JPS6253315A - 多孔性架橋重合体粒子の製造法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、水に対し親和性を有し、特に水を溶出液とす
る液体クロマトグラフィー用充填剤として有用な多孔性
架橋重合体粒子の製造法に関する。

（従来の技術） 従来、液体クロマトグラフィー用充填剤としては、■ス
チレンと架橋性単量体ジビニルベンゼンの共重合体ゲル
、■アクリル酸エステル系モノマーと架橋性単量体ポリ
アルキレングリコールのボリアクリル酸エステルの共重
合体ゲル（特開昭５５−９９０６８号公報）、■ポリビ
ニルアルコールをエピクロルヒドリンで架橋したゲル（
特開昭５２−１３８０７７号公報）、■酢酸ビニルとト
リアリルイソシアヌレートの共重合体ゲルを加水分解し
たポリビニルアルコールゲル←特開昭５７−３０９４５
号公報）、■アクリル酸エステル系モノマー又はアクリ
ルアミドと架橋性単量体メ≠レンビスアクリルアミドの
共重合体ゲル、■デキストランをエピクロルヒドリンで
架橋したゲル（％公昭４７−２１４０５号公報）、■シ
リカゲルやガラスなどの無機系ゲルを化学修飾したもの
などが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記■のゲルは有機溶媒を溶出液とする液体クロマトグ
ラフィーでは優れた充填剤となり得るが水とのなじみが
良くないため、水を溶出液とする場合は使用できない。

上記した■、■及び■のゲルは若干疎水性が残っている
ため、被分離物質に疎水性があると疎水性吸着を起こし
て分子ふるい分離を行なう場合には都合が悪い。上記し
た■及び■のゲルは疎水性ではないが２機械的強度に乏
しく、高圧がかかる高速液体クロマトグラフィー用カラ
ム充填剤として用いることはできない。

上記した■のゲルは疎水性でなく２機械的強度もあるが
、アルカリに弱く耐久性に劣るという欠点があった。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、一般式（Ｉ） ＯＲ′ 、　　（ＨＯＣＨ２増Ｃ−＋ＣＨ雪ｏｃｃ二ＣＨ２）。

　　（Ｉｌ（ただし、一般式（Ｉ）中Ｉ　Ｒ”はＨ又は
ＣＨｓを示し。

０及びｍは四級炭素原子への結合数を示し、ｎは２〜４
の整数であり１ｍは０，１又は２であり。

ｍ　＋　ｎは４である）で示される化合物と一般式ｆｉ
ｔ）（ただし、一般式ｆｌ［）中、几１及びＢｓは、各
々独立してＨ又はＣＨｓを示し、ｌは＋ＣＨｚ　ＣＨｚ
　Ｏ＋−の繰り返し数を示し、１〜３０の整数である）
で示される化合物を、水と混和性のない非反応性有機溶
媒の存在下に、水性懸濁重合させることを特徴とする多
孔性架橋重合体粒子の製造法に関する。

本発明に用いられる一般式Ｈの化合物としては。

ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ
アクリＶ−ト、ペンタエリスリトールジメタクリレート
、ペンタエリスリトールトリメタクリレート及びペンタ
エリスリトールテトラアクリ 二種以上が使用できる。これらの化合物は、平均した場
合に、前記一般式ｍ中のｎが２．５以上になるように二
種以上併用して使用するのが機械的強度を向上させる上
で好ましい。

本発明における一般式（ＩＩ）の化合物としては、エチ
レングリコール又はポリエチレングリコールのモノアク
リレート又はモノメタクリレート及びこれらのメチルエ
ーテルがある。一般式（ＩＩ）において。

ｌが大きすぎると、水と混和性のない非反応性有機溶媒
との相溶性が低下するため、得られる多孔性架橋重合体
粒子の細孔の調整が困難になる。一般式ｆＩ［）におい
て、ｌは１〜３０の整数であるが好ましくは５〜１５の
整数である。これらも一種または二種以上の使用が可能
である。

一般式ば）で示される化合物と一般式ｆｉｌ）で示され
る化合物は、前者が多すぎると架橋度が増加し。

機械的強度は上がるが疎水性になり、後者が多すぎると
親水性は向上するが架橋度が減少し２機械的強度は低下
するため２重量比で前者／後者が４／１〜０．２　／　
１の範囲になるように、好ましくは２／１〜０．５　／
　１の範囲になるように使用される。

また必要に応じて他のビニル系単量体を全ビニル系単量
体に対して１０重１％以下で使用してもよい。他のビニ
ル系単量体が多すぎると多孔性架橋重合体粒子の親水性
が限外されやすくなる。

他のビニル系単量体としてはアクリル酸系単量体および
その他のビニル系単量体が使用できる。

アクリル酸系単量体としては、アクリル酸、メタクリル
酸およびこれらの誘導体がある。誘導体としては、メチ
ルアクリレート、エチルアクリレ−ト、ブチルアクリレ
ート、ラウリルアクリレート等のアルキルアクリレート
、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチ
ルメタクリレート、ラウリルメタクリレート等のアルキ
ルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシア
ルキルアクリレート、トリメチロールプロパン、トリメ
チロールエタンの多価アルコールのアクリル酸モノエス
テル、ジエステルまたはトリエステル、ポリプロピレン
グリコールモノアクリレート等のポリアルキレングリコ
ールのアクリル酸モノエステル、またはジエステル、２
−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチ
ルメタクリレート等のヒドロキシアルキルメタアクリレ
ート、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン
等多価アルコールのメタクリル酸モノエステル、ジエス
テルまたはトリエステル、ポリエチレングリコールモノ
アクリレート、ホ＋Ｊ’。

ピレングリコールモノメタクリレート等のポリアルキレ
ングリコールのメタクリル酸モノエステルｔたトリエス
テル、ジエチルアミンエチルアクリレート等のジアルキ
ルアミノアルキルアクリレート、ジエチルアミノエチル
メタクリレート等のジアルキルアミノアルキルメタクリ
レート、アクリルアミド、メタクリルアミド、グリシジ
ルアクリレート、グリシジルメタクリレート等さらに、
上記したヒドロキシアルキルアクリレート、上記したヒ
ドロキシアルキルメタクリレート、上記した多価アルコ
ールのアクリル酸モノエステル、上記した多価アルコー
ルのメタクリル酸モノエステル。

上記したポリアルキレングリコールのアクリル酸モノエ
ステルおよび上記したポリアルキレングリコールのメタ
クリル酸モノエステルのメチルエーテル、エチルエーテ
ル、フロビルエーテル、フチルエーテル、ペンチルエー
テル等のアルキルエーテルなどがある。トリス（β−ヒ
ドロキシエチル）インシアヌレートのアクリル酸モノエ
ステル、ジエステルまたはトリエステル、同様のメタク
リル酸のモノエステル、ジエステルまたはトリエステル
も使用できる。

アクリル酸系単量体以外の一般式（Ｉ）又Ｈ（ＩＩ）で
表わされ゛るビニル系単量体と共重合させ得る他のビニ
ル系単量体としては、マレイン酸、フマール酸。

イタコン酸およびこれらのアクリル酸またはメタクリル
酸誘導体と同様の誘導体、ビニルピリジン。

ビニルピロリドン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、ス
チレンマタはクロロスチレン、クロルメチルスチレン、
ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、α−メチルス
チレン、ジビニルベンゼン等のスチレン誘導体などがあ
る。

一般式（Ｉ）及び＋ＩＩ）で表わされる以外のビニル系
単量体を用いる場合の種類は、液体クロマトグラフィー
用充填剤の用途等を考慮して適宜法めればよい。やや疎
水性の充填剤を得るためには、スチレン、ジビニルベン
ゼン、ラウリルメタクリレートなどの疎水性の単量体を
使用することが好ましい。

陰イオン交換樹脂を得るためには、アクリル酸。

メタクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸な
どのカルボキシル基を有するビニル系単量体を必須成分
として使用することが好ましい。陽イオン交換樹脂を得
るためには、ジアミノアルキルアクリレート、ジアミノ
アルキルメタクリレート、ビニルピリジンなどの３級ア
ミン基を有するビニル単址体番必須成分として使用する
ことが好ましい。また、クロルメチルスチレン、グリシ
ジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、高価ア
ルコールのモノアクリレートおよびモノメタクリレート
を用いて重合体を合成し、その後、クロル、グリシジル
基、水酸基を変成することも可能である。

本発明において、水と混和性のない非反応性有機溶媒と
しては、オクテン、ノナン、デカン、ドデカン等の脂肪
族炭化水素、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル、
酢酸ヘキシル等の酢酸エステル、７’−Ｆ−ルアルコー
ル、アミルアルコール、ヘキサノール等のアルコール等
が挙げられ、これらは、一種または二種以上が使用され
る。ここで。

「水と混和性のない」とけ、室温で水に対する溶解度が
１０９／１００９水以下であることを意味する。これら
の使用量は、単量体総量に対して５０〜３００重量％使
用されるのが好ましい。非反応性有機溶媒が少なすぎる
と得られる粒子を多孔性にしにくくなり、多すぎると得
られる粒子の空隙率が大きくなり、耐圧性に乏しくなる
。

本発明において、一般式ＩＩ）で表わされる化合物及び
一般式＋Ｉｌｌで表わされる化合物は、非反応性有機溶
媒の存在下に水性媒体中で懸濁重合させられる。

このとき、非反応性有機溶媒の添加時期は９反応前にす
べて添加するか捷たけ重合率が２０係に達するまでに添
加するのが好ましい。添加方法としては１分割して行な
ってもよい。

本発明方法において使用するだめの好適な重合開始剤と
しては、過酸化ベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル
、ジクミルペルオキシド、ジー第３−ブチルペルオキシ
ド、２．５−ジ（ペルオキシベンゾエート）ヘキシン−
３，１，３−ビス（第３ブチルペルオキシイソプロビル
）ベンゼン、過酸化ラウロイル、第３−ブチルベルアセ
テート、２．５−ジメチル−２，５−ジ（第３ブチルペ
ルオキシ）ヘキシン−３，２，５−ジメチルース５−ジ
（第３）゛チルペルオキシ）ヘキサンおよび第３フ゛チ
ルペルベンゾエート、メチルエチルケトンパーオキサイ
ド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等の有機過
酸化物、アゾビス−イソブチロニトリルおよびジメチル
アゾジインブチレート等のアゾ系化合物があり、これら
の一種又は二種以上が使用できる。この使用量はビニル
系単量体の種類および得られる重合体の目的とする分子
量により決められるものであるが、好１しくはビニル系
単せ体に対毛て０．１〜４．０重量係使用される。

また２本発明において９分散剤として難溶性リン酸塩、
水溶性高分子保護コロイドなどを重合系に添加すること
ができる。

難溶性リン酸塩としては、燐酸三カルシウム。

燐酸マグネシウム等がある。高分子保護コロイドトシて
はポリビニルアルコール、アルキルセルロース、ヒドロ
キシアルキルセルロース、カルボキンアルキルセルロー
ス等の水溶性セルロース誘導体、ポリアクリル酸ナトリ
ウム等がある。難溶性リン酸塩は重合系に存在する物質
全量に対して０．０１重量％以上、水溶性高分子保護コ
ロイドは１〜０．００１重量％の範囲で使用されるのが
好ましい。

その他、陰イオン系界面活性剤、硫酸ナトリウム、塩化
す）　ＩＪウム等の水溶性無機塩などの助剤を使用する
ことができる。

ビニル系ｊ４１ｉ体、非反応性有機溶媒１分散剤。

重合開始剤及び必要に応じて助剤は、これらを予め混合
して又は各々別々に水性媒体に添加して分散させられる
。この場合、よく分散させるために。

ホモミキサー等により高速攪拌するのが好捷しく。

この高速攪拌は２重合初期まで行なうことができる。こ
れ以後の重合は、プロペラ攪拌機等を用いる普通の攪拌
下に行なわれる。

なお、水性媒体は、前記単量体及び前記非反応性有機溶
媒の総量に対して１〜５０重量倍使用するのが好ましい
。この場合、水性媒体は、水が使用されるが、懸濁系の
安定性を限外しない範囲で水溶性有機溶媒が溶解した水
を使用してもよい。

本発明により得られる多孔性架橋重合体粒子は。

ゲルパーミェーションクロマトグラフィー用又は分配・
吸着型クロマトグラフィー用充填剤として使用できる。

さらにグリシジル基、水酸基、アミ／ｉ、　第４級アン
モニウム基、カルボキシル基。

スルホン酸基などを導入して、充填剤の性質を変えたシ
、アフイニテイクロマトグラフイーやイオンクロマトグ
ラフィー用担体としても使用可能である。

（実施例） 次に本発明の実施例を示す。

実施例１ メトキシポリエチレンダリコールメタクリレート（ポリ
エチレングリコールの平均重合度９；商品名ＮＫ−エス
テルＭ−９Ｇ、新中村化学工業■製）ｓｏｇ、ペンタエ
リスリトールジアクリレート３重量％、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート５５重１ｉ％及びペンタエリス
リトールテトラアクリレート４２重量％からなる混合物
（一般式（Ｉ）中のｎは、平均して３．３９である）　
７０　ｇｔ酢酸ブチル１００ｇ、ｎ−オクタン１０９．
水１５００ｍｌ！、１０重１％ＩＪン酸三カルシウム水
懸濁液５００ｍＺＴメチルセルロース１．３ｇ並びにア
ゾビスイソブチロニトリル１ｇを混合し、ホモミキサー
を使用して高速かく押下（ｒ、Ｉ）、ｍ、６０００〜８
０００）に７０℃で反応をすすめた。その後プロペラ攪
拌機を備えた容器に移して８０〜９０℃で６時間。

攪拌速度ｒ、　ｐ、ｍ、３００で反応させて、有機溶媒
及び水に不溶な多孔性架橋重合体粒子を得た。粒度は１
〜３０μｍであった。

このようにして得られた粒子をふるい分けをして８〜１
５μｍの粒度とし、これを水に分散させてスラリー状と
してから１０．７ｍｍφｘ３００ｍｍのステンレスカラ
ムに充填した。このカラムを用いて多糖類のプルラン、
エチレングリコール及ヒポリエチレングリコールの測定
を行なった。測定条件としては、移動相（溶出液）に水
を使用し、流量を１．０ｍｌ！／分及び温度を２５℃と
し、検出器には示差屈折計を使用した。プルランとエチ
レングリコール及びポリエチレングリコールの分子量と
溶出容量の関係を示した較正曲線を第１図に示す。第１
図中、プロット１〜７は順次プルランＰ８００（分子量
７．５８Ｘ１０’）、プルランＰ４００（分子量３．３
８ｘｌＯ’）、プルランＰ２Ｏ０（分子量１．９４Ｘ１
０’）、プルランＰ１００（分子量９．５４Ｘ１０’）
、プルランＰ５０（分子量４．６７Ｘ１０’）。

プルランＰ２０（分子量２．０８Ｘ１０’）及びプルラ
ンＰＩＯ（分子量１．２Ｘ１０’）［これらは、いずれ
も昭和電工■商品名〕のプロットであり、符号８〜１３
は、順次、ポリエチレングリコール６０００（分子、量
６，０００）、ポリエチレングリコール４０００（分子
！４，０００）、ポリエチレングリコール２０００　（
分子量２，０００）、　ポリエチレングリコール６００
　（分子［６００）、ポリエチレングリコール４００（
分子−１４００）及びエチレングリコールのプロットを
示す。

また、市販標単タンパク質（チログロブリン。

牛血清アルブミン、チトクロームＣ）及びクレアチニン
の混合物の分離分析を行なった。測定条件としては、移
動相（溶出液）にｐＨ７の１／１５Ｍ　ｌ）ン酸緩衝液
を使用し、流量を１．０ｍＪ／分及び温度を２５℃とし
、検出器はＵＶ検出器（２５０ｎｍ）を使用した。得ら
れたクロマトグラムを第２図に示す。

第２図中、ピーク１４〜１７は、順次、チログロブリン
、牛血清アルブミン、チトクロームＣ及びクレアチニン
のピークを示す。

実施例２ ポリエチレングリコールモノメタクリレート（ポリエチ
レングリコールの平均重合度８．商品名プレンマーＰＥ
−３５０，日本油脂＠製）５０９．ペンタエリスリトー
ルジアクリレート５重量係、ペンタエリスリトールトリ
アクリレート５５重世チ、ペンタエリスリトールテトラ
アクリレート４２重量％からなる混合物７０ｇ、酢酸ブ
チル１００９．ｎ−オクタン１０ｇ、アゾビスイソブチ
ロニトリル１９、水１５００ｍｌ！、無水硫酸ナトリウ
ム２３９゜重合度５００のポリビニルアルコール１５ｇ
’ｋａ合し、ホモミキサーヲ使用して尚速かくはん下（
ｒ、ｐ、ｍ、６０００〜８０００　）に７０℃で反応を
すすめた。その後、プロペラ攪拌機を備えた容器に移し
て８０〜９０℃で６時間、攪拌速度ｒ、ｐ、ｍ。

３００で反応させて、有機溶媒及び水に不溶な多孔性架
橋重合体粒子を得た。粒度は１〜３０μｍであった。

このようにして得られた粒子をふるいわけをして８〜１
５μｍの粒度とし、実施例１と同様にして１０．７ａｍ
φＸ　３００ｍｍのステンレスカラムに充填した。この
カラムを用いて、多糖類のプルラン及びポリエチレング
リコールの測定を行なった。

測定条件としては移動相に水を使用し、流量を１．０ｍ
ｌ／ｍｉｎ及び温度を２５℃とし検出器には示差屈折計
を使用した。ブルーデキストラン及びプルランとエチレ
ングリコール及びポリエチレングリコールの分子量と溶
出容量の関係を示した較正曲線を第３図に示す。

第３図中、プロット１８〜２５は、順次、ブルーデキス
トラン（分子量２ｘ１０’）、プルランＰ８００、プル
ランＰ４００．プルランＰ２Ｏ０゜プルランＰＩＯ０，
７’ルランＰ５０．７’ルランＰ２０及びプルランＰ１
０（これらのプルランは。

いずれも、実施例１で使用したものと同じ）のプロット
を示す。プロット２６〜３２＆ｔ、ｌ１ｍ”１次、ポリ
エチレングリコール６０００．ボｌｌエチレングリコー
ル４０００．ポリエチレングリコール２０００゜ポリエ
チレングリコール６００．ポリエチレングリコール４０
０．ポリエチレングリコール２００（これらは、いずれ
も、実施例１で使用したものと同じ）及びエチレングリ
コールのプロットである。

（発明の効果） 本発明により、水に対し親和性があり、十分な強度を有
する多孔性架橋重合体粒子を製造することができる。該
多孔性架橋重合体粒子は、水を溶出液とする液体クロマ
トグラフィー用の充填剤などとして有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１における液体クロマトグラフィー分析
における較正曲線、第２図は実施例１における液体クロ
マトグラフィー分析におけるクロマトグラム、第３図は
実施例２における液体クロマトグラフィー分析における
較正曲線を示す。 符号の説明 １・・・プルランＰ８００（分子量７．５８ＸＬＯ１１
）２・・・プルランＰ４００（分子量３．３８　Ｘ　１
０’）３・・・プルランＰ２Ｏ０（分子Ｊｅｔ　１．９
４　ｘ　１０’）４・・・プルランＰ１００（分子量９
．５４　Ｘ　１０’）５・・・プルランＰ５０（分子！
４．６７ｘ１０４）６・・・プルランＰ２０（分子量２
．０８Ｘ１０’）７・・・プルランＰ１０（分子［１，
２Ｘ１０４）８・・・ポリエチレングリコール６０００
９・・・ポリエチレングリコール４０００１０・・・ポ
リエチレンクリコール２０００１１・・・ポリエチレン
グリコール６００１２・・・ポリエチレングリコール４
００１３・・・エチレングリコール １４・・・チログロブリンのピーク １５・・・牛血清アルブミンのピーク １６・・・チトクロムＣのピーク １７・・・クレアチニンのピーク １８・・・ブルーデキストラン（分子１１２Ｘ１０’）
１９・・・プルランｐｓｏｏ　（分子ｉ７．５８Ｘ１０
’）２０・・・プルランＰ４００（分子量３．３８Ｘ１
０’）２１・・・プルランＰ２Ｏ０（分子量１．９４ｘ
ｌＯ’）２２・・・プルランＰ１００（分子量９．５４
　Ｘ　１０’）２３・・・プルランＰ５０（分子量４．
６７Ｘ１０’）２４・・・プルランＰ２０（分子ｆｆ１
１０８ｘｌＯ’）２５・・・プルランＰ１０（分子量１
．２Ｘ１０’）２６、・・・ポリエチレングリコール６
０００２７・・・ポリエチレンクリコール４０００２８
・・・ポリエチレングリコール２０００２９・・・ポリ
エチレンクリコール６００３０・・・ポリエチレンクリ
コール４００３１・・・ポリエチレンクリコール２００
３２・・・エチレングリコール 代理人　弁理士　若　林　邦　彦 溶　ゴ二　千＝１　ζ次ツノ ■　！　図 辱六容１−ｆラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ただし、一般式（ I ）中、Ｒ＾１はＨまたはＣＨ＿
   ３を示し、ｎ及びｍは、四級炭素原子への結合数を示し
   、ｎは２〜４の整数であり、ｍは０、１又は２であり、
   ｍ＋ｎは４である） で示される化合物と一般式（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （ただし、一般式（II）中、Ｒ＾２及びＲ＾３は、各々
   独立してＨ又はＣＨ＿３を示し、ｌは、−（ＣＨ＿２Ｃ
   Ｈ＿２Ｏ）−の繰り返し数を示し、１〜３０の整数であ
   る） で示される化合物を水と混和性のない非反応性有機溶媒
   の存在下に水性懸濁重合させることを特徴とする多孔性
   架橋重合体粒子の製造法。 ２、一般式（ I ）で示される化合物及び一般式（II）
   で示される化合物を重量比で前者／後者が４／１〜０．
   ２／１の範囲になるように使用する特許請求の範囲第１
   項記載の多孔性架橋重合体粒子の製造法。 ３、一般式（ I ）で示される化合物と一般式（II）で
   示される化合物の使用重量の和（Ａ）及び水と混和性の
   ない非反応性有機溶媒の使用重量（Ｃ）が、Ｃ／Ａが０
   ．５／１〜３／１の範囲である特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の多孔性架橋重合体粒子の製造法。