JP7699112B2 - カラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法 - Google Patents

カラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法 Download PDF

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Description

本開示は、カラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法に関する。
多くの化学物質、特に有機化合物には物理的性質又は化学的性質(例えば、沸点、融点、溶解度等)が完全に同一であるが、生体に及ぼす影響、すなわち生理活性の異なる化合物が存在する。その代表例として光学異性体がある。生理活性の相違において、特に医薬品分野においては、この光学異性体間での薬効や毒性、代謝、分布の差異が顕著にみられる場合が往々にしてある。そのため、医薬品の安全性を確保すべく、厚生省では1985年度版の医薬品製造指針において光学異性体は生体内では全く別種の化合物として考えるべき、との考えを打ち出している。これを受け、医薬品分野では、光学異性体を分離・分析する必要性が強く求められていた。
しかしながら、上述したように、物理的性質又は化学的性質が全く同一である場合には、化合物のこれら物性差に基づき、化合物を認識又は分離するための古典的な手法、例えば、沸点差を利用する蒸留、溶解度差を利用する再結晶、分配係数差を利用する液液抽出、固液抽出等の手法では、光学異性体分離を行うことは不可能である。
そこで、分離が極めて困難な光学異性体の分離達成のため、分離対象とは異なる光学活性体をキラルセレクター(不斉識別剤)として光学異性体に作用させ、光学活性体と光学異性体との相互作用の差によって各異性体を認識及び分離する方法が開発されてきた(特許文献1、非特許文献1)。
そのために、数多くのキラルセレクターが検討されてきた。現在、世界で最も広く使用され、最も高い分離成功率を達成できるキラルセレクターは、高分子材料である多糖誘導体とされている(特許文献2~5、非特許文献2)。近年、この不斉識別剤を充填した分析用カラムを用い、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)モード、超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)法クロマトグラフィーモード等で、光学異性体分離を実施する手法が分析分野において多用されている。また、分析用カラムを大型化した分取用カラムによって実際の医薬品が製造されている。
分析用カラムは、光学異性体の光学純度、すなわち、分析試料に含まれる各光学異性体の比率及び組成を特定することを目的とするものである。分析カラムは、数多く(通例、数百~数千)のサンプルを分析するうちに性能が劣化するところ、従来は、一定の性能の低下又は変化が生じた時点で寿命として破棄されることが一般的であった。カラムの寿命は、使用条件によっても変動し、想定よりも早く寿命が尽きる場合も多い。そのため、カラムの寿命を延ばす方法の開発が望まれている。
特公昭63-056208号公報 特公平04-029649号公報 特公平04-030376号公報 特公昭63-012850号公報 特公平05-004377号公報
PHARM TECH JAPAN, 11, 1311 (1955) Chem. Rev. 2016, 116, 3, 1094
最近では、性能が劣化したカラムに特定の溶剤を通液することで、カラム性能を改善させる手法も試みられている。しかしながら、分離性能を改善させることのできる溶剤と不斉識別剤との選定は容易ではない。例えば、構造が酷似する複数種の不斉識別剤において、一の分離性能を改善し得る溶剤が、他の分離性能の改善には有効でないケースも多い。さらには、溶剤の流速、通液量によって、分離性能の改善効果に影響を与える場合もある。そのため、不斉識別剤と、それに適した分離性能改善の条件との関係については、未だ明らかとなっていない。
本開示は、不斉識別剤として特定の多糖類誘導体を有するカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能を改善する方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明者等は鋭意検討を重ねた。その結果、不斉識別剤としてセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物を用いた固定相においては、固定相とセルロース(4-メチルベンゾエート)を膨潤又溶解する有機溶剤とを接触させることで、固定相の分離性能が改善し、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、本開示の要旨は、以下に示す通りである。
[1]
カラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能を改善する方法であって、
前記固定相が、担体にセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物が担持されてなる固定相であり、
前記固定相と、セルロース(4-メチルベンゾエート)を膨潤又溶解する有機溶剤とを接触させる分離性能改善工程を含む、カラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[2]
前記有機溶剤が、炭素数1~4のハロゲン化炭化水素及びアミドの少なくとも一方である、[1]に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[3]
前記ハロゲン化炭化水素が、ジクロロメタン及びクロロホルムの少なくとも一方であり、
前記アミドが、N,N-ジメチルホルムアミドである、[2]に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[4]
前記分離性能改善工程の後に、前記固定相と、炭素数1~3のアルコールとを接触させる後処理工程をさらに含む、[1]~[3]のいずれかに記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[5]
前記分離性能改善工程の前に、前記固定相と、炭素数1~3のアルコールとを接触させる前処理工程をさらに含む、[1]~[4]のいずれかに記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[6]
前記後処理工程における前記固定相と前記アルコールとの接触が、前記固定相が充填されたカラムに前記アルコールを通液させることにより行われる、[4]に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[7]
前記前処理工程における前記固定相と前記アルコールとの接触が、前記固定相が充填されたカラムに前記アルコールを通液させることにより行われる、[5]に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[8]
前記通液における、前記アルコールの流速(線速度)が、0.01mm/sec以上10mm/sec以下である、[6]又は[7]に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[9]
前記アルコールが、メタノール、エタノール及び2-プロパノールからなる群から選択される1種以上のアルコールである、[4]~[8]のいずれかに記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[10]
前記分離性能改善工程における前記固定相と前記有機溶剤との接触が、前記固定相が充填されたカラムに前記有機溶剤を通液させることにより行われる、[1]~[9]のいずれかに記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
[11]
カラムクロマトグラフィー用固定相の製造方法であって、
担体にセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物が担持されてなる被処理固定相と、セルロース(4-メチルベンゾエート)を膨潤又溶解する有機溶剤とを接触させる分離性能改善工程を含み、
下記(A)及び(B)の少なくとも一方を満たす、カラムクロマトグラフィー用固定相の製造方法。
(A)前記固定相の分離係数(α値)が、前記被処理固定相の分離係数よりも高い。
(B)前記固定相のカラム理論段数(N)が、前記被処理固定相のカラム理論段数よりも高い。
本開示によれば、不斉識別剤として特定の多糖類誘導体を有するカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能を改善する方法を提供することができる。
そして本開示の課題及び効果は、具体的に上記に記載したものに限らず、明細書全体より当業者に明らかにされるものを含む。
ピーク対称性の算出に係る要素を説明するためのピークの模式図である。 実施例における、固定相の初期分離性能を示すクロマトグラムである。 実施例における、劣化試験後の固定相の分離性能を示すクロマトグラムである。 実施例における、分離性能改善後の固定相の分離性能を示すクロマトグラムである。
以下に、本開示について具体的な実施態様を挙げて説明するが、各実施態様における各構成及びそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施態様によって限定されるものではない。
また、本明細書に開示される各々の態様は、本明細書に開示される他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。
なお、本明細書において、「A及びBの少なくとも一方」とは、「A」、「B」、又は「A及びBの両方」を指すものとする。
1 カラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法
本開示の一実施態様であるカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法は、担体にセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物が担持されてなる固定相と、セルロース(4-メチルベンゾエート)を膨潤又溶解する有機溶剤とを接触させる分離性能改善工程を含む。
本実施態様において、分離性能を改善する固定相は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)、イオン交換クロマトグラフィー(IEC)等の各種カラムクロマトグラフィーに用いられるものである。
1.1 分離性能改善工程
1.1.1 固定相
本実施態様における固定相は、不斉識別剤としてセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物を有し、当該不斉識別剤が担体に担持されてなるものである。
担体としては、多孔質有機担体、多孔質無機担体、多孔質有機無機複合担体、表面多孔質有機担体、表面多孔質無機担体、表面多孔質有機無機ハイブリッド担体が挙げられる。これらのうち、担体は、多孔質無機担体又は表面多孔質無機担体であることが好ましい。なお、多孔質担体とは、担体全体にわたって細孔が形成されている担体を意味し、表面多孔質担体とは、無孔質の核が多孔質層に覆われた構造を有する所謂コアシェル担体を意味する。
多孔質有機担体としては、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。また、多孔質無機担体としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、ガラス、カオリン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、ケイ酸塩、ヒドロキシアパタイト等が挙げられ、好ましくはシリカゲルである。多孔質有機無機複合担体としては、アルコキシシランとアルキル置換又はアレキレン置換アルコキシシラン化合物とのゾルゲル反応によって形成される有機無機複合担体が挙げられる。
不斉識別剤であるセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物とは、少なくともセルロース(4-メチルベンゾエート)同士が架橋により高分子化及び不溶化したものである。当該架橋は、架橋剤、架橋触媒又はこれら両方による架橋であってよい。セルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物は、担体を被覆するように形成されている。また、セルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物は、担体表面の官能基又は表面処理により担体表面に導入された官能基を介して担体に連結されていてもよい。また、当該連結は、例えば架橋剤を介して行われたものであってもよい。
なお、不斉識別剤の架橋前の化合物であるセルロース(4-メチルベンゾエート)は、セルロース部の数平均重合度(1分子中に含まれるピラノース環の平均数)は5以上、好ましくは10以上であり、特に上限はないが、取り扱い性の観点から、好ましくは1000以下である。また、セルロース(4-メチルベンゾエート)は、セルロースの水酸基の一部又は全部が、4-メチルベンゾイル基により修飾された化合物であって、水酸基の一部に架橋性基が導入されていてもよい。
1.1.2 有機溶剤
固定相と接触させる有機溶剤は、セルロース(4-メチルベンゾエート)を膨潤又溶解する溶剤(以下、単に「有機溶剤」と称することがある。)である。セルロース(4-メチルベンゾエート)(すなわち、不斉識別剤であるセルロース(4-メチルベンゾエート)架橋物の架橋前の化合物)を膨潤又溶解する有機溶剤により、固定相の分離性能が改善する原理について、本発明者等は、次のように推測している。
セルロース(4-メチルベンゾエート)のようなセルロース誘導体は、一方向巻きのらせん構造を有する光学活性ポリマーである。セルロース誘導体の不斉識別能に寄与する要素としては、セルロースの側鎖構造(本実施態様においては4-メチルベンゾイル基)だけでなく、セミロース誘導体のらせん構造も挙げられる。したがって、固定相の分離性能が低下する原因として、固定相を充填したカラムへの分析試料の導入及び各種移動相の通液を繰り返すうちに、らせん径の変化、らせん角の変化等により、セルロース誘導体のらせん構造が光学分割に適した状態を維持できなくなることが考えられる。本実施態様においては、固定相にセルロース(4-メチルベンゾエート)を膨潤又溶解する有機溶剤を接触させることにより、セルロース(4-メチルベンゾエート)のらせん構造の自由度が増し、光学分割に適した状態へと戻るものと推測される。なお、本実施態様においては、不斉識別剤としてセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物を採用しているため、固定相にセルロース(4-メチルベンゾエート)を膨潤又溶解する有機溶剤を接触させても、不斉識別剤が担体から脱落することなく、セルロース(4-メチルベンゾエート)のらせん構造を制御することができる。
有機溶剤としては、分離性能改善工程が行われる条件下において液体として存在する炭素数1~4のハロゲン化炭化水素、アミド、炭素数4~8のエーテル、炭素数3~8のケトン、炭素数3~8のエステル、スルホキシド等が挙げられる。これらのうち、有機溶剤は、分離性能改善効果に優れる点で、炭素数1~4のハロゲン化炭化水素及びアミドの一方又は両方であることが好ましく、炭素数1~4のハロゲン化炭化水素であることがより好ましい。以下、これらの溶剤についてより詳細に説明する。
炭素数1~4のハロゲン化炭化水素は、炭素数1~4の炭化水素の炭素原子に結合した水素原子がハロゲン原子に置換された化合物である。ハロゲン化炭化水素の炭化水素としては、直鎖状、分岐状又は環状のアルカン又はアルケンが挙げられる。炭化水素は、直鎖状又は分岐状のアルカンであることが好ましく、直鎖状のアルカンであることがより好ましい。炭化水素の炭素数は、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、さらに好ましくは1である。また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、塩素原子であることが好ましい。
具体的な炭素数1~4のハロゲン化炭化水素としては、ジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモメタン、ブロモホルム、ジヨードメタン等が挙げられる。これらのうち、ハロゲン化炭化水素は、ジクロロメタン又はクロロホルムであることが好ましく、ジクロロメタンであることがより好ましい。
アミドとしては、ホルムアミド、N-アルキルホルムアミド、N,N-ジアルキルホルムアミド、N-アルキルアセトアミド、N,N-ジアルキルアセトアミド等が挙げられる。N-アルキルホルムアミド、N,N-ジアルキルホルムアミド、N-アルキルアセトアミド又はN,N-ジアルキルアセトアミドのアルキルの炭素数は、通常1以上3以下であり、好ましくは1又は2であり、より好ましくは1である。
N-アルキルホルムアミドとしては、N-メチルホルムアミド、N-エチルホルムアミド、N-プロピルホルムアミド等が挙げられ、N,N-ジアルキルホルムアミドとしては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド等が挙げられる。また、N-アルキルアセトアミドとしては、N-エチルアセトアミド等が挙げられ、N,N-ジアルキルアセトアミドとしては、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド等が挙げられる。
これらのうち、アミドはN,N-ジメチルホルムアミドであることが好ましい。
また、炭素数4~8のエーテルとしては、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル等が挙げられる。
炭素数3~8のケトンとしては、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
炭素数3~8のエステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、安息香酸メチル等が挙げられる。
スルホキシドとしては、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
なお、炭素数1~4のハロゲン化炭化水素、アミド、炭素数4~8のエーテル、炭素数3~8のケトン、炭素数3~8のエステル、スルホキシド等の有機溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
1.1.3 接触条件
固定相と有機溶剤とを接触させる方法は、特に限定されず、例えば固定相が充填されたカラムに有機溶剤を通液させる方法を好適に採用し得る。以下、カラムに有機溶剤を通液させる方法について説明する。
本方法において、有機溶剤の通液は、連続的に行ってもよく、断続的に行ってもよいが、連続的に行うことが好ましい。有機溶剤の断続的な通液とは、有機溶剤の通液において、通液を一時的に停止することによりカラム内で固定相を有機溶剤に浸漬させ、この浸漬状態を一定時間保持した後に通液を再開する操作が1回以上行われるものを意味する。
有機溶剤の流速(線速度)は、カラム圧力を、試料の分析において許容されるカラム圧力範囲と同等の範囲内に維持することができる限り特に制限されない。例えば、試料分析の際に、カラムが許容される圧力が50MPa(500kg/cm)以下の場合は、カラム圧力が50MPa以下となるように流速の上限を調整すればよい。カラム内の圧力は、固定相の粒子サイズ、有機溶剤の粘度等に左右されるため、これらの要素を考慮しながら有機溶剤の流速の上限を適宜決定すればよい。一方、有機溶剤の流速の下限は特に限定されず、通常0mm/sec超である。
また、有機溶剤の通液量は、カラム容積に対して、通常1.0倍以上であり、十分な分離性能改善効果を得る観点から、好ましくは2.0倍以上、5.0倍以上又は10倍以上である。また、有機溶剤の通液量に上限はないが、実用上の観点から、カラム容積に対して好ましくは1000倍以下、より好ましくは500倍以下、100倍又は50倍以下である。
有機溶剤の通液時間は、有機溶剤の流速及び通液量に応じて適宜選択すればよい。ただし、カラムに有機溶剤を断続的に通液する場合は、分離性能改善効果を確保する観点から、有機溶剤の通液時間を1時間以上とすることが好ましい。
また、有機溶剤の温度は、有機溶剤が液体として存在する温度である限り特に制限されず、好ましくは0℃以上、より好ましくは室温である。なお、本明細書において、室温とは、20℃以上35℃以下の温度範囲を意味する。また、カラムオーブンを具備するカラムクロマトグラフ装置においては、カラムオーブンの設定温度を有機溶剤の温度とする。
1.1.4 分離性能の評価方法
固定相の分離性能を評価するための指標としては、保持係数(k’)、分離係数(α値)、カラム理論段数(N)及びピーク対称性(Ps)を用いることができる。各指標は、以下のように定義される。
・保持係数k1’=(t1-t0)/t0
・保持係数k2’=(t2-t0)/t0
t0、デッドタイム(固定相と相互作用しない物質をカラムに導入してから溶出されるまでの時間である。便宜上、トリ-tert-ブチルベンゼンの溶出時間をデッドタイムとする。)
t1:より弱く保持される成分の溶出時間
t2:より強く保持される成分の溶出時間
・分離係数α=k2’/k1’(すなわち、(より強く保持される成分の保持係数)/(より弱く保持される成分の保持係数))
・理論段数N=5.54×(tr/W0.5)
tr=保持時間
W=ピーク高さ1/2となる位置でのピーク幅(半値幅)
・ピーク対称性(Ps)=W(5%)/2a
W(5%):ピーク高さの5%の高さにおけるピーク幅(図1参照)
a:ピークトップから垂線をおろしてピークを二分したときの、ピーク高さの5%の高さにけるピークの立ち上がり側の幅(図1参照)
本実施態様において、分離性能が改善したと評価するためには、保持係数、分離係数、カラム理論段数及びピーク対称性のうち、少なくとも1つが改善してればよいが、保持係数、分離係数及びカラム理論段数の少なくとも1つが改善していることが好ましく、分離係数及びカラム理論段数の一方又は両方が改善していることがより好ましく、分離係数及びカラム理論段数の両方が改善していることがさらに好ましく、全てが改善していることが特に好ましい。
1.2 後処理工程
本実施態様に係る分離性能改善方法においては、分離性能改善工程の後に、固定相と、炭素数1~3のアルコール(以下、単に「アルコール」と称することがある。)とを接触させる後処理工程を行うことが好ましい。かかる後処理工程を行うことにより、分離性能をより改善することが可能となる。本発明者等は、その理由を、分離性能改善工程において制御されたセルロース(4-メチルベンゾエート)のらせん構造が、貧溶剤であるがセルロース(4-メチルベンゾエート)と親和性の良い炭素数1~3のアルコールとの接触により徐々に固定化されるためであると推測している。
1.2.1 アルコール
炭素数1~3のアルコールとしては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、2-プロパノール等が挙げられる。これらのうち、アルコールは、メタノール、エタノール又は2-プロパノールであることが好ましく、エタノールであることがより好ましい。炭素数1~3のアルコールは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
1.2.2 接触条件
固定相と炭素数1~3のアルコールとを接触させる方法は、特に限定されず、例えば固定相が充填されたカラムに有機溶剤を通液させる方法を好適に採用し得る。アルコールの通液は、連続的に行ってもよく、断続的に行ってもよいが、連続的に行うことが好ましい。なお、アルコールの断続的な通液とは、有機溶剤の断続的な通液と同様の意味である。
アルコールの流速(線速度)は、通常0.01mm/sec以上、好ましくは0.05mm/sec以上、より好ましくは0.1mm/sec以上、さらに好ましくは0.3mm/sec以上、また、通常10mm/sec以下、好ましくは5mm/sec以下、より好ましくは1mm/sec、さらに好ましくは0.5mm/sec以下である。
アルコールの通液量は、カラム容積に対して、通常1.0倍以上であり、分離性能改善効果をより高める観点から、好ましくは2.0倍以上又は3.0倍以上である。また、アルコールの通液量に上限はないが、実用上の観点から、カラム容積に対して好ましくは1000倍以下、より好ましくは500倍以下、100倍又は10倍以下である。
アルコールの通液時間は、アルコールの流速及び通液量に応じて適宜選択すればよい。ただし、カラムにアルコールを断続的に通液する場合は、アルコールの通液時間を1時間以上とすることが好ましい。
アルコール通液の際のアルコールの温度としては、分離性能改善工程の際の有機溶剤と同様の温度を採用することができる。
1.3 前処理工程
本実施態様に係る分離性能改善方法においては、分離性能改善工程の前に、固定相と、炭素数1~3のアルコール(以下、単に「アルコール」と称することがある。)とを接触させる前処理工程を行うことが好ましい。これは、分離性能改善工程において、カラム内の溶剤(移動相)との相溶性の低い有機溶剤を用いる場合は、移動相及び有機溶剤が互いに分離して分離性能改善効果を十分に得られない虞があるところ、分離性能改善工程に先立って移動相及び有機溶剤の双方と相溶可能なアルコールをカラムに通液することで、このような事態を回避し得るからであると考えられる。また、分離性能改善工程において、分離性能改善効果を十分に発揮するためには、固定相に残存する分析試料、不純物等を取り除いておくことが好ましく、したがって、分離性能改善工程に先立って炭素数1~3のアルコールにより固定相を洗浄しておくことが望ましいからであると考えられる。
1.3.1 アルコール
前処理工程に用いられる炭素数1~3のアルコールとしては、後処理工程に用いられる炭素数1~3のアルコールとして挙げた化合物と同様のものが挙げられ、好ましい態様も同様である。また、前処理工程及び後処理工程の両方を行う場合、前処理工程に用いるアルコールと後処理工程に用いるアルコールとは、同一であってもよく、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。すなわち、前処理工程及び後処理工程の両方において、カラムにエタノールを通液させることが特に好ましい。
1.3.2 接触条件
固定相と炭素数1~3のアルコールとを接触させる方法の説明としては、後処理工程の「接触条件」の項目における説明を援用する。
また、アルコールの流速(線速度)は、カラム圧力を、試料の分析において許容されるカラム圧力範囲と同等の範囲内に維持することができる限り特に限定されず、例えば後処理工程におけるアルコールの流速を採用することができる。
本実施態様に係る分離性能改善方法によれば、カラムクロマトグラフィー用固定相の、使用に伴い低下した分離性能を、使用前(出荷時)と同程度の分離性能に回復させることができる。このように、本実施態様に係る分離性能改善方法により、従来は廃棄対象となっていた固定相であっても、高い分離性能を有する固定相に再生することができるため、固定相の寿命を延ばすことができる。
加えて、製造直後のカラムクロマトグラフィー用固定相であって、分離性能が基準値未満である固定相に対して本実施態様に係る分離性能改善方法を使用すれば、当該固定相を、製品として必要な水準の分離性能を有する固定相に変換することができる。したがって、本実施態様に係る分離性能改善方法は、カラムクロマトグラフィー用固定相の製造において、歩留まりを向上させるためにも有効である。
2 カラムクロマトグラフィー用固定相の製造方法
本開示の別の実施態様は、上述の分離性能改善方法により、当該分離性能改善方法を実施する前よりも分離性能が改善されたカラムクロマトグラフィー用固定相を製造する方法である。換言すると、本開示の別の実施態様は、担体にセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物が担持されてなる被処理固定相と、セルロース(4-メチルベンゾエート)を膨潤又溶解する有機溶剤とを接触させる分離性能改善工程を含む、カラムクロマトグラフィー用固定相の製造方法である(以下、分離性能改善工程を行う前の固定相を単に「被処理固定相」、分離性能改善工程を行った後の固定相を「製造された固定相」と称することがある。)。すなわち、本実施態様における分離性能改善工程は、上述の分離性能改善方法における分離性能改善工程と同義である。
本実施態様において、被処理固定相とは、分離性能が低く、分離性能改善の対象となる固定相である。具体的には、試料分析の繰り返しにより分離性能が低下した固定相、製造プロセス中の不具合により製造された時点で十分な分離性能が得られなかった固定相等を被処理固定相として採用し得る。
本実施態様においては、分離係数(α値)及びカラム理論段数(N)の少なくとも一方、好ましくは両方が改善されたことを以って分離性能が改善されたと判断するものとする。より詳細には、本実施態様に係る製造方法は、下記(A)及び(B)の少なくとも一方、好ましくは下記(A)、より好ましくは(A)及び(B)の両方を満たす。
(A)製造された固定相の分離係数(α値)が、被処理固定相の分離係数よりも高い。
(B)製造された固定相のカラム理論段数(N)が、被処理固定相のカラム理論段数よりも高い。
また、本実施態様に係る製造方法においても、分離性能改善工程の前後それぞれに、上述の分離性能改善方法と同様の前処理工程及び後処理工程を含んでいてもよい。
以下、本開示を実施例によりさらに具体的に説明するが、本開示はその要旨を逸脱しない限り、下記の実施例に限定されるものではない。
シリカゲルにセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物が担持されてなる固定相が充填されたカラムとして、CHIRALPAK(登録商標)IJカラム(0.46cmφ×25cm、株式会社ダイセル製品)を用い、固定相の初期(出荷時)分離性能;劣化試験により経時劣化した状態を模擬的に再現した固定相の分離性能;及び分離性能改善方法を実施した後の固定相の分離性能;をそれぞれ評価した。
[初期分離性能の評価]
出荷状態のCHIRALPAK IJカラムを液体クロマトグラフ装置(島津製作所製Prominence(登録商標))に接続した。この液体クロマトグラフ装置記分析条件でラセミ体のtrans-スチルベンオキシドの光学分割を行い、固定相の分離性能を評価した。固定相の分離係数(α値)、保持係数(k’)及びカラム理論段数(N)を表1に、クロマトグラムを図2に示す。
(分析条件)
移動相:ヘキサン/2-プロパノール=90/10(v/v)
流速:1.0mL/min
温度:25℃
検出:UV254nm
コンディショニング時間:60分
[劣化試験後の分離性能の評価]
初期分離性能評価後、下記条件で劣化試験を行い、固定相を模擬的に劣化させた。
その後、初期分離性能の評価と同様の分析条件でラセミ体のtrans-スチルベンオキシドの光学分割を行い、固定相の分離性能を評価した。固定相の分離係数(α値)、保持係数(k’)及びカラム理論段数(N)を表1に、クロマトグラムを図3に示す。
(劣化試験条件)
移動相:DMSO
流速:0.5mL/min
温度:25℃
通液時間:60分
[分離性能改善後の分離性能の評価]
劣化試験後の分離性能の評価後、下記条件で前処理工程、分離性能改善工程及び後処理工程に供し、固定相の分離性能を改善させた。
その後、初期分離性能の評価と同様の分析条件でラセミ体のtrans-スチルベンオキシドの光学分割を行い、固定相の分離性能を評価した。固定相の分離係数(α値)、保持係数(k’)及びカラム理論段数(N)を表1に、クロマトグラムを図4に示す。
(前処理工程の条件)
移動相:エタノール
流速:0.5mL/min
温度:25℃
通液時間:30分
(分離性能改善工程の条件)
移動相:ジクロロメタン
流速:0.3mL/min
温度:25℃
通液時間:180分
(後処理工程の条件)
移動相:エタノール
流速:0.3mL/min
温度:25℃
通液時間:50分
Figure 0007699112000001
表1より、カラムにジクロロメタンを通液することで、固定相の保持係数、分離係数及び理論段数の全てが改善しており、特に保持係数及び分離係数は、カラムの出荷状態と同レベルまで改善することが示された。
以上より、本開示に係る方法によれば、使用により分離性能が劣化した固定相の分離性能を、使用前と同程度まで改善することができる。したがって、固定相の分離性能が経時的に劣化した場合であっても、本開示に係る方法を用いることで、固定相の分離性能が改善するため、固定相の寿命を延ばすことができる。

Claims (9)

  1. カラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能を改善する方法であって、
    前記固定相が、担体にセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物が担持されてなる固定相であり、
    前記固定相と、有機溶剤とを接触させる分離性能改善工程を含み、
    前記有機溶剤が、ジクロロメタン及びクロロホルムの少なくとも一方である、カラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
  2. 前記分離性能改善工程の後に、前記固定相と、炭素数1~3のアルコールとを接触させる後処理工程をさらに含む、請求項に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
  3. 前記分離性能改善工程の前に、前記固定相と、炭素数1~3のアルコールとを接触させる前処理工程をさらに含む、請求項1又は2に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
  4. 前記後処理工程における前記固定相と前記アルコールとの接触が、前記固定相が充填されたカラムに前記アルコールを通液させることにより行われる、請求項に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
  5. 前記前処理工程における前記固定相と前記アルコールとの接触が、前記固定相が充填されたカラムに前記アルコールを通液させることにより行われる、請求項に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
  6. 前記通液における、前記アルコールの流速(線速度)が、0.01mm/sec以上10mm/sec以下である、請求項又はに記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
  7. 前記アルコールが、メタノール、エタノール及び2-プロパノールからなる群から選択される1種以上のアルコールである、請求項のいずれか1項に記載のカラムクロマ
    トグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
  8. 前記分離性能改善工程における前記固定相と前記有機溶剤との接触が、前記固定相が充填されたカラムに前記有機溶剤を通液させることにより行われる、請求項1~のいずれか1項に記載のカラムクロマトグラフィー用固定相の分離性能改善方法。
  9. カラムクロマトグラフィー用固定相の製造方法であって、
    担体にセルロース(4-メチルベンゾエート)の架橋物が担持されてなる被処理固定相と、有機溶剤とを接触させる分離性能改善工程を含み、
    前記有機溶剤が、ジクロロメタン及びクロロホルムの少なくとも一方であり、
    下記(A)及び(B)の少なくとも一方を満たす、カラムクロマトグラフィー用固定相の製造方法。
    (A)前記固定相の分離係数(α値)が、前記被処理固定相の分離係数よりも高い。
    (B)前記固定相のカラム理論段数(N)が、前記被処理固定相のカラム理論段数よりも高い。
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