JP2011252723A - Separation medium constituted of organic polymer monolith, reverse-phase liquid chromatography column using the same, and method for manufacturing them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、逆相液体クロマトグラフィーに有用な分離媒体、カラムなどに関するものである。 The present invention relates to a separation medium, a column and the like useful for reverse phase liquid chromatography.
液体クロマトグラフィーに、近年、モノリス型の分離媒体が使用されている。モノリスは多孔質連続構造体の一種であり、その流路サイズおよび骨格サイズを制御することで分離能の向上と分析時間の短縮の両立が可能となる。 In recent years, monolithic separation media have been used for liquid chromatography. A monolith is a kind of porous continuous structure, and it is possible to improve both the resolution and the analysis time by controlling the flow channel size and the skeleton size.
モノリス型の分離媒体としては、シリカ系のもの（特許文献１；非特許文献１、２）と有機ポリマー系のもの（特許文献２〜４；非特許文献３〜６）がある。良好な分解能が得られやすい逆相の液体クロマトグラフィーに利用できるシリカ系モノリスカラムの例としては、オクタデシルシリル基（ＯＤＳ基）を導入したＣｈｒｏｍｏｌｉｔｈ（Ｍｅｒｃｋ社）が挙げられる。しかし本カラムはシリカ粒子カラムと同じ欠点を持ち、例えばｐＨ２以下またはｐＨ９以上の条件で使うと性能が低下しやすい。それに対して、有機ポリマーモノリスは、その合成に利用できるモノマーの種類や重合方法が多様であるため、化学的安定性（例えばｐＨ１〜１３での使用可能性）を容易に向上できる。しかし特に低分子化合物の分離能がシリカ系モノリスよりも劣る。 As monolith type separation media, there are silica-based separation media (Patent Document 1; Non-Patent Literatures 1 and 2) and organic polymer-based separation media (Patent Literatures 2 to 4; Non-Patent Literatures 3 to 6). An example of a silica-based monolithic column that can be used for reversed-phase liquid chromatography that can easily achieve good resolution is Chromolith (Merck) into which an octadecylsilyl group (ODS group) is introduced. However, this column has the same disadvantages as the silica particle column, and its performance tends to deteriorate when used under conditions of pH 2 or lower or pH 9 or higher. In contrast, organic polymer monoliths can be easily improved in chemical stability (for example, availability at pH 1 to 13) because there are various types of monomers and polymerization methods that can be used for the synthesis thereof. However, the separation ability of low-molecular compounds is particularly inferior to that of silica-based monoliths.
逆相での分離特性を向上させるために、有機ポリマーモノリスに長い炭素原子鎖を持つ官能基を導入した例としては非特許文献５がある。本文献では、メタクリル酸長鎖アルキルエステルモノマーをエチレンジメタクリレートやジビニルベンゼンなどの架橋剤の存在下で重合させることで、ワンステップで有機ポリマーモノリスに長鎖アルキル基を導入している。しかし、この方法では、特徴の異なる分離特性を持った分離媒体を複数タイプ作ろうとした場合、Ｃ１８、Ｃ８、Ｃ４、フェニル、シアノプロピルなどの導入官能基に応じて異なるモノマーを使用しなければならない。本文献にも記載されている様に、モノマー種を変えると、モノリス構造を形成しうるゲル化条件は変化する。多岐に渡る条件パラメータを検討して使用モノマーごとに適切なゲル化条件を見つけ出すのは作業負担が過大となる。 Non-Patent Document 5 is an example in which a functional group having a long carbon atom chain is introduced into an organic polymer monolith in order to improve separation characteristics in the reverse phase. In this document, a long chain alkyl group is introduced into an organic polymer monolith in one step by polymerizing a methacrylic acid long chain alkyl ester monomer in the presence of a crosslinking agent such as ethylene dimethacrylate or divinylbenzene. However, in this method, when a plurality of types of separation media having separation characteristics with different characteristics are to be made, different monomers must be used depending on the introduced functional groups such as C18, C8, C4, phenyl, cyanopropyl, and the like. . As described in this document, when the monomer species are changed, the gelation conditions capable of forming a monolith structure change. Examining a wide range of condition parameters and finding an appropriate gelation condition for each monomer used results in an excessive work load.
これに対し、最適条件で作製されたモノリスに、所望の分離特性を示す各種官能基を後から導入することができれば、モノリス構造体の作製条件の最適化をモノマーごとに繰り返す必要がなく、産業上有利である。また、理論段数などの分離能の一部は原料となるモノリスの構造、すなわち作製条件に依存するところが大きく、上記方法では原料のモノリスの優れた点を受け継ぎつつ、各種分離特性（逆相分離特性、イオン交換能など）を改善できる。 On the other hand, if various functional groups exhibiting desired separation characteristics can be introduced later into the monolith prepared under the optimum conditions, it is not necessary to repeat the optimization of the production conditions of the monolith structure for each monomer. This is advantageous. In addition, part of the resolution such as the number of theoretical plates largely depends on the structure of the monolith that is the raw material, that is, the preparation conditions, and the above method inherits the excellent points of the monolith of the raw material, , Ion exchange capacity, etc.).
反応活性の高いエポキシ基を有する有機ポリマーモノリスは、様々な分離特性の官能基を導入するのに適している。
各種官能基を導入したモノリスを作製するための様々な研究が行われており（特許文献１、３、非特許文献５など）、例えばＢＩＡ ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ社からは、イオン交換基、疎水基、プロテインＡを修飾したＣＩＭ（ＢＩＡ ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ社登録商標）モノリス製品が市販されている。しかしながら、優れた逆相分離特性を与える長鎖アシル基をエポキシ系ポリマーモノリスに導入した例はない。
Organic polymer monoliths having highly reactive epoxy groups are suitable for introducing functional groups with various separation characteristics.
Various researches for producing monoliths with various functional groups have been carried out (Patent Documents 1 and 3, Non-Patent Document 5 etc.). For example, from BIA SEPARATION, ion exchange groups, hydrophobic groups, protein A CIM (BIA SEPARATION registered trademark) monolith products are commercially available. However, there is no example in which a long-chain acyl group that gives excellent reverse phase separation characteristics is introduced into an epoxy-based polymer monolith.
上記の様に、逆相分離特性に優れた長鎖アシル基を導入した有機ポリマーモノリスの作製例がない理由の一つとして、長い炭素鎖を持つアシル化剤の特性およびモノリスの構造に起因する製造上の問題点が挙げられる。一般的に、長鎖アシル基の導入には脂肪酸ハライドが使用されるが、塩基触媒を併用した場合、塩類などの有機溶媒には溶けにくい析出物を生じやすいことが知られている。有機系ポリマー粒子にアシル基を導入する場合には、バッチ式でアシル化反応を実施するために析出物が生じても問題とならない。しかし、モノリスの場合、溶液化した反応試剤をモノリスに通液してアシル化反応を実施するのが一般的であるため、こうした析出物はカラム閉塞やそれに伴う送液圧力の著しい上昇を引き起こし、モノリス構造が崩壊する。モノリス構造が崩壊すると分離能が著しく低下するため、こうした析出物は致命的である。すなわち、有機ポリマーモノリスに長鎖アシル基を導入する上で、こうした析出物の生成を抑制することが重要である。一方、特許文献４には、塩化ブタノイルを２ｗｔ％のピリジン溶液とした後、グリセリンジメタクリレート系ポリマーモノリスに通液して炭素数４のアシル基を導入した例が記載されている。しかし、炭素数が４より大きいアシル基を導入した例は記載されていない。本発明者らは、特許文献４の反応条件を参照し、トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレートとビス（４−アミノシクロヘキシル）メタンの付加重合体から構成されるエポキシ系ポリマーモノリスの粒状化物の長鎖アシル化を試みた。この検討では、アシル化剤をとして炭素数１８のステアリン酸クロライドを用い、特許文献４記載の条件で、或いは更に苛酷な条件（ステアリン酸クロライドの１０ｗｔ／ｖｏｌ％ピリジン溶液の使用；反応温度６０℃、反応時間３時間）でアシル化を実施してみたところ、いずれの場合もアシル化反応はほとんど進行しなかった。従来の技術では、有機ポリマーモノリスに、逆相分離特性に優れた長鎖アシル基を導入することは困難である。 As mentioned above, one of the reasons for the lack of preparation examples of organic polymer monoliths with long chain acyl groups with excellent reverse phase separation characteristics is due to the properties of acylating agents with long carbon chains and the structure of the monolith. There are manufacturing problems. In general, fatty acid halides are used for the introduction of long-chain acyl groups, but it is known that when a base catalyst is used in combination, precipitates that are hardly soluble in organic solvents such as salts are likely to be formed. In the case of introducing an acyl group into the organic polymer particles, there is no problem even if a precipitate is generated because the acylation reaction is performed in a batch system. However, in the case of a monolith, it is common to carry out an acylation reaction by passing a solution reagent in a monolith through the monolith. Therefore, these precipitates cause column clogging and a concomitant increase in liquid feeding pressure. The monolith structure collapses. Such precipitates are fatal because the monolithic structure collapses and the resolution is significantly reduced. That is, when introducing a long chain acyl group into an organic polymer monolith, it is important to suppress the formation of such precipitates. On the other hand, Patent Document 4 describes an example in which butanoyl chloride is made into a 2 wt% pyridine solution and then introduced into a glycerin dimethacrylate polymer monolith to introduce an acyl group having 4 carbon atoms. However, an example in which an acyl group having 4 or more carbon atoms is introduced is not described. The present inventors refer to the reaction conditions of Patent Document 4, and form an epoxy polymer monolith composed of an addition polymer of tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate and bis (4-aminocyclohexyl) methane. Attempted long-chain acylation of the compounds. In this study, stearic acid chloride having 18 carbon atoms was used as an acylating agent, and the conditions described in Patent Document 4 or more severe conditions (use of 10 wt / vol% pyridine solution of stearic acid chloride; reaction temperature 60 ° C. When the acylation was carried out at a reaction time of 3 hours, the acylation reaction hardly proceeded in any case. In the prior art, it is difficult to introduce a long-chain acyl group having excellent reverse phase separation characteristics into an organic polymer monolith.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、逆相分離特性に優れた長鎖アシル基を導入した有機ポリマーモノリス分離媒体、およびその利用技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an organic polymer monolith separation medium into which a long-chain acyl group having excellent reverse phase separation characteristics is introduced, and a technique for using the same.
本発明の別の目的は、エポキシ基、或いは水酸基を有する有機ポリマーモノリスに、長鎖アシル基を導入するのに有用な方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a useful method for introducing a long chain acyl group into an organic polymer monolith having an epoxy group or a hydroxyl group.
本発明者らは、析出物を生じさせることなく、有機ポリマーモノリスに長鎖アシル基（例えば、炭素数８〜２４程度のアシル基）を導入できる技術について鋭意検討した結果、含窒素複素環化合物と非プロトン性極性溶媒とを併用してアシル化剤を溶解することで初めて、析出物の抑制と高いアシル基導入効率を両立でき、逆相分離特性に優れた分離媒体およびカラムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下のものを包含する。 As a result of intensive studies on a technique capable of introducing a long-chain acyl group (for example, an acyl group having about 8 to 24 carbon atoms) into an organic polymer monolith without causing precipitates, the present inventors have found that nitrogen-containing heterocyclic compounds. And an aprotic polar solvent used together to dissolve the acylating agent, it is possible to achieve both separation suppression and high acyl group introduction efficiency and separation media and columns with excellent reverse-phase separation characteristics. As a result, the present invention has been completed. That is, the present invention includes the following.
本発明の一つは、炭素数８〜２４のアシル基を有する有機ポリマーモノリスで構成される分離媒体である。前記有機ポリマーモノリスは、下記式１、式２、又は式３で表される基を有するのが好ましく、アシル基の炭素数の平均は、例えば、１６〜２０である。
−Ｃ（ＯＲ1）−Ｃ（ＯＨ）− …（１）
−Ｃ（ＯＲ1）−Ｃ（ＯＲ2）− …（２）
−Ｃ（ＯＲ1）−Ｃ（Ａ）− …（３）
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一の又は互いに異なる、炭素数８〜２４のアシル基を示す。Ａは、アンモニア残基又は一級アミン残基を示す）
また前記有機ポリマーモノリスは、２官能性以上のエポキシ化合物（特にトリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート）と２官能性以上のアミン化合物（特にビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン）の付加重合体であるのが好ましい。
One aspect of the present invention is a separation medium composed of an organic polymer monolith having an acyl group having 8 to 24 carbon atoms. The organic polymer monolith preferably has a group represented by the following formula 1, formula 2, or formula 3, and the average carbon number of the acyl group is, for example, 16-20.
-C (OR 1) -C (OH ) - ... (1)
-C (OR 1 ) -C (OR 2 )-(2)
-C (OR 1) -C (A ) - ... (3)
(In the formula, R 1 and R 2 represent the same or different acyl groups having 8 to 24 carbon atoms. A represents an ammonia residue or a primary amine residue.)
In addition, the organic polymer monolith is an addition weight of a bifunctional or higher functional epoxy compound (particularly tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate) and a bifunctional or higher functional amine compound (particularly bis (4-aminocyclohexyl) methane). It is preferably a coalescence.
本発明の他の一つは、前記分離媒体が充填されている逆相液体クロマトグラフィー用カラムである。このカラムの内径は、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
本発明のその他の一つは、前記カラムを備えた逆相液体クロマトグラフである。
Another aspect of the present invention is a reverse phase liquid chromatography column packed with the separation medium. The inner diameter of this column is, for example, not less than 0.1 mm and not more than 2 mm.
Another aspect of the present invention is a reverse phase liquid chromatograph provided with the column.
本発明のさらに他の一つは、トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレートとビス（４−アミノシクロヘキシル）メタンの付加重合体から構成される有機ポリマーモノリスの未反応エポキシ基を水和した有機ポリマーモノリスである。この有機ポリマーモノリスには、炭素数８〜２４のアシル基を化学結合させることができる。 Still another embodiment of the present invention hydrates the unreacted epoxy group of an organic polymer monolith composed of an addition polymer of tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate and bis (4-aminocyclohexyl) methane. Organic polymer monolith. This organic polymer monolith can be chemically bonded with an acyl group having 8 to 24 carbon atoms.
本発明の別の一つは、炭素数８〜２４のアシル化剤（脂肪酸ハライドなど）と含窒素複素環化合物（ピリジンなど）と非プロトン性極性溶媒（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなど）を含む混合物を溶液にした後、水酸基を有する有機ポリマーモノリスに通液して前記アシル基を化学結合させることを特徴とする分離媒体の製造方法である。前記水酸基を有する有機ポリマーモノリスは、予め、過塩素酸溶液で洗浄することが推奨される。 Another aspect of the present invention includes an acylating agent having 8 to 24 carbon atoms (such as a fatty acid halide), a nitrogen-containing heterocyclic compound (such as pyridine), and an aprotic polar solvent (such as N, N-dimethylformamide). After the mixture is made into a solution, the mixture is passed through an organic polymer monolith having a hydroxyl group to chemically bond the acyl group. It is recommended that the organic polymer monolith having a hydroxyl group be previously washed with a perchloric acid solution.
本発明のさらに別の一つは、カラムの製造方法である。この製造方法では、水酸基を有する有機ポリマーモノリスをカラム容器の内壁に存在する官能基との化学結合を介して前記カラム容器内に固定する以外は、上述の分離媒体の製造方法と同様である。 Yet another aspect of the present invention is a method for producing a column. This production method is the same as the production method for the separation medium described above, except that an organic polymer monolith having a hydroxyl group is fixed in the column container through a chemical bond with a functional group present on the inner wall of the column container.
本発明の分離媒体、逆相液体クロマトグラフィー用カラム、又は逆相液体クロマトグラフによれば、有機ポリマーモノリスに長鎖アシル基が導入されているため、逆相分離特性を良好にできる。
本発明の有機ポリマーモノリスは、未反応のエポキシ基が水和されているため、本発明の分離媒体乃至カラムの有用な原料乃至中間体として使用できる。
本発明の分離媒体の製造方法又はカラムの製造方法によれば、炭素数８〜２４のアシル化剤と含窒素複素環化合物と非プロトン性極性溶媒を含む混合物を溶液にしてから水酸基を有する有機ポリマーモノリスに通液している為、産業上有用なエポキシ系ポリマーモノリス或いは前記水酸基を有する有機ポリマーモノリスに、逆相分離特性に優れた長鎖アシル基を導入することが可能となる。
According to the separation medium, the column for reversed phase liquid chromatography, or the reversed phase liquid chromatograph of the present invention, since the long chain acyl group is introduced into the organic polymer monolith, the reversed phase separation characteristics can be improved.
Since the unreacted epoxy group is hydrated, the organic polymer monolith of the present invention can be used as a useful raw material or intermediate for the separation medium or column of the present invention.
According to the method for producing a separation medium or the method for producing a column of the present invention, an organic compound having a hydroxyl group after a mixture containing an acylating agent having 8 to 24 carbon atoms, a nitrogen-containing heterocyclic compound and an aprotic polar solvent is made into a solution. Since the liquid is passed through the polymer monolith, it is possible to introduce a long-chain acyl group having excellent reverse phase separation properties into an industrially useful epoxy polymer monolith or the organic polymer monolith having a hydroxyl group.
本発明の分離媒体は、有機ポリマーモノリスで構成されており、前記有機ポリマーモノリスが長鎖アシル基を有する点に特徴がある。この長鎖アシル基を有する有機ポリマーモノリスを、以下、長鎖アシル化モノリスと称する。長鎖アシル基の炭素数は、８〜２４程度、好ましくは１４〜２２程度、さらに好ましくは１６〜１９程度、特に好ましくはＯＤＳと同じく１８である。このような長鎖アシル化モノリスは、逆相分離特性に優れている。また炭素数が異なる複数のアシル基を有していてもよく、この場合、アシル基の平均炭素数は、７〜２５、好ましくは１３〜２３、さらに好ましくは１６〜２０である。 The separation medium of the present invention is composed of an organic polymer monolith, which is characterized in that the organic polymer monolith has a long-chain acyl group. Hereinafter, the organic polymer monolith having a long-chain acyl group is referred to as a long-chain acylated monolith. The carbon number of the long chain acyl group is about 8 to 24, preferably about 14 to 22, more preferably about 16 to 19, and particularly preferably 18 as with ODS. Such a long-chain acylated monolith is excellent in reverse phase separation characteristics. Moreover, you may have several acyl groups from which carbon number differs, In this case, the average carbon number of an acyl group is 7-25, Preferably it is 13-23, More preferably, it is 16-20.
長鎖アシル基の導入の程度は、例えば、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）により決定できる。すなわちピークベースとピークトップの％Ｔの差を「ピーク強度」と定義した時、アシル基（２９００ｃｍ-1付近）のピーク強度Ｓ1と水酸基（３３００ｃｍ-1付近）のピーク強度Ｓ2の比（Ｓ1／Ｓ2）でアシル基の導入の程度を評価できる。前記比（Ｓ1／Ｓ2）は、例えば、１以上、好ましくは２以上、さらに好ましくは５以上、最も好ましくは７以上である。 The degree of introduction of the long chain acyl group can be determined, for example, by infrared absorption spectrum (IR). That when the difference between the peak base and the peak top of% T is defined as "peak intensity", the ratio of the peak intensity S 2 of the peak intensity S 1 and hydroxyl group of the acyl group (2900 cm around -1) (3300 cm around -1) ( The degree of introduction of the acyl group can be evaluated by S 1 / S 2 ). The ratio (S 1 / S 2 ) is, for example, 1 or more, preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and most preferably 7 or more.
前記長鎖アシル基は、有機ポリマーモノリスに化学結合しており、その結合形態は逆相分離能に影響を与えないため、特に限定されない。しかし、長鎖アシル基は、後述する好ましい製造方法に対応する化学結合を形成してもよい。この場合、前記長鎖アシル基は、通常、酸素原子又は窒素原子に結合しており、好ましくは酸素原子に結合して長鎖アシルオキシ基を形成する。長鎖アシルオキシ基を形成する場合、有機ポリマーモノリスは、例えば、下記式１、式２、及び式３から選ばれる少なくとも１つの基を有する。
−Ｃ（ＯＲ1）−Ｃ（ＯＨ）− …（１）
−Ｃ（ＯＲ1）−Ｃ（ＯＲ2）− …（２）
−Ｃ（ＯＲ1）−Ｃ（Ａ）− …（３）
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一の又は互いに異なる、長鎖アシル基を示す。Ａは、アンモニア残基又は一級アミン残基を示す。なお基Ａにおいて、窒素原子に結合する水素原子は、Ｒ1又はＲ2で置換されていてもよい）
The long chain acyl group is chemically bonded to the organic polymer monolith, and the bonding form is not particularly limited because it does not affect the reverse phase separation ability. However, the long-chain acyl group may form a chemical bond corresponding to a preferable production method described later. In this case, the long chain acyl group is usually bonded to an oxygen atom or a nitrogen atom, and preferably bonded to an oxygen atom to form a long chain acyloxy group. When forming a long-chain acyloxy group, the organic polymer monolith has, for example, at least one group selected from Formula 1, Formula 2, and Formula 3 below.
-C (OR 1) -C (OH ) - ... (1)
-C (OR 1 ) -C (OR 2 )-(2)
-C (OR 1) -C (A ) - ... (3)
(In the formula, R 1 and R 2 represent the same or different long chain acyl groups. A represents an ammonia residue or a primary amine residue. In the group A, a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom. May be substituted with R 1 or R 2 )
上記長鎖アシル化モノリスは、好ましくはモノリス構造を有する有機ポリマーを合成した後、アシル化反応によって長鎖アシル基を導入（以下、後導入という）することによって製造される。アシル基を後導入することにより、有機ポリマーモノリスの合成段階では、モノマー種をアシル基に応じて変更する必要がなく、ゲル化条件もアシル基に応じて変更する必要がないため、ゲル化条件の設定が容易になる。 The long-chain acylated monolith is preferably produced by synthesizing an organic polymer having a monolith structure and then introducing a long-chain acyl group (hereinafter referred to as post-introduction) by an acylation reaction. By introducing the acyl group later, in the synthesis stage of the organic polymer monolith, it is not necessary to change the monomer species according to the acyl group, and it is not necessary to change the gelation condition according to the acyl group. Easy to set up.
前記モノリス構造を有する有機ポリマーとしては、アシル化剤と反応しうる官能基を有するものであれば利用できる（以下、アシル化剤と反応しうる官能基を反応性官能基といい、これを有する有機ポリマーモノリスを反応性モノリスという）。反応性官能基としては、水酸基、アミノ基など、好ましくは水酸基が例示できる。 The organic polymer having the monolith structure can be used as long as it has a functional group capable of reacting with an acylating agent (hereinafter, a functional group capable of reacting with an acylating agent is referred to as a reactive functional group, and has this). Organic polymer monoliths are called reactive monoliths). Examples of the reactive functional group include a hydroxyl group and an amino group, preferably a hydroxyl group.
前記水酸基やアミノ基を有機ポリマーモノリスに導入する方法は特に限定されず、水酸基、アミノ基、又はこれらの前駆体となる基を有するモノマーを重合してモノリス構造を有する有機ポリマーを合成すればよい。好ましい有機ポリマーモノリスは、前記前駆体となる基としてエポキシ基を有するエポキシ系ポリマーモノリスである。エポキシ基は、水和によって水酸基（ジオール）になり、アンモニアまたは一級アミンを付加することによって水酸基とアミノ基になる。エポキシ系ポリマーモノリスを水和する場合、モノリスの形態に応じて適切な処理方法が選択できる。例えばエポキシ系ポリマーモノリスは、後述する様に、カラムに充填乃至固定されているのが好ましい。この場合、このエポキシ系ポリマーモノリスが充填乃至固定されたカラムに希酸を通液すればよい。通液には、ポンプやシリンジなどを利用できる（以下、カラムに液体を通液する場合において同様）。希酸としては希塩酸、希硫酸など一般的なものが使用できるが、腐食性の少ない希硫酸が扱いやすい。希硫酸の濃度は、例えば、０．０２〜０．２ｍｏｌ／Ｌ程度が適しており、０．１ｍｏｌ／Ｌ硫酸を用いた場合、５０℃、３時間程度で水和は完結する。 The method for introducing the hydroxyl group or amino group into the organic polymer monolith is not particularly limited, and an organic polymer having a monolith structure may be synthesized by polymerizing a monomer having a hydroxyl group, an amino group, or a group serving as a precursor thereof. . A preferable organic polymer monolith is an epoxy-based polymer monolith having an epoxy group as a group to be the precursor. The epoxy group becomes a hydroxyl group (diol) by hydration, and becomes a hydroxyl group and an amino group by adding ammonia or a primary amine. When the epoxy polymer monolith is hydrated, an appropriate treatment method can be selected according to the form of the monolith. For example, the epoxy-based polymer monolith is preferably packed or fixed in a column as will be described later. In this case, a dilute acid may be passed through a column packed or fixed with this epoxy polymer monolith. A pump, a syringe, or the like can be used for liquid passage (hereinafter, the same applies when liquid is passed through the column). As the dilute acid, common ones such as dilute hydrochloric acid and dilute sulfuric acid can be used. The concentration of dilute sulfuric acid is suitably about 0.02 to 0.2 mol / L, for example. When 0.1 mol / L sulfuric acid is used, hydration is completed at about 50 ° C. for about 3 hours.
前記エポキシ系ポリマーモノリスは、公知の製造方法によって得ることができ、例えば、エポキシ系モノマーを重合してもよいが、２官能性以上のエポキシ化合物と２官能性以上のアミン化合物を付加重合するのが好ましく、３官能性のエポキシ化合物（特にトリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート）と２官能性のアミン化合物（特にビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン）を付加重合するのがより好ましい。これらの付加重合方法は、例えば、特許文献３（国際公開第２００７／０８３３４８号パンフレット）に詳述されている。２官能性以上のエポキシ化合物と２官能性以上のアミン化合物を付加重合すると、得られるエポキシ系ポリマーモノリス自体が分離特性に優れる様になる。しかもこのエポキシ系ポリマーモノリスは、未反応のエポキシ基を多く有しており、水和或いはアンモニアまたは一級アミンの付加など（特に水和）によって反応性官能基（特に水酸基（ジオール））に変換でき、多くの長鎖アシル基を導入できる。なお前記２官能性以上のエポキシ化合物及び／又は２官能性以上のアミン化合物は、光学活性体であってもよい。 The epoxy polymer monolith can be obtained by a known production method. For example, an epoxy monomer may be polymerized, but a bifunctional or higher functional epoxy compound and a bifunctional or higher amine compound are subjected to addition polymerization. The trifunctional epoxy compound (particularly tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate) and the bifunctional amine compound (particularly bis (4-aminocyclohexyl) methane) are more preferably subjected to addition polymerization. These addition polymerization methods are described in detail, for example, in Patent Document 3 (International Publication No. 2007/083348 Pamphlet). When an addition-polymerization of a bifunctional or higher functional epoxy compound and a bifunctional or higher functional amine compound, the resulting epoxy polymer monolith itself has excellent separation characteristics. Moreover, this epoxy polymer monolith has many unreacted epoxy groups and can be converted to reactive functional groups (especially hydroxyl groups (diols)) by hydration or addition of ammonia or primary amines (especially hydration). Many long chain acyl groups can be introduced. The bifunctional or higher epoxy compound and / or the bifunctional or higher amine compound may be an optically active substance.
３官能性エポキシ化合物と２官能性アミン化合物の割合（前者／後者；質量比）は、モノリスの形成が可能である限り特に制限されないが、例えば、９０／１０〜７０／３０程度、好ましくは８５／１５〜７５／２５程度、さらに好ましくは８３／１７〜７８／２２程度である。 The ratio of the trifunctional epoxy compound to the bifunctional amine compound (the former / the latter; mass ratio) is not particularly limited as long as the monolith can be formed. For example, it is about 90/10 to 70/30, preferably 85. / 15 to about 75/25, more preferably about 83/17 to 78/22.
上述したエポキシ系ポリマーモノリス、反応性モノリスなどは好ましくはカラムに充填乃至固定されているのが好ましい。これらがカラムに充填乃至固定されていると、アシル化することによって分離媒体を充填したカラムを直接製造することができる。モノリスをカラム容器に固定する方法は特に限定されず、例えば、（方法１）別容器中で作製されたモノリスを熱収縮チューブなどで包んだ後、カラム容器に充填し固定してもよいが、（方法２）前記方法１でカラム容器を使用すればモノリス作製時に、直接、モノリス充填カラムを作製できる。前記カラムとしてキャピラリーカラム又はセミミクロカラムを選択する場合、後者の方法２が実施しやすい。なおキャピラリーカラム又はセミミクロカラムの内径は、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以上１．６ｍｍ以下、さらに好ましくは０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。 The above-mentioned epoxy polymer monolith, reactive monolith and the like are preferably packed or fixed in a column. When these are packed or fixed to the column, a column filled with a separation medium can be directly produced by acylation. The method for fixing the monolith to the column container is not particularly limited. For example, (Method 1) after the monolith prepared in a separate container is wrapped in a heat shrinkable tube or the like, the column container may be filled and fixed. (Method 2) If a column container is used in Method 1, a monolith-packed column can be produced directly during monolith production. When a capillary column or a semi-micro column is selected as the column, the latter method 2 is easy to implement. The inner diameter of the capillary column or semi-micro column is, for example, from 0.1 mm to 2 mm, preferably from 0.5 mm to 1.6 mm, and more preferably from 0.7 mm to 1.5 mm.
後者の方法２の場合、非特許文献６（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ． ２００１年、第７３巻、ｐ．４０７１）に記載されているように、原料モノマーの官能基と化学結合しうる官能基（以下、モノマー連結基という）をカラム容器の内壁に導入しておき、重合（ゲル化）するときに、内壁とモノリスとを化学結合させて固定するのが好ましい。このモノマー連結基の導入方法は特に限定されないが、例えば、カラムの内壁をシランカップリング剤で処理することでモノマー連結基を導入できる。シランカップリング剤の種類は、原料モノマーに応じて適宜選択でき、例えばエポキシ系モノマーを使用してモノリスを合成する場合には、エポキシ系又はアミノ系のシランカップリング剤を使用すればよい。 In the case of the latter method 2, as described in Non-Patent Document 6 (Anal. Chem. 2001, Vol. 73, p. 4071), a functional group (hereinafter referred to as a functional group that can be chemically bonded to a functional group of a raw material monomer). It is preferable to introduce a monomer linking group) into the inner wall of the column container and fix it by chemically bonding the inner wall and the monolith during polymerization (gelation). The method for introducing the monomer linking group is not particularly limited. For example, the monomer linking group can be introduced by treating the inner wall of the column with a silane coupling agent. The type of the silane coupling agent can be appropriately selected according to the raw material monomer. For example, when a monolith is synthesized using an epoxy monomer, an epoxy or amino silane coupling agent may be used.
以上の反応性モノリスに長鎖アシル基を導入する場合、上述した様に、アシル化剤が使用される。アシル化剤としては、導入するアシル基と同じ炭素数の酸ハライド、酸無水物などが挙げられる。長鎖アシル基を反応性よく導入するためには、脂肪酸ハライド（脂肪酸ブロマイド、脂肪酸クロライドなど）が好ましい。アシル化剤は、単一の化合物であってもよいが、市販の脂肪酸ハライドと同様に炭素数が異なる複数の化合物の混合物であってもよい。 When introducing a long chain acyl group into the above reactive monolith, an acylating agent is used as described above. Examples of the acylating agent include acid halides and acid anhydrides having the same carbon number as the acyl group to be introduced. In order to introduce a long-chain acyl group with high reactivity, fatty acid halides (fatty acid bromide, fatty acid chloride, etc.) are preferable. A single compound may be sufficient as an acylating agent, but the mixture of the several compound from which carbon number differs similarly to commercially available fatty acid halide may be sufficient.
ところで前記アシル化反応では、含窒素複素環化合物と非プロトン性極性溶媒とで前記アシル化剤を溶解することが重要である。このようにして得られた溶液で反応性モノリスを処理すると、反応中に析出物が生じるのを防止できる。析出物が生じると、モノリスの孔が閉塞してアシル化反応が停止するのに対して、析出物を防止することによって長鎖アシル基を十分に導入することができる。 In the acylation reaction, it is important to dissolve the acylating agent with a nitrogen-containing heterocyclic compound and an aprotic polar solvent. When the reactive monolith is treated with the solution thus obtained, precipitation can be prevented from occurring during the reaction. When precipitates are formed, the monolithic pores are blocked and the acylation reaction is stopped, whereas long chain acyl groups can be sufficiently introduced by preventing the precipitates.
前記含窒素複素環化合物は、アシル化反応で塩基として作用する。塩基としてトリエチルアミンのような非環式３級アミンを用いた場合には、析出物を抑制することができないのに対して、含窒素複素環化合物を用いれば、非プロトン性極性溶媒と組み合わせることで、析出物を抑制できる。含窒素複素環化合物としては、例えば、ピリジン、ピコリン、３，５−ジエチルピリジン、キノリンなど、好ましくはピリジンが挙げられる。これら含窒素複素環化合物は、単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。 The nitrogen-containing heterocyclic compound acts as a base in the acylation reaction. When an acyclic tertiary amine such as triethylamine is used as a base, precipitates cannot be suppressed, whereas when a nitrogen-containing heterocyclic compound is used, it can be combined with an aprotic polar solvent. , The precipitate can be suppressed. Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridine, picoline, 3,5-diethylpyridine, quinoline, and preferably pyridine. These nitrogen-containing heterocyclic compounds can be used alone or in combination of two or more.
非プロトン性極性有機溶媒も、前記アシル化反応で重要な役割を果たす。上述したように、含窒素複素環化合物（塩基）と溶媒を兼ねてピリジンを使用してステアリン酸クロライドなどの長鎖脂肪酸ハライドを溶解しても、非プロトン性極性有機溶媒を使用しない場合には、アシル化はほとんど進行しない。長鎖アシル基の導入には、塩基として含窒素複素環化合物を使用するだけでなく、溶媒として非プロトン性極性溶媒を併用することが必要である。含窒素複素環化合物と非プロトン性極性溶媒を併用することで、塩類の析出を抑制しつつ反応性モノリスをアシル化でき、かつ長鎖アシル基の導入効率を高めることができる。非プロトン性溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフランなど、好ましくはＤＭＦが例示できる。これら非プロトン性極性溶媒は、単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。 Aprotic polar organic solvents also play an important role in the acylation reaction. As described above, when a long chain fatty acid halide such as stearic acid chloride is dissolved using pyridine as a nitrogen-containing heterocyclic compound (base) and a solvent, but an aprotic polar organic solvent is not used. Acylation hardly proceeds. Introducing a long-chain acyl group requires not only using a nitrogen-containing heterocyclic compound as a base but also using an aprotic polar solvent as a solvent. By using a nitrogen-containing heterocyclic compound and an aprotic polar solvent in combination, the reactive monolith can be acylated while suppressing the precipitation of salts, and the introduction efficiency of the long-chain acyl group can be increased. Examples of the aprotic solvent include N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran and the like, preferably DMF. These aprotic polar solvents can be used alone or in combination of two or more.
含窒素複素環化合物と非プロトン性極性溶媒の組合せ及び量は、アシル化剤を容易に溶解でき、かつアシル化反応時に析出物を生じない範囲で選択又は設定できる。例えば、８０℃以下、好ましくは１０〜７０℃程度、さらに好ましくは２０〜６０℃程度の温度でアシル化剤を溶解可能な範囲で選択又は設定できる。
アシル化剤、含窒素複素環化合物、及び非プロトン性極性溶媒の最も好ましい組み合わせは、長鎖脂肪酸ハライド、ピリジン、ＤＭＦである。
The combination and amount of the nitrogen-containing heterocyclic compound and the aprotic polar solvent can be selected or set within a range in which the acylating agent can be easily dissolved and no precipitate is formed during the acylation reaction. For example, it can be selected or set within a range in which the acylating agent can be dissolved at a temperature of 80 ° C. or less, preferably about 10 to 70 ° C., more preferably about 20 to 60 ° C.
The most preferred combination of an acylating agent, a nitrogen-containing heterocyclic compound, and an aprotic polar solvent is a long-chain fatty acid halide, pyridine, and DMF.
含窒素複素環化合物と非プロトン性極性溶媒の総容量も、上述したようにアシル化剤を容易に溶解でき、かつアシル化反応時に析出物を生じない範囲で選択するのが好ましく、アシル化剤１質量部に相当する容量（ただしアシル化剤の比重を１と仮定する）に対して、例えば、１０倍以上、好ましくは１０〜１７倍程度、さらに好ましくは１４〜１６倍程度である。 The total volume of the nitrogen-containing heterocyclic compound and the aprotic polar solvent is also preferably selected within the range in which the acylating agent can be easily dissolved as described above and no precipitate is formed during the acylation reaction. For example, it is 10 times or more, preferably about 10 to 17 times, and more preferably about 14 to 16 times the capacity corresponding to 1 part by mass (assuming that the specific gravity of the acylating agent is 1).
含窒素複素環化合物と非プロトン性極性溶媒の容量比（前者／後者）も上述した特性を達成できる範囲で選択するのが好ましく、例えば、１／２７〜２／１（即ち３．７／９６．３〜６６．７／３３．３）、好ましくは４／９６〜６０／４０、さらに好ましくは５／９５〜５５／４５である。 The volume ratio (the former / the latter) of the nitrogen-containing heterocyclic compound and the aprotic polar solvent is also preferably selected within the range in which the above-described characteristics can be achieved, for example, 1/27 to 2/1 (ie 3.7 / 96). .3-66.7 / 33.3), preferably 4 / 96-60 / 40, more preferably 5 / 95-55 / 45.
アシル化反応の温度は、析出物の抑制面、反応性面からみて６０℃以上（例えば、６０〜１５０℃程度）が好ましく、８０℃以上（例えば、８０〜１２０℃程度）であってもよい。ただし、アシル基の導入率が低くても良いならばこの限りではない。反応温度の上限は使用する設備や容器の材質によって異なるが、１００℃以下が扱いやすい。
上記アシル化反応では、本発明の目的を阻害しない範囲で、他の溶媒や添加剤を併用しても差し支えない。
The temperature of the acylation reaction is preferably 60 ° C. or higher (for example, about 60 to 150 ° C.), and may be 80 ° C. or higher (for example, about 80 to 120 ° C.) in view of the precipitate suppression and reactivity. . However, this does not apply as long as the introduction rate of the acyl group may be low. The upper limit of the reaction temperature varies depending on the equipment used and the material of the container, but 100 ° C. or less is easy to handle.
In the acylation reaction, other solvents and additives may be used in combination as long as the object of the present invention is not impaired.
前記アシル化剤の溶液による処理では、反応性モノリスの形態に応じて適切な処理方法を選択できる。例えば、前記反応性モノリスは、上述した様に、カラムに充填乃至固定されているのが好ましい。この場合、アシル化剤と含窒素複素環化合物と非プロトン性極性溶媒を含む溶液状の混合物を、反応性モノリスを充填乃至固定したカラムに通液すればよい。 In the treatment with the acylating agent solution, an appropriate treatment method can be selected according to the form of the reactive monolith. For example, the reactive monolith is preferably packed or fixed in a column as described above. In this case, a solution-like mixture containing an acylating agent, a nitrogen-containing heterocyclic compound, and an aprotic polar solvent may be passed through a column packed or fixed with a reactive monolith.
ところで長鎖アシル化モノリスの製造原料となるエポキシ系モノリス又は反応性モノリス中には、通常、侠雑物が残留する。特許文献３（国際公開第２００７／０８３３４８号パンフレット）の有機ポリマーモノリス（本発明のエポキシ系モノリス又は反応性モノリスに相当）を利用する場合、モノリス構造を形成するゲル化過程において使用されるポロゲン（ポリエチレングリコール）が、モノリス骨格に残留することがある。このような夾雑物は、少ないほど好ましい。例えば、本発明のモノリス分離媒体（長鎖アシル化モノリス）又はそれを充填したカラムを、ＬＣ／ＭＳのような高感度を要求される質量分析に使用する場合、前記夾雑物が少ないほど、良好な測定結果が得られる。 Incidentally, impurities usually remain in the epoxy monolith or the reactive monolith that is a raw material for producing the long-chain acylated monolith. When the organic polymer monolith (corresponding to the epoxy-type monolith or the reactive monolith of the present invention) of Patent Document 3 (WO 2007/083348 pamphlet) is used, the porogen used in the gelation process for forming the monolith structure ( Polyethylene glycol) may remain in the monolith skeleton. The smaller the number of such impurities, the better. For example, when the monolith separation medium of the present invention (long-chain acylated monolith) or a column packed therewith is used for mass spectrometry that requires high sensitivity such as LC / MS, the smaller the impurities, the better A correct measurement result can be obtained.
上記ポロゲンを除去する場合、反応性モノリスとアシル化剤とを反応させる前に、過塩素酸溶液でモノリス（エポキシ系モノリス、反応性モノリスなど。好ましくは水酸基を有する反応性モノリス）を洗浄すればよい。この過塩素酸溶液としては、過塩素酸水溶液とアルコール（特にメタノール）の混合液が好ましい。過塩素酸水溶液の濃度は、例えば、０．０１〜１ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは０．０５〜０．５ｍｏｌ／Ｌ、さらに好ましくは０．１〜０．２ｍｏｌ／Ｌである。過塩素酸水溶液とアルコールの容量比（前者／後者）は、例えば、５／９５〜６０／４０、好ましくは１０／９０〜５０／５０、さらに好ましくは２０／８０〜４０／６０である。洗浄温度は特に限定されないが、例えば、３０〜８０℃程度、好ましくは４０〜７０℃程度、さらに好ましくは５０〜６５℃程度、特に好ましくは６０℃である。 When removing the porogen, the monolith (epoxy monolith, reactive monolith, etc., preferably a reactive monolith having a hydroxyl group) is washed with a perchloric acid solution before reacting the reactive monolith with the acylating agent. Good. As the perchloric acid solution, a mixed solution of a perchloric acid aqueous solution and an alcohol (particularly methanol) is preferable. The concentration of the perchloric acid aqueous solution is, for example, 0.01 to 1 mol / L, preferably 0.05 to 0.5 mol / L, and more preferably 0.1 to 0.2 mol / L. The volume ratio (the former / the latter) of the perchloric acid aqueous solution and the alcohol is, for example, 5/95 to 60/40, preferably 10/90 to 50/50, and more preferably 20/80 to 40/60. The washing temperature is not particularly limited, but is, for example, about 30 to 80 ° C, preferably about 40 to 70 ° C, more preferably about 50 to 65 ° C, and particularly preferably 60 ° C.
エポキシ系モノリス、反応性モノリスなどは、上述した様に、カラムに充填乃至固定されているのが好ましい。この場合、カラムに前記過塩素酸溶液を通液すればよい。洗浄時の流速は、例えば、０．１〜５ｍｍ／ｓｅｃ（特に１〜２ｍｍ／ｓｅｃ）であり、洗浄時間（送液時間）は、例えば、１〜１０時間（特に５時間）である。なお洗浄温度を調節する場合、カラムを恒温槽に入れればよい。 Epoxy monoliths, reactive monoliths and the like are preferably packed or fixed to the column as described above. In this case, the perchloric acid solution may be passed through the column. The flow rate at the time of washing is, for example, 0.1 to 5 mm / sec (particularly, 1 to 2 mm / sec), and the washing time (liquid feeding time) is, for example, 1 to 10 hours (particularly 5 hours). In addition, what is necessary is just to put a column in a thermostat, when adjusting washing | cleaning temperature.
過塩素酸溶液で洗浄した後は、ＨＰＬＣ移動相を水、アルコール（特にメタノール）の順に交換して、カラム内の移動相を置換することが推奨される。ＨＰＬＣ移動相の交換する時の流速は、過塩素酸溶液洗浄時と同様であればよく、各移動相の交換時間（送液時間）は、例えば、１０分〜２時間（特に３０分）である。 After washing with a perchloric acid solution, it is recommended to replace the mobile phase in the column by exchanging the HPLC mobile phase in the order of water and alcohol (especially methanol). The flow rate for exchanging the HPLC mobile phase may be the same as that for perchloric acid solution washing, and the exchange time (liquid feeding time) of each mobile phase is, for example, 10 minutes to 2 hours (particularly 30 minutes). is there.
上述したような製造方法によって初めて有機ポリマーモノリスに長鎖アシル基を後導入できる。長鎖アシル基を有する有機ポリマーモノリス（長鎖アシル化モノリス）は、逆相分離特性に優れているため、良好な分離媒体として使用できる。従ってこの分離媒体（長鎖アシル化モノリス）を充填したカラムは、特に逆相モードの液体クロマトグラフィーに好適に使用できる。 A long chain acyl group can be introduced into an organic polymer monolith for the first time by the production method as described above. An organic polymer monolith having a long-chain acyl group (long-chain acylated monolith) is excellent in reverse phase separation characteristics and can therefore be used as a good separation medium. Therefore, the column packed with this separation medium (long-chain acylated monolith) can be preferably used particularly for liquid chromatography in reverse phase mode.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.
参考例１（ポリマーモノリスの作製と粒状化）
エポキシ化合物として光学活性体であるＳＳＳ体のトリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（ＴＥＰＩＣ−Ｓ：日産化学社の商品名）、アミン化合物としてビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン（ＢＡＣＭ）、ポロゲンとして分子量が２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２００：ナカライテスク社の商品名）を使用した。特許文献３（国際公開第２００７／８３３４８号パンフレット）に記載の方法に従って、前記化合物の混合物をサンプル管中でゲル化してエポキシ系ポリマーモノリスを作製した。得られたモノリスを砕いて粒状化し、メタノール、塩化メチレンで洗浄した後、乾燥した。
Reference Example 1 (Production and granulation of a polymer monolith)
SSS-form tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate (TEPIC-S: trade name of Nissan Chemical Co., Ltd.) which is an optically active substance as an epoxy compound, bis (4-aminocyclohexyl) methane (BACM) as an amine compound, As the porogen, polyethylene glycol having a molecular weight of 200 (PEG 200: trade name of Nacalai Tesque) was used. According to the method described in Patent Document 3 (International Publication No. 2007/83348 pamphlet), the mixture of the compounds was gelled in a sample tube to prepare an epoxy polymer monolith. The obtained monolith was crushed and granulated, washed with methanol and methylene chloride, and then dried.
参考例２（エポキシ基のジオール化反応）
参考例１で得られた粒状化モノリス１．６ｇに濃度０．１ｍｏｌ／Ｌの硫酸４８ｍＬを加え、５０℃で３時間攪拌した。粒状物をろ過し、水、メタノール、塩化メチレンで洗浄した後、乾燥し、ジオール体を得た。
Reference example 2 (epoxy group diolation reaction)
To 1.6 g of the granulated monolith obtained in Reference Example 1, 48 mL of sulfuric acid having a concentration of 0.1 mol / L was added and stirred at 50 ° C. for 3 hours. The granular material was filtered, washed with water, methanol, and methylene chloride, and then dried to obtain a diol.
参考例３（アシル化反応１）
ステアリン酸クロライド２００ｍｇにピリジン２ｍＬを加えて混合し、６０℃に加熱して溶解させた。この溶液に参考例２で得られたジオール体４０ｍｇを添加し、６０℃で３時間攪拌した。反応後、粒状物をろ過し、塩化メチレン、メタノール、水で洗浄した後、乾燥した。
Reference Example 3 (acylation reaction 1)
2 mL of pyridine was added to 200 mg of stearic acid chloride, mixed, and heated to 60 ° C. to dissolve. To this solution, 40 mg of the diol obtained in Reference Example 2 was added and stirred at 60 ° C. for 3 hours. After the reaction, the particulate matter was filtered, washed with methylene chloride, methanol and water, and then dried.
参考例４（アシル化反応２）
ステアリン酸クロライド１ｇにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）１０ｍＬ、ピリジン５５０ｍｇを加えて混合し、３０℃に加熱して溶解させた。この溶液に参考例２で得られたジオール体１００ｍｇを添加し、６０℃で３時間攪拌した。反応後、粒状物をろ過し、塩化メチレン、メタノール、水で洗浄した後、乾燥した。
Reference Example 4 (acylation reaction 2)
To 1 g of stearic acid chloride, 10 mL of N, N-dimethylformamide (DMF) and 550 mg of pyridine were added and mixed, and dissolved by heating to 30 ° C. To this solution, 100 mg of the diol obtained in Reference Example 2 was added and stirred at 60 ° C. for 3 hours. After the reaction, the particulate matter was filtered, washed with methylene chloride, methanol and water, and then dried.
参考例５（アシル化反応３）
ステアリン酸クロライド１ｇにＤＭＦ５ｍＬ、ピリジン５ｍＬを加えて混合し、３０℃に加熱して溶解させた。この溶液に参考例２で得られたジオール体１００ｍｇを添加し、１００℃で２時間攪拌した。反応後、粒状物をろ過し、塩化メチレン、メタノール、水で洗浄した後、乾燥した。
Reference Example 5 (acylation reaction 3)
To 1 g of stearic acid chloride, 5 mL of DMF and 5 mL of pyridine were added and mixed, and heated to 30 ° C. to dissolve. To this solution, 100 mg of the diol obtained in Reference Example 2 was added and stirred at 100 ° C. for 2 hours. After the reaction, the particulate matter was filtered, washed with methylene chloride, methanol and water, and then dried.
赤外吸収スペクトル
参考例１で得られたエポキシ系ポリマーモノリスの粒状化物、及び参考例２で得られたジオール体の赤外吸収スペクトルを図１、図２に示す。図１及び図２から明らかな様に、ジオール化後は水酸基の吸収が増加した。参考例３〜５（アシル化反応１〜３）によって得られた粒状物の赤外吸収スペクトルを図３〜５に示す。図３（参考例３、ＤＭＦ不使用）では水酸基の赤外吸収が大きく、アシル化反応の進行を示すステアロイル基の赤外吸収はわずかであり、アシル基（２９００ｃｍ-1付近）のピーク強度Ｓ1と水酸基（３３００ｃｍ-1付近）のピーク強度Ｓ2の比（Ｓ1／Ｓ2）は、０．９であった。これに対し、図４、図５（参考例４〜５、ＤＭＦ使用）では水酸基の赤外吸収がほぼ無くなり、ステアロイル基の吸収が大きくなり、ピーク強度比（Ｓ1／Ｓ2）は、３３（参考例４）又は６０以上（参考例５）であった。
Infrared absorption spectrum Infrared absorption spectra of the epoxy polymer monolith granulated product obtained in Reference Example 1 and the diol obtained in Reference Example 2 are shown in FIGS. As is apparent from FIGS. 1 and 2, the hydroxyl group absorption increased after the diol formation. Infrared absorption spectra of the granular materials obtained in Reference Examples 3 to 5 (acylation reactions 1 to 3) are shown in FIGS. In FIG. 3 (Reference Example 3, not using DMF), the infrared absorption of the hydroxyl group is large, the infrared absorption of the stearoyl group indicating the progress of the acylation reaction is slight, and the peak intensity S of the acyl group (near 2900 cm −1 ). The ratio (S 1 / S 2 ) of the peak intensity S 2 between 1 and the hydroxyl group (around 3300 cm −1 ) was 0.9. On the other hand, in FIGS. 4 and 5 (Reference Examples 4 to 5, using DMF), the infrared absorption of hydroxyl groups is almost eliminated, the absorption of stearoyl groups is increased, and the peak intensity ratio (S 1 / S 2 ) is 33. (Reference Example 4) or 60 (Reference Example 5).
実施例１
（１）ポリマーモノリスの作製
エポキシ化合物として「ＴＥＰＩＣ−Ｓ」（商品名）、アミン化合物としてＢＡＣＭ、ポロゲンとしてＰＥＧ２００を使用し、ガラスライニングチューブ（内径１ｍｍ×長さ１５ｃｍ）中、特許文献３に記載の方法に従ってエポキシ系ポリマーモノリスを作製した。ガラスライニングチューブは事前に（３−アミノプロピル）トリエトキシシランで処理したものを使用した。
Example 1
(1) Production of polymer monolith “TEPIC-S” (trade name) as an epoxy compound, BACM as an amine compound, and PEG200 as a porogen are used, and described in Patent Document 3 in a glass lining tube (inner diameter 1 mm × length 15 cm). According to the method, an epoxy polymer monolith was produced. The glass lining tube used in advance was treated with (3-aminopropyl) triethoxysilane.
（２）エポキシ基のジオール化反応
上記で製造されたエポキシ系ポリマーモノリス充填カラムに水を通液した。このカラムを５０℃に温調しながら濃度０．１ｍｏｌ／Ｌの硫酸を３時間通液した。さらに水を通液してモノリスを洗浄することで、ジオール体充填カラムを得た。
(2) Diolation reaction of epoxy group Water was passed through the epoxy polymer monolith packed column produced above. While controlling the temperature of this column at 50 ° C., 0.1 mol / L sulfuric acid was passed through for 3 hours. Further, water was passed through to wash the monolith to obtain a diol body-filled column.
（３）アシル化反応
上記で製造されたジオール体充填カラムに予めＤＭＦとピリジンの混合溶媒を通液した。一方、ステアリン酸クロライド０．６７ｇにＤＭＦ１０ｍＬとピリジン０．３７ｍＬを加えて混合し、加熱して溶解させた。この溶液５ｍＬを、前記ジオール体充填カラムに６０℃で３時間かけて通液した。その後ＤＭＦとピリジンの混合溶媒を通液してモノリスを洗浄し、移動相を置換することで、ステアロイル基導入モノリス（カラム）を得た。
(3) Acylation reaction A mixed solvent of DMF and pyridine was passed through the diol-body-filled column produced above in advance. Meanwhile, 10 mL of DMF and 0.37 mL of pyridine were added to 0.67 g of stearic acid chloride, mixed, and dissolved by heating. 5 mL of this solution was passed through the diol body-packed column at 60 ° C. over 3 hours. Thereafter, a monolith was washed by passing a mixed solvent of DMF and pyridine, and the mobile phase was replaced to obtain a stearoyl group-introduced monolith (column).
（４）赤外吸収スペクトル
上記ステアロイル基導入モノリスの赤外吸収スペクトルを図６に示す。図６の例でも、図４及び図５の例と同様に、ステアロイル基の吸収が認められる。
(4) Infrared absorption spectrum FIG. 6 shows an infrared absorption spectrum of the stearoyl group-introduced monolith. Also in the example of FIG. 6, the absorption of the stearoyl group is recognized similarly to the examples of FIGS.
（５）走査型電子顕微鏡
上記ステアロイル基導入モノリスを充填したカラムを切断し、断面の走査型電子顕微鏡写真を撮影した。得られた写真を図７に示す。図７より明らかな様に、充填物はアシル化反応後もモノリス構造を維持しており、アシル化反応による構造崩壊は認められない。
(5) Scanning Electron Microscope The column filled with the stearoyl group-introduced monolith was cut, and a scanning electron micrograph of the cross section was taken. The obtained photograph is shown in FIG. As is clear from FIG. 7, the packing maintains a monolithic structure even after the acylation reaction, and structural collapse due to the acylation reaction is not observed.
（６）液体クロマトグラフィー分析
上記ステアロイル基導入モノリスを充填したカラムを使用して、炭素数の異なる３つのアルキルフェノン（バレロフェノン、ヘキサノフェノン、ヘプタノフェノン）を下記条件Ｉ又はIIで液体クロマトグラフィー分析した。得られたクロマトグラムを図８に示す。炭素数の異なる各アルキルフェノンが分離しており、溶出順は逆相分離特性を示した。
(6) Liquid Chromatographic Analysis Using the column packed with the above stearoyl group-introduced monolith, three alkylphenones having different carbon numbers (valerophenone, hexanophenone, heptanophenone) are subjected to liquid chromatography under the following conditions I or II. analyzed. The obtained chromatogram is shown in FIG. The alkylphenones with different carbon numbers were separated, and the elution order showed reverse phase separation characteristics.
また、上記エポキシ系モノリスを充填したカラム、又はステアロイル基導入モノリスを充填したカラムを用い、オクタノフェノンとヘプタノフェノンを下記条件IIIで液体クロマトグラフィー分析した。得られたクロマトグラムを図９に示す。図９から明らかな様に、エポキシ系モノリス充填カラムではオクタノフェノンとヘプタノフェノンを分離できないのに対して、ステアロイル基導入モノリスを充填したカラムでは、これらをよく分離できる。オクタノフェノンの理論段数が１６２３段（保持時間４．６分）のエポキシ系ポリマーモノリスカラムを使用した場合は、アシル化反応後のカラムでもオクタノフェノンの理論段数は同等の１４１１段（保持時間４．５分）となった。 In addition, octanophenone and heptanophenone were subjected to liquid chromatography analysis under the following condition III using a column packed with the epoxy monolith or a column packed with a stearoyl group-introduced monolith. The obtained chromatogram is shown in FIG. As is clear from FIG. 9, the epoxy monolith packed column cannot separate octanophenone and heptanophenone, whereas the column packed with stearoyl group-introduced monolith can separate them well. When an epoxy-based polymer monolith column having a theoretical plate number of octanophenone of 1623 (retention time 4.6 minutes) is used, the theoretical plate number of octanophenone is equivalent to 1411 plates (retention time) even after the acylation reaction. 4.5 minutes).
分析条件
移動相（分析条件Ｉ）：アセトニトリル／水＝５０／５０（体積比）
移動相（分析条件II）：アセトニトリル／水＝４５／５５（体積比）
移動相（分析条件III）：アセトニトリル／水＝６０／４０（体積比）
検出波長（分析条件Ｉ〜III共通）：２４５ｎｍ
カラム温度（分析条件Ｉ〜III共通）：４０℃
流速（分析条件Ｉ〜III共通）：０．０５ｍＬ／ｍｉｎ
Analysis conditions Mobile phase (analysis condition I): acetonitrile / water = 50/50 (volume ratio)
Mobile phase (analysis condition II): acetonitrile / water = 45/55 (volume ratio)
Mobile phase (analysis condition III): acetonitrile / water = 60/40 (volume ratio)
Detection wavelength (analysis conditions I to III common): 245 nm
Column temperature (analysis conditions I to III common): 40 ° C
Flow rate (common to analysis conditions I to III): 0.05 mL / min
実施例２
（１）ポロゲン除去
純水３００ｍＬに５ｍＬの６０質量％ＨＣｌＯ4を加えて濃度約０．１５ｍｏｌ／ＬのＨＣｌＯ4水溶液とし、これをメタノール７００ｍＬと混和し、脱気することによって洗浄液を調製した。実施例１と同様にして得られたエポキシ系ポリマーモノリス充填カラムを恒温槽で６０℃に加熱しつつ、ＨＰＬＣ送液ポンプを用いて流速１ｍｍ／ｓｅｃで前記カラムに洗浄液を５時間通液した。洗浄後、ＨＰＬＣ移動相を水、メタノールの順に切り替え、それぞれ３０分間通液してカラム中の移動相を交換した。
Example 2
(1) Porogen removal 5 mL of 60% by mass HClO 4 was added to 300 mL of pure water to prepare an HClO 4 aqueous solution having a concentration of about 0.15 mol / L, which was mixed with 700 mL of methanol and degassed to prepare a cleaning solution. While the epoxy polymer monolith packed column obtained in the same manner as in Example 1 was heated to 60 ° C. in a thermostatic bath, a washing liquid was passed through the column at a flow rate of 1 mm / sec using an HPLC liquid feeding pump for 5 hours. After washing, the HPLC mobile phase was switched in the order of water and methanol, and each was passed for 30 minutes to exchange the mobile phase in the column.
（２）ＬＣＭＳ
上記実施例１の方法で調製されたエポキシ系ポリマーモノリス充填カラムをＨＰＬＣに接続し、移動相（水／アセトニトリル＝４／６（体積比））を流速０．５ｍｍ／ｓｅｃで送液し、移動相の送液開始から数分間のブリードをＬＣＭＳ測定（検出：ポジティブＥＳＩ）した。結果を図１０に示す。ブリードにはＰＥＧとみられる４４刻みのマススペクトル（ｍ／ｚ＝２１７、２６１、３０５、２４９、２９２等）が含まれていた。
(2) LCMS
The epoxy polymer monolith packed column prepared by the method of Example 1 was connected to HPLC, and the mobile phase (water / acetonitrile = 4/6 (volume ratio)) was fed at a flow rate of 0.5 mm / sec. LCMS measurement (detection: positive ESI) of bleed for several minutes from the start of phase feeding was performed. The results are shown in FIG. The bleed contained mass spectra (m / z = 217, 261, 305, 249, 292, etc.) in increments of 44 that seemed to be PEG.
一方、実施例２の方法でポロゲンを除去した４本のエポキシ系ポリマーモノリスを同様にしてＬＣＭＳ測定した。結果を図１１に示す。ブリードのマススペクトル強度は十分に小さくなり、ＰＥＧとみられるマススペクトルは消失していた。 Meanwhile, four epoxy polymer monoliths from which porogen was removed by the method of Example 2 were similarly subjected to LCMS measurement. The results are shown in FIG. The mass spectrum intensity of the bleed was sufficiently small, and the mass spectrum seen as PEG disappeared.
Claims (18)
−Ｃ（ＯＲ1）−Ｃ（ＯＨ）− …（１）
−Ｃ（ＯＲ1）−Ｃ（ＯＲ2）− …（２）
−Ｃ（ＯＲ1）−Ｃ（Ａ）− …（３）
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一の又は互いに異なる、炭素数８〜２４のアシル基を示す。Ａは、アンモニア残基又は一級アミン残基を示す） The separation medium according to claim 1 or 2, wherein the organic polymer monolith has at least one group selected from the following formulas 1, 2, and 3.
-C (OR 1) -C (OH ) - ... (1)
-C (OR 1 ) -C (OR 2 )-(2)
-C (OR 1) -C (A ) - ... (3)
(In the formula, R 1 and R 2 represent the same or different acyl groups having 8 to 24 carbon atoms. A represents an ammonia residue or a primary amine residue.)
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