【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔技術分野〕
本発明は表面修飾層を有する吸着剤に関するも
のである。
〔従来技術〕
従来、シリカゲル等の吸着剤の表面を化学修飾
したものは知られている。なかでも、シリカゲル
の表面をアルキルシリル基やフエニルシリル基等
で表面修飾したものはよく知られており、高速液
体クロマトグラフ用カラム充填剤として広く利用
されている。
しかしながら、従来の表面修飾吸着剤では、物
理化学的性質の類似した複数の溶質の中から特定
のものを選択吸着する性質には不十分であり、例
えば、構造異性体の中から特定の異性体のみを効
率よく選択吸着させることは非常に困難である。
これは、吸着剤表面上の修飾層が十分緻密でな
く、またその配向性が小さいことに起因する。
〔目的〕
本発明は、従来の表面修飾吸着剤に見られる前
記欠点を克服することを目的とする。
〔構成〕
本発明によれば、あらかじめイオン性官能基を
有する表面処理剤を表面に付着結合させた吸着剤
の表面に、前記表面処理剤のイオン性官能基とは
反対に荷電したイオン性親水基を有する脂質を付
着結合させたことを特徴とする脂質からなる表面
修飾層を有する吸着剤が提供される。
本発明で吸着剤の表面修飾層に用いる脂質は、
疎水基と親水基の両方を含むもので、全体として
非水溶性のもので、従来公知の天然又は合成脂質
が用いられる。この場合、親水基としては、カル
ボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リ
ン酸基等の陰イオン性基や、アンモニウム基、有
機アンモニウム基等の陽イオン性基が挙げられ、
疎水基としては、ステリン、コレステロール等の
ステロイド骨格構造基や、炭素数8以上のアルキ
ル基又はフルオロアルキル基を2つ以上有する脂
肪族基等が挙げられる。ステロイド骨格等を含む
ものにあつては1つの疎水基でもよい。本発明で
用いる脂質は、水中で2分子膜構造のような会合
体を形成するものが特に適している。本発明で用
いる脂質の具体例としては、後記実施例で示した
ものの他、次のようなものを挙げることができ
る。
(1) 〔H3C(CH2)13〕2N+(CH3)2・Br-
(2) 〔H3C(CH2)11O〕2PO2 -Na+
〔F3C(CF2)7(CH2)2COO(CH2)2〕2
NCOCH2N+(CH3)3・Br-
本発明の表面修飾された吸着剤を製造するに
は、イオン性官能基で覆われた吸着剤担体の懸濁
液に対し、そのイオン性官能基と反対の荷電のイ
オン性親水基を有する天然又は合成樹脂質分散液
を混合し、加温又は超音波処理すればよい。この
場合、吸着剤担体としては、有機系又は無機系の
粒粉体が用いられ、シリカゲル、アルミナ、マグ
ネシア、各種粘土鉱物、活性炭、炭素繊維、樹脂
粒子等が挙げられる。また、これらの吸着剤担体
表面に被覆されるイオン性官能基としては、カル
ボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リ
ン酸基等の陰イオン性基や、アンモニウム基、有
機アンモニウム基等の陽イオン性基が挙げられ
る。これらのイオン性基による吸着剤担体の被覆
は、例えば、従来公知の方法に従い、シランカツ
プリング剤等の表面処理剤により表面処理を施し
た後、この表面処理剤を所望のイオン性基が得ら
れるように反応試薬を反応させるか、又はイオン
性基を持つ表面処理剤を用いて吸着剤担体を表面
処理すればよい。
〔効果〕
本発明の吸着剤の表面修飾層は、脂質からなる
ものであり、その脂質の特性により、従来の修飾
層に比して、緻密性にすぐれ、かつ高い配向性を
有するという特徴を有している。従つて、本発明
の吸着剤を用いる時は、その修飾層の特異性によ
り、物理化学的性質の類似する混合物、例えば構
造異性体混合物から特定の成分を選択的に吸着さ
せることができる。
本発明の吸着剤は高速流体のクロマトグラフ用
の固定相として有利に使用され、従来、通常の逆
相クロマトグラフでピークの分離ができない又は
不十分の混合物、例えば、キシレン、ジクロルベ
ンゼン、メチルナフタレン等の構造異性体混合物
の定性、定量分析を行うことが可能である。
また、本発明の吸着剤は、分離精製カラム用充
填剤として用いることもできる。
〔実施例〕
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。
実施例 1
粒径5〜20μmの多孔質シリカゲル0.8g、(3
−メルカプトプロピル)トリメトキシシラン1.6
g及びメタノール10mlの混合物を約24時間加熱し
た後、得られた混合物からシリカゲルを濾取し、
さらに100℃で1時間加熱した。このシリカゲル
を、5%炭酸水素ナトリウム溶液10ml及び次亜塩
素酸ナトリウム溶液2mlの混合液で処理して、シ
リカゲル表面に結合する(3−メルカプトプロピ
ル)トリメトキシシランのメルカプト基をスルホ
ン酸基に変えた。このスルポン酸基で被覆された
シリカゲルを、下記構造式()で示される脂質
の分散液中において50〜70℃で熱処理した後、得
られた反応生成物からシリカゲルを濾取し、水洗
することによつて本発明の吸着剤を得た。
次に、前記で得た吸着剤を液体クロマト用のカ
ラムに充填し、角溶質の選択吸着性を分離係数α
(角溶質の保持時間の比)で評価した。その分離
係数αを溶質との関連で次表に示す。なお、溶離
液としては、メタノール/水混合物(混合比=
90/10〜40/60を用いた。
[Technical Field] The present invention relates to an adsorbent having a surface modification layer. [Prior Art] Conventionally, adsorbents such as silica gel whose surfaces are chemically modified are known. Among these, silica gel whose surface is modified with an alkylsilyl group, phenylsilyl group, etc. is well known and is widely used as a column packing material for high performance liquid chromatography. However, conventional surface-modified adsorbents are insufficient to selectively adsorb a specific solute from among multiple solutes with similar physicochemical properties. It is extremely difficult to efficiently selectively adsorb only
This is due to the fact that the modification layer on the adsorbent surface is not sufficiently dense and its orientation is small. [Objective] The present invention aims to overcome the above-mentioned drawbacks found in conventional surface-modified adsorbents. [Structure] According to the present invention, on the surface of an adsorbent on which a surface treatment agent having an ionic functional group is bonded in advance, an ionic hydrophilic agent charged oppositely to the ionic functional group of the surface treatment agent is added. Provided is an adsorbent having a surface modification layer made of a lipid, which is characterized by adhesively bonding a lipid having a group thereto. The lipids used in the surface modification layer of the adsorbent in the present invention are:
It contains both hydrophobic groups and hydrophilic groups and is generally water-insoluble, and conventionally known natural or synthetic lipids are used. In this case, examples of hydrophilic groups include anionic groups such as carboxyl groups, sulfonic acid groups, sulfuric acid ester groups, and phosphoric acid groups, and cationic groups such as ammonium groups and organic ammonium groups.
Examples of the hydrophobic group include steroid skeleton structural groups such as sterine and cholesterol, and aliphatic groups having two or more alkyl groups or fluoroalkyl groups having 8 or more carbon atoms. If it contains a steroid skeleton or the like, one hydrophobic group may be sufficient. Particularly suitable lipids for use in the present invention are those that form an association such as a bilayer membrane structure in water. Specific examples of the lipids used in the present invention include those shown in Examples below, as well as the following. (1) [H 3 C (CH 2 ) 13 ] 2 N+ (CH 3 ) 2・Br - (2) [H 3 C (CH 2 ) 11 O] 2 PO 2 - Na + [F 3 C (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 COO (CH 2 ) 2 ] 2 NCOCH 2 N + (CH 3 ) 3 ·Br - ion A suspension of an adsorbent carrier covered with a functional group is mixed with a natural or synthetic resinous dispersion having an ionic hydrophilic group with an opposite charge to the ionic functional group, and the mixture is heated or sonicated. do it. In this case, organic or inorganic granular powder is used as the adsorbent carrier, and examples thereof include silica gel, alumina, magnesia, various clay minerals, activated carbon, carbon fiber, and resin particles. In addition, the ionic functional groups coated on the surface of these adsorbent carriers include anionic groups such as carboxyl groups, sulfonic acid groups, sulfuric acid ester groups, and phosphoric acid groups, and cationic groups such as ammonium groups and organic ammonium groups. Examples include ionic groups. The adsorbent carrier can be coated with these ionic groups by, for example, treating the surface with a surface treatment agent such as a silane coupling agent according to a conventionally known method, and then applying this surface treatment agent to obtain the desired ionic groups. The adsorbent carrier may be surface-treated by reacting the reaction reagent as described above, or by using a surface-treating agent having an ionic group. [Effects] The surface modification layer of the adsorbent of the present invention is made of lipid, and due to the properties of the lipid, it is characterized by superior density and high orientation compared to conventional modification layers. have. Therefore, when using the adsorbent of the present invention, a specific component can be selectively adsorbed from a mixture of similar physicochemical properties, such as a mixture of structural isomers, due to the specificity of the modified layer. The adsorbent of the present invention can be advantageously used as a stationary phase for high-speed fluid chromatography, and can be applied to mixtures for which conventional reversed-phase chromatography has been unable or insufficient to separate peaks, such as xylene, dichlorobenzene, methyl It is possible to perform qualitative and quantitative analysis of structural isomer mixtures such as naphthalene. Moreover, the adsorbent of the present invention can also be used as a packing material for separation and purification columns. [Example] Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 0.8 g of porous silica gel with a particle size of 5 to 20 μm, (3
-Mercaptopropyl)trimethoxysilane 1.6
After heating a mixture of g and 10 ml of methanol for about 24 hours, silica gel was filtered from the resulting mixture,
It was further heated at 100°C for 1 hour. This silica gel was treated with a mixture of 10 ml of 5% sodium bicarbonate solution and 2 ml of sodium hypochlorite solution to convert the mercapto groups of (3-mercaptopropyl)trimethoxysilane bonded to the silica gel surface into sulfonic acid groups. Ta. After heat-treating the silica gel coated with sulfonic acid groups at 50 to 70°C in a dispersion of a lipid represented by the following structural formula (), the silica gel is filtered from the resulting reaction product and washed with water. The adsorbent of the present invention was obtained. Next, the adsorbent obtained above was packed into a column for liquid chromatography, and the selective adsorption of keratosolutes was determined by the separation coefficient α
(Ratio of retention time of keratin solute). The following table shows the separation coefficient α in relation to the solute. The eluent used was a methanol/water mixture (mixing ratio =
90/10 to 40/60 was used.
【表】
実施例 2
実施例1で示したスルホン酸基で表面が被覆さ
れたシリカゲル担体を、下記構造式()で示す
脂質の分散液中で熱処理して本発明の吸着剤を得
た。
(H3C)2N+〔(CH2)17CH3〕2・Br- ()
次に、この吸着剤について、実施例1と同様の
方法でその溶質の選択吸着性を調べた。その結果
を次表に示す。[Table] Example 2 The silica gel carrier whose surface was coated with sulfonic acid groups shown in Example 1 was heat-treated in a dispersion of a lipid represented by the following structural formula () to obtain an adsorbent of the present invention. (H 3 C) 2 N + [(CH 2 ) 17 CH 3 ] 2 ·Br - () Next, the selective adsorption of solutes on this adsorbent was investigated in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.
【表】
実施例 3
実施例2において、下記構造式()で示す脂
質を用いた以外は同様にして吸着剤を製造し、ま
たその吸着剤の溶質の選択吸着性を実施例1と同
様にして調べた。その結果を表−3に示す。
[Table] Example 3 An adsorbent was produced in the same manner as in Example 2, except that a lipid represented by the following structural formula () was used, and the selective solute adsorption of the adsorbent was made in the same manner as in Example 1. I looked it up. The results are shown in Table-3.
【表】【table】