JPWO2002088049A1 - 光学異性体用分離剤 - Google Patents

Abstract

本発明は、特徴ある不斉識別能力を有する光学異性体用分離剤を提供する。即ち、炭素数１０以上の長鎖アルコキシ基を芳香族置換基として有する多糖芳香族誘導体を有効成分とする光学異性体用分離剤である。

Description

発明の属する技術分野
本発明は光学異性体用分離剤、特にクロマトグラフィー法に好ましく用いられる光学異性体用分離剤に関するものである。特に医薬品、食品、農薬、香料の分析において、幅広いキラル化合物を、高い分離係数をもって光学分割する光学異性体分析技術を提供するものである。
従来の技術
多くの有機化合物には物理的、化学的性質、例えば沸点、融点、溶解度といった物性が全く同一であるが、生理活性に差がみられる光学異性体が存在する。これは生物を構成するタンパク質や糖質自身がほとんどの場合、片方の光学異性体でできているため、他の光学異性体に対する作用の仕方に差異が生じ、生理活性差が現れるのであるが、特に医薬品の分野においては、光学異性体でその薬効、毒性の点で顕著な差が見られる場合が往々にしてあり、このため、厚生省は医薬品製造指針において、「当該薬物がラセミ体である場合には、それぞれの異性体について、吸収、分布、代謝、排泄動態を検討しておくことが望ましい。」と記載している。
先に述べたように光学異性体の物理的、化学的性質、例えば沸点、融点、溶解度といった物性は全く同一であるために、通常の分離手段では分析が行えないため、幅広い種類の光学異性体を簡便に、かつ精度良く分析する技術の研究が精力的に行われた。そしてこれら要求に応える分析手法として高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）による光学分割法、とくにＨＰＬＣ用キラルカラムによる光学分割方法が進歩した。ここで言うキラルカラムとは不斉識別剤そのもの、あるいは不斉識別剤を適当な担体上に担持させたキラル固定相が使用されている。
例えば光学活性ポリメタクリル酸トリフェニルメチル（特開昭５７−１５０４３２号）、セルロース、アミロース誘導体（Ｙ．Ｏｋａｍｏｔｏ，Ｍ．Ｋａｗａｓｈｉｍａ ａｎｄ Ｋ．Ｈａｔａｄａ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１０６，５３３７，１９８４）、タンパクであるオボムコイド（特開昭６３−３０７８２９号）等が開発されている。そして数あるこれらＨＰＬＣ用キラル固定相の中でも、セルロースやアミロース誘導体をシリカゲル上に担持させた光学分割カラムは、極めて幅広い化合物に対し、高い不斉識別能を有することが知られている。近年ではＨＰＬＣ用キラル固定相と擬似移動床法を組み合わせた工業規模での光学活性体液体クロマト法分取の検討が進められており（Ｐｈｒａｍ Ｔｅｃｈ Ｊａｐａｎ １２，４３（１９９６））、単に完全分離するのみならずクロマト分取生産性を向上させるために、分取目的化合物に対してさらによく分ける、すなわちより大きな分離係数α値をもったキラル固定相が求められ、大きなα値を持った不斉識別能力の高い多糖誘導体を見出す研究が精力的に行われている。
また最近では環境に配慮した分離、分析手法として水系移動相を使用もしくは極少量の移動相使用量を狙いとした逆相条件専用光学異性体分離及びキャピラリー電気泳動（ＣＥ）分野での光学異性体分離が高い関心を集めており、これらの分野へ高い不斉識別能力を持った分離剤が望まれていた。
発明の開示
本発明者らは、特徴ある不斉識別能力を有する光学異性体用分離剤に関して鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、炭素数１０以上の長鎖アルコキシ基を芳香族置換基として有する多糖芳香族誘導体を有効成分とする光学異性体用分離剤である。
本発明は、炭素数１０以上の長鎖アルコキシ基を芳香族置換基として有する多糖芳香族誘導体を光学異性体用分離剤として用いること、及び炭素数１０以上の長鎖アルコキシ基を芳香族置換基として有する多糖芳香族誘導体用いて光学異性体を分離する方法を提供する。
発明の詳細な説明
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明に用いられる多糖芳香族誘導体を構成する多糖としては、合成多糖、天然多糖及び天然物変成多糖のいずれかを問わず、光学活性であればいかなるものでもよいが、好ましくは結合様式の規則性の高いものが望ましい。例示すればβ−１，４−グルカン（セルロース）、α−１，４−グルカン（アミロース、アミロペクチン）、α−１，６−グルカン（デキストラン）、β−１，６−グルカン（ブスツラン）、β−１，３−グルカン（例えばカードラン、シゾフィラン等）、α−１，３−グルカン、β−１，２−グルカン（Ｃｒｏｗｎ Ｇａｌｌ多糖）、β−１，４−ガラクタン、β−１，４−マンナン、α−１，６−マンナン、β−１，２−フラクタン（イヌリン）、β−２，６−フラクタン（レバン）、β−１，４−キシラン、β−１，３−キシラン、β−１，４−キトサン、α−１，４−Ｎ−アセチルキトサン（キチン）、プルラン、アガロース、アルギン酸等であり、アミロースを含有する澱粉も含まれる。これらの中では、高純度の多糖を容易に入手できるセルロース、アミロース、β−１，４−キシラン、β−１，４−キトサン、キチン、β−１，４−マンナン、イヌリン、カードラン等が好ましく、特にセルロース、アミロースが好ましい。
これら多糖の数平均重合度（１分子中に含まれるピラノースあるいはフラノース環の平均数）は５以上、好ましくは１０以上であり、特に上限はないが、１０００以下であることが取り扱いの容易さの点で望ましい。
本発明において多糖芳香族誘導体とは、上記のような多糖の水酸基の一部又は全部が当該水酸基と反応し得る官能基を有する芳香族化合物と、エステル結合、ウレタン結合、あるいはエーテル結合などにより結合している化合物である。
ここで水酸基と反応しうる官能基を有する芳香族化合物としては、芳香族カルボン酸、酸塩化物、酸無水物、酸エステルなどの芳香族カルボン酸誘導体あるいは芳香族イソシアン酸等であって、芳香環に置換基として炭素数１０以上、好ましくは１０〜３０の長鎖アルコキシ基を有するものである。長鎖アルコキシ基は分岐のない直鎖アルコキシ基が好ましい。
また多糖と、炭素数１０以上の長鎖アルコキシ基を置換基として有する芳香族カルボン酸、芳香族カルボン酸誘導体あるいは芳香族イソシアン酸との反応によって形成される芳香族エステル基あるいはカルバメート基は１グルコースユニットあたり０．１個以上が好ましい。本発明の多糖芳香族誘導体としては、このようなエステル基あるいはカルバメート基を有する多糖のエステル誘導体あるいはカルバメート誘導体が好ましく、エステル誘導体が特に好ましい。
本発明の炭素数１０以上の長鎖アルコキシ基を置換基として有する多糖芳香族誘導体は、下記に記載する担体に担持させる方法、多糖芳香族誘導体自身を破砕、あるいは球状粒子化する方法のどちらの方法によっても目的とする光学異性体用分離剤が製造できる。
ここで言う担持とは担体上に多糖誘導体が固定化されていることであり、その方法は多糖誘導体と担体との間の物理的な吸着、担体との間の化学結合、多糖誘導体同士の化学結合、第三成分の化学結合、多糖誘導体への光照射、ラジカル反応など、どのような方法でもよい。さらにここで言う担体とは、多孔質有機担体または多孔質無機担体があげられ、好ましくは多孔質無機担体である。多孔質有機担体として適当なものは、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート等からなる高分子物質であり、多孔質無機担体として適当なものは、シリカ、アルミナ、マグネシア、ガラス、カオリン、酸化チタン、ケイ酸塩、ヒドロキシアパタイトなどである。特に好ましい担体はシリカゲルであり、シリカゲルの粒径は０．１μｍから１０ｍｍ、好ましくは１μｍ〜３００μｍであり、平均孔径は１０Åから１００μｍ、好ましくは５０Å〜５００００Åである。表面は残存シラノールの影響を排除するために表面処理が施されていることが望ましいが、全く表面処理が施されていなくても問題ない。
担体上への多糖芳香族誘導体の担持量は、担体に対して１〜１００重量部が好ましく、特には５〜６０重量部が好ましい。
また炭素数１０以上の長鎖アルコキシ基を置換基として有する多糖芳香族誘導体を破砕、あるいは球状粒子化する方法は従来知られた公知の方法で良い。得られた破砕状あるいは球状の多糖誘導体は、そのままあるいは分級し、粒度を揃えておくことが望ましい。
本発明の光学異性体用分離剤は、クロマトグラフィー用キラル固定相として有用であり、ガスクロマトグラフィー法、液体クロマトグラフィー法、薄層クロマトグラフィー法、キャピラリー電気泳動法、連続式液体クロマト分取法等のクロマトグラフィー法に用いるのが一般的であるが、液体クロマトグラフィー用固定相、特に水、アルコール、アセトニトリルあるいはこれらの混合液を移動相とする液体クロマトグラフィー用固定相；薄層クロマトグラフィー用固定相；ミセル導電クロマトグラフィー法、キャピラリーエレクトロクロマトグラフィー法に代表されるキャピラリー電気泳動法において泳動液に添加されるか、あるいはキャピラリー内に充填される不斉識別剤；擬似移動床方式に代表される連続式液体クロマト分取用固定相として用いるのが好ましい。
また本発明の多糖芳香族誘導体はクロマトグラフィー用分離剤のみならず、側鎖長鎖アルコキシ基の自己集合を利用したホストゲスト分離剤、膜分離、液晶材料への応用も可能である。
発明の効果
本発明により、特に疎水性の化合物に対して高い不斉識別能力を有する光学異性体用分離剤を提供することができる。
実施例
本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１ セルローストリス〔３’，４’，５’−トリ（ドデカン−１−イルオキシ）ベンゾエート〕担持型充填剤の製造法及び充填カラムの作製法
▲１▼ エチル３，４，５−トリヒドロキシベンゾエート（２）の合成
フラスコに３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸（１）１５．１ｇを入れ、エタノール１６０ｍｌと濃硫酸５ｍｌをこの順序で加えて、還流条件下、４０時間の加熱攪拌を行った。その後、溶剤を留去しエーテル抽出し、有機層を硫酸マグネシウム乾燥し、硫酸マグネシウムを濾別後、有機溶剤のエバポレーションにより白色固体（２）を得た（終了：１７．６ｇ、収率：４７．２％）。

▲２▼エチル３，４，５−トリ（ドデカン−１−イルオキシ）ベンゾエート（３）の合成、
窒素雰囲気下、フラスコに（２）７．２１ｇと無水炭酸カリウム９．４５ｇを入れ、ブロモドデカン２４ｍｌとＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）３０ｍｌを加え、７０℃にて４０時間の加熱攪拌を行った。その後氷水を加え、沈殿物を回収し、アセトンから再結晶することで白色固体（３）を得た（収量：１６．１ｇ、収率：６９．５％）。

▲３▼３，４，５−トリ（ドデカン−１−イルオキシ）安息香酸（４）の合成
窒素雰囲気下、（３）１０．０ｇに水酸化カリウム５．２２ｇ、エタノール１００ｍｌを加え、８０℃で一晩還流した後、放冷し、反応混合物に塩酸を添加した。酸性になったところで、エーテル抽出をした。エーテルをエバポレーション後、アセトンから再結晶することで白色固体（４）を得た（収量８．６５ｇ、収率：９１．７％）。
有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、硫酸マグネシウムを濾別後、有機溶剤のエバポレーションにより白色固体（２）を得た。

▲４▼３，４，５−トリ（ドデカン−１−イルオキシ）ベンゾイル クロライド（５）の合成
窒素雰囲気下、フラスコに（４）４．３０ｇ、塩化チオニル４ｍｌを加え、８０℃で２０時間の還流を行った。その後塩化チオニルを留去し、白黄色固体（５）を得た（収量：４．３６ｇ、収率：９８．７％）。

▲５▼セルロース トリス〔３’，４’，５’−トリ（ドデカン−１−イルオキシ）ベンゾエート〕（６）の合成
窒素雰囲気下、フラスコにセルロース（商品名アビセル、メルク社製）０．２６ｇ、（５）４．３６ｇと乾燥ピリジン５．４ｍｌを加え、８０℃で１５時間の加熱攪拌を行った。その後、メタノール：水＝４：１（ｖ／ｖ）の混合溶液に反応混合物を注ぎ込むことで、淡黄色固体（６）を得た（収量：３．０８ｇ、収率：９０．１％）。得られたセルロース トリス〔３’，４’，５’−トリ（ドデカン−１−イルオキシ）ベンゾエート〕（６）の元素分析値を表１に示す。

▲６▼セルロース トリス〔３’，４’，５’−トリ（ドデカン−１−イルオキシ）ベンゾエート〕（６）が担持された充填剤の作製
▲５▼で得られたセルロースエステル誘導体（６）１．０ｇを１０ｍｌのクロロホルムに溶解させた。このセルロースエステル誘導体（６）のクロロホルム溶液を、アミノプロピルシラン処理を施したシリカゲル４．０ｇ（粒径７μｍ）に均一に振りかけた後、溶剤を留去させることで、セルローストリス〔３’，４’，５’−トリ（ドデカン−１−イルオキシ）ベンゾエート〕（６）が担持された充填剤を作製した。
▲７▼ セルロース トリス〔３’，４’，５’−トリ（ドデカン−１−イルオキシ）ベンゾエート〕（６）担持型充填剤を用いた充填カラムの作製
▲６▼で作製された担持型充填剤をφ０．２０ｃｍ×Ｌ２５ｃｍのステンレス製カラムにスラリー充填法により加圧、充填を行い光学異性体用分離カラムを作製した。
応用例１
実施例１で作製された光学異性体分離カラムを用い、下記条件（１）の液体クロマトグラフィー法により、式（Ｉ）で表されるヘキサヘリセンの不斉識別能力（α値）の評価を行った。比較として市販されているセルロースエステル系誘導体を不斉識別剤としたセルローストリベンゾエート担持型光学異性体分離用カラム（ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ（登録商標）ＯＢ、ダイセル化学工業（株）製、φ０．４６×Ｌ２５ｃｍ）、セルロース トリアセテート担持型光学異性体分離用カラム（ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ（登録商標）ＯＡ、ダイセル化学工業（株）製、φ０．４６×Ｌ２５ｃｍ）を用い、それぞれ下記条件（２）及び（３）の液体クロマトグラフィー法により、ヘキサヘリセンの不斉識別能力（α値）の評価を行った。
結果を表２に示す。

分析条件（１）移動相：メタノール、流速；０．２ｍｌ／ｍｉｎ、温度；２５
℃
分析条件（２）移動相：エタノール、流速；０．５ｍｌ／ｍｉｎ、温度；２５
℃
分析条件（３）移動相：水／エタノール＝５０／５０（ｖ／ｖ）、流速；０．
５ｍｌ／ｍｉｎ、温度；２５℃
なお表中の保持係数（ｋ’）、分離係数（α）は下式で定義される。
保持係数；
ｋ’＝〔（対掌体の保持時間）−（デッドタイム）〕／デッドタイム）
分離係数；
α＝（より強く保持される対掌体の保持係数）／（より弱く保持される対掌体の保持係数）
この時、デッドタイムはトリ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンの溶出時間をデッドタイムとした。

応用例２
実施例１で作製された光学異性体分離カラムを用い、下記条件の液体クロマトグラフィー法により、式（ＩＩ）で表されるトレガー塩基の不斉識別能力（α値）の評価を行った。比較として、特開昭６０−１４２９３０号公報に記載の方法で作成した、セルロース トリス−ｐ−オクチルオキシベンゾエートを担持した分離剤を用いて、同様に不斉識別能力（α値）の評価を行った。結果を表３に示す。

分析条件 移動相：ヘキサン／イソプロパノール＝９０／１０（ｖ／ｖ）、
流速 ：０．５ｍｌ／ｍｉｎ、温度；２５℃、検出：２５４ｎｍ

Claims (7)

1. 炭素数１０以上の長鎖アルコキシ基を芳香族置換基として有する多糖芳香族誘導体を有効成分とする光学異性体用分離剤。
2. 多糖芳香族誘導体がセルロース又はアミロースのエステル誘導体あるいはカルバメート誘導体であることを特徴とする請求項１記載の分離剤。
3. 長鎖アルコキシ基が分岐のない直鎖アルコキシ基であることを特徴とする請求項１又は２記載の分離剤。
4. クロマトグラフィー用キラル固定相に用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の分離剤。
5. クロマトグラフィー用キラル固定相が、水、アルコール、アセトニトリルあるいはこれらの混合液を移動相とする条件で使用されることを特徴とする請求項４記載の分離剤。
6. クロマトグラフィー用キラル固定相が、キャピラリー電気泳動において泳動液に添加されるか、あるいはキャピラリー内に充填される不斉識別剤であることを特徴とする請求項４記載の分離剤。
7. クロマトグラフィー用キラル固定相が、連続式液体クロマト分取用固定相であることを特徴とする、請求項４記載の分離剤。