JPS6233550B2 - - Google Patents

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JPS6233550B2
JPS6233550B2 JP53139422A JP13942278A JPS6233550B2 JP S6233550 B2 JPS6233550 B2 JP S6233550B2 JP 53139422 A JP53139422 A JP 53139422A JP 13942278 A JP13942278 A JP 13942278A JP S6233550 B2 JPS6233550 B2 JP S6233550B2
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JP
Japan
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group
ion exchange
carrier
less
halogen atom
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Application number
JP53139422A
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English (en)
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JPS5566756A (en
Inventor
Katsuo Komya
Hiroaki Sasaki
Kazuyuki Fukano
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Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyo Soda Manufacturing Co Ltd filed Critical Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Priority to JP13942278A priority Critical patent/JPS5566756A/ja
Publication of JPS5566756A publication Critical patent/JPS5566756A/ja
Publication of JPS6233550B2 publication Critical patent/JPS6233550B2/ja
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  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は、クロマトグラフむヌ甚充填材に適し
たむオン亀換担䜓およびその補法に関するもので
ある。特に、高速液䜓クロマトグラフむヌにおい
お、氎系溶媒䞭でむオン亀換䜜甚によ぀お、糖、
アミノ基、タンパク質、栞酞およびその構成成
分、有機酞、アミン類など重芁な氎溶性生化孊関
連物質を分離するために適したむオン亀換担䜓お
よびその補法に関するものである。 埓来、この皮の物質に適甚できるむオン亀換担
䜓ずしおは、架橋デキストラン、アガロヌス、セ
ルロヌス等を基材ずしおむオン亀換基を導入した
担䜓が知られおいる。これらのゲルは氎溶性物質
に察する疎氎性吞着などによる非可逆的吞着性が
匱く、䞊蚘のような氎溶性物質の分折および粟補
甚手段ずしお生化孊分野で倧きな圹割を果しおき
た。しかし、これらのゲルは機械的匷床が小さい
ため、䜎流速でしか䜿甚できず、倚倧な時間を必
芁ずした。たた溶離液のPH、むオン匷床、溶離液
組成の倉化によ぀お担䜓の膚最床が倉化し、カラ
ム効率を著しく䜎䞋させるこずも知られおいる。 近幎、高速液䜓クロマトグラフむヌの発達によ
぀お、高流速で䜿甚できる機械的匷床を有し、䜿
甚溶離液の倉化に察するカラム安定性のよい分離
担䜓が芁望されおおり、スチレン系ゲル、メタク
リル酞系ゲルなどが開発利甚されおきおいる。こ
れらのゲルを利甚しお石油化孊分野やアミノ酞分
析などの分野では倧きな成果を埗おいるが、疎氎
性吞着によるサンプルの倉性の起き易さや溶離液
の倉化に察するカラム安定性の点等においお問題
がある。特に、前蚘の軟質ゲルの果しおいた生化
孊関連物質に察する適甚は䞍充分であ぀た。 最近、J.Chromatography125 130−114
1976でグリセロヌルプロピルシラン結合ポヌ
ラスガラスに゚ポキシ基含有有機物結合し、さら
にむオン亀換基を付䞎したむオン亀換䜓の性胜が
報告されおいるが、ポヌラスガラスは単䜍衚面積
あたりのシラノヌル基の数が少ないこずおよび補
法䞊の制玄からの砎砕状のものしか埗られず、流
速特性が悪く同皋床の粒子埄の球状ゲルを䜿甚し
た堎合より、疎氎性吞着分離胜等がおずる。 即ち、ポヌラスガラスは、その衚面積のコント
ロヌルがむずかしく、特に、现孔埄が小さくなる
ず、その衚面積は小さくなり、圓然そのむオン亀
換胜は小さくな぀おしたう。埓぀お、むオン亀換
担䜓ずしおその分離胜においお、問題がある。た
た、液䜓クロマトグラフむヌ甚担䜓ずしお、重芁
な疎氎性吞着の問題においおも、その原因である
基䜓の衚面シラノヌル基の濃床が薄いため、以埌
の有機物凊理においおも、その付加量が少ないた
め、芪氎性が少なく、埓぀お、その疎氎性吞着性
に問題がある。 以䞊の劂く、埓来のむオン亀換甚担䜓は、高速
液䜓クロマトグラフむヌ甚担䜓ずしお芁求され
る。 (1) その機械的匷床 (2) 詊料の非疎氎性吞着性 (3) 分離胜むオン亀換胜 の基本的芁件においお、欠点のあるものである。
本発明者らは、分離胜が倧きく、詊料の吞着性を
改善し、さらに高流速でのカラム効率の高い硬質
ゲルを開発すべく怜蚎した結果、基材ずしおシリ
カゲルを甚い、これに分子量のあたり倧きくない
゚ポキシ基を末端に有するオルガノシランを化孊
結合するこずにより、现孔衚面を緻密にオルガノ
シランで芆い、その䞊で、オルガノシランの゚ポ
キシ基を利甚し、むオン亀換基を有する。芪氎性
物質を付加しお、むオン亀換基を有する芪氎性有
機物局を圢成させるこずにより、前蚘の半硬質及
び硬質担䜓より、さらに吞着性を䜎䞋させ、高流
速でのカラム効率を改良するこずができるこずを
芋出した。即ち、䞊蚘欠点を改良するため、むオ
ン亀換基および䞀定以䞊の゚ポキシ基を含有した
芪氎性有機物局ずオルガノシランのも぀゚ポキシ
基ず反応させ化合結合するこずにより、吞着性で
は前蚘の軟質ゲルを基材ずしたものの甚途をほが
満足し、しかも高速化に適し、高分解胜でか぀安
定なカラム性胜が埗られる硬質むオン亀換担䜓を
芋い出し、本発明を完成したものである。 すなわち、本発明は现孔衚面にシラノヌル基を
有するシリカゲルに、゚ポキシ基を有し、ケむ玠
原子ず結合しおいる有機基のうち最倧の有機基の
構成原子の原子量の総和が57〜147のオルガノシ
ランを、Si−−Si結合で化孊結合し、さらにむ
オン亀換基を有する有機物および゚ポキシ基含有
有機物ずを共重合するこずによ぀お现孔衚面をむ
オン亀換基を有する芪氎性高分子で芆぀たりシリ
カゲル系むオン亀換液䜓クロマトグラフむヌ甚担
䜓およびその補法を提䟛するものである。 さらに詳しくは、シリカゲル担䜓现孔衚面のシ
ラノヌル基Siず䞋蚘䞀般匏SiずがSi−−
Siにより結合されおいるこずを特城ずするむオン
亀換液䜓クロマトグラフむヌ甚担䜓、 䞀般匏 R1−、−、−および−の結
合たたは−、−、−、−および
−ハロゲン原子の結合ハロゲン原
子含有量は20重量以䞋で構成され、SiずはSi
−結合からなり、ずの原子比が
2.5以䞋の有機基、 R2R1ず同じ有機基、メトキシ基、゚トキシ
基たたは氎酞基、 R3メチル基、゚チル基、メトキシ基、゚ト
キシ基たたは氎酞基、 R4−−で瀺される分子量400以䞋の有
機基むオン亀換基で第玚アミノ基、第
玚アミノ基、第玚アミノ基、第玚アンモニり
ム塩基、グアニド基、これらを含むポリアミノ
基、カルボキシル基、スルホン酞基たたはリン酞
基、炭玠数ないしの脂肪族基たたは炭玠
数ないし18の゚チレンオキサむドもしくはプロ
ピレンオキサむドのオリゎマヌたたはポリオヌル
骚栌を有するポリ゚ヌテル基、゚ヌテル結
合、第玚アミノ基、第玚アミノ基、゚ステル
結合、−結合によりR1ず結合しおいる 以䞊の敎数、 たたは以䞊の敎数 およびシリカゲル担䜓现孔衚面のシラノヌル基ず
䞀般匏 R5゚ポキシ基を有し構成原子の原子量の総和
が57〜147の有機基、 R6R5ず同じ有機基、メトキシ基、゚トキシ
基、たたはハロゲン原子、 R7、R8メチル基、゚チル基、メトキシ基、
゚トキシ基たたはハロゲン原子 で衚わされるオルガノシランを担䜓およびオルガ
ノシランに䞍掻性な溶媒の存圚䞋あるいは非存圚
䞋、20℃ないし300℃で反応させSi−−Si結合
を圢成し、次いで−、−、−および
−の結合たたは−、−、−、
−および−ハロゲン原子の結合
ハロゲン原子含有量は20重量以䞋で構成さ
れ、ずの原子比が2.5以䞋、分子
量1000以䞋か぀゚ポキシ圓量分子量゚ポキシ
基の数350以䞋の゚ポキシ基含有有機および䞀
般匏−− むオン亀換基で第玚アミノ基、第玚ア
ミノ基、第玚アミノ基、第玚アンモニりム塩
基、グアニド基、これらを含むポリアミノ基、カ
ルボキシル基、スルホン酞基たたはリン酞基、 炭玠数ないしの脂肪族基たたは炭玠数
ないし18の゚チレンオキサむドもしくはプロピ
レンオキサむドのオリゎマヌたたはポリオヌル骚
栌を有するポリ゚ヌテル基、 氎酞基、゚ポキシ基、第玚アミノ基、第
玚アミノ基、カルボン酞基、ハロゲン原子たた
は氎玠原子 で瀺され、か぀分子量400以䞋のむオン亀換基を
有する有機物をオルガノシラン凊理担䜓ず、これ
らに䞍掻性な溶媒䞭で、觊媒の存圚䞋あるいは非
存圚䞋、−20℃ないし200℃で共重合たたは付加反
応させるこずを特城ずするむオン亀換液䜓クロマ
トグラフむヌ甚担䜓の補法を提䟛するものであ
る。 以䞋、本発明をさらに詳现に説明する。 本発明のむオン亀換担䜓はシリカゲルず゚ポキ
シ基を有しケむ玠原子ず結合しおいる有機基のう
ち最も倧きい有機基の構成原子の原子量の総和が
57〜147のオルガノシランずSi−−Si結合で化
孊結合し、さらにむオン亀換基を有する有機物お
よび゚ポキシ基含有有機物ず共重合するこずによ
぀お埗られ、シリカゲルの衚面がむオン亀換基を
有する芪氎性高分子で芆われた担䜓で、特に、粒
子埄Ό以䞊、现孔埄20Å以䞊のむオン亀換担
䜓が高速むオン亀換液䜓クロマトグラフむヌ甚担
䜓ずしお優れた性胜を有しおいる。 本発明においお、シリカゲルにオルガノシラン
をSi−−Si結合させる方法は、シラノヌル基を
有するシリカゲルを溶媒で垌釈した゚ポキシ基を
有し、ケむ玠原子ず結合しおいる有機基のうち、
最も倧きい有機基の構成原子の原子量の総和が57
〜147のオルガノシラン溶液䞭に含䟵させ、所定
枩床、所定時間、通垞の還流を行い、生成したシ
ラン凊理担䜓を口別し、垌釈溶媒で数回掗浄埌枛
圧也燥するものである。 本発明に甚いられるシリカゲルは、现孔衚面を
緻密にオルガノシランで芆い、さらにオルガノシ
ランに有機物がそれぞれ結合し、高分子局を圢成
するため、熱凊理等によりシラノヌル基をほずん
ど倱な぀たシリカゲルでなく、特に、现孔衚面に
シラノヌル基を0.5個m2以䞊、奜たしくは1.0
〜6.0個m2有するものが最適である。たた、
該担䜓の圢状は、任意の圢状を有するものを䜿甚
するこずが出来るが、特に、クロマトグラフむヌ
甚ずしおは、球状のものが奜たしい。さらに、該
担䜓の粒子埄は〜500Ό、奜たしくは〜200
Ό、现孔の倧きさは平均现孔埄20〜2500Åの担
䜓が適甚できる。 本発明における゚ポキシ基を有するオルガノシ
ランずしおはシリカゲルの现孔衚面のシラノヌル
基ず結合し易く、か぀シリカゲル衚面を出来るだ
け密に芆うこずが出来るものが望たしいため、ケ
む玠原子ず結合しおいる有機基のうち、最倧の有
機基構成原子の原子量の総和が57〜147であり、
分子䞭に䜎玚アルコキシ基たたはハロゲン原子
をないしもち、その他ぱポキシ基が末端に
結合した有機基がないしで、その他はメチル
基ないし゚チル基であるものが奜たしい。 䟋えば、䞀般匏 R5゚ポキシ基を有し構成原子の原子量の総和
が57〜147の有機基、 R6R5ず同じ有機基、メトキシ基、゚トキシ
基たたはハロゲン原子、 R7、R8メチル基、゚チル基、メトキシ基、
゚トキシ基たたはハロゲン原子 で瀺される化合物で、特に、γ−グリシゞルオキ
シプロピルモノメチルゞメトキシシラン、γ−グ
リシゞルオキシゞメチルメトキシシラン、γ−グ
リシゞルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシゞルオキシプロピルトリクロルシラン、
γ−グリシゞルオキシプロピルモノメチルゞクロ
ルシラン、γ−グリシゞルオキシプロピルゞメチ
ルモノクロルシラン、・−゚ポキシブタント
リメトキシシラン、・−゚ポキシブタンモノ
メチルゞクロルシラン、・−゚ポキシブタン
トリ゚トキシシラン、ゞ−γ−グリシゞルオキシ
プロピルゞクロルシラン、−゚ポキシ−プニ
ル゚チルトリメトキシシラン、グリシゞルトリク
ロルシランなどを挙げるこずができる。 本発明においお、シリカゲルのシラノヌル基に
オルカノシランを化孊結合させるずき、溶媒の存
圚は必須の芁件ではないが衚面凊理の均䞀性に察
する安定床や操䜜性の点から、通垞溶媒の存圚䞋
で反応を行う方が有利である。 溶媒ずしおは、オルガノシランを溶かし、シリ
カゲルおよびオルガノシランに䞍掻性であればよ
く、たずえば゚ヌテル類、ケトン類、゚ステル
類、炭化氎玠類、ハロゲン化炭化氎玠類、ニトリ
ル類、−眮換アミド類、スルホキシド類、第
玚アミン類などをあげるこずができるが、特に奜
たしい溶媒ずしおは、−ブチル゚ヌテル、゚チ
レングリコヌルゞメチル゚ヌテル、ゞ゚チレング
リコヌルゞメチル゚ヌテル、テトラヒドロフラ
ン、ゞオキサンなどの゚ヌテル類、トル゚ン、キ
シレン、−ヘキサンなどの炭化氎玠類、クロル
ベンれン、ゞブロムブタンなどのハロゲン化炭化
氎玠類、ゞメチルホルムアミド、ゞ゚チルアセト
アミド、−メチルピロリドンなどの−眮換ア
ミド類、ゞメチルスルホキシドなどのスルホキシ
ド類をあげるこずができる。 本発明のシリカゲル衚面のシラノヌル基ずオル
ガノシランずの反応は公知の方法であり、䜎枩で
は反応速床が遅く、オルガノシランの結合量も充
分ではない。逆に高枩ではオルガノシランの゚ポ
キシ基の安定性が䜎䞋するので、その埌の゚ポキ
シ基含有有機物ずの共重合が進行しなくなるた
め、20℃ないし300℃奜たしくは60℃ないし200℃
の枩床範囲で行うのがよい。たた、シリカゲルに
察するオルガノシランの䜿甚量はシリカゲル䞭に
存圚するシラノヌル基の量に䟝存するが、本発明
で䜿甚するオルガノシランでは最倧でも3.3ÎŒ
molem2しか結合しないので担䜓の衚面積×
3.3ÎŒmolem2以䞊のオルガノシランを䜿甚す
れば充分である。 該シラン凊理シリカゲルはシラノヌル基を有す
るシリカゲルずオルガノシランずがSi−−Si結
合しおいれば、゚ポキシ基が開環倉性されおいお
もなんら差支えない。 しかし、゚ポキシ基が開環倉性されおいる堎合
結合する化合物は皮々の氎溶性物質ず疎氎性盞互
䜜甚の原因ずならないように充分な芪氎性を有す
るこずが必芁であり、たた゚ポキシ基含有有機物
が反応するこずを阻害するものであ぀おはならな
く、か぀開環反応は埌に続くむオン亀換基を有す
る有機物および゚ポキシ基含有有機物ずの共重合
反応により充分に现孔衚面が芪氎性高分子で芆わ
れるために必芁な量の゚ポキシ基を残しおおく必
芁がある。 そのため、゚ポキシ基の開環倉性割合が、倚く
ずも60以䞋、奜たしくは40以䞋であり、開環
倉性が、加氎分解あるいは分子量200以䞋の゚チ
レングリコヌル、グリセリン、゚リスリトヌル、
ペンタ゚リスリトヌル、゜ルビトヌルなどの脂肪
族ポリオヌルたたは䞀般匏HO−CH2−CH2−
−o〜で瀺されるポリ゚チレング
リコヌルの付加を䌎う開環であるこずが奜たし
い。特に、加氎分解による開環を行うずきは、
H2Oの存圚䞋、觊媒ずしお、硫酞、塩酞、過塩玠
酞、リン酞などのプロトン酞を䜿甚し、該シラン
凊理シリカゲルを含浞しおおけばよい。たた脂肪
族ポリオヌルたたはポリ゚チレングリコヌル付加
を䌎う開環を行うずきは、圓該脂肪族ポリオヌル
たたはポリ゚チレングリコヌル存圚および溶媒の
存圚たたは非存圚䞋で60℃以䞊に加熱するか、た
たは、觊媒によ぀お開環倉性するこずができる。 該反応で䜿甚される溶媒ずしおは、オルガノシ
ラン、付加する脂肪族ポリオヌルおよびポリ゚チ
レングリコヌルに䞍掻性であればよく、脂肪族た
たは脂環族の゚ヌテル類、ケトン類、゚ステル
類、炭化氎玠類、ハロゲン化炭化氎玠類、ニトリ
ル類、−眮換アミド、スルホキシド類などをあ
げるこずができる。 特に、奜たしい溶媒ずしおは、゚チレングリコ
ヌル、ゞメチル゚ヌテル、ゞ゚チレングリコヌル
ゞメチル゚ヌテル、ゞオキサンなどの゚ヌテル
類、・−ゞクロル゚タン、・−ゞクロル
プロパン、・・−トリクロル゚タンなどの
ハロゲン炭化氎玠類、・−ゞメチルホルムア
ミド、−メチルピロリドンなどの−眮換アミ
ド類、ゞメチルスルホキシドなどのスルホキシド
類などをあげるこずができる。該反応で䜿甚され
る觊媒ずしおは、硫酞、塩酞、過塩玠酞、リン酞
などのプロトン酞、䞉北化ホり玠、䞉北化ホり玠
゚ヌテラヌト、四北化ホり玠亜鉛などのルむス酞
および塩化第䞀たたは第二スズ、四塩化チタン、
塩化アルミニりムなどの金属ハロゲン化物などを
挙げるこずができるが、特に䞉北化ホり玠゚ヌテ
ラヌトなどのルむス酞が奜たしい。 次に、該シラン凊理シリカゲルずむオン亀換基
を有する有機物および゚ポキシ基含有有機物ずの
共重合方法は、該シラン凊理シリカゲルずむオン
亀換基を有する有機物および゚ポキシ基含有有機
物ずを䞍掻性溶媒および觊媒の存圚䞋あるいは非
存圚䞋で、所定枩床、所定時間、撹拌しながら反
応させるものである。 本発明で䜿甚される゚ポキシ含有有機物ずしお
は、やはり氎溶性物質ずの疎氎性、盞互䜜甚の原
因ずならないように充分な芪氎性を有するこずが
必芁であり芪氎性基すなわち氎酞基や゚ヌテル基
を倚く含有しおいるものが望たしく、たた共重合
反応によ぀お、现孔衚面が高分子局で芆われるよ
うに䞀定量以䞊の゚ポキシ基を含有しおいる必芁
がある。 さらに、分子量が倧きくなるほどシリカゲルの
内郚容積は枛少し奜たしくない。 このため、本発明における゚ポキシ基含有有機
物ずは−、−、−および−の結
合で構成され、炭玠原子ず酞玠原子の数の比
が2.5以䞋、分子量1000以䞋で、か぀゚
ポキシ圓量分子量゚ポキシ基の数350以
䞋、奜たしくは200以䞋の化合物以䞋、゚ポキ
シ基含有有機物ずいうあるいは−、−
、−、−ハロゲンおよび−
の結合で構成され、炭玠原子ず酞玠原子の数の
比が2.5以䞋、分子量1000以䞋、゚ポ
キシ圓量分子量゚ポキシ基の数350以䞋、
奜たしくは200以䞋で、か぀ハロゲン原子含有量
が20重量以䞋、奜たしくは15重量以䞋の化合
物以䞋、゚ポキシ基含有有機物ずいうを甚
いるものである。 ゚ポキシ基含有有機物ずしおは、゚チレンオ
キサむド、グリシヌドル、・・・−ゞ゚
ポキシブタン、ゞグリシゞル゚ヌテル、゚チレン
グリコヌルモノないしゞグリシゞル゚ヌテ
ル、グリセリンポリグリシゞル゚ヌテル、ペンタ
゚リスリトヌルポリグリシゞル゚ヌテル、゜ルビ
トヌルポリグリシゞル゚ヌテル、ゞグリセロヌル
ポリグリシゞル゚ヌテル、ポリ゚チレングリコヌ
ルモノないしゞグリシゞル゚ヌテル、ポリ
゚チレングリコヌルの重合床以䞋ポリプロピ
レングリコヌルモノないしゞグリシゞル゚ヌ
テルポリプロピレングリコヌルの重合床以
䞋、・−ブタンゞオヌルモノないしゞ
グリシゞル゚ヌテル、・−プロパンゞオヌル
モノないしゞグリシゞル゚ヌテルおよびその
他類䌌物が䟋ずしおあげられる。 ここにあげたグリシゞル゚ヌテル化合物は、た
ずえば盞圓する脂肪族ポリオヌルず゚ピハロヒド
リンずの反応によ぀お、通垞の方法で補造される
が、通垞、補造過皋でグリシゞル゚ヌテル化合物
のオリゎマヌたたぱポキシ基の加氎分解により
グリコヌル基ずな぀たもの、さらにハロヒドリン
基の閉環反応が䞍充分なため残぀たハロヒドリン
基を含有するものなどが副生するが、これるの化
合物もたた本発明においお奜たしい゚ポキシ基含
有有機物であり、混合物ずしお䜿甚しおも䜕等問
題はない。 ゚ポキシ基含有有機物ずしおは、−グリシ
ゞルオキシプロピレンクロルヒドリン、゚チレン
グリコヌルグリシゞルクロルヒドロキシプロピル
゚ヌテル、グリセロヌルゞグリシゞル−クロルヒ
ドロキシピロピル゚ヌテル、ゞ゚チレングリコヌ
ルグリシゞルクロルヒドロキシプロピル゚ヌテ
ル、゜ルビトヌルトリグリシゞルブロモヒドロキ
シプロピル゚ヌテル、ゞグリセロヌルゞグリシゞ
ルクロルヒドロキシプロピル゚ヌテルおよびその
類䌌物が䟋ずしおあげられらる。 䞀方むオン亀換基を有する有機物ずしおは、氎
溶性物質ずの疎氎性盞互䜜甚の原因ずならないよ
うに、倧きな疎氎基のあるものは奜たしくなく、
氎酞基、゚ヌテル基、鎖長の短かい脂肪族基など
で構成されおいるものが望たしい。たた分子量が
倧きくなるほどシリカゲルの内郚容積を枛少し、
か぀シリカゲルのむオン亀換容量も枛少させるた
め奜たしくないので、分子量は400以䞋のものが
奜たしい。 このため、むオン亀換基を有する有機物は䞊蚘
条件を満たす、通垞のむオン亀換付䞎有機化合物
で 䞀般匏 −− むオン亀換基で第玚アミノ基、第玚ア
ミノ基、第玚アミノ基、第玚アンモニりム塩
基、グアニド基、これらを含むポリアミノ基、カ
ルボキシル基、スルホン酞基たたはリン酞基 炭玠数ないしの脂肪族基たたは炭玠数
ないし18の゚チレンオキサむドもしくはプロピ
レンオキサむドのオリゎマヌたたはポリオヌル骚
栌を有するポリ゚ヌテル基 氎酞基、゚ポキシ基、第玚アミノ基、第
玚アミノ基、カルボン酞基、ハロゲン原子たた
は、氎玠原子 で瀺され、か぀分子量400以䞋のむオン亀換基を
有する有機化合物で、特に、奜たしい有機化合物
ずしおは、氎酞基を有するものずしお、゚タノヌ
ルアミン、トリ゚タノヌルアミン、ゞ゚チルアミ
ノ゚タノヌル、グアニドプロピルアルコヌル、ペ
り化トリメチル゚タノヌル、トリ゚チレングリコ
ヌル、−ゞブチルアミノ−−ヒドロキシプロ
ピル゚ヌテル、リンゎ酞、グリコヌル酞、β−オ
キシ−プロピオン酞、−ヒドロキシプロピルス
ルホン酞、ヒドロキシ゚チルリン酞゚ステル、第
、玚アミンを有するものずしお、ゞ゚チルア
ミン、プロピルアミン、゚ポキシ基を有するもの
ずしお・−゚ポキシ−−ヒドロキシブチル
ゞ゚チルアミン、グリシゞルオキシプロピルスル
ホン酞、アミノ基を有するものずしお、゚チレン
ゞアミン、トリ゚チレンテトラミン、メチルアミ
ノプロピルゞメチルアミン、ハロゲン基を有する
ものずしおモノクロル酢酞、臭化トリメチル゚タ
ノヌルアミン、カルボン酞基を有するものずし
お、マロン酞、グルタヌル酞などを挙げるこずが
できる。たた、ここに挙げたむオン亀換基を有す
る有機物ず前蚘の゚ポキシ基含有有機物の付加物
も、本発明の原料ずしお、奜たしい゚ポキシ基含
有有機物であり、目的ず同じむオン亀換基を有し
おいれば混合物ずしお䜿甚しおも䜕等問題はな
い。 本発明のシリカゲルに結合したオルガノシラン
ずむオン亀換基を有する有機物および゚ポキシ基
含有有機物の共重合に䜿甚される觊媒ずしおは、
硫酞、塩酞、過塩玠酞、リン酞などのプロトン
酞、䞉北化ホり玠、䞉北化ホり玠、゚ヌテラヌ
ト、四北化ホり玠亜鉛などのルむス酞および塩化
第䞀たたは第二スズ、四塩化チタン、塩化アルミ
ニりムなどの金属ハロゲン化物、ペり化テトラ゚
チルアミン、臭化ベンゞルトリ゚チルアミンなど
の第玚アンモニりム塩などを挙げるこずができ
るが、特に、䞉北化ホり玠、゚ヌテラヌトなどの
ルむス酞が奜たしい。 たた、該反応においお、溶媒の存圚は必須の芁
件ではないが、衚面凊理の均䞀性や操䜜性の点か
ら通垞溶媒の存圚䞋で反応を行う方が有利であ
る。溶媒ずしおは、オルガノシランや付加する有
機物に䞍掻性であればよく、脂肪族たたは脂環族
の゚ヌテル類、ケトン類、゚ステル類、炭化氎玠
類、ハロゲン化炭化氎玠類、ニトリル類、スルホ
キシド類などをあげるこずが出来る。 特に、奜たしい溶媒ずしおは、゚チル゚ヌテ
ル、ゞ゚チレングリコヌルメチル゚ヌテル、゚チ
レングリコヌルゞブチル゚ヌテル、テトラヒドロ
フラン、ゞオキサンなどの゚ヌテル類、・−
ゞクロル゚タン、・−ゞブロモブタン、・
−ゞクロルプロパン、・・−トリクロル
゚タンなどのハロゲン化炭化氎玠類、ゞメチルス
ルホキシドなどのスルホキシド類等をあげるこず
ができる。 該反応においお、反応は䜎枩でも反応速床が速
いものもあるが、䞀般に遅くなり実甚性に乏し
く、逆に高枩では、皮々の副反応が起こり、吞着
性に察しお奜たしくないので−20℃ないし200℃
の枩床範囲で行うこずができる。最適な反応枩床
は、付加化合物や、共重合甚゚ポキシ基含有有機
物の皮類、溶媒の皮類、觊媒の皮類等によ぀お遞
択されるが、通垞℃ないし150℃の範囲で行う
のがよい。 共重合甚゚ポキシ基含有有機物の䜿甚量はシリ
カゲル䞭に存圚する゚ポキシ基に察しお、圓量以
䞊必芁であり、通垞、反応を促進し高分子局によ
りシリカゲル衚面を充分に芆うために、圓量の
倍以䞊に䜿甚する。ただし溶媒䞭で行う堎合、゚
ポキシ基含有有機物単独でゲル化が生ずる濃床以
䞊に濃床をあげる必芁はない。 以䞊説明したように、オルガノシランずしお䞀
般匏のR6にR5ず同じ゚ポキシ基の含有の
有機基を甚いるず、R5、R6䞡方の゚ポキシ基郚
分で共重合たたは付加反応がおきお、䞀般匏
のR1、R2での連鎖ずなり、、ずもに
以䞊の敎数ずなる。䞀方、R6にR5ず同じ有機基
以倖のものを甚いるず、R5の゚ポキシ基により
R1での連鎖はおきるものの、R6に察応するR2で
の連鎖は生じないため、は以䞊の敎数ずなる
が、はこの堎合ずなる。 たた、オルガノシラン䞭に存圚するハロゲン原
子は、シラノヌルずの反応でSi−−Si結合を生
成する際、HClに倉化する。さらに、ここで未反
応ずな぀たハロゲン原子も埌の含氎溶液ずの接觊
時に氎ず反応しおHClに倉化し、これらはすべお
氎酞基ずおきかわる。 本発明の担䜓は、公知である埓来の担䜓に比范
しお、高速むオン亀換液䜓クロマトグラフむヌ甚
担䜓ずしおきわめお優れた性胜を有しおいる。そ
の特城の第䞀は疎氎性盞互䜜甚に基づく吞着性が
極めお少ないこずにある。これはシリカゲルの现
孔衚面がむオン亀換基を有する芪氎性高分子局で
芆われおいるため、被枬定物質ず担䜓衚面ずの疎
氎性盞互䜜甚が極めお小さいこずによる。第に
担䜓の基材ずしお、公知の方法で容易に䜜補でき
るシリカゲルがあり、有機ポリマヌ系の担䜓に比
べ现孔埄の分垃が非垞に狭く、溶媒の違いによる
膚最床に倉化がなく、さらに埮现で球状の硬質の
ゲルが埗られる。埓぀お分離胜が非垞に高く、し
かも高速化が容易で、カラム安定性がよい。さら
に、现孔埄の調節は基材ずなる担䜓に䟝぀おきた
るが、各皮の现孔埄のシリカゲルの調補法は公知
の方法で可胜である。 それゆえ本発明で埗られた芪氎性担䜓はきわめ
お優れた性胜を有し、生化孊物質たずえば、たん
ぱく質、酵玠、ポリペプチド、アミノ酞、栞酞、
ヌクレオチド、糖類、ビタミン類、ホルモン類な
どを氎溶媒たたは氎ず他の極性溶媒ずの混合系等
でむオン亀換液䜓クロマトグラフむヌより分離す
る堎合極めお効果がある。 以䞋、実斜䟋によ぀お本発明をさらに詳现に説
明するが、これら実斜䟋のみに限定されるもので
はない。 実斜䟋  基材ずしたシリカゲル担䜓の物性は 圢 状 球 圢 粒子埄 −10Ό 比衚面積 33m2 平均现孔埄 100Å である。 このシリカゲルを還流冷华噚付きのフラスコに
60℃、10mmHgで時間也燥埌24郚以䞋すべお
重量郚をずり、䞀般匏のR5ずしおγ−
グリシゞルオキシプロピル基
【匏】R6、R7、R8ずしお メトキシ基を有するγ−グリシゞルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン20をトル゚ン200郚で垌釈
した溶液䞭に含浞した。生成するメタノヌルを留
出させながら還流䞋時間反応し、次いでシラン
凊理シリカゲルを別し、トル゚ン100郚で回
掗浄し、枛圧也燥した。次に埗られたシラン凊理
シリカゲルの党量ず゚ポキシ基含有有機物ずしお
グリセリンポリグリシゞル゚ヌテル 10郚、䞀般匏−−の有機物ずしおゞ゚チル
アミノ゚タノヌルゞ゚チルアミノ基、
゚チレン基、氎酞基20郚を・−ゞオキ
サン200郚で垌釈した溶液を撹拌機付き反応噚䞭
に入れ、宀枩で撹拌、䞉北化ホり玠゚ヌテラヌト
を郚入れ、その埌80℃に昇枩し時間反応し
た。 次にゞオキサン200郚で回掗浄し、さらに氎
200郚で回掗浄した。 この様にしお埗られた担䜓の䞀般匏の
R1は で、R2、R3は氎酞基、R4はゞ゚チルアミノ゚チ
ル基である。 本実斜䟋におけるシラン凊理埌のシリカゲルお
よび共重合反応埌の担䜓の也燥状態における組成
分析の結果を以䞋に瀺す。
【衚】 すなわち、組成分析よりむオン亀換胜は、
0.6meqであ぀た。 埗られた担䜓を、内埄7.5mm長さ150mmのステン
レスカラムに湿匏充填し䞋蚘の条件䞋でむオン亀
換液䜓クロマトグラフむヌ甚充填剀ずしおの性胜
を調べた。 枬定条件 装 眮高速液䜓クロマトグラフ東掋曹達工業
(æ ª)補商品名HLC−802UR 怜出噚瀺差屈折蚈および玫倖線吞収怜出噚
280n 溶離液氎、0.1M酢酞゜ヌダ氎溶液PH8.0 流 速mlmin 詊料泚入量0.1溶液200Όタンパク質
0.2〜0.5溶液100Όその他 æž© 床宀枩 溶離液ずしお氎を甚いお、グルコヌスを枬定
し、溶出量ずカラム効率を求めた。溶出量は4.4
ml、カラム効率理論段数は11000理論段
fectであ぀た。 次に溶離液を0.1M酢酞゜ヌダ氎溶液PH8.0
でトリプトフアンを枬定した。溶出量は7.7ml、
カラム効率11000理論段fectであ぀た。 実斜䟋  実斜䟋ず同じシリカゲルを䜿甚し、同じオル
ガノシランで同䞀条件䞋でシラン凊理した埌、む
オン亀換基を有する有機物ずしお、䞀般匏−
−の有機物ずしおグリコヌル酞カルボキ
シル基、メチレン基、氎酞基を䜿甚し
た以倖はすべお実斜䟋ず同䞀条件䞋で反応させ
た。埗られた担䜓の䞀般匏のR1〜R3は実
斜䟋ず同じであり、R4はカルボキシルメチル
基である。共重合反応埌の担䜓の也燥状態におけ
る組成分析の結果を以䞋に瀺す。   SiO2 16.0 2.6 7.25 たた本実斜䟋においお埗られた担䜓の赀倖線ス
ペクトルは、2940cm-1、2880cm-1のパラフむン類
の吞収および1720cm-1にカルボニルの吞収がみら
れるが、それ以倖の吞収はシリカゲル自䜓の吞収
によ぀お隠されおいる。 たた、埗られた担䜓を0.1Nå¡©é…ž100郚で回掗
浄埌蒞留氎100郚で回掗浄し、0.1N氎酞化ナト
リりムで滎定し、終点をPH7.5ずしおむオン亀換
容量を枬定したずころ0.8meqであ぀た。 実斜䟋 〜 実斜䟋ず同䞀シリカゲルを甚い各皮のオルガ
ノシランおよび゚ポキシ基含有有機物、むオン亀
換基を有する有機物、溶媒、觊媒を甚いお実斜䟋
ず同䞀条件䞋で反応させた埌埗られた担䜓の組
成分析倀を第衚に瀺す。 なお、各実斜䟋における各化合物の䞀般匏ずの
察応を第衚に瀺す。
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】 
CH
【衚】 
CH
実斜䟋  基材のシリカゲルの物性 圢 状 球 圢 粒子埄 12〜15ÎŒ 比衚面積 100m2 平均现孔埄 460Å である。 このシリカゲルを実斜䟋ず同䞀条件䞋で凊理
しお埗られた担䜓の組成分析結果を以䞋に瀺す。
【衚】 すなわち、組成分析倀よりむオン亀換胜は、
0.2meqであ぀た。 担䜓を実斜䟋ず同様に内埄7.5mm×長さ150mm
のステンレスカラムに充填しタンパク質の回収率
を調べた。 溶離液は以䞋に瀺すが、その他の溶離条件は実
斜䟋に党お同じである。回収率は吞光光床蚈
280nを甚いお、カラム通過サンプルず、カ
ラムを通さないサンプルの吞光床を比范しお求め
た。結果倀は回詊行した平均倀である。 溶離液0.05Mトリス塩酞緩衝液PH8.0、0.3M
KCl含有 サンプル 回収率 γ−グロブリン人血枅 97 アルブミン人血枅 98 実斜䟋 10 基材のシリカゲルは実斜䟋ず同じものを䜿甚
し実斜䟋ず同じ条件で凊理し、同じく実斜䟋
ず同じ方法でむオン亀換容量を枬定したずころ、
0.15meqであ぀た。 実斜䟋ず同じカラムに充填し、タンパク質の
回収率を枬定した。ただし、溶離液には、0.05M
酢酞緩衝液PH6.0、0.3M KCl含有を䜿甚した
以倖その他の条件は、実斜䟋ず同様である。 サンプル 回収率 γ−グロブリン人血枅 98 アルブミン人血枅 98

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  シリカゲル担䜓现孔衚面のシラノヌル基Siず
    䞋蚘䞀般匏SiずがSi−−Siにより結合さ
    れおいるこずを特城ずするむオン亀換液䜓クロマ
    トグラフむヌ甚担䜓。 䞀般匏 R1−、−、−および−の結
    合たたは−、−、−、−および
    −ハロゲン原子の結合ハロゲン原
    子含有量は20重量以䞋で構成され、SiずはSi
    −結合からなり、ずの原子比が
    2.5以䞋の有機基、 R2R1ず同じ有機基、メトキシ基、゚トキシ
    基たたは氎酞基、 R3メチル基、゚チル基、メトキシ基、゚ト
    キシ基たたは氎酞基、 R4−−で瀺される分子量400以䞋の有
    機基むオン亀換基で第玚アミノ基、第
    玚アミノ基、第玚アミノ基、第玚アンモニり
    ム塩基、グアニド基、これらを含むポリアミノ
    基、カルボキシル基、スルホン酞基たたはリン酞
    基、炭玠数ないしの脂肪族基たたは炭玠
    数ないし18の゚チレンオキサむドもしくはプロ
    ピレンオキサむドのオリゎマヌたたはポリオヌル
    骚栌を有するポリ゚ヌテル基、゚ヌテル結
    合、第玚アミノ基、第玚アミノ基、゚ステル
    結合、−結合によりR1ず結合しおいる 以䞊の敎数、 たたは以䞊の敎数  シリカゲル担䜓现孔衚面のシラノヌル基ず䞀
    般匏 R5゚ポキシ基を有し構成原子の原子量の総和
    が57〜147の有機基、 R6R5ず同じ有機基、メトキシ基、゚トキシ
    基たたはハロゲン原子、 R7、R8メチル基、゚チル基、メトキシ基、
    ゚トキシ基たたはハロゲン原子 で衚されるオルガノシランを担䜓およびオルガノ
    シランに䞍掻性な溶媒の存圚䞋あるいは非存圚
    䞋、20℃ないし300℃で反応させSi−−Si結合
    を圢成し、次いで−、−、−および
    −の結合たたは−、−、−、
    −および−ハロゲン原子の結合
    ハロゲン原子含有量は20重量以䞋で構成さ
    れ、ずの原子比が2.5以䞋、分子
    量1000以䞋か぀゚ポキシ圓量分子量゚ポキシ
    基の数350以䞋の゚ポキシ基含有有機物および
    䞀般匏−− むオン亀換基で第玚アミノ基、第玚ア
    ミノ基、第玚アミノ基、第玚アンモニりム塩
    基、グアニド基、これらを含むポリアミノ基、カ
    ルボキシル基、スルホン酞基たたはリン酞基、 炭玠数ないしの脂肪族基たたは炭玠数
    ないし18の゚チレンオキサむドもしくはプロピ
    レンオキサむドのオリゎマヌたたはポリオヌル骚
    栌を有するポリ゚ヌテル基、 氎酞基、゚ポキシ基、第玚アミノ基、第
    玚アミノ基、カルボン酞基、ハロゲン原子たた
    は氎玠原子 で瀺され、か぀分子量400以䞋のむオン亀換基を
    有する有機物をオルガノシラン凊理担䜓ず、これ
    らに䞍掻性な溶媒䞭で、觊媒の存圚䞋あるいは非
    存圚䞋、−20℃ないし200℃で共重合たたは付加反
    応させるこずを特城ずするシリカゲル担䜓现孔衚
    面のシラノヌル基Siず䞋蚘䞀般匏SiずがSi
    −−Siにより結合されおいるむオン亀換液䜓ク
    ロマトグラフむヌ甚担䜓の補法。 R1、R2、R3、R4、、前蚘に同じ
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