JPS62105914A - 多孔性シリカミクロスフエアおよびその製法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クロマトグラフ物質として有用な多孔性シリ
カミクロスフェア（ｒｎｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ　）　Ｋ
関する。

本発明は多孔性シリカミクロスフェアからなるクロマト
グラフィー材料の改良に相当する。

改良点の一つは圧潰抵抗性′を有するミクロスフェアの
表面上のシラノール基の濃度を富化することｌＣｈる。

工す蔦いレベルの表面のシラノール基は増強されｔクロ
マトグラフィー性質を有するミクロスフェア？生成する
改善されたシラン化（５ｉｌａｎｉｚａｔｉｏｎンを可
能にする◎〔従来の技術〕 米国特許第３，７８２，０７５号はクロマトグラフのカ
ラム用の改善され次充填物質？開示している。

この光填物質は平均直径が約０．５〜約２０μｍの多数
の均一な寸法の多孔性ミクロスフェアからなる。このミ
クロスフェアは相互に接続され友三次元格子状に配列し
九耐入金属酸化物の表面を再する多数の均一な寸法？有
するコロイド粒子から本質的に成る。このコロイド粒子
は、ミクロスフェアの容積の５０％ニジ小さい容積？占
め、残りの容積は均一な孔寸法分布を有する相互に接続
した孔によって占められている。

米国特許第３．８５７．９２４号は球状の多孔性シリカ
粒子の製造法？開示している。この方法はカチオンを除
去するためにカチオン交換物質でパンチ式に、その後で
鉱酸？除去するためにアニオン交換樹脂でバッチ式にシ
リカ含址が約５〜１５重量係のアルカリ承りケイ酸塩溶
液全処理することからなる。処理した浴孜は乳化し、か
つ水非混和性のＭ機媒体中で凝固させ、これによってシ
リカ粒子を形成する。シリカ粒子は一定量のシラノール
基に工っで被覆嘔れ友表面を有するものとして開示され
ておジ、力・つクロマトグラフィーの支持体として、触
媒プロセス中の触媒として、触媒性活性物質用のキャリ
ヤーとして、使用される。

米国ｔ％訂第４，１３１，５４２号（エクロマトグラフ
イー用の低コストのシリカ充填剤を製造する方法？開示
している。この方法は微小粒子を形成するための５〜６
０重量φのシリカ？含有する水性シリカゾルの噴霧乾燥
を含む。これらの多孔性シリカ微小粒子は酸で洗浄され
、かつ焼結されて表面積の５〜２０％を失う。

米国特許第４，４７７．４９２号はクロマトグラフィー
お↓び触媒または触媒支持体として使用するための表面
が多孔性の微小粒子の製造方法を開示している。この方
法はコアのマクロ粒子、コロイド状無機微小粒子、およ
び液体からなる特定の良く混合したスラリー全噴霧乾燥
することからなる。得られる生成物は乾燥され、かつ焼
結されて表面積が５〜３０％減少する。

米国特許第４，０１０，２４２号は０．５〜２０μｍの
範囲の直径を有する酸化物ミクロスフェア勿開示してい
る。このミクロスフェアはコロイｒ　ａ　化物粒子を含
有する水性ゾル中で尿素またはメラミンとホルムアルデ
ヒドとの混合物を生成することに工って製造される。有
機成分の共重合は有機物質？含有する微小粒子へのＭ機
物質のコアセルベーショ／？生じる。この有機成分は燃
え切って均一な寸法の孔に１って分離された無機コロイ
ド粒子の相互に接続し次列η・らなる均一な寸法の多孔
性微粒子からなる粉本を形成する。

米国特許第４ｊ　０５，４２６号は２〜５０μｍの範囲
の平均直径？有するばらばらのマクロポーラスな微小球
（ｍ１ｃｒｏｓｐｈｅｒｏｉｄ　）からなる粉末？開示
している。各々の微小球は多数の大きなコロ１１粒子か
らなっていて、それらの粒子は接触点において１〜１０
　正位％の非多孔性、アモルファスシリカにＬっで接合
されている。この微小球は高度の機械的安定性と大きな
コロイド状粒子の表面積の約８０〜１１０％の表面積ｒ
有する。

この粉末の製法も開示されている。

〔発明が解決しょうとする１ム」照点〕オルがノシリル
基の均一なコーティングにょつてシラ／化され几多孔性
シリカミクロスフェアは種々のタイプの有機分千金混合
物から分離するための効率的なりロマトグラフイー材料
であることは公知である。これらのシリル基を共有結合
させるために、シリカの表面にシラノール（８１−ＯＨ
）基が存在しなければならない。クロマトグラフィー材
料にとってのもう一つの重要な特性は材料のベッドが高
圧での使用に対し安定であるための圧潰抵抗性である。

約９００’Ｃで加熱することによって多孔性シリカミク
ロスフェアを強化することは公知である。加熱強化後、
シリカの表面にはシラノール基がほとんど残うナイ。そ
の代りに、表面を十分に脱ヒドロキシル化してシラン化
剤と通常は反応しないシロキサ／基（ＳｉＯ８ｉ）にす
る。シラノール基の高い表面濃度ケ有する孔寸法分布の
均一な圧潰抵抗性シリカミクロスフェアからなるクロマ
トグラフィー材料が望ましい。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は約０．５〜約３５μｍの平均直径？有する改良
された多孔性シリカミクロスフェア？提供するものであ
る。このミクロスフェアの実質的に全てが平均直径の約
０．５〜約１．５倍の範囲の直径を有する。このミクロ
スフェアはシリカ表面を有し、相互に接続した三次元格
子状に配列された多数の実質的に均一な寸法のコロイド
粒子から実質的に成る。このコロイド粒子はミクロスフ
ェアの約５０容積％より少ない容積を占める。残りの容
積はほぼ均一な孔寸法分布？有する相互に接続された孔
に工って占められる。

このミクロスフェアは約６〜約１６μｍｏｌ／ｍ２の全
シラノール基濃度を有する。好ましい具体例では、ミク
ロスフェアは約５．５μｍｏｌ／ｍ２より小さい全シラ
ノール基濃度？有する加熱強（ヒされた熱に工す脱ヒド
ロキシル化し定長孔性シリカミクロスフェア’ｉ　１（
Ｆ　マ；Ｉ’ｍは水酸化第４アンモニウム、水酸化アン
モニウム、および有機アミンからなる群から選択される
少なくとも一つの塩基性活性化剤の存在下で実質的に周
囲温度から約１００℃の温度で十分な時間水と接触させ
て所望の濃度のシラノール基を生成させる方法によｐ調
製される。

本発明はさらに特定の物理的お工び化学的特性と完全に
シラン化した表面を有する多孔性シリカミクロスフェア
を提供する。

本発明は有機化合物、特に塩基性化合物の分離に適した
成層特性を有するシラノールを富化した表面を有する圧
潰抵抗性？有する多孔性シリカミクロスフェアからなる
クロマトグラフィー材料を提供する。加えて、これらの
シリカミクロスフェアは加水分解に関しては増強され之
化学的安定性ケ有する７ラン化した松面の調製？可能に
する。本発明は、畑らに、例えは、バイオケミカル研究
において石面する塩基性有機化合物の分離［特に有用で
ある完全にシラン化した表面？もつ圧潰抵抗性を有する
多孔性シリカミクロスフェアからなるクロマトグラフィ
ー材料上提供する。

ここで使用されるクロマトグラフィー材料という表現は
１）吸着的に活性な表面、盪たは２）吸着的に活性な表
面ケ形成する吸着的に活性な物質に二ってコーティング
することができる表面を有する光填され九ベッドま几は
カラム？形成できるグラニユール（ｇｒａｎｕｌｅ　）
　’ｚ意味する。

混汁物がこのペッドまたはカラムを通過し、混合物の成
分の化学的性質とクロマトグラフィー材料の活性な表面
が結合する相互反応の繰り返しにより成分の分離が行わ
れる。１シラノール基の全濃度」という表現はシリカミ
クロスフェアの表面積によって除した熱重量分析（ＴＧ
Ａ）によって検出できるシラノール基のモル数（すなク
チｍ２当りのシラノール基のモル）′ｌｊ！：言う。シ
リカミクロスフェアの表面は約８μｍｏｌ／ｍ２の最大
濃度の露出したシラノール基を有することができること
が知られている。この最大濃度を有する過剰のシラノー
ル基がシリカの表面下に「埋められていゐＪ６ＴＣ）Ａ
は表面の露出したシラノール基と１埋められている」シ
ラノール基の合耐全測足することができる。

「完全にシラン化しｌこ表面」といつ表現はシリカの表
面がオルガノシリル基との完全な平衡に達していること
を意味する。この状態で、オルガノシリル基は密に光填
嘔れており、かつ反応していないシラノール基の全面に
わたって１傘」を形成する。シリカの表面に結付するこ
とのできるオルガノシリル基の最大数は選択されたオル
ガノシリル丞の立体性によって１ｕ１」限される。

比較的開放ｍ造を有するシリカ（例えば、とュームドま
たは発熱性シリカ）の完全にシラン化し九表面は約４．
５〜約４．７μｍｏｌ／ｍ２の最大表面濃度のトリメチ
ルシリル基を有することが知られている。この場合、立
体因子が反応全制限する前に総、シラノール基の約６０
％がシラン化用に使用される完全にシラン化した表面上
のより大きな（ニジバルキーな）基はエリ低い製置で存
在する。例えば、トリフェニールシリル基力・らなる完
全にシラン化した表面は約１．９μｍｏｌ／ｍ２の最大
表面濃度？有する。同様に、多孔性シリカ、例えば本発
明のミクロスフェアの圧縮成形体についてはシリカ表面
上のシラノール基が全てシラン化に使用されるわけでは
ない。例えば、４４０ｍ２／ｆの表面積と７０〜８０Ｘ
の平均孔径勿有する多孔性シリカミクロスフェアの完全
にシラン化した表面はＦＪ４．０〜約４．３　μｍｏｌ
／ｍ２のトリメテルシリル基を有する。

本発明のクロマトグラフィー材料は約０．５〜約３５μ
ｍ１好ましくは約０．５〜約２０μｍ１そして最も好ま
しくは約１．０〜約１０μｍの平均直径含有する多孔性
シリカミクロスフェアからなる。

ここで使用される、「平均直径」という表現はミクロス
フェアの球体の直径の統計的平均を意味する。このミク
ロスフェアは寸法が実質的に均一で、これはミクロスフ
ェアの５チ以下が平均直径の約ｃＬ５倍以下の直径？有
し、５チ以下が平均直径の１．５倍以上の直径を有する
ことを意味する。好ましくは、この範囲は平均直径の約
０．８〜約１．２倍である。さらに、ミクロスフェアは
制御された孔寸法と比較的大きな孔容積？有する。

この多孔性シリカミクロスフェアは多数の実質的に均一
な寸法のコロイド粒子から本質的に成る。これらの粒子
はシリカ表面？！−有し、ミクロスフェアの約５０容積
１１少ない容積？占める相互に接続した三次元格子状に
配列されてい心。このミクロスフェアの残りはほぼ均一
な寸法の孔からなる。ミクロスフェアに含まれる孔の寸
法はコロイド粒子の寸法によって決する。

本発明の約１０００Ｘの孔径におけるミクロスフェア中
の孔の平均直径はこのミクロスフェア？形づくっている
最終の球状粒子の計算直径の約半分である。この直径は
下記の等武力・ら計算される。

Ｄ　＝　６０００／ｄＡ ここで、Ｄは最終の粒子の計算し九血径、ｄは固体無機
物質の密度（例えば、無定形５ｉ０２　Ｕこりいては２
．２Ｆ、／□５）、そしてＡはネルソンらによるｒ　Ａ
ｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｃｈｅ＋ｎ１ｓｔｒｙ　Ｊ、３０
：１３８７（１９５８）に開示されているような窒素吸
着に工っで測定したミクロスフェアの比表面積である。

約１００λにおいては、孔径はコロイドの最終粒子の直
径にほぼ等しく、約５０Ｘにおいては、それはコロイド
粒子の直径の約１．５倍である。

本発明の多孔性シリカミクロスフェアの全シラノール基
濃度は約６〜約１６μｍｏｌ／ｍ２　、好ましくは約８
〜約８〜μ＋ｎｏ　ｌ／’ｍ　２である。これらのミク
ロスフェアは約５．５μｍｏｌ／ｍ２より少ない全シラ
ノール基濃度を有する加熱強化された熱により脱ヒドロ
キシル化した多孔性シリカミクロスフェアをＨＦ−４た
は塩基性活性化剤の存在下で水と拶触させることによっ
て製造することができる。このシラノールｋＷ化したミ
クロスフェアは篩い加水分解安定性と塩基性化合物の低
い吸着性を示すクロマトグラフィー材料を提供する。

このシラノールを富化したミクロスフェアは完全にシラ
ン化した表面含有する圧潰抵抗性のミクロスフェアを形
成するためにシラン化剤と接触させることができる。こ
のシラ／化したミクロスフェアは加水分解に対しては増
大した化学的安定性を示す。

本発明のミクロスフェアは高圧液体クロマトグラフィー
用のカラム中に使用した場合、計度の機械的安定性ケ示
す。この安定性はＨＦまたは塩基性活性化剤を含有する
水に二つてシリカの一部が醗酵することによるものと思
われる。得られるシリカは多孔性シリカミクロスフェア
の団塊構造ヶ形づくっているコロイド粒子間の接触点で
再沈澱する。従って再沈澱し之シリカはシリカミクロス
フェアの１４　Ｍ　ｋ史に強化する。

■、加熱強化された熱にエリ脱ヒドロキシル化Ｌｉ多孔
性シリカミクロスフェア 加熱強化された熱により脱ヒドロキシル化した多孔性シ
リカミクロスフェアは米国特許第３．７８２，０７５号
に記載のものと同様の方法に従って調製できる。参考ま
でに本明細Ｖこ引用する。

シリカの水性ゾル？生成させて尿素とホルムアルデヒド
かメラミンとホルムアルデヒドからなる共重合可能な混
合物と混合する。重合が開始してコロイド粒子を含有す
るミクロスフェアへの有機物質のコアセルベーションが
起こる。ミクロスフェアは次いで凝固し、集められ、洗
滌され、乾燥される。この段階で、ミクロスフェアは１
合体で光填され九球の中に埋められ定長数のコロイド粒
子からなる。有機物質は次に無機物質を溶融することな
く有機成分ヶ酸化させるのに十分な温度で焼失させる。

通常は、有機物質は約５５０℃で焼失する。多孔性ミク
ロスフェアは次いでこれらが使用中に崩壊しない程度ま
でミクロスフェアを強化するのに十分な時間高め′ｆｃ
ｆｈＡ度で焼結する。十分な焼結が生じ之かどうかの良
い目安はミクロスフェアの比表面積がコロイド粒子自体
の表面積エリ少なくとも１０％少ない値まで減少したと
きでおる。

ミクロスフェアの形成は無機コロイド粒子の有機コアセ
ルベートとの結合によって進行する。

ミクロスフェアの寸法とミクロスフェア内のコロイド粒
子の分布の両方における極わめて賜い均一性はコロイド
粒子の表面上のヒドロキシル基と有機１合体類の一部と
の間の相互反応によるものと仮定プれる。このために、
１合の開始の少なくとも前に、コロイド粒子は水和ｃｇ
、１ヒ物表面に相当するそれらの表面上にヒドロキシル
基を有していなければならない。

本発明の最終粒子は寸εがコロイド状でなければならな
い。これはこれらの粒子の少なくとも二つの寸法が６〜
５００　ｎｍの範囲内に、もう一つの寸法が３〜１１０
００ｎの範囲内に必らずあることを意味する。１μｍＬ
り大きな一つの寸法？有する粒子またはミクロスフェア
の直径の約０、１倍より大きな任意の寸法を有する粒子
はこの大きな寸法がばらばらの球状ユニットの形成？妨
げるので球状微粒子中に混入させるのが困難でめる。

ミクロスフェアの形成に使用される有機成分は最初は水
浴性で、かつ反応の起きるーでシリカコロイドを凝集ま
たは溶解させることなくシリカコロイドと混合できるも
のでなければならない。重合体は形成されたときに水に
不溶性でなければならない。抽々の有機物質が適するけ
れども、粒子サイズと孔寸法分布の両方の最制度の均一
性は尿素とホルムアルデヒｐ−２たはメラミンとホルム
アルデヒドの共重合混合物を使用するときに生じる。約
１〜１．２または１．５のモル比で内約１．０〜４．５
の尿素とホルムアルデヒド、お工びｆ１１〜３のモル比
でｐｔ（約４〜６のメラミンとホルムアルデヒドが好適
である。

シリカに対する有機物質の比は重合後に沈澱した粒子が
約１０〜９０！−１ｔ１％のシリカを含有するようなも
のにすべきである。客演に換算して、無機物質の容積悌
は約１０〜ｌ’）５０の範囲とすべきである。有機物が
焼きつくされた後に凝集性の多孔性球？得るには、−緒
にｔｊ合して三次元マトリックスになるのに十分な高濃
度のシリカ粒子がマトリックス内になければならない。

この網目構造は５５０℃で得られたとき非常ンこ脆いか
もしれないが、焼結？開始させるためにニジ高い温度で
穏やかに加熱すると多孔性ミクロスフェアは強度ケ現す
。十分な焼結が起こって所望の強度を確実に得るためＶ
こは、粒子は通常９００℃以上の温度で一般に焼結させ
る４、この温度は粒子の比表面積？これらの粒子が形成
されるコロイド粒子の値工す少なくとも１０チ少ない値
まで減少させる工うな十分に高いものである。ミクロス
フェアは均一な孔を有し、この直径はこれらの段進に使
用されるコロイド粒子の寸法および使用されるシリカ物
質に対する有機重合体の容積比に関係する。コロイド粒
子が太さければ大きいほど、これらの間の孔は大きくな
り、形成されたときのミクロスフェア中の有機重合体の
比容積が大きければ大きいほど、シリカ粒子の網目構造
はますます開放的になり、かつ孔はますます広くなる。

多孔性シリカミクロスフェアの頒焼は二つの効果？有す
る。第一に、多孔性構造を形づくっている最終粒子はこ
れらの接触点である程度まで焼結−１ｆｃは融合してミ
クロスフェアの物理的強度全増大させる。第二に、加熱
される前に存在したシラノール基のヒドロキシル化され
九表面は脱ヒドロキシル化される、すなわち、隣接した
５ｉＯＨ基の結合によって水が失なわれ、シロキサ７基
Ｓ　１Ｏ８ｉからなる表面の大部分を通常残す。通常は
、これらのシロキすン基はシラン化剤との反応に不活性
である。得られるミクロスフェアは約５．５μｍｏｌ／
ｍ２よシ災質的に小さい全シラノール基一度を有するこ
とかわかった。ミクロスフェアは再ヒドロキシル化され
て［ス長されたクロマトグラフィー材料およびシラン化
剤との引き続く反応の定めの良好な前駆物質ｒ提供する
ことがわかった。

シリカ表面を再ヒドロキシル化するために使用されてき
た方法は念焼したシリカ粒子を水中で長時装置！’！ま
たは希硝酸中で数時間煮沸することを包含する。これら
の条件下で、再ヒドロキシル化が成程度起ジ、典型的に
はその時表面上に３／ｎｍ２、すなわち約５μｍＯＬ／
ＩＩ］２のシラノール（５ｉＯＨ）基がある。これはこ
れらの方法の実際上の限界となってい友もので商業的に
入手できる暇焼した／再ヒドロキシル化したシリカカラ
ム光填剤の特徴である。再ヒドロキシル化のもう一つの
公知の方法は蒸気による熱水処理を含む。この極めて積
極的な技術はシリカ粒子の多孔性構造７ｆ相当に省化さ
せてクロマトグラフィーに適しない表面が残る。

■、冨１ヒされた衣面会度のシラノール基を有−ｒる多
孔性シリカミクロスフェア 約６〜約１６μｍｏｌ／ｍ２の全シラノール基＃［’に
有する多孔性シリカミクロスフェアは加熱強化された熱
にエリ脱ヒドロキシル化した多孔性シリカミクロスフェ
アｉ　ＨＦあるいは水酸化第４アンモニウム、水酸化ア
ンモニウム、お工び有機アミン〃・らなる群から選択さ
れる少なくとも一つの塩基性活性化剤の存在下で水と接
触させることに１って調製できる。この接触は標準的に
は約り５℃〜約１００℃の温度で所望の表面績度のシラ
ノール基を生ずるような十分な時間桁なう。得られるミ
クロスフェアの強ｆ　特性は前記第１項に記載した加熱
強化され定ミクロスフェアのものエリ優れている。Ｃの
強度はシリカの容積に対する孔の容積の最適比に基つく
シリカ粒子の固有の完全性、堰焼前処理、お工びミクロ
スフェアケ構成しているコロイド粒子の接触点における
再ヒドロキシル化工程の間のシリカの付加に由来する。

シリカの表面のシラノール基の濃度は赤外線分光計、ソ
リッドステートマジックアングルスピニング核磁気共鳴
、！ロトンスビンカウンテイングＮＭＲ、お工び／また
は熱血世分析？含む池々の方法で測定できるが、最後の
分析法がその簡便さと正確さのために通常は選ばれる。

これに関連して、シラノール基を約８μｍｏｌ／ｍ２　
Ｌり大きくなるまでシリカ表面？過剰に再ヒドロキシル
化するとシリカ表面の下に「埋もれ几」シラノール基を
生ずることが注目される。これらの基はＴＧＡに＝って
検出されるが、一般にはクロマトグラスの相互反応用る
るいは化学紹金相光項剤勿生成するためのシラン化剤と
の反応用には役立ｔない。

所望の約６〜約１６μｍｏｌ／ｍ２の全シラノール基濃
度に再ヒドロキシル化を促進させる活性化剤はＨＦお工
び水酸化第４アンモニウム、水酸化アンモニウム、お工
び有機アミンからなる群から選択される塩基性活性化剤
で６ることがわかった。好ましくは、塩基性活性化剤は
テトラアルキル水酸化アンモニウム、水酸化アンモニウ
ム、第１有機アミンおよび第２有機アミンからなる群か
ら選択される。塩基性活性化剤によるシリカの溶解の相
対速度はＰ１４七弱塩基の範囲に維持することによって
調整することができる。大部分の２１！１お工び第２有
機塩基は内約１０．５以上でシリカを急速に溶解する。

速度はこのｐ）１値以下ではかな）遅い。冷浴液中で約
１０．５の緩衝され友Ｐ）′ｌｔもたらす塩基性活性化
剤は、符にヒドロキシル比に２５〜５０℃で行なうとさ
に望ましい性′ｊ！ｉケ有する。

これらの温度では、シリカの溶解度と移動速度は１００
℃のような高温に２けるエリもかなり小さい。好ブしく
は、塩基性活性化剤ｒ十分な童で添加して約９〜約ＩＬ
１．５の−にする。

塩基性活性化剤についてはシリカ表面上の攻撃の全体の
速度は一般にメチルからエチルへそしてプロピルへと低
下する。例えば、標準のエチル−、プロピル−５および
ブチルアミン、第２エチル−プロピルおよびブチルアミ
ンは有効な活性化剤である。モノメチル−お工びツメチ
ルアミンは注意？払えば使用できる。立体効果は、Ａ、
　Ｗｅｈｒｌｉ氏等に二るｒ　Ｊ、　Ｃｈｒｏｍａｔｏ
ｇｒ−Ｊ　１４９：１９９（１９７８）に開示されてい
るとおりシリカゲル格子の溶解速度に顕著な影響をもつ
と考えられる。メチシアミンはシリカを攻撃する傾向が
強りので実用性に乏しい。従って、メチルアミンは所望
の濃度のシラノール基を生成させる際の制御がより困難
である。シリカ上の塩基の攻撃の速度は選択した塩基性
活性化剤の強度（ｐＫＢ（ｉｆｆ　）　、９度、および
ノオメトリーに関係することがわかつｔｏ テトラアルキル水酸化アンモニウムはシリカ？醗酵する
強い攻撃性を示すけれども、これらの化合物は再ヒドロ
キシル化用の好ましい塩基性活性化剤である。これは、
たとえテトラメチル水酸化アンモニウム、テトラアルキ
ル水酸化アンモニウム、お工びテトラブチル水酸化アン
モニウムが水酸化アルカリと同じかエリ大きいシリカ表
面を攻撃する傾向？もっているとしてもそうである。テ
トラアルキル水酸化アンモニウムは約９〜ＦＪ１０．５
の−（で遊離塩基のほとんどが浴液中に残らないので有
効な活性化剤である。塩基の大部分はシリカ表１１１上
′Ｌ単一層として吸着され、シリカ？いく分疎水件にす
ると考えられる。浴液中に残るヒドロキシルイ万ンはシ
ロキサン基の破壊の触媒作用ケする内方シリカ表面の活
性化剤の単一層はシリカのｃ′６解と析出を遅らす。そ
れゆえに、このゾロセスはヒドロキシル化の程度がＭｒ
ｍの範囲τ越える前に好都合に中断することができる。

テトラブチル水酸化アンモニウム、水酸化アンモニウム
、および第１：打機アミンは好ましい塩基性活性化剤で
ある。これらの塩基の十分なｆＩｉ：ｔミクロスフェア
の水性懸濁９　ＶＣＩ＆加して一？９と１０．５の間の
値に上げると遊離塩基は溶液中にほとんど残らない。塩
基の大部分はシリカ表面？いく分疎水性にしているシリ
カ表面上の単一層として吸着される。溶液中に残ってい
るヒドロキシルイオンはシロキサン基の破壊の触媒とな
め一刀、シリカ表面の活性化剤の単一層はシリカの溶解
と析出を遅延化する。この工程はミクロスフェアの再ヒ
ドロキシル化がシラノール基の所望の礎度を越える前に
停止できる。

最も好ましくは、第１お工び第２アミンはシリカのｖ　
＞３１　ｂ抑制する炭化水素基を有する。

水酸ｆヒアンモニウムも好ましい塩基性活性化ｉ＋１で
ある。シリカと１８時間および２５℃で反応したｐｉ（
１０の希水酸化アンモニウムは所望のシラノール基濃度
にシリカ表面を再ヒドロキシル化するための好ましい方
法である。この処理法による４　４０　ｍ２／Ｓ’のシ
リカの加水分解は表面積を約２５憾だけ変化させたが、
シリカの孔容積は本質的に変化されないままであった。

最も好ましくは、塩基性活性化剤はエチレンソアミン、
ｎ−グロビルアミンおよびｎ−ブチルアミンからなる群
から選択される少なくとも一種の第１アミンである。こ
れらのアミンは声を約９〜約１０．５にする。この腿囲
内の…は水酸化第４アンモニウムのような強い有機塩藤
に二って生じ得るような表面積おＬびシリカ構造の孔径
に何らかの変化もともなわずにシリカ六回の再ヒドロキ
シル化？促進する。これらの中の最後のもの金活性化剤
として使用するときは、これらの濃度は低くあるべきで
、かつ最初の−は約にｌ−越えるべきでない。ツェナル
ー、ノデロピルー、お工びノブチルアミンなどの第２ア
ミンも適当な活性化剤であるが再ヒドロキシル化反応は
一般により遅い。第６アミンはあまり好ましくない活性
化剤である。

ＮａＯＨ、ＫＯＨ、お工びＣａ０Ｈなどのアルカリまた
はアルカリ土類水酸化物は再ヒドロキシル化工程で制御
するのが困難である。これらの剤の使用は結果的に出発
用シリカの孔構造と表面積に望ましくないかなりの変化
？生ずる。再に、これらの剤の使用は結果として水酸化
物からのカチオンによる出発用シリカの望ましくない汚
染を起す。この汚染は引き続くクロマトグラフの使用に
おいてシリカ支持体に悪影響ケもたらす。

イオン性弗化物の液性浴敵も適当な活性化剤である。好
適なＨＦ源はＨＦ、　ＮＨ４Ｆ、および高純度化したシ
リカを害を及ぼす程度に汚染するかもしれない金属また
はメタロイドカチオン？含有していないその他のイオン
性弗化物である。

これらの活性化剤は下記の操作に従って熱によって脱ヒ
ドロキシル化したミクロスフェアを含有する水浴液に添
加できる。水溶液は弗ｆヒ水素酸、塩酸または硫酸の工
うな鉱酸に工っでＰＨ約２〜約４に調整する。好適な遊
離ＨＦＷＬａ−シリカ表面の溶解の触媒剤として作用す
る濃度で溶成に添加する。ＨＦの好ましい温度はシリカ
の表面積の函数である。好ましくは、本発明のミクロス
フェアは約５０〜約４００　ｐｐｍの濃度の遊離ＨＦの
存在下で再ヒドロキシル化きれる。典型的には、約２０
０〜約４００　ｐｐｍの濃度のＨＦは６００〜４　Ｃ１
Ｏｍ’／？のシリカの再ヒドロキシル（Ｉｆ活性化させ
るのに好適である。約２〜約４の−でＨＦあるいはその
イオン性塩として導入きれた弗化物は溶解したシリカの
少量と反応して５ｔＦ６−２を形成すると考えられる。

このＳＩＦ’６−２は低濃度のＩ（Ｆと平衡して残存す
る。この系はシリカのヒＦロキシル化の速度を増大する
ための活性化剤として機能する。

■・　シラン化した多孔性シリカミクロスフェア完全に
シラン化し九表面を有する多孔性シリカミクロスフェア
は約６〜約１６μｍｏｌ／ｍ２の全シラノール基濃度を
有するミクロスフェアから調製できる。上記の第■項に
おいて調製した富化したシラノール基の表面濃度を有す
るミクロスフェアは約２５〜約１００℃の温度で十分な
時間シラン化剤と接触させて完全にシラン化し九表面ケ
形成させる。適当なシラン化剤として誓工先に開示した
もので、当業界で公知のものである。適当なシリル基の
一部の例としてはトリメチル−、ノメテルペ／ツルー、
ツメチルブチル−、ツメチルオクチル−、ツメチルオク
タデシル−、ツメチル−６−ジアツデロビルー、ジメチ
ル−３−グリシドオキシルゾロピル−１お工びメチルノ
フェニルンリルが包含され、その他の適当なシラン化剤
は米国時。”＋第６，７２２，１８１号と同第４７９５
，３１３号に開示されでおり、その内容？参考としてこ
こに引用する。

有用性 最適の寸法において、本発明のミクロスフェアは化学Ｍ
付和、液体一固体、２工びサイズ排除？含む種々の形態
の液体クロマトグラフ出超において卓越した成果ケ示す
。例えば、非常に効率的な液体一固体クロマトグラフィ
ーが５〜５０　ｎｍの範囲内のコロイド状粒子〃・ら造
られた１、０〜１５．０μｍの範囲の直径を府するミク
ロスフェアに工っで行なうことができる。高速化学結合
相光填剤ｔ５０〜１１０Ｃ１ｎの範囲のコロイド粒子か
ら造られ几１．０〜１５．０μｍの範囲の直径？有する
ミクロスフェアを適当な共有結合した有機配位子に工っ
でまたは重合体コーティングに二つて被覆することによ
って調製できる。これらの粒子はイオン交換クロマトグ
ラフィー用の支持体？製造する几めにイオン交換媒体と
反応させることもできる。非常に効果的な気体−液体お
工び気体一固体クロマトグラフ分離も５〜２００ｎｍの
範囲のコロイド微粒子から造られ定２０〜３０μｍの範
囲の直径ｒ有するミクロスフェアに二って行なうことが
できる。有用なミクロスフェアの直径の範囲は約０．５
から３５μｍに及ぶ。

各寸法のコロイド粒子から調製されたミクロスフェアは
狭い範囲の孔寸法上もつ全体に多孔性の構造のみからな
るので、コロイド粒子の寸法ｋＫ化させることに二って
所定の範囲の比較的均質な孔寸法をもつミクロスフェア
構造ることができる。既知の寸法の孔をもつシリカミク
ロスフェアはゲル透過お工びゲル濾過の工うな高速サイ
ズ排除クロマトグラフ分離に使用できる。これらの分離
技術は分子寸法あるいは分子量を考慮して分子の示差泳
動に基づいて行なわれる。小さな粒子サイズは急速な集
塊移動全促進するので全体に多孔性の構造木内の孔内で
起る拡散制御され定相互反応における平衡金さらに維持
しながら標準よりも相当大きい移動相速度を使用できる
。本発明のミクロスフェアの強さ、剛性は粒子の劣化や
変形なしに非常な高圧における使用を可能にする。粒子
の球状性は多数の理論段数によるカラムの充填（これは
大きな分子の分離に特に重要であるン？可能にする。

サイズ排除クロマトグラフ法における最重要な配慮点は
分離に使用される粒子の内容積でめる。

粒子の孔容積はミクロスフェアでは適度に大きく、通常
は５０〜３５チ（Ｂ、Ｅ、Ｔ、法によるＮ２吸着に工っ
て測定）で、これはサイズ排除クロマトグラフに広く使
用され不多孔性ガラスおよび多孔性有機ゲルについて知
られているものに匹敵すり。

シリカミクロスフェアは水性系におけるゲル濾過分離に
、お工び小さな極性分子の分離のためにも有用である。

５０〜２５００Ｘの範囲内の孔を有するミクロスフェア
は水性お工び非水性系の両方において種々の化合物の萬
速サイズ排除クロマトグラフ分離を可能にする。

効率に影響する要因の一つはカラムすなわち分解ゾーン
全構成している構造体内に形成される充填剤の性質でお
る。本発明のミクロスフェアの一つの利点はその大きな
機械的強度と球状で均一な寸法が充填して緻密なベッド
にするのを簡単にすることである。一般的なカラム充填
法は乾式充填である。しかしながら、粒子が直径約２０
μｍＬｖ小さいときは高圧湿式スラリー充填を使用しな
ければならない。本発明の均一な多孔１生シリカミクロ
スフエアは安定な懸濁液を製造した後に簡単にかつ都合
工くカラム中に高圧スラリー充填できる。粒子の懸濁は
り、Ｒ。

３ｎｙｄｅｒとＪ、Ｊ、　ＫｉｒｋｌａｎｄによるＩ　
Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔ。

Ｍｏｄｅｒｎ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａ
ｐｈｙ　Ｊ第２版（１９７９）第２０７頁に記載されて
いる技術に工って行なわれる。ここに記載されているク
ロマトグラフカラムはり、Ｒ，５ｎｙｄｅｒとＪ　、Ｊ
　、　Ｋｉｒｋｌａｎｄに工って記載されている前述の
ものと同様の操作に従つ几スラリーからＡ梨された。

本発明の多孔性シリカミクロスフェアは同シ寸法の不規
則な形で＝り広い寸法範囲のシリカ粒子よりも大きな透
過性（流れに対してＬジ抵抗が少ない）を示す。ミクロ
スフェアカラム用の必要な圧力は現在液体クロマトグラ
フィーに使用されている大部分のポンプで取扱える工う
な十分に低いものである。５〜６μｍの粒子からなる長
さ１メートルのミクロスフェアカラムはわずか約２４０
０ｐｓｉ　（１６，５６ｋＰａ　）の圧力でａ５ｃｒｎ
／　ｓｅｃのキャリヤ速度で操作することができる。

このようなカラムは６０，０００以上の理論段数（これ
は非常に困難な分離を可能にするはずである）を示すで
あろう。

本発明は、下記の実施例に工ってさらに記述される。こ
こで全ての部およびチはＮ量によるもので度は摂氏であ
る。実施例でシリカ懸濁液のμＩ測測定自動温度補償を
備えたベックマン４６ＰＩ］メータとベックマン詰め替
え可能組み合わせ電極に工って行われた。電極は調べら
れるＰＩ″ｌ範囲ごとにＰＨ４、ｆｌｔｉ　７、μｍ０
の標準浴液で目盛り合わせした。シリカ懸濁液は５０？
の脱イオン水ｔ１７のシリカに６Ｓ加することに工って
調製した。２分間攪拌後、懸−液の声価と測定時刻？記
録した。声価は平衡がとれて少なくとも１０分後に測定
Ｉ７た。実施例に示され６熱重量分析とクロマトグラフ
結果は下記の慄作に従って実施した。

熱重量分析 ＴＧＡ−測定は下記の操作に従って七どル９９１〕ＴＧ
Ａ−分析器（デュポン社製）に工って来施した。２０〜
１００■のシリカ勿小式な石英ルツηζ中に充填してＴ
ＯＡ−分析器に入れた。乾燥仝系ガスｋ　５０　ｍＬ／
分の流速で加熱室？通過させながら得られたサンプル’
１　ｉ　ｏ７分の割で１２　ＣＩ’に加熱して吸着され
た水ケシリカ表面刀）ら物理的に除去した。サンプルｒ
重遣損失がもはや観察できなくなるまで１２０℃に維持
した。温度を仄に前と同じ加熱非度で６００℃に上昇さ
せ、一定の重量に達するまでこの温度に保持した。回し
：操作に５００ｔ′、７００’、９００’、１０５０″
′、お工び１２００°で繰り返した。各温度で、特徴的
な重ｉｆ損失が各サンプルについて観察できた。

シリカ面の全シラノール基濃度は１２０℃の乾燥段階に
続＜１２００°において分った全重撞係損失から計算し
た。５ｉＯＨ濃度の計算は５ｉＯＨ基の２モルが加熱に
工って結合して１モルの水（これは加熱処理中にサンプ
ルから失なわれる）になるという仮定に基づいた。シリ
カ面の全シラノール基濃度は下記の式に従って計算した
。

ここで、Ｗは１２０°における加熱から１２００゜にお
ける加熱までの平衡における重量％損失差、ＳＡはシリ
カのＢＥＴ窒素表面禎ｍ　２／ｌである。

比較的純粋なシリカサングルは１０００°以上で軟化し
始める。いくつかのサンプルについて１０００°金越え
る温度での１時間加熱後にかなりの重５１損失が検出で
きる。この観察が人工物（例えｔ、ｆｚ窒化グイ素の形
成）によるものでなかったことを確実にするためにパー
ツ用がスとしてアルゴルを用いて実験ケ繰り返した。Ｔ
ＧＡ−曲線の差は何も検出できなかった。それゆえ、加
熱による重量損失はシリカ構造物からの化学的に結合し
た水の損失に起因する。

比較実験（サングルなし）は１０００°以上の温度にお
ける明白な重量損失を示さず、ｃｊｔらの高温における
浮力効果に起因する著しい反応を何も示していない。さ
らに、約１０００°に２ける観察された重量損失はシリ
カの焼結中のガスの脱着に起因するものでもない。とい
うのはＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ、　ｇｍｍｅｔｔ　ａ
ｎｄ　Ｔｅ１ｌｅｒ　）測定はごく微速のガスだけが高
温（例えば６８０°）でシリカに吸着されることｔ明ら
かにしているからである。

クロマトグラフ操作 長さ１５０關で内径４．６ｆｌの鏡面仕上げの壁勿有す
るステンレス鋼製カラムブランク勿使用した。金属スク
リーン？有する死容積の少ないステンレス鋼製圧縮フィ
ッティングが充填剤を保持した。単一カラム用に、２〜
３ｔのシリカ全へキサフルオロイソプロパツールスラリ
ー形成液体の１４ｒｎｌ中に懸濁させた。ヘキサン？１
０．０００　ｐｓｉｇ　（６９，ＯｋＰａ　）において
加圧液体として使用した。カラムはり、Ｒ，５ｎｙｄｅ
ｒとＪ、Ｊ、　Ｋｌｒｋｌａｎｄによるｒ　Ｉｎｔｒｏ
ｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｍｏｄｅｒｎ　Ｌｉｑｕｉｄ　
Ｃｈｒｏｍａｔｏ−ｇｒａｐｈｙ　Ｊ　４４２版（１９
７９）第５章に記載されているものと同様の方法に従っ
て充填した。クロマトグラフテストに先立ってカラム金
イングロ７９ノールとメタノールで慎重にパーツした。

クロマトグラフ実験はカラムオープン、レオゲイン（Ｒ
ｈｅｏｄｙｎｅ　）射出弁およびデュポン８６０吸光度
検出器またはデュポン８６２　ＵＶ分元光度検出器？備
え之デュポン８８００　ＬＣ機器によって行なった。浴
剤容器は十分に換気され友場所に貯蔵し、全ての移動相
ゲ使用前にＨｅパーゾに二って慎重に脱ガスした。全て
のカラムは５０°に自動温度調節した。実施例では下記
のテスト混合物全使用した。

（１）　　テスト混合物Ａはメタノール４ｆｆｉＪ［１
−フェニルへブタン１０μｔと１−フェニルヘキサン１
０μを全含有した。

（２）テスト混合物Ｂはメタノール４　ｍｌに極性混合
物２５μｔ’２含有しえ。この極性混合物は５−フェニ
ルペンタノール２５０μｔ、Ｎ、Ｎ−ジエチルアニリン
１０μｔ、２．６−ノーｔ−ブチルピリジン５０μｔ１
および１−フェニルへブタン１０００μｔｉ含有しｆｃ
１１ ２５４　ｎｍの検知波長でかつ０．０５の減衰で１　ｍ
Ｖ記録計にクロマトグラフィーのピークを作るのに５〜
１０μｔの圧入”／ｌｌ［ｋ使用した。

新規カラム？最初にメタノール／水浴離液（１／２０．
７０／３０または６ｏ／４０　）　２用いて試験混合物
ＡとＢでテストした、異なったピークについて保持時間
、ｋ′−値、お工びカラム段数が各々のクロマトグラム
について測足された。

塩基性グローブ、Ｎ、Ｎ−ノエチルアニリンの中性化合
物１−フェニルへブタンに対する相対保持または選ヂ性
係数（キナ／４’シテイ係数ｋｔ７に２’比）ｔカラム
充填剤の吸着能力を示すために使用した。

〔実施例〕

実施例　１ シラノール會冨化し定表面を有する多孔性シリカミクロ
スフェアの調製 表面ａ１４４３　ｍ２／ｆ、平均孔径７７芙、全シラノ
ール鑓度５．９μｍｏｌ／ｍ２以下七有する、デュポン
社よりｒ　Ｚｏｒｂａｘ■Ｊ−ＰＳＭ−６０（５μｍ）
として商業的に入手できる加熱角化された熱にニジ脱ヒ
ドロキシル化した多孔性シリカミクロスフェア１６ｆ　
ｋ　８５０°に６日間加熱した。得られたシリカゲ還流
冷却器とヒーター付き攪拌器？備えた２５０ｍ１の６綻
・セイレソクスフラスコ中に入れて２００　ｐｐｍのＨ
Ｆ　（Ｉ　Ａの脱イオン水中に５０％ＨＦ５ａ４ｏｏＸ
ｉｏ　　、ｅ）ｋ含有する１　３０　ｒｎｌの水ＫＭ濁
させる。得られｆｃ懸濁液の一１僅は６であった。この
懸濁液？６日間沸騰させ、反応フラスコ中で周囲温度ま
で放冷し、次いで符別微細な７ワツト化したディスクｒ
用いて濾過した。

得られ九濾過液はμ値６？示した。このシリカに２００
０ｍ１の脱イオン水で洗滌することに二って濾過欲の一
値は６に上昇した。シリカはアセトンで洗滌して１２０
°、０．１　ｍｂａｒ　（０，０１ｋＰａ　）で１５時
間乾燥した。シリカは次に６００．−ｄ、の水／水酸化
アンモニウム溶Ｈ（ｐＨ＝９）、中性にする之めの水、
および１００Ｍのアセトンで次々に洗滌して０．１　ｍ
ｂａｒ、　１２０°で１５時間乾燥した。得られた水５
０？に懸濁した１ｔのシリカは出発用シリカに対する声
価４．ＩＶＣ比較して声価５．３を示した。再ヒＰロキ
シル化したシリカは表面積３４７　ｍ２ｚ７　、平均孔
直径８０ｘ１および全シラノール濃度９．　Ｏμｍｏｌ
／ｍ２　（ＴＧＡによる）であった。

実施例　２ シラノールを富化した表面を有する多孔性シリカミクロ
スフェアの調製 実施例１に記載したシリカ出発用物質１３．５５’を８
５０°に６日間加熱した。得られたシリカを実施例１に
記載したものと同様の装置中に入れて脱イオン水２００
ゴに懸濁させた。得られた懸濁液はテトラブチル水酸化
アンモニウム溶液によって一値９に調整した。得られた
懸濁液を次に１０００に２６時間加熱し、周囲温度に放
冷し、特別に微細なフリット化し九ディスクケ用いて濾
過した。得られ几シリカゲ水１０００ＷＬｌで洗滌して
中性にした。得られたシリカ粉末と次にアセトンろ０Ｏ
ｒｎｌで洗滌して１２００、０．　ｉ　ｍｂａｒ（０，
０１ｋＰａ　）で真空炉中で約１８時間乾燥した。

得ら７″した水５０１中に懸濁したシリカ１ｖは１０分
後に声価５．６　ｋ示した。テトラブチルアンモニウム
イオンが確実に表面に吸着されないようにするために、
シリカを希硝酸（水２００α中濃ＨＮＯ３１ｍｇ）　２
０　Ｑ酎お工び中性にするための別の脱イオン水１００
０ＩｒＬシで洗滌した。アセトン３００ｒｎｌに＝る洗
滌と繰り返し乾床処理の後シリカの声価？再度測定した
。最初のμ値５．６は伺ら変化しないことが観察され１
こ。得られたシリカは表面積３５６ｍ２／？、平均孔直
径８７Ｘ１お工び全シラノール表面濃度９．１　μｍｏ
ｌ／ｍ２　（ＴＧＡによる）であった。

実施例　ろ シラノール？富化した表面〒有する多孔性シリカミクロ
スフェアの調製 実施例１に記載したシリカ出発物質１５ｒｉ８５０°に
３日間加熱した。得られたシリカを実施例１に記載した
ものと同様の装置中に入れて脱イオン水１５０獣に懸濁
し１れ。得られ次懸濁液ケエチレンノアミンの添加すこ
工ってｐｉ（９に調整【−た。懸濁液ｉ’、ｔ　Ｒ流で
２４時間加熱し、周囲温度ｒ放冷し、特別微細なフリッ
ト化したディスク？用いて濾過した。還流はエテ１／ン
ノアミンと二酸化炭素の反応ｒ避けるためにアルコ゛ン
雰ＩＩｉ気下で実施１．ｆＣｏ得らね友すンプルゲ実施
例２に記載したものと同様の方法に従って硝酸、脱イオ
ン水、お↓びアセトンで洗滌し、た、得られた水５０２
に懸濁したシリカ１２はＰ１１値５゜５？示した。シリ
カは表面積２２４ｍ’／？、平均（１，径１４２に、お
Ｌび全シラノ・−ル濃度？、　９　μｍｏｌ／ｍ２（Ｔ
ＧＡ）であった。

実施例　４ シラノール？富化した表面缶有する多孔性シリカミクロ
スフェアの調製 実施例１に記載したシリカ出発用物質１５２を蒸溜水に
懸濁して得られた混合物？水酸化アンモニウムでｐＨ１
２に調整しｍ０混合物は室温で１８時間放置Ｌ／て濾過
１〜ｆｒ：。得られたサングルを蒸溜水５００ｍｔ！、
硝酸２ＱＱｍＡ（水２００ｍ１．中濃硝酸ｉ　ｍａｌ　
）および中性にするための蒸溜水５００１１１７で洗滌
しη−。ツーンプルｔアセト／２０　Ｄ　ｒｎ！で洗滌
し、風乾し、次いで１００”で１６時間真空炉中で乾燥
させた。−１値４．１、表面積４４３　ｍ２／９、Ｓト
均孔径７７Ｘヶ示した出発用シリカに比べ、得られたヒ
ドロキシル化したシリカはｌ１１（値４．；３、窒素表
面積３８１と３８７　ｍ２／ｌ（重複分析）おＩび平均
孔径７６と８０Ｘ（重複分析）を示したヒドロキシル化
したシリカの熱ご１（η１分析は全シラノール濃度ａ９
μｍｏｌ／ｍ２（Ｔ（）Ａによる）を示した。

実施例　５ シラノール金富化した表面を有する広い孔をもつシリカ
ミクロスフェアの調製 ｒ　Ｚｏｒｂａ、ｘ”　Ｊ　−Ｉ’ＳＭ　−３Ｄ　Ｏと
してデュポノ社から商業的に入手できる加熱強イヒされ
た熱によって脱ヒドロキシル化したミクロスフェアを石
英皿（ｌコ入ｉて２００’で８時間、４００’で１５時
間、８５００で３日間室床・ゼーノした炉中で加熱した
。

得られた最初のサンプルは窒素表面５６　ｍ２／ｙ。

平均孔径は％Ｊ素吸尤法で４４２Ｘで１，４（銀侵入法
で３３８　Ｘ黛示１．た。ザンプルｆ跪流冷却器とヒー
ター付き（〃打器を備えた２　５０　ｍｌの、ろ首ガラ
スフラスコｊ中に人１．７５　ｐｐｍのＩ（Ｆ全含有す
る水１．５　Ｑ　＋ｎｉ、Ｖｒ、懸濁さ装置だ。侍らす
１．た混合物を５日間煮沸し５、反応フラスコ中で眉四
温度まで放冷し、特別微細なフリット化したデ・イスク
を用いて濾過した。生成し、九同形吻イ〔中性にするた
め水（杓ろＤ　Ｏｖｕ、　）で６−滌して蒸溜水中で１
０時間１　［：ｌｌ　Ｏ“′で加熱し、７た１、ｉ々−
′ｌ）ノ’した混什物？濾過して得らハ、た固形′１必
をアセトン２１：Ｊ　（１ｍｉ；で洗滌して１２００．
０．１　ｎｕｂａｒ　（０，０１ｋＰａ　）で１５時間
乾燥し７ｆｔニー　、、出先用シＩＪ　ノ１が全シ“Ｉ
／−ル龜度５．８μｍ、ｏｌ／ｎ、＋２　りｆ７示しプ
ｊ　（７）　ｉ’ｃ　装置　ヘ、侍うｈ−／ヒシリカは
窒素表面積５７　ｍ２／？、°１′均孔イー７は窒、ら
Ｉ及着法で２８９′ｉ、♀シフ、ノーノ”’　）Ｉｌ、
１月ＦＣ１５，６μｍｏ〕／ｍ２（Ｔｔ３Ａ　　に　よ
　る　）−（−；ら　一つ／こ　、。

実施例　６ ’／　ラフ　ｉｌ：　ｌ、　ｆｉ衣表面イ３ずと）多孔
性・２すｔ）　６り「ズスフェアのｄｉｖ製 この実施例はニドワード高真空系およびＡ。

Ｈａａｓらによるｒ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉａ
　Ｊ　１４　：　３４１（１９８１）とＧ、　Ｓｃｈｏ
ｍｂｕｒｇらによるｒ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇ、、Ｊ、」
２８２：２７（１９８３）（参考までに本明細書に引用
する）に記載されているものと同様のシリル化装置で行
なわれた。実施例１で調製したシラノールを富化した表
面を有する多孔性シリカミクロスフェア１５ｆをシリル
化装置の反応室中で２００°、２　Ｘ　１０””　ｍｂ
ａｒで２４時間乾燥して周囲温度に放冷した。トリメチ
ルシリルエルレート３０ｄをアルゴン雰囲気下で滴下漏
斗に入れた。

漏斗を排気し、エルレートがシリカと直接接触できるよ
うにした。反応が進行するにつれ、アセチルアセトンの
泡が放出した。１時間後、シリカをさらに４時間で６０
°に加熱した。得られた生成物を乾燥トルエン、ノクロ
ロメタン、メタノール、メタノール−水（１：１）、お
よびア七トン各２００ｍｔで次々に洗滌した。この処理
により元素分析により測定してトリメチルシリル濃度４
．０μｍｏｌ／ｍ２を得たつこのシリカを前記した試故
混合物Ａと試験混合物Ｂを用いるクロマトグラフィー材
料として試験した。この試験はメタノール／水浴離液（
７０／３０　）、流速１ゴ／分、および圧カフ　２５　
ｐｓｉ　（５０００ｋＰａ）ｉ用いて実施した。これら
の分離の結果を第１図に示す。

この実施例で調製したトリメチルシリル変性再ヒドロキ
シル化したミクロスフェアの安定性は実施例１に記載し
た出発用ミクロスフェアのそれに匹敵した。これらの試
験でトリメチルシリルで変性したシリカの劣化はクロマ
トグラフィー材料のカラムを水によってパージすること
によって開始した。このパージの間、周期的にこれらの
カラムを前記ｒ　Ｃｈｒｏｍａｚｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｐ
ｒｏｃｅｄｕｒｅＪに記載したテストプローブサンプル
でクロマトグラフィーを用いて試験した。この試験はメ
タノール／水溶離ｆｉ　（６０／４０　）、流速１ｍ１
７分、ＴＯｌ、６８分を用いて実施した。特定の試験成
分を使用した第１表に示すミクロスフェアについての結
果を第２表に示す。

第１表 試験　　シリカの種類　　　　　試験化合物キシル化し
たミクロスフェア Ｂ　実施例１に記載した脱ヒドロ　　Ｎ、Ｎ−ジエチル
アニリンキシル化したミクロスフェア Ｃ実施例７で調製したトリメチ　　１−フエニールヘキ
サンルシリルで変性したミノロス フェア Ｄ　実施例７で調製したトリメチ　　Ｎ、Ｎ−ノエチル
アニリンルシリルで変性したミノロス フェア これらの結果は水ノに一ノによって、中性試験化合物、
１−フェニールヘキサンの保持率（キヤノやシティ係数
で測定したもの）ｋ′は、カラムを通して水・９−ノさ
れたカラムの容積が増大するにつれて減少する。この掃
作によって劣化した本実施例で調製されたトリメチルシ
リルで変性した再ヒＰロキシル化したミクロスフェアに
ついてのに′の減少は出発用ミノロスフェアのそれより
かなり少ない。より著しくは、出発用ミクロスフェアか
ら調製てれたンフラムは塩基性グローブ、Ｎ、Ｎ−ノエ
テルアニリンに対して増大した保持率を示すのに対し、
この実施例Ｇつミクロスフェアから調製されたカラム充
填剤は最初保持率の低下（光」賞剤上に最初からある残
留酸性部位に対する結合の弱さ？示す）と水・ヤーンに
よるわずかなに′値の上昇のみ［１１，０００力ラム容
積以上（１ａ０００Ｉｎｔ以上）の水を用いたときでさ
えＪ金示した。

これらの結果はトリメチルシリル基の実質的濃度（３／
４以上）が表面から脱ヒト°ロギシル化−５ｆ］−だと
き（水ノゼーノしない最初の点からのｋｌイｉ１５の減
少によって測定して）でさえも、本発明のヒＰロギシル
化したシリカから製造された化学結合相充填剤が改善さ
れた安定性と充填剤に対する塩基性プローブの吸着能が
かなり減、少したことを示している。

実施例　７ シラン化した表面を有する多孔性シリカミクロスフェア
の調製 実施例５で調製したシラノールを富化したミクロスフェ
ア１０２全実施例６で記載したエルレート反応に従って
実質的にシラン化した。最終生成物は元素分析で測定し
てトリメチルシリｋｍ覆率５．７８期ｉｏ１／’ｍ２を
示した。１−フェニルへブタンとＮ、Ｎ−ノエチルアニ
リンについてのキヤ・９シテイ係数（ｋ′）値は６０／
４０のメタノール／水からｌろクロマトグラフ移動相金
パ１いて各各に＋’＝＝：２．５１１　テ’、ｔ２’＝
０．８２　テあリカー。選択性係数に１’／に２’は５
．０５で、ち′）だ。こ：ｊ”ｔ、らのりＹ−１−丁ト
グラフの結果は塩基性溶質Ｎ、Ｎ−＞”、ｉチルアニリ
ンについての低い吸着性と１−フェニルヘゾタンについ
ての標準の保持率舎・示す。実施例／Ｓに゛用いられた
ものと同様の操作に従った水・々−ノによる試験は実か
９例１に記載（７た出発用ミクロスフェアに比べてこの
ヒドロギシル化＝Ｎ　ｈたシリカについてのトリメチル
シリル基の増大した安定性全示し六−０ 実施例　８ シランイシシた表面？有す、６多孔告シリηミクロスフ
エアの調製 実流例２で調製しグこシラノールを富化したミクロスフ
ェア１０ｔと実施例乙に記載した方法でエルレート反応
によってシラン化した。最終生成物は元素分析で測定し
てトリメナルシリル濃度４．４２μｍｏ１用２７ｙを示
した。メタノール／水を７０／３０の割合で用いるクロ
マトグラフ試験法を用いてキャノンシティ係数に′はに
１′の値＝　７．３５でに２’＝　１．８０が１−フェ
ニルへブタンとＮ、Ｎ　−・ノエチルアニリンについて
各々得られ、選択性係数ｋ　１’／に２　’はこの試験
で４．０８であった。これらの結果は実施例１に記載さ
れた熱によって脱ヒドロキシル化されたミクロスフェア
に対して塩基性状１倹化合物Ｎ、Ｎ−ソエチルアニリン
の吸着性の低下全示した。この化学鯖金相＋１２！Ｉ質
の改良された安定性も水・ン一）試験で示された。

実施例　？ シラ／比した表面を有する多孔性シリカミクロスフェア
の調製 実施例４で調製したシラノールを富化したミクロスフェ
ア１０２全実施例６に記載したエルレート反応に従って
実質的にシラン化した。得られたシリカ上のトリメチル
シリル基の濃度は元素分析で測定して瓜８９μｍｏｌ／
ｍ２であ′った。クロマトグラフィー試験は塩基性グロ
ーブのＮ、Ｎ−ノエチルアニリンについての吸着能の低
下を示した。実施例６に、用いられた操作に従っ７ζ水
ノ！−ノによる試験は実施例１に記載した出発用ミクロ
スフェアに対してトリメチルシリル化学結合相物質の改
善した安定性を示した。第６図はメタノール／水溶離ａ
　（７０／３０　）、ｉ　ａ　１．７１１／分および圧
カフ　２５　ｐｓｉ　（５０００ｋＰａ、）　ｆ用いる
試験混合吻Ｂのり「Ｊマドグラフ分逓を示す。

実施例　１０ シラン化した表面金有する広い孔？もつ、２リカミクロ
スフエアの調製 実施例５で調製した再ヒドロギシル化したミクロスフェ
ア１５ノ全アルゴン雰囲気下で２０［１０および０．１
ｍｂａｒで３０時間乾燥させた。粉末を次いで還流冷却
器とアルゴンパーツ系を設けた２００ｄのろ首フラスコ
中でトルエン（ＨＰＬＣ級）　１０　ＣＪＬｌＶＣ＠濁
させた。この混合物にトリメチルクロロシラン２５０ｍ
１とピリノン（９９，９チ）４．０５１（または５０μ
ｍｏｌ）を添〃口した。この混合物ｔ１２０°で油浴中
で３５時間加熱した。

シリカは次いで微細な多孔性のフリット上に移シテトル
エン２０ＣＩＩｌｔＪ、シクロヘキサン２００ｍ１．−
）りｏｏ）タフ２００ａｔ、メタノール２００Ｍ１ｚ）
タ／−ル／水（！ｌ：１　）　２００Ｉｎｔ、そして最
後にアセトン２ＱＱａｇで洗滌した。ｐ過後に粉末を真
空炉中で１２０°かつ０．１　ｍｂａｒで３０時間乾燥
した。この最終生成物は元素分析に基づいてトリメチル
シリル濃度５．９６μｍｏｌ／ｍ２に有していた。

第４図はこの生成物（シリカＡ）対実施例５に用いたト
リメチルシリルで変性したミクロスフェアの最初の出発
用シリカ（シリカＢ）についてのクロマトグラフ分離の
比較？示す。この試験はメタノール／水溶離ｆｉ（６０
／４０）を用いて流速１ｉｆｆ／分および各々圧カフ２
５ｐｓｉ　（５０００ｋＰａ　）と１１６０　ｐｓｉ　
（８００ＤｋＰａ）で実施した。

この実施例のヒドロキシル化した生成物から製造した充
填剤についてのクロマトグラムは優れたピーク形状全有
し、この材料の望１しくない吸着を側ら示さず、塩基性
プローブのＮ、Ｎ−ノエチルアニリンのより早い溶離全
示す。一方、シラン化したシリカのカラム＆’！、Ｎ、
Ｎ−ソエチルアニリンの強い吸着金示した。加えて、Ｎ
、Ｎ−ノエチルアニリンは望ましくない吸着を示す非常
に広い最後に出てくるピーク（ｔａｉｌｉｎｇｐｅａｋ
　）として溶離した。第４図のデータは実施例５に記載
した出発用シリカに対してこのスラリー・ぞツクした物
質について示されたより低いカラムの背圧によって示さ
れるとおり、ミクロスフェアの強度が改善されたことも
示す。

この実施例で調製されたクロマトグラフカラムの有効性
は第５図でさらに示されている。これはこの実施例で調
製された充填剤のカラム上の塩基性ペプチドメリテン（
分子量＝２６００：２６アミノ酸）を含有している混合
物の分離を示す。この分離はａ１％のトリフロロ酢酸を
含有している水中の２０％アセトニトリルで出発して０
．１％のトリフルオロ酸［ａ−含有している１００慢ア
セトニトリル（ｖ／ｖ％）で終了する６０分グラディエ
ンドで実施した。流速は１．０−７分で温度は３５°で
あった。結果は化合物の全てがこの実施例のシラン化し
たミクロスフェアのこう配浴出によって成功裡に耐難さ
れて分離されることを示している。高度に塩基性のペプ
チド、メリチンの溶離は完全にはヒドロキシル化されな
かったシリカから調製されたアルキル化学結合相のカラ
ム全使用したときには達成できなかった。

実施例　１１ 多孔性シリカの圧潰抵抗性 第２表に示される多孔性シリカの圧潰抵抗性の比較をイ
ンストロンモデル（Ｉｎ５ｔｒｏｎ　Ｍｏｄｅｌ　）１
１２７万能試験機で実施した。

第２表 フェア 特定のシリカについでの圧潰抵抗性全下記の操作により
測定ｔ、　ｌ”ｒ、、各々の多孔性シリカ１ｔを赤外分
光学研究用の臭化カリウム円盤の調製匠、径通使用され
１．？１ステン１／ス鋼製金型中如光填１．２だ。金型
（・°１高高圧電（イアより℃円盤全形成するのに使用
されるＴ１径１／２インチのピストン全盲していた。得
られたシリカ９ズ・′ゾルｆｒ：　金Ｍ　Ｋ　入れｒピ
ストンの移動速度Ｏ２０１ｊ、ｒｉ、、、／分で負荷１
かけ／ｒ二。全てのサングル全最初２　〔ｉ　［１ゆの
負ｅ丁で固い均質なベッド（ｆｌなるまで圧縮（ま〃―
（Ｊ、′ヤ備負荷か（づ）Ｌｉ、、す〉′グルを次に合
計圧力１４，５００ｐｓｉ　（１，００Ｘ　１　ｎ”　
ｋＰａ　）　ｉで連続的に負装置かけ７＋、。結果は単
６図に示す、ζ゛、の図で鋭い曲線（ｊ用力負荷金容易
に：受は入れられるより強い粒重の能７カ金示（９，２
、圧力は圧潰抵抗性を有−する粒子が負荷を受けＺ）に
つれ急速に増大する。反対に、ゆるやかな曲線は粒子が
負荷を：受けてぼろぼろ爪なムにつれで圧力か、Ｊ、（
・、）ゆ−）〈りと増大すど）のＣ粒子がより容易１．
η川濱ン゛ト第１．ンｒ−と９ニア」＼Ｊ１、仁の曲線
の一ア′・不ばｗ　Ｍ　ｇ＊　１−ｃ：　調ｓ　Ｌ、　
ｙｒシラノ・−ル秀−・高１１．　Ｌ　＊−ミクロＩス
ノ丁、アの−・っンうが４八：ｌ挨ｊ−２／ヒ令でのシ
リカの中でに、高ヴ’　Ｉｌ、　Ｉｋｔ　ｉＩＬ　ｉ九
べ土金示」、７Δ：Ｉと金示す、。

じ１）！：イシル（１，Ｌ、　７ｉ１：−ミツ１瀾スノ
〕γの改昔さズ′ＬカニＩ’Ｊ：ｒ賞１几１５ｉ：　＋
′Ｌ＆大Ｌドｒし　＄シルイに反応の間、７′リカが爵
解し−（：団塊構ｉｈ分形づく−）ている」「２４１３
粒子の接触点（慣再沈１１うといっ′を実［１ハづくと
思わｉ１７．ろ。従って、こ、の完全１（ｒ−１”口へ
“〜シル化されｈ′、、再μｍ澱り、　ｆ（ｌシリカＧ
：ＩＪ１らに団塊梠造内゛で、、Ｊ　ｊｉｆｆイド粒子
ち：、−ｆハＱε結Ｔ蓬：、ミタ１＝＋スフ］７、アの
強瓜乞増太さ刊、”４）。

４６図面のｆｉｌハ・′Ｌな詩、明 渠１図は、気−′欽にシラン比ｌ１、カー衣ｉ？＋］留
イＪする多孔性シリカミクロスフ、、１ニア士の−ｊル
キルベンゼンの分離と極性ｉ装置験混合物を示：、１、
第２図は完全にジノン化した表面全盲する多孔性はクロ
スフェアの劣化金示し、第３図は完全にシラン化した表
面を有する多孔性シリカミクロスフェア上の極性試験混
合物の分離金示し、第４図は完全ひこシラン化（７た表
面全盲する広い孔の多孔性シリカミノｌ」スフェア上の
極性試験混合′吻の分離を示（２、第ｒ５図は完全にシ
ラン化した表面を有する多孔性シリカミクロスフェア上
のメリチ／を含有しているペプチド状膜混合物の分離金
示し、そして第６図は特定の多孔性シリカについての加
圧強度試験結果ケそれゼれ示す。

□Ｆ１　　□ 代理人　弁理士　晶　木　千　嘉１′１．−□外２名 Ｆ　　Ｉ　　Ｇ、　　１ １−．５−〕Ｉニル公ンメンタノ ール２＝　　Ｎ、Ｎ−ジエナルア’：、　ＩＪ　：。

３　＝　　２．６−ジーＴ〜７ナルじリジン４　＝　１
−フェニルへブタン ５−１−フＬニルヘヤサン ＦＩＧ、２ 午ヤＮシティ係ａ　（Ｋ’） ［ 水パージのカラム容積 ＦＩＧ、３ ７０分 Ｆ　　Ｉ　　Ｇ、　　４ １　＝　５−フェニル公ツタノール ４　＝　１−）Ｌニルヘプタン ＦＩＧ、５ １１し１今日奇問　（づ））

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）平均直径が約０．５〜約３５μｍである多孔性シリ
   カミクロスフエアであつて、このミクロスフエアの実質
   的に全てが前記平均直径の約０．５〜約１．５倍の範囲
   の直径を有し；このミクロスフエアがシリカ表面を有し
   、相互に接続した三次元格子状に配列された多数の実質
   的に均一な寸法のコロイド粒子から本質的に成り；前記
   コロイド粒子がこのミクロスフエアの約５０容重％より
   少ない容積を占め、残りの容積が実質的に均一な孔寸法
   分布を有する相互に接続した孔によつて占められており
   ；このミクロスフエアが約６〜約１６μｍｏｌ／ｍ＾２
   の全シラノール基濃度を有することを特徴とするクロマ
   トグラフィー材料。 ２）ミクロスフエアが約１．０〜約１０μｍの平均直径
   を有する特許請求の範囲第１項記載のクロマトグラフィ
   ー材料。 ３）全シラノール基濃度が約８〜約１６μｍｏｌ／ｍ＾
   ２である特許請求の範囲第１項記載のクロマトグラフィ
   ー材料。 ４）ミクロスフエアが下記の工程に従つて調製される特
   許請求の範囲第１項記載のクロマトグラフィー材料。 シラノール基の表面濃度が約５．５μｍｏｌ／ｍ＾２よ
   り小さい、加熱強化された熱によつて脱ヒドロキシル化
   した多孔性シリカミクロスフエアをＨＦまたは水酸化第
   ４アンモニウム、アンモニウム塩基、および有機アミノ
   からなる群から選択される少なくとも一つの塩基性活性
   化剤の存在下で周囲温度から約１００℃の温度で十分な
   時間水と接触させて所望の濃度のシラノール基を生成さ
   せる。 ５）平均直径が約０．５〜約３５μｍである多孔性シリ
   カミクロスフエアであつて、このミクロスフエアの実質
   的に全てが前記平均直径の約０．５〜約１．５倍の範囲
   の直径を有し；このミクロスフエアがシリカ表面を有し
   、相互に接続した三次元格子状に配列された多数の実質
   的に均一な寸法のコロイド粒子から本質的に成り；前記
   コロイド粒子がこのミクロスフエアの約５０容量％より
   少ない容積を占め、残りの容積が実質的に均一な孔寸法
   分布を有する相互に接続した孔によつて占められており
   ；このミクロスフエアが完全にシラン化した表面を有す
   ることを特徴とするクロマトグラフィー材料。 ６）ミクロスフエアが下記の工程に従つて調製されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のクロマトグ
   ラフィー材料。 （ａ）シラノール基の表面濃度が約５．５μｍｏｌ／ｍ
   ＾２より小さい加熱強化された熱によつて脱ヒドロキシ
   ル化した多孔性シリカミクロスフエアをＨＦまたは水酸
   化第４アンモニウム、アンモニウム塩基、および有機ア
   ミンからなる群から選択される少なくとも一つの塩基性
   活性化剤の存在下で周囲温度から約１００℃の温度で十
   分な時間水と接触させて約６〜約１６ μｍｏｌ／ｍ＾２の表面濃度のシラノール基を生成させ
   ；そして （ｂ）工程（ａ）で調製した多孔性シリカミクロスフエ
   アをシラン化剤と約２５〜約１００℃の温度で十分な時
   間接触させて完全にシラン化した表面を形成させる。 ７）分離されるべき物質が通過する領域からなり、この
   領域が特許請求の範囲第１項に記載のクロマトグラフィ
   ー材料からなることを特徴とするクロマトグラフィー分
   離用装置。 ８）分離されるべき物質が通過する領域からなり、この
   領域が特許請求の範囲第５項に記載のクロマトグラフィ
   ー材料からなることを特徴とするクロマトグラフィー分
   離用装置。 ９）平均直径が約０．５〜約３５μｍである多孔性シリ
   カミクロスフエアであつて、このミクロスフエアの実質
   的に全てが前記平均直径の約０．５〜約１．５倍の範囲
   の直径を有し；このミクロスフエアがシリカ表面を有し
   、相互に接続した三次元格子状に配列された多数の実質
   的に均一な寸法のコロイド粒子から本質的に成り；前記
   コロイド粒子がこのミクロスフエアの約５０容量％より
   少ない容積を占め、残りの容積が実質的に均一な孔寸法
   分布を有する相互に接続した孔によつて占められており
   ；このミクロスフエアが約６〜約１６μｍｏｌ／ｍ＾２
   の全シラノール基濃度を有するクロマトグラフィー材料
   を製造するに当り、 シラノール基の表面濃度が約５．５μｍｏｌ／ｍ＾２よ
   り小さい加熱強化された熱によつて脱ヒドロキシル化し
   た多孔性シリカミクロスフエアをＨＦまたは水酸化第４
   アンモニウム、アンモニウム塩基、および有機アミンか
   らなる群から選択される少なくとも一つの塩基性活性化
   剤の存在下で周囲温度から約１００℃の温度で十分な時
   間水と接触させて所望の全濃度のシラノール基を生成さ
   せることを特徴とする方法。 １０）平均直径が約０．５〜約３５μｍである多孔性シ
   リカミクロスフエアであつて、このミクロスフエアの実
   質的に全てが前記平均直径の約０．５〜約１．５倍の範
   囲の直径を有し；このミクロスフエアがシリカ表面を有
   し、相互に接続した三次元格子状に配列された多数の実
   質的に均一な寸法のコロイド粒子から本質的に成り；前
   記コロイド粒子がこのミクロスフエアの約５０容量％よ
   り少ない容積を占め、残りの容積がほぼ均一な孔寸法分
   布を有する相互に接続した孔によつて占められており；
   このミクロスフエアが完全にシラン化した表面を有する
   クロマトグラフィー材料を製造するに当り、 （ａ）シラノール基の表面濃度が約５．５μｍｏｌ／ｍ
   ＾２より小さい加熱強化された熱によつて脱ヒドロキシ
   ル化した多孔性シリカミクロスフエアをＨＦまたは水酸
   化第４アンモニウム、アンモニウム塩基、および有機ア
   ミンからなる群から選択される少なくとも一つの塩基性
   活性化剤の存在下で周囲温度から約１００℃の温度で十
   分な時間水と接触させて約６〜約１６ μｍｏｌ／ｍ＾２の全濃度のシラノール基を生成させ、
   そして （ｂ）工程（ａ）で調製した多孔性シリカミクロスフエ
   アをシラン化剤と約２５〜約１００℃の温度で十分な時
   間接触させて完全にシラン化した表面を形成することを
   特徴とする方法。