JPH0672006B2 - クロマトグラフィー支持体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の背景］多孔性、非多孔性または表
面が多孔性であるシリカは、液体クロマトグラフィ―に
おける固定相を構成する固体支持体として使用される。
このシリカ体には、種々の製造方法がある。多孔体の製
造方法は、シリカを押しつぶしたり、等級付けし、ナト
リウムシリケ―ト溶液から沈澱させることを包含する。
多孔性微小球のその他の製造方法がハラツ（Ｈａｌａｓ
ｚ）らの米国特許3,857,924 、ベルグナ（Ｂｅｒｇｎ
ａ）らの米国特許4,131,542 、4,477,492 に述べられて
いる。

【０００２】クロマトグラフィ―に大いに望ましく用い
られる多孔性シリカのもう１つの製造方法が、米国特許
4,010,242 においてアイラ―（Ｉｌｅｒ）らによって述
べられている。記述されている方法は、シリカゾル粒子
と尿素−ホルムアルデヒドポリマ―型ミクロサイズ液体
粒子によるコアセルベ―ション法である。これらの液体
粒子は硬化するときに取入れられて、多孔性シリカ微小
球体に残っている有機結合剤を焼くために高温で火にか
けられる。この燃焼方法はまた、接触し合っているシリ
カゾル粒子を焼結させ、それによって粒子の凝縮体を作
り上げ、凝縮体を強固にするために役立つ。このような
方法で製造されたシリカ微小球体は、Ｅ．Ｉ．デュポン
・ド・ニモアス（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅ
ｍｏｕｒｓ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）社製、商品
名Ｚｏｒｂａｘとして利用されている。

【０００３】アイラ―らのシリカ微小球体は、機械的に
非常に強固であり、粒子の直径範囲が非常に狭く、気孔
の大きさの分布が狭く、そして気孔の分布が均一である
という好ましい特性を持つ。機械的強度は、カラムに詰
めるかもしくは使用している間の粉砕阻止に好ましい。
粒子の直径範囲、気孔及び気孔の大きさの分布が狭いこ
とは有効的なサイズ除外（ｓｉｚｅ ｅｘｃｌｕｓｉｏ
ｎ）クロマトグラフィ―によって好ましい特性である。

【０００４】不運なことに、アイラ―らのシリカ微小粒
子は脱ヒドロキシル化された表面及び制限された気孔率
を有し、（Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇ，２９６巻３頁（１
９８４））及び酸性表面を有する（エンゲルハルト（Ｅ
ｎｇｅｌｈａｒｄｔ）らのＪ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇ，１
８５巻９頁（１９７９））という好ましくない特性を持
っている。脱ヒドロキシル化とは、シロキサン基の形成
をともなう表面シアノ―ル基の脱離を意味する。この脱
ヒドロキシル化は有機ポリマ―を焼くための熱処理に起
因する。このことは作用を受けるシラン類のような結合
相を結合する基であるので、望ましくないことである。
制限された気孔率はまた、好ましい機械的強度を達成す
るために微小球を焼結することに役立つ熱処理に起因す
る。高温と長い処理時間が用いられるので、出来上がっ
た微小球の気孔率は減少する。これは気孔率が分析に直
接影響を及ぼすサイズ除外クロマトグラフィ―において
特に望ましくないことである。酸性表面はまた焼結の方
法に起因している。表面上の酸性部位の性質は知られて
いないが、カチオン性の不純物または表面上に残ってい
る熱分解された炭素によるものである。酸性表面は、塩
基性化合物のクロマトグラフィ―の間、非対称のピ―ク
形状を導くので好ましくない。（コ―レル（Ｋｏｈｌｅ
ｒ）らのＪ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇ，（１９８６）３５２
巻２７５頁）シリカ表面の浄化及び再ヒドロキシル化に
ついて種々の方法が知られている。ネストリック（Ｎｅ
ｓｔｒｉｋ）らはガスクロマトグラフィ―に用いるガラ
ス性の毛管のカラムの内側の表面の浄化と再ヒドロキシ
ル化のための熱酸抽出方法を開示している。（１９８３
年３月１５日発行米国特許4,376,641 ）この処理は浄化
の面で、好ましくないカチオン種を表面から取除くと述
べられている。この熱酸抽出方法は、次の表面エッチン
グ手順に従って用いると報じられている。表面エッチン
グはＫＨＦ₂ またはＮＨ₄ ＨＦ₂ （アンモニウムビフル
オリド）のメタノ―ル溶液を用いて行われる。

【０００５】シリカ体の気孔の大きさを増大する種々の
方法が知られている。ベスパレック（Ｖｅｓｐａｌｅ
ｃ）らは、シリカの比気孔容積がホスフェ―トイオンを
含む溶液を用いた処理によって増加され得ることを報じ
ている。（Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇ，（１９８６）３５
４巻１２９〜１４３頁）気孔率増加の調節については教
えられていない。

【０００６】チャップマン（Ｃｈａｐｍａｎ）らは、高
温でアンモニアビフルオリドのようなアンモニアフルオ
リド及び鉱酸を用いる処理によって多孔性のガラスの気
孔の大きさを増大する方法を開示している。（１９６９
年１２月２３日発行米国特許3,485,687 ）鉱酸処理は、
ＨＦをその場で放出し、それによってガラスを溶解し、
気孔の大きさを増大させる。アンモニウムビフルオリド
はそれだけを用いても役に立たないと報じられている。

【０００７】フィルバ―ト（Ｆｉｌｂｅｒｔ）らは、ガ
スクロマトグラフィ―において溶媒を有効に結合させる
ために利用できる表面を増加するために気孔のないアル
カリシリケ―トビ―ズを表面に抽出するためにＨＦまた
はアンモニウムビフルオリド水溶液を利用することを述
べている。抽出はビ―ズの表面を粗くし、溝を堀ると示
唆されている。抽出操作の制御は特定の試薬、抽出溶液
の強さ、溶液の温度及び処理時間の長さを選択すること
によってなされると、彼等は報告している。

【０００８】ストラウス（Ｓｔｒａｕｓｓ）らは、半導
体デバイスに使用する二酸化シリコンをエッチングする
ために、ＨＦとアンモニウムフルオリドの混合液の利用
を述べている（１９７２年３月２１日発行米国特許3,65
0,960 ）。カ―クランド（Ｋｉｒｋｌａｎｄ）は、１９
８５年１１月１日に提出された出願番号798,333 の米国
特許出願において、シラノ―ル基の全濃度が５．５μmo
l ／ｍ² であり、熱で強化され熱で脱ヒドロキシル化さ
れた多孔性シリカ微小球を、ＨＦまたは第四アンモニウ
ムヒドロキシド、アンモニウムヒドロキシド及び有機ア
ミンからなる群から選択された少なくとも一つの塩基的
な活性剤の存在下、周囲温度約１００℃で、所望濃度の
シラノ―ル基が得られるために十分な時間で接触させる
ことを包含する方法に従って、クロマトグラフィ―用の
微小球を製造している。

【０００９】上記事情にもかかわらず、シリカ体の気孔
率の制御された方法による増加方法の改良及び上記シリ
カ体表面の浄化方法の改良に対する要望が存在してい
る。

【００１０】［発明の概要］本発明は、アンモニウムビ
フルオリドで処理されたシリカ体を含むクロマトグラフ
ィ―支持体に関する。シリカ体は増加された気孔率を持
ち、その表面は浄化でヒドロキシル化されている。この
ことはゲル濾過法のＨＰＬＣにおける分解能を増大さ
せ、クロマトグラフィ―充填剤のための結合相のシリカ
体への結合を促進する。

【００１１】本発明のクロマトグラフィー支持体に用い
られるシリカ体は、シリカ体の効果量のアンモニウムビ
フルオリドと接触させることにより制御された方法で多
孔性シリカ体の気孔率すなわち表面積が増加され、かつ
シリカ体の表面が浄化されている。この方法はまたシリ
カ体表面の再ヒドロキシル化に効果的であり、迅速で比
較的安価である。

【００１２】［好ましい態様の説明］驚くべきことに、
アンモニウムビフルオリド（（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ ）の水溶
液は、制御された特定の度合いまでシリカ体の気孔率を
迅速に増加させ及び上記シリカ体の表面を浄化する上で
有効であることが見出された。２つのことは、上記シリ
カ体の表面からシリカを除去することによって為遂げら
れると信じられている。この除去はアンモニウムビフル
オリドとシリカの間の定量的反応の結果である。この反
応の定量性は、下記に示すように多孔性シリカ体の気孔
率についての増加の正確な制御を与える。本発明のクロ
マトグラフィーにおける表面浄化は、下記に詳述するよ
うに、酸性部位と疎水性部位の両方を除去するように思
われる。

【００１３】本発明のクロマトグラフィー支持体にはど
のようなシリカ体でも利用することができる。しかしな
がら、多孔性球形シリカ体が好ましく、アイラ―らに従
って製造されたシリカ体（米国特許4,010,242 ）が最も
好ましい。アイラ―らのシリカ体はさらにスタウトに従
って処理されてもよく（米国特許4,600,646 ）、その結
果のシリカ体もまた大いに好ましい。そのようにしてク
ロマトグラフィ―用に調製されたシリカ体は、最も有利
には、約０．５〜３５μｍの平均直径を持つ多孔性シリ
カ微小球である。実質的に全ての微小球は平均直径の約
０．５〜１．５倍の範囲の直径を持つ。微小球は相互に
連結した三次元格子に配列された、シリカ表面を持つ実
質的に均一の大きさの複数のコロイド粒子から本質的に
なる。コロイド粒子は微小球の約５０容量％以下を占め
ている。残りの容量は、気孔の大きさの分布が実質的に
均一な相互に連結した気孔によって占められている。本
発明の方法は、有意に脱ヒドロキシル化にされたシリカ
体に対して最も有用であると期待される。しかしなが
ら、本発明のクロマトグラフィーにおける気孔率の改良
及び表面の浄化は、十分にヒドロキシル化したシリカ体
に対しても有利に用いることができる。

【００１４】（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の溶液の濃度は水に対し
約１（重量／体積）％から３５（重量／体積）％までに
わたることができる。しかしながら、この水溶液の濃度
は臨界ではない。シリカに対する（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の重
量比（β）は、より重要な考慮事項である。というのは
たとえ長時間の処理を用いても所定量の（ＮＨ₄ ）ＨＦ
₂ は迅速に所定量のシリカ体と反応しこれを除去すると
いうことが見出されたからである。そのようにして、用
いる（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の量の選択は、シリカ除去量を決
定する。処理されたシリカの気孔率と比βとの間には一
次の関係が存在することが経験的に決定されている。

【００１５】これは数学的に次のように表現できる。

【００１６】Φ＝Φ°＋ｍ（β） このようにして、シリカ体の初期気孔率（Φ°）と傾き
ｍを知れば、与えられた気孔率（Φ）を得るために要求
されるシリカ体の量を決定し得る。傾きは限定された範
囲βにおける実験によって容易に決定される。好ましい
球形のシリカ微粒子のためのｍは、約０．１０〜０．１
４の範囲であることが見出された。明らかに、この関係
は、シリカ体を形成している全てのシリカが除去される
極限まで延長することはできない。一般的に比率βは、
約０．０１〜２．０の範囲にわたる。２．０を越える比
率は、結果的にシリカ体を脆くするシリカの過度の除去
を導く。許容できる比率βの範囲は幾分、気孔の大き
さ、焼結度及び用いられるシリカ体の性質に依存してい
ると考えられる。

【００１７】シリカ体の処理は種々の方法で行われる。
水中で処理するためにシリカを懸濁させ、次いでシリカ
の懸濁液に（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の溶液を加えることが一般
的に好ましい。処理時間は約１０分間〜７２時間の範囲
になり得、好ましくは１５分間が良い。シリカの再沈澱
が確認される時、シリカの除去量は、７２時間を越える
除去時間を用いても大きく変わらない。この反応に必要
な時間は、用いられるシリカの大きさ、形、性質に依存
しているが、好ましい球形のシリカ微粒子に対しては、
反応は一般的に１５分間で完了される。

【００１８】処理の後、処理されたシリカは濾過され、
典型的に水、メタノ―ル、フレオン（商品名）のフルオ
ロカ―ボン溶剤によって洗浄され、それから空気中で乾
燥されて最後に真空乾燥される。この工程が終了した
後、充填材は標準的なスラリ―技術を用いてクロマトグ
ラフィ―のカラムの中に詰められる。これらの材料はサ
イズ除外クロマトグラフィ―に非常に好適である。再ヒ
ドロキシル化されたシリカ体を、典型的にはオルガノシ
ランのような試薬を用いて取扱うために時には好まし
い。結合相をシリカ体に結合させる方法はよく知られて
おり、通常本発明の方法によって製造される再ヒドロキ
シル化されたシリカ体に適用できる。

【００１９】多孔性シリカを（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ を用いて
処理することによって得られた増加された気孔率は、多
くの方法で特徴づけられる。気孔率は標準的な窒素脱着
法（ＢＥＴ分析）によって測定され得る。この方法を用
いると、比表面積、比気孔容積及び気孔の大きさの平均
を決定することができる。表面積、比気孔容積及び気孔
の大きさの平均は全てβ比の増加に伴い一次的に増加す
る。

【００２０】気孔率はまたクロマトグラフィ―試験から
決定することができる。処理されたシリカはカラムに詰
められ、種々のクロマトグラフィ―のパラメ―タはポリ
スチレン分子量の標準列の溶離のプロフィルから計算さ
れる。気孔率（Φ）は次式に従って計算することができ
る。

【００２１】Φ＝（Ｖ_m −Ｖ_o ）／（Ｖ_c −Ｖ_o ） 上記式中Ｖ_o ＝空間の容量；Ｖ_m ＝全浸透量；及びＶ_c
＝空のクロマトグラフィ―の容量である。比気孔容積
（σ）はまた下記式に従って同じ実験から計算される。

【００２２】σ＝（Ｖ_m −Ｖ_o ）／δ（Ｖ_c −Ｖ_m ） 上記式中Ｖ_m 、Ｖ_o 及びＶ_c は上記と同様の意味であ
り、δはシリカの密度（２．２ｇ／cm³ ）である。この
方法はまたσもしくはＩとβ比の間の一次関係を示す。
この一次関係によってこの方法を制御することができ
る。この関係の傾きを知ることによって、所望の気孔率
を得るために用いられる（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂の量を計算す
ることができる。処理時間と温度は本質的には気孔率の
増加に影響はないので、（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の適量の選択
が所望の結果を得るために要求される全てである。この
ように工程は非常に簡単で確かである。

【００２３】シリカ体表面上の酸性部位の存在はイオン
交換クロマトグラフィ―実験を用いて検査することがて
きる。実験は簡単で、塩基性化合物のクロマトグラフィ
―保持率は可動相の緩衝濃度の関数として検査すること
ができる。酸性部位の除去は、イオン交換実験において
塩基性化合物の減少された保持として観察される。実施
例２ないし４はこの形式の実験結果を報告している。こ
のイオン交換法を用いることによって、本発明のシリカ
支持体は未処理の支持体もしくは熱硝酸で処理された支
持体よりも表面酸性度が低いというとが見出された。処
理されたシリカの表面酸性度は、シリカ表面層を除去す
るために十分な（ＮＨ₄ ）ＨＦが用いられるならば、β
比と独立していることがまた見出された。これは一般的
に約０．２より大きいβ比について達成される。

【００２４】表面層の除去はまた疎水部位を除去し、更
に十分にヒドロキシル化された表面を露出する結果とな
るものと思われる。更に十分にヒドロキシル化した表面
は、以前にはシリカ体の内部にあったものが露出するこ
とに起因している。粒子の内部は焼結中に一層少ない脱
ヒドロキシル化を受けるので、この新たに露出された表
面は除去された表面層よりも大量のシラノ―ル基を含有
している。酸性部位を検査する為のイオン交換実験に類
似した逆層クロマトグラフィ―実験は、疎水部位を検査
する為に用いられる。この実験において、トルエンの容
量ファクタ―は可動相のメタノ―ル含有量の関数として
検査される。低い容量ファクタ―は、少ない疎水部位を
示す。そのような疎水部位は一般的にシロキサンによる
と考えられており、実施例５はそのような実験を報告し
ている。

【００２５】水性（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ 処理から得られたシ
リカ体は、次のような好ましい特性を持っている。気孔
が増加されており、表面はシリカの外層を除去すること
によって浄化されており、露出した表面はさらに十分に
ヒドロキシル化されている。増加された気孔率は、比表
面積の増加及び比気孔容積量における増加として証明さ
れる。

【００２６】下記に本発明の実施例を示す。

【００２７】実施例１ 多孔性シリカの気孔率の制御 ゾルバクス（Ｚｏｒｂａｘ、商品名）、ＰＳＭ５００に
おける気孔率制御 ＰＳＭ５００多孔性シリカ微小球（Ｅ．Ｉ．デュポン．
ド．ニモアス社製）１０．０±０．０２ｇの試料を２５
０mlのプラスチックビ―カ―に入れた。各々の試料に５
０mlの脱イオン水を加えた。分別のビ―カ―に（Ｎ
Ｈ₄ ）ＨＦ₂ を計量し、この塩を溶解するために５０ml
の脱イオン水を加えた。対応するビ―カ―のセットを磁
気スタ―ラ―とテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ、商品名）被覆
撹拌棒を用いて撹拌した。用いたアンモニウムビフルオ
リドの量を第１表に示す。

【００２８】素早くシリカスラリ―を撹拌しながら、対
応する塩の溶液を素早く加えた。反応を室温で１５分間
進行させた。１５分後、スラリ―を６００mlの焼結され
たガラス製ろうとに注ぎ、濾過した。湿ったケ―キを１
００mlの脱イオン水で３回、それから１００mlのメタノ
―ル（ベイカ―ケミカル社製、高性能液体クロマトグラ
フィ―級）で３回、最後に１００mlのフレオン（Ｆｒｅ
ｏｎ、商品名）ＴＰ（Ｅ．Ｉ．デュポン．ド．ニモアス
社製）で２回洗浄した。ケ―キをフィルタ―中で簡単に
空気乾燥し、それから３０分間ドラフトチャンバ―中に
入れた。幾分乾いたケ―キは、３０分間、１１０℃、５
９１．６mmＨｇで真空オ―ブンに入れた。全ての試料を
このようにして処理した。反応条件を第１表に示す。

【００２９】 第１表 ＰＳＭ５００のアンモニウムビフルオリド処理 反応番号 シリカの重量 （ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ （ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の重量 の重量 （ｇ） （ｇ） シリカの重量 （β） 1 10.00 0.00 0.0000 2 10.00912 1.00489 0.1004 3 10.00714 1.20056 0.1199 4 10.01396 1.40523 0.1403 5 10.01225 1.61113 0.1609 6 10.01450 1.81252 0.1810 7 10.00990 2.01400 0.2012 8 10.00726 4.00574 0.4003 9 10.00820 6.00535 0.6000 10 10.00158 8.00755 0.8006 11 10.01022 12.00725 1.1994 12 10.02210 14.00520 1.3974 各々のシリカ（反応番号１〜１０）のうち５〜８ｇの試
料を８０mlの純メタノール（ベイカーケミカル社製、高
性能液体クロマトグラフィー）でスラリーにし、Ｌ．
Ｒ．シュナイダ―（Ｌ．Ｒ．Ｓｎｙｄｅｒ）らによって
述べられたもの（Ｌ．Ｒ．シュナイダ―、Ｊ．Ｊ．カ―
クランド（Ｊ．Ｊ．Ｋｉｒｋｌａｎｄ）、Ｉｎｔｒｏｄ
ｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃ
ｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ第２版、１９７９、ニュ―
ヨ―ク、Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社出版、２１１頁、図
５．１３）と同様のカラム充填機中に置いた。反応１〜
４の結果としてカラムは、４２１．８４Kg／cm² の一定
の入口圧力で、反応５〜１２では２１０．９２Kg／cm²
の一定の入口圧力で詰込まれた。両方ともカラムに対し
２４０mlの純メタノ―ルを用いた。カラムの空間は、内
径６．２mm、長さ２５０mmであった。入口と出口の付属
品は、わずか２μｍの気孔率の焼結されたステンレスス
チ―ルフリットを含む。過度の背圧が、反応番号５のシ
リカを４２１．８４Kg／cm² で詰めた試験カラムで認め
られた。シリカに対し１．４を越える（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂
重量比で作られた試料は、過度の背圧によりこれらの条
件下、２１０．９２Kg／cm² で、首尾良く充填すること
はできない。

【００３０】標準ＳＥＣ実験は、ヨウ（Ｙａｕ）らによ
って述べられている方法（Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｉｚｅ−Ｅ
ｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇ
ｒａｐｈｙ、Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，
ＮＹ（１９７９））に従った試料シリカを満し、充填さ
れたカラム上で行った。用いた機械は、２５４ｎｍで作
用する固定波長を備えたＤｕ Ｐｏｎｔ Ｍｏｄｅｌ
８８００ＨＰＬＣであった。可動相は、純テトラハイド
ロフラン（ＴＨＦ，Ｂａｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｈ
ＰＬＣ グレ―ド）であった。流れの速度は１．０cm³
／min で、実験は環境温度で行われた。試料は分子量1,
800,000 の標準ポリスチレン（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈ
ｍｉｃａｌ）と約１mg／mlの濃度のトルエンのＴＨＦ溶
液からなっていた。試料を流動する可動相へ試料注入機
（Ｒｈｅｏｄｙｎｅ Ｍｏｄｅｌ７１２５）を用いて注
入した。注入量は２０．０μｌであった。アナログ形態
のクロマトグラフィ―の溶出プロフィルは、ｍｏｄｅｌ
７６０Ｎｅｒｓｏｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ装置によって
デジタル化した。この装置ではデ―タはＨｅｗｌｔｔ
Ｐａｃｋａｒ Ｍｏｄｅｌ ９０００シリ―ズ２２０コ
ンピュ―タ―上で検索され記録された。

【００３１】全除外に相当する容積（Ｖ_o ）を分子量1,
800,000 のポリスチレン標準の溶出容積によって計測し
た。全透過量に相当する容積（Ｖ_m ）は、シリカによっ
て占められていないカラムの全容積を検査するものと仮
定されたトルエンの溶出容積によって測定された。これ
らの寸法のカラムの空間は、空の容積（Ｖ_c ）が７．５
５cm³ である。管内の全量を下記のように表示すること
ができる。

【００３２】Ｖ_c ＝Ｖ_o ＋Ｖ_p ＋Ｖ_s 上式において、 Ｖ_c ＝cm³ で表わされる空のカラムの内側の容積 Ｖ_o ＝cm³ で表わされる分子量1,800,000 のポリスチレ
ン標準によって測定される全除外容積 Ｖ_p ＝cm³ ／ｇで表わされるシリカの気孔容積 Ｖ_s ＝cm³ で表わされ、気孔容積を除いたシリカによっ
て占められる容積 また、 Ｖ_m ＝Ｖ_o ＋Ｖ_p Ｖ_s ＝Ｖ_c −Ｖ_m Ｖ_p ＝Ｖ_m −Ｖ_o シリカの容積に対する気孔容積の比に等しい多孔性フラ
クションを次のように表示することができる。

【００３３】Ｖ_m −Ｖ_o Ｖ_c −Ｖ_o cm³ ／ｇで表わされる特定の比気孔容積は、次式から計
算することができる。

【００３４】Φ＝Ｖ_m −Ｖ_o ／δ（Ｖ_c −Ｖ_m ） 上記式中で、 δ＝２．２０ｇ／cm³ に等しいシリカの密度 クロマトグラフィ―のパラメ―タを各々のカラムで測定
し、Φとσを計算した。その結果を第２表に示す。

【００３５】 第２表 ＰＳＭ５００におけるクロマトグラフィ―測定 反応番号 Ｖ_o Ｖ_m Ｖ_p Ｖ_s β Φ σ （cm³ ） （cm³ ） （cm³ ） （cm³ ） （cm³ ／g) 1 3.34 5.43 2.09 2.12 0.00 0.496 0.448 2 3.31 5.51 2.20 2.04 0.10 0.531 0.490 3 3.33 5.56 2.23 1.99 0.12 0.528 0.509 4 3.31 5.57 2.26 1.98 0.14 0.533 0.519 5 3.29 5.55 2.26 2.00 0.16 0.531 0.513 6 3.25 5.54 2.29 2.01 0.18 0.533 0.518 7 3.28 5.54 2.26 2.01 0.20 0.529 0.511 8 3.30 5.62 2.32 1.93 0.40 0.546 0.546 9 3.38 5.80 2.42 1.75 0.60 0.580 0.629 10 3.19 5.85 2.66 1.70 0.80 0.610 0.711 11 3.10 6.05 2.95 1.50 1.20 0.663 0.893 12 3.14 6.25 3.11 1.30 1.40 0.705 1.087 Ｂ．Ｚｏｒｂａｘ ＰＳＭ３００における気孔率制御 （ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ を用いてＺｏｒｂａｘＰＳＭ３００多
孔性シリカ微小球を処理し、実施例１．Ａに述べたもの
と同じ方法を用いてクロマトグラフィ―測定値を得た。

【００３６】 第３表 ＰＳＭ３００によるアンモニウムビフルオリド処理 反応番号 シリカの重量 （ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ （ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の重量 の重量 （ｇ） （ｇ） シリカの重量 （β） 1 10.00 0.007 0.0000 2 10.03516 2.01273 0.2006 3 10.02327 4.02129 0.4012 4 10.02513 6.06700 0.6052 5 10.04826 8.04184 0.8003 6 10.02781 12.00767 1.1974 第４表 Ｚｏｒｂａｘ ＰＳＭ３００によるクロマトグラフィ―測定 反応番号 Ｖ_o Ｖ_m Ｖ_p Ｖ_s β Φ σ （cm³ ） （cm³ ） （cm³ ） （cm³ ） （cm³ ／g) 1 3.50 5.76 2.26 1.78 0.00 0.558 0.573 2 3.50 5.77 2.27 1.78 0.20 0.560 0.580 3 3.39 5.94 2.55 1.61 0.40 0.613 0.720 4 3.28 5.99 2.71 1.56 0.60 0.635 0.790 5 3.31 6.13 2.82 1.42 0.80 0.665 0.902 6 3.25 6.33 3.08 1.22 1.20 0.716 1.148 Ｃ．Ｚｏｒｂａｘ ＰＳＭ１０００の気孔率制御 全ての試料に対しカラム充填圧が２１０．９２Kg／cm²
であり、分子量が9,000,000 の標準ポリスチレンをＶ_o
の測定に使用したことを除いて、実施例１．Ａで述べた
と同じ方法を（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ を用いたＺｏｒｂａｘＰ
ＳＭ１０００の多孔性シリカ超微粒子の処理に適用し、
クロマトグラフィ―測定値を得た。処理条件と結果を第
５表と第６表に示す。

【００３７】 第５表 ＰＳＭ１０００に対するアンモニウムビフルオリド処理 反応番号 シリカの重量 （ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ （ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の重量 の重量 （ｇ） （ｇ） シリカの重量 （β） 1 10.00 0.00 0.0000 2 9.99873 2.00025 0.2001 3 10.00226 4.00055 0.3999 4 10.00099 5.99950 0.5999 5 9.99831 8.00054 0.8002 6 9.99789 9.99297 0.9995 第６表 ＰＳＭ１００に対するクロマトグラフィ―測定 反応番号 Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ β Φ σ （cm³ ） （cm³ ） （cm³ ） （cm³ ） 1 3.43 5.23 1.80 2.32 0.00 0.437 0.353 2 3.32 5.38 2.06 2.17 0.20 0.487 0.432 3 3.34 5.40 2.06 2.15 0.40 0.489 0.436 4 3.40 5.56 2.16 1.99 0.60 0.520 0.493 5 3.33 5.49 2.16 2.06 0.80 0.511 0.477 6 3.34 5.78 2.44 1.77 1.00 0.580 0.626 各々のシリカに対し、初期気孔率Φ°を知れば所望のΦ
を推算することができる一般式は次のとおりである。

【００３８】Ｉ＝Φ°＋ｍβ 第７表は、第２、４、６表に表示したデ―タの一次回帰
線統計量を要約する。

【００３９】 第７表 直線デ―タの最小二乗法による回帰曲線 シリカ 初期気孔率 傾き 相関係数 Φ ｍ ＰＳＭ 300 0.550 0.1404 0.98796 ＰＳＭ 500 0.506 0.1347 0.99134 ＰＳＭ 1000 0.456 0.1169 0.92856 上記結果は、制御されたかつ予期できる態様で、多孔性
シリカ超微粒子の気孔率が増加され得ることを論証して
いる。

【００４０】実施例２ ＺｏｒｂａｘＰＳＭ５００試料の表面酸性測定 メタノ―ル１５％と０．２Ｍナトリウム２水素ホスフェ
―ト（ｐＨ４．６）８５％からなる可動相を室温で流れ
の速さを３．６ml／min にして２００ml汲み上げること
によって、実施例１．Ａのカラムを平衡させた。チアミ
ンの容量ファクタ―（ｃａｐａｃｉｔｙ ｆａｃｔｏ
ｒ）上記条件下で決められた。メタノ―ル１５％と０．
０２Ｍナトリウム２水素ホスフェ―ト（ｐＨ４．６）８
５％からなる可動相を室温で流れの速さを３．６ml／mi
n にして２００ml汲み上げることによって、カラムを再
び平衡させた。チアミンの容量ファクタ―をこれらのよ
り低いナトリウム濃度の条件下で再び決定した。

【００４１】デ―タは下式中のパラメ―タを計算するた
めに用いられた。

【００４２】ｋ′＝（ｍ／ナトリウム濃度）＋Ｃ 上記式はナトリウム濃度の逆数に対する容量ファクタ―
（ｋ′）のプロットの傾き（ｍ）と切片（Ｃ）に相応す
る。その結果を第８表に示す。許容ファクタ―は、有意
に表面酸性度が有意に減少する全ての場合において有意
に減少する。傾きと切片は本質的には用いられたアンモ
ニウムビフルオリドの割合と独立している。

【００４３】 第８表 Ｚｏｒｂａｘ ＰＳＭ３００試料による表面酸性の測定 カラム ｋ′ ｋ′ ｍ ｃ β （反応番号） （０．２Ｍ） （０．０２Ｍ） 1 0.67 0.84 0.0032 0.651 0.0000 2 ＊ ＊ 0.1004 3 0.24 0.25 0.0001 0.242 0.1199 4 0.21 0.22 0.0001 0.218 0.1403 5 0.23 0.22 -0.0002 0.231 0.1609 6 ＋ ＋ 0.1810 7 0.19 0.21 0.0003 0.191 0.2012 8 0.22 0.31 0.0018 0.207 0.4003 9 0.19 0.22 0.0005 0.190 0.6000 10 ＊ ＊ 0.8006 11 ＋ ＋ 1.1994 12 ＋ ＋ 1.3974 ＊…つぶされた吸着床を充填され、高い作用圧力を与え
るカラム ＋…試験せず 実施例３ Ｚｏｒｂａｘ ＰＳＭ３００試料の表面酸性度の測定 実施例２の方法論は、実施例１．Ｂで充填されたカラム
に適用された。その結果を第９表に示す。シリカ表面層
の除去のために十分なアンモニウムビフルオリドを反応
に加えると、チアミンの吸着中に再びアンモニウムビフ
ルオリドの量の増加チアミンの保持に対してほとんど影
響を与えなかった。

【００４４】 第９表 カラム ｋ′ ｋ′ ｍ ｃ β （反応番号） （０．２Ｍ） （０．０２Ｍ） 1 0.86 1.35 0.0091 0.814 0.0000 2 0.25 0.42 0.0033 0.227 0.2006 3 0.26 0.35 0.0017 0.247 0.4012 4 0.27 0.37 0.0020 0.256 0.6052 5 0.25 0.36 0.0020 0.244 0.8003 6 0.25 0.34 0.0017 0.240 1.1974 実施例４ シリカ超微粒子の表面酸性度の減少 Ａ．アンモニウムビフルオリド処理 シリカ（ＺｏｒｂａｘＰＳＭ１５０、２０ｇ）を水中で
懸濁させ、アンモニウムビフルオリド（４ｇ）の水（２
５ml）溶液を加えた。この混合物を４８時間撹拌した。
生成物を濾過し、水（２００ml）で洗浄し、水（１ｌ）
中に懸濁させ３回濾過した。フィルタ―のケ―キはメタ
ノ―ル（２×２００ml）とフレオン（２×２００ml）で
洗浄し、１１０℃の真空オ―ブンで乾燥した。

【００４５】Ｂ．硝酸処理 シリカ（ＺｏｒｂａｘＰＳＭ１５０、２０ｇ）を４Ｎ硝
酸（５００ml）中で懸濁し、１６時間撹拌しながら加熱
還流した。生成物は、Ａでアンモニウムビフルオリド処
理されたシリカについて説明したように濾過し、洗浄
し、乾燥した。

【００４６】Ｃ．相対酸性度の測定 上記（ａ）及び（ｂ）からの２つのシリカ試料を実施例
１のスラリ―技術によってカラム（１５cm×４．６mm）
に充填した。カラムをメタノ―ルと０．２Ｍナトリウム
２水素ホスフェ―ト（ｐＨ４．６）（１５：８５）の混
合物からなる可動相でこれを２ml／min の流れ速度で５
０ml通じることによって平衡させる。チアミンの容量フ
ァクタ―は、両方のカラムについて決定した。カラムを
メタノ―ルと０．２Ｍナトリウム２水素ホスフェ―ト
（ｐＨ４．６）（１５：８５）の混合物からなる可動相
を用いて２ml／min の流れ速度で再び平衡させ、容量フ
ァクタ―はもう一度決められた。

【００４７】可動相におけるナトリウムイオン濃度の逆
数に対してグラフにプロットされているチアミンの容量
ファクタ―の傾きと切片は、各々のカラム毎に計算され
た。表面酸性部位の強さと濃度と関連がある値を表わす
プロットの傾きは、硝酸で処理されたシリカと比べてア
ンモニウムビフルオリドで処理されたシリカは１／４に
減少した。（０．１３７に対して０．０３４）非イオン
相互作用（例えば疎水性相互作用）と関連づけられてい
る切片はファクタ―１．９４分の１に減少した。そのデ
―タを第１０表に示す。

【００４８】 第１０表 シリカ処理 ｋ′ ｋ′ ｍ β ＨＮＯ₃ 2.93 10.20 0.137 2.12 （ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ 1.29 3.10 0..34 1.09 上記結果は（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ 処理がＨＮＯ₃ 処理よりも
表面酸性度の減少に効果的であるということを示してい
る。

【００４９】実施例５ アンモニウムビフルオリド処理によるシリカ表面の疎水
性の減少 シリカの試料（ＺｏｒｂａｘＰＳＭ６０多孔性シリカ超
微粒子）を実施例４で述べたようにアンモニウムビフル
オリドと４Ｎ硝酸で処理した。各々の材料を実施例１で
述べたようにカラム（１５cm×４．６mm）の中へ充填し
た。

【００５０】各々のカラムを、メタノ―ルと０．０５Ｍ
のナトリウム二水素ホスフェ―ト（リン酸でｐＨ２．１
に調整されている）の混合物からなる可動相で平衡さ
せ、１０、２０、３０及び５０％のメタノ―ル濃度でト
ルエンの容量ファクタ―を測定した。

【００５１】（同様のメタノ―ル組成を用いてｐＨ２．
１と７．０で緩衝された可動相を用いた単一のシリカカ
ラムを使用する分別の実験を行ない、緩衝ｐＨがトルエ
ンの容量ファクタ―に少しだけしか影響を持たないこと
を論証した。このことはトルエンがシリカ表面上にシロ
キサンブリッジのような非イオン基によって保持される
ことを示した。第１１表参照） 第１１表 トルエン保持に対するｐＨの効果 メタノ―ル ｋ′ ｋ′ （％） （ｐＨ２．１） （ｐＨ７．０） 10 0.88 0.83 20 0.54 0.42 30 0.35 0.30 50 0.17 0.15 ビフルオリド処理されたシリカに対するトルエンの容量
ファクタ―は、硝酸処理されたシリカに対する容量ファ
クタ―の半分であり、ビフルオリド処理された表面が硝
酸処理されたシリカより疎水性が低いことを示してい
た。上記はシリカが硝酸よりもビフルオリドによって完
全に再ヒドロキシル化されることを示している。硝酸処
理はトルエンの高い保持を起こし得る表面から被酸化性
の物質（例えば残留有機物）を取り除くと思われる。

【００５２】％メタノ―ルに対する容量ファクタ―の対
数のプロットを作成し、グラフの傾きを求めた。ビフル
オリド処理のグラフの傾きは硝酸処理のグラフの傾きの
半分であった。本実施例のデ―タを第１２表に示す。

【００５３】 第１２表 異なったメタノ―ル濃度におけるシリカ上のトルエンの保持 ｋ′ ｋ′ ｋ′ ｋ′ log ｋ′付 シリカ処理 １０％ ２０％ ３０％ ５０％ ％ＭｅＯＨ ＭｅＯＨ ＭｅＯＨ ＭｅＯＨ ＭｅＯＨ の傾き ＮＨ₄ ・ＨＦ₂ 0.27 0.19 0.15 0.13 -0.0076 ＨＮＯ₂ 0.66 0.41 0.28 0.15 -0.0158

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリカ体の重量に関連している若干のア
   ンモニウムビフルオリド（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の存在下でシ
   リカ体を水で処理してスラリ―を形成し、該スラリーを
   濾過してシリカ体を回収し、該シリカ体を洗浄し、乾燥
   する工程によって気孔率を増加され、表面を浄化された
   シリカ体からなるクロマトグラフィー支持体。
2. 【請求項２】 前記（ＮＨ₄ ）ＨＦ₂ の量が、下記の一
   次関係に従って所望の気孔率を得るために選択される請
   求項１に記載のクロマトグラフィー支持体。 Φ＝Φ°＋ｍ（β） （但し、上記式中βはシリカ体の重量に対する（Ｎ
   Ｈ₄ ）ＨＦ₂ の重量比であり、ｍはシリカ体の初期気孔
   率Φ°と所望の気孔率Φの間の関係を定義する曲線の傾
   きである。）