JPWO2007129658A1 - 光学異性体分離用充填剤 - Google Patents

光学異性体分離用充填剤 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2007129658A1
JPWO2007129658A1 JP2008514474A JP2008514474A JPWO2007129658A1 JP WO2007129658 A1 JPWO2007129658 A1 JP WO2007129658A1 JP 2008514474 A JP2008514474 A JP 2008514474A JP 2008514474 A JP2008514474 A JP 2008514474A JP WO2007129658 A1 JPWO2007129658 A1 JP WO2007129658A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
derivative
polymer compound
filler
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008514474A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5531287B2 (ja
Inventor
岡本 佳男
佳男 岡本
智代 山本
智代 山本
知幸 井改
知幸 井改
上垣外 正己
正己 上垣外
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagoya University NUC
Daicel Corp
Tokai National Higher Education and Research System NUC
Original Assignee
Nagoya University NUC
Daicel Chemical Industries Ltd
Tokai National Higher Education and Research System NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagoya University NUC, Daicel Chemical Industries Ltd, Tokai National Higher Education and Research System NUC filed Critical Nagoya University NUC
Priority to JP2008514474A priority Critical patent/JP5531287B2/ja
Publication of JPWO2007129658A1 publication Critical patent/JPWO2007129658A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5531287B2 publication Critical patent/JP5531287B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/88Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/281Sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
    • B01J20/29Chiral phases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/281Sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
    • B01J20/286Phases chemically bonded to a substrate, e.g. to silica or to polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268Macromolecular compounds
    • B01J20/3272Polymers obtained by reactions otherwise than involving only carbon to carbon unsaturated bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268Macromolecular compounds
    • B01J20/328Polymers on the carrier being further modified
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/05Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur
    • C08B15/06Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur containing nitrogen, e.g. carbamates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B33/00Preparation of derivatives of amylose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B33/00Preparation of derivatives of amylose
    • C08B33/04Ethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

高分子化合物誘導体の担体への固定化率が高く、光学分離能に優れた光学異性体分離用充填剤であって、水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の一部が一般式(I);A−X−Si(Y)nR3-nで表された化合物で修飾された高分子化合物誘導体が、担体に化学結合により担持されてなることを特徴とする光学異性体分離用充填剤。

Description

本発明は、光学異性体分離用充填剤及び光学異性体分離用充填剤の製造方法に関する。
従来から、クロマトグラフィーによる光学分割は、分析化学、有機化学、医学、薬学など多方面で非常に注目されており、多くのキラル固定相が世界中で報告されている。特に光学活性高分子であるセルロースやアミロースを化学的に修飾したエステル誘導体やカルバメート誘導体等は、キラル固定相として高い光学分割能を有し、これを用いたクロマトグラフィー用充填剤が広く知られている。これらの高分子化合物誘導体を用いたクロマトグラフィー用充填剤は、カラムへの充填率を高め、ハンドリングを容易にし、機械的強度を高める等の目的から、シリカゲル等の担体に担持させた状態で使用されている。
例えば特許文献1には、芳香族環を含むセルロース誘導体をシリカ等の担体に担持させたクロマトグラフィー用の充填剤が記載されている。また、特許文献2には、アミロース等の多糖のカルバメート誘導体をシリカ等の担体に担持させたクロマトグラフィー用充填剤が記載されている。
しかし、上記従来の多糖誘導体等の高分子化合物を用いたクロマトグラフィー用充填剤は、高分子化合物が担体に対して物理的な吸着によって担持されているだけであるため、溶出溶媒の種類によっては高分子化合物がその溶出溶媒に溶解し、使用不能となることもある。
特に、光学異性体の大量分取のためには、分離前の原料を高濃度に溶出溶媒に溶解させる必要があり、そうしたことが可能な溶出溶媒は、一般に多糖誘導体等の高分子化合物の溶解度も大きいため、問題となっていた。
また、多糖誘導体等の高分子化合物の機械的強度も小さいため、特にHPLC用として用いた場合には、その圧力に耐えられないことも問題となっていた。
これらの不具合を防止するため、多糖誘導体等の高分子化合物を担体の表面に化学結合させ、溶出溶媒による高分子化合物の溶出を防ぐとともに、その機械的強度を高めることも試みられている。
例えば特許文献3には、光学活性である高分子化合物をシリカゲルに化学結合させたクロマトグラフィー用充填剤が開示されている。しかしながら、上記特許文献3に記載のクロマトグラフィー用の充填剤では、シリカ等の担体の表面に化学結合したわずかな高分子化合物のみが光学分割に寄与しているに過ぎず、より高い分離能を達成するために改良の余地があった。また、上記特許文献3に記載の充填剤では、高分子化合物とシリカゲルとの結合に多くの工程数を必要とし、充填剤の製造が効率的に実施できなかった。
また、特許文献4では、多糖および担体に重合性基を導入し、これを他の重合性不飽和基を有する化合物の存在下、共重合させることにより担体に化学結合させる方法が記載されている。しかしながら、ラジカル重合に要する反応時間が20時間と長く、また、担体に重合性基を導入する場合には工程が増えるため、充填剤の製造が効率的に実施できず改良の余地があった。
一方、非特許文献1には、光学異性体の分離に用いられるセルロース誘導体が開示され、シリカマトリックス上に該セルロース誘導体を化学的に結合させるためのスペーサーとしてシランカップリング剤を用いる方法が記載されている。しかしながら、かかる方法により得られたセルロース誘導体は、NMRの分析によりシリカ由来のシグナルが観察されておらず、シランカップリング剤がセルロース誘導体に実質的には導入されていないと考えられた。
特開昭60−142930号公報 特開昭60−226831号公報 特開昭60−196663号公報 特開2002−148247号公報 J. Chromatogr.A,1010 (2003)185−194
本発明は、耐溶媒性能、光学異性体の大量分取性能及び機械強度に優れた光学異性体分離用充填剤を提供することを課題とする。また、本発明は、多糖誘導体等の高分子化合物の担体表面への固定化率が高く、光学分離能に優れた光学異性体分離用充填剤を提供することを課題とする。さらに、本発明は、多糖誘導体等の高分子化合物を担体の表面に化学結合させる際の工程数を減じ、充填剤の製造を効率的に実施する方法を提供することを課題とする。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、本発明者は鋭意研究の結果、光学異性体分離用充填剤の原料である高分子化合物を、誘導体化する前に完全に溶解すること、及びケイ素を有する化合物を含む複数の化合物で該高分子化合物を誘導体化する際にその誘導化順序を規定することで、ケイ素を有する化合物を該高分子化合物に効率的かつ制御的に導入できることを見出した。また、ケイ素を有する化合物で誘導体化された上記高分子化合物を担体に担持させた後、特定の条件で反応させることで、該高分子化合物を担体に高い固定化率で化学結合により担持できることを見いだした。
本発明者は、これら知見から本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
(1)水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の一部が下記一般式(I)で表された化合物で修飾された高分子化合物誘導体が、担体に化学結合により担持されてなる光学異性体分離用充填剤。
Figure 2007129658
(式中、Aは水酸基又はアミノ基と反応する反応性基を、Xは炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキレン基または置換基を有しても良いアリーレン基を示し、Yはシラノール基と反応してシロキサン結合を形成する反応性基を示し、Rは、炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキル基または置換基を有しても良いアリール基を示し、nは1〜3の整数を示す。)
(2)上記高分子化合物が、光学活性な有機高分子化合物である、(1)に記載の光学異性体分離用充填剤。
(3)上記光学活性な有機高分子化合物が多糖である、(2)に記載の光学異性体分離用充填剤。
(4)上記多糖がセルロース又はアミロースである、(3)に記載の光学異性体分離用充填剤。
(5)上記一般式(I)で表される化合物が、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルジエトキシメチルシラン、2−イソシアナートエチルトリエトキシシラン、4−イソシアナートフェニルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン又は3−チオシアナートプロピルトリエトキシシランである、(1)〜(4)のいずれかに記載の光学異性体分離用充填剤。
(6)上記一般式(I)で表された化合物の、水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基への導入率が1.0〜35%である、(1)〜(5)のいずれかに記載の光学異性体分離用充填剤。
(7)上記一般式(I)で表された化合物で修飾された水酸基又はアミノ基以外の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部が、更に、光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾されてなる、(1)〜(6)のいずれか一項に記載の光学異性体分離用充填剤。
(8)上記一般式(I)で表された化合物で修飾された水酸基又はアミノ基以外の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部に前記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、ウレタン結合、尿素結合、エステル結合又はエーテル結合を介して導入されてなる、(7)に記載の光学異性体分離用充填剤。
(9)上記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、下記一般式(II)又は(III)で表された原子団を含む化合物である、(7)に記載の光学異性体分離用充填剤。
Figure 2007129658
(式中、R’はヘテロ原子を含んでもよい脂肪族又は芳香族炭化水素基であり、非置換であっても、又は炭素数1〜12のヘテロ原子を含んでもよい炭化水素、シアノ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ及びジ(炭素数1〜8のアルキル)アミノ基からなる群から選ばれた1つ以上の基によって置換されていてもよい。)
(10)上記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、3,5−ジメチルフェニルイソシアナート、3,5−ジクロロフェニルイソシアナート、1−フェニルエチルイソシアナート、又は4−メチルベンゾイルクロリドである、(9)に記載の光学異性体分離用充填剤。
(11)水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の一部が下記一般式(I)で表された化合物で修飾された高分子化合物誘導体を製造する工程と、前記高分子化合物誘導体を担体に化学結合により担持する工程とを含む、光学異性体分離用充填剤の製造方法。
Figure 2007129658
(式中、Aは水酸基又はアミノ基と反応する反応性基を、Xは炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキレン基または置換基を有しても良いアリーレン基を示し、Yはシラノール基と反応してシロキサン結合を形成する反応性基を示し、Rは、炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキル基または置換基を有しても良いアリール基を示し、nは1〜3の整数を示す。)
(12)上記高分子化合物誘導体を製造する工程が、溶解された水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基を、上記一般式(I)で表された化合物以外の化合物で修飾する第1修飾工程と、上記第1修飾工程において、修飾されていない前記高分子化合物の水酸基又はアミノ基を上記一般式(I)で表された化合物で修飾する第2修飾工程とを含む、(11)に記載の光学異性体分離用充填剤の製造方法。
(13)上記高分子化合物誘導体を担体に化学結合により担持する工程は酸性条件下で実施されることを特徴とする、(11)又は(12)に記載の光学異性体分離用充填剤の製造方法。
本発明により、耐溶媒性能、光学異性体の大量分取性能及び機械強度に優れた光学異性体分離用充填剤を提供することが可能となる。また、本発明により、多糖誘導体等の高分子化合物の担体表面への固定化率が高く、光学分離能に優れた光学異性体分離用充填剤を提供することが可能となる。さらに、本発明は、多糖誘導体等の高分子化合物を担体の表面に化学結合させる際の工程数を減じ、充填剤の製造を効率的に実施する方法を提供することが可能となる。
実施例で得られた高分子化合物誘導体(セルロース又はアミロース誘導体)の構造を示す図である。 実施例及び比較例で光学分割される化合物の構造式を示す図である。構造式下部に記載の数値は表1〜4に記載のラセミ体の種類を示す数値に対応する。 実施例1で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース3,5−ジメチルフェニルカルバメート誘導体Bの1H NMRスペクトル(スペクトル1)を示す図である。 実施例2で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース3,5−ジメチルフェニルカルバメート誘導体Dの1H NMRスペクトル(スペクトル2)を示す図である。 実施例3で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース3,5−ジメチルフェニルカルバメート誘導体Fの1H NMRスペクトル(スペクトル3)を示す図である。 実施例5で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するアミロース3,5−ジメチルフェニルカルバメート誘導体Gの1H NMRスペクトル(スペクトル4)を示す図である。 実施例6で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース3,5−ジメチルフェニルカルバメート誘導体Hの1H NMRスペクトル(スペクトル5)を示す図である。 実施例7で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース3,5−ジメチルフェニルカルバメート誘導体Iの1H NMRスペクトル(スペクトル6)を示す図である。 実施例9で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース3,5−ジメチルフェニルカルバメート誘導体Jの1H NMRスペクトル(スペクトル7)を示す図である。 実施例10で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース3,5−ジメチルフェニルカルバメート誘導体Lの1H NMRスペクトル(スペクトル8)を示す図である。 試験例1(1)で得られた、80℃、DMSO−d6におけるシリカL−2の1H NMRスペクトル(スペクトル9)を示す図である。 試験例1(1)で得られた、80℃、DMSO−d6におけるシリカH−2の1H NMRスペクトル(スペクトル10)を示す図である。 試験例1(2)で得られた、80℃、DMSO−d6 におけるシリカゲルの1H NMRスペクトル(スペクトル11)を示す図である。 試験例1(3)で得られた、80℃、DMSO−d6 におけるシリカゲルの1H NMRスペクトル(スペクトル12)を示す図である。 比較例1で得られた、80℃、DMSO−d6における誘導体Mの1H NMRスペクトル(スペクトル13)を示す図である。 実施例11で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース3,5−ジクロロフェニルカルバメート誘導体Nの1H NMRスペクトル(スペクトル14)を示す図である。 実施例12で得られた、80℃、DMSO−d6におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース3,5−ジクロロフェニルカルバメート誘導体Oの1H NMRスペクトル(スペクトル15)を示す図である。 実施例13で得られた、80℃、Pyridine−d5におけるアルコキシシリル基を含有するアミロース(S)−1−フェニルエチルカルバメート誘導体Pの1H NMRスペクトル(スペクトル16)を示す図である。 実施例14で得られた、80℃、Pyridine−d5におけるアルコキシシリル基を含有するアミロース(S)−1−フェニルエチルカルバメート誘導体Qの1H NMRスペクトル(スペクトル17)を示す図である。 実施例15で得られた、55℃、CDCl3におけるアルコキシシリル基を含有するセルロース4−メチルベンゾエート誘導体Rの1H NMRスペクトル(スペクトル18)を示す図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
<1>本発明の光学異性体分離用充填剤(以下、本発明の充填剤ともいう)
本発明の光学異性体分離用充填剤は、水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の一部が下記一般式(I)で表された化合物で修飾された高分子化合物誘導体が、担体に化学結合により担持されていることを特徴とする。
Figure 2007129658
式中、Aは水酸基又はアミノ基と反応する反応性基を、Xは炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキレン基または置換基を有しても良いアリーレン基を示し、Yはシラノール基と反応してシロキサン結合を形成する反応性基を示し、Rは、炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキル基または置換基を有しても良いアリール基を示し、nは1〜3の整数を示す。
本発明において、高分子化合物誘導体とは、水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部が修飾化合物で修飾された高分子化合物を意味する。高分子化合物誘導体の製造に原料として用いられる高分子化合物が多糖である場合には、上記高分子化合物誘導体は多糖誘導体である。
本発明の光学異性体分離用充填剤の製造に用いられる上記高分子化合物としては、光学活性な有機高分子化合物であることが好ましく、多糖であることがより好ましい。上記多糖としては、天然多糖類、合成多糖類及び天然物変性多糖類のいずれも問わず、キラリティーを有するものであれば好ましく用いることができる。そのなかでも結合様式が規則正しいものは、より光学異性体の分離能力を高めることが可能となり、好適である。
上記多糖として、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(プスツラン)、β−1,3−グルカン(カードラン、シゾフィラン)、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、β−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、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等が例示でき、アミロースを含有する澱粉等も含まれる。
この中で、好ましいものは、高純度の多糖を容易に得ることのできるセルロース、アミロース、β−1,4−キトサン、キチン、β−1,4−マンナン、β−1,4−キシラン、イヌリン、カードランなどであり、さらに好ましくは、セルロース、アミロースである。
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。
上記一般式(I)において、Aは水酸基又はアミノ基と反応する反応性基であり、クロロカルボニル基、カルボキシル基、イソシアナート基、グリシジル基又はチオシアナート基等が好ましい。Xは炭素数1〜18の分岐を有しても、ヘテロ原子が導入されていても良いアルキレン基又は置換基を有しても良いアリーレン基であり、炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキレン基が好ましく、特に、プロピレン基、エチレン基、ブチレン基等が好ましい。また、Yは、シラノール基と反応してシロキサン結合を形成する反応性基であり、炭素数1〜12のアルコキシ基、又はハロゲン等であることが好ましく、特にメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等であることが好ましい。Rは、炭素数1〜18の分岐を有していても良いアルキル基または置換基を有していても良いアリール基であり、エチル基、メチル基等であることが好ましい。nは1〜3の整数を示す。
上記一般式(I)で表された化合物としては、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルジエトキシメチルシラン、2−イソシアナートエチルトリエトキシシラン、4−イソシアナートフェニルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン又は3−チオシアナートプロピルトリエトキシシラン等が例示でき、好ましくは3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシランである。
上記高分子化合物誘導体において、上記一般式(I)で表された化合物は上記水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の一部に導入される。
上記一般式(I)で表された化合物の上記水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基への導入位置は、特に限定されない。
また、上記「一部」とは、上記一般式(I)で表わされた化合物の、水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基への導入率として表すことが可能である。該導入率は、1.0〜35%が好ましく、1.5〜20%がより好ましく、2.0〜10%が特に好ましい。この理由については、上記一般式(I)で表された化合物の導入率が1.0%よりも小さいとシリカゲル等の担体へ化学結合にて固定化する場合に、固定化率が低下するために好ましくなく、35%を超えると光学分割能が低下するために好ましくないためである。
また、上記導入率(%)は以下のように定義される。すなわち、本発明の高分子化合物誘導体の製造に用いられる高分子化合物が水酸基のみを有する場合には、該高分子化合物の総水酸基数に対する上記一般式(I)で表された化合物で修飾された水酸基数の比率に100を乗じた数値であり、上記高分子化合物がアミノ基のみを有する場合には総アミノ基数に対する上記一般式(I)で表された化合物で修飾されたアミノ基数の比率に100を乗じた数値であり、上記高分子化合物が水酸基とアミノ基を有する場合には総水酸基数と総アミノ基数の合計に対する上記一般式(I)で表された化合物で修飾された水酸基数とアミノ基数の合計の比率に100を乗じた数値を導入率とする。また、本発明では、上記一般式(I)で表された化合物以外の化合物の導入率についても、上記と同様の定義が適用される。
上記高分子化合物誘導体は、上記一般式(I)で表された化合物で修飾された水酸基又はアミノ基以外の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部が、更に、光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾されていることが好ましい。
上記官能基は、分離対象の光学異性体を含有する試料中の光学異性体に作用する官能基である。光学異性体に対する官能基の作用は、分離対象の光学異性体の種類に応じて官能基の種類が異なるので一概には言えないが、上記高分子化合物誘導体による上記光学異性体の光学分割を行うのに十分な程度の作用であれば特に限定されない。上記官能基としては、置換基を有していても良い芳香族基を含む基や、環状構造を有する脂肪族基等が挙げられる。上記芳香族基は、複素環や縮合環を含むことも可能である。上記芳香族基が有していても良い置換基としては、例えば炭素数8程度までのアルキル基、ハロゲン、アミノ基、アルコキシル基等が挙げられる。上記官能基は、分離対象の上記光学異性体の種類に応じて選択される。
また、光学異性体に作用する官能基を有する化合物は、上記一般式(I)で表された化合物で修飾された水酸基又はアミノ基以外の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部に、水酸基の場合は、ウレタン結合、エステル結合又はエーテル結合を介して、アミノ基の場合は尿素結合、アミド結合を介して導入されていることが好ましい。特に、水酸基はウレタン結合、アミノ基は尿素結合を介して導入されていることが好ましい。従って、上記光学異性体に作用する官能基を有する化合物は光学異性体に作用する官能基以外に、上記高分子化合物の水酸基又はアミノ基と反応し得る官能基をも有する化合物である。上記水酸基又はアミノ基と反応し得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、酸ハライド、アルコール或いはその他反応性を有する化合物であれば、如何なるものでもよい。
尚、上記官能基を有する化合物の導入率や高分子化合物における導入位置は特に限定されず、官能基の種類や高分子化合物の種類等に応じて適宜選択される。
上記高分子化合物誘導体において、上記一般式(I)で表された化合物の導入率と上記官能基を有する化合物の導入率との合計は、90〜100%が好ましく、97〜100%がより好ましく、100%が特に好ましい。
上記記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、下記一般式(II)又は(III)で表された原子団を含む化合物であることが好ましい。
Figure 2007129658
式中、R’はヘテロ原子を含んでもよい脂肪族又は芳香族炭化水素基であり、非置換であっても、又は炭素数1〜12のヘテロ原子を含んでもよい炭化水素、シアノ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ及びジ(炭素数1〜8のアルキル)アミノ基からなる群から選ばれた1つ以上の基によって置換されていてもよい。
上記R’で示される1価の芳香族炭化水素基を例示するならば、フェニル、ナフチル、フェナントリル、アントラシル、インデニル、インダニル、フリル、チオニル、ピリル、ベンゾフリル、ベンズチオニル、インジル、ピリジル、ピリミジル、キノリニル及びイソキノリニル等の基が挙げられる。またR’で示される1価の芳香族炭化水素基の置換基としては、例えば炭素数1〜12のアルキル、炭素数1〜12のアルコキシ、炭素数1〜12のアルキルチオ、シアノ、ハロゲン、炭素数1〜8のアシル、炭素数1〜8のアシルオキシ、ヒドロキシ、炭素数1〜12のアルコキシカルボニル、ニトロ、アミノおよびジ(炭素数1〜8のアルキル)アミノなどの基が挙げられる。また、上記R’で示される脂肪族炭化水素基をとしては、3員環よりも大きな、より好ましくは5員環よりも大きな脂肪族環状化合物又は橋架け構造を有した脂肪族環状化合物が望ましい。その中でも好ましいのは、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、ノルボルニル基またはアダマンチル基等である。上記R’で示されるアラアルキル基としては、1?フェニルエチル基等である。
本発明では、上記一般式(I)で表された化合物で修飾された水酸基以外の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部が、フェニルイソシアナート、トルイルイソシアナート、ナフチルエチルイソシアナート、3,5−ジメチルフェニルイソシアナート、3,5−ジクロロフェニルイソシアナート、4−クロロフェニルイソシアナート、1−フェニルエチルイソシアナート、4−メチルベンゾイルクロリドを含む群から選択される1種以上で修飾されていることが好ましく、3,5−ジメチルフェニルイソシアナート、3,5−ジクロロフェニルイソシアナート、1−フェニルエチルイソシアナート、又は4−メチルベンゾイルクロリドで修飾されていることが特に好ましい。
本発明の光学異性体分離用充填剤は、上記高分子化合物誘導体が担体に化学結合により担持されていることを特徴とする。ここでいう「化学結合により担持されている」とは、担体上に高分子化合物誘導体が化学結合により固定化されていることである。該高分子化合物誘導体の化学結合による固定化は、高分子化合物誘導体と担体との間の化学結合及び高分子化合物誘導体同士の化学結合の少なくとも一方を用いる。
上記担体としては、多孔質有機担体及び多孔質無機担体が挙げられ、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、シリカゲル、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、ジルコニアなどである。また、上記多孔質無機担体の形態としては、粒子状の担体だけでなく、有機無機複合体のように網目状になった無機系担体や、特開2005−17268又は特開2006−150214等に記載の、カラム管に保持され得る円柱状の一体型無機系担体も含まれる。
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1μm〜100μm、好ましくは3μm〜50μm、更に好ましくは3μm〜30μmであり、平均孔径は1nm〜4000nm、好ましくは3nm〜500nm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よい。
<2>本発明の光学異性体分離用充填剤の製造方法
本発明の光学異性体分離用充填剤の製造方法は、水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の一部が上記一般式(I)で表された化合物で修飾された高分子化合物誘導体を製造する工程と、前記高分子化合物誘導体を担体に化学結合により担持する工程とを含む。
<2−1>高分子化合物誘導体を製造する工程
上記高分子化合物誘導体は、以下の工程にて製造することができる。
すなわち、本発明に用いられる高分子化合物誘導体の製造工程は、少なくとも、溶解された水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基を、上記一般式(I)で表された化合物以外の化合物で修飾する第1修飾工程と、上記第1修飾工程において、上記一般式(I)で表された化合物以外の化合物で修飾されていない上記高分子化合物の水酸基又はアミノ基を上記一般式(I)で表された化合物で修飾する第2修飾工程とを含む。
上記第1修飾工程及び第2修飾工程は、第1修飾工程、第2修飾工程の順番に実施することが、上記一般式(I)で表された化合物を、上記高分子化合物に効率的かつ制御的に導入するために好ましい。
尚、上記製造方法では、溶解された水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物を得るために、該高分子化合物の溶解工程を更に含んでも良い。上記溶解工程では、高分子化合物を溶解させるために公知の方法を用いることができ、溶媒等に難溶な高分子化合物を溶解させる場合には、高分子化合物を膨潤する膨潤工程を含むことが好ましい。また、溶解された水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物が市販されている場合には、溶解された水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物を購入して用いても良い。
上記溶解工程で高分子化合物誘導体を溶解させる溶媒としてはアミド系溶媒が好ましく用いられ、N,N−ジメチルアセトアミド/塩化リチウム、N−メチル−2−ピロリドン/塩化リチウム又は1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン/塩化リチウム等の混合溶液が例示でき、N,N−ジメチルアセトアミド/塩化リチウムが特に好ましく用いられる。
上記溶解工程は、窒素雰囲気下で実施することが好ましい。また、上記高分子が多糖である場合、その溶解条件としては、20〜100℃、1〜24時間が例示できるが、当業者であれば用いる高分子化合物によって該条件は適宜調整することができる。
上記第1修飾工程は、溶解された水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基を、少なくとも光学異性体に作用する官能基と水酸基又はアミノ基と反応し得る官能基とを有する化合物(単に官能基を有する化合物ともいう)で修飾する工程である。この修飾は、公知の方法を用いることが可能である。以下の記載に限定されないが、例えば、高分子化合物の水酸基又はアミノ基の60〜100モル%相当量の官能基を有する化合物を用いて、ジメチルアセトアミド/塩化リチウム/ピリジン中、80〜100℃、1〜24時間、窒素雰囲気下で、高分子化合物の水酸基又はアミノ基の修飾を行うことが官能基を有する化合物の導入率を制御する点から好ましい。特に、反応温度と反応時間、官能基を有する化合物の加える量は上記官能基を有する化合物の導入率を調整する上で重要である。
なお、本発明における高分子化合物誘導体における、少なくとも光学異性体に作用する官能基と水酸基又はアミノ基と反応し得る官能基とを有する化合物の導入位置は、特に限定されるものではない。
上記第2修飾工程は、上記第1修飾工程において、官能基を有する化合物で水酸基又はアミノ基が修飾されていない高分子化合物の、未反応の水酸基又はアミノ基を、上記一般式(I)で表された化合物で修飾する工程である。この修飾は、公知の方法を用いることが可能である。以下の記載に限定されないが、例えば、高分子化合物の修飾前の水酸基又はアミノ基の1〜10モル%相当量の上記一般式(I)で表わされる化合物を用いて、ジメチルアセトアミド/塩化リチウム/ピリジン中、80〜100℃、1〜24時間、窒素雰囲気下で修飾を行うことが、上記一般式(I)で表わされる化合物の導入率を制御する点から好ましい。このうち、上記一般式(I)で表わされる化合物の加える量は、上記一般式(I)で表わされる化合物の導入率を制御する点から特に重要である。
なお、上記高分子化合物誘導体における、上記一般式(I)で表わされる化合物の導入位置は、特に限定されるものではない。上記、第2修飾工程終了時に高分子化合物誘導体に未反応の水酸基又はアミノ基が存在する場合は、第1修飾工程で使用した官能基を有する化合物と反応させることが好ましい。
また、本発明に用いられる高分子化合物誘導体の製造方法は、少なくとも、溶解された水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の一部に保護基を導入する保護基導入工程と、該保護基が導入された高分子化合物に残存する水酸基又はアミノ基を、上記一般式(I)で表された化合物以外の化合物で修飾する第1修飾工程と、導入された保護基を脱離させて水酸基を再生させる脱離工程と、再生された該水酸基を上記一般式(I)で表された化合物で修飾する第2修飾工程とを含む方法であってもよい。上記保護基導入工程及び脱離工程を含む製造方法では、高分子化合物の水酸基又はアミノ基の特定の位置を上記一般式(I)で表された化合物で修飾することが可能である。
上記保護基導入工程及び脱離工程を含む製造方法では、保護基導入工程において導入される保護基は、修飾工程において水酸基又はアミノ基を修飾する修飾分子よりも容易に水酸基又はアミノ基から脱離させることが可能な基であれば特に限定されない。保護基を導入するための化合物は、保護や修飾の対象となる水酸基又はアミノ基の反応性や前記化合物の水酸基又はアミノ基に対する反応性に基づいて決定することができ、例えば、トリフェニルメチル基(トリチル基)、ジフェニルメチル基、トシル基、メシル基、トリメチルシリル基、ジメチル(t-ブチル)シリル基等を有する化合物であり、好適には、トリチル基、トリメチルシリル基を有する化合物が用いられる。
上記水酸基又はアミノ基への保護基の導入、修飾する化合物による水酸基又はアミノ基の修飾は、水酸基又はアミノ基と反応させる化合物の種類に応じた公知の適当な反応によって行うことができる。また脱離工程における前記保護基の水酸基又はアミノ基からの脱離は、特に限定されず、例えば酸やアルカリによる加水分解等の公知の方法によって行うことができる。
なお、本発明に用いられる高分子化合物誘導体の製造方法を用いると、第1修飾工程において官能基で修飾されていない高分子化合物誘導体の水酸基又はアミノ基の所定量を、第2修飾工程において上記一般式(I)で表わされた化合物により修飾できる。従って、前記一般式(I)で表された化合物の水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物への導入率は、第2修飾工程において上記一般式(I)で表された化合物の量を調整することで制御が可能である。
本発明に用いられる高分子化合物誘導体において、上記一般式(I)で表された化合物の導入率を求める場合は、1H NMRを用いる以下の2つの方法が好ましく用いられる。反応が完結している場合には、各方法により求めた上記一般式(I)で表された化合物の導入率は一致した値を示す。本発明では下記(2)の方法を用いた。
(1)上記一般式(I)で表された化合物を導入する前の高分子化合物誘導体の元素分析値から、上記一般式(I)で表された化合物以外の化合物の高分子化合物誘導体における導入率を求める。その後、上記一般式(I)で表された化合物を導入した高分子化合物誘導体の上記一般式(I)で表された化合物以外の化合物の官能基のプロトンと、上記一般式(I)で表された化合物のケイ素に直接結合している官能基のプロトンの比から、高分子化合物誘導体におけるシリル基の導入率を算出し、これを高分子化合物誘導体における上記一般式(I)で表された化合物の導入率とする。
(2)修飾工程の終了後、本発明の高分子化合物誘導体の水酸基又はアミノ基が修飾基により完全に修飾されていると仮定して、上記一般式(I)で表された化合物以外の化合物の官能基のプロトンと、上記一般式(I)で表された化合物のケイ素に直接結合している官能基のプロトンの比を求め、高分子化合物誘導体における上記一般式(I)で表された化合物の導入率を計算する。
<2−2>上記高分子化合物誘導体を担体に化学結合により担持する工程
上記高分子化合物誘導体をシリカゲル等の担体に化学結合により担持する工程は、公知の工程を用いることが可能であるが、上記高分子化合物誘導体をシリカゲル等の担体に物理的に吸着させる工程、上記担体上に物理的に吸着した上記高分子化合物誘導体と担体との間の化学結合及び上記高分子化合物誘導体同士の化学結合の少なくとも一方を生じさせる工程を含むことが好ましい。また、担体上に物理的に吸着した高分子化合物誘導体と担体との間の化学結合及び高分子化合物誘導体同士の化学結合の少なくとも一方を生じさせる工程においては、例えば、上記一般式(I)で表わされる化合物の導入率が1〜35%である高分子化合物誘導体とシリカゲル等の担体の質量比が1:2〜1:20であり、pH1〜6の酸性水溶液中、20〜150℃、1分〜24時間で固定化を行うことが固定化率の向上の点から好ましい。このうち、反応pH、反応温度、反応時間は、固定化率の向上の点から特に重要である。
また、本発明の製造方法を用いることで、上記固定化率を99%以上とすることが可能である。上記固定化率とは、高分子化合物誘導体を固定化処理した担体上に存在する高分子化合物誘導体の質量に対する、高分子化合物誘導体が可溶な溶媒で洗浄後に担体上に存在する高分子化合物誘導体の質量の比率に100を乗じた数値であり、熱重量分析から算出することが可能である。該固定化率を制御するためには、上記条件以外にも、例えば、上記一般式(I)で表された化合物の水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基への導入率を上述のように制御しておくことが好ましい。
さらに、高分子化合物誘導体を担体上に固定化後、クロロトリメチルシランやクロロトリエチルシランなどのシランカップリング剤を用いて適切な温度で、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や、高分子化合物誘導体に導入された上記一般式(I)中の未反応のアルコキシ基をトリアルキルシロキシ基に変換することで、光学分割能の低下を抑えることも可能である。このとき、上記シランカップリング剤が、高分子化合物誘導体を担体上に固定化するために十分な量の酸が発生する場合は、上記の酸性条件下での固定化の過程を省略してもよい。
本発明の光学異性体分離用充填剤は、ガスクロマトグラフィー用、電気泳動用、特にキャピラリーエレクトロクロマトグラフィー用(CEC用)、CZE(キャピラリーゾーン電気泳動)法、MEKC(ミセル動電クロマト)法のキャピラリーカラムの充填剤としても使用することができる。
以下に、実施例をあげて、本発明について更に詳細に説明を加えるが、本発明の範囲がかかる実施例にのみ限定されないことはいうまでもない。また、以下の実施例等で使用したセルロースは微結晶セルロースであり、シリカゲルは孔径1000Å、粒子サイズ7μmのものであり、アミノプロピル処理したシリカゲルも上記シリカゲルを表面処理して調製している。
<実施例1>
(1)一部水酸基を残したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させたセルロース10.0 g (61.8 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 300 mlと塩化リチウム 25.0 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、セルロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物にピリジン150 mlと3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 29.4 g (200 mmol) を加え90 °Cで26時間反応させた。反応溶液をメタノールに滴下し、不溶物として回収した後、真空乾燥を行い部分的に置換されたセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体Aを27.9 g得た。下記に記載の分析により、得られた誘導体の水酸基への3,5-ジメチルフェニルイソシアナートの導入率が89.7%であることを確認した。
(2)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させた誘導体A 2.00 g (3.59 mmol)にピリジン 30 mlと3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン1.34 g (5.42 mmol)を加え、80 °Cで72時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体B 2.04 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率が それぞれ89.7%、10.3%であることを確認した(スペクトル1;図3参照)。
(3)上記3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率の測定方法
1H NMRスペクトル (400 MHz、Gemini-2000 (Varian)、DMSO−d6中、80℃)から求めた。シリル基を導入したセルロース誘導体の3,5−ジメチルフェニル基のフェニル基のプロトンと、3−トリエトキシシリルプロピル基のケイ素に直接結合しているメチレンプロトンの比から、高分子化合物誘導体におけるシリル基の導入率を算出し、これを高分子化合物誘導体における3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランの導入率とした。図3に当該誘導体−Bの1H NMRスペクトルを示す。該1H NMRスペクトルから、フェニル基のプロトン由来のシグナルが6.0〜7.0ppm付近に、シリル基に結合したメチレンのプロトン由来のシグナルが0.5ppm付近に出ていることが分かる。従って、該1H NMRの結果から、当該誘導体−Bの3,5−ジメチルフェニルイソシアナートと3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランの導入率がそれぞれ89.7%、10.3%であることが分かる。
(4)シリカゲル担持型充填剤の調製
得られた誘導体B 337 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、アミノプロピル処理したシリカゲル1.35 gに担持しシリカB−1を得た。乾燥したシリカB−1 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Bの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Bが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったが、セルロース誘導体は溶け出してこなかった。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカB−2とした。
(5)カラムへの充填
得られたシリカB−2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−1とした。
カラム−1の理論段数(N)はN=1300を示した。
(6)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラム(約20℃)を用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った(PU-980、日本分光)。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 95 / 5を用いて、流速は0.2 ml/minとし、UV検出器(UV-970、日本分光、254 nm)と旋光検出器(OR-990、日本分光)を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。
なお、光学分割能の評価に用いたHPLC及び検出器等の条件については、特に記載がない場合には、下記の実施例及び比較例においても上記と同じ条件を用いた。カラム−1の光学分割結果を表1に示す。表中の値は容量比k1'と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。
なお、容量比k1'、分離係数αは下式で定義される。以下の実施例及び比較例においても同じ式を用いて容量比及び分離係数を算出した。
Figure 2007129658
Figure 2007129658
Figure 2007129658
<実施例2>
(1)一部水酸基を残したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
上記乾燥させた誘導体A 1.00 g (1.79 mmol)にピリジン 15 mlと3,5-ジメチルフェニルイソシアナート84 mg (0.57 mmol)を加え、80 °Cで12時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い部分的に置換されたセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体Cを1.01 g得た。1H NMRの結果から、得られた誘導体の水酸基への3,5-ジメチルフェニルイソシアナートの導入率が92.7%であることを確認した。
(2)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させた誘導体C 0.75 g (1.31 mmol)にピリジン 15 mlと3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン0.67 g (2.70 mmol)を加え、90 °Cで36時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体D 0.71 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率が それぞれ92.7%、7.3%であることを確認した(スペクトル2;図4参照)。
(3)シリカゲル担持型充填剤の調製
得られた誘導体D 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、アミノプロピル処理したシリカゲル1.40 gに担持しシリカD−1を得た。乾燥したシリカD−1 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Dの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Dが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったが、セルロース誘導体は溶け出してこなかった。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカD−2とした。
(4)カラムへの充填
得られたシリカD−2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−2とした。
カラム−2の理論段数(N)はN=1800を示した。
(5)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−2の光学分割結果を表2に示す。表中の値は容量比k1'と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。
<実施例3>
(1)一部水酸基を残したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させたセルロース 10.0 g (61.8 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 300 mlと塩化リチウム 25.2 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、セルロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物にピリジン150 mlと3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 24.0 g (163 mmol) を加え80 °Cで12時間反応させた。反応溶液をメタノールに滴下し、不溶物として回収した後、真空乾燥を行い部分的に置換されたセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート23.8 gを得た。このように合成したセルロース誘導体 22.1 g にピリジン 350 mlと3,5-ジメチルフェニルイソシアナート4.56 g (31.0 mmol)を加え、80 °Cで18時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い部分的に置換されたセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体Eを22.5 g得た。
(2)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させた誘導体E 1.00 gにピリジン 15 mlと3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン0.43 g (1.72 mmol)を加え、80 °Cで17時間反応させた。その後、3,5-ジメチルフェニルイソシアナート0.25 g (1.70 mmol)を加え、80 °Cで11時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体F 0.98 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率がそれぞれ96.7%、3.3%であることを確認した(スペクトル3;図5参照)。
(3)シリカゲル担持型充填剤の調製
得られた誘導体F 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、アミノプロピル処理したシリカゲル1.40 gに担持しシリカF−1を得た。乾燥したシリカF−1 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Fの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Fが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄したところ、担持したセルロース誘導体のうちの1%が溶出し、固定化率が99%であることが確認された(熱重量分析(SSC-5200、セイコー電子工業)により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカF−2とした。
(4)カラムへの充填
得られたシリカF−2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−3とした。
カラム−3の理論段数(N)はN=1350を示した。
(5)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−3の光学分割結果を表2に示す。
<実施例4>
(1)シリカゲル担持型充填剤の調製
上記誘導体F 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.40 gに担持しシリカF−3を得た。乾燥したシリカF−3 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Fの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Fが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄したところ、担持したセルロース誘導体のうちの2%が溶出し、固定化率が98%であることが確認された(上記熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカF−4とする。
(2)カラムへの充填
得られたシリカF−4を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−4とした。カラム−4の理論段数(N)はN=1500を示した。
(3)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−4の光学分割結果を表2に示す。
Figure 2007129658
<実施例5>
(1)アルコキシシリル基を有するアミロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させたアミロース 1.50 g (9.26 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 45 mlと塩化リチウム 3.00 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、アミロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物にピリジン22.5 mlと3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 3.40 g (23.1 mmol) を加え80 °Cで6時間反応させた後、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン0.25 g (1.0 mmol)を加え、80 °Cで13時間反応させ、さらに3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 3.08 g (20.9 mmol) を加え80 °Cで10時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したアミロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体G 5.34 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率が それぞれ97.0%、3.0%であることを確認した(スペクトル4;図6参照)。
(2)シリカゲル担持型充填剤の調製
得られた誘導体G 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.40 gに担持しシリカG−1を得た。乾燥したシリカG−10.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Gの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Gが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したアミロース誘導体のうちの1%未満が溶出し、固定化率が99%以上であることが確認された(上記熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカG−2とした。
(3)カラムへの充填
得られたシリカG−2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−5とした。カラム−5の理論段数(N)はN=1500を示した。
(4)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−5の光学分割結果を表3に示す。表中の値は容量比k1'と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。
<実施例6>
(1)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させたセルロース 0.50 g (3.09 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 15 mlと塩化リチウム 1.0 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、セルロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物にピリジン7.5 mlと3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 1.13 g (7.69 mmol) を加え80 °Cで6時間反応させた後、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン84 mg (0.34 mmol)を加え、80 °Cで16時間反応させ、さらに3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 1.13 g (7.69 mmol) を加え80 °Cで7時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体H 1.58 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率がそれぞれ97.3%、2.7%であることを確認した(スペクトル5;図7参照)。
(2)シリカゲル担持型充填剤の調製
得られた誘導体H 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.40 gに担持しシリカH−1を得た。乾燥したシリカH−1 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Hの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Hが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したセルロース誘導体のうちの4%が溶出し、固定化率が96%であることが確認された(上記熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカH−2とした。
(3)カラムへの充填
得られたシリカH−2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−6とした。カラム−6の理論段数(N)はN=1700を示した。
(4)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−6の光学分割結果を表3に示す。
<実施例7>
(1)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させたセルロース 0.50 g (3.1 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 15 mlと塩化リチウム 1.0 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、セルロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物にピリジン7.5 mlと3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 1.13 g (7.69 mmol) を加え80 °Cで6時間反応させた後、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン54 mg (0.22 mmol)を加え、80 °Cで16時間反応させ、さらに3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 1.13 g (7.69 mmol) を加え80 °Cで7時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体I 1.69 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率がそれぞれ98.3%、1.7%であることを確認した(スペクトル6;図8参照)。
(2)シリカゲル担持型充填剤の調製
得られた誘導体I 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.40 gに担持しシリカI−1を得た。乾燥したシリカI−1 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Iの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Iが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したセルロース誘導体のうちの9%が溶出し、固定化率が91%であることが確認された(熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカI−2とした。
(3)カラムへの充填
得られたシリカI−2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−7とした。カラム−7の理論段数(N)はN=2100を示した。
(4)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン / 2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−7の光学分割結果を表3に示す。
Figure 2007129658
<実施例8>
(1)シリカゲル固定化型充填剤の調製
上記誘導体I 350 mg をテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、アミノプロピル処理したシリカゲル1.40 gに担持しシリカI−3を得た。乾燥したシリカI−3 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Iの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Iが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したセルロース誘導体のうちの13%が溶出し、固定化率が87%であることが確認された(上記熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカI−4とした。
実施例7と実施例8を比べると、誘導体Iを使用した場合、未処理のシリカゲルを用いても、3-アミノプロピル化したシリカゲルを用いても固定化にほとんど影響しないことがわかる(固定化率はそれぞれ91%と87%)。また、実施例3と実施例4の固定化率を比べると、未処理のシリカゲルと3-アミノプロピル化したシリカゲルにまったく差が見られない。この結果は、固定化がシリカゲル表面のシラノール基にほとんど影響を受けず、多糖誘導体同士の架橋反応で起こっていることを示している。
(2)カラムへの充填
得られたシリカI−4を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−8とした。カラム−8の理論段数(N)はN=2500を示した。
(3)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−8の光学分割結果を表4に示す。表中の値は容量比k1'と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。
<実施例9>
(1)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させたセルロース 1.00 g (6.17 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 30 mlと塩化リチウム 2.0 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、セルロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物にピリジン15 mlと3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 2.30 g (15.6 mmol) を加え80 °Cで6時間反応させた後、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン198 mg (0.80 mmol)を加え、80 °Cで16時間反応させ、さらに3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 2.30 g (15.6 mmol) を加え80 °Cで7時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体J 3.28 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率が それぞれ96.0%、4.0%であることを確認した(スペクトル7;図9参照)。
(2)シリカゲル固定化型充填剤の調製
得られた誘導体J 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.40 gに担持しシリカJ−1を得た。乾燥したシリカJ−1 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Jの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Jが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、THFで洗浄する前後でのシリカゲル上の有機物の割合は、それぞれ18.7%, 18.6%であり、担持したセルロース誘導体のうちの1%が溶出し、固定化率が99%であることが確認された(上記熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカJ−2とした。
(3)カラムへの充填
得られたシリカJ−2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−9とした。カラム−9の理論段数(N)はN=1600を示した。
(4)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−9の光学分割結果を表4に示す。
<実施例10>
(1)6位の一部に水酸基を残したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させたセルロース 10.0 g (61.7 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 300 mlと塩化リチウム 18.1 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、セルロースを均一に溶解させた。得られた溶解物にピリジン150 mlとトリチルクロリド5.20 g (18.7 mmol)を加え80 °Cで24時間反応させた。その後、該反応溶液に3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 37.0 g (252 mmol) を加え80 °Cで24時間反応させた。この反応溶液をメタノールに滴下し、得られた不溶部を1% HCl/メタノール 1000 ml中で24時間攪拌して脱保護を行い、6位を水酸基に戻した。メタノールで洗浄後、真空乾燥を行い、6位の一部に水酸基を残した誘導体K 30.0 g (51.5 mmol)を得た。1H NMRの結果から、得られた誘導体の水酸基への3,5-ジメチルフェニルイソシアナートの導入率が95.3%であることを確認した。
(2)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させた誘導体K 10.0 g(17.2 mmol)にピリジン 100 mlと3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン4.71 g (19.1 mmol)を加え、85 °Cで24時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメート誘導体L 5.18 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率が それぞれ95.3%、4.7%であることを確認した(スペクトル8;図10参照)。
(3)シリカゲル固定化型充填剤の調製
得られた誘導体L 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.40 gに担持しシリカL−1を得た。乾燥したシリカL−1 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Lの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Lが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したセルロース誘導体のうちの1%が溶出し、固定化率が99%であることが確認された(上記熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカL−2とした。
(4)カラムへの充填
得られたシリカL−2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム−10とした。カラム−10の理論段数(N)はN=1700を示した。
(5)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−10の光学分割結果を表4に示す。
Figure 2007129658
<試験例1>
(1)シリカゲル固定化型充填剤の分析
6位に選択的に3-トリエトキシシリルプロピル基を有する誘導体Lを固定したシリカL−2(実施例10)と、2,3,6位に非特異的に3-トリエトキシシリルプロピル基を有する誘導体H(実施例6)を固定したシリカH−2をそれぞれ乳鉢ですりつぶし、細かく粉砕したものを、THFで洗浄した。得られた洗浄液からTHF可溶部を回収し、その1H NMRの測定を行った。シリカL−2をすりつぶしたもののTHF可溶部の1H NMRスペクトルを図11(スペクトル9)に、シリカH−2をすりつぶしたもののTHF可溶部の1H NMRスペクトルを図12(スペクトル10)に示す。それぞれ誘導体L、誘導体Hの溶出が確認でき、スペクトル9では、ケイ素の隣のメチレンプロトンが0.3 〜 0.6 ppmに観測されるのに対し、スペクトル10では、ケイ素の隣のメチレンプロトンが0.1 〜 0.6 ppmに幅広いピークとして観測される。この違いは、3-トリエトキシシリルプロピル基が導入されている位置の違いに起因する。このように、シリカゲル固定化型充填剤の調製に、位置選択的に3-トリエトキシシリルプロピル基を導入した誘導体を使用したものと、そうでないものは容易に区別することが可能である。
(2)シリカゲルの分析
多糖誘導体を担持していない未処理のシリカゲルを用いる以外は実施例1(4)と同様の方法でシリカゲルを処理した。このようにして得られたシリカゲルを乳鉢ですりつぶした粉砕物の1H NMRスペクトルを図13(スペクトル11)に示す。
スペクトル11には0.1 〜 0.6 ppmにはピークが観測されないので、実施例10(1)で観測されたピークはセルロースに導入された3-トリエトキシシリルプロピル基由来のピークであることがわかる。
(3)シリカゲル固定化型充填剤の分析
セルロースの側鎖にビニル基(メタクリロイル基)を導入した誘導体をシリカゲルに担持した後、スチレンとのラジカル共重合によりセルロース誘導体をシリカゲル上に固定化した充填剤(例えば、J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 41, 3703 (2003)参照)を(1)と同様に乳鉢ですりつぶした。細かく粉砕したものを、THFで洗浄し、得られた洗浄液からTHF可溶部を回収し、その1H NMRの測定を行った。THF可溶部の1H NMRスペクトルを図14(スペクトル12)に示す。スペクトル12から誘導体の溶出が確認できるものの、0.1 〜 0.6 ppmにはピークが観測されない。このように、固定化後の充填剤を分析することにより、本願で用いた手法により固定化した充填剤と他の手法で固定化した充填剤は容易に区別することが可能である。
<比較例1>
非特許文献1の手法を追試する目的で以下(1)、(2)の実験を実施した。
(1)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジメチルフェニルカルバメートの合成
乾燥させたセルロース 2.40 g (14.8 mmol)に、脱水ピリジン90 mlを加え、さらに3,5-ジメチルフェニルイソシアナート 9.0 ml (58.5 mmol)と3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン0.9 ml (3.68 mmol)を加え90 °Cで10時間反応させた。
上記反応系はずっと不均一であり、10時間後には粘度の高い溶液となった。この反応溶液をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い誘導体M 6.30 gを得た。しかしながら、該誘導体Mの大半(約62%)はTHFに不溶なゲルであった。該誘導体MのTHF可溶部を1H NMRにより分析したところ、3,5-ジメチルフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率がそれぞれ99.3%、0.7%であることが確認された。すなわち、本方法ではアルコキシシリル基がほとんど導入できなかった(スペクトル13;図15参照)。この結果は、非特許文献1の結果と一致するものである。また、THF可溶部とTHF不溶部を完全に分離することは極めて困難であり、純粋な誘導体を単離することはできなかった。
一般に、フェニル基を有するイソシアナートと、フェニル基を有さないイソシアナートとでは、フェニル基を有するイソシアナートの反応性の方が格段に高いことが知られている。上記非特許文献1に記載の製造方法では、3−(トリエトキシシリル)プロピルイソシアナートとフェニルイソシアナートとを共に反応させているため、多糖の水酸基とフェニル基を有するイソシアナートとが優先的に反応したと考えられる。このことから、上記1H NMRを用いた実験結果において、多糖誘導体における3-トリエトキシシリルプロピル基に由来するシグナルが極めて小さくなったと考えられ、よって、該多糖誘導体には3-トリエトキシシリルプロピル基がほとんど導入されていないと考えられる。
さらに非特許文献1に記載の方法では、原料として用いたセルロースを溶解させる工程を含んでいなかったことも、該セルロース誘導体に3-トリエトキシシリルプロピル基がほとんど導入されなかったことの要因であると考えられる。
(2)塩基性条件下でのシリカゲル固定化型充填剤の調製
誘導体MのTHF可溶部(一部不溶部を含む)550 mgをテトラヒドロフラン12 mlに溶かし、未処理のシリカゲル2.20 gに担持しシリカM−1を得た。乾燥したシリカM−1 700 mgに、脱水トルエン10 mlと脱水ピリジン4 ml、 を加え、窒素雰囲気下、95 °Cで8時間反応して誘導体Mの固定化を行った。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したセルロース誘導体のうちの62%が溶出し、固定化率が38%であることが確認された(上記熱重量分析により確認)。この固定化率は、文献の値より若干大きい。テトラヒドロフランで洗浄したものをシリカM−2とした。
(3)酸性条件下でのシリカゲル固定化型充填剤の調製
シリカM−1 0.65 gをエタノール/水/クロロトリメチルシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110 ℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Mの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Mが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したセルロース誘導体のうちの77%が溶出し、固定化率が23%であることが確認された(上記熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカM−3とした。
上記の結果から、非特許文献1に記載の方法で合成した誘導体Mは、塩基性条件でも、酸性条件でも、シリカゲル上に多糖誘導体を効率的に固定化することができず、これは誘導体Mに3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランがほとんど導入されていないことに帰せられる。
(4)カラムへの充填
得られたシリカM−2、シリカM−3をそれぞれ粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをそれぞれカラム-11、カラム-12とした。カラム−11、カラム−12の理論段数(N)はそれぞれN=2500及びN=2000を示した。
(5)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン/2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−11及びカラム−12の光学分割結果を表5に示す。表中の値は容量比k1'と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。多糖誘導体の固定化率が小さいためにラセミ体がほとんど保持されなかった。
Figure 2007129658
<比較例2>
非特許文献1を参考にして以下のような実験を実施した。
上記誘導体J 500 mgをテトラヒドロフラン12 mlに溶かし、未処理のシリカゲル2.00 gに担持しシリカJ−3を得た。乾燥したシリカJ−3 700 mgに、脱水トルエン10 mlと脱水ピリジン4 mlを加え、窒素雰囲気下、95 °Cで8時間反応して誘導体Jの固定化を行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Jが固定化されたシリカゲル565 mgを得、これをテトラヒドロフランで洗浄したものをシリカJ−4とした。シリカJ−3及びシリカJ−4の熱重量分析の結果から、担持した誘導体の6%しか固定化できていないことが分かった。
また、上記ピリジンの量を0.25、0.125 mlと変えて同様に処理したところ、何れのピリジンの量においても33%しか固定化できなかった。
上述のように、酸性条件下で固定化を行った実施例9では、誘導体Jの99%が固定化可能であることから、ピリジンを使用する固定化法は、本願で示した酸性条件下で固定化を行う方法に比して、誘導体の固定化率が著しく劣り、誘導体の固定化に適した条件ではないことが判明した。
<実施例11>
(1)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジクロロフェニルカルバメートの合成
乾燥させたセルロース 1.50 g (9.26 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 45 mlと塩化リチウム 3.0 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、セルロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物にピリジン22.5 mlと3,5-ジクロロフェニルイソシアナート 4.35 g (23.1 mmol) を加え80 °Cで6時間反応させた後、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン230 mg (0.93 mmol)を加え、80 °Cで16時間反応させ、さらに3,5-ジクロロフェニルイソシアナート 5.22 g (27.8 mmol) を加え80 °Cで7時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 3,5-ジクロロフェニルカルバメート誘導体N 5.84 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジクロロフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率が それぞれ96.7%、3.3%であることを確認した(スペクトル14; 図16参照)。
(2)シリカゲル固定化型充填剤の調製
得られた誘導体N 400 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.60 gに担持しシリカN-1を得た。乾燥したシリカN-1 0.65 gを、エタノール / 水 / トリメチルクロロシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Nの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Nが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したセルロース誘導体の溶出はなく、固定化率がほぼ100%であることが確認された(熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカN-2とした。
(3)カラムへの充填
得られたシリカN-2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム-13とした。カラム-13の理論段数(N)はN=1200を示した。
(4)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン / 2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−13の光学分割結果を表6に示す。
表中の値は容量比k1'と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。
<実施例12>
(1)アルコキシシリル基を有するセルロース 3,5-ジクロロフェニルカルバメートの合成
乾燥させたセルロース 1.50 g (9.26 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 45 mlと塩化リチウム 3.0 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、セルロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物にピリジン22.5 mlと3,5-ジクロロフェニルイソシアナート 4.35 g (23.1 mmol) を加え80 °Cで6時間反応させた後、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン160 mg (0.65 mmol)を加え、80 °Cで16時間反応させ、さらに3,5-ジクロロフェニルイソシアナート 5.52 g (29.4 mmol) を加え80 °Cで8時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 3,5-ジクロロフェニルカルバメート誘導体O 5.30 gを得た。1H NMRの結果から、3,5-ジクロロフェニルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率が それぞれ98.0%、2.0%であることを確認した(スペクトル15; 図17参照)。
(2)シリカゲル固定化型充填剤の調製
得られた誘導体O 400 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.60 gに担持しシリカO-1を得た。乾燥したシリカO-1 0.65 gを、エタノール / 水 / トリメチルクロロシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Oの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Oが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したセルロース誘導体のうちの5%が溶出し、固定化率が95%であることが確認された(熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカO-2とした。
(3)カラムへの充填
得られたシリカO-2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム-14とした。カラム-14の理論段数(N)はN=2800を示した。
(4)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン / 2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−14の光学分割結果を表6に示す。
Figure 2007129658
<実施例13>
(1)アルコキシシリル基を有するアミロース (S)-1-フェニルエチルカルバメートの合成
乾燥させたアミロース 0.50 g (3.09 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 15 mlと塩化リチウム 1.0 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、アミロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物に、ピリジン7.5 mlと(S)-1-フェニルエチルイソシアナート 1.16 g (7.85 mmol) を加え80 °Cで12時間反応させた後、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン68 mg (0.28 mmol)を加え、80 °Cで16時間反応させ、さらに(S)-1-フェニルエチルイソシアナート 1.36 g (9.26 mmol)を加え80 °Cで42時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したアミロース (S)-1-フェニルエチルカルバメート誘導体P 1.69 gを得た。1H NMRの結果から、(S)-1-フェニルエチルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率が、それぞれ98.0%、2.0%であることを確認した(スペクトル16; 図18参照)。
(2)シリカゲル固定化型充填剤の調製
得られた誘導体P 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.40 gに担持しシリカP-1を得た。乾燥したシリカP-1 0.65 gを、エタノール / 水 / トリメチルクロロシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Pの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Pが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したアミロース誘導体のうちの1%が溶出し、固定化率が99%であることが確認された(熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカP-2とした。
(3)カラムへの充填
得られたシリカP-2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム-15とした。カラム-15の理論段数(N)はN=1300を示した。
(4)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン / 2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−15の光学分割結果を表7に示す。
表中の値は容量比k1'と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。
<実施例14>
(1)アルコキシシリル基を有するアミロース (S)-1-フェニルエチルカルバメートの合成
乾燥させたアミロース 0.50 g (3.09 mmol)に脱水N,N-ジメチルアセトアミド 15 mlと塩化リチウム 1.0 gを加え、膨潤させた後、撹拌し、アミロースを均一に溶解させた。
得られた溶解物に、ピリジン7.5 mlと(S)-1-フェニルエチルイソシアナート 1.16 g (7.85 mmol) を加え80 °Cで12時間反応させた後、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン42 mg (0.17 mmol)を加え、80 °Cで16時間反応させ、さらに(S)-1-フェニルエチルイソシアナート 1.36 g (9.26 mmol)を加え80 °Cで42時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したアミロース (S)-1-フェニルエチルカルバメート誘導体Q 1.78 gを得た。1H NMRの結果から、(S)-1-フェニルエチルイソシアナートとアルコキシシリル基の導入率が、それぞれ98.7%、 1.3%であることを確認した(スペクトル17; 図19参照)。
(2)シリカゲル固定化型充填剤の調製
得られた誘導体Q 350 mgをテトラヒドロフラン8 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.40 gに担持しシリカQ-1を得た。乾燥したシリカQ-1 0.65 gを、エタノール / 水 / トリメチルクロロシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Qの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Qが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをテトラヒドロフランで洗浄を行ったところ、担持したアミロース誘導体のうちの5%が溶出し、固定化率が95%であることが確認された(熱重量分析により確認)。テトラヒドロフランで洗浄後のシリカゲルをシリカQ-2とした。
(3)カラムへの充填
得られたシリカQ-2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム-16とした。カラム-16の理論段数(N)はN=2300を示した。
(4)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン / 2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−16の光学分割結果を表7に示す。
Figure 2007129658
<実施例15>
(1)一部水酸基を残したセルロース 4-メチルベンゾエートの合成
乾燥させたセルロース 1.00 g (6.17 mmol)に、ピリジン20 mlと4-メチルベンゾイルクロリド 3.04 g (19.7 mmol) を加え80 °Cで6時間反応させた。反応溶液をメタノールに滴下し、不溶物として回収した後、真空乾燥を行い部分的に置換されたセルロース 4-メチルベンゾエート誘導体R'を2.87 g得た。1H NMRの結果から、得られた誘導体の水酸基への4-メチルベンゾイルクロリドの導入率が98.7%であることを確認した。
(2)アルコキシシリル基を有するセルロース 4-メチルベンゾエートの合成
乾燥させた誘導体R' 2.00 g (3.92 mmol) にピリジン 20 mlと3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン1.98 g (8.02 mmol)を加え、80 °Cで48時間反応させた。ピリジン可溶部をメタノール中に滴下し、不溶部として回収した後、真空乾燥を行い、アルコキシシリル基を導入したセルロース 4-メチルベンゾエート誘導体R 0.41 gを得た。1H NMRの結果から、4-メチルベンゾイルクロリドとアルコキシシリル基の導入率が、それぞれ98.7%、1.3%であることを確認した(スペクトル18; 図20参照)。
(3)シリカゲル固定化型充填剤の調製
得られた誘導体R 300 mgをクロロホルム3 mlに溶かし、未処理のシリカゲル1.20 gに担持しシリカR-1を得た。乾燥したシリカR-1 0.65 gを、エタノール / 水 / トリメチルクロロシラン (6 ml/ 1.5 ml / 0.1 ml)に分散し、110℃のオイルバスで沸騰させながら10分間反応を行い、シリカゲル上への誘導体Rの固定化と、シリカゲル上に存在する残存シラノール基や誘導体に存在する未反応のエトキシシリル基のトリメチルシリル基での保護を同時に行った。得られた固定化物をメタノールで洗浄、真空乾燥して、誘導体Rが固定化されたシリカゲルを得た。得られたシリカゲルをクロロホルムで洗浄を行ったところ、担持したセルロース誘導体のうちの13%が溶出し、固定化率が87%であることが確認された(熱重量分析により確認)。クロロホルムで洗浄後のシリカゲルをシリカR-2とした。
(4)カラムへの充填
得られたシリカR-2を粒径分別した後、長さ25 cm、内径0.2 cmのステンレス-スチール製のカラムにスラリー法により充填した。得られたカラムをカラム-17とした。カラム-17の理論段数(N)はN=1900を示した。
(5)光学分割能の評価
上記の操作で得られたカラムを用いて、図2に示す10種のラセミ体の光学分割を行った。溶離液にはヘキサン / 2-プロパノール = 90 / 10を用いて、流速は0.1 ml/minとし、UV検出器と旋光検出器を用いてピークの検出、同定を行った。なお、理論段数Nはベンゼンのピークから、また溶離液がカラムを素通りする時間t0は1,3,5-トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間から求めた。カラム−17の光学分割結果を表8に示す。
表中の値は容量比k1'と分離係数αで、かっこの中の符号は先に溶出したエナンチオマーの旋光性である。
Figure 2007129658
産業上の利用の可能性
本発明により、耐溶媒性能、光学異性体の大量分取性能及び機械強度に優れた光学異性体分離用充填剤を提供することが可能となる。また、本発明により、多糖誘導体等の高分子化合物の担体表面への固定化率が高く、光学分離能に優れた光学異性体分離用充填剤を提供することが可能となる。さらに、本発明は、多糖誘導体等の高分子化合物を担体の表面に化学結合させる際の工程数を減じ、充填剤の製造を効率的に実施する方法を提供することが可能となる。

Claims (13)

  1. 水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の一部が下記一般式(I)で表された化合物で修飾された高分子化合物誘導体が、担体に化学結合により担持されてなる光学異性体分離用充填剤。
    Figure 2007129658
    (式中、Aは水酸基又はアミノ基と反応する反応性基を、Xは炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキレン基または置換基を有しても良いアリーレン基を示し、Yはシラノール基と反応してシロキサン結合を形成する反応性基を示し、Rは、炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキル基または置換基を有しても良いアリール基を示し、nは1〜3の整数を示す。)
  2. 前記高分子化合物が、光学活性な有機高分子化合物である、請求項1に記載の光学異性体分離用充填剤。
  3. 前記光学活性な有機高分子化合物が多糖である、請求項2に記載の光学異性体分離用充填剤。
  4. 前記多糖がセルロース又はアミロースである、請求項3に記載の光学異性体分離用充填剤。
  5. 前記一般式(I)で表される化合物が、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルジエトキシメチルシラン、2−イソシアナートエチルトリエトキシシラン、4−イソシアナートフェニルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン又は3−チオシアナートプロピルトリエトキシシランである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学異性体分離用充填剤。
  6. 前記一般式(I)で表された化合物の、水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基への導入率が1.0〜35%である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学異性体分離用充填剤。
  7. 前記一般式(I)で表された化合物で修飾された水酸基又はアミノ基以外の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部が、更に、光学異性体に作用する官能基を有する化合物で修飾されてなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学異性体分離用充填剤。
  8. 前記一般式(I)で表された化合物で修飾された水酸基又はアミノ基以外の水酸基又はアミノ基の少なくとも一部に前記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、ウレタン結合、尿素結合、エステル結合又はエーテル結合を介して導入されてなる、請求項7に記載の光学異性体分離用充填剤。
  9. 前記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、下記一般式(II)又は(III)で表された原子団を含む化合物である、請求項7に記載の光学異性体分離用充填剤。
    Figure 2007129658

    (式中、R’はヘテロ原子を含んでもよい脂肪族又は芳香族炭化水素基であり、非置換であっても、又は炭素数1〜12のヘテロ原子を含んでもよい炭化水素、シアノ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ及びジ(炭素数1〜8のアルキル)アミノ基からなる群から選ばれた1つ以上の基によって置換されていてもよい。)
  10. 前記光学異性体に作用する官能基を有する化合物が、3,5−ジメチルフェニルイソシアナート、3,5−ジクロロフェニルイソシアナート、1−フェニルエチルイソシアナート、又は4−メチルベンゾイルクロリドである、請求項9に記載の光学異性体分離用充填剤。
  11. 水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基の一部が下記一般式(I)で表された化合物で修飾された高分子化合物誘導体を製造する工程と、前記高分子化合物誘導体を担体に化学結合により担持する工程とを含む、光学異性体分離用充填剤の製造方法。
    Figure 2007129658
    (式中、Aは水酸基又はアミノ基と反応する反応性基を、Xは炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキレン基または置換基を有しても良いアリーレン基を示し、Yはシラノール基と反応してシロキサン結合を形成する反応性基を示し、Rは、炭素数1〜18の分岐を有しても良いアルキル基または置換基を有しても良いアリール基を示し、nは1〜3の整数を示す。)
  12. 前記高分子化合物誘導体を製造する工程が、
    溶解された水酸基又はアミノ基を有する高分子化合物の水酸基又はアミノ基を、前記一般式(I)で表された化合物以外の化合物で修飾する第1修飾工程と、
    前記第1修飾工程において、修飾されていない前記高分子化合物の水酸基又はアミノ基を前記一般式(I)で表された化合物で修飾する第2修飾工程とを含む、請求項11に記載の光学異性体分離用充填剤の製造方法。
  13. 前記高分子化合物誘導体を担体に化学結合により担持する工程は酸性条件下で実施されることを特徴とする、請求項11又は12に記載の光学異性体分離用充填剤の製造方法。
JP2008514474A 2006-05-09 2007-05-02 光学異性体分離用充填剤 Active JP5531287B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008514474A JP5531287B2 (ja) 2006-05-09 2007-05-02 光学異性体分離用充填剤

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006130401 2006-05-09
JP2006130401 2006-05-09
JP2008514474A JP5531287B2 (ja) 2006-05-09 2007-05-02 光学異性体分離用充填剤
PCT/JP2007/059371 WO2007129658A1 (ja) 2006-05-09 2007-05-02 光学異性体分離用充填剤

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2007129658A1 true JPWO2007129658A1 (ja) 2009-09-17
JP5531287B2 JP5531287B2 (ja) 2014-06-25

Family

ID=38667767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008514474A Active JP5531287B2 (ja) 2006-05-09 2007-05-02 光学異性体分離用充填剤

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8124712B2 (ja)
EP (1) EP2028487B1 (ja)
JP (1) JP5531287B2 (ja)
KR (1) KR20090029202A (ja)
CN (1) CN101484801B (ja)
WO (1) WO2007129658A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8053543B2 (en) * 2006-05-09 2011-11-08 National University Corporation Nagoya University Filler for optical isomer separation
EP2060588B1 (en) * 2006-09-04 2014-08-06 Daicel Corporation Polysaccharide derivative and separating agent for optical isomer containing the same
EP2113769A4 (en) * 2007-02-23 2013-06-26 Daicel Chem OPTICAL ISOMER SEPARATION LOAD
CN102311504B (zh) * 2010-07-09 2017-05-10 株式会社大赛璐 多糖衍生物及其制备方法以及分离剂
EP2682408A1 (en) 2012-07-05 2014-01-08 Huntsman International Llc Derivatized Polysaccharide
US20180085734A1 (en) * 2016-09-23 2018-03-29 Daicel Corporation Separating agent for optical isomers
JP7336783B2 (ja) * 2019-03-29 2023-09-01 日本製紙株式会社 カルボキシル基含有変性セルロース繊維、その乾燥固形物及びその製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60142930A (ja) 1983-12-28 1985-07-29 Daicel Chem Ind Ltd 分離剤
JPS60196663A (ja) 1984-03-19 1985-10-05 Daicel Chem Ind Ltd 分離剤
JPS60226831A (ja) 1984-04-02 1985-11-12 Daicel Chem Ind Ltd 分離剤
US5811532A (en) * 1997-06-30 1998-09-22 Uop Llc Covalently bound, polysaccharide-based chiral stationary phases
JP2002148247A (ja) 2000-11-09 2002-05-22 Nagoya Industrial Science Research Inst 光学異性体用分離剤及びその製造方法
JP2002241317A (ja) 2001-02-20 2002-08-28 Hirotaka Ihara 光学活性認識剤、それを用いた光学分割カラム充填剤および光学分割方法
JP2002323483A (ja) 2001-04-27 2002-11-08 Daicel Chem Ind Ltd 新規な光学異性体分離用カラム、その製造方法及びそれを用いた分離方法
JP2004163110A (ja) 2002-11-08 2004-06-10 Univ Nagoya 光学異性体用分離剤及びその製造方法
CN100391593C (zh) * 2003-04-24 2008-06-04 大赛璐化学工业株式会社 光学异构体用分离剂
JP2005017268A (ja) * 2003-05-30 2005-01-20 Daicel Chem Ind Ltd 光学異性体用分離剤、その製造方法、及び光学異性体用分離カラム
JP4515812B2 (ja) 2004-04-28 2010-08-04 ダイセル化学工業株式会社 光学異性体用分離剤
JP2006150214A (ja) 2004-11-29 2006-06-15 Daicel Chem Ind Ltd 光学異性体用分離剤及び光学異性体用分離カラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP5531287B2 (ja) 2014-06-25
EP2028487B1 (en) 2014-01-01
WO2007129658A1 (ja) 2007-11-15
CN101484801B (zh) 2013-05-29
EP2028487A4 (en) 2009-12-23
US20120165516A1 (en) 2012-06-28
CN101484801A (zh) 2009-07-15
US20090105440A1 (en) 2009-04-23
KR20090029202A (ko) 2009-03-20
US8124712B2 (en) 2012-02-28
EP2028487A1 (en) 2009-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0238044B1 (en) Alkyl-substituted phenylcarbamate derivative of polysaccaride
JP5531287B2 (ja) 光学異性体分離用充填剤
JP3190206B2 (ja) 光学異性体用分離剤およびその製造法
JP5531288B2 (ja) 光学異性体用分離剤
JP5540368B2 (ja) 光学異性体分離用充填剤
JP5106524B2 (ja) 光学異性体分離用充填剤
JPH0813844B2 (ja) 多糖のアルキル置換フエニルカルバメ−ト誘導体
JP4294028B2 (ja) 光学異性体用分離剤
JPWO2002030853A1 (ja) 光学異性体分離用充填剤及びそれを用いた光学異性体の分離方法
KR20090049092A (ko) 다당 유도체 및 그것을 함유하는 광학 이성체용 분리제
JP2751004B2 (ja) 新規多糖誘導体,その製造法及びその用途
JPH0442371B2 (ja)
JPH01203402A (ja) 多糖類カルバメート誘導体
JPH0475893B2 (ja)
WO2003091185A1 (fr) Agent de separation pour isomere optique et procede de preparation associe
JP3746315B2 (ja) 分離剤
EP1865313B1 (en) Optical-isomer-separating agent
JP3100737B2 (ja) 分離剤
JPH10249191A (ja) 分離剤
JP2013164294A (ja) 多糖誘導体及びそれを含有する光学異性体分離用充填剤

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100506

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120828

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130312

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130507

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20131105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140203

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140328

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5531287

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350