JPS6290533A

JPS6290533A - 高速液体クロマトグラフィ−用高分子充填剤

Info

Publication number: JPS6290533A
Application number: JP60223831A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Tanaka; 康之田中; Hisaya Sato; 佐藤　寿弥; Yoshiki Yamada; 佳樹山田
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1987-04-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は高速液体クロマトグラフィー用高分子充填剤に
関し、更に詳細にはメタクリレート系ポリマーゲルから
なる高速液体クロマトグラフィー用充填剤に関する。

〈従来の技術及び問題点〉従来より液体クロマトグラフィーとしては試料の疎水性
の相違による保持の強弱に基づき分離する逆相分配液体
クロマトグラフィーが知られている。一般的に、逆相分
配液体クロマトグラフィーで試料を分離する場合、用い
られる充填剤として、コーティング型カラム充填剤、化
学結合型カラム充填剤が挙げられる。

現在適用されているコーティング型カラム充填剤はシリ
カゲル、アルミナ、ケイソウ土の表面に固定物質として
、β、β′−オキシジプロピオニトリル、カーボワック
ス、エチレングリコール、トリメチレングリコール、シ
アノエチルシリコーン、ヒドロカーボンポリマー、ポリ
アミド、ジメチルスルホキシドをコーティングしたもの
等があり、化学結合型カラム充填剤は一般にシリカ表面
のシラノール基（Ｓｉ−○Ｈ）と共有結合によって結合
され、固定相としてポリエチレングリコール、オクタデ
シルシラン、オクタデシルトリグロロシラン、ジフェニ
ルジクロロシラン、四級アルキルアミン、オキシプロピ
オニトリル等が適用されている。オクタデシル基を化合
結合したシリカゲル充填剤はＯＤＳシリカと称され、一
般的に液体クロマトグラフィーに用いられている。

コーティング型カラム充填剤は、シリカゲル表面にコー
ティングした固定相が移動相の溶離液の種類によっては
溶解し、コーティング相が剥離し溶出してしまうという
欠点がある。また一方、化学結合型カラム充填剤は前者
の欠点を補う目的でシラノール基に化学結合されている
が化学結合した５ｊ−０−Ｃ型結合はＣＨＣＱ、３等の
含ハロゲン系の溶媒、アセトン等によって切断されるた
めこれらを溶離液に用いることはでず、また、溶離液の
ｐＨも２〜８と制限され、すべてのｐＨ範囲で用いるこ
とはできないという欠点がある。

さらに、シリカ表面のシラノール基をすべて化学結合さ
せることは難しく、未反応のシラノール基が残存してい
ることから、ある種の試料については特異吸着をおこし
、試料の疎水性の違いだけにより分離することはできな
かった。また、逆相液体クロマトグラフィーでは試料の
保持比（Ｋ′）は疎水性定数（ｌｏｇ　Ｐ）との間にほ
ぼ、次の関係が成立する。ｌｏｇ　Ｋ’　＝ｙ　Ｘｌｏ
ｇ　Ｐ＋ｍ　　ここでいう疎水性定数（ｌｏｇＰ）とは
Ｈａｎｓｃｈ法（Ａ　、　Ｌｅａ　。

Ｐ、Ｖ、Ｃ，Ｊｏｗ、　Ｃ，５ｉｌｉｐｏ、　ａｎｄ　
Ｃ，Ｈａｎｓｃｈ、　Ｊ、Ｍ２Ｏ３゜Ｃｈａｗ、、１８
，８６５（１９７５））より算出される定数であり、試
料の疎水性、親水性の程度を表わす。保持比（Ｋ′）は
試料の溶出時間（ｔｒ）、溶媒の溶出時間（ｔｏ）より
算出され、Ｋ’　＝（ｔ’ｒ−ｔｏ）／　ｔ　ｏで表わ
される。ここで、溶離液がメタノールの場合ＯＤＳシリ
カゲルを充填剤とすると、試料の保持が弱く、ｍの値が
−１，０未満となり、ｌｏｇ　Ｐが小さな試料はお互い
に接近したり、溶媒と重なり分離が困難となる。一般的
には、Ｋ′が１〜５の値が分離に適しており（例えば、
高速液体クロマトグラフ分析１日本分析化学会関東支部
編、１９８２）、ｍが−１，０以上の場合には多くの試
料についてに′が１以上になる。○ＤＳシリカでは一般
的に溶離液に極性の高い水−メタノール混合液若しくは
水−アセトニトリル混合液を用いるが、サンプルの中に
は、混合液に溶けないものが多いなど使用にあたって問
題がある。

〈発明の目的〉本発明の目的は、試料を強く保持することかできる高速
液体クロマトグラフィー用高分子充填剤を提供すること
にある。

〈問題点を解決するための手段〉本発明によれば、下記の一般式（１）％式％（１）（式中、Ｒは炭素数４〜２４のアルキル基を示す）で表
わされるメタクリレートと架橋剤とをその体積比率を１
：０．３〜５の範囲で懸濁重合して得られる粒径が２〜
２０μのポリマーゲルからなる高分子充填剤であって、
試料の疎水性定数（ｌｏｇＰ）と試料の保持比（Ｋ′）
との関係がｌｏｇ　Ｋ’　＝ｙＸ１ｏｇ　Ｐ＋ｍで表わ
される場合、メタノール溶離液を用いた際のｍが一１以
上の大きな値を有することを特徴とする高速液体クロマ
トグラフィー用高分子充填剤が提供される。

以下、本発明につき更に詳細に説明する。

本発明では上記一般式（１）で示される炭素数４〜２４
のアルキル基を有するメタクリレートと架橋剤とを懸濁
重合して得られるポリマーゲルを用いる６メタクリレー
トのエステル基であるアルキル基の炭素数が３以下とな
ると分離精度が悪くなり、また一方２５以上となると合
成が困難となり実用上適さない。架橋剤としては芳香族
系のポリビニルモノマー又はアクリル酸系のポリビニル
モノマーを用いることができ、具体的にはジビニルベン
ゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、ジビニル
ピリジン、トリビニルベンゼン又はジアリルフタレート
、ジアリルアクリレート、エチレングリコールジメタク
リレート、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、
テトラメタクリル酸ペンタエリスリトール等を挙げるこ
とができる。また、上記一般式（１）で示されるメタク
リレートの一部、たとえばメタクリレート１００重量部
に対し１０〜８０重量部程度をスチレン系芳香族化合物
又はアクリル酸系脂肪族化合物などのモノビニル化合物
で置き換えてもよい。上記スチレン系芳香族化合物とし
てはスチレン、エチルスチレン、ビニルナフタレン等を
挙げることができ。

また、アクリル酸系脂肪族としては、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル等を挙げることができる。

メタクリレートと架橋剤との配合割合はメタクリレート
：架橋剤が体積比にて１　：　０．３〜５、好ましくは
１　：　０．４〜２である。架橋剤が０．３未満では、
ゲルの機械的強度が低下し、また一方５を越えると試料
の保持力が小さくなる。重合は水中においてポリビニル
アルコール等を分散安定化剤として用い、懸濁重合をお
こなう。重合開始剤としては過酸化ベンゾイル、ブチル
バーオキシド、過酸化コハク酸、ブチルヒドロキシパー
オキシドのような有機過酸化物、２，２′−アジビス（
２，４−ジメチルバレロニトリル）、アゾビスイソブチ
ロニトリル等が利用できる。重合にあたっては希釈剤と
してメタクリレートおよび架橋剤と反応性がなく、これ
らと相溶性のあるもの、たとえばトルエン、キシレン、
クロルベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ア
セトン、酢酸エチルなどを用いてもよく、また沈澱剤と
して。

たとえばパラフィン類、高級アルコール、天然の油脂、
低重度の線状高分子類及びこれ等のハロゲン化合物、あ
るいは膨潤剤として高沸点有機溶媒でハロゲン化合物や
芳香族系溶剤及びこれ等のハロゲン化合物を加えてもよ
い。重合は通常温度２５〜１００℃にて１〜２０時間程
度行なう。

本発明ではポリマーゲルの粒径が２〜２０μ。

好ましくは３〜１０μのものを用いる。２０μを越える
と分離精度が悪くなり使用できない。また２μ未満のも
のを用いると分離に時間を要する。

なお、ポリマーゲルの粒径とは体積平均粒径をいう。粒
径が２０μ以下のポリマーゲルを得るには界面活性剤の
添加量を多くするか、比較的高温で重合させるか又は反
応中高速で十分攪拌を行なう。

これらをイ井用してもよい。

かようにして得られる本発明の高速液体クロマトグラフ
ィー用高分子充填剤は、下記式％式％）（式中、ｔｒは試料の溶出時間、ｔｏは溶媒の溶出時間
、Ｋ′は試料の保持比を示す）を満足する特性を有する
。すなわち、溶媒の溶出時間ｔｏと試料の溶出時間ｔｒ
との間に大なる相違があれば。

それだけ試料の保持比に′は大となり、溶媒との分離が
確実に行なわれる。

本発明では、上述のようにして得られるポリマーゲルを
高速液体クロマトグラフィー用充填剤として用いる。充
填剤をカラム内へ充填する方法としては、充填率の制御
可能な方法であれば公知の方法、たとえば「充填剤」　
（橋本勉編著、武蔵野書房）に記載の平衡スラリー法、
簡易スラリー法、高粘度スラリー法等いずれに依っても
よい。どのような充填方法を用いようとも充填剤の均一
充填に十分配慮すべきは言うまでもない。

〈発明の効果〉本発明の分離方法によれば、多種の脂肪族炭化水素及び
その誘導体、たとえば脂肪酸及びそのエステル、アルコ
ール、ジオール、アルキルベンゼンなどを特異吸着なく
試料の疎水性の違いによる保持比により、正確に分離が
でき、実験用分析、工業用の分離精製等に広く利用でき
る。

〈実施例〉以下、実施例および比較例によって本発明を具体的に説
明するが５本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

夫五五よＩＱフラスコに、水６００ｍＱに溶解したポリビニルア
ルコール３．６ｇを入れ、各種メタクリル酸エステル（
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、メタクリ
ル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル）４．０ｍＱに
対して各々エチレングリコールジメタクリレ−１−４０
ｍＱ、　　Ｉ−ルエン６０ｍＱおよび２，２−インブチ
ルバレロニトリル２．０ｇを添加して均一混合液を調製
し、これを入れたフラスコを氷水浴に入れ、充分に冷却
して内温を２０℃以下に保ちながら、フラスコ内の重合
液を高速攪拌機で高速で攪拌した。次に、８０℃に保っ
た水浴にフラスコを入れ、舟型翼付攪拌捧でフラスコ内
の温度を均一に保つ程度に攪拌しながら８０℃で１０時
間重合した。重合終了後、生成したゲルを熱水、アセト
ンで洗浄後、アセトンによるデカンテーションによりゲ
ルの体積平均粒径を５．０〜７．５μに揃えた。

上記の重合法で合成した高分子充填剤を各々カラム（４
，５ｍｎ＋φＸ２５ａｎ、ステンレス）に充填後。

飽和脂肪酸のメチルエステルＣＨ３（ＣＨｚ　）　ｎ−
ｚＣ○○ＣＨ，（ｎ＝６．８，１０，１２，１４゜１６
）の混合物についてメタノールを溶離液として用い逆相
分配液体クロマトグラムを得た。第１図（イ）にはメタ
クリル酸ブチル（ＢＭＡ）とエチレングリコールジメタ
クリレート（ＥＤＭＡ）とのポリマーゲル（ＢＭＡ−Ｅ
ＤＭＡ）を用いた場合のクロマトグラフを示す。第１図
（ロ）にはメタクリル酸オクチル（ＯＭＡ）とエチレン
グリコールジメタクリレート（ＥＤＭＡ）とのポリマー
ゲル（ＯＭＡ−ＥＤＭＡ）を用いた場合のクロマトグラ
ム、第１図（ハ）にはメタクリル酸ラウリル（ＬＭＡ）
とエチレングリコールジメタクリレー）−（ＥＤＭＡ）
とのポリマーゲル（ＬＭＡ−ＥＤＭＡ）を用いた場合の
クロマトグラム、第１図（ニ）にはメタクリル酸ステア
リル（ＳＭＡ）とＥＤＭＡとのポリマーゲル（ＳＭＡ−
ＥＤＭＡ）を用いた場合のクロマトグラムを示す。

第１図（ホ）には比較のため同様の試料について公知の
オクタデシル基結合シリカゲル（○ＤＳ）を充填したも
のについてのクロマトグラムを得た。

この試料中、もっとも疎水性定数の小さいｎ　−カプロ
ン酸メチル（ｎ　＝　６　）のに′は第１図（イ）で０
．４６０．第１図（ロ）で０．５５３．第１図（ハ）で
０．７２８．第１図（ニ）で０．９２３．第１図（ホ）
で０．１１６である。第１図（イ）、（ロ）。

（ハ）、（ニ）の場合には比較例（第１図（ホ））に比
べて溶媒のピーク（ｔｏ）と各成分のピークが明瞭に分
離しており、また、各成分のピークが明確に分かれてお
り分離精度が良く、Ｋ′の値も適当であることがわかる
。

第２図に各種ゲルを充填したときの試料の疎水性定数と
保持比の関係を両対数プロットに示す。

いずれの場合も試料の疎水性定数（ｌｏｇ　Ｐ）の値が
増すほど、に′が大きくなり、ｌｏｇＫ’＝ｙＸ１ｏｇ
Ｐ＋ｍで表わされる。

本発明のアルキルメタクリレートゲルを充填剤にしたと
きは５ｍの値が−０，４〜−０，５付近であるが比較例
のＯＤＳシリカゲルの場合にはｍの値は−１，４７であ
り、本発明の場合に比べて試料の保持が弱いことがわか
る。

比較例１実施例１と同一のポリマーゲル（ＳＭＡ−ＥＤＭＡ）を
調製したが、体積平均粒径を５０〜１゜Ｏμのものを用
いた６実施例１と同一の試料につきクロマトグラムを得
た。結果を第３図に示す。

第３図より明らかなように、粒径が大きいため各成分の
分離が充分でないことが判る。

ス】１１λ 実施例１のポリマーゲル（ＳＭＡ−ＥＤＭＡ）を用い、
飽和脂肪酸ＣＨａ　（ＣＨ−）　ｎ　−ｚ　ＣＯＯＨ（
ｎ＝６．８，１０，１２，１４．１６）の混合物につい
て同様のクロマトグラムを得た。結果を第４図（イ）に
示す。なお、ｎ−カプロン酸（ｎ＝６）のに′は０．３
６１である。

公知のＯＤＳシリカゲルについても同一の試料につきク
ロマトグラムを得た。結果を第４図（ロ）に示す。なお
、ｎ−カプロン酸（ｎ＝６）のに′は０．１０４である
。

上記結果より明らかなように、本発明の充填剤によれば
溶媒ピーク、各試料成分ピークが明瞭に分離しているが
、公知充填剤では分離が不充分であることが判る。

失皇■ユ実施例２と同一のポリマーゲルを用い、飽和アルコール
ＣｎＨ２，、、ＯＨ（ｎ＝６．８．１０）の混合物につ
いて同様のクロマトグラムを得た。結果を第５図（イ）
に示す。なお、ｎ−へキシルアルコール（ｎ　＝　６　
）のに′は０．３６４である。

比較のため、公知のＯＤＳシリカゲルについても同一の
試料につきクロマトグラムを得た。結果を第５図（ロ）
に示す。なお、ｎ−ヘキシルアルコール（ｎ　＝６）の
に′は０．０４９である。

失胤鮭工実施例２と同一のポリマーゲルを用い、アルキルベンゼ
ン＠−Ｃ，，Ｈ２ｎ、、　（ｎ　＝　０　、１〜４　）
の混合物について同様のクロマトグラムを得た。

結果を第６図（イ）に示す。なお、ベンゼン（ｎ＝０）
のに′は１．２３２である。

比較のため、公知のＯＤＳシリカゲルについても同一の
試料につきクロマトグラムを得た。結果を第６図（ロ）
に示す。なお、ベンゼン（ｎ＝ｏ）のに′は０．１０７
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）は実施例１によ
る本発明の充填剤と公知の充填剤とを用いた場合のクロ
マトグラム、第２図は実施例１による本発明の充填剤及
び比較例による充填剤を用いた場合の試料の疎水性定数
と保持比の対数値との関係を示すグラフである。第３図
は比較例１による充填剤を用いた場合のクロマトグラム
、第４図（イ）及び（ロ）は実施例２による本発明の充
填剤と公知の充填剤とを用いた場合のクロマトグラム、
第５図（イ）及び（ロ）は実施例３による場１合及び第
６図（イ）及び（ロ）は実施例４による場合のクロマト
グラムを各々示す。

Claims

【特許請求の範囲】下記の一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（１）（式中、Ｒは炭素数４〜２４のアルキル基を示す）で表
わされるメタクリレートと架橋剤とをその体積比率を１
：０．３〜５の範囲で懸濁重合して得られる粒径が２〜
２０μのポリマーゲルからなる高分子充填剤であって、
試料の疎水性定数（ｌｏｇＰ）と試料の保持比（Ｋ′）
との関係がｌｏｇ　Ｋ′＝ｙ×ｌｏｇ　Ｐ＋ｍで表わされる場合、
メタノール溶離液を用いた際のｍが−１以上の大きな値
を有することを特徴とする高速液体クロマトグラフィー
用高分子充填剤。