KR20070104377A - 신규한 유기실란, 그것과 공유 결합된 기재, 합성 방법 및용도 - Google Patents

신규한 유기실란, 그것과 공유 결합된 기재, 합성 방법 및용도 Download PDF

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KR20070104377A
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다이오넥스 코포레이션
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Abstract

본 발명은 신규한 규소 화합물, 상기 신규한 규소 화합물의 제조 방법, 기재에 결합된 상기 신규한 규소 화합물을 포함하는 조성물, 상기 신규한 규소 화합물을 기재에 결합시키는 방법, 및 상기 조성물을 각종 크로마토그래피 분야에 이용하는 방법을 제공한다.
규소 화합물, 크로마토그래피, 분리, 칼럼, 충전물, 공유 결합

Description

신규한 유기실란, 그것과 공유 결합된 기재, 합성 방법 및 용도 {NEW ORGANOSILANES AND SUBSTRATES COVALENTLY BONDED WITH SAME AND METHODS FOR SYNTHESIS AND USE}
본 발명은, 신규한 규소 화합물, 상기 신규한 규소 화합물의 제조 방법, 기재에 결합된 상기 신규한 규소 화합물을 포함하는 조성물, 상기 신규한 규소 화합물을 기재에 결합시키는 방법, 및 상기 조성물을 각종 크로마토그래피 분야에 이용하는 방법에 관한 것이다.
종래의 역상 실리카 칼럼(예컨대, ODS)은 크로마토그래피에 의한 분리에서 범용 고정상으로서 널리 이용된다 (Neue, "HPLC Columns - Theory, Technology, and Practice," WILEY-VCH, New York, 1997, 183-203). 그러나, 높은 수성을 가지는 환경(highly aqueous environment)에서의 "상 붕괴(phase collapse)"(즉, 수분 이탈(dewetting)), 이온성 화합물의 머무름 시간 저조, 및 염기성 분석물의 피크 테일링(peak tailing)을 유발하는 잔류 실란올의 활성을 포함하는 몇 가지 문제점으로 인해, 종래의 역상 실리카 칼럼을 해당 용도로서 이용하는 데 있어서 제약이 있다.
극성-매입상(polar-embedded phase)을 사용하면, 염기성 분석물의 피크 형태 가 개선되고, 높은 수성을 가지는 환경에서 역상 HPLC 칼럼을 작동시킬 수 있다 (O'Gara 등, LC-GC 2001, 19(6):632-641). 통상적으로 사용되는 극성 기를 예시하면, 아미드, 요소, 에테르 및 카르바메이트를 들 수 있다. 일반적으로, 극성-매입상을 사용하는 경우에는 통용되는 역상을 사용하는 경우에 비해, 염기성 분석물의 피크 형태가 우수하고, 높은 수성을 가지는 환경과의 상용성(compatibility)이 보다 크다. 아울러, 극성 매입상은 경우에 따라서, 종래의 C-18 충전물에 의해 나타나는 선택도와 실질적으로 다른 선택도를 가진다.
계면활성제는 각종 소비용품, 산업용, 농업용 및 약용 제품의 주요 성분이다. 계면활성제에는 종래의 크로마토그래피로는 분리하기 어려운 혼합물이 존재하기 때문에, 분석이 용이하지 않다. 종래에는 역상 칼럼(예를 들면, C18, C8, 시아노, 페닐 등), 정상 칼럼, 이온 교환 칼럼 및 크기 배제 칼럼상에서 액체 크로마토그래피에 의해 계면활성제를 분석해 왔다 (Schmitt, "Analysis of Surfactants," 2nd edition, Marcel Dekker, Inc, New York, 2001, 197-292). C18 칼럼은 특히 음이온성 계면활성제에 대한 적절한 분리성, 피크 효능 및 비대칭성(asymmetry)을 제공한다. 그러나, 실리카계 역상 칼럼에 비(非)유도화 실란올이 존재하는 경우에는 양이온성 계면활성제를 적절한 분리가 억제되기도 한다. 예를 들면, C18 역상 칼럼으로는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)계 계면활성제 각각의 올리고머를 분리할 수 없다. 또한, 높은 수성을 가지는 이동상을 이용함으로써 유발되는 "수분 이탈" 때문에, 종래의 고밀도 C18 칼럼은 고친수성 하이드로토프(hydrotope) (예를 들면, 소 듐 나프탈렌 설포네이트 및 자일렌 설포네이트)의 분석에 적절하지 않다. 각종 HPLC 칼럼들은 상이한 여러 조건 하에 다양한 계면활성제를 분석하기에는 적절하지만, 질량 분석이 가능한 휘발성의 간단한 이동상을 이용하여, 1회의 수행으로 양이온성, 비이온성 및 음이온성 계면활성제를 분리하기 위해서는 하나의 칼럼을 이용해서는 가능하지 않다.
이에 따라, 소수성 작용기와 극성 작용기를 둘 다 가지는 신규한 실란 화합물, 이러한 신규한 실란 화합물로 관능화된 기재, 및 관능화된 이들 신규 기재의, 양이온성, 비이온성 및 음이온성 계면활성제를 동시에 분해하기 위한 용도를 제공해야 할 필요가 있다.
본 발명에 따르면, 소수성 및 극성 작용기를 가지는 신규한 종류의 실란 화합물, 상기 신규한 실란 화합물로 관능화된 기재, 및 양이온성, 비이온성 및 음이온성 계면활성제를 동시에 분리하기 위한, 상기 관능화된 신규한 기재의 용도를 제공함으로써, 전술한 요건 및 그 외 요건을 충족시킨다.
본 발명의 일면으로서, 본 발명은 하기 식 (I)로 표시되는 화합물, 상기 화합물의 염, 용매화물(solvate) 또는 수화물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00001
상기 식 (I)의 화합물은 하나 이상의 활성화된 실릴기(예컨대, Si(OMe)3, -SiMe(OMe)2, -SiMe2(OMe), -Si(OEt)3, -SiMe(OEt)2, -SiMe2(OEt), -SiMe2NMe2, -SiCl3 등), 하나 이상의 극성 기(예컨대, 아미드, 설폰아미드, 카르바메이트, 요소, 에스테르 등), 및 상기 극성 기에 결합된 쇼트 헤드 사슬(short head chain)(예컨대, (C1-C6) 알킬)을 가진다.
본 발명의 다른 면으로서, 본 발명은 하기 구조식 (II)의 화합물, 상기 화합물의 염, 용매화물 또는 수화물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00002
상기 식에서,
R1, R2 및 R3는 독립적으로, 알킬, 알콕시, 알콕시카르보닐, 알킬설포닐옥시, 아미노, 아릴, 아릴옥시카르보닐, 아릴설포닐옥시, 할로(halo) 또는 하이드록실이고, 선택적으로 하나 이상의 R12기로 치환되며, R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 알킬, 아릴 또는 하이드록실이 아니고;
L1은 알킬디일, 헤테로알킬디일, 아릴디일 또는 헤테로아릴디일이고;
Y는 -C(O)N(R4)(R5), -N(R4)C(O)R7, -N(R4)S(O2)R7, -S(O)2N(R4)(R5), -OC(O)R7, -OC(O)N(R4)(R5), -N(R4)C(O)OR7, -N(R4)C(O)N(R5)(R6) 또는 -N(R4)S(O2)N(R5)(R6)이고;
R4, R5 및 R6은 독립적으로, 수소, 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C1-C6) 알킬, 또는 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C5-C7) 아릴이고;
R7은 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C1-C6) 알킬, 또는 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C5-C7)이고;
R14는 (C1-C6) 알킬이되;
R4, R5 또는 R6 중 하나는 수소가 아님.
본 발명의 다른 면으로서, 본 발명은, 기재에 공유 결합된 상기 식 (II)의 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 역상 크로마토그래피 매질에서 사용하기에 적절한 유통형 상(flow-through bed)에 존재한다.
본 발명의 다른 면으로서, 본 발명은, 기재에 공유 결합된 상기 구조식 (II)의 화합물, 및 상기 기재에 공유 결합된 하기 구조식 (IV)의 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00003
상기 식에서,
R8, R9 및 R10은 독립적으로, 알킬, 알콕시, 알콕시카르보닐, 알킬설포닐옥시, 아미노 아릴, 아릴옥시카르보닐, 아릴옥시, 아릴설포닐옥시, 할로 또는 하이드록실이고, 선택적으로 서로 동일 또는 상이한 하나 이상의 R14기로 치환되며, R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 알킬, 아릴 또는 하이드록실이 아니고;
R15는 (C1-C6) 알킬이고;
L2는 알킬디일, 헤테로알킬디일, 아릴디일 또는 헤테로아릴디일이고;
W는 이온화 가능한 기임.
본 발명의 다른 면에 따르면, 본 발명은 크로마토그래프 방법을 제공한다. 수성 액체는 분리 매질의 상을 통해 유동하고, 여기서, 상기 분리 매질의 상은, 기재에 공유 결합된 상기 식 (II)의 화합물을 포함하는 조성물; 또는 기재에 공유 결합된 상기 식 (II)의 화합물, 및 상기 기재에 공유 결합된 상기 식 (IV)의 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다.
본 발명의 다른 면에 따르면, 본 발명은, 액체 샘플 내의 분석물을 크로마토그래피에 의해 분리하는 방법을 제공한다. 상기 액체 샘플은 매질을 통해 유동하며, 상기 매질은 기재에 공유 결합된 상기 식 (II)의 화합물을 포함하는 조성물; 또는 기재에 공유 결합된 상기 구조식 (II)의 화합물, 및 상기 기재에 공유 결합된 상기 구조식 (IV)의 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 면에 따르면, 본 발명은, 액체 샘플 내의 무기 분석물과 유기 분석물을 동시에 분석하는 방법을 제공한다. 상기 액체 샘플은 매질을 통해 유동하며, 상기 매질은 기재에 공유 결합된 상기 식 (II)의 화합물을 포함하는 조성물; 또는 상기 구조식 (II)의 화합물, 및 기재에 공유 결합된 상기 구조식 (IV)의 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다.
1. 용어의 정의
"알킬" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "알킬"이란, 모체(parent)가 되는 알칸, 알켄, 또는 알킨(alkyne)의 하나의 탄소 원자로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유래된, 포화 또는 불포화된, 분지형, 직쇄형 또는 환형의 1가 탄화수소 라디칼을 의미한다. 통상적인 알킬기를 예시하면, 메틸; 에타닐(ethanyl), 에테닐(ethenyl), 에티닐(ethynyl)과 같은 에틸; 프로필, 예컨대 프로판-1-일, 프로판-2-일, 사이클로프로판-1-일, 프로프-1-엔-1-일, 프로프-1-엔-2-일, 프로프-2-엔-1-일(알릴), 사이클로프로프-1-엔-1-일; 사이클로프로프-2-엔-1-일, 프로프-1-인(yn)-1-일, 프로프-2-인-1-일 등; 부탄-1-일, 부탄-2-일, 2-메틸-프로판-1-일, 2-메틸-프로판-2-일, 사이클로부탄-1-일, 부트(but)-1-엔-1-일, 부트-1-엔-2-일, 2-메틸-프로프-1-엔-1-일, 부트-2-엔-1-일, 부트-2-엔-2-일, 부타-1,3-디엔-1-일, 부타-1,3-디엔-2-일, 사이클로부트-1-엔-1-일, 사이클로부트-1-엔-3-일, 사이클로부타-1,3-디엔-1-일, 부트-1-인-1-일, 부트-1-인-3-일, 부트-3-인-1-일 등과 같은 부틸 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다.
특히, 용어 "알킬"은 임의의 정도 또는 수준의 포화도(saturation)를 가지는 기, 즉, 탄소-탄소 단일 결합만을 가지는 기, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 기, 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 가지는 기, 및 탄소-탄소 단일, 이중 및 삼중 결합의 혼합물을 가지는 기를 포함하는 것으로 여겨진다. 알킬이 특정 수준의 포화도를 가지는 기를 나타내는 경우, "알카닐", 알케닐" 및 "알키닐(alkynyl)"로 표시한다. 일 구현예로서, 알킬기는 1 내지 20개의 탄소 원자를 포함한다. 다른 구현예로서, 알킬기는 1 내지 10개의 탄소 원자를 포함한다.
"알카닐" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "알카닐"이란, 모체 알칸의 하나의 탄소 원자로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유래되며, 포화된, 분지형, 직쇄형 또는 환형 알킬 라디칼을 의미한다. 통상적인 알카닐기를 예시하면, 메타닐; 에타닐; 프로판-1-일, 프로판-2-일(이소프로필), 사이클로프로판-1-일 등과 같은 프로파닐; 부탄-1-일, 부탄-2-일(sec-부틸), 2-메틸-프로판-1-일(이소부틸), 2-메틸-프로판-2-일(t-부틸), 사이클로부탄-1-일 등과 같은 부타닐 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다.
"알케닐" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "알케닐"이란, 모체 알켄의 하나의 탄소 원자로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유래된, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 가지는, 불포화된, 분지형, 직쇄형 또는 환형의 알킬 라디칼을 의미한다. 상기 알케닐기는 이중 결합(들) 주위에서 시스(cis) 또는 트랜스(trans) 형태를 가질 수 있다. 통상적인 알케닐기를 예시하면, 에테닐(ethenyl); 프로프-1-엔-1-일, 프로프-1-엔-2-일, 프로프-2-엔-1-일(알릴), 프로프-2-엔-2-일, 사이클로프로프-1-엔-1-일, 사이클로프로프-2-엔-1-일과 같은 프로페닐; 부트-1-엔-1-일, 부트-1-엔-2-일, 2-메틸-프로프-1-엔-1-일, 부트-2-엔-1-일, 부트-2-엔-1-일, 부트-2-엔-2-일, 부타-1,3-디엔-1-일, 부타-1,3-디엔-2-일, 사이클로부트-1-엔-1-일, 사이클로부트-1-엔-3-일, 사이클로부타-1,3-디엔-1-일 등과 같은 부테닐 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다.
"알키닐" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "알키닐"이란, 모체 알킨의 하나의 탄소 원자로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유래된, 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 가지는, 불포화된, 분지형, 직쇄형 또는 환형의 알킬 라디칼을 의미한다. 통상적인 알키닐기를 예시하면, 에티닐(ethynyl); 프로프-1-인-1-일, 프로프-2-인-1-일 등과 같은 프로피닐(propynyl); 부트-1-인-1-일, 부트-1-인-3-일, 부트-3-인-1-일 등과 같은 부티닐 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다.
"알킬디일" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "알킬디일"이란, 모체가 되는 알칸, 알켄 또는 알킨의 서로 다른 2개의 탄소 원자 각각으로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써, 또는 모체가 되는 알칸, 알켄 또는 알킨의 하나의 탄소 원자로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써 유래된, 포화 또는 불포화된, 분지형, 직쇄형 또는 환형의 2가 탄화수소기를 의미한다. 2개의 1가 라디칼 센터, 또는 각각의 원자가의 상기 2가 라디칼 센터는 서로 동일하거나 상이한 원자와 함께 결합을 형성할 수 있다. 통상적인 알킬디일기를 예시하면, 메탄디일; 에탄-1,1-디일, 에탄-1,2-디일, 에텐-1,1-디일, 에텐-1,2-디일과 같은 에틸디일; 프로판-1,1-디일, 프로판-1,2-디일, 프로판-2,2-디일, 프로판-1,3-디일, 사이클로프로판-1,1-디일, 사이클로프로판-1,2-디일, 프로프-1-엔-1,1-디일, 프로프-1-엔-1,2-디일, 프로프-2-엔-1,2-디일, 프로프-1-엔-1,3-디일, 사이클로프로프-1-엔-1,2-디일, 사이클로프로프-2-엔-1,2-디일, 사이클로프로프-2-엔-1,1-디일, 프로프-1-인-1,3-디일 등과 같은 프로필디일; 부탄-1,1-디일, 부탄-l,2-디일, 부탄-1,3-디일, 부탄-1,4-디일, 부탄-2,2-디일, 2-메틸-프로판-1,1-디일, 2-메틸-프로판-1,2-디일, 사이클로부탄-1,1-디일; 사이클로부탄-1,2-디일, 사이클로부탄-1,3-디일, 부트-1-엔-1,1-디일, 부트-1-엔-1,2-디일, 부트-1-엔-1,3-디일, 부트-1-엔-1,4-디일, 2-메틸-프로프-1-엔-1,1-디일, 2-메타닐리덴-프로판-1,1-디일, 부타-1,3-디엔-1,1-디일, 부타-1,3-디엔-1,2-디일, 부타-1,3-디엔-1,3-디일, 부타-1,3-디엔-1,4-디일, 사이클로부트-1-엔-1,2-디일, 사이클로부트-1-엔-1,3-디일, 사이클로부트-2-엔-1,2-디일, 사이클로부타-1,3-디엔-1,2-디일, 사이클로부타-1,3-디엔-1,3-디일, 부트-1-인-1,3-디일, 부트-1-인-1,4-디일, 부타-1,3-디인-1,4-디일 등과 같은 부틸디일 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다. 알킬디일이 특정 수준의 포화도를 가지는 기를 나타내는 경우에는 알카닐디일, 알케닐디일 및/또는 알키닐디일이란 명칭을 사용한다. 일 구현예로서, 알킬디일기는 (C1-C20) 알킬디일이다. 다른 구현예로서, 알킬디일기는 (C1-C10) 알킬디일이다. 또 다른 구현예로서, 알킬디일기는, 상기 라디칼 센터들이 말단의 탄소에 위치하는, 포화된 비(非)환형 알카닐디일기이고, 이러한 알킬디일기를 예시하면, 메탄디일(메타노); 에탄-1,2-디일(에타노); 프로판-1,3-디일(프로파노); 부탄-1,4-디일(부타노) 등을 들 수 있다 (이하에 정의하는 바와 같이, "알킬레노"라 칭할 수도 있음).
"알킬레노" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "알킬레노"란, 직쇄형 모체 알칸, 알켄 또는 알킨의 2개의 말단 탄소 원자 각각으로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유래된, 말단의 1가 라디칼 센터 2개를 가지는 직쇄형 알킬디일기를 의미한다. 통상적인 알킬레노기를 예시하면, 메타노(methano); 에타노(ethano), 에테노(etheno), 에티노(ethyno)와 같은 에틸레노(ethyleno); 프로파노, 프로프[1]에노, 프로파[1,2]디에노, 프로프[1]이노 등과 같은 프로필레노; 부타노, 부트[1]에노, 부트[2]에노, 부타[1,3]디에노, 부트[1]이노, 부트[2]이노, 부트[1,3]디이노 등과 같은 부틸레노 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다. 알킬레노가 특정 수준의 포화도를 가지는 경우에는 알카노, 알케노 및/또는 알키노(alkyno)라고 명명한다. 일 구현예로서, 알킬레노기는 (C1-C20) 알킬레노이다. 다른 구현예로서, 알킬레노기는 (C1-C10) 알킬레노이다. 또 다른 구현예로서, 알킬레노기는 직쇄형의 포화 알카노기이며, 그 예를 들면, 메타노, 에타노, 프로파노, 부타노 등을 들 수 있다.
"알킬설포닐옥시" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "알킬설포닐옥시"란, 라디칼 -OS(O)2R30 (여기서, R30은, 본 명세서에 기재된 바와 동일하게 정의되는 알킬 또는 사이클로알킬기를 나타냄)을 의미한다.
"알콕시" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "알콕시"란, 라디칼 -OR31 (여기서, R31은, 본 명세서에 기재된 바와 동일하게 정의되는 알킬 또는 사이클로알킬기를 나타냄)을 의미한다. 알콕시의 대표적인 예로서는, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 사이클로헥실옥시 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다.
"알콕시카르보닐" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "알콕시카르보닐"이란, 라디칼 -C(O)OR32 (여기서, R32는, 본 명세서에 기재된 바와 동일하게 정의되는 알킬 또는 사이클로알킬기를 나타냄)를 의미한다.
"아릴" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "아릴"이란, 모체 방향족 고리 시스템의 하나의 탄소 원자로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유래된, 1가의 방향족 탄화수소 라디칼을 의미한다. 통상적인 아릴기를 예시하면, 아세안트릴렌(aceanthrylene),아세나프틸렌(acenaphthylene),아세페난트릴렌(acephenanthrylene), 안트라센(anthracene), 아줄렌(azulene), 벤젠, 크라이센(chrysene), 코로넨(coronene), 플루오란텐(fluoranthene), 플루오렌, 헥사센(hexacene), 헥사펜(hexaphene), 헥살렌(hexalene), as-인다센, s-인다센, 인단, 인덴, 나프탈렌, 옥타센, 옥타펜, 옥탈렌, 오발렌(ovalene), 펜타-2,4-디엔, 펜타센, 펜탈렌, 펜타펜, 페릴렌(perylene), 페날렌(phenalene), 페난트렌(phenanthrene), 피센(picene), 플레이아덴(pleiadene), 파이렌(pyrene), 파이란트렌(pyranthrene), 루비센(rubicene), 트리페닐렌, 트리나프탈렌 등으로부터 유래된 기를 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다. 일 구현예로서, 아릴기는 5 내지 20개의 탄소 원자를 포함한다. 다른 구현예로서, 아릴기는 5 내지 12개의 탄소 원자를 포함한다.
"아릴디일" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "아릴디일"이란, 모체 방향족 시스템의 서로 다른 2개의 탄소 원자 각각으로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써, 또는 모체 방향족 고리 시스템의 하나의 탄소 원자로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써 유래된, 2가의 탄화수소 라디칼을 의미한다. 2개의 1가 라디칼 센터, 또는 각각의 원자가의 상기 2가 센터는 서로 동일 또는 상이한 원자(들)와 함께 결합을 형성할 수 있다. 통상적인 아릴디일기를 예시하면, 아세안트릴렌, 아세나프틸렌, 아세페난트릴렌, 안트라센, 아줄렌, 벤젠, 크라이센, 코로넨, 플루오란텐, 플루오렌, 헥사센, 헥사펜, 헥살렌, as-인다센, s-인다센, 인단, 인덴, 나프탈렌, 옥타센, 옥타펜, 옥탈렌, 오발렌, 펜타-2,4-디엔, 펜타센, 펜탈렌, 펜타펜, 페릴렌, 페날렌, 페난트렌, 피센, 플레이아덴, 파이렌, 파이란트렌, 루비센, 트리페닐렌, 트리나프탈렌 등으로부터 유래된 기를 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다. 일 구현예로서, 아릴디일기는 5 내지 20개의 탄소 원자를 포함한다. 다른 구현예로서, 아릴디일기는 5 내지 12개의 탄소 원자를 포함한다.
"아릴옥시카르보닐" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "아릴옥시카르보닐"이란, 라디칼 -C(O)OR33 (여기서, R33은 본 명세서에 기재된 바와 동일하게 정의되는 아릴기를 나타냄)을 의미한다.
"아릴설포닐옥시" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "아릴설포닐옥시"란, 라디칼 -OS(O)2R35 (여기서, R35는 본 명세서에 기재된 바와 동일하게 정의되는 알킬 또는 사이클로알킬기를 나타냄)를 의미한다.
"사이클로알킬" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "사이클로알킬"이란, 포화 또는 불포화된 환형 알킬 라디칼을 의미한다. 사이클로알킬이 특정 수준의 포화도를 가지는 경우에는 "사이클로알카닐" 또는 "사이클로알케닐"이라는 명명한다. 통상적인 사이클로알킬기를 예시하면, 사이클로프로판, 사이클로부탄, 사이클로펜탄, 사이클로헥산 등으로부터 유래된 기를 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다. 일 구현예로서, 사이클로알킬기는 (C3-C10) 사이클로알킬이다. 다른 구현예로서, 사이클로알킬기는 (C3-C7) 사이클로알킬이다.
"헤테로알킬, 헤테로알카닐, 헤테로알케닐, 헤테로알키닐, 헤테로알킬디일 및 헤테로알킬레노" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "헤테로알킬, 헤테로알카닐, 헤테로알케닐, 헤테로알키닐, 헤테로알킬디일 및 헤테로알킬레노"란, 하나 이상의 탄소 원자(및 상기 탄소 원자에 결합된 임의의 수소 원자)가 각각 독립적으로, 서로 동일하거나 상이한 헤테로원자기(heteroatomic group)로 대체된, 각각의 알킬, 알카닐, 알케닐, 알키닐, 알킬디일 및 알킬레노기를 의미한다. 이들 기에 포함될 수 있는 통상적인 헤테로원자기를 예시하면, -O-, -S-, -O-O-, -S-S-, -O-S-, -NR35R36-, =N-N=, -N=N-, -N=N-NR37R38, -PR39-, -P(O)2-, -POR40-, -0-P(O)2-, -SO-, -SO2-, -SnR41R42- (여기서, R35, R36, R37, R38, R39, R40, R41 및 R42는 독립적으로, 수소, 알킬, 치환된 알킬, 아릴, 치환된 아릴, 아릴알킬, 치환된 아릴알킬, 사이클로알킬, 치환된 사이클로알킬, 사이클로헤테로알킬, 치환된 사이클로헤테로알킬, 헤테로알킬, 치환된 헤테로알킬, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 헤테로아릴알킬 또는 치환된 헤테로아릴알킬임) 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다.
"헤테로아릴" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "헤테로아릴"이란, 모체 헤테로방향족 고리 시스템의 하나의 원자로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유래된, 1가의 헤테로방향족 라디칼(heteroaromatic radical)을 의미한다. 통상적인 헤테로아릴기를 예시하면, 아크리딘(acridine), 아르신돌(arsindole), 카르바졸(carbazole), β-카르볼린(β-carboline), 크로만(chromane), 크로멘(chromene), 신놀린(cinnoline), 퓨란(furan), 이미다졸(imidazole), 인다졸(indazole), 인돌, 인돌린, 인돌리진(indolizine), 이소벤조퓨란(isobenzofuran), 이소크로멘, 이소인돌, 이소인돌린, 이소퀴놀린, 이소티아졸(isothiazole), 이속사졸(isoxazole), 나프타이리딘(naphthyridine), 옥사디아졸(oxadiazole), 옥사졸(oxazole), 페리미딘(perimidine), 페난트리딘(phenanthridine), 페난트롤린(phenanthroline), 페나진(phenazine), 프탈라진(phthalazine), 프테리딘(pteridine), 퓨린(purine), 피란(pyran), 피라진(pyrazine), 피라졸(pyrazole), 피리다진(pyridazine), 피리딘(pyridine), 피리미딘(pyrimidine), 피롤(pyrrole), 피롤리진(pyrrolizine), 퀴나졸린(quinazoline), 퀴놀린(quinoline), 퀴놀리진(quinolizine), 퀴녹살린(quinoxaline), 테트라졸(tetrazole), 티아디아졸(thiadiazole), 티아졸(thiazole), 티오펜(thiophene), 트리아졸(triazole), 잔텐(xanthene) 등으로부터 유래된 기를 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다. 일 구현예로서, 헤테로아릴기는 5∼20개의 원자를 가지는 헤테로아릴이다. 다른 구현예로서, 헤테로아릴기는 5∼10개의 원자를 가지는 헤테로아릴이다. 또 다른 구현예로서, 헤테로아릴기는 티오펜, 피롤, 벤조티오펜, 벤조퓨란, 인돌, 피리딘, 퀴놀린, 이미다졸, 옥사졸 및 피라진으로부터 유래된 기이다.
"헤테로아릴디일" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "헤테로아릴디일"이란, 모체 헤테로방향족 시스템의 서로 다른 2개의 탄소 원자 각각으로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써, 또는 모체 방향족 고리 시스템의 하나의 탄소 원자로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써 유래된, 2가의 라디칼을 의미한다. 상기 2개의 1가 라디칼 센터, 또는 각각의 원자가의 2가 센터는 서로 동일 또는 상이한 원자(들)과 함께 결합을 형성할 수 있다. 통상적인 헤테로아릴디일기를 예시하면, 아크리딘, 아르신돌, 카르바졸, β-카르볼린, 크로만, 크로멘, 신놀린, 퓨란, 이미다졸, 인다졸, 인돌, 인돌린, 인돌리진, 이소벤조퓨란, 이소크로멘, 이소인돌, 이소인돌린, 이소퀴놀린, 이소티아졸, 이속사졸, 나프타이리딘, 옥사디아졸, 옥사졸, 페리미딘, 페난트리딘, 페난트롤린, 페나진, 프탈라진, 프테리딘, 퓨린, 피란, 피라진, 피라졸, 피리다진, 피리딘, 피리미딘, 피롤, 피롤리진, 퀴나졸린, 퀴놀린, 퀴놀리진, 퀴녹살린, 테트라졸, 티아디아졸, 티아졸, 티오펜, 트리아졸, 잔텐 등으로부터 유래된 기를 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다. 일 구현예로서, 헤테로아릴디일기는 5 내지 20개의 탄소 원자를 포함한다. 다른 구현예로서, 헤테로아릴디일기는 5 내지 12개의 탄소 원자를 포함한다.
"모체 방향족 고리 시스템" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "모체 방향족 고리 시스템"이란, 공액 π 전자 시스템을 가지는 불포화된, 환형 또는 다환형(polycyclic) 고리 시스템을 의미한다. "모체 방향족 고리 시스템"의 정의에는 특히, 하나 이상의 고리가 방향족이며, 하나 이상의 고리가 포화 또는 불포화된, 예컨대, 플루오렌, 인단, 인덴, 페날렌과 같은 융합 고리 시스템(fused ring system)이 포함된다. 통상적인 모체 방향족 고리 시스템을 예시하면, 아세안트릴렌, 아세나프틸렌, 아세페난트릴렌, 안트라센, 아줄렌, 벤젠, 크라이센, 코로넨, 플루오란텐, 플루오렌, 헥사센, 헥사펜, 헥살렌, as-인다센, s-인다센, 인단, 인덴, 나프탈렌, 옥타센, 옥타펜, 옥탈렌, 오발렌, 펜타-2,4-디엔, 펜타센, 펜탈렌, 펜타펜, 페릴렌, 페날렌, 페난트렌, 피센, 플레이아덴, 파이렌, 파이란트렌, 루비센, 트리페닐렌, 트리나프탈렌 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다.
"모체 헤테로방향족 고리 시스템" 자체, 또는 다른 치환체의 일부로서의 "모체 헤테로방향족 고리 시스템"이란, 하나 이상의 탄소 원자(또는 상기 탄소 원자에 결합된 수소 원자)가 독립적으로, 서로 동일하거나 상이한 헤테로원자로 대체된, 모체 방향족 고리 시스템을 의미한다. 상기 탄소 원자를 대체하는 통상적인 헤테로원자를 예시하면, N, P, O, S, Si 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다. "모체 헤테로방향족 고리 시스템"의 정의에는 특히, 하나 이상의 고리가 방향족이며, 하나 이상의 고리가 포화 또는 불포화된, 예컨대, 아르신돌, 벤조디옥산, 벤조퓨란, 크로만, 크로멘, 인돌, 인돌린, 잔텐 등과 같은 융합 고리 시스템이 포함된다. 통상적인 모체 헤테로방향족 고리 시스템을 예시하면, 아르신돌, 카르바졸, β-카르볼린, 크로만, 크로멘, 신놀린, 퓨란, 이미다졸, 인다졸, 인돌, 인돌린, 인돌리진, 이소벤조퓨란, 이소크로멘, 이소인돌, 이소인돌린, 이소퀴놀린, 이소티아졸, 이속사졸, 나프타이리딘, 옥사디아졸, 옥사졸, 페리미딘, 페난트리딘, 페난트롤린, 페나진, 프탈라진, 프테리딘, 퓨린, 피란, 피라진, 피라졸, 피리다진, 피리딘, 피리미딘, 피롤, 피롤리진, 퀴나졸린, 퀴놀린, 퀴놀리진, 퀴녹살린, 테트라졸, 티아디아졸, 티아졸, 티오펜, 트리아졸, 잔텐 등을 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다.
"치환된" 기란, 하나 이상의 수소 원자가 독립적으로, 서로 동일하거나 상이한 치환체(들)로 치환된 기를 의미한다. 통상적인 치환체를 예시하면, -M, -R60, -O-, =0, -OR60, -SR60, -S-, =S, -NR60R61, =NR60, -CF3, -CN, -OCN, -SCN, -NO, -NO2, =N2, -N3, -S(O)2O-, -S(O)2OH, -S(O)2R60, -OS(O2)O-, -OS(O)2R60, -P(O)(O-)2, -P(O)(OR60)(O-), -OP(O)(OR60)(OR61), -C(O)R60, -C(S)R60, -C(O)OR60, -C(O)NR60R61, -C(O)O-, -C(S)OR60, -NR62C(O)NR60R61, -NR62C(S)NR60R61, -NR62C(NR63)NR60R61 및 -C(NR62)NR60R61 (여기서, M은 독립적으로 할로겐이고; R60, R61, R62 및 R63은 독립적으로, 수소, 알킬, 치환된 알킬, 알콕시, 치환된 알콕시, 사이클로알킬, 치환된 사이클로알킬, 사이클로헤테로알킬, 치환된 사이클로헤테로알킬, 아릴, 치환된 아릴, 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴이거나, 또는 선택적으로 R60 및 R61은, R60 및 R61가 결합되어 있는 질소 원자와 함께, 사이클로헤테로알킬 또는 치환된 사이클로헤테로알킬 고리를 형성하고; R64 및 R65는 독립적으로, 수소, 알킬, 치환된 알킬, 아릴, 사이클로알킬, 치환된 사이클로알킬, 사이클로헤테로알킬, 치환된 사이클로헤테로알킬, 아릴, 치환된 아릴, 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴이거나, 또는 선택적으로 R64 및 R65는, R64 및 R65가 결합되어 있는 질소 원자와 함께, 사이클로헤테로알킬 또는 치환된 사이클로헤테로알킬 고리를 형성한다. 상기 치환체로서 바람직한 것을 예시하면, -M, -R60, =0, -OR60, -SR60, -S-, =S, -NR60R61, =NR60, -CF3, -CN, -OCN, -SCN, -NO, -NO2, =N2, -N3, -S(O)2R60, -OS(O2)O-, -OS(O)2R60, -P(O)(O-)2, -P(O)(OR60)(O-), -OP(O)(OR60)(OR61), -C(O)R60, -C(S)R60, -C(O)OR60, -C(O)NR60R61, -C(O)O-, -NR62C(O)NR60R61을 들 수 있고, 더욱 바람직한 치환체를 예시하면, -M, -R60, =0, -OR60, -SR60, -NR60R61, -CF3, -CN, -NO2, -S(O)2R60, -P(O)(OR60)(O-), -OP(O)(OR60)(OR61), -C(O)R60, -C(O)OR60, -C(O)NR60R61, -C(O)O-를 들 수 있고, 가장 바람직한 체환체를 예시하면, -M, -R60, =0, -OR60, -SR60, -NR60R61, -CF3, -CN, -NO2, -S(O)2R60, -OP(O)(OR60)(OR61), -C(O)R60, -C(O)OR60, -C(O)O-를 들 수 있고, 여기서, R60, R61 및 R62는 위에서와 동일하게 정의된다.
2. 유기실란 및 그것의 기재
본 발명은, 소수성 작용기 및 이온성 작용기를 모두 가지는 신규한 실란 화합물을 제공한다. 본 발명의 신규한 실란 화합물의 한쪽 말단에는 실릴기가 존재하며, 이 실릴기는 기재에 공유 결합될 수 있다. 상기 신규한 실란 화합물의 다른 쪽 말단에는 쇼트 헤드 사슬(예컨대, (C1-C6) 알킬)이 존재한다. 상기 실릴기와 상기 쇼트 헤드 사슬은 극성 기에 결합된 링커(linker)를 통해 연결되어 있다. 상기 링커는 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 또는 헤테로알킬기일 수 있으며, 상기 극성 기는 아미드, 카르바메이트, 요소, 설폰아미드 등일 수 있다.
본 발명의 일면으로서, 본 발명은, 하기 식 (I)로 표시되는 화합물, 상기 화합물의 염, 용매화물 또는 수화물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00004
.
상기 식 (I)의 화합물은 하나 이상의 활성화된 실릴기, 극성 기에 결합된 링커에 의해 연결된 헤드 사슬을 가진다.
"활성화된 실릴기"란, 기재의 표면과 반응하여, 상기 표면과 공유 결합을 형성할 수 있는 규소 모이어티를 칭한다. 예를 들면, 활성화된 실릴기는, 표면에 Si-OH기를 포함하는 실리카 기재의 표면과 반응하여, 상기 식 (I)의 화합물과 상기 기재 사이에 실록산 결합을 형성할 수 있다. 활성화된 실릴기를 예시하면, -Si(OMe)3, -SiMe(OMe)2, -SiMe2(OMe), -Si(OEt)3, -SiMe(OEt)2, -SiMe2(OEt), -SiMe2NMe2 및 -SiCl3를 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지는 않는다. "링커"란, 알킬기, 헤테로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 칭한다. "극성 기"란, 아미드, 설폰아미드, 카르바메이트, 요소, 에스테르 등을 칭한다. 식 (I)의 화합물에서의 링커는 상기 활성화된 실릴기와 상기 극성 기 사이의 스페이서(spacer)로서 작용한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 구조식 (II)의 화합물, 상기 화합물의 염, 용매화물 또는 수화물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00005
구조식 (II)에서,
R1, R2 및 R3는 독립적으로, 알킬, 알콕시, 알콕시카르보닐, 알킬설포닐옥시, 아미노, 아릴, 아릴옥시카르보닐, 아릴설포닐옥시, 할로 또는 하이드록실이고, 선택적으로 하나 이상의 R14기로 치환되며, R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 알킬, 아릴 또는 하이드록실이 아니고;
L1은 알킬디일, 헤테로알킬디일, 아릴디일 또는 헤테로아릴디일이고;
Y는 -C(O)N(R4)(R5), -N(R4)C(O)R7, -N(R4)S(O2)R7, -S(O)2N(R4)(R5), -OC(O)R7, -OC(O)N(R4)(R5), -N(R4)C(O)OR7, -N(R4)C(O)N(R5)(R6) 또는 -N(R4)S(O2)N(R5)(R6)이고;
R4, R5 및 R6은 독립적으로, 수소, 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C1-C6) 알킬, 또는 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C5-C7) 아릴이고;
R7은 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C1-C6) 알킬, 또는 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C5-C7)이고;
R14는 (C1-C6) 알킬이되;
R4, R5 또는 R6 중 하나는 수소가 아님.
본 발명의 일 구현예에 따르면, R1, R2 및 R3은 독립적으로, 알킬, 알콕시, 또는 할로이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R1, R2 및 R3은 알콕시이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, R1, R2 및 R3은 알킬 또는 알콕시이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R1, R2 및 R3은 에톡시 또는 메틸이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, L1은 알킬디일이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, L1은 알카닐디일이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, L1은 알킬레노이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, L1은 (C6-C20) 알카닐레노이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, L1은 (C8-C15) 알카닐레노이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, L1은 (C10-C11) 알카닐레노이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, R4, R5 및 R6은 독립적으로, 수소, 알킬 또는 아릴이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R4, R5 및 R6은 독립적으로, 알킬 또는 아릴이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, R4, R5 및 R6은 독립적으로, 메틸 또는 페닐이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R4, R5 및 R6은 메틸이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, R1, R2 및 R3은 독립적으로, 알킬, 알콕시 또는 할로이고, L1은 알킬디일이며, R4, R5 및 R6은 독립적으로, 수소, 알킬 또는 아릴이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R1, R2 및 R3은 알킬 또는 알콕시이고, L1은 (C8-C15) 알카닐레노이며, R4, R5 및 R6은 독립적으로, 알킬 또는 아릴이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, R1, R2 및 R3은 에톡시 또는 메틸이고, L1은 (C10-C11) 알카닐레노이며, R4, R5 및 R6은 독립적으로, 메틸 또는 페닐이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, R4, R5 및 R6은 메틸이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R5는 페닐이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 식 (II)의 화합물은 하기 구조식을 가진다:
Figure 112007055554577-PCT00006
Figure 112007055554577-PCT00007
Figure 112007055554577-PCT00008
Figure 112007055554577-PCT00009
또는
Figure 112007055554577-PCT00010
.
전술한 화합물의 합성 방법을 예시하면, 하기 반응 도식 1∼4에 도시된 합성 방법 들 수 있다. 본 명세서에 기재된 화합물을 제조하기에 적절한 출발 물질로서는 시판품을 이용하거나, 또는 공지된 합성 방법에 따라 제조할 수도 있다. 동 기술분야의 당업자라면, 본 명세서에 기재된 화합물의 다른 합성 방법을 쉽게 이해할 수 있다. 그러므로, 반응 도식 1∼4에 도시된 합성 방법은 이해를 위한 것이라기보다는 도식적인 것이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 10-운데세노일 클로라이드(10)를 디메틸아민(11)과 반응시켜, 아미드(12)를 얻는다. 그런 다음, 백금 촉매의 존재하에, 아미드(12)를 실란(13)으로 하이드로실릴화(hydrosilylation)하여, 화합물(1)을 얻는다.
도 2를 참조하여 설명하면, 메틸아민(15)으로 처리 시, 운데실렌산 알데하이드(14)의 이민이 생성된다. 이민(16)을 소듐 보로하이드라이드(17)로 환원시켜, 아민(18)을 얻고, 아민(18)을 백금 촉매의 존재하에 실란(13)으로 하이드로실릴화함으로써, 모노-메틸화 아민(19)이 얻어진다. 아민(19)을 각각의 아세틸 클로라이드(20), 벤젠설포닐 클로라이드(21), 에틸 클로로포르메이트(22), N,N-디메틸카르바밀 클로라이드(23), 또는 N,N-디메틸설파모일 클로라이드(24)와 반응시켜, 각각 규소 화합물 3, 4, 5, 6 및 7을 제조할 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하면, 백금 촉매의 존재하에 10-운데센-1-올(25)을 실란(13)으로 하이드로실릴화하여, 실릴 알코올(26)을 얻는다. 실릴 알코올(26)을 각각 아세틸 클로라이드(20) 또는 N,N-디메틸카르바밀 클로라이드(23)로 아실화(acylation)하여, 각각의 규소 화합물 8 및 9를 얻는다.
도 4를 참조하여 설명하면, 브로마이드(37)를 디메틸아민(11)으로 치환 반응시켜, 아민(38)을 얻은 다음, 백금 촉매의 존재하에 실란으로 하이드로실릴화함으로써, 실릴아민(39)을 얻는다. 화합물 39는 혼합 모드 크로마토그래피 담체의 이온화 가능한 성분으로서 사용될 수 있다.
동 기술분야의 당업자들이라면, 출발 물질로서, 아민 또는 아실 클로라이드 또는 알킬 할라이드를 다양하게 이용함으로써, 아릴, 헤테로아릴 및 헤테로알킬 링커를 가지는 실란을 제조하는 데, 전술한 합성 방법을 쉽게 적용할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 동 기술분야의 당업자들에게는 전술한 변환 반응(또는 그와 동등한 반응)을 달성하기 위한 다양한 방법이 알려져 있으며, 이러한 방법들로서는 유기 합성과 관련된 개론들에 기재된 내용을 참조할 수 있다 (예컨대, Harrison 등, "Compendium of Synthetic Organic Methods", Vols. 1-8 (John Wiley and Sons, 1971-1996); "Beilstein Handbook of Organic Chemistry," Beilstein Institute of Organic Chemistry, Frankfurt, Germany; Feiser 등, "Reagents for Organic Synthesis," Volumes 1-17, Wiley Interscience; Trost 등, "Comprehensive Organic Synthesis," Pergamon Press, 1991; "Theilheimer's Synthetic Methods of Organic Chemistry," Volumes 1-45, Karger, 1991; March, "Advanced Organic Chemistry," Wiley Interscience, 1991; Larock "Comprehensive Organic Transformations," VCH Publishers, 1989; 및 Paquette, "Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis," John Wiley & Sons, 1995을 참조).
전술한 화합물들을 기재와 반응시켜, 관능화된 기재(functionalized substrate)를 생성할 수 있으며, 이 관능화된 기재는 다양한 용도에 사용될 수 있다. 전술한 화합물들은 하나의 분자 구조 중에 소수성 영역 및 극성 영역 모두를 보유하며, 기재 표면과의 반응시, 재현성 있는 표면 화학성을 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 구조식 (II)의 화합물은 기재에 공유 결합된다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 구조식 (II)의 화합물은, R1 , R2 및 R3기 중 하나 이상의 기와, 상기 기재상의 반응성 기, 예를 들면, 실란올, 알콕시실란, 할로실란 또는 아미노실란의 반응에 의해, 상기 기재에 공유 결합된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 구조식 (II)의 화합물은, 다른 화합물 상에서 알콕시실란 또는 할로실란으로 이루어진 군에서 선택되는 반응성 기와의 반응에 의해, -SiR1(R2)(R3)를 통해 상기 구조식 (II)의 또 다른 화합물에 공유 결합된다. 상기 구현예에 따르면, 상기 2개의 화합물은 둘 다 상기 기재에 공유 결합된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 구조식 (III)의 조성물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00011
구조식 (III)에서, R1, R3, L 및 Y는 위에서와 동일하게 정의됨.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 하기 구조를 가지는 조성물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00012
Figure 112007055554577-PCT00013
Figure 112007055554577-PCT00014
Figure 112007055554577-PCT00015
Figure 112007055554577-PCT00016
.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 본 발명은, 기재에 공유 결합된, 상기 구조식 (II)로 표시되는 하나 이상의 화합물, 및 하기 구조식 (IV)로 표시되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00017
상기 식에서,
R8, R9 및 R10은 독립적으로, 알킬, 알콕시, 알콕시카르보닐, 알킬설포닐옥시, 아미노 아릴, 아릴옥시카르보닐, 아릴옥시, 아릴설포닐옥시, 할로 또는 하이드록실이고, 선택적으로 서로 동일 또는 상이한 하나 이상의 R15기로 치환된며, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 알킬, 아릴 또는 하이드록실이 아니고;
R15는 (C1-C6) 알킬이고;
L2는 알킬디일, 헤테로알킬디일, 아릴디일 또는 헤테로아릴디일이고;
W는 이온화 가능한 기임.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 하기 구조식 (V)의 조성물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00018
상기 식에서, R1, R3, L1, L2, Y 및 W는 위에서와 동일하게 정의됨.
본 발명의 일 구현예에 따르면, R8, R9 및 R10은 독립적으로, 알킬, 알콕시 또는 할로이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R8, R9 및 R10은 알콕시이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, R8, R9 및 R10은 알킬 또는 알콕시이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R8, R9 및 R10은 에톡시 또는 메틸이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, L2는 알킬디일이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, L2는 알카닐디일이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, L2는 알킬레노이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, L2는 (C6-C20) 알카닐레노이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, L2는 (C8-C15) 알카닐레노이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, L2는 (C10-C11) 알카닐레노이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, W는 -CO2 -, -SO3 -, -P(O)(OR11)O-, -NR11R12 또는 -N+R11R12R13이고, 여기서, R11, R12 및 R13은 독립적으로, 수소 또는 (C1-C6) 알킬이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, W는 -NR11R12 또는 -N+R11R12R13이고, 여기서, R11, R12 및 R13은 메틸이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, R1, R2, R3, R8, R9 및 R10은 독립적으로, 알킬, 알콕시 또는 할로이고, L1 및 L2는 알킬디일이고, R4, R5 및 R6은 독립적으로, 수소, 알킬 또는 아릴이며, W는 -NR11R12 또는 -N+R11R12R13이고, 여기서, R11, R12 및 R13은 독립적으로, (C1-C6) 알킬이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, R1, R2, R3, R8, R9 및 R10은 알킬 또는 알콕시이고, L1 및 L2는 (C8-C15) 알카닐레노이고, R4, R5 및 R6는 독립적으로, 알킬 또는 아릴이고, W는 -NR11R12 또는 -N+R11R12R13이며, 여기서, R11, R12 및 R13은 독립적으로, (C1-C6) 알킬이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R1, R2, R3, R8, R9 및 R10은 에톡시 또는 메틸이고, L1 및 L2는 (C10-C11) 알카닐레노이고, R4, R5 및 R6는 독립적으로, 메틸 또는 페닐이고, W는 -NR11R12 또는 -N+R11R12R13이며, 여기서, R11, R12 및 R13은 메틸이다. 본 발명의 보다 구체적인 구현예에 따르면, R4, R5 및 R6는 메틸이다. 본 발명의 보다 구체적인 다른 구현예에 따르면, R5는 페닐이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 식 (II)의 화합물 및 식 (IV)의 화합물은 각각, R1, R2 및 R3 중 하나 이상의 기 및 R8, R9 및 R10 중 하나 이상의 기와, 실란올, 알콕시실란, 할로실란 또는 아미노실란으로 이루어진 군에서 선택되는, 상기 기재상의 반응성 기의 반응에 의해, 상기 기재에 공유 결합된다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, R2 및 R9는 -OEt이다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 본 발명은, 상기 식 (II)의 화합물은 하기 구조식:
Figure 112007055554577-PCT00019
의 화합물이고, 상기 식 (IV)의 화합물은 하기 구조식:
Figure 112007055554577-PCT00020
의 화합물인 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 하기 구조의 조성물을 제공한다:
Figure 112007055554577-PCT00021
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 식 (I) 및 (II)의 화합물은 전술한 바와 같은 기재에 공유 결합되어 있다. 상기 구현예에서, 극성 기는 상기 기재의 표면으로부터 위치하며, 상기 관능화된 기재의 가수 안정성(hydrolytic stability)을 향상시킬 수 있다. 상기 식 (I) 및 (II)의 화합물은 기재(예를 들면, 실리카)에 결합되어, 역상 크로마토그래피와 같은 각종 크로마토그래피에 의한 계면활성제의 분리시, 고정상으로서 제공될 수 있다. 또한, 역상 크로마토그래피에 의한 계면활성제의 분리에도 이용 가능한 다양한 선택도를 가지는 혼합 모드 기재를 제공하기 위해, 상기 기재와의 반응 이전에, 상기 식 (I) 및 (II)의 화합물을 하나 이상의 이온 교환 작용기를 포함하는 실릴 리간드(예컨대, 상기 식 (IV)의 화합물)와 혼합할 수 있다.
상기 식 (I), (II) 및 (IV)의 화합물은, 상기 Si의 작용기인 R1, R2 또는 R3와, 실란올, 알콕시실란, 할로실란 및 아미노실란 모이어티로 이루어진 군에서 선택되는, 기재상의 반응성 기의 반응에 의해, 상기 기재에 공유 결합될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 기재에 공유 결합된 상기 식 (I), (II) 및 (IV)의 화합물은, 상기 식 (I), (II) 및 (IV)의 다른 화합물상의 실란올, 알콕시실란 또는 할로실란으로 이루어진 군에서 선택되는 반응성 기와의 반응에 의해, 상기 식 (I), (II) 및 (IV)로 표시되는 하나 이상의 화합물에 가교 결합될 수 있다.
상기 식 (I), (II) 및 (IV)의 화합물은 다양한 기재에 공유 결합될 수 있다. 상기 기재를 예시하면, 상기 식 (I), (II) 및 (IV)로 표시되는 화합물의 활성화된 실릴기와 반응할 수 있는 작용기를 가지는 물질을 들 수 있다. 그러므로, 상기 식 (I), (II) 및 (IV)의 화합물은, 예컨대, 유리 표면과 같은 실리카계 물질, 또는 그 외 실리콘 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 게르마늄 옥사이드, 지르코늄 옥사이드 및 알루미늄 옥사이드계 물질의 표면; 및 활성화된 실릴기와 반응하기에 적절한 작용기를 포함하는, 각종 탄화 물질, 금속, 가교 및 비(非)가교된 폴리머의 표면에 결합될 수 있다. 상기 적절한 작용기를 예시하면, 실란올, 알콕시실란, 티타늄 하이드록사이드, 지르코늄 하이드록사이드 등을 들 수 있다. 또한, 반응성 규소 작용기를 이용하여, 상기 식 (I), (II) 및 (IV)의 화합물을 폴리머 네트워크 또는 졸-겔 네트워크 내로 배합할 수 있다. 라디칼 및/또는 이온 라디칼 및/또는 이온으로 전환 가능한 중합성 기 또는 복수의 중합성 기를 포함하는, 상기 식 (I), (II) 및 (IV)의 화합물은, 이들 기 및/또는 반응성 규소 작용기를 이용하여, 폴리머 재료의 제조 및 표면 그래프트에 사용될 수 있다. 이렇게 하여 얻어진 물질은, 각종 분리, 검출 및 분석에서 흡착제, 막, 필터, 미소유체 소자(microfluidic device), 마이크로칩, 및 관능화된 표면의 개발에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 식 (I), (II) 및/또는 (IV)의 화합물로 실리카 기재를 처리하여, 단층 또는 다층 표면을 제조한다. 상기 식 (I), (II) 및/또는 (IV)의 화합물은 실리카겔, 지르코니아, 혼성 졸-겔/폴리머 또는 유리판과 같은 각종 기재에 공유 결합될 수 있다. 본 발명에 적절한 실리카겔은 상이한 기공 크기, 바람직하게는 20Å 내지 3,000Å, 더욱 바람직하게는 60Å 내지 2,000Å 의 기공 크기를 가지며, 상이한 입자 크기, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 1,000 ㎛, 더욱 바람직하게는 2 ㎛ 내지 50 ㎛의 입자 크기를 가지는, 비(非)다공성 또는 다공성 실리카 입자를 포함한다. 상기 결합 반응은 고온에서, 톨루엔과 같은 불활성 용매 내 실리카겔의 슬러리 중에서 수행될 수 있다. 또한, 분리 매질로서 적절한 특성을 감안하여, 물, 산 또는 염기 촉매를 적용하여, 표면 커버리지(surface coverage)를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 비스(트리메톡시실릴프로필)아민과 같은 아미노실란 화합물을 사용하여, 상기 반응성 아미노기를 표면에 배합함으로써, 유도화되지 않은 실리카겔을 개질할 수 있다. 그런 다음, 아실 클로라이드, 카르바밀 클로라이드, 설포닐 클로라이드 또는 이소시아네이트와 같은, 적절한 작용기를 포함하는 반응제를 아미노화 실리카겔과 반응시켜, 해당 결합상(bonded phase)을 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 크로마토그래피 칼럼의 충전물(packing)로서 사용될 수 있다. 상기 충전물은, 크로마토그래피 칼럼에 적절한 하우징(housing) 내에 로딩되는 입자, 모놀리스(monolith)(즉, 복수의 기공을 포함하는 물질), 또는 충전상 수지(packed bed resin)일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명은, 기재에 공유 결합된 상기 구조식 (I)의 화합물; 및 제2 기재에 결합된 상기 구조식 (IV)의 화합물을 포함하는 충전물을 제공한다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 기재는 실리카 기재이다.
본 발명에 따른 조성물은 다양한 화합물을 분리하는 데 사용될 수 있다. 통상적으로, 본 발명의 조성물은 계면활성제의 분리에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 경우에 따라서, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 중성 계면활성제를 포함하는 혼합물을 1회의 크로마토그래피 수행에 의해 분리하는 데 사용될 수도 있다.
본 발명은, 우수한 가수 안정성을 가지는 다양한 신규 고상 담체를 제조하기 위한, 다용도의 간단한 방법을 제공한다. 본 발명의 합성 방법에 따르면, 상이한 작용기들을 상기 기재의 표면, 특히, 실리카 기재의 표면상에 효과적으로 배합할 수 있다. 이렇게 하여 얻어지는 물질은, 각종 분리, 검출 및 분석에서 흡착제, 막, 필터, 미소유체 소자, 마이크로칩, 및 관능화된 표면의 개발에 적용될 수 있다.
도 1은 식 (II)의 아미드의 합성 방법을 도시한 도면이다.
도 2는 식 (II)의 아민 유도체의 합성 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 식 (II)의 알코올 유도체의 합성 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 식 (IV)의 화합물의 합성 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 C8 칼럼, 및 조성물(27)이 충전된 칼럼에 의한, 우라실(uracil), p-부틸 벤조산 및 페난트렌의 분리 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 조성물(36)이 충전된 칼럼을 이용한, 각종 계면활성제의 분리 결과를 도시한 도면이다.
도 7은 종래의 C18 칼럼 및 조성물(36)이 충전된 칼럼을 이용한, 트리톤 X-100의 분리 결과를 도시한 도면이다.
도 8은 종래의 C18 칼럼 및 조성물(36)이 충전된 칼럼을 이용한, 각종 계면활성제의 분리 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 종래의 C18 칼럼 및 조성물(36)이 충전된 칼럼을 이용한, 라우릴디메 틸벤질 암모늄 클로라이드의 분리 결과를 도시한 도면이다.
도 10은 종래의 C18 칼럼 및 조성물(36)이 충전된 칼럼을 이용한, 소듐 자일렌 설포네이트의 분리 결과를 도시한 도면이다.
이하, 실시예를 들어, 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하나, 본 발명은 하기 실시예로 제한되지는 않는다. 동 기술분야의 당업자들은 본질적으로 유사한 결과가 얻어지도록, 각종 비결정적 파라미터를 변경 또는 변형할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
1. 화합물 1의 제조
디메틸아민을 무수 CH2Cl2 내 과량의 트리에틸아민(2.0 당량)과 혼합한 다음, 약 0℃ 내지 약 5℃ 사이의 온도에서 20분간 두었다. 그런 다음, CH2Cl2 내 10-운데세노일 클로라이드(1.0 당량)의 용액을 적하 첨가한 후, 얻어진 혼합물을 주위 온도에서 12시간 동안 교반하였다. 상기 반응 혼합물을 물로 세척한 다음, Na2SO4 상에서 건조한 후, 상기 용매를 진공하에 제거함으로서, 10-운데센산의 디메틸아미드를 얻었다. 상기 아미드에 과량의 디메틸에톡시실란(10 당량)을 첨가한 다음, 촉매(0.1 몰%)의 용액(예를 들면, 최소량의 에탄올 중의 헥사클로로백금산)을 첨가하였다. 50℃에서 24시간 동안 교반한 다음, 상기 실란 및 상기 용매를 진공 하에 제거하여, 화합물 1을 얻었다.
2. 실시예 2: 화합물 3, 4, 5, 6 및 7의 제조
무수 메탄올 내 10-운데실렌산 알데하이드(1 당량)의 용액에, 무수 메탄올(3 당량) 내 메틸아민을 과량으로 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 주위 온도에서 6시간 동안 둔 후, 여과한 다음, 진공 농축시켜, 이민(16)을 얻었다.
그런 다음, 메탄올 내 소듐 보로하이드라이드(6 당량)를 이용하여, 주위 온도에서 24시간 동안 이민(16)을 환원시켰다. 진공 하에 모든 휘발물을 제거한 다음, Et2O와 H2O 간 잔류물을 분획(partitioning)하여, Na2SO4 상에서 건조한 후, 진공 농축함으로써, 아민(18)을 얻었다.
그런 다음, 과량의 디메틸에톡시실란(10 당량)을 화합물(18)에 첨가한 후, 촉매(0.1 몰%)의 용액(예를 들면, 최소량의 에탄올 중의 헥사클로로백금산)을 첨가하였다. 50℃에서 24시간 동안 교반한 다음, 상기 실란 및 상기 용매를 진공 하에 제거하여, 실릴 화합물(19)를 얻었다.
화합물(19)를 무수 CH2Cl2 내 과량의 트리에틸아민(2.0 당량)과 혼합한 다음, 약 0℃ 내지 약 5℃ 사이의 온도에서 20분간 두었다. 그런 다음, 무수 CH2Cl2 내 아세틸 클로라이드(1.2 당량)의 용액을 적하 첨가한 후, 얻어진 혼합물을 주위 온도에서 12시간 동안 교반하였다. 모든 휘발물을 진공하에 제거한 다음, 헥산을 첨가하여, 트리에틸암모늄 클로라이드염을 침전시켰다. 얻어진 침전물을 여과한 다음, 진공하에 용매를 제거한 후, 화합물(3)을 얻었다.
마찬가지로, 화합물(19)와, 설포닐 클로라이드, 에틸 클로로포르메이트, N,N-디메틸카르바밀 클로라이드 및 N,N-디메틸설파모일 클로라이드를 각각 반응시 켜, 화합물(4, 5, 6, 및 7)을 제조할 수 있다.
3. 실시예 3: 화합물 8 및 9의 제조
10-운데센-1-올(25)에 과량의 디메틸에톡시실란(10 당량)을 첨가한 다음, 촉매(0.1 몰%)의 용액(예를 들면, 최소량의 에탄올 중의 헥사클로로백금산)을 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 50℃에서 24시간 동안 교반한 다음, 상기 실란 및 상기 용매를 진공 하에 제거하여, 실릴 화합물(26)을 얻었다.
화합물(26)을 무수 CH2Cl2 내 과량의 트리에틸아민(2.0 당량)과 혼합한 다음, 약 0℃ 내지 약 5℃ 사이의 온도에서 20분간 두었다. 그런 다음, 무수 CH2Cl2 내 아세틸 클로라이드(1.2 당량)의 용액을 적하 첨가한 후, 얻어진 혼합물을 주위 온도에서 12시간 동안 교반하였다. 모든 휘발물을 진공하에 제거한 다음, 헥산을 첨가하여, 트리에틸암모늄 클로라이드염을 침전시켰다. 얻어진 침전물을 여과하여, 진공 농축시킨 후, 화합물(8)을 얻었다.
마찬가지로, 화합물(26)과 N,N-디메틸카르바밀 클로라이드를 반응시켜, 화합물(9)를 제조할 수 있다.
4. 실시예 4: 화합물 39의 제조
THF 내 11-브로모-1-운데센의 5℃ 용액을 THF 내 디메틸아민(10 당량)의 용액에 적하 첨가한 다음, 주위 온도에서 12시간 동안 교반하였다. 모든 휘발물을 진공하에 제거한 후, 잔류물을 CH2Cl2와 H2O 사이에서 분획한 다음, Na2SO4 상에서 건조한 후, 진공하에 용매를 제거함으로써, 화합물(38)을 얻었다.
화합물(38)에 과량의 디메틸에톡시실란(10 당량)을 첨가한 다음, 촉매(0.1 몰%)의 용액(예를 들면, 최소량의 에탄올 중의 헥사클로로백금산)을 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 50℃에서 24시간 동안 교반한 다음, 상기 실란 및 상기 용매를 진공 하에 제거하여, 실릴 화합물(39)를 얻었다.
5. 실시예 5: 조성물 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 및 35의 합성
불활성 용매(예를 들면, 고온에서의 톨루엔) 중에서 화합물 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 또는 35를, 다음과 같은 특성을 가지는 선택된 원료 실리카겔의 슬러리와 반응시켰다: 평균 입자 크기 5.0 ㎛, 비표면적 300 ㎡/g, 평균 기공 크기 120Å, 기공 부피 1.00 mL/g. 물, 산 또는 염기 촉매를 첨가하여, 표면 커버리지를 제어할 수 있다. 소정 시간(3시간 내지 6일)이 경과한 후, 상기 반응 슬러리를 여과한 다음, 아세톤으로 세척한 후, 50℃의 진공 오븐 중에서 5시간 동안 건조하였다. 크로마토그래피 분리용 충전물을 제조하기 위해서는 트리알킬실릴 클로라이드와 같은 적절한 말단 캡핑 반응제(end-capping reagent)를 이용해야 할 수도 있다.
6. 실시예 6: 조성물 36의 합성
고온에서, 톨루엔과 같은 불활성 용매 중에서, 화합물 27과 화합물 39를 적절한 비율로 혼합하였다. 얻어진 혼합물에, 실시예 6에 기재된 바와 같은 특성을 가지는 원료 실리카를 첨가하여, 반응 슬러리를 형성한 다음, 상기 슬러리를 고온에서 3일간 두었다. 상기 반응 슬러리를 여과한 후, 아세톤으로 세척한 다음, 50℃의 진공 오븐에서 5시간 동안 건조하여, 관능화된 실리카 조성물 36을 얻었다. 역상 크로마토그래피 분리용 충전물을 제조하기 위해서는 트리알킬실릴 클로라이드와 같은 적절한 말단 캡핑 반응제를 이용해야 할 수도 있다.
7. 실시예 7: 극성 테스트
종래의 고압 슬러리 기법을 이용하여, 4.6×150 ㎜의 스테인리스 스틸 튜브 내에 조성물(27)을 충전하여, 우라실, p-부틸 벤조산 및 페난트렌을 포함하는 테스트 혼합물을 HPLC 크로마토그래피에 의해 분석한 결과를 도 1에 도시한다. 약 pH 3.2에서 CH3CN/25 mM 포스페이트 완충액을 이용하여, 약 30℃에서 약 1 mL/분의 유속으로 상기 혼합물(주입 부피: 약 5 ㎕)을 용출하였으며, 상기 혼합물은 210 ㎚에서 검출되었다. 또한, 비교예로서, 동일 실리카 기재를 사용하여 제조되며, 동일한 칼럼 치수를 가지는 C8 칼럼을 이용하여, 상기 테스트 혼합물의 크로마토그래피를 수행하였다.
도 1로부터, 종래의 C8 칼럼은 보다 낮은 탄소 함량을 가지지만, 중성 화합물인 페난트렌에 대한 극성 화합물 p-부틸 벤조산의 상대 머무름 비(relative retention)가, 상기 C8 칼럼에서보다 조성물(27)에서 더 높았기 때문에, 조성물(27)의 높은 극성을 확인할 수 있다. 극성의 향상은, 상기 실리카 표면으로부터 가장 멀리 위치하는 리간드의 말단에 존재하는 극성 기의 배치로 인한 것이라고 여겨진다.
8. 실시예 8: 양이온성, 비이온성 및 음이온성 계면활성제의 분리
도 6은, 종래의 고압 슬러리 기법을 이용하여, 4.6×150 ㎜의 스테인리스 스 틸 튜브 내에 충전된 조성물(36) 상에서, 2종의 양이온성 계면활성제(라우릴디메틸벤질 암모늄 클로라이드 및 옥틸페녹시에톡시에틸 디메틸벤질 암모늄 클로라이드), 4종의 음이온성 계면활성제(자일렌 설포네이트의 소듐염, 도데실벤젠 설포네이트의 소듐염, 데실 설페이트의 소듐염 및 도데실 설페이트의 소듐염), 및 1종의 비이온성 계면활성제(Triton X-100)을 포함하는 7종의 통상적인 계면활성제를 함유하는 테스트 혼합물의 HPLC 크로마토그래피 수행 결과를 도시한 도면이다. 구배법(gradient method) (30분간 25%에서 85% A, 그런 다음, 85% A에서 10분 더 유지시킴)에 따라, 약 30℃에서 약 1 mL/min의 유속으로, CH3CN (A), 및 약 pH 5.8에서 0.1M NH4OAc (B) 이동상을 사용하여, 상기 테스트 혼합물(주입 부피: 약 25 ㎕)을 용출한 다음, ELS(evaporative light scattering detection)에 의해 분석하였다.
9. 실시예 9: 크로마토그래피 비교: 에톡시화 계면활성제의 분석
도 7에 도시된 바와 같이, 조성물(36)이 충전된 칼럼, 및 동일한 칼럼 치수(5 ㎛, 내직경 4.6 ×150 ㎜ 스테인리스 스틸 튜브)의 종래의 C18 칼럼을 각각 이용하여, 에톡시화된 비이온성 계면활성제 Triton X-100을 분석하고, 그 결과를 비교하였다. 약 30℃에서 약 1 mL/min의 유속으로, CH3CN, 및 약 pH 5.4에서 0.1M의 NH4OAc(등용매성 이동상)를 사용하여, 상기 샘플(주입 부피: 약 10 ㎕)을 용출하였으며, UV에 의해 225 ㎚에서 검출되었다.
10. 실시예 10: 크로마토그래피 비교: 선택도
도 8은, 종래의 고압 슬러리 기법을 이용하여, 4.6×150 ㎜의 스테인리스 스 틸 튜브 내에 충전된 조성물(36) 상에서, 4종의 음이온성 계면활성제(자일렌 설포네이트의 소듐염, 도데실벤젠 설포네이트의 소듐염, 데실 설페이트의 소듐염 및 도데실 설페이트의 소듐염) 및 1종의 비이온성 계면활성제(Triton X-100)를 포함하는 5종의 통상적인 계면활성제를 함유하는 테스트 혼합물의 HPLC 크로마토그래피 수행 결과를 도시한 도면이다. 구배법(30분간 25%에서 85% A, 그런 다음, 85% A에서 10분 더 유지시킴)에 따라, 약 30℃에서 약 1 mL/min의 유속으로, CH3CN (A), 및 약 pH 5.8에서 0.1M NH4OAc (B) 이동상을 사용하여, 상기 테스트 혼합물(주입 부피: 약 25 ㎕)을 용출한 다음, ELS 검출기를 이용하여 분석하였다. 또한, 비교를 위해, 동일한 칼럼 치수를 가지는 C18 칼럼 상에서 동일한 테스트 혼합물의 크로마토그래피를 수행하였다.
11. 실시예 11: 크로마토그래피 비교: 양이온성 계면활성제의 분석
도 9에 도시된 바와 같이, 양이온성 계면활성제 라우릴디메틸벤질 암모늄 클로라이드의 분석 시, 조성물(36)이 충전된 칼럼을 동일한 칼럼 치수(5 ㎛, 내직경 4.6 ×150 ㎜ 스테인리스 스틸 튜브)의 종래의 C18 칼럼과 비교하였다. 약 30℃에서 약 1 mL/min의 유속으로, CH3CN, 및 약 pH 5.4에서 0.1M의 NH4OAc(등용매성 이동상)를 사용하여, 상기 샘플(주입 부피: 약 10 ㎕)을 용출하였으며, ELS 검출기를 이용하여 분석하였다. 상기 조성물(36)이 충전된 칼럼은 종래의 C18 칼럼에 비해 우수한 피크 형태를 나타낸다.
12. 실시예 12: 크로마토그래피 비교: 소듐 자일렌 설포네이트의 분석
도 10에 도시된 바와 같이, 조성물(36)이 충전된 칼럼, 및 동일한 칼럼 치수(5 ㎛, 내직경 4.6 ×150 ㎜ 스테인리스 스틸 튜브)의 종래의 C18 칼럼을 사용하여, 고친수성 계면활성제인 소듐 자일렌 설포네이트의 분석하고, 그 결과를 비교하였다. 약 30℃에서 약 1 mL/min의 유속으로, CH3CN/0.1M NH4OAc, 약 pH 5.4 v/v 30/70(등용매성 이동상)를 사용하여, 상기 샘플(주입 부피: 약 5 ㎕)을 용출하였으며, UV에 의해 약 225 ㎚에서 검출되었다. 상기 조성물(36)이 충전된 칼럼은 적절한 머무름 시간을 가지는 이성질체 중에서 우수한 분리능을 나타낸다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명 및 실시예를 통해 본 발명을 보다 명확하게 이해할 수 있지만, 동 기술분야의 당업자들은 본 발명의 범위 내에서 적절한 변형 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에 인용된 모든 문헌 및 특허문헌은 그 전체로서 원용되어, 본 명세서에 포함된다.

Claims (21)

  1. 하기 구조식 (II)의 화합물, 또는 그것의 염, 용매화물(solvate) 또는 수화물:
    Figure 112007055554577-PCT00022
    (상기 식에서,
    R1, R2 및 R3는 독립적으로, 알킬, 알콕시, 알콕시카르보닐, 알킬설포닐옥시, 아미노, 아릴, 아릴옥시카르보닐, 아릴설포닐옥시, 할로(halo) 또는 하이드록실이고, 선택적으로 하나 이상의 R14기로 치환되며, R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 알킬, 아릴 또는 하이드록실이 아니고;
    L1은 알킬디일, 헤테로알킬디일, 아릴디일 또는 헤테로아릴디일이고;
    Y는 -C(O)N(R4)(R5), -N(R4)C(O)R7, -N(R4)S(O2)R7, -S(O)2N(R4)(R5), -OC(O)R7, -OC(O)N(R4)(R5), -N(R4)C(O)OR7, -N(R4)C(O)N(R5)(R6) 또는 -N(R4)S(O2)N(R5)(R6)이고;
    R4, R5 및 R6은 독립적으로, 수소, 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C1-C6) 알킬, 또는 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C5-C7) 아릴이고;
    R7은 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C1-C6) 알킬, 또는 하나 이상의 하이드록시기 또는 시아노기로 선택적으로 치환된 (C5-C7)이고;
    R14는 (C1-C6) 알킬이되;
    R4, R5 또는 R6 중 하나는 수소가 아님).
  2. 제1항에 있어서,
    하기 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure 112007055554577-PCT00023
    Figure 112007055554577-PCT00024
    Figure 112007055554577-PCT00025
    Figure 112007055554577-PCT00026
    또는
    Figure 112007055554577-PCT00027
    .
  3. 기재에 공유 결합된 제1항의 화합물을 포함하는 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화합물은
    실란올, 알콕시실란, 할로실란 또는 아미노실란으로 이루어진 군에서 선택되는, 상기 기재상의 반응성 기와, R1, R2 및 R3 중 하나 이상의 기의 반응에 의해, 상기 기재에 공유 결합되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    다른 화합물 상에서 실란올, 알콕시실란 또는 할로실란으로 이루어진 군에서 선택되는 반응성 기와의 반응에 의해, 제1항에 따른 또 다른 화합물에 -SiR1(R2)(R3)가 공유 결합된 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제3항에 있어서,
    하기 구조식 (III)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 조성물:
    Figure 112007055554577-PCT00028
    (상기 식에서, R1, R3, L 및 Y는 제1항에서와 동일하게 정의됨).
  7. 제3항에 있어서,
    하기 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물:
    Figure 112007055554577-PCT00029
    Figure 112007055554577-PCT00030
    Figure 112007055554577-PCT00031
    Figure 112007055554577-PCT00032
    Figure 112007055554577-PCT00033
    .
  8. 기재에 공유 결합된 제1항의 화합물, 및 상기 기재에 공유 결합된 하기 구조식 (IV)의 화합물을 포함하는 조성물:
    Figure 112007055554577-PCT00034
    상기 식에서,
    R8, R9 및 R10은 독립적으로, 알킬, 알콕시, 알콕시카르보닐, 알킬설포닐옥시, 아미노 아릴, 아릴옥시카르보닐, 아릴옥시, 아릴설포닐옥시, 할로 또는 하이드 록실이고, 선택적으로 서로 동일 또는 상이한 하나 이상의 R15기로 치환되며, R8, R9 및 R10 중 하나 이상은 알킬, 아릴 또는 하이드록실이 아니고;
    R15는 (C1-C6) 알킬이고;
    L2는 알킬디일, 헤테로알킬디일, 아릴디일 또는 헤테로아릴디일이고;
    W는 이온화 가능한 기임.
  9. 제8항에 있어서,
    하기 구조식 (V)로 표시되는 것을 특징으로 하는 조성물:
    Figure 112007055554577-PCT00035
    .
  10. 제8항에 있어서,
    하기 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물:
    Figure 112007055554577-PCT00036
  11. 제3항 또는 제8항에 있어서,
    상기 기재가 실리카 기재인 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제3항 또는 제8항에 있어서,
    상기 실리카 기재가 실리카겔인 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제3항 또는 제8항에 있어서,
    상기 기재가 유리, 졸-겔 폴리머 또는 혼성(hybrid) 졸-겔 폴리머인 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 제3항 또는 제8항에 있어서,
    역상 크로마토그래피 매질에서 사용하기에 적절한 유통형 상(flow-through bed)에 존재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  15. 제3항 또는 제8항에 있어서,
    다중 모드 크로마토그래피(multi mode chromatography) 매질에서 사용하기에 적절한 유통형 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  16. 제3항 또는 제8항의 조성물을 포함하는 분리 매질의 상(bed)을 통해 수성 액체를 흘리는 단계를 포함하는 크로마토그래피 방법.
  17. 제3항 또는 제8항의 조성물을 포함하는 매질을 통해 액체 샘플을 흘리는 단계를 포함하는, 액체 샘플 내의 분석물을 크로마토그래피에 의해 분리하는 방법.
  18. 제3항 또는 제8항의 조성물을 포함하는 매질을 통해 액체 샘플을 흘리는 단계를 포함하는, 액체 샘플 내의 양이온성, 중성 및 음이온성 계면활성제를 동시에 분석하는 방법.
  19. 적절한 하우징(housing)에 충전된 제3항 또는 제8항의 조성물을 포함하는 크로마토그래피 칼럼.
  20. 제1 기재에 공유 결합된 제1항의 화합물 및 제2 기재에 결합된 하기 구조식 (IV)의 화합물을 포함하는 충전물(packing):
    Figure 112007055554577-PCT00037
    (구조식 (IV)에서,
    R8, R9 및 R10은 독립적으로, 알킬, 알콕시, 알콕시카르보닐, 알킬설포닐옥시, 아미노 아릴, 아릴옥시카르보닐, 아릴옥시, 아릴설포닐옥시, 할로 또는 하이드록실이고, 선택적으로 서로 동일 또는 상이한 하나 이상의 R13기로 치환되며, R8, R9 및 R10 중 하나 이상은 알킬, 아릴 또는 하이드록실이 아니고;
    R13은 (C1-C6) 알킬이고;
    L2는 알킬디일, 헤테로알킬디일, 아릴디일 또는 헤테로아릴디일이고;
    W는 이온화 가능한 기임).
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1 기재 및 상기 제2 기재가 실리카 기재인 것을 특징으로 하는 화합물.
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