WO2012023615A1 - クロマト用微粒子及びそれを用いるクロマトグラフィー - Google Patents

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善道 岡野
晃 宝来
友紀 北川
大西　敦
翔志 宮本
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ダイセル化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to chromatographic fine particles and chromatography using the same, and in particular, a polymer brush type packing material having a polymer brush obtained by conducting living polymerization from a polymerization initiating group on a solid surface on the surface of solid particles, and a chromatography using the same.
  • a polymer brush type packing material having a polymer brush obtained by conducting living polymerization from a polymerization initiating group on a solid surface on the surface of solid particles, and a chromatography using the same.
  • a polymer brush type packing material having a polymer brush obtained by conducting living polymerization from a polymerization initiating group on a solid surface on the surface of solid particles
  • graft polymerization on a solid surface is known as a method for modifying the surface of a solid. Since this method can impart various surface characteristics by changing the type of monomer to be polymerized, it is being studied as a separation agent for chromatography, for example.
  • a solid surface modification method for example, a polymer brush in which a polymer chain is graft-polymerized via a polymerization initiating group by a living radical polymerization of a monomer from a polymerization initiating group fixed on the surface of the solid
  • a method of obtaining a mold solid is known (for example, see Patent Document 1).
  • the polymer does not solidify in a coil shape on the solid surface, a solid having a high-density polymer chain on the solid surface can be obtained.
  • Examples of the chromatographic separating agent obtained by graft polymerizing a polymer chain on the solid surface include, for example, a porous carrier obtained by graft polymerizing a polymer chain at a high density on the surface of an organic porous carrier, and a support.
  • a material for separating a physiologically active substance by independently bonding a substance having affinity for the physiologically active substance and a polymer to the surface of the body, and a chromatograph formed by graft-polymerizing a temperature-responsive polymer to the surface of the support There are known photographic supports (see, for example, Patent Documents 2 to 5).
  • the polymer brush-type solid and the separating agent are known to have a relatively narrow polymer chain density and a molecular weight distribution of about 1.0 to 1.3.
  • the present invention provides a polymer brush-type filler having a high polymer chain density and a wide polymer chain molecular weight distribution.
  • the present invention is a chromatographic fine particle having solid particles, a polymerization initiating group covalently bonded to the surface of the solid particles, and a graft polymer chain obtained by grafting a polymer chain through the polymerization initiating group, a)
  • the graft polymer chain contains the same or different repeating unit represented by the following formula (1): b)
  • the number average molecular weight of the graft polymer chain is 500 or more and 300,000 or less, c)
  • the molecular weight distribution of the graft polymer chain is 1.4 or more and 5.0 or less,
  • d) Provided is a fine particle for chromatography, wherein the density of the graft polymer chain on the surface of the solid particle is 0.03 chain / nm 2 or more and 0.70 chain / nm 2 or less.
  • R 1 independently represents a group represented by the following formula (2), or a phenyl group or naphthyl group having one or more substituents R 5 , and R 2 to R 4 represent Each independently represents —H or —CH 3 , and R 5 independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkylphenyl group having up to 10 carbon atoms in the alkyl group, —OH, alkyl Alkoxy having up to 10 carbon atoms in the group, cyano, amino, monoalkylamino having up to 10 carbon atoms in the alkyl group, dialkylamino having up to 10 carbon atoms in each alkyl group, each Represents a trialkylammonium, carboxyl, sulfonyl, acetamino, or acetoxy group having up to 10 carbon atoms in the alkyl group.
  • X represents —OH, —OR 6, or —NR 7 R 8
  • each R 6 may have one or more substituents, each having 1 to 20 carbon atoms Alkyl groups, phenyl groups, naphthyl groups, phenylalkyl groups having up to 10 carbon atoms in the alkyl group, naphthylalkyl groups having up to 10 carbon atoms in the alkyl group, up to 10 carbons in the alkyl group
  • R 7 and R 8 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, an alkyl group Represents a phenylalkyl group having up to 10 carbon atoms, or an alkylphenyl group having up to 10 carbon atoms in the alkyl group
  • R 6 may optionally have the
  • the present invention also provides chromatographic fine particles having a molecular weight distribution of the graft polymer chain of 1.5 or more and 5.0 or less.
  • the solid particles are spherical, the specific surface area per unit weight of the solid particles is 20 to 450 m 2 / g, and the pore volume per unit weight of the solid particles is 0.7 to 1.
  • the chromatographic fine particle is 1 cc / g.
  • the present invention also provides the fine particles for chromatography, wherein the surface of the solid particles is subjected to a surface treatment with a silane coupling agent represented by the following formula (3).
  • R 9 to R 11 are each a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or 1 to 8 carbon atoms which may have one or more substituents.
  • A represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group
  • A represents a halogen, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxyl group, or an azasilyl group
  • the substituent that the hydrocarbon may have is independently , A nitrile group, a hydroxyl group, an amino group, a pyridyl group, or an amide group.
  • the present invention provides a chromatography using a particulate separation agent, wherein the separation agent is the fine particle for chromatography of the present invention, and the chromatography is gas chromatography, liquid chromatography, thin layer chromatography, or Chromatography is provided that is supercritical fluid chromatography.
  • the present invention provides a supercritical fluid chromatography comprising a supercritical fluid composed of supercritical carbon dioxide, a subcritical fluid composed of subcritical fluid carbon dioxide, or a mixed fluid of supercritical fluid carbon dioxide and an additive as a mobile phase.
  • a supercritical fluid chromatography comprising a supercritical fluid composed of supercritical carbon dioxide, a subcritical fluid composed of subcritical fluid carbon dioxide, or a mixed fluid of supercritical fluid carbon dioxide and an additive as a mobile phase.
  • the present invention also provides the chromatography as described above, which is a normal phase chromatography using a mixed solvent containing a low polarity organic solvent and a medium and high polarity organic solvent having a higher polarity as a mobile phase.
  • the present invention provides the above-mentioned chromatography for separating a low molecular weight compound having a molecular weight of 10,000 or less.
  • the present invention also provides the chromatography described above, wherein two isomers represented by the same composition formula are separated.
  • the present invention provides a polymer brush-type filler having a high polymer chain density equivalent to that of a conventional polymer brush-type solid and a molecular weight distribution of a polymer chain wider than that of a conventional polymer brush-type solid. it can.
  • FIG. 2 is a diagram showing a chromatogram of naphthacene using HPLC using column 1 of Example 1 by HPLC.
  • FIG. 2 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of anthracene using the column 1 of Example 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a chromatogram of naphthalene by HPLC using the column 1 of Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram of pyrene by HPLC using the column 1 of Example 1.
  • 2 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of phenanthrene using the column 1 of Example 1.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of pyrylene using the column 1 of Example 1.
  • FIG. 1 is a diagram showing a chromatogram of triphenylene using HPLC using column 1 of Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of o-terphenyl using column 1 of Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of 9,10-dihydrophenanthrene using the column 1 of Example 1.
  • 2 is a diagram showing a chromatogram of trans-stilbene using HPLC using column 1 of Example 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of cis-stilbene using the column 1 of Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram of naphthacene using HPLC using column 3 of Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of anthracene using column 3 of Example 3.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram of naphthalene by HPLC using column 3 of Example 3.
  • 4 is a diagram showing a chromatogram of pyrene by HPLC using the column 3 of Example 3.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of phenanthrene using the column 3 of Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of pyrylene using column 3 of Example 3.
  • 3 is a diagram showing a chromatogram of triphenylene by HPLC using the column 3 of Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of o-terphenyl using column 3 of Example 3.
  • 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of 9,10-dihydrophenanthrene using the column 3 of Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram of trans-stilbene using HPLC using column 3 of Example 3.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram of cis-stilbene using HPLC using column 3 of Example 3.
  • FIG. 2 is a diagram showing a chromatogram of HPLC of naphthacene using an unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of anthracene using an unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of naphthalene using the unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram of pyrene by HPLC using an unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of phenanthrene using the unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of pyrylene using the unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • 3 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of triphenylene using an unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of o-terphenyl using an unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of 9,10-dihydrophenanthrene using an unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of trans-stilbene using an unbound silica gel column of Comparative Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of cis-stilbene using the unbound silica gel column of Comparative Example 1. It is a figure which shows the chromatogram by HPLC of naphthacene using the ODS silica gel column of the comparative example 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram of triphenylene by HPLC using the ODS silica gel column of Comparative Example 2.
  • 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of o-terphenyl using the ODS silica gel column of Comparative Example 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of 9,10-dihydrophenanthrene using the ODS silica gel column of Comparative Example 2.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing a chromatogram of trans-stilbene using the ODS silica gel column of Comparative Example 2 by HPLC.
  • 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of cis-stilbene using the ODS silica gel column of Comparative Example 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of naphthacene using the dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of anthracene using the dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of naphthalene using the dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of pyrene using the dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of phenanthrene using the dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of pyrylene using a dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a HPLC chromatogram of triphenylene using a dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of o-terphenyl using a dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of 9,10-dihydrophenanthrene using the dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 6 is a HPLC chromatogram of trans-stilbene using the dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of cis-stilbene using the dihydroxypropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 3.
  • 6 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of naphthacene using the cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of anthracene using the cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • FIG. 5 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of naphthalene using the cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • 6 is a diagram showing a chromatogram of pyrene by HPLC using the cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of phenanthrene using the cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram of HPLC of pyrylene using a cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • FIG. 4 is a diagram showing a HPLC chromatogram of triphenylene using a cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • FIG. 6 shows a chromatogram by HPLC of o-terphenyl using the cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • 6 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of 9,10-dihydrophenanthrene using the cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • FIG. 6 shows a chromatogram by HPLC of trans-stilbene using the cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • FIG. 6 shows a HPLC chromatogram of cis-stilbene using the cyanopropyl group-bonded silica gel column of Comparative Example 4.
  • FIG. 4 is a diagram showing retention coefficients of columns 1 and 3 and comparative columns 1 to 4 for samples 2 to 4;
  • FIG. 6 is a diagram showing retention coefficients of columns 1 and 3 and comparative columns 1 to 4 for samples 4 to 7; It is a figure which shows the retention coefficient of the column of the column 1, the column 3, and the column of Comparative Examples 1-4 with respect to the samples 2, 5 and 8.
  • FIG. 4 is a diagram showing retention coefficients of columns 1 and 3 and comparative columns 1 to 4 for samples 2 to 4
  • FIG. 6 is a diagram showing retention coefficients of columns 1 and 3 and comparative columns 1 to 4 for samples 4 to 7; It is a figure which shows the retention coefficient of the column of
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram of naphthalene by HPLC using the column 4 of Example 4.
  • 4 is a chromatogram of pyrene by HPLC using the column 4 of Example 4.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of phenanthrene using the column 4 of Example 4.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of pyrylene using column 4 of Example 4.
  • 4 is a chromatogram obtained by HPLC of triphenylene using column 4 of Example 4.
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of o-terphenyl using column 4 of Example 4.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of 9,10-dihydrophenanthrene using column 4 of Example 4.
  • FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of trans-stilbene using column 4 of Example 4.
  • 6 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of cis-stilbene using the column 4 of Example 4.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram of naphthacene using HPLC using column 5 of Example 5 by HPLC.
  • FIG. 6 is a chromatogram of anthracene using column 5 of Example 5 by HPLC.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram of naphthalene by HPLC using column 5 of Example 5.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram of pyrene by HPLC using the column 5 of Example 5.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of phenanthrene using the column 5 of Example 5.
  • FIG. 6 is a chromatogram of pyrylene using HPLC using column 5 of Example 5.
  • FIG. 6 is a chromatogram obtained by HPLC of triphenylene using column 5 of Example 5.
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of o-terphenyl using column 5 of Example 5.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of 9,10-dihydrophenanthrene using the column 5 of Example 5.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of trans-stilbene using column 5 of Example 5.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram by HPLC of cis-stilbene using the column 5 of Example 5.
  • FIG. 4 is a diagram showing column retention coefficients of columns 4 and 5 for samples 2 to 4;
  • FIG. 7 is a diagram showing column retention coefficients of columns 4 and 5 for samples 4 to 7; It is a figure which shows the retention coefficient of the column of the column 4 and the column 5 with respect to the samples 2, 5 and 8.
  • FIG. It is a figure which shows the retention coefficient of the column of the column 4 and the column 5 with respect to the samples 8 and 9.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the retention coefficient of the column of the column 4 and the column 5 with respect to the samples 6 and 10. It is a figure which shows the retention coefficient of the column of the column 4 and the column 5 with respect to the samples 11 and 12. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of the naphthacene using the column 1s of Example 6.
  • FIG. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of anthracene using column 1s of Example 6.
  • FIG. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of naphthalene using column 1s of Example 6.
  • FIG. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of pyrene using the column 1s of Example 6.
  • FIG. 6 is a chromatogram of triphenylene by SFC using column 1s of Example 6.
  • FIG. 7 is a diagram showing a chromatogram of SFC of o-terphenyl using column 1s of Example 6.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram by SFC of 9,10-dihydrophenanthrene using the column 1s of Example 6.
  • 10 is a diagram showing a chromatogram of SFC of trans-stilbene using the column 1s of Example 6.
  • FIG. 10 is a diagram showing a SFC chromatogram of cis-stilbene using column 1s of Example 6.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the chromatogram by SFC of the naphthacene using the column 3s of Example 6.
  • FIG. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of anthracene using column 3s of Example 6.
  • FIG. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of naphthalene using column 3s of Example 6.
  • FIG. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of pyrene using the column 3s of Example 6.
  • FIG. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of the phenanthrene using the column 3s of Example 6.
  • FIG. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of pyrylene using column 3s of Example 6.
  • FIG. 6 is a chromatogram of triphenylene by SFC using column 3s of Example 6.
  • FIG. 10 is a diagram showing a chromatogram of SFC of o-terphenyl using column 3s of Example 6.
  • FIG. 10 is a diagram showing a chromatogram by SFC of 9,10-dihydrophenanthrene using the column 3s of Example 6.
  • 10 is a diagram showing a chromatogram of trans-stilbene using SFC using column 3s of Example 6.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram of cis-stilbene by SFC using the column 3s of Example 6. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of the naphthacene using the column 4s of Example 6.
  • FIG. 6 is a chromatogram of triphenylene using SFC using column 4s of Example 6.
  • FIG. 7 is a diagram showing a chromatogram of SFC of o-terphenyl using column 4s of Example 6.
  • FIG. 6 is a diagram showing a chromatogram by SFC of 9,10-dihydrophenanthrene using the column 4s of Example 6.
  • 10 is a diagram showing a chromatogram of SFC of trans-stilbene using the column 4s of Example 6.
  • FIG. 6 is a diagram showing a SFC chromatogram of cis-stilbene using the column 4s of Example 6. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of the naphthacene using column 5s of Example 6.
  • FIG. It is a figure which shows the chromatogram by SFC of anthracene using column 5s of Example 6.
  • FIG. 6 is a chromatogram of triphenylene using SFC using column 5s of Example 6.
  • FIG. 7 is a diagram showing a chromatogram of SFC of o-terphenyl using column 5s of Example 6.
  • FIG. 10 is a diagram showing a chromatogram by SFC of 9,10-dihydrophenanthrene using the column 5s of Example 6.
  • 6 is a diagram showing a chromatogram of SFC of trans-stilbene using column 5s of Example 6.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram showing a SFC chromatogram of cis-stilbene using the column 5s of Example 6. It is a figure which shows the retention coefficient of the column of 1s, 3s, 4s, and 5s with respect to the samples 2-4.
  • FIG. 9 is a diagram showing the retention coefficients of columns 1s, 3s, 4s, and 5s for samples 4 to 7. It is a figure which shows the retention coefficient of the column of 1s, 3s, 4s, and 5s with respect to the samples 2, 5 and 8.
  • FIG. 8 It is a figure which shows the retention coefficient of the column of 1s, 3s, 4s, and 5s with respect to the samples 8 and 9.
  • FIG. It is a figure which shows the retention coefficient of the column 1s, 3s, 4s, and 5s column with respect to the samples 6 and 10.
  • FIG. It is a figure which shows the retention coefficient of the column 1s, 3s, 4s, and 5s column with respect to the samples 11 and 12.
  • the chromatographic fine particles of the present invention have solid particles, a polymerization initiating group covalently bonded to the surface of the solid particles, and a graft polymer chain in which a polymer chain is grafted via the polymerization initiating group.
  • a particle having a polymerization initiating group bonded to the surface by a supply bond can be used.
  • particles used as a carrier in a chromatographic separation agent can be used.
  • crosslinked polystyrene, crosslinked acrylic polymer, epoxy polymer, cellulose, crosslinked cellulose, crosslinked agarose examples thereof include organic carriers such as crosslinked dextran and crosslinked mannan, and inorganic carriers such as alumina, silica gel, mesoporous silica gel, zeolite, diatomaceous earth, fused silica, viscous mineral, zirconia, and metal.
  • the average particle diameter of the solid particles is preferably 1.0 ⁇ m to 10 mm, more preferably 1.0 to 300 ⁇ m, and more preferably 1.0 to 50 ⁇ m from the viewpoint of the separation performance of the chromatographic fine particles of the present invention. More preferably.
  • the average particle diameter of the solid particles may be a measurement value by a laser light diffraction / scattering method, a measurement value by a Coulter counter method, or a measurement value by a flow particle image analysis method. It may be a catalog value.
  • the average particle size of the solid particles can be adjusted, for example, by classification or mixing of classified products.
  • the shape of the solid particles is preferably spherical from the viewpoint of the effect of reducing the disturbance of the fluid passing through the packed bed and sharpening the peak of the chromatogram.
  • spherical means that the average circularity of a planar projection image of solid particles is 0.8 to 1.0. Such average circularity may be a measured value based on the ratio of the major axis to the minor axis in flow-type particle image analysis, or may be a catalog value.
  • the solid particles are preferably porous from the viewpoint of improving the effect of surface modification of the fine particles for chromatography of the present invention and enhancing the separation performance.
  • the specific surface area per unit weight of the solid particles is preferably 20 to 450 m 2 / g, more preferably 40 to 450 m 2 / g.
  • the specific surface area may be, for example, a measured value by a nitrogen adsorption method (BET) or a catalog value.
  • the pore volume with respect to the weight of the solid particles is preferably 0.7 to 1.1 cc / g.
  • the pore volume may be a value measured by a mercury porosimeter method or a catalog value, for example.
  • the pore diameter of the solid particles is preferably 6 to 100 nm, and more preferably 12 to 100 nm.
  • the pore diameter may be a value representative of the size of pores formed on the surface of the solid particles, and may be an average value or a maximum value.
  • the pore diameter may be, for example, a measured value by a mercury porosimeter method or a catalog value.
  • solid particles having the above-described shape, specific surface area, pore volume, and pore diameter examples include silica gel for HPLC, silica gel for LC, alumina gel for LC, titania gel for LC, polymer gel for LC, and polystyrene for LC. A gel is mentioned.
  • the polymerization initiating group is a group serving as a starting point of living polymerization for forming a graft polymer chain, and a compound having a functional group bonded to the surface of the solid particle by a supply bond and the polymerization initiating group is solidified. It can be formed by covalently immobilizing on the surface of the particle.
  • the polymerization initiating group may be one type or two or more types. The polymerization initiating group can be appropriately determined according to the type of monomer to be subjected to living polymerization and the type of living polymerization.
  • polymerization initiating group examples include (2-bromo-2-methyl) propionyloxy group, 2- (4-chlorosulfonylphenyl) ethyl group, 2-bromopionyloxy group, 4- (4-chloromethyl) Examples thereof include a phenyl group and a 4- (2-bromoethyl) phenyl group.
  • the functional group can be appropriately determined according to the solid particles.
  • the density of the polymerization initiating groups on the surface of the solid particles is preferably 0.03 to 0.7 per 1 nm 2 of the surface of the solid particles from the viewpoint of increasing the density of the polymer brush.
  • the density of the polymerization initiating group can be determined from the weight of the polymerization initiating group on the surface of the solid particle, the molecular weight of the polymerization initiating group, and the surface area of the solid particle.
  • the density of the polymerization initiating group can be adjusted by, for example, the amount of the compound used in the immobilization reaction of the polymerization initiating group on the surface of the solid particles, the reaction time, and the reaction temperature.
  • the graft polymer chain includes the same or different repeating unit represented by the following formula (1).
  • R 1 independently represents a group represented by the following formula (2) or a phenyl group having one or more substituents R 5 .
  • R 2 to R 4 each independently represent —H or —CH 3 .
  • R 5 is independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkylphenyl group having up to 10 carbon atoms in the alkyl group, —OH, or up to 10 in the alkyl group.
  • Alkoxy, cyano, amino, monoalkylamino having up to 10 carbon atoms in the alkyl group, dialkylamino having up to 10 carbon atoms in each alkyl group, 10 in each alkyl group Represents a trialkylammonium, carboxyl, sulfonyl, acetamino, or acetoxy group having up to carbon atoms.
  • X represents —OH, —OR 6 or —NR 7 R 8 .
  • R 6 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a phenyl group, a naphthyl group, or a phenylalkyl group having up to 10 carbon atoms in the alkyl group, each optionally having one or more substituents.
  • R 7 and R 8 each have an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, a phenylalkyl group having up to 10 carbon atoms in the alkyl group, or up to 10 carbon atoms in the alkyl group Represents an alkylphenyl group.
  • R 6 may have is independently —OH, alkoxy having 1 to 10 carbons, cyano, amino, monoalkylamino having 1 to 10 carbons, or 1 alkyl in each alkyl group.
  • the graft polymer chain can be formed by living polymerization of a monomer for graft polymerization onto the surface of solid particles.
  • a monomer for graft polymerization is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the function to be introduced.
  • a monomer for graft polymerization is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the function to be introduced.
  • the graft polymerization monomer may be one kind or two or more kinds, and the monomer composition may be changed during the polymerization.
  • these monomers for graft polymerization styrene monomers, (meth) acrylic monomers, and (meth) acrylamide monomers are particularly preferable from the viewpoint that a graft polymer can be easily formed by living radical polymerization.
  • (meth) acryl represents one or both of acrylic and methacrylic.
  • the number average molecular weight of the graft polymer chain is 500 or more and 300,000 or less.
  • the number average molecular weight of the graft polymer chain is not particularly limited as long as the graft polymer chain is sufficiently long to interact with the substance to be separated, but is preferably 2,000 to 200,000, More preferably, it is from 000 to 100,000.
  • the molecular weight distribution of the graft polymer chain is 1.4 or more and 5.0 or less, preferably 1.5 or more and 5.0 or less.
  • the molecular weight distribution of the graft polymer chain is the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn).
  • the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the graft polymer chain can be measured by a GPC method in which the graft polymer chain is separated from the chromatographic fine particles and the separated graft polymer chain component is used.
  • the number average molecular weight of the graft polymer chain can be adjusted by the concentration of the polymerization initiating group, the monomer concentration, and the reaction rate. Further, the number average molecular weight can be adjusted over a wider range by separately adding a compound having a number average molecular polymerization initiating ability.
  • the density of the graft polymer chain on the surface of the solid particles is 0.03 chain / nm 2 or more and 0.70 chain / nm 2 or less.
  • the density of the graft polymer chain can be calculated from the weight of the graft polymer chain per unit weight of the solid particles, the number average molecular weight of the graft polymer chain, and the specific surface area of the solid particles.
  • the density of the graft polymer chain can be adjusted by, for example, the density of polymerization initiating groups on the surface of the solid particles.
  • the chromatographic fine particles of the present invention are a first step in which a polymerization initiating group is covalently bonded to the surface of the solid particles, and a second step in which a graft polymerization monomer is polymerized by living polymerization from the polymerization initiating groups of the solid particles.
  • a broad molecular weight distribution specified by the present invention is coated with a polymer that is polymerized by a living polymerization method from a polymerization initiating group that is covalently bonded to solid particles and is densely brushed in a brush-like shape. Fine particles for chromatography having the above can be obtained.
  • living anionic polymerization, living radical polymerization, living cation polymerization, etc. can be used as the living polymerization method, and there is no particular limitation, but it is difficult to be affected by a small amount of impurities, and a wide range of monomers. Therefore, the living radical polymerization method is most preferable.
  • the graft polymer chain is formed by the living radical polymerization method.
  • the graft polymerization monomer is added to the radical species generated by the cleavage of a part of the polymerization initiating group bonded to the surface of the solid particle by the action of heat, light and catalyst. It can proceed by reacting.
  • an atom transfer radical polymerization method for example, an atom transfer radical polymerization method (ATRP method), a reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization method (RAFT method), or a living radical polymerization method via nitroxide (NMP method) can be used.
  • ATRP method atom transfer radical polymerization method
  • RAFT method reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization method
  • NMP method living radical polymerization method via nitroxide
  • the chromatographic fine particles of the present invention may be further treated as long as the effects of the present invention are obtained.
  • a treatment for example, the surface of the solid particles is subjected to a surface treatment with a silane coupling agent represented by the following formula (3).
  • R 9 to R 11 are each a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or 1 to 8 carbon atoms which may have one or more substituents.
  • A represents halogen, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxyl group, or an azasilyl group.
  • the substituent that the hydrocarbon may have is independently a nitrile group, a hydroxyl group, an amino group, a pyridyl group, or an amide group.
  • the silane coupling agent may be one type or two or more types.
  • Examples of the silane coupling agent represented by the formula (3) include trimethylchlorosilane, hexamethyldisilazane, and trimethylmethoxysilane.
  • the surface treatment of the solid particles with such a silane coupling agent can be performed on one or both of the solid particles having a polymerization initiating group and the solid particles having a graft polymer chain formed thereon.
  • the surface treatment of the solid particles with such a silane coupling agent is performed on the separation target in the chromatography of the polymerization initiating groups and other active groups on the solid particles (for example, silanol groups when the solid particles are silica gel). It is preferable from the viewpoint of suppressing the activity and further enhancing the chemical stability when the chromatographic fine particles of the present invention are used for chromatography.
  • the surface of the solid particles having a polymerization initiating group but not having a graft polymer chain is different from the silane coupling agent of the formula (3). It is preferable from the viewpoint of forming a chromatographic peak having a good shape by suppressing the activity of the functional group such as a polymerization initiating group on the separation target and reducing nonspecific adsorption.
  • Such other silane coupling agents may be one kind or two or more kinds. Examples of the other coupling agent include trimethylchlorosilane, hexamethyldisilazane, and trimethylmethoxysilane.
  • the surface treatment of the solid particles with the silane coupling agent described above can be performed in the same manner as a normal surface treatment method with a silane coupling agent.
  • the chromatographic fine particles of the present invention can be used as a separating agent in chromatography using a particulate separating agent.
  • chromatography examples include gas chromatography, liquid chromatography, thin layer chromatography, and supercritical fluid chromatography.
  • chromatography can be carried out by a usual method except that the chromatographic fine particles of the present invention are used as a separating agent. That is, the chromatographic fine particles of the present invention are used as a filler packed in the column tube in chromatography other than thin layer chromatography, and in the thin layer chromatography, with other components such as a binder as necessary. Each can be used in a separating agent layer formed by applying the composition to a support.
  • liquids such as water and various organic solvents, supercritical fluids, and sub-critical fluids such as subcritical fluids can be used as the mobile phase as the mobile phase.
  • the mobile phase is a supercritical fluid made of supercritical carbon dioxide, a subcritical fluid made of subcritical fluid carbon dioxide, or a mixed fluid of supercritical fluid carbon dioxide and an additive.
  • the additive include alcohols having 1 to 8 carbon atoms, acetonitrile, acetone, tetrahydrofuran, chloroform, methylene chloride, acetate ester, tert-butyl methyl ether, and water.
  • One type or two or more types of additives may be used.
  • the mobile phase is a mixed solvent containing a low polarity organic solvent and a medium or high polarity organic solvent having a higher polarity than that, that is, the chromatographic fine particles of the present invention are used for normal phase chromatography.
  • the low polar organic solvent is, for example, a water-insoluble organic solvent.
  • Examples of such a low polar organic solvent include, for example, hexane, saturated hydrocarbon solvents represented by heptane, and aromatics represented by toluene. Group hydrocarbon solvents.
  • the medium / high polarity organic solvent is, for example, an organic solvent that is partially or arbitrarily mixed with water.
  • Examples of such medium / high polarity organic solvents include cyclic ether solvents typified by tetrahydrofuran and ketones typified by acetone. Examples thereof include an organic solvent, an alcohol solvent typified by methanol, ethanol and 2-propanol, an ester solvent substituted for ethyl acetate, and an amide solvent typified by dimethylformamide. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the chromatographic fine particles of the present invention are preferably used for chromatography using a low molecular weight compound having a molecular weight of 10,000 or less as a separation target from the viewpoint of avoiding the possibility that the compound is adsorbed and accumulated on the carrier.
  • the chromatographic fine particles of the present invention are often used for chromatography with two isomers represented by the same composition formula as the separation target, and molecules of the same composition isomer having very similar physical properties are often used. This is preferable from the viewpoint of taking advantage of the fine particles for chromatography of the present invention having excellent shape recognition ability.
  • the two isomers represented by the same composition formula include structural isomers, positional isomers, geometric isomers, and stereoisomers.
  • the chromatography of the present invention can be used for analysis of components in a sample and fractionation of specific components from a mixture, as in normal chromatography.
  • Example 1 Production of Silica Gel Concentrated Polymer Brush 1) Introduction of Polymerization Initiating Group into Silica Gel Particles Into a 500 mL flask equipped with a Dean-Stark trap, silica gel particles SP-120-5 (average particle size: 4.3 ⁇ m) manufactured by Daiso Corporation. Specific surface area: 332 m 2 / g, pore volume: 1.02 cc / g, average pore diameter: 12.3 nm) 8 g and 100 mL of toluene were added, and the mixture was refluxed at 130 ° C.
  • silica gel particles were dispersed in n-hexane, the particles were precipitated, and the supernatant was removed. This operation was purified by repeating 13 times to obtain silica gel particles (a) having a polymerization initiation group covalently bonded to the surface.
  • the amount of the polymerization initiating group binding per 1 g of silica gel is 4.25 ⁇ 10 20
  • the ratio of the silica gel particles used Since the surface area is 332 m 2 / g
  • the polymerization initiating group density in the silica gel particles (a) is calculated as 1.28 particles / nm 2 .
  • the solution in the container was filtered under reduced pressure, the filtrate was washed with pure water and methanol, and the graft chain PMMA was collected on the filter paper.
  • PMMA on the filter paper was purified and isolated by dissolving in chloroform and then removing the chloroform under reduced pressure. The graft chain (PMMA) thus separated is taken as a sample (c).
  • Mn number average molecular weight
  • Mw weight average molecular weight
  • sample (c) is weighed in a sample holder for thermogravimetric analysis and heated to 900 ° C. under an oxygen stream to oxidatively decompose all the polymerization initiating groups and PMMA components bonded to the surface. Removed.
  • the amount is the weight of the graft chain (PMMA). Since the weight at 150 ° C. was 7.51 mg and the weight at 900 ° C. was 4.50 mg, from 7.51 mg of 7.51 mg of the particles in which PMMA was covalently bonded to the silica gel particles via the polymerization initiating group, It is calculated that 3.01 mg minus 4.50 mg was graft chain (PMMA).
  • the graft chain weight per gram of silica gel particles in the sample (c) is 0.67 g.
  • N A represents the Avogadro number.
  • Example 2 Production of Silica Gel Concentrated Polymer Brush
  • the silica gel particles used in Example 1 were obtained by using silica gel particles SP-300-5 (average particle size: 4.9 ⁇ m, specific surface area: 97 m 2 / g, manufactured by Daiso Co., Ltd.)
  • Sample (b) particles (from the polymerization initiation group on the surface of silica gel particles (a)) in the same manner as in Example 1, except that the volume was changed to 0.75 cc / g and the maximum pore diameter was 31.8 nm.
  • Silica gel particles grafted with PMMA Table 1 shows the physical properties of the silica gel particles and graft chains in the obtained particles.
  • Example 3 Production of Silica Gel Concentrated Polymer Brush
  • the silica gel particles used in Example 1 were obtained by using silica gel particles SP-1000-5 manufactured by Daiso Corporation (average particle size: 4.4 ⁇ m, specific surface area: 25 m 2 / g, pores) Particles of sample (b) were obtained in the same manner as in Example 1 except that the volume was changed to 0.84 cc / g and the maximum pore diameter was 99.3 nm.
  • Table 1 shows the physical properties of the silica gel particles and graft chains in the obtained particles.
  • sample (b) of Examples 1 and 3 were each dispersed in a dispersion solvent, passed through a mesh, and then packed into a stainless steel column having a diameter of 0.46 mm ⁇ length of 15 cm.
  • Sample (b) of Example 1 Column 1 packed with the particles of Example 3 and column 3 packed with the particles of the sample (b) of Example 3 were obtained.
  • test samples 2 to 12 having the following structures, that is, naphthacene (sample 2), anthracene (sample 3), naphthalene (sample 4), pyrene (sample 5) Phenanthrene (sample 6), pyrylene (sample 7), triphenylene (sample 8), o-terphenyl (sample 9), 9,10-dihydrophenanthrene (sample 10), trans-stilbene (sample 11), and cis- An analytical test of stilbene (sample 12) was performed. Table 2 shows the analysis conditions in this analysis test.
  • FIGS. 1 to 11 The chromatograms of samples 2 to 12 using column 1 are shown in FIGS. 1 to 11, and the chromatograms of samples 2 to 12 using column 3 are shown in FIGS. Table 3 shows the elution time (minutes) of each sample in each column.
  • Comparative Example 1 A silica gel column packed with a stainless steel column having a particle diameter of 5 ⁇ m and surface unbound silica gel of 0.46 mm diameter ⁇ 15 cm length.
  • Comparative Example 2 A silica gel column packed with a stainless steel column having a particle diameter of 5 ⁇ m and octadecylsilyl group-bonded silica gel having a diameter of 0.46 mm and a length of 15 cm.
  • Comparative Example 3 Commercial phase silica gel column for normal phase (YMC-Pack Diol-NP, manufactured by YMC Corporation) having a particle size of 5 ⁇ m and a dihydroxypropyl group bonded to the surface.
  • Comparative Example 4 A normal-phase / reverse-phase commercial silica gel column (YMC-Pack CN, manufactured by YMC Corporation) having a particle size of 5 ⁇ m and a cyanopropyl group bonded to the surface.
  • both the column 1 and the column 3 have separation performance for structural isomers and compounds having similar structures in the separation of polycyclic aromatic hydrocarbons.
  • the column 1 has higher separation performance than the column 3.
  • the column 3 has a separation performance equal to or higher than the column of the comparative example 4 having the highest separation performance among the columns of the comparative example.
  • Example 4 Production of Silica Gel Concentrated Polymer Brush 1) Graft Reaction from Polymerization Initiating Group on Surface of Silica Gel Particle (a) Silica Gel Particle SP-120-5 (Average Particle Size: 4. 3 ⁇ m, specific surface area: 332 m 2 / g, pore volume: 1.02 cc / g, average pore diameter: 12.3 nm) were used, and silica gel particles (a) in which a polymerization initiating group was covalently bonded to the surface were used.
  • the graft reaction from the polymerization initiation group on the surface of the silica gel particles was performed as follows.
  • ⁇ Graft reaction> Into a 300 mL eggplant flask, 7 g of silica gel particles (a) were put, 6.0 g of copper bromide (CuBr 2 ) and 8.4 g of 2,2-dipyridyl were put in, and vacuum-dried for 1.5 hours. The flask was purged with argon. To this flask, 165 mL of hydroxyethyl methacrylate (HEMA) was added. To this, 64 mL of methanol and 4.5 mL of tin (II) 2-ethylhexanoate were added, and finally 3.0 mL of ethyl-2-bromoisobutyrate was added. The graft reaction was allowed to stand in an oil bath. After reacting for 6 hours, the polymerization was stopped by cooling to room temperature.
  • HEMA hydroxyethyl methacrylate
  • Example 2 2) Structural analysis of the manufactured silica gel concentrated polymer brush
  • the graft chain was separated from the silica gel particles (sample (b)) grafted with PHEMA from the polymerization initiation group on the surface of the silica gel particles (a). did.
  • the separated graft chain (PHEMA) is taken as a sample (c).
  • Sample (c) was analyzed in the same manner as in Example 1 except that DMSO was used as the GPC solvent for molecular weight measurement. The results obtained are shown in Table 5.
  • Example 5 Production of Silica Gel Concentrated Polymer Brush Silica Gel Particles SP-1000-5 manufactured by Daiso Corporation as in Example 3 (average particle size: 4.4 ⁇ m, specific surface area: 25 m 2 / g, pore volume: (0. 84) Polymerization initiating groups on the surface of silica gel particles in the same manner as in Example 4 using silica gel particles having a polymerization initiating group covalently bonded to the surface prepared using cc / g, maximum pore diameter: 99.3 nm) Silica gel particles (sample (b)) grafted with PHEMA were obtained. Table 5 shows the physical properties of the silica gel particles and graft chains in the obtained particles.
  • sample (b) of Examples 4 and 5 were each dispersed in a dispersion solvent, passed through a mesh, and then packed into a stainless steel column having a diameter of 0.46 mm ⁇ length of 25 cm.
  • Sample (b) of Example 4 The column 4 packed with the particles of No. 4 and the column 5 packed with the particles of the sample (b) of Example 5 were obtained.
  • test samples 2 to 12 having the above structure that is, naphthacene (sample 2), anthracene (sample 3), naphthalene (sample 4), and pyrene (sample 5) were performed by a liquid chromatograph.
  • FIGS. 84 to 94 show the chromatograms of samples 2 to 12 using column 5.
  • Table 7 shows the elution time (min) of each sample in each column.
  • both the column 4 and the column 5 have separation performance for structural isomers and compounds having similar structures in the separation of polycyclic aromatic hydrocarbons.
  • Example 6 Analytical test by super-critical fluid chromatography (SFC) [packing and evaluation results]
  • the particles of sample (b) of Examples 1 and 3 were each dispersed in a dispersion solvent, passed through a mesh, and then packed into a stainless steel column having a diameter of 0.46 mm ⁇ length of 25 cm.
  • Sample (b) of Example 1 The column 1s formed by filling the particles and the column 3s formed by filling the particles of the sample (b) of Example 3 were obtained.
  • test samples 2 to 12 having the following structures, that is, naphthacene (sample 2), anthracene (sample 3), naphthalene (sample 4), and pyrene (sample) are obtained by a supercritical fluid chromatography apparatus. 5), phenanthrene (sample 6), pyrylene (sample 7), triphenylene (sample 8), o-terphenyl (sample 9), 9,10-dihydrophenanthrene (sample 10), trans-stilbene (sample 11), and An analytical test of cis-stilbene (sample 12) was performed. Table 9 shows the analysis conditions in this analysis test.
  • sample (b) of Examples 4 and 5 were each dispersed in a dispersion solvent, passed through a mesh, and then packed into a stainless steel column having a diameter of 0.46 mm ⁇ length of 25 cm.
  • Sample (b) of Example 4 The column 4s formed by filling the particles and the column 5s formed by filling the particles of the sample (b) of Example 5 were obtained.
  • test samples 2 to 12 having the above structure that is, naphthacene (sample 2), anthracene (sample 3), naphthalene (sample 4), and pyrene (sample) are obtained by a supercritical fluid chromatograph.
  • FIGS. 101 to 110 The chromatograms of samples 2 to 12 using column 1s are shown in FIGS. 101 to 110, and the chromatograms of samples 2 to 12 using column 3s are shown in FIGS. 111 to 121, respectively.
  • Table 10 shows the elution time (minutes) of each sample in each column.
  • FIGS. 133 to 143 show chromatograms of samples 2 to 12 using column 5s.
  • Table 11 shows the elution time (min) of each sample in each column.
  • columns 1s, 3s, 4s, and column 5s all have separation performance for structural isomers and similar compounds in the separation of polycyclic aromatic hydrocarbons. ing.
  • the fine particles for chromatography of the present invention have a molecular weight distribution wider than the molecular weight distribution of the graft polymer chain in the conventional polymer brush type solid, more kinds than the conventional separating agent having the graft polymer chain. It is expected that the separation performance of the polymer brush type separation agent is different from that of the conventional separation agent, such as the expression of the separation ability for the compound of the above, or an excellent separation ability is expected.

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Abstract

高い高分子鎖の密度と広い高分子鎖の分子量分布とを有するポリマーブラシ型充填剤を提供する。固体粒子表面の重合開始基を介して高分子鎖がグラフトされてなるグラフト高分子鎖を有するクロマト用微粒子において、グラフト高分子鎖が特定の繰り返し単位を含み、特定の数平均分子量と特定の分子量分布とを有し、さらに０．０３鎖／ｎｍ2以上０．７０鎖／ｎｍ2以下の高密度で形成されているクロマト用微粒子を提供する。

Description

クロマト用微粒子及びそれを用いるクロマトグラフィー
　本発明はクロマト用微粒子及びそれを用いるクロマトグラフィーに関し、特に、固体表面の重合開始基からリビング重合を行うことによって得られるポリマーブラシを固体粒子の表面に有するポリマーブラシ型充填剤とそれを用いるクロマトグラフィーに関する。
　固体の表面改質方法として、従来より、固体表面でのグラフト重合が知られている。この方法は、重合するモノマーの種類を変えることにより、多様な表面特性を付与することができることから、例えばクロマトグラフィーの分離剤として検討されている。
　このような固体の表面改質方法としては、例えば、固体の表面に固定された重合開始基からモノマーのリビングラジカル重合によって、前記重合開始基を介して高分子鎖がグラフト重合されてなるポリマーブラシ型固体を得る方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この方法は、ポリマーが固体表面にコイル状に固まらないことから、固体表面における密度の高い高分子鎖を有する固体を得ることができる。
　また、このような固体表面に高分子鎖をグラフト重合させてなるクロマトグラフィー用分離剤としては、例えば、有機多孔質担体の表面に高密度に高分子鎖をグラフト重合させた多孔質担体、支持体の表面に生理活性物質に親和性を有する物質とポリマーとをそれぞれ独立に結合させてなる生理活性物質の分離用材料、及び、支持体の表面に温度応答性ポリマーをグラフト重合させてなるクロマトグラフィー用担体、が知られている（例えば、特許文献２～５参照。）。
　前記のポリマーブラシ型固体や分離剤には、高分子鎖の密度が高く、また高分子鎖の分子量分布が１．０～１．３程度と、比較的狭いものが知られている。
特許第３４２２４６３号公報 特開２００４－３３１７７６号公報 特開２００６－３１２１１７号公報 特開２００７－０６９１９３号公報 特開２００９－０８５９３３号公報
　本発明は、高い高分子鎖の密度と広い高分子鎖の分子量分布とを有するポリマーブラシ型充填剤を提供する。
　本発明者らは、ポリマーブラシ型固体の種々の検討において、分子量分布の広い高分子鎖を有するポリマーブラシを高密度で有する固体粒子が、クロマトグラフィー用分離剤として有用であることを見出し、本発明を完成させた。
　すなわち本発明は、固体粒子と、固体粒子表面に共有結合した重合開始基と、この重合開始基を介して高分子鎖がグラフトされてなるグラフト高分子鎖とを有するクロマト用微粒子であって、
ａ）グラフト高分子鎖が下記式（１）で表される同一又は異なる繰返し単位を含み、
ｂ）グラフト高分子鎖の数平均分子量が５００以上３００，０００以下であり、
ｃ）グラフト高分子鎖の分子量分布が１．４以上５．０以下であり、
ｄ）固体粒子表面上のグラフト高分子鎖の密度が０．０３鎖／ｎｍ2以上０．７０鎖／ｎｍ2以下である、ことを特徴とするクロマト用微粒子を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　式（１）中、Ｒ1は独立して下記式（２）で表される基、又は、一又は二以上の置換基Ｒ5を有するフェニル基又はナフチル基を表し、Ｒ2～Ｒ4はそれぞれ独立して－Ｈ又は－ＣＨ3を表し、Ｒ5は、独立して、炭素数１～２０のアルキル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルフェニル基、－ＯＨ、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルコキシ、シアノ、アミノ、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するモノアルキルアミノ、各アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するジアルキルアミノ、各アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するトリアルキルアンモニウム、カルボキシル、スルホニル、アセトアミノ、又はアセトキシ基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　式（２）中、Ｘは、－ＯＨ、－ＯＲ6又は－ＮＲ7Ｒ8を表し、Ｒ6は、それぞれ一又は二以上の置換基を有していてもよい、炭素数１～２０のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するフェニルアルキル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するナフチルアルキル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルフェニル基、又はアルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルナフチル基を表し、Ｒ7及びＲ8は、それぞれ、炭素数１～１０のアルキル基、フェニル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するフェニルアルキル基、又はアルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルフェニル基を表し、Ｒ6が有していてもよい置換基は、独立して、－ＯＨ、炭素数１～１０のアルコキシ、シアノ、アミノ、炭素数１～１０のモノアルキルアミノ、各アルキル基における炭素数が１～１０のジアルキルアミノ、各アルキル基における炭素数が１～１０のトリアルキルアンモニウム、カルボキシル、スルホニル、アセトアミノ又はアセトキシ基である。
　また本発明は、前記グラフト高分子鎖の分子量分布が１．５以上５．０以下であるクロマト用微粒子を提供する。
　また本発明は、前記固体粒子が真球状であり、固体粒子の単位重量当たりの比表面積が２０～４５０ｍ2／ｇであり、固体粒子の単位重量当たりの細孔容積が０．７～１．１ｃｃ／ｇである前記のクロマト用微粒子を提供する。
　また本発明は、前記固体粒子の表面が、下記式（３）で表されるシランカップリング剤による表面処理が施されている前記のクロマト用微粒子を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　式（３）中、Ｒ9～Ｒ11は、それぞれ、炭素数１～３０の飽和或いは不飽和炭化水素基、又は、一又は二以上の置換基を有していてもよい炭素数１～８の飽和或いは不飽和炭化水素基を表し、Ａは、ハロゲン、炭素数１～１０のアルコキシ基、水酸基、又はアザシリル基を表し、前記炭化水素が有していてもよい置換基は、独立して、ニトリル基、水酸基、アミノ基、ピリジル基、又はアミド基である。
　また本発明は、粒子状の分離剤を用いるクロマトグラフィーにおいて、前記分離剤が前記の本発明のクロマト用微粒子であり、前記クロマトグラフィーが、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、又は超臨界流体クロマトグラフィーであるクロマトグラフィーを提供する。
　また本発明は、超臨界流体クロマトグラフィーが、超臨界二酸化炭素からなる超臨界流体、亜臨界流体二酸化炭素からなる亜臨界流体、又は、超臨界流体二酸化炭素と添加剤との混合流体を移動相とする前記のクロマトグラフィーを提供する。
　また本発明は、低極性有機溶剤と、これよりも極性の高い中高極性有機溶剤とを含む混合溶剤を移動相とする順相系クロマトグラフィーである前記のクロマトグラフィーを提供する。
　また本発明は、分子量１０，０００以下の低分子量化合物を分離対象とする前記のクロマトグラフィーを提供する。
　また本発明は、同一の組成式で表される二種の異性体を分離対象とする前記のクロマトグラフィーを提供する。
　本発明は、従来のポリマーブラシ型固体と同等の高い高分子鎖の密度と、従来のポリマーブラシ型固体に比べて広い高分子鎖の分子量分布とを有するポリマーブラシ型充填剤を提供することができる。
実施例１のカラム１を用いたナフタセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いたアントラセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いたナフタレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いたピレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いたフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いたピリレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いたトリフェニレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いたｏ－ターフェニルのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いたトランス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例１のカラム１を用いたシス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたナフタセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたアントラセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたナフタレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたピレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたピリレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたトリフェニレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたｏ－ターフェニルのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたトランス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例３のカラム３を用いたシス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたナフタセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたアントラセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたナフタレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたピレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたピリレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたトリフェニレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたｏ－ターフェニルのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたトランス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例１の未結合シリカゲルカラムを用いたシス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたナフタセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたアントラセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたナフタレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたピレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたピリレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたトリフェニレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたｏ－ターフェニルのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたトランス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例２のＯＤＳシリカゲルカラムを用いたシス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたナフタセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたアントラセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたナフタレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたピレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたピリレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたトリフェニレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたｏ－ターフェニルのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたトランス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例３のジヒドロキシプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたシス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたナフタセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたアントラセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたナフタレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたピレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたピリレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたトリフェニレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたｏ－ターフェニルのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたトランス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 比較例４のシアノプロピル基結合型シリカゲルカラムを用いたシス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 サンプル２～４に対するカラム１、カラム３及び比較例１～４のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル４～７に対するカラム１、カラム３及び比較例１～４のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル２、５及び８に対するカラム１、カラム３及び比較例１～４のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル８及び９に対するカラム１、カラム３及び比較例１～４のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル６及び１０に対するカラム１、カラム３及び比較例１～４のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル１１及び１２に対するカラム１、カラム３及び比較例１～４のカラムの保持係数を示す図である。 実施例４のカラム４を用いたナフタセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いたアントラセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いたナフタレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いたピレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いたフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いたピリレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いたトリフェニレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いたｏ－ターフェニルのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いたトランス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例４のカラム４を用いたシス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたナフタセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたアントラセンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたナフタレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたピレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたピリレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたトリフェニレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたｏ－ターフェニルのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたトランス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例５のカラム５を用いたシス－スチルベンのＨＰＬＣによるクロマトグラムを示す図である。 サンプル２～４に対するカラム４及びカラム５のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル４～７に対するカラム４及びカラム５のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル２、５及び８に対するカラム４及びカラム５のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル８及び９に対するカラム４及びカラム５のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル６及び１０に対するカラム４及びカラム５のカラムの保持係数を示す図である。 サンプル１１及び１２に対するカラム４及びカラム５のカラムの保持係数を示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いたナフタセンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いたアントラセンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いたナフタレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いたピレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いたフェナントレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いたトリフェニレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いたｏ－ターフェニルのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いたトランス－スチルベンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム１ｓを用いたシス－スチルベンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたナフタセンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたアントラセンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたナフタレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたピレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたフェナントレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたピリレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたトリフェニレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたｏ－ターフェニルのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたトランス－スチルベンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム３ｓを用いたシス－スチルベンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたナフタセンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたアントラセンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたナフタレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたピレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたフェナントレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたピリレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたトリフェニレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたｏ－ターフェニルのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたトランス－スチルベンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム４ｓを用いたシス－スチルベンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたナフタセンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたアントラセンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたナフタレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたピレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたフェナントレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたピリレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたトリフェニレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたｏ－ターフェニルのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いた９，１０－ジヒドロフェナントレンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたトランス－スチルベンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 実施例６のカラム５ｓを用いたシス－スチルベンのＳＦＣによるクロマトグラムを示す図である。 サンプル２～４に対するカラム１ｓ，３ｓ，４ｓ及び５ｓのカラムの保持係数を示す図である。 サンプル４～７に対するカラム１ｓ，３ｓ，４ｓ及び５ｓのカラムの保持係数を示す図である。 サンプル２、５及び８に対するカラム１ｓ，３ｓ，４ｓ及び５ｓのカラムの保持係数を示す図である。 サンプル８及び９に対するカラム１ｓ，３ｓ，４ｓ及び５ｓのカラムの保持係数を示す図である。 サンプル６及び１０に対するカラム１ｓ，３ｓ，４ｓ及び５ｓのカラムの保持係数を示す図である。 サンプル１１及び１２に対するカラム１ｓ，３ｓ，４ｓ及び５ｓのカラムの保持係数を示す図である。
　本発明のクロマト用微粒子は、固体粒子と、固体粒子表面に共有結合した重合開始基と、この重合開始基を介して高分子鎖がグラフトされてなるグラフト高分子鎖とを有する。
　前記固体粒子には、表面に重合開始基を供給結合によって結合させられる粒子を用いることができる。このような固体粒子としては、クロマトグラフィー用の分離剤において担体として使用されている粒子を用いることができ、例えば、架橋ポリスチレン、架橋アクリル系ポリマー、エポキシ重合物、セルロース、架橋セルロース、架橋アガロース、架橋デキストラン、及び架橋マンナン等の有機担体、及び、アルミナ、シリカゲル、メソポーラスシリカゲル、ゼオライト、珪藻土、溶融シリカ、粘度鉱物、ジルコニア、及び金属等の無機担体が挙げられる。
　前記固体粒子の平均粒子径は、本発明のクロマト用微粒子の分離性能の観点から、１．０μｍ～１０ｍｍであることが好ましく、１．０～３００μｍであることがより好ましく、１．０～５０μｍであることがさらに好ましい。固体粒子の平均粒子径は、レーザー光回折・散乱法による測定値であってもよいし、コールターカウンター法による測定値であってもよいし、フロー式粒子像分析方法による測定値であってもよいし、カタログ値であってもよい。固体粒子の平均粒子径は、例えば分級、又は分級品の混合、によって調整することができる。
　前記固体粒子の形状は真球状であることが、充填層を通過する流体の乱れを低減し、クロマトグラムのピークをシャープにする効果の観点から好ましい。ここで真球状とは、固体粒子の平面投影像の平均円形度が０．８～１．０であることを言う。このような平均円形度はフロー式粒子像解析の長軸と短軸の比率による測定値であってもよいし、カタログ値であってもよい。
　前記固体粒子は、多孔質であることが、本発明のクロマト用微粒子の表面改質の効果を向上させ分離性能を高める観点から好ましい。このような観点から、固体粒子の単位重量当たりの比表面積は、２０～４５０ｍ2／ｇであることが好ましく、４０～４５０ｍ2／ｇであることが好ましい。前記比表面積は、例えば窒素吸着方法（ＢＥＴ）による測定値であってもよいし、カタログ値であってもよい。
　また前記の観点から、前記固体粒子の重量に対する細孔容積は、０．７～１．１ｃｃ／ｇであることが好ましい。前記細孔容積は、例えば、水銀ポロシメーター方法による測定値であってもよいし、カタログ値であってもよい。
　また前記の観点から、前記固体粒子の細孔径は、６～１００ｎｍであることが好ましく、１２～１００ｎｍであることがより好ましい。前記細孔径は、その固体粒子の表面に形成される細孔の大きさを代表する値であればよく、平均値であってもよいし、最大値であってもよい。前記細孔径は、例えば、水銀ポロシメーター法による測定値であってもよいし、カタログ値であってもよい。
　前述した形状、比表面積、細孔容積、及び細孔径を有する前記固体粒子としては、例えば、ＨＰＬＣ用シリカゲル、ＬＣ用シリカゲル、ＬＣ用アルミナゲル、ＬＣ用チタニアゲル、ＬＣ用ポリマーゲル、及びＬＣ用ポリスチレンゲルが挙げられる。
　前記重合開始基は、グラフト高分子鎖を形成するためのリビング重合の始点となる基であり、前記固体粒子の表面に供給結合によって結合する官能基と前記重合開始基とを有する化合物を前記固体粒子の表面に共有結合によって固定化することによって形成することができる。重合開始基は一種でも二種以上でもよい。前記重合開始基は、リビング重合させるモノマーの種類やリビング重合の種類に応じて適宜に決めることができる。前記重合開始基としては、例えば、（２－ブロモ－２－メチル）プロピオニルオキシ基、２－（４－クロロスルフォニルフェニル）エチル基、２-ブロモピオニルオキシ基、４－（４－クロロメチル）フェニル基、及び４－（２－ブロモエチル）フェニル基が挙げられる。なお、前記官能基は固体粒子に応じて適宜に決めることができる。
　前記固体粒子の表面における重合開始基の密度は、ポリマーブラシの高密度化の観点から、固体粒子の表面１ｎｍ2当たり０．０３～０．７個であることが好ましい。重合開始基の密度は、固体粒子の表面の重合開始基の重量と、重合開始基の分子量と、固体粒子の表面積とから求めることができる。また重合開始基の密度は、例えば、固体粒子の表面での重合開始基の固定化反応における前記化合物の使用量及び反応時間、反応温度によって調整することができる。
　前記グラフト高分子鎖は、下記式（１）で表される同一又は異なる繰返し単位を含む。式（１）中、Ｒ1は独立して下記式（２）で表される基、又は、一又は二以上の置換基Ｒ5を有するフェニル基を表す。また式（１）中、Ｒ2～Ｒ4はそれぞれ独立して－Ｈ又は－ＣＨ3を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　また式（１）について、Ｒ5は、独立して、炭素数１～２０のアルキル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルフェニル基、－ＯＨ、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルコキシ、シアノ、アミノ、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するモノアルキルアミノ、各アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するジアルキルアミノ、各アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するトリアルキルアンモニウム、カルボキシル、スルホニル、アセトアミノ、又はアセトキシ基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　式（２）中、Ｘは、－ＯＨ、－ＯＲ6又は－ＮＲ7Ｒ8を表す。Ｒ6は、それぞれ一又は二以上の置換基を有していてもよい、炭素数１～２０のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するフェニルアルキル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するナフチルアルキル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルフェニル基、又はアルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルナフチル基を表す。Ｒ7及びＲ8は、それぞれ、炭素数１～１０のアルキル基、フェニル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するフェニルアルキル基、又はアルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルフェニル基を表す。
　Ｒ6が有していてもよい置換基は、独立して、－ＯＨ、炭素数１～１０のアルコキシ、シアノ、アミノ、炭素数１～１０のモノアルキルアミノ、各アルキル基における炭素数が１～１０のジアルキルアミノ、各アルキル基における炭素数が１～１０のトリアルキルアンモニウム、カルボキシル、スルホニル、アセトアミノ、又はアセトキシ基である。
　前記グラフト高分子鎖は、固体粒子の表面へのグラフト重合用モノマーのリビング重合によって形成することができる。このようなグラフト重合用モノマーとしては、特に制限させず、導入したい機能に合わせてモノマーを適宜選択することができ、例えば、スチレン、α－メチルスチレン、ビニルベンジルクロライド、ブトキシスチレン、ビニルアニリン、スチレンスルホン酸ナトリウム、ビニル安息香酸、ビニルリン酸、ビニルピリジン、ジメチルアミノメチルスチレン、ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等のスチレン系モノマー；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル；アクリロニトリル等のニトリル系モノマー；メタクリル酸メチル、メタクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、パーフルオロアルキルメタクリレート、メタクロイオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、アクリル酸エチル、アクリル酸、ジメチルアミノエチルアクリレート等の（メタ）アクリル系モノマー；アクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸等の（メタ）アクリルアミド系モノマーが挙げられる。
　前記グラフト重合用モノマーは、一種でも二種以上でもよく、また、重合途中でモノマー組成を変化させてもよい。これらのグラフト重合用モノマーのうち、スチレン系モノマーや（メタ）アクリル系モノマーや（メタ）アクリルアミド系モノマーが、リビングラジカル重合によってグラフトポリマーが容易に形成できる観点から特に好ましい。
　なお、本明細書において、「（メタ）アクリル」は、アクリル及びメタクリルの一方又は両方を表す。
　前記グラフト高分子鎖の数平均分子量は、５００以上３００，０００以下である。グラフト高分子鎖の数平均分子量は、グラフト高分子鎖が分離対象物質と十分に相互作用できる長さであれば特に制限はないが、２，０００～２００,０００であることが好ましく、５，０００～１００，０００であることがより好ましい。
　また前記グラフト高分子鎖の分子量分布は、１．４以上５．０以下であり、好ましくは１．５以上５．０以下である。ここでグラフト高分子鎖の分子量分布は、数平均分子量（Ｍｎ）に対する重量平均分子量（Ｍｗ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）である。
　グラフト高分子鎖の数平均分子量及び重量平均分子量は、クロマト用微粒子からグラフト高分子鎖を分離し、分離されたグラフト高分子鎖成分を用いるＧＰＣ法によって測定することができる。グラフト高分子鎖の数平均分子量は、重合開始基の濃度、モノマー濃度、及び反応率によって調整することが可能である。また、数平均分子重合開始能を有する化合物を別途添加することによって、さらに広範囲に数平均分子量を調整することができる。
　前記固体粒子表面上のグラフト高分子鎖の密度は、０．０３鎖／ｎｍ2以上０．７０鎖／ｎｍ2以下である。グラフト高分子鎖の密度が０．０３鎖／ｎｍ2未満になると、粒子表面上のグラフト高分子鎖と分離対象化合物との相互作用が不十分になり、分離剤として適さなくなることがある。グラフト高分子鎖の密度が０．７０鎖／ｎｍ2を超えると、その調整が極めて困難になることがある。グラフト高分子鎖の密度は、固体粒子の単位重量当たりのグラフト高分子鎖の重量、グラフト高分子鎖の数平均分子量、及び固体粒子の比表面積から算出することができる。またグラフト高分子鎖の密度は、例えば前記固体粒子の表面における重合開始基の密度によって調整することができる。
　本発明のクロマト用微粒子は、前記固体粒子の表面に重合開始基を共有結合によって結合させる第一の工程と、固体粒子の重合開始基からグラフト重合用モノマーをリビング重合によって重合させる第二の工程と、を含む方法によって得ることができる。これらの工程は、特許文献１と同様に行うことができる。これらの工程によって、固体粒子上に共有結合している重合開始基からリビング重合法によって重合された、ブラシ様の形状で高密度に林立するポリマーで被覆され、かつ本発明で特定する広い分子量分布を有するクロマト用微粒子を得ることができる。
　第二の工程において、リビング重合法としては、リビングアニオン重合、リビングラジカル重合、リビングカチオン重合等を用いることができ、特に制限はないが、微量不純物の影響を受けにくいこと、及び、広範なモノマーに適用できることから、リビングラジカル重合法が最も好ましい。リビングラジカル重合法によるグラフト高分子鎖の形成は、熱、光、触媒の作用により固体粒子表面に結合した重合開始基の一部が解裂することで生じたラジカル種に、グラフト重合用モノマーを反応させることによって進行させることができる。リビングラジカル重合法としては、例えば、原子移動ラジカル重合法（ＡＴＲＰ法）、可逆的付加開裂連鎖移動重合法（ＲＡＦＴ法）、ニトロキシドを介するリビングラジカル重合法（ＮＭＰ法）を用いることができる。
　本発明のクロマト用微粒子は、本発明の効果が得られる範囲において、さらなる処理が施されていてもよい。このような処理としては、例えば、前記固体粒子の表面が、下記式（３）で表されるシランカップリング剤による表面処理が施されていること、が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　式（３）中、Ｒ9～Ｒ11は、それぞれ、炭素数１～３０の飽和或いは不飽和炭化水素基、又は、一又は二以上の置換基を有していてもよい炭素数１～８の飽和或いは不飽和炭化水素基を表す。また式（３）中、Ａは、ハロゲン、炭素数１～１０のアルコキシ基、水酸基、又はアザシリル基を表す。前記炭化水素が有していてもよい置換基は、独立して、ニトリル基、水酸基、アミノ基、ピリジル基、又はアミド基である。
　シランカップリング剤は一種でも二種以上でもよい。式（３）で表されるシランカップリング剤としては、例えば、トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、及びトリメチルメトキシシランが挙げられる。このようなシランカップリング剤による固体粒子の表面処理は、重合開始基を有する固体粒子、及びグラフト高分子鎖が形成された固体粒子、の一方又は両方において行うことができる。このようなシランカップリング剤による固体粒子の表面処理は、固体粒子上の重合開始基やその他の活性基（例えば固体粒子がシリカゲルである場合のシラノール基等）の、クロマトグラフィーにおける分離対象物に対する活性を抑制し、本発明のクロマト用微粒子をクロマトグラフィーに用いた時の化学安定性をより高める観点から好ましい。
　前記シランカップリング剤による固体粒子の表面処理では、重合開始基を有するがグラフト高分子鎖を有していない前記固体粒子の表面が、式（３）のシランカップリング剤とは異なるシランカップリング剤で処理されていることが、重合開始基等の官能基の分離対象物への活性を抑制し、非特異的な吸着を低減することで、良好な形状のクロマトピークを形成する観点から好ましい。このような他のシランカップリング剤も、一種でも二種以上でもよい。前記他のカップリング剤としては、例えば、トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、及びトリメチルメトキシシランが挙げられる。
　前述したシランカップリング剤による固体粒子の表面処理は、シランカップリング剤による通常の表面処理方法と同様に行うことができる。
　本発明のクロマト用微粒子は、粒子状の分離剤を用いるクロマトグラフィーにおいて、分離剤として用いることができる。このようなクロマトグラフィーとしては、例えば、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、及び、超臨界流体クロマトグラフィーが挙げられる。
　これらのクロマトグラフィーは、分離剤として本発明のクロマト用微粒子を用いる以外は、通常の方法で行うことができる。すなわち本発明のクロマト用微粒子は、前記のうち、薄層クロマトグラフィーを除くクロマトグラフィーではカラム管に充填される充填剤として、薄層クロマトグラフィーでは、必要に応じてバインダ等の他の成分との組成物を支持体に塗布してなる分離剤層に、それぞれ用いることができる。
　これらのクロマトグラフィーにおいて、移動相には、水や各種有機溶剤等の液体、超臨界流体、及び亜臨界流体等の公知の流体を移動相として用いることができる。例えば本発明における超臨界流体クロマトグラフィーでは、移動相として、超臨界二酸化炭素からなる超臨界流体、亜臨界流体二酸化炭素からなる亜臨界流体、又は、超臨界流体二酸化炭素と添加剤との混合流体を用いることができる。前記添加剤としては、例えば炭素数１～８までのアルコール、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、メチレンクロリド、酢酸エステル、ｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル、及び水が挙げられる。添加剤は一種でも二種以上でもよい。
　本発明では、移動相は、低極性有機溶剤と、これよりも極性の高い中高極性有機溶剤とを含む混合溶剤を用いることが、すなわち本発明のクロマト用微粒子を順相系クロマトグラフィーに用いることが、表面改質剤との親和性に基づく対象物の良好な分離の観点から好ましい。ここで低極性有機溶剤とは、例えば非水溶性の有機溶剤であり、このような低極性有機溶剤としては、例えば、ヘキサン、ヘプタンに代表される飽和炭化水素溶媒、及びトルエンに代表される芳香族炭化水素溶媒が挙げられる。また中高極性有機溶剤とは、例えば水に一部又は任意に混合する有機溶剤であり、このような中高極性有機溶剤としては、例えば、テトラヒドロフランに代表される環状エーテル溶媒、アセトンに代表されるケトン有機溶媒、メタノール、エタノール、２－プロパノールに代表されるアルコール溶媒、酢酸エチルに代用されるエステル溶媒、及びジメチルフォルムアミドに代表されるアミド溶媒が挙げられる。これらの有機溶剤はそれぞれ一種でも二種以上でもよい。
　また本発明のクロマト用微粒子は、分子量１０，０００以下の低分子量化合物を分離対象とするクロマトグラフィーに用いることが、化合物が担体に吸着され蓄積してしまう可能性を回避する観点から好ましい。
　また本発明のクロマト用微粒子は、同一の組成式で表される二種の異性体を分離対象とするクロマトグラフィーに用いることが、往々にして酷似した物性を有する同一組成異性体に対し分子の形状認識能に優れている本発明のクロマト用微粒子の特長を生かすという観点から好ましい。同一の組成式で表される二種の異性体としては、例えば、構造異性体、位置異性体、幾何異性体、及び立体異性体が挙げられる。
　本発明のクロマトグラフィーは、通常のクロマトグラフィーと同様に、試料中の成分の分析や、混合物からの特定の成分の分取に用いることができる。
［実施例１］シリカゲル濃厚ポリマーブラシの製造
１）シリカゲル粒子への重合開始基の導入
　ディーンスタークトラップをつけた５００ｍＬフラスコに、ダイソー社製シリカゲル粒子ＳＰ－１２０－５（平均粒子径：４．３μｍ、比表面積：３３２ｍ2／ｇ、細孔容積：１．０２ｃｃ／ｇ、平均細孔径：１２．３ｎｍ）８ｇ及びトルエン１００ｍＬを入れ、１３０℃で３時間還流した後、（２－ブロモ－２－メチル）プロピオニルオキシヘキシルトリメトキシシラン（ＢＨＭ）２１．３ｇを添加し、さらに３時間還流により脱水した。室温まで冷却後、ｎ－ヘキサン中にシリカゲル粒子を分散させた後、粒子を沈殿させ、上澄み液を除去した。この操作を１３回繰り返すことで精製し、表面に重合開始基が共有結合したシリカゲル粒子（ａ）を得た。
＜シリカゲル粒子（ａ）の分析＞
　シリカゲル粒子（ａ）４．２９ｍｇを熱重量分析用の試料ホルダーに量り取り、酸素気流下で９００℃まで加熱することで、表面に結合している重合開始基を全て酸化分解して除去した。
　別途実施した未処理のシリカゲル粒子の熱重量分析から、このシリカゲル粒子に吸着していた水分が１５０℃までにほぼ完全に除去されることを確認しており、１５０℃から９００℃の間での重量減少量が、結合していた重合開始基の重量となる。１５０℃での重量が４．２７ｍｇ、９００℃での重量が３．４７ｍｇであったことから、シリカゲル粒子（ａ）では、シリカゲル１ｇ当たり０．２３ｇの重合開始基が結合していることが示された。重合開始基１分子がシリカゲル表面上の１．５個の水酸基と結合していると仮定すると、シリカゲル１ｇ当たりの重合開始基結合量は４．２５×１０20個となり、用いたシリカゲル粒子の比表面積が３３２ｍ2／ｇであることから、シリカゲル粒子（ａ）における重合開始基密度は１．２８個／ｎｍ2と計算される。
２）シリカゲル粒子（ａ）の表面の重合開始基からのグラフト反応
　以下において、試薬は全てあらかじめ減圧脱気、アルゴン置換を行い、アルゴン雰囲気にした容器内で保管したものを使用した。
＜調液（Ａ）の調整＞
　１００ｍＬナスフラスコに臭化銅（ＣｕＢｒ2）を１．７ｇ、４，４－ジノニル－２，
２－ジピリジルを６．３ｇ入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。このフラスコに、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）４０ｍＬを添加し、調液（Ａ）を調製した。
＜調液（Ｂ）の調整＞
　３０ｍＬナスフラスコに錫（ＩＩ）２－エチルヘキサノエートを４．８ｍＬ、及び、トルエン１２．５ｍＬを添加し、調液（Ｂ）を調製した。
＜調液（Ｃ）の調整＞
　３０ｍＬナスフラスコにエチル－２－ブロモイソブチレートを１．６ｍＬ、トルエン１２．５ｍＬを添加し、調液（Ｃ）を調製した。
＜グラフト反応＞
　シュレンクフラスコにシリカゲル粒子（ａ）４ｇを入れ、１．５時間真空乾燥した。このフラスコ内をアルゴン雰囲気にした後、トルエン１０．６ｍＬを添加し、その後調液（Ａ）を３０．０ｍＬ、調液（Ｂ）を３．０ｍＬ、調液（Ｃ）を１．０ｍＬそれぞれ添加した。このフラスコを９０℃のオイルバス内に静置しグラフト反応を進行させた。６時間反応させた後、室温まで冷却することで重合を停止させた。
＜精製＞
　重合停止後のフラスコに、４００ｍＬのクロロホルムを１０回に分けて添加し、フラスコ内の粒子の全てを５００ｍＬビーカーに移し、クロロホルム中にシリカゲル粒子を分散させた後、粒子を沈殿させ、上澄みのクロロホルムを除去した。このフラスコに４００ｍＬのクロロホルムを添加し、クロロホルムにシリカゲル粒子を分散させて、クロロホルム可能成分を溶解させた後、粒子を沈殿させ、再び上澄みのクロロホルムを除去した。この操作を１５回繰り返し行った後、真空乾燥を８時間行い、シリカゲル粒子（ａ）の表面の重合開始基にＰＭＭＡがグラフトしたシリカゲル粒子を得た。この粒子を試料（ｂ）とする。
３）製造したシリカゲル濃厚ポリマーブラシの構造分析
＜グラフト鎖の分離（シリカゲル溶解）＞
　シリカゲル粒子（ａ）の表面の重合開始基よりＰＭＭＡがグラフトしたシリカゲル粒子（試料（ｂ））４０ｍｇをプラスチック容器に量りとった。１７重量％に調液したフッ化水素アンモニウム（Ammonium Hydrogen Fluoride）水溶液とメタノールを体積比で１：１で調液した混合液をプラスチック容器に添加した後、３日間静置することで基材のシリカゲル粒子を溶解させた。この容器内の溶液を減圧濾過し、ろ過物を純水、メタノールで洗浄して、グラフト鎖のＰＭＭＡを濾紙上に回収した。濾紙上のＰＭＭＡは、クロロホルムで溶解させた後、クロロホルムを減圧で除去することで精製単離した。このようにして分離したグラフト鎖（ＰＭＭＡ）を試料（ｃ）とする。
＜グラフト鎖の分子量＞
　グラフト鎖である試料（ｃ）の分子量は、通常のＧＰＣ法で以下の測定条件で測定した。
（測定条件）
　溶媒：クロロホルム
　サンプル濃度：２ｍｇ／ｍＬ
　流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
　温度：４０℃
　カラム：昭和電工社製 Ｓｈｏｄｅｘ ８０６Ｌ　（３本直列）
　検出器：Ｖｉｓｃｏｔｅｋ社製 ＴＤＡ３０２
　数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）の計算は、標準ＰＭＭＡで作成した検量線を用いて計算した。その結果、試料（ｃ）のＭｎは１３，６００、Ｍｗは４８，１００、Ｍｗ／Ｍｎは３．５であった。
＜グラフト量、グラフト密度＞
　試料（ｃ）７．５９ｍｇを熱重量分析用の試料ホルダーに量り取り、酸素気流下で９００℃まで加熱することで、表面に結合している重合開始基、及びＰＭＭＡ成分を全て酸化分解して除去した。
　別途実施した未処理のシリカゲル粒子の熱重量分析から、粒子に吸着していた水分が１５０℃までにほぼ完全に除去されることを確認しており、１５０℃から９００℃の間での重量減少量がグラフト鎖（ＰＭＭＡ）の重量となる。１５０℃での重量が７．５１ｍｇ、９００℃での重量が４．５０ｍｇであったことから、ＰＭＭＡが重合開始基を介してシリカゲル粒子に共有結合した粒子７．５１ｍｇの内、７．５１ｍｇから４．５０ｍｇを差し引いた３．０１ｍｇがグラフト鎖（ＰＭＭＡ）であったと計算される。試料（ｃ）におけるシリカゲル粒子１ｇ当たりのグラフト鎖重量は０．６７ｇである。
　試料（ｃ）のグラフト鎖の数平均分子量が１３，６００、用いたシリカゲル粒子の比表面積が３３２ｍ2／ｇであることから、グラフト密度（鎖／ｎｍ2）は以下のように計算された。
　グラフト密度＝０．６７×ＮA／（１３，６００×３３２）／１０18＝０．０９（鎖／ｎｍ2）
　ここで、ＮAはアボガドロ数を表す。
［実施例２］シリカゲル濃厚ポリマーブラシの製造
　実施例１で使用したシリカゲル粒子を、ダイソー社製シリカゲル粒子ＳＰ－３００－５（平均粒子径：４．９μｍ、比表面積：９７ｍ2／ｇ、細孔容積：０．７５ｃｃ／ｇ、極大細孔径：３１．８ｎｍ）に変更した以外は実施例１記載の方法と同様にして試料（ｂ）の粒子（シリカゲル粒子（ａ）の表面の重合開始基よりＰＭＭＡがグラフトしたシリカゲル粒子）を得た。得られた粒子におけるシリカゲル粒子及びグラフト鎖の物性を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
［実施例３］シリカゲル濃厚ポリマーブラシの製造
　実施例１で使用したシリカゲル粒子を、ダイソー社製シリカゲル粒子ＳＰ－１０００－５（平均粒子径：４．４μｍ、比表面積：２５ｍ2／ｇ、細孔容積：０．８４ｃｃ／ｇ、極大細孔径：９９．３ｎｍ）に変更した以外は実施例１記載の方法と同様にして試料（ｂ）の粒子を得た。得られた粒子におけるシリカゲル粒子及びグラフト鎖の物性を表１に示す。
［充填及び評価結果］
　実施例１及び３の試料（ｂ）の粒子をそれぞれ分散溶剤に分散し、メッシュを通した後、直径０．４６ｍｍ×長さ１５ｃｍのステンレス製カラムに充填し、実施例１の試料（ｂ）の粒子を充填してなるカラム１、及び実施例３の試料（ｂ）の粒子を充填してなるカラム３のそれぞれを得た。得られたカラム１及び３を用いて、液体クロマトグラフィー装置により、下記構造の試験サンプル２～１２、すなわちナフタセン（サンプル２）、アントラセン（サンプル３）、ナフタレン（サンプル４）、ピレン（サンプル５）、フェナントレン（サンプル６）、ピリレン（サンプル７）、トリフェニレン（サンプル８）、ｏ－ターフェニル（サンプル９）、９，１０－ジヒドロフェナントレン（サンプル１０）、トランス－スチルベン（サンプル１１）、及びシス－スチルベン（サンプル１２）、の分析試験を行った。この分析試験における分析条件を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　カラム１によるサンプル２～１２のクロマトグラムを図１～１１に、カラム３によるサンプル２～１２のクロマトグラムを図１２～２２にそれぞれ示す。また各カラムにおける各サンプルの溶出時間（分）を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　一方でカラム１及び３との比較として下記比較例１～４のシリカゲルカラムを用い、カラム1及び３と同様に試験サンプル２～１２の分析試験を行った。比較例１によるサンプル２～１２のクロマトグラムを図２３～３３に、比較例２によるサンプル２～１２のクロマトグラムを図３４～４４に、比較例３によるサンプル２～１２のクロマトグラムを図４５～５５に、そして比較例４によるサンプル２～１２のクロマトグラムを図５６～６６に、それぞれ示す。また各カラムにおける各サンプルの溶出時間（分）を表３に示す。
　比較例１：粒子径５μｍ、表面未結合シリカゲルを直径０．４６ｍｍ×長さ１５ｃｍのステンレス製カラムに充填したシリカゲルカラム。
　比較例２：粒子径５μｍ、オクタデシルシリル基結合型シリカゲルを直径０．４６ｍｍ×長さ１５ｃｍのステンレス製カラムに充填したシリカゲルカラム。
　比較例３：粒子径５μｍ、ジヒドロキシプロピル基が表面に結合された順相用市販シリカゲルカラム（ＹＭＣ－Ｐａｃｋ　Ｄｉｏｌ－ＮＰ、（株）ワイエムシー社製）。
　比較例４：粒子径５μｍ、シアノプロピル基が表面に結合された順相・逆相両用市販シリカゲルカラム（ＹＭＣ－Ｐａｃｋ　ＣＮ、（株）ワイエムシー社製）。
　さらに、それぞれのクロマトグラムより、下記式に示すトリ－ターシャリーブチルベンゼン（ＴＴＢ（１））の溶出時間であるデッドボリューム（ｔ0）と、各サンプルの溶出時間（ｔ）とから、下記式より各サンプルの保持係数（ｋ’）をそれぞれ求めた。各サンプルに対するカラム１及び３、及び比較例１～４の保持係数を表４に、また各カラムの各サンプルに対する保持係数の分布の様子を図６７～７２にそれぞれ示す。図６７～７２において、同一カラムにおいて各サンプルのｋ’の数値が離れているサンプル同士は、そのカラムによって分離が可能である。
ｋ’＝（ｔ－ｔ0）／ｔ0
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　図６７～７２から明らかなように、カラム１及びカラム３は、共に、多環芳香族炭化水素の分離において、構造異性体や構造が類似する化合物に対して分離性能を有している。特にカラム１は、カラム３よりも高い分離性能を有している。カラム３は、比較例のカラムのうち最も高い分離性能を有している比較例４のカラムと比べて、同等かそれ以上の分離性能を有している。
［実施例４］シリカゲル濃厚ポリマーブラシの製造
１）シリカゲル粒子（ａ）の表面の重合開始基からのグラフト反応
　実施例１と同じダイソー社製シリカゲル粒子ＳＰ－１２０－５（平均粒子径：４．３μｍ、比表面積：３３２ｍ2／ｇ、細孔容積：１．０２ｃｃ／ｇ、平均細孔径：１２．３ｎｍ）を用いて調整した表面に重合開始基が共有結合したシリカゲル粒子（ａ）を使い、このシリカゲル粒子の表面の重合開始基からのグラフト反応を、以下のように行った。
＜グラフト反応＞
　３００ｍＬナスフラスコにシリカゲル粒子（ａ）７ｇを入れ、臭化銅（ＣｕＢｒ2）を６．０ｇ、２，２－ジピリジルを８．４ｇ入れ、１．５時間真空乾燥した。フラスコ内をアルゴン置換した。このフラスコに、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）１６５ｍＬを添加した。ここに、さらにメタノール６４ｍＬ、錫（ＩＩ）２－エチルヘキサノエートを４．５ｍＬを添加し、最後にエチル－２－ブロモイソブチレートを３．０ｍＬを添加した後、このフラスコを６０℃のオイルバス内に静置しグラフト反応を進行させた。６時間反応させた後、室温まで冷却することで重合を停止させた。
＜精製＞
　重合停止後のフラスコに、１００ｍＬのメタノールを添加し、フラスコ内の粒子の全てを３００ｍＬビーカーに移し、メタノール中にシリカゲル粒子を分散させた後、粒子を沈殿させ、上澄みのメタノールを除去した。このフラスコに１００ｍＬのメタノールを添加し、メタノールにシリカゲル粒子を分散させて、メタノール可能成分を溶解させた後、粒子を沈殿させ、再び上澄みのメタノールを除去した。この操作を１５回繰り返し行った後、真空乾燥を８時間行い、シリカゲル粒子（ａ）の表面の重合開始基にＰＨＥＭＡがグラフトしたシリカゲル粒子を得た。この粒子を試料（ｂ）とする。
２）製造したシリカゲル濃厚ポリマーブラシの構造分析
　実施例１と同様の方法で、シリカゲル粒子（ａ）の表面の重合開始基よりＰＨＥＭＡがグラフトしたシリカゲル粒子（試料（ｂ））より、グラフト鎖を分離した。分離したグラフト鎖（ＰＨＥＭＡ）を試料（ｃ）とする。
　分子量測定のＧＰＣ溶媒をＤＭＳＯを用いた以外は、実施例１と同様の方法で、試料（ｃ）の分析を行った。得られた結果を表５に示す。
［実施例５］シリカゲル濃厚ポリマーブラシの製造
　実施例３と同じダイソー社製シリカゲル粒子ＳＰ－１０００－５（平均粒子径：４．４μｍ、比表面積：２５ｍ2／ｇ、細孔容積：（０．８４）ｃｃ／ｇ、極大細孔径：９９．３ｎｍ）を用いて調整した表面に重合開始基が共有結合したシリカゲル粒子を使い、実施例４と同様の操作で、シリカゲル粒子の表面の重合開始基にＰＨＥＭＡがグラフトしたシリカゲル粒子（試料（ｂ））を得た。得られた粒子におけるシリカゲル粒子及びグラフト鎖の物性を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
［充填及び評価結果］
　実施例４及び５の試料（ｂ）の粒子をそれぞれ分散溶剤に分散し、メッシュを通した後、直径０．４６ｍｍ×長さ２５ｃｍのステンレス製カラムに充填し、実施例４の試料（ｂ）の粒子を充填してなるカラム４、及び実施例５の試料（ｂ）の粒子を充填してなるカラム５のそれぞれを得た。得られたカラム４及び５を用いて、液体クロマトグラフ装置により、上記構造の試験サンプル２～１２、すなわちナフタセン（サンプル２）、アントラセン（サンプル３）、ナフタレン（サンプル４）、ピレン（サンプル５）、フェナントレン（サンプル６）、ピリレン（サンプル７）、トリフェニレン（サンプル８）、ｏ－ターフェニル（サンプル９）、９，１０－ジヒドロフェナントレン（サンプル１０）、トランス－スチルベン（サンプル１１）、及びシス－スチルベン（サンプル１２）、の分析試験を行った。この分析試験における分析条件を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　カラム４によるサンプル２～１２のクロマトグラムを図７３～８３に、カラム５によるサンプル２～１２のクロマトグラムを図８４～９４にそれぞれ示す。また各カラムにおける各サンプルの溶出時間（分）を表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　さらに、それぞれのクロマトグラムより、上記式に示すトリ－ターシャリーブチルベンゼン（ＴＴＢ（１））の溶出時間であるデッドボリューム（ｔ0）と、各サンプルの溶出時間（ｔ）とから、下記式より各サンプルの保持係数（ｋ’）をそれぞれ求めた。各サンプルに対するカラム４及び５の保持係数を表８に、また各カラムの各サンプルに対する保持係数の分布の様子を図９５～１００にそれぞれ示す。図９５～１００において、同一カラムにおいて各サンプルのｋ’の数値が離れているサンプル同士は、そのカラムによって分離が可能である。
ｋ’＝（ｔ－ｔ0）／ｔ0
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
　図９５～１００から明らかなように、カラム４及びカラム５は、共に、多環芳香族炭化水素の分離において、構造異性体や構造が類似する化合物に対して分離性能を有している。
［実施例６］超臨界流体クロマトグラフィー（SFC：super-critical fluid chromatography）による分析試験
［充填及び評価結果］
　実施例１及び３の試料（ｂ）の粒子をそれぞれ分散溶剤に分散し、メッシュを通した後、直径０．４６ｍｍ×長さ２５ｃｍのステンレス製カラムに充填し、実施例１の試料（ｂ）の粒子を充填してなるカラム１ｓ、及び実施例３の試料（ｂ）の粒子を充填してなるカラム３ｓのそれぞれを得た。得られたカラム１ｓ及び３ｓを用いて、超臨界流体クロマトグラフィー装置により、下記構造の試験サンプル２～１２、すなわちナフタセン（サンプル２）、アントラセン（サンプル３）、ナフタレン（サンプル４）、ピレン（サンプル５）、フェナントレン（サンプル６）、ピリレン（サンプル７）、トリフェニレン（サンプル８）、ｏ－ターフェニル（サンプル９）、９，１０－ジヒドロフェナントレン（サンプル１０）、トランス－スチルベン（サンプル１１）、及びシス－スチルベン（サンプル１２）、の分析試験を行った。この分析試験における分析条件を表９に示す。
　実施例４及び５の試料（ｂ）の粒子をそれぞれ分散溶剤に分散し、メッシュを通した後、直径０．４６ｍｍ×長さ２５ｃｍのステンレス製カラムに充填し、実施例４の試料（ｂ）の粒子を充填してなるカラム４ｓ、及び実施例５の試料（ｂ）の粒子を充填してなるカラム５ｓのそれぞれを得た。得られたカラム４ｓ及び５ｓを用いて、超臨界流体クロマトグラフ装置により、上記構造の試験サンプル２～１２、すなわちナフタセン（サンプル２）、アントラセン（サンプル３）、ナフタレン（サンプル４）、ピレン（サンプル５）、フェナントレン（サンプル６）、ピリレン（サンプル７）、トリフェニレン（サンプル８）、ｏ－ターフェニル（サンプル９）、９，１０－ジヒドロフェナントレン（サンプル１０）、トランス－スチルベン（サンプル１１）、及びシス－スチルベン（サンプル１２）、の分析試験を行った。この分析試験における分析条件を表９に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
　カラム１ｓによるサンプル２～１２のクロマトグラムを図１０１～１１０に、カラム３ｓによるサンプル２～１２のクロマトグラムを図１１１～１２１にそれぞれ示す。また各カラムにおける各サンプルの溶出時間（分）を表１０に示す。
　カラム４ｓによるサンプル２～１２のクロマトグラムを図１２２～１３２に、カラム５ｓによるサンプル２～１２のクロマトグラムを図１３３～１４３にそれぞれ示す。また各カラムにおける各サンプルの溶出時間（分）を表１１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
　さらに、それぞれのクロマトグラムより、上記式に示すトリ－ターシャリーブチルベンゼン（ＴＴＢ（１））の溶出時間であるデッドボリューム（ｔ0）と、各サンプルの溶出時間（ｔ）とから、下記式より各サンプルの保持係数（ｋ’）をそれぞれ求めた。各サンプルに対するカラム１ｓ、３ｓ、４ｓ及び５ｓの保持係数を表１２及び１３に、また各カラムの各サンプルに対する保持係数の分布の様子を図１４４～１４９にそれぞれ示す。図１４４～１４９において、同一カラムにおいて各サンプルのｋ’の数値が離れているサンプル同士は、そのカラムによって分離が可能である。
ｋ’＝（ｔ－ｔ0）／ｔ0
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
　図１４４～１４９から明らかなように、カラム１ｓ、３ｓ、４ｓ及びカラム５ｓは、共に、多環芳香族炭化水素の分離において、構造異性体や構造が類似する化合物に対して分離性能を有している。
　本発明のクロマト用微粒子は、従来のポリマーブラシ型固体におけるグラフト高分子鎖の分子量分布よりも広い分子量分布を有することから、従来のグラフト高分子鎖を有する分離剤に比べて、より多くの種類の化合物に対する分離能の発現のような、従来の分離剤とは異なるか、又は優れた分離能の発現が期待され、ポリマーブラシ型の分離剤における汎用性の向上が期待される。

Claims (9)

  1. 　固体粒子と、固体粒子表面に共有結合した重合開始基と、この重合開始基を介して高分子鎖がグラフトされてなるグラフト高分子鎖とを有するクロマト用微粒子であって、
    ａ）グラフト高分子鎖が下記式（１）で表される同一又は異なる繰返し単位を含み、
    ｂ）グラフト高分子鎖の数平均分子量が５００以上３００，０００以下であり、
    ｃ）グラフト高分子鎖の分子量分布が１．４以上５．０以下であり、
    ｄ）固体粒子表面上のグラフト高分子鎖の密度が０．０３鎖／ｎｍ2以上０．７０鎖／ｎｍ2以下であることを特徴とするクロマト用微粒子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（１）中、
    　Ｒ1は独立して下記式（２）で表される基、又は、一又は二以上の置換基Ｒ5を有するフェニル基又はナフチル基を表し、
    　Ｒ2～Ｒ4はそれぞれ独立して－Ｈ又は－ＣＨ3を表し、
    　Ｒ5は、独立して、炭素数１～２０のアルキル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルフェニル基、－ＯＨ、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルコキシ、シアノ、アミノ、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するモノアルキルアミノ、各アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するジアルキルアミノ、各アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するトリアルキルアンモニウム、カルボキシル、スルホニル、アセトアミノ、又はアセトキシ基を表す。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式（２）中、
    　Ｘは、－ＯＨ、－ＯＲ6又は－ＮＲ7Ｒ8を表し、
    　Ｒ6は、それぞれ一又は二以上の置換基を有していてもよい、炭素数１～２０のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するフェニルアルキル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するナフチルアルキル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルフェニル基、又はアルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルナフチル基を表し、
    　Ｒ7及びＲ8は、それぞれ、炭素数１～１０のアルキル基、フェニル基、アルキル基中に１０個までの炭素原子を有するフェニルアルキル基、又はアルキル基中に１０個までの炭素原子を有するアルキルフェニル基を表し、
    　Ｒ6が有していてもよい置換基は、独立して、－ＯＨ、炭素数１～１０のアルコキシ、シアノ、アミノ、炭素数１～１０のモノアルキルアミノ、各アルキル基における炭素数が１～１０のジアルキルアミノ、各アルキル基における炭素数が１～１０のトリアルキルアンモニウム、カルボキシル、スルホニル、アセトアミノ又はアセトキシ基である。）
  2. 　前記グラフト高分子鎖の分子量分布が１．５以上５．０以下であることを特徴とする請求項１に記載のクロマト用微粒子。
  3. 　前記固体粒子が真球状であり、固体粒子の単位重量当たりの比表面積が２０～４５０ｍ2／ｇであり、固体粒子の単位重量当たりの細孔容積が０．７～１．１ｃｃ／ｇであることを特徴とする請求項１又は２に記載のクロマト用微粒子。
  4. 　前記固体粒子の表面が、下記式（３）で表されるシランカップリング剤による表面処理が施されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のクロマト用微粒子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式（３）中、Ｒ9～Ｒ11は、それぞれ、炭素数１～３０の飽和或いは不飽和炭化水素基、又は、一又は二以上の置換基を有していてもよい炭素数１～８の飽和或いは不飽和炭化水素基を表し、
    　Ａは、ハロゲン、炭素数１～１０のアルコキシ基、水酸基、又はアザシリル基を表し、　前記炭化水素が有していてもよい置換基は、独立して、ニトリル基、水酸基、アミノ基、ピリジル基、又はアミド基である。）
  5. 　粒子状の分離剤を用いるクロマトグラフィーにおいて、
    　前記分離剤が請求項１～４のいずれか一項に記載のクロマト用微粒子であり、
    　前記クロマトグラフィーが、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、又は超臨界流体クロマトグラフィーであることを特徴とするクロマトグラフィー。
  6. 　超臨界流体クロマトグラフィーが、超臨界二酸化炭素からなる超臨界流体、亜臨界流体二酸化炭素からなる亜臨界流体、又は、超臨界流体二酸化炭素と添加剤との混合流体を移動相とすることを特徴とする請求項５に記載のクロマトグラフィー。
  7. 　低極性有機溶剤と、これよりも極性の高い中高極性有機溶剤とを含む混合溶剤を移動相とする順相系クロマトグラフィーであることを特徴とする請求項５に記載のクロマトグラフィー。
  8. 　分子量１０，０００以下の低分子量化合物を分離対象とすることを特徴とする請求項５～７のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー。
  9. 　同一の組成式で表される二種の異性体を分離対象とすることを特徴とする請求項５～８のいずれか一項に記載のクロマトグラフィー。
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