JPH0475210B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はセルロースの硝酸エステルを有効成
分とする分離剤に関するものであり、分離する物
質としては通常の低分子化合物以外に特に従来直
接分離することが非常に困難であつた光学異性体
を主な分離の対象とするものである。 一般にラセミ体と光学活性体は異なつた生理活
性を示すことが多く、例えば医薬、農薬等の分野
では、薬害の防止や単位使用量当りの薬効の向上
のために光学異性体の分離を必要とする場合があ
る。従来光学異性体の分離には優先晶出法やジア
ステレオマー法が行われているが、これらの方法
では分離可能な光学異性体の種類が限られてお
り、また長時間を要する場合が多い。従つてクロ
マト法による簡便な分割法の開発が強く望まれて
いる。 従来、セルロースの硝酸エステルを分離剤とし
て使用することは知られておらず、もちろん光学
異性体の分離に使用されたことはない。 又、クロマト法による光学異性体の分離の研究
は以前より行われている。例えばセルロースまた
は一部のセルロース誘導体はカラムクロマトグラ
フイー用分離剤として光学分割に用いられてい
る。セルロース誘導体としては結晶系Ｉ型に属す
る微結晶三酢酸セルロース、カルボキシメチルセ
ルロース等である。 しかしながら、これらのセルロースまたは一部
のセルロース誘導体は分離対象物の範囲が狭く、
分離能力も十分ではない。 本発明者らは鋭意研究の結果、驚くべきこと
に、セルロースの硝酸エステルに優れた化合物分
離能と異性体分離能、特に光学異性体分離能があ
ることを見い出して本発明に到つたものである。 本発明に使用されるセルロースの硝酸エステル
が優れた光学異性体分離能を示す明確な理由は明
らかではないが、セルロースが本来有している不
斉構造に加え、ニトロ基が対称であり、π電子系
を有することが、光学異性体の分離に大きな影響
を与えているものと考えられる。 本発明に用いるセルロースの数平均重合度は５
以上、好ましくは10以上であり、特に上限はない
が500以下であることが取り扱いの容易さにおい
て好ましい。 本発明に用いるセルロースの硝酸エステル、あ
るいは硝酸エステル基を含む誘導体は以下のよう
にして作られる。 先づセルロース硝酸エステルについて説明す
る。本物質の製法は例えば朝倉書店「大有機化
学」19，天然高分子化合物 P127，OTT，
SPURLIN「Cellulose」PartP715，等の文献に
詳しく述べられているように、各種の製法がある
が、中でも硝酸あるいは発煙硝酸と濃硫酸との混
酸を用いるのが最も一般的な方法である。しか
し、特に置換度が高く、安定性等の良い物質を得
る方法としては、大川等の論文等に述べられてい
るリン酸−発煙硝酸−五酸化リンの混合物、いわ
ゆるリン硝混酸を用いる方法が優れている。また
最近開発された有機合成試薬であるニトロニウム
テトラフルオロボレート（NO⁺ ₂BF₄ ^-）などのよ
うな新規ニトロ化剤も本目的に用いられる。 次にセルロースの混合誘導体を得る方法として
は、硝酸エステル以外の置換基が硝酸エステル化
の反応条件において安定であれば、該置換基を有
するセルロース誘導体を硝酸エステル化すれば良
いし、また硝酸エステル以外の置換基を導入する
反応条件で硝酸エステル結合が安定であれば、通
常の方法で調製された硝酸エステルに更に第二の
或いは更に第三の化学処理を施せば良い。例えば
硝酸酢酸セルロースはこのような方法、即ち硝酸
セルロースをピリジン中無水酢酸で処理すること
によつて得られる。 本発明のセルロースの硝酸エステルの硝化率は
下式で定義する。 平均硝化率＝１分子当りの硝酸基の
数／対応するセルロースの１分子当りの水酸基数 本発明のセルロースの硝酸エステルの硝化率
は、0.3〜1.0、好ましくは0.7〜1.0である。 本発明のセルロースの硝酸エステルの硝化され
てない水酸基は、異性体分離能を損なわない範囲
で、エステル化、カルバメート化、エーテル化さ
れてもよい。 本発明のセルロースの硝酸エステルを主成分と
する分離剤を化合物分離の目的に使用するにはク
ロマト法が好適である。クロマト法としては、液
体クロマト法や薄層クロマト法が良い。液体クロ
マト法には本発明のセルロースの硝酸エステル
を、そのままカラムに充填するか、担体に保持さ
せて充填するか、キヤピラリーカラムにコーテイ
ングすることによつて使用できる。クロマト用分
離剤は粒状であることが好ましいことから、セル
ロースの硝酸エステルを分離剤として用いるに
は、破砕するか、ビーズ状にすることが好まし
い。粒子の大きさは使用するカラムやプレートの
大きさによつて異なるが、1μm〜10mmであり、好
ましくは1μm〜300μmで、粒子は多孔質であるこ
とが好ましい。 さらに分離剤の耐圧能力の向上、溶媒置換によ
る膨潤、収縮の防止、理論段数の向上のために、
多糖の硝酸エステルを担体に保持させることが好
ましい。適当な担体の大きさは、使用するカラム
やプレートの大きさにより変るが、一般に1μm〜
10mmであり、好ましくは1μm〜300μmである。担
体は多孔質であることが好ましく、平均孔径は10
Å〜100μmであり、好ましくは50Å〜50000Åで
ある。担体の孔径と粒径の比率は0.1以下である
ことが好ましい。セルロースの硝酸エステルを保
持させる量は、担体に対して１〜100重量％、好
ましくは５〜50重量％である。 セルロースの硝酸エステルを担体に保持させる
方法は化学的方法でも物理的方法でも良い。物理
的方法としては、セルロースの硝酸エステルを可
溶性の溶剤に溶解させ、担体と良く混合し、減圧
又は加温下、気流により溶剤を留去させる方法
や、セルロースの硝酸エステルを可溶性の溶剤に
溶解させ、担体と良く混合した後該溶剤と相溶性
のない液体中に攪拌、分散せしめ、該溶剤を拡散
させる方法もある。このようにして担体に保持し
たセルロース誘導体を結晶化する場合には熱処理
などの処理を行うことができる。また、少量の溶
剤を加えてセルロースの硝酸エステルを一旦膨潤
あるいは溶解せしめ、再び溶剤を留去することに
よりその保持状態、ひいては分離能を変化せしめ
ることが可能である。 担体としては、多孔質有機担体又は多孔質無機
担体があり、好ましくは多孔質無機担体である。
多孔質有機担体としては適当なものは、ポリスチ
レン、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート等
から成る高分子物質があげられる。多孔質無機担
体として適当なものはシリカ、アルミナ、マグネ
シア、酸化チタン、ガラス、ケイ酸塩、カオリン
の如き合成若しくは天然の物質があげられ、セル
ロースの硝酸エステルとの親和性を良くするため
に表面処理を行つても良い。表面処理の方法とし
ては、有機シラン化合物を用いたシラン化処理や
プラズマ重合による表面処理法等がある。 尚異性体の分離に本発明のセルロースの硝酸エ
ステルを用いる場合に、化学的には同じ誘導体で
あつても、その分子量、結晶性、配向性、結晶変
態等の物理的状態によつて分離特性が変化する場
合があり、天然セルロースを不均一状態で硝酸エ
ステル化したものをそのまま用いたり、充填剤に
加工する過程で適切な溶媒を選択したり、加工の
過程あるいは加工の後に熱処理やエツチングなど
の物理化学的処理を加えること等によつて目的に
応じて分離特性を変化させることができる。 液体クロマト法に使用する際の展開溶媒として
はセルロースの硝酸エステルを溶かす溶媒は使用
できないが、セルロースの硝酸エステルを化学的
方法で担体に結合させた場合やセルロースの硝酸
エステルを架橋した場合には特に制約はない。 また薄層クロマトグラフイーを行なう場合には
0.1μm〜0.1mm程度の粒子から成る本発明の分離剤
と必要であれば少量の結合剤より成る0.1μm〜
100μmの厚さの層を支持板上に形成すれば良い。 又セルロースの硝酸エステルを中空糸に紡糸
し、この中に分離しようとする化合物を含む溶離
液を流し、中空糸内壁への吸着を利用することも
できる。また通常の糸に紡糸し、これを並行にた
ばねてカラム中に詰め、その表面への吸着を利用
することもできる。膜分離を行なう場合には中空
糸あるいはフイルムとして用いることができる。 本発明のセルロースの硝酸エステル又はその誘
導体を主成分とする分離剤は化合物の分離に有効
で、特に従来分離が非常に困難であつた光学異性
体の分割に有効である。分離の対象となる光学異
性体は不斉中心を持つ化合物や分子不斉な化合物
で、セルロースの硝酸エステルによつて光学異性
体のどちらか一方がより強く保持されるものであ
る。 以下本発明を実施例によつて詳述するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、実施例中に表わされる用語の定義は以下の通
りである。 容量比（k′）＝〔（対掌体の保
持時間）−（デツドタイム）〕／（デツドタイム） 分離係数（α）＝より強く吸着さ
れる対掌体の容量比／より弱く吸着される対掌体の容量
比 分離度（R_S）＝ ２×（より強く吸着される対掌体とより弱く吸
着される対掌体の両ピーク間の距離／両ピークのバンド
幅の合計 実施例１ （三硝酸セルロースの合成） 硝酸セルロース（ダイセル化学工業製 RS1／
16，置換度2.2、重合度40〜50）を原料として使
用した。発煙硝酸98ml（比重1.52）、オルトリン
酸103.5ｇ、五酸化リン133ｇから成る混酸を氷冷
却下に調製し、10日間室温に保存した。氷冷却下
に本混酸中に上記硝酸セルロース3.6ｇを加え、
30分放置した後60分間16〜17℃の水浴に浸し、さ
らに90分間氷冷した。生成物を1.5Kgの砕氷上に
滴下し、よく攪拌した。氷が融解し終つてから、
沈澱した三硝酸セルロースをグラスフイルターで
ロ別、水洗を繰り返した後、炭酸水素ナトリウム
水溶液中に保存した。使用のつど水をエタノー
ル、次いで塩化メチレンで置換し減圧下に該液体
を蒸発せしめた。 得られた三硝酸セルロースの赤外スペクトルは
1640cm^-1（ν_N=0，as），1270cm^-1（ν_N=0，Sym）
830cm^-1（ν_N-0，Sym）の極めて強い吸収を示し、
硝酸エステルであることを示している。また1000
cm^-1〜1200cm^-1にいくつかの強い吸収を示し、セ
ルロース骨格の存在を示すが、3200cm^-1〜3700cm
^−１に至る水酸基の吸収は極めて弱く、硝化率は、
ほとんど1.0に近いことを示している。 実施例２ （三硝酸セルロース充填剤の合成） シリカビーズ（Merck社製LiChrospher
SI1000）10ｇを200ml枝付丸底フラスコに入れ、
オイルバスで120℃、３時間真空乾燥した後N₂を
入れた。CaH₂を入れて蒸留したトルエンをシリ
カビーズに100ml加えた。次にジフエニルジメト
キシシラン（信越化学KBM202）を３ml加えて
攪拌後、120℃で１時間反応させた。さらに３〜
５mlのトルエンを留去後120℃で２時間反応させ
た。グアスフイルターで過し、トルエン50mlで
３回、メタノール50mlで３回洗浄し、40℃で１時
間真空乾燥を行つた。 次にシリカビーズ約10ｇを200ml枝付丸底フラ
スコに入れ、100℃で３時間真空乾燥した後、常
圧で戻し室温になつてからN₂を入れた。蒸留し
たトルエン100mlを乾燥したシリカビーズに加え
た。次にトリメチルシリル剤Ｎ，Ｏ−Bis−（ト
リメチルシリル）アセトアミド１mlを加えて攪拌
し、115℃で３時間反応させた。次にグラスフイ
ルターで過後、トルエンで洗浄をし、約４時間
真空乾燥した。 実施例１で得られた三硝酸セルロース1.20ｇを
２−ブタノン8.5mlに溶解し、本溶液をシラン処
理したシリカビーズに吸収させた後、２−ブタノ
ンを留去した。 実施例 ３ 実施例２で得られた三硝酸セルロースを担持し
たシリカビーズを長さ25cm、内径0.46cmのステン
レスカラムにスラリー法で充填した。高速液体ク
ロマトグラフ機は日本分光工業(株)製の
TRIROTAR−SRを用い、検出器はUVIDEC−
Ｖを用いた。流速は0.5ml／minで、溶媒にはヘ
キサン−２・プロパノールを使用した。種々のラ
セミ体を分割した結果を表１に示した。

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セルロースの硝酸エステル又は硝酸エステル
   基を含む誘導体を有効成分とする分離剤。