JPH10206407A - 液体クロマトグラフィー用充填剤及びその処理方法 - Google Patents
液体クロマトグラフィー用充填剤及びその処理方法Info
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- JPH10206407A JPH10206407A JP9021069A JP2106997A JPH10206407A JP H10206407 A JPH10206407 A JP H10206407A JP 9021069 A JP9021069 A JP 9021069A JP 2106997 A JP2106997 A JP 2106997A JP H10206407 A JPH10206407 A JP H10206407A
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Abstract
液中における脆さの克服、塩基性溶質の溶出遅れの防
止、テーリング再現性の改良を目的とする。 【解決手段】液体クロマトグラフィー用担体をポリシラ
ザンを用いて表面にセラミックのコーティングを施す。
Description
フィー用担体に用いられるシリカゲルに代表される粉体
無機ポリマーをセラミック前駆体ポリマーなどとして利
用されている窒化ケイ素ポリマーを用いて表面にアモル
ファスな構造を持つセラミックのコーティングを施し、
このコーティングされた粉体無機ポリマーを用いる液体
クロマトグラフィー用充填剤に関するものである。
充填剤としてシリカゲル、有機ポリマー、カーボン等、
更にシリカゲルに注目すれば、シリカゲルの他、シリカ
ゲルをブチル、オクチル、オクタデシル、フェニルメチ
ル、シアノプロピル、アミノプロピル基等のアルキル基
を導入したシラン化合物でシリル化することにより、表
面のシラノール基に化学結合させた化学結合型充填剤が
多用されている。又、スチレンジビニルベンゼン、ブタ
ジエン等より誘導された有機ポリマー等を担体として用
いた充填剤等も用いられている。
論段数が得られ、又使用できる有機溶媒に制限がない
が、アルカリ領域での使用が出来ないとか、幅広いpH
の領域での使用が可能であるが溶媒によっては膨潤や収
縮等の現象を起こすので使用溶媒に制限がある等一長一
短があり、色々なアイデアの基に改良改質されてきてい
るが、未だ塩基性溶質の溶出遅れや、テーリング等再現
性の点で満足すべきものとなっていない。又、シリカゲ
ル以外の無機ポリマーは、水酸基が存在しているにも拘
らず、クロマトグラフィー用充填剤として用いるために
必要な官能基が、その表面の反応性の低さから導入され
にくいという欠点をもつ。
ゲルの表面へもオクタデシル基、オクチル基のような疏
水性官能基を導入して、逆相系のカラムとして使用する
ことが検討される。しかし、チタニアゲルはシリカゲル
と違って、クロロシラン、メトキシシランとの反応が非
常に進みにくいことが大きな障害となっている。つま
り、オクタデシル基、オクチル基等が導入され難く、分
析に用いるときにサンプルの保持がされ難く、且つ分離
し難いと云ったようなことが問題となっている。
みシリカゲル等の担体をクロマトグラフィーに用いる場
合の化学的性質においての弱点であるアルカリ溶液中に
おいての脆さを克服し、又、有機ポリマー等により処理
された充填剤に見られる低理論段数の現象を克服し、テ
ーリング現象等を解決する点にある。そして更に、シリ
カゲル以外の無機ポリマーは、例えばチタニア、ジルコ
ニア等の表面にセラミックのコーティング膜を施すこと
により、オクタデシル基等の官能基の導入をし易くする
ことができる。
ウム等の担体を窒化ケイ素ポリマーを用いて処理し前記
欠陥を克服するもので、シリカゲル等液体クロマトグラ
フィー用担体をこれらポリマーでコーティングし、これ
を熱処理することによりアモルファス構造をもつセラミ
ックへと転化させ、アモルファスの石英構造膜のコーテ
ィングを施した充填剤及びその処理方法を提供すること
である。
る。シリカゲルをポリシラザンを用いて表面にセラミッ
クスのコーティングを施す。用いられるシリカゲルの性
状については特に制限されないが、粒子径1〜100μ
m、細孔径50〜1000Åのものが好ましい。このよ
うなシリカゲルに窒化ケイ素ポリマーを加える。窒化ケ
イ素ポリマーとしてはポリシラザンの使用が好ましい。
ポリシラザンとしては、ペルヒドロキシポリシラザンの
使用が好適であり、分子量600〜2100程度のもの
の使用が好ましい。又、メチルポリシラザンも使用で
き、分子量350〜700程度のものが良い。
ーティング膜を施したものを空気中において数百度の熱
をかけるとSiO2質膜へと転化する。又、ペルヒドロ
キシポリシラザンをジクロロメタン、m−キシレン、ベ
ンゼン、トルエン、エーテル、テトラヒドロフラン、四
塩化炭素等の適当な溶剤で希釈し、これに乾燥させたシ
リカゲルを加え、超音波振盪させると容易にシリカゲル
表面に存在するシラノール基とポリシラザン分子との部
分的な反応が起こり、シリカゲルの表面がポリシラザン
でコーティングされる。然る後、これを濾過洗浄後熱処
理すると、SiO2質膜へと転化する。SiO2膜はアモ
ルファスな石英構造を取っているために、その表面上に
はシラノール基が存在している。そこへクロロシラン、
メトキシシランを反応させることで容易にオクタデシル
基のような官能基を導入することができる。これは、チ
タニアゲル、ジルコニアゲルであっても同じことであ
る。
た方法について説明する。シリカゲルをメチルポリシラ
ザン/ベンゼン溶液に懸濁させ、アスピレーターで減圧
にしながら超音波振盪を行う。そして濾過洗浄し、余分
のシラザンを除いた後、N2雰囲気中に保存し、乾燥さ
せ膜コーティング試料とする。膜コーティング試料を管
状炉を用いてN2気流中、昇温速度2℃/minで1200
℃まで加熱焼成し、シリカゲル表面にSiCのセラミッ
ク膜を作成する。
るが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。 〔実施例1〕ペルヒドロキシポリシラザン2gをジクロ
ロメタン50mlで希釈する。この溶液に120℃のオ
ーブン内で3時間乾燥させたシリカゲル20gを加え、
超音波振盪を10分間行う。次にこのシリカゲルの懸濁
混合液を濾過し、シリカゲルをジクロロメタンで洗浄濾
過する。次いでこのシリカゲルを80℃のオーブン内で
30分間乾燥後、オーブンの温度を500℃にして1時
間焼成させアモルファスSiO2層へと転化させる。
該処理のない無コーティングシリカゲルをオクタデシル
トリクロロシランで表面修飾し、官能基を導入した後耐
久性試験を行った。尚、表面修飾方法は次のように行っ
た。無コーティングシリカゲル、コーティングシリカゲ
ルの各3gを(以下両者に共通である。)200ml容
の丸底フラスコに入れ、これにトルエン30ml、オク
タデシルトリクロロシラン3ml及び沸石を加え5時間
還流後濾過し、トルエン、メタノール、アセトンの順で
洗浄濾過する。このオクタデシル化シリカゲルを150
×4.6mmI.Dのステンレス管にスラリー充填し、
これにつき次の耐久性試験を行った。
ルオロ酢酸溶媒)、アルカリ性溶媒(0.1M塩化ナト
リウム溶液+0.1Mグリシン溶液/0.1M水酸化ナ
トリウム溶液=50/50)の順に浸漬し、時間経過に
よる変化を次の条件でナフタレンの分析を行い、保持時
間の減少の度合いをもって耐久性を測った。尚、分析条
件と計算式は次の通り。 分析条件 Flow rate:1.0ml/min Detect:UV254nm Oven temp:40℃ Fluent:H2O/CH3CN=50/50 Sample:Naphtalene 計算式 k’=保持時間−デットタイム/デットタイム k’の百分率= ナフタレンのk’/1日目のナフタレンのk’×100
目までは酸性溶媒に浸漬した。結果はコーティングシリ
カゲルa及び無コーティングシリカゲルbとの間に耐酸
性の差は認められなかった。5日目よりアルカリ性溶媒
に浸漬した結果、両者間には顕著な差が認められ、6日
目では更に差が開き、本実施例のペルヒドロキシポリシ
ラザンでコーティングしたシリカゲルの耐アルカリ性の
向上は極めて明瞭であった。
ての第1日目と第6日目のODS、図4及び図5はコー
ティングシリカゲルを用いての第1日目と第6日目のO
DSである。Acetophenone,Benzene,Toluene,Nap
hthalene混合試料について分析した結果である。図
2,3においてNaphthaleneの保持時間は夫々12.
8分、3.7分である。第6日目のK’の百分率はは約
30%。これに対し、コーティングシリカゲルにおいて
は分離が明瞭である。保持時間は夫々図4,5に示され
るように、7.9分、6.8分でK’の百分率は約85
%である。図3乃至図5で注目されるのは、Naphthal
eneのピークの保持時間の減少が図3では顕著であり、
未処理のシリカゲルに比べ、図7のコーティングシリカ
ゲルは耐久性の向上が著しいことである。更に、極性物
質の吸着性検査のためピリジンとフェノールの混合試料
について分析の結果、図7のように両成分ともテーリン
グがなく、ピリジン、フェノールの順に溶出し、吸着も
認められず分離が明瞭であった。これに対し、未処理シ
リカゲルの場合、図8に示すようにピリジンは検出され
ていない。これはシリカゲルのシラノール基が抑えられ
ていること、即ち、コーティング膜が作用していること
を示すものである。
るメチルシラザンオリゴマーと、1molのヘキサメチル
シクロトリシラザンを3molのMeSiCl3で開環したメチル
クロロシラザンのアンモノリシスによるアミノシラザン
オリゴマー、その両者を熱処理して得られた熱可塑性メ
チルポリシラザンを用いる。コーティング用担体はカー
ボン繊維(3mm長に切ったもの)を用いる。コーティ
ング担体を熱可塑性メチルポリシラザン/ベンゼン溶液
に分散させ、真空デシケータ中で繊維表面に付着してい
る泡の放出がなくなるまで減圧含浸を行う。分散溶液を
濾過し、余分のシラザンを除いた後、窒素気流中に保存
し、固化させゲル膜コーティング試料とする。該ゲル膜
コーティング試料を模型管状炉を用いて窒素気流中、昇
温速度で2℃min―1で1200℃まで加熱焼成し、カー
ボン繊維表面のゲル膜をセラミック化した。全く同様に
担体としてチタン、ジルコニウムを用い、チタニア、ジ
ルコニアを得てセラミック化することが出来る。又、ポ
リシラザンとしてメチルポリシラザンを用いてコーティ
ングすることも同様常法により実施できる。
2gをジクロロメタン50mlで希釈する。この溶液に
120℃のオーブン内で3時間乾燥させたチタニアゲル
20gを加え、超音波振盪を10分間行う。次にこのチ
タニアゲルの懸濁混合液を濾過し、チタニアゲルをジク
ロロメタンで洗浄濾過する。次いでこのチタニアゲルを
80℃のオーブン内で30分間乾燥後、オーブンの温度
を500℃にして1時間焼成させアモルファスSiO2
層へと転化させる。
及び無コーティングチタニアゲルをオクタデシルトリク
ロロシランで表面修飾し、官能基を導入した後耐久性試
験を行った。尚、表面修飾方法は次のように行った。無
コーティングチタニアゲル、コーティングチタニアゲル
の各3gを(以下両者に共通である。)200ml容の
丸底フラスコに入れ、これにトルエン30ml、オクタ
デシルトリクロロシラン3ml及び沸石を加え5時間還
流後濾過し、トルエン、メタノール、アセトンの順で洗
浄濾過する。このオクタデシル化チタニアゲルを150
×4.6mmI.Dのステンレス管にスラリー充填し、
これにつき実施例1と同様の耐久性試験を行った。この
結果は図6に示される。
は、シリカゲル等の担体をペルヒドロキシポリシラザ
ン、メチルポリシラザン等の窒化ケイ素ポリマーでコー
ティングし、これを熱処理することによりアモルファス
なSiO2膜或いはSiCセラミック膜コーティングさ
れるので、このような充填剤は塩基性化合物の吸着や不
溶出もなくテーリングの点においても解決される。
フ図。
クロマトグラム。
クロマトグラム。
1日目のクロマトグラム。
6日目のクロマトグラム。
た第1日目のクロマトグラム。
例のコーティングシリカゲル使用のクロマトグラム。
シリカゲル使用のクロマトグラム。
Claims (4)
- 【請求項1】液体クロマトグラフィー用担体をポリシラ
ザンを用いて表面にセラミックのコーティングを施すこ
とを特徴とする液体クロマトグラフィー用充填剤の処理
方法。 - 【請求項2】液体クロマトグラフィー用担体をポリシラ
ザンを用いて表面にセラミックのコーティングを施した
ことを特徴とする液体クロマトグラフィー用充填剤。 - 【請求項3】ポリシラザンはペルヒドロキシポリシラザ
ンであることを特徴とする請求項2に記載の液体クロマ
トグラフィー用充填剤。 - 【請求項4】ポリシラザンはメチルポリシラザンである
ことを特徴とする請求項2に記載の液体クロマトグラフ
ィー用充填剤。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP02106997A JP3691619B2 (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 液体クロマトグラフィー用充填剤及びその処理方法 |
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-
1997
- 1997-01-20 JP JP02106997A patent/JP3691619B2/ja not_active Expired - Lifetime
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