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシランの共重合体をシリカゲルに固定化した光学分割
用充填剤の炭素含有量は4.8重量%であった。
実施例7および8 実施例1および2で得られた充填剤をそれぞれ内径41
1+a+、長さ30cmのステンレス製カラムにスラリ
ー充填し、光学分割用カラムを調製した。これらの光学
分割用カラムを使用して、種々のラセミ体混合物を分析
し表1に示す結果を得た。測定は室温で行ない、溶離液
流量は1ml/分であり、検出は254 n1llの紫
外線吸収を用いた。
*移動相組成 A:n−ヘキサン/イソプロパツール (90: 10) B;n−ヘキサン/イソプロパツール (98: 2> C:n−ヘキサン/ジクロロメタン/エタノール(90
:10:2) D:n−ヘキサン/ジクロロメタン/エタノール(70
:30:2) E:n−ヘキサン/1.2−ジクロロエタン/エタノー
ル   (20:6:1) また、実施例7の光学分割用カラムによる1゜1′−ピ
ー2−ナフトールのクロマトグラムを第1図に、実施例
8の光学分割用カラムによるα−クロルプOピオン酸ア
ニリドのクロマトグラムを第2図に示す。
〈発明の効果〉 本発明の光学分割用充填剤は、広範囲のラセミ混合物の
分離に優れた効果を示すのみならず、光学活性ポリマー
構造を取ることにより、類似構造のモノマー型光学分割
用充填剤と同等以上の性能を持つばかりでなく、従来分
離が困難であった面不整の化合物に対して優れた分離能
力を示す特徴がある。
また、本発明の光学分割用充填剤はシリカゲルの特殊な
前処理を必要とせず、光学活性ポリマーを不活性な有機
溶媒中で加熱するだけで強固な共有結合によってシリカ
ゲルに固定化できるため、製造方法は簡便であり、しか
も得られた充填剤は化学的に安定で長期間の使用が可能
である。さらに、本発明の充填剤は十分な機械的強度を
持つため、クロマトグラフィーの高速化が容易であり、
使用する溶□媒の制限を受けないという優れた利点も有
ψている。
第1図は実施例7の光学分割用カラムによる1、1′−
ピー2−ナフトールのクロマトグラムであり、第2図は
実施例8の光学分割用カラムによるα−りOルプOピオ
ン酸アニリドのクロマトグラムである。図の縦軸はUv
吸収強度を、横軸は保持時間を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 下記一般式( I )で表わされる光学活性モノマーと下
    記一般式(II)で表わされるモノマーとからなるポリマ
    ーをシリカゲルに固定化してなる光学分割用充填剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) (式中、R_1はフェニル基、1−ナフチル基または2
    −ナフチル基あるいは低級アルキル基で置換されたフェ
    ニル基、1−ナフチル基または2−ナフチル基を表わし
    、R_2は低級アルキル基を表わし、R_3は水素原子
    またはメチル基を表わし、*は不整炭素原子を表わす。 ) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(II) (式中、R_4、R_5、R_6は同一または相異なる
    アルキル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基またはハ
    ロゲン原子を表わし、R_4、R_5、R_6の少なく
    とも1つはアルコキシル基またはハロゲン原子である。 )
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02184636A (ja) * 1989-01-09 1990-07-19 Daicel Chem Ind Ltd 光学分割方法
US5302633A (en) * 1990-11-29 1994-04-12 Nacalai Tesque, Inc. Optical resolution agent and process for the preparation of the same
WO2003079002A3 (en) * 2002-03-20 2003-12-24 Univ Roma Polymeric composite chiral stationary phases of brush type

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WO2003079002A3 (en) * 2002-03-20 2003-12-24 Univ Roma Polymeric composite chiral stationary phases of brush type

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