JPWO2006107081A1 - 光学異性体分離剤 - Google Patents

Abstract

本発明は、担体粒子に化学的に結合担持された多糖誘導体を含有する光学異性体分離剤であり、下記条件にて通液試験により求められる溶出物濃度（質量基準）が２０ｐｐｍ以下である光学異性体分離剤である。（通液試験）（１）スラリー法により、光学異性体分離剤を直径１ｃｍ、長さ２５ｃｍのカラム内に充填する。（２）溶媒として、温度を４０℃に設定した多糖誘導体を溶解できる有機溶媒を用い、流速８ｍｌ／ｍｉｎで通液を開始する。（３）通液開始１時間後から通液した溶媒の採取を開始し、１時間分（４８０ｍｌ）を採取し、質量（Ｍ１）を秤量する。（４）採取液を濃縮乾燥して残渣質量（Ｍ２）を秤量し、次式：Ｍ２／Ｍ１から溶出物濃度を求める。

Description

本発明は光学異性体分離剤及びその製造方法に関する。

シリカゲルに多糖誘導体を担持させた分離剤が高速液体クロマトグラフィー用の光学分割剤等として汎用されており、担持形態としては、物理的に担持させたもの（物理的担持型の分離剤）と、化学的結合により担持させたもの（化学的担持型の分離剤）がある。ＪＰ−Ｂ ２７５１００４またはＪＰ−Ａ ８−５６２３を参照。
化学的担持型の分離剤は、多糖誘導体を溶解する有機溶媒を用いた場合でも、多糖誘導体に由来する溶出物量は物理的担持型の分離剤に比べて少ない。しかし、化学的担持型の分離剤であっても未反応の多糖誘導体が存在しているため、溶出液中に多糖誘導体由来の溶出物が含まれる。
このように溶出液中に未反応の多糖誘導体等に由来する溶出物が存在した場合、前記溶出物量の多少により、高速液体クロマトグラフィー用の分離剤として使用したとき、クロマトグラムのベースラインの安定性が悪くなったり、分取製品の純度が十分に高められないという問題がある。
物理的担持型の分離剤においては、既に溶出物量を少なくする検討が行われている。 ＪＰ−Ａ ７−２６０７６２は溶出物量の少ないコーティングタイプの分離剤を開示している。

このような物理的担持型の分離剤では、低分子量の多糖誘導体が溶出する。これは用いる多糖の分子量分布に幅があるためである。
他方、化学的担持型の分離剤では、上記のような低分子量の多糖誘導体のみならず、担体と化学結合しなかった低分子量や高分子量の多糖誘導体や、さらに多糖誘導体の水酸基と反応しうる官能基を有する化合物より由来する不純物も溶出する。 このように化学的担持型多糖誘導体からの溶出物は物理的担持型多糖誘導体のそれとは異なる。
従来の化学的担持型の分離剤は、上記したように、高速液体クロマトグラフィー用の分離剤として適用した場合、クロマトグラムのベースラインの安定性が悪くなる点、分取製品の品質が安定しない点や分取製品の純度向上の点で改善の余地がある。
本発明は、高速液体クロマトグラフィー用の分離剤として適用した場合の分離性能が向上できる光学異性体用分離剤、及びその製造方法を提供する。
本発明は、担体粒子に化学的に結合担持された多糖誘導体を含有する光学異性体分離剤であり、下記条件にて通液試験により求められる溶出物濃度（質量基準）が２０ｐｐｍ以下である光学異性体分離剤を提供する。
（通液試験）
（１）スラリー法により、光学異性体分離剤を直径１ｃｍ、長さ２５ｃｍのカラム内に充填する。
（２）溶媒として、温度を４０℃に設定した多糖誘導体を溶解できる有機溶媒を用い、流速８ｍｌ／ｍｉｎで通液を開始する。
（３）通液開始１時間後から通液した有機溶媒の採取を開始し、１時間分（４８０ｍｌ）を採取し、質量（Ｍ_１）を秤量する。
（４）採取液を濃縮乾燥し、残渣質量（Ｍ_２）を秤量し、次式：Ｍ_２／Ｍ_１から溶出物濃度を求める。
本発明は、上記の光学異性体分離剤の製造方法であり、未洗浄の光学異性体分離剤を、多糖誘導体を溶解できる有機溶媒で１回又は複数回に分けて洗浄する工程と、乾燥する工程を有する、光学異性体分離剤の製造方法を提供する。
本発明は、さらに上記光学異性体分離剤に光学異性体を接触させることを含む光学異性体を分離する方法または上記光学異性体分離剤の光学異性体分離用途を提供する。
発明の詳細な説明
なお、未洗浄の光学異性体分離剤は、上記した条件にて通液試験したときの溶出物濃度（質量基準）が２０ｐｐｍ以下との要件を満たさないものをいう。
本発明の光学異性体分離剤は、分離性能がよく、分取した光学異性体の純度を高めることができる。 高速液体クロマトグラフィー用として好適である。
＜光学異性体分離剤＞
本発明の光学異性体分離剤は、下記通液試験により求められる溶出物濃度（質量基準）が２０ｐｐｍ以下のものであり、好ましくは１５ｐｐｍ以下、より好ましくは１０ｐｐｍ以下のものである。
（通液試験）
（１）スラリー法により、光学異性体分離剤を直径１ｃｍ、長さ２５ｃｍのカラム内に充填する。
（２）溶媒として、温度を４０℃に設定した多糖誘導体を溶解できる有機溶媒を用い、流速８ｍｌ／ｍｉｎで通液を開始する。
（３）通液開始１時間後から通液した有機溶媒の採取を開始し、１時間分（４８０ｍｌ）を採取し、各フラクションごとの質量（Ｍ_１）を秤量する。
（４）採取液を濃縮乾燥し、残渣質量（Ｍ_２）を秤量し、次式：Ｍ_２／Ｍ_１から溶出物濃度を求める。
＜光学異性体分離剤の製造方法＞
まず、担体に多糖誘導体を化学的に結合させることで、化学的担持型の分離剤を製造する。
本発明で用いる多糖誘導体は公知のものであり、ＪＰ−Ａ ２００４−３９３５の実施例１〜５、ＪＰ−Ａ７−２６０７６２の合成例１に記載の方法、ＪＰ−Ｂ ２７５１００４の段落４３の製法３に記載の方法等を適用して製造できる。
本発明で用いる担体に多糖誘導体が担持された光学異性体分離剤（未洗浄の光学異性体分離剤）は公知のものであり、ＪＰ−Ｂ ２７５１００４の実施例１に記載の方法等を適用して製造できる。
担体としては、多孔質有機担体又は多孔質無機担体を用いることができ、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等であるが、特に好ましいものはシリカゲルである。
なお、シリカゲルを使用する場合は、シリカゲル表面における残存シラノールの影響を排除し、光学活性な高分子化合物との親和性を向上させるため、シリカゲルをシラン化処理（アミノアルキルシランを用いたシラン化処理）、プラズマ処理等により表面処理す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。
多孔質担体、特にシリカゲルの粒径は、好ましくは１〜３００μｍ、より好ましくは１５〜１００μｍ、さらに好ましくは２０〜５０μｍであり、平均細孔径は、好ましくは２００〜８０００Å、より好ましくは２００〜４０００Å、さらに好ましくは３００〜２０００Åである。なお、多孔質担体の粒径が、実質的に分離剤の粒径になる。
多孔質担体の平均細孔径が前記範囲内であると、光学活性な高分子化合物溶液が細孔内に充分に浸透され、光学活性な高分子化合物が細孔内壁に均一に付着されやすくなるので好ましい。更に、細孔が閉塞されてしまうことがないため、分離剤の圧力損失を低く維持できる。
多糖誘導体を導く多糖としては、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。
多糖としては、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、アルギン酸等を挙げることができ、アミロースを含有する澱粉も含まれる。
これらの中でも、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。
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、好ましくは５以上、より好ましくは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好ましく、より好ましくは５〜１０００、更に好ましくは１０〜１０００，特に好ましくは１０〜５００である。
多糖誘導体は、上記した多糖の水酸基の一部又は全部に水酸基と反応可能な官能基を有する化合物を、エステル結合、ウレタン結合、エーテル結合等させることにより、得られるものを用いることができる。
水酸基と反応しうる官能基を有する化合物としては、イソシアン酸誘導体、カルボン酸、エステル、酸ハロゲン化物、酸アミド化合物、ハロゲン化合物、アルデヒド、アルコールあるいはその他脱離基を有する化合物であればいかなるものでもよく、これらの脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ芳香族化合物を用いることができる。
特に好ましい多糖誘導体として、多糖エステル誘導体及び多糖カルバメート誘導体を挙げることができる。
本発明で言及する溶出物は、例えば、水酸基と反応しうる官能基を有する化合物より由来するイソシアン酸誘導体やカルボン酸誘導体などの反応副生成物、または担体と化学結合しなかった多糖誘導体などである。
次に、担体に多糖誘導体を化学結合させた光学異性体分離剤（未洗浄の光学異性体分離剤）を多糖誘導体を溶解できる有機溶媒で洗浄する。洗浄は、１回又は複数回（例えば、２〜１０回程度）に分けてすることができる。
洗浄方法は、未洗浄の分離剤と有機溶媒を十分に接触できる方法であればよく、カラム方式、バッチ方式、濾過後の残渣に有機溶媒を注いで洗浄する方法、加熱環流方法等を適用することができる。
洗浄に用いる有機溶媒としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトン、酢酸エチル、クロロホルム、メチレンクロライド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メタノール等から選ばれるものを用いることができる。
有機溶媒の使用量は、未洗浄の分離剤中の多糖誘導体１ｇに対して、合計で５〜１００ｍｌであることが好ましく、より好ましくは１０〜７０ｍｌ、更に好ましくは２０〜４０ｍｌである。
有機溶媒の温度は、洗浄方法により、沸点未満の温度又は沸点以上の温度を選択することができ、５０〜１５０℃が好ましく、より好ましくは６０〜１２０℃であり、更に好ましくは７０〜１００℃である。
洗浄時間は溶出物量を所定の量以下にするために必要な時間であればよく、一般的には１〜１００時間、好ましくは１〜５０時間程度である。
洗浄後の充填剤は、例えば濾過等により回収できる。 その濾過温度は通常１０〜１５０℃、好ましくは２０〜１００℃である。
次に、洗浄後の分離剤を乾燥する。乾燥方法は特に制限されず、処理時間や処理コストを考慮して、適宜選択するが、好ましくは減圧状態にて、室温〜１００℃で、２〜２４時間乾燥処理する。
本発明の製造方法により得られた光学異性体分離剤は、上記した通液試験における溶出物濃度が所定値以下のものである。このため、本発明の光学異性体分離剤を高速液体クロマトグラフィー用充填剤として使用し、光学異性体を分離した場合、未反応の多糖誘導体の溶出が殆どないので、分取時のクロマトグラムのベースラインが安定し、分取品の純度も向上できる。よって、高品質の光学分割体を安定供給できるようになる。

実施例１
（ｉ）アミロース結合シリカゲルの合成
窒素雰囲気下末端にアミノ基を有するシラン処理剤で表面処理されたシリカゲル１００ｇとアミロース２０ｇを、ＤＭＳＯ３８０ｍｌ中、７０℃で分散し、ボランピリジン錯体と酢酸を添加し、２０時間撹拌した。撹拌混合物をろ別し、残渣をメタノール、ＤＭＳＯ、メタノールの順に洗浄後、真空乾燥してアミロース結合シリカゲルを得た。
（ｉｉ）アミロースの水酸基を３，５−ジメチルフェニルカルバメート化した光学異性体分離剤の合成
窒素雰囲気下、アミロース結合シリカゲル１００ｇ、４−ジメチルアミノピリジン３ｇ、ＤＭＦ３００ｍｌ、３，５−ジメチルフェニルイソシアネート４５ｇを分散し、７５℃で２４時間撹拌した。
得られたアミロース誘導体結合シリカゲルを７５℃のＤＭＦ２．４Ｌ（アミロース誘導体１ｇに対して２４ｍｌ）で洗浄して目的の光学異性体分離剤を得た。
（ｉｉｉ）本発明の光学異性体分離剤を用い、溶媒として酢酸エチルを用い、所定の通液試験を行い、溶出物濃度（ｐｐｍ）を求めた。その結果、Ｍ_１は４１６．０８ｇ、Ｍ_２は１．２ｍｇ、Ｍ_２／Ｍ_１＝３ｐｐｍであった。
実施例２
既知の方法（ＪＰ−Ｂ ２６６９５５４の実施例１）で製造したセルローストリス（３，５−ジメチルフェニルカルバメート）を、末端にアミノ基を有するシラン処理剤で表面処理されたシリカゲルに物理吸着にて担持させた。
得られた分離剤（ポリマー担持率：２０重量％）１５０ｇを、水／アセトニトリル混合溶媒３Ｌに懸濁して撹拌した。懸濁液を特表平１１−５１０１９３号公報の実施例１２に記載されている方法で２２０分間ＵＶ照射して架橋させることで結合させた後、固体を濾取し、テトラヒドロフランで加熱還流洗浄を４回繰り返し、真空乾燥して、目的の光学異性体用分離剤を得た。
本発明の光学異性体分離剤を用い、溶媒としてテトラヒドロフランを用い、所定の通液試験を行い、溶出物濃度（ｐｐｍ）を求めた。その結果、Ｍ_１は４１６．１８ｇ、Ｍ_２は２．７ｍｇ、Ｍ_２／Ｍ_１＝６．５ｐｐｍであった。
比較例１
実施例１と同様にして、未洗浄の化学的担持型の光学異性体分離剤を得た。得られた分離剤１００ｇを一般的な洗浄方法により洗浄した。 即ち、室温にてグラスフィルターで濾過し、２．４Ｌのメタノールで洗浄した。
得られた光学異性体分離剤を用いて、酢酸エチルを溶媒として用い、本発明の通液試験を行い、溶出物濃度を求めた。 Ｍ_１は４１６．１５ｇ、Ｍ_２は８５ｍｇ、Ｍ_２／Ｍ_１＝２０４ｐｐｍであった。
比較例２
実施例２と同様にして、未洗浄の化学的担持型の光学異性体分離剤を得た。得られた分離剤１００ｇを一般的な洗浄方法により洗浄した。 即ち、室温にてグラスフィルターで濾過し、２．４Ｌのメタノールで洗浄した。
得られた光学異性体分離剤を用いて、ＴＨＦを溶媒として用い、本発明の通液試験を行い、溶出物濃度を求めた。 Ｍ_１は４１６．２３ｇ、Ｍ_２は２０３ｍｇ、Ｍ_２／Ｍ_１＝４８８ｐｐｍであった。

Claims (9)

1. 担体粒子に化学的に結合担持された多糖誘導体を含有する光学異性体分離剤であり、下記条件にて通液試験により求められる溶出物濃度（質量基準）が２０ｐｐｍ以下である光学異性体分離剤。
   （通液試験）
   （１）スラリー法により、光学異性体分離剤を直径１ｃｍ、長さ２５ｃｍのカラム内に充填する。
   （２）溶媒として、温度を４０℃に設定した多糖誘導体を溶解できる有機溶媒を用い、流速８ｍｌ／ｍｉｎで通液を開始する。
   （３）通液開始１時間後から通液した有機溶媒の採取を開始し、１時間分（４８０ｍｌ）を採取し、質量（Ｍ_１）を秤量する。
   （４）採取液を濃縮乾燥し、残渣質量（Ｍ_２）を秤量し、次式：Ｍ_２／Ｍ_１から溶出物濃度を求める。
2. 多糖誘導体がセルロース誘導体又はアミロース誘導体であり、担体がシリカゲルである、請求項１記載の光学異性体分離剤。
3. 請求項１又は２記載の光学異性体分離剤の製造方法であり、
   未洗浄の光学異性体分離剤を、多糖誘導体を溶解できる有機溶媒で１回又は複数回に分けて洗浄する工程と、乾燥する工程を有する、光学異性体分離剤の製造方法。
4. 有機溶媒の使用量が、光学異性体分離剤中の多糖誘導体１ｇに対して合計で５〜１００ｍｌとなる量である、請求項３記載の光学異性体分離剤の製造方法。
5. 洗浄に用いる有機溶媒が、テトラヒドロフラン、アセトン、酢酸エチル、クロロホルム、メチレンクロライド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドから選ばれるものである、請求項３又は４記載の光学異性体分離剤の製造方法。
6. 請求項１又は２記載の光学異性体分離剤に光学異性体を接触させることを含む光学異性体を分離する方法。
7. 高速液体クロマトグラフィーより分離を行う請求項６記載の方法。
8. 請求項１又は２記載の光学異性体分離剤の光学異性体分離用途。
9. 高速液体クロマトグラフィーに用いる請求項８記載の用途。