JPH0623279A - 液体クロマトグラフィー用強酸性陽イオン交換樹脂 - Google Patents

液体クロマトグラフィー用強酸性陽イオン交換樹脂

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JPH0623279A
JPH0623279A JP4184165A JP18416592A JPH0623279A JP H0623279 A JPH0623279 A JP H0623279A JP 4184165 A JP4184165 A JP 4184165A JP 18416592 A JP18416592 A JP 18416592A JP H0623279 A JPH0623279 A JP H0623279A
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JP
Japan
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divinylbenzene
cation exchange
styrene
exchange resin
acidic cation
Prior art date
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Pending
Application number
JP4184165A
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English (en)
Inventor
Manami Yonezawa
真奈美 米澤
Kazunori Fujita
一紀 藤田
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】カラム圧力が低く、耐圧性に優れた高性能な高
速分離の可能な液体クロマトグラフィー用強酸性陽イオ
ン交換樹脂を提供する。 【構成】20体積%以下の異性体が混在するジビニルベ
ンゼンとスチレンとを反応させて得られるスチレン−ジ
ビニルベンゼン共重合体に強酸性陽イオン交換基を導入
してなる液体クロマトグラフィー用強酸性陽イオン交換
樹脂。 【効果】実質的に異性体の混在しないジビニルベンゼン
とスチレンの共重合体を母体としているため、カラム充
填剤細孔の構造をほぼ均一とすることができ、耐圧性の
向上およびカラム圧力の低減を図ることができ、例え
ば、アミノ酸、希土類金属イオン、核酸塩基、アミン等
の高性能な高速分離が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液体クロマトグラフィ
ー用強酸性陽イオン交換樹脂に関し、さらに詳しくはス
チレン−ジビニルベンゼン共重合体を母体としたカラム
圧が低く、高速分離が可能な液体クロマトグラフィー用
強酸性陽イオン交換樹脂に関する。
【0002】
【従来の技術】液体クロマトグラフィーにおける高分子
充填剤には、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ア
クリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリラートなど
の架橋高分子物質にイオン交換基を付与したイオン交換
樹脂が用いられ、イオン交換樹脂は種々のイオン性の化
合物の分離に利用されている。高分子充填剤であるイオ
ン交換樹脂を充填した分離カラムの場合、シリカゲルな
ど他の充填剤を充填した分離カラムに比べると、カラム
圧力が高く、耐圧性も小さいという欠点がある。この理
由は、三次元網状構造を有するイオン交換樹脂の細孔表
面に、例えば水和金属イオンのついたメチルスルホン基
やカルボキシル基などが存在し、溶媒や金属イオンの変
化などにより、膨潤、収縮等を生じ易いためである。
【0003】液体クロマトグラフィー分析の所要時間を
短縮するためには、溶離液を高速で流すことができる耐
圧性の装置と高分子充填剤が必要となる。例えば、機械
的強度の小さい高分子充填剤を用いて溶離液を高速で流
すと、充填剤細孔の構造が圧縮され、その結果、カラム
圧が上昇し、装置、特に送液ポンプにかかる負担が大き
くなる。イオン交換樹脂の機械的強度は、高分子の架橋
度を増加することにより向上させることができるが、架
橋度を変化させると、分離性能、特に他成分アミノ酸の
相互分離性能に大きく影響する。近年、液体クロマトグ
ラフィーの分野において、高性能分離、高速分離が求め
られ、樹脂の小粒径化、溶離液の高流速化が行われてい
るが、いずれにおいてもカラム圧力の上昇を伴い、樹脂
および装置の寿命に悪影響を及ぼす要因となっている。
【0004】一方、スチレン−ジビニルベンゼン共重合
体にスルホン基等を導入したイオン交換樹脂は、他成分
アミノ酸を高い性能で分離する高速アミノ酸分析に用い
られている。スチレン−ジビニルベンゼン共重合体は、
スチレンとジビニルベンゼンを水溶液中で懸濁重合して
得られるが、架橋剤モノマーであるジビニルベンゼンに
は、m−ジビニルベンゼン、p−ジビニルベンゼン、エ
チルビニルベンゼンなどが混在した混合物が用いられて
いる。例えば特公昭54−26396号公報では、架橋
剤モノマーとして純度55重量%のジビニルベンゼン、
40重量%のエチルビニルベンゼンおよび5重量%のそ
の他の飽和化合物の混合物が用いられている。しかしな
がら、このような充填剤を高速アミノ酸分析に用いる
と、上述したようにカラム圧が上昇し、樹脂および装置
に負担がかかる、分離性能が低下する等の問題があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題を解決し、カラム圧力が低く、耐圧性に
優れた高性能な高速分離の可能な液体クロマトグラフィ
ー用強酸性陽イオン交換樹脂を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、20体積%以
下の異性体が混在するジビニルベンゼンとスチレンとを
反応させて得られるスチレン−ジビニルベンゼン共重合
体に強酸性陽イオン交換基を導入してなる液体クロマト
グラフィー用強酸性陽イオン交換樹脂に関する。
【作用】従来のようにスチレンとジビニルベンゼンを共
重合する際に、異性体が20体積%を超えて混在するジ
ビニルベンゼンを用いると、構造の異なるモノマーが架
橋することになり、液体クロマトグラフィー分析のカラ
ム圧や分離性能に影響を及ぼす充填剤細孔の構造が不均
一となり、充填剤の膨潤度や収縮率等に差を生じ、溶離
液を高速で流すとカラム圧が高くなる。しかし、本発明
の強酸性陽イオン交換樹脂は、20体積%以下の異性体
が混在するジビニルベンゼンを用いたスチレン−ジビニ
ルベンゼン共重合体を母体とするため、充填剤細孔の構
造がほぼ均一となり、装置に加わる圧力の負担を軽減で
き、溶離液の流速を速めることにより高速分離が達成で
きる。
【0007】本発明に用いられるスチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体は、スチレンと、20体積%以下、好ま
しくは10体積%以下の異性体(m−ジビニルベンゼン
またはp−ジビニルベンゼン)が混在するジビニルベン
ゼンとの共重合により得られる。異性体の混在が20体
積%を超えるとカラム圧力の低減を図ることができな
い。上記共重合体の重合は、例えば、粒径調整剤として
ポリビニルアルコール等の水溶性高分子を、粒径付着防
止剤としてドデシル硫酸ナトリウム等の界面活性剤を溶
解した水溶液中に、スチレン、ジビニルベンゼンおよび
重合開始剤を仕込み、懸濁重合法によって行うことがで
きる。分離性能に優れた微粒子状の共重合体を得るため
には、モノマー濃度を水1リットルに対して100g以
下、水溶性高分子の濃度を5.0×10-2g/ml以
上、攪拌速度を毎分1,500回転以上、重合温度を5
0〜100℃の範囲とするのが好ましい。重合開始剤と
しては、過酸化ベンゾイル、過酸化tert−ブチル等
の過酸化物、アゾビスイソブチルニトリル、アゾビスシ
クロヘキサンニトリル等のアゾ化合物が挙げられる。該
重合開始剤は、通常、モノマーに対して1重量%以上添
加される。
【0008】本発明になる液体クロマトグラフィー用強
酸性陽イオン交換樹脂は、上記で得られた微粒子状のス
チレン−ジビニルベンゼン共重合体に強酸性陽イオン交
換基を導入することにより得られる。該イオン交換基の
導入は、公知の官能基導入法により、例えば、高分子実
験講座、第7巻 機能高分子、共立出版(1974)
p.1に記載されている方法により行うことができる。
強酸性陽イオン交換基としては、スルホン基、メチレン
スルホン基などが挙げられる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明す
る。 実施例1 (1)スチレン−p−ジビニルベンゼン共重合体の合成 プロペラ型攪拌翼を有する攪拌機、還流冷却機および窒
素導入管を取りつけた内容積500mlのセパラブル円
筒形3つ口フラスコに、ポリビニルアルコール(重合度
2,000、ケン化度80モル%)12.5gおよびド
デシル硫酸ナトリウム0.01gを加えて200mlの
蒸留水に溶解した(ポリビニルアルコール濃度:6.2
5×10-2g/ml、ドデシル硫酸ナトリウム濃度:
5.0×10-5g/ml)。続いて、過酸化ベンゾイル
0.36gおよびp−ジビニルベンゼン1.15gをス
チレン18.7mlに溶解して上記水溶液に加え、窒素
ガスを導入しながら毎分3,000回転で攪拌しつつ、
油浴で反応溶液温度90℃に保った。6時間後、反応器
を冷却し、生成物を熱湯トルエンで充分に洗浄した後、
50℃以下で乾燥し、1〜10μmの球形微粒子状の共
重合体を得た。共重合体の赤外吸収スペクトルをKBr
法により測定したところ、p−ジビニルベンゼンに由来
するp−二置換ベンゼン環の吸収が1,500cm-1に見
られた。
【0010】(2)強酸性陽イオン交換樹脂の調製およ
びカラム圧の測定 上記で得られた共重合体5gにテトラクロロエチレン7
gを加えて膨潤した後、クロロメチルエーテル(ClC
2 OCH3 )10gを加えた。次に無水ZnCl
2 2.5gを加え、50℃で5時間加熱後、冷却し、水
洗した。こうして得られたクロロメチル化共重合体に2
0重量%亜硫酸ナトリウム水溶液50mlを加え、攪拌
してメチルスルホン基を導入し、強酸性陽イオン交換樹
脂10gを得た。次いでこの強酸性陽イオン交換樹脂を
内径4.6mm、長さ30mmのカラムに充填し、0.6M
酢酸ナトリウム水溶液90体積%とエタノール10体積
%の混合液からなる溶離液を0.4ml/min の流速で
流し、このときのカラム圧力を測定したところ、カラム
圧力は63kg/cm2 であった。
【0011】実施例2 実施例1において、ジビニルベンゼンとして、m−ジビ
ニルベンゼンを用いて共重合したスチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体を用いた以外は実施例1と同様にして強
酸性陽イオン交換樹脂を調製し、そのカラム圧力を測定
したところ、カラム圧力は56kg/cm2 であった。 実施例3 実施例1において、ジビニルベンゼンとして、p−ジビ
ニルベンゼンにm−ジビニルベンゼンをそれぞれ10、
15、20、25、30、50、70、75、80、8
5および90体積%の割合で混合した混合物を用いた以
外は実施例1と同様にしてスチレン−ジビニルベンゼン
共重合体を合成した。得られた共重合体の形状を観察し
たところ、いずれも1〜10μmの球形微粒子であっ
た。得られたそれぞれの共重合体を用いて実施例1と同
様にして強酸性陽イオン交換樹脂を調製し、それらのカ
ラム圧力を測定した。結果を実施例1、2の結果を含め
て図1に示したが、図1から、20体積%以下の異性体
を含むp−ジビニルベンゼンまたはm−ジビニルベンゼ
ンを用いた強酸性陽イオン交換樹脂のカラム圧は、大幅
に低下することがわかった。
【0012】実施例4 実施例2で得られたm−ジビニルベンゼンを用いたメチ
レンスルホン型強酸性陽イオン交換樹脂を、内径4.6
mm、長さ30mmのカラムに充填し、0.6M酢酸ナトリ
ウム水溶液90体積%とエタノール10体積%の混合液
を溶離液として流速1.0ml/min で流し、ウラシ
ル、グアニン、アデニンおよびシトシンからなる核酸塩
基4成分の分離を行った。その結果を図2に示したが、
4.5分という短時間で完全に分離することができた。
このときのカラム圧力は140kg/cm2 であった。
【0013】比較例1 実施例1において、ジビニルベンゼンとして、m−ジビ
ニルベンゼン、p−ジビニルベンゼン、m−エチルビニ
ルベンゼンおよびp−エチルビニルベンゼンが混在した
従来のジビニルベンゼンを用いた以外は実施例1と同様
にしてスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を合成し
た。得られた共重合体の形状を観察したところ、1〜1
0μmの球形微粒子であった。この共重合体の赤外吸収
スペクトルをKBr法により測定したところ、m−ジビ
ニルベンゼン、p−ジビニルベンゼン、m−エチルビニ
ルベンゼンおよびp−エチルビニルベンゼンの各二置換
ベンゼン環に由来する吸収が認められた。得られた共重
合体に実施例1と同様にしてメチレンスルホン型強酸性
陽イオン交換樹脂を調製し、そのカラム圧力を測定した
ところ、カラム圧力は142kg/cm2 と実施例1、2
に比較して高いカラム圧力を示した。 比較例2 比較例1で得られた強酸性陽イオン交換樹脂を用いて実
施例4と同様にしてウラシル、グアニン、アデニンおよ
びシトシンからなる核酸塩基4成分の高速分離を行おう
としたが、樹脂の耐圧を超え、急激にカラム圧力が上昇
し、測定不可能となり、実施例4のような高速分離はで
きなかった。
【0014】
【発明の効果】本発明の液体クロマトグラフィー用強酸
性陽イオン交換樹脂によれば、実質的に異性体の混在し
ないジビニルベンゼンとスチレンの共重合体を母体とし
ているため、カラム充填剤細孔の構造をほぼ均一とする
ことができ、耐圧性の向上およびカラム圧力の低減を図
ることができ、例えば、アミノ酸、希土類金属イオン、
核酸塩基、アミン等の高性能な高速分離が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】m−ジビニルベンゼンおよびp−ジビニルベン
ゼンの使用割合とカラム圧力の関係を示す図。
【図2】実施例4におけるカラムクロマトグラムを示す
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 30/48 M 8310−2J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 20体積%以下の異性体が混在するジビ
    ニルベンゼンとスチレンとを反応させて得られるスチレ
    ン−ジビニルベンゼン共重合体に強酸性陽イオン交換基
    を導入してなる液体クロマトグラフィー用強酸性陽イオ
    ン交換樹脂。
JP4184165A 1992-07-10 1992-07-10 液体クロマトグラフィー用強酸性陽イオン交換樹脂 Pending JPH0623279A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0881513A (ja) * 1994-09-13 1996-03-26 Mitsubishi Chem Corp 球状架橋重合体の製造方法
WO1996020042A1 (en) * 1994-12-26 1996-07-04 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha ADSORBENT FOR ENDOTOXIN, TUMOR NECROSIS FACTOR-α OR INTERLEUKINS, METHOD FOR REMOVAL VIA ADSORPTION, AND ADSORBER
EP1195373A3 (en) * 2000-10-03 2002-04-17 Nippon Zoki Pharmaceutical Co., Ltd. Method for separation of 5-hydroxycreatinine
CN105911183A (zh) * 2011-02-10 2016-08-31 积水医疗株式会社 离子交换色谱法用填充剂以及核酸链的分离检测方法

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