(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、有機溶媒系ＳＥＣで使用される一般的な測定条件（例えば、溶離液がＴＨＦ）でも極性化合物の２次的相互作用を抑制して分離することが可能な多孔質粒子を提供することである。【解決手段】  非架橋性単量体／架橋性単量体の共重合体多孔質粒子であって、酸素原子含有率が１．５重量％以下であることを特徴とする多孔質粒子。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
非架橋性単量体／架橋性単量体の共重合体多孔質粒子であって、酸素原子含有率が１．５重量％以下であることを特徴とする多孔質粒子。
【請求項２】
非架橋性単量体がスチレン、エチルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、α−メチルスチレン及びパラメチル−α−メチルスチレンのいずれかから選択される請求項１に記載の多孔質粒子。
【請求項３】
架橋性単量体がジビニルベンゼン、１，３−ジイソプロペニルベンゼン、１，４−ジイソプロペニルベンゼン、１，５−ヘキサジエン、１，２，４−トリビニルシクロヘキサン及びジビニルビフェニルのいずれかから選択される請求項１又は２に記載の多孔質粒子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の多孔質粒子からなる液体クロマトグラフィー充填剤。
【請求項５】
水溶性高分子を含まない水性分散媒に分散させたシード粒子に非架橋性単量体と架橋性単量体を吸収させながら乳化重合させて得られる請求項１〜３のいずれかに記載の多孔質粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質粒子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速液体クロマトグラフィー（以下、ＨＰＬＣ）は、充填剤が充填されたカラム内に混合試料を含む移動相を送液し、試料と充填剤とのイオン性や親・疎水性相互作用などにより成分ごとに分離し、精製、分取する方法である。ＨＰＬＣの１つであるサイズ排除クロマトグラフィー（以下、ＳＥＣ）は、充填剤の細孔による分子ふるい効果を利用して分子サイズごとに分離する方法である。通常、ＳＥＣは水溶性高分子を分析する水系ＳＥＣと油溶性高分子を分析する有機溶媒系ＳＥＣに分類されるが、いずれも多くの場合、基準となる分子量マーカーで校正曲線を作成し、これに基づき未知試料の換算平均分子量を算出して分子量が測定されている。
【０００３】
ＳＥＣに用いられる充填剤は、シリカゲルのような無機粒子やスチレン−ジビニルベンゼン共重合粒子などの高分子粒子があり、粒子内の細孔を利用するために多孔質構造のものが一般的である。しかし、試料によっては、本来の分子ふるい効果以外に、充填剤と静電的相互作用に基づく吸着や反発（２次的相互作用）が起こり、正確な分子サイズの情報が得られないことがある。具体的には、イオン交換基や極性官能基を含む極性化合物では、溶出が遅れる、溶出しない、ピーク形状が異常、などの現象がみられることがある。この２次的相互作用は、測定試料自体を塩に変換（例えば、特許文献１）、溶離液に塩を添加（例えば、非特許文献１）などで抑制し得るが、一般的な測定条件である有機溶媒系ＳＥＣで使用されるテトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦ）を溶離液とし、極性化合物のＳＥＣ分析に適用することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１２４１１２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】昭和電工株式会社テクニカルレポート「高分子量型ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）の分析  （ＧＦ−３１０  ＨＱ）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、有機溶媒系ＳＥＣで使用される一般的な測定条件（例えば、溶離液がＴＨＦ）でも極性化合物の２次的相互作用を抑制して分離することが可能な多孔質粒子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る多孔質粒子は、非架橋性単量体／架橋性単量体の共重合体であって、酸素原子含有率が１．５重量％以下である。
また、本発明に係る多孔質粒子は、水溶性高分子を含まない水性分散媒に分散させたシード粒子に非架橋性単量体と架橋性単量体を吸収させながら乳化重合させて製造することが可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、有機溶媒系ＳＥＣで使用される一般的な測定条件でも極性化合物の２次的相互作用を抑制して分離することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１で作製した多孔質粒子を充填したカラムで測定した（ａ）Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０のクロマトグラム、（ｂ）Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）２０２０ＦＤＬのクロマトグラム、（ｃ）ＡＤＫ  ＳＴＡＢ  ＬＡ−６３Ｐのクロマトグラムである。
【図２】実施例２で作製した多孔質粒子を充填したカラムで測定した（ａ）Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０のクロマトグラム、（ｂ）Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）２０２０ＦＤＬのクロマトグラム、（ｃ）ＡＤＫ  ＳＴＡＢ  ＬＡ−６３Ｐのクロマトグラムである。
【図３】実施例３で作製した多孔質粒子を充填したカラムで測定した（ａ）Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０のクロマトグラム、（ｂ）Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）２０２０ＦＤＬのクロマトグラム、（ｃ）ＡＤＫ  ＳＴＡＢ  ＬＡ−６３Ｐのクロマトグラムである。
【図４】比較例１のＳｕｐｅｒＨＺ２５００で測定した（ａ）Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０のクロマトグラム、（ｂ）Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）２０２０ＦＤＬのクロマトグラム、（ｃ）ＡＤＫ  ＳＴＡＢ  ＬＡ−６３Ｐのクロマトグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明における酸素原子含有率は、多孔質粒子を全自動元素分析装置で測定して得られる炭素、水素、及び窒素の重量％の総和を１００重量％から引くことにより算出することができる。本発明の多孔質粒子は、酸素原子含有率が１．５重量％以下であり、極性化合物に対して吸着を抑制できる点で、１．０重量％以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の多孔質粒子とは細孔を有する粒子で、非架橋性単量体／架橋性単量体の共重合体である。
【００１２】
非架橋性単量体とはビニル基を１つ有する単量体であり、ヒドロキシ基などの極性基を含まないことが好ましく、酸素原子やハロゲン原子など電気陰性度の高い原子を含まないことがより好ましい。例えば、スチレン、エチルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、及びパラメチル−α−メチルスチレン等が挙げられる。
【００１３】
架橋性単量体とはビニル基を２つ以上有する単量体であり、ヒドロキシ基などの極性基を含まないことが好ましく、酸素原子やハロゲン原子など電気陰性度の高い原子を含まないことがより好ましい。例えば、ジビニルベンゼン、１，３−ジイソプロペニルベンゼン、１，４−ジイソプロペニルベンゼン、ジアリルジメチルシラン、ジアリルジフェニルシラン、ジメチルジビニルシラン、１，５−ヘキサジエン、１，２，４−トリビニルシクロヘキサン、ジビニルビフェニル等が挙げられる。
【００１４】
本発明の多孔質粒子は、単分散な多孔質粒子であることが好ましい。具体的には、平均粒子径は２０μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましい。また、粒子径分布のばらつきを示す変動係数は、１０％以下が好ましい。さらに、粒子の細孔径は、１５〜２００Åが好ましい。
【００１５】
次に、本発明の多孔質粒子を製造する方法について説明する。
【００１６】
本発明の多孔質粒子の製造方法は、水溶性高分子を含まない水性分散媒に分散させたシード粒子に非架橋性単量体と架橋性単量体を吸収させながら乳化重合させることを特徴とする。水性分散媒には、シード重合中の粒子の凝集、変形、及び合一を防止し、その分散安定性を増すために、界面活性剤を分散安定剤として含有させてもよい。非架橋性単量体と架橋性単量体を吸収させる時間は、１０〜２４時間が好ましい。重合温度は、用いる重合開始剤の半減期に依るが、５０〜８０℃が好ましい。重合時間は、使用する重合開始剤の半減期以上の時間が好ましい。
【００１７】
シード粒子としては、単分散な粒子径分布を有するものであれば、特に限定されるものではないが、ヒドロキシ基を含まない非架橋性単量体の重合体が好ましい。重合体を構成する非架橋性単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル等の（メタ）アクリル酸エステル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド誘導体；スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン等のスチレン及びそのアルキル又はハロゲン置換体；ビニルピリジン、ビニルピロリドン等のその他のビニル化合物等が挙げられ、これらの非架橋性単量体は単独又は二種類以上を混合して用いることができる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル及び（又は）メタクリル」を意味する。
【００１８】
重合開始剤としては、油溶性の過酸化ベンゾイル、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（以下、ＡＩＢＮ）、等を例示することができるが、酸素原子を含まない２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ＡＩＢＮ等がより好ましい。
【００１９】
細孔形成剤（油性溶媒）としては  、シード重合時に相分離剤として作用し、粒子の多孔質化を促進する有機溶媒である脂肪族、又は芳香族の炭化水素類、エーテル類が挙げられる。例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、オクタン、酢酸ブチル、フタル酸ジブチル、メチルエチルケトン、ジブチルエーテル等が挙げられる。
【００２０】
界面活性剤としては、酸素原子含有率をより小さくできうる点で、ヒドロキシ基を含まないものが好ましく、ドデシル硫酸ナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩等を例示することができる。
【００２１】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。
【実施例】
【００２２】
粒子径分布（平均粒子径、変動係数）は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００Ｓ（シスメックス（株）社製）を用いて測定した。酸素原子含有率は、全自動元素分析装置２４００ＩＩ（（株）パーキンエルマー社製）で測定して得られる炭素、水素、及び窒素の重量％の総和を１００重量％から引くことにより算出した。
【００２３】
（実施例１）
Ａ）多孔質粒子の作製
まず、シード粒子を以下の手順で作製した。５００ｍＬの三ツ口セパラブルフラスコに、ベンジルメタクリレート１７．２ｇ、２−エチルヘキシルメルカプトアセテート０．９ｇ、塩化ナトリウム０．２ｇ、及び水２２０ｇを入れた。これに冷却管及び窒素パージ用配管を取り付け、７０℃で３０分間２５０ｒｐｍで撹拌した。次に、予め過硫酸カリウム０．６ｇを水２５ｇに溶解させた重合開始剤水溶液を添加し、７０℃で２０時間撹拌しながら重合した。重合終了後、３２μｍメッシュのふるいを用いて凝集物を取り除き、回収した懸濁液と同量の１％ドデシル硫酸ナトリウム（以下、ＳＤＳ）水溶液を加え、シード粒子懸濁液を得た。シード粒子の平均粒子径は０．６３μｍ、変動係数は７．２％であった。
【００２４】
１Ｌの三ツ口セパラブルフラスコに上記の方法で得られたシード粒子懸濁液９６．２ｇ（固形分３．４３ｇ）と純水４００ｇを量り取り、室温で超音波を照射させながら１０分間撹拌した。これとは別に、５００ｍＬビーカーに４−ｔｅｒｔ―ブチルスチレン３１．２ｇ、９５％ジビニルベンゼン５９．５ｇ、トルエン９５．９ｇ、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１．２ｇを入れ、混合撹拌した。次に、ＳＤＳ０．８ｇ、及び水１８８．５ｇを添加し、超音波ホモジナイザーでエマルジョンにした。このエマルジョンを、先に分散させておいたシード粒子懸濁液に加えてセパラブルフラスコをオイルバスに浸け、室温で１０時間、２００ｒｐｍで撹拌しながらシード粒子を膨潤させた。その後、オイルバスを６０℃に昇温し、８時間２００ｒｐｍで撹拌しながら重合させた。重合終了後、ガラスフィルターにより、固液分離し、アセトン、ジオキサンの順に有機溶媒を用いて洗浄し、多孔質粒子を得た。
得られた多孔質粒子の粒子径分布は、個数基準の平均粒子径が２．５９μｍ、変動係数が１４．９％であった。また、酸素原子含有率は、０．２重量％であった。
【００２５】
Ｂ）細孔特性の評価
Ａ）で作製した多孔質粒子を内径４．６ｍｍ、長さ２５ｃｍのステンレス鋼製カラムに充填し、分析カラムを作製した。この分析カラムを高速ＧＰＣ装置ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣ（東ソー（株）社製）に接続し、ＴＨＦに溶解させた標準ポリスチレン（東ソー（株）社製）を測定して校正曲線を作成した。溶離液はＴＨＦ、カラム温度は４０℃、流速は０．３５ｍＬ／ｍｉｎ、検出は紫外吸光光度検出器を使用し、検出波長は２５４ｎｍとした。得られた校正曲線より、作製したＳＥＣカラムの分画分子量は１００〜２０，０００であった。
【００２６】
Ｃ）分離性能の評価
Ｂ）と同様の方法で、ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）のＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０（ＢＡＳＦジャパン（株）社製，分子量：４８１（カタログ値））、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）２０２０ＦＤＬ（ＢＡＳＦジャパン（株）社製，分子量：２，６００〜３，４００（カタログ値））、及びＡＤＫ  ＳＴＡＢ  ＬＡ−６３Ｐ（ＡＤＥＫＡ（株）社製，分子量：約２，０００（カタログ値））を測定した。その結果を図１及び表１に示す。いずれのＨＡＬＳも、分画分子量の範囲内に、分子量の違いに基づく溶出順序で溶出することを確認した。
【００２７】
（実施例２）
Ａ）多孔質粒子の作製
非架橋性単量体は用いず、架橋性単量体に５５％ジビニルベンゼン（不純物に約４０％のエチルスチレンを含む）９１．５ｇを使用し、それ以外は実施例１と同様に作製した。  得られた多孔質粒子の粒子径分布は、個数基準の平均粒子径が２．５７μｍ、変動係数が１０．１％であった。また、酸素原子含有率は、０．８重量％であった。
Ｂ）細孔特性の評価
実施例１と同様に細孔特性を評価した結果、分画分子量は１００〜２０，０００であった。
Ｃ）分離性能の評価
実施例１と同様に吸着性を評価した結果を図２及び表１に示す。いずれのＨＡＬＳも、分画分子量の範囲内に分子量の違いに基づく溶出順序で溶出することを確認した。
【００２８】
（実施例３）
Ａ）多孔質粒子の作製
非架橋性単量体にスチレン３１．９ｇ、架橋性単量体に９５％ジビニルベンゼン５９．５ｇを使用し、それ以外は実施例１と同様に作製した。
得られた多孔質粒子の粒子径分布は、個数基準の平均粒子径が２．６６μｍ、変動係数が１０．４％であった。また、酸素原子含有率は、１．１重量％であった。
Ｂ）細孔特性の評価
実施例１と同様に細孔特性を評価した結果、分画分子量は１００〜２０，０００であった。
Ｃ）分離性能の評価
実施例１と同様に吸着性を評価した結果を図３及び表１に示す。いずれのＨＡＬＳも、分画分子量の範囲内に分子量の違いに基づく溶出順序で溶出することを確認した。
【００２９】
（比較例１）
スチレン−ジビニルベンゼンポリマーを基材としたＴＳＫｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＨＺ２５００（東ソー（株）社製、内径４．６ｍｍ、長さ１５ｃｍ、粒子径３μｍ）を用いた。
Ａ）酸素原子含有率の評価
酸素原子含有率は、４．１重量％であった。
Ｂ）細孔特性の評価
実施例１と同様に細孔特性を評価した結果、分画分子量は１００〜１０，０００であった。
Ｃ）分離性能の評価
実施例１と同様に吸着性を評価した結果を図４及び表１に示す。Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０およびＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ（登録商標）２０２０  ＦＤＬは、それに由来したピークが検出されず、試料がカラム内に吸着されたことが示唆された。また、ＡＤＫ  ＳＴＡＢ  ＬＡ−６３Ｐは溶出したものの、充填剤への吸着により、溶出時間に遅れがみられた。
【００３０】
【表１】
2020055934.tif 000002
【図１】
2020055934.tif 000003
【図２】
2020055934.tif 000004
【図３】
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【図４】
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