(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ塩化ビフェニル類若しくはフラーレン類の液体クロマトグラフィー分離に用いられる液体クロマトグラフィー用充填剤を製造するに際して、縮合環の数が５〜１０である多環芳香族官能基を有するシリル化剤を用い、該シリル化剤を、担体表面の水酸基と反応せしめて、前記多環芳香族官能基を有する固定相を、該担体の表面に形成することを特徴とするポリ塩化ビフェニル類若しくはフラーレン類の液体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法。
【請求項２】
前記担体が、シリカゲルである請求項１に記載のポリ塩化ビフェニル類若しくはフラーレン類の液体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ塩化ビフェニル類若しくはフラーレン類の新規な液体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法に係り、特にポリ塩化ビフェニル類やフラーレン類に対する保持力が効果的に大ならしめられ得る構造を有する液体クロマトグラフィー用充填剤を有利に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体クロマトグラフィー手法は、広範囲の分離条件の適用が可能であり、試料を高温にさらす必要もなく、室温程度の低い温度条件下でも、化合物の分離が可能であるところから、生体関連物質から有機化合物全般に至る、種々の化合物の精製、分離等に広く利用されてきている。そして、この液体クロマトグラフィー手法による物質の分離能は、カラムに充填される充填剤の性能によって大きく影響されるところから、その充填剤の選択によって、液体クロマトグラフィー手法による化合物の分離能を高めることが出来るのである。
【０００３】
ところで、一般に、そのような液体クロマトグラフィー用充填剤としては、オクタデシル基を担体に結合させたＣ18型充填剤が多用されている。そして、このＣ18型充填剤を用いたカラム（以下、Ｃ18系カラムという）は、その保持力が、Ｃ18型充填剤の疎水性と試料の疎水性との相互作用によって発揮されているのであるが、最近においては、種々の化合物の分離が液体クロマトグラフィー手法にて行なわれるようになって来ているために、かかるＣ18系カラムで十分に分離ができない化合物も増加しつつある。
【０００４】
そして、そのようなＣ18系カラムで分離困難な化合物群の一つに、例えば、ポリ塩化ビフェニル（以下、ＰＣＢという）類がある。このＰＣＢ類は耐燃性、熱的安定性、耐酸化性、電気的特性、溶解性、不活性、液体性等において優れているところから、各種の分野において利用され、特に以前は主として、変圧器、コンデンサー等の電気部品や熱媒として大量に使用されていたために、最近、環境問題において注目されているダイオキシン類よりも、遥かに多くのＰＣＢ類が環境に放出されているのである。而して、近年、ＰＣＢ類の毒性が明らかとなると共に、ＰＣＢ類による環境汚染が深刻な問題となっており、ＰＣＢ類の分析、特に毒性に関する分析が必要となって来ている。
【０００５】
しかし、かかるＰＣＢ類は、２００種類以上の異性体を有しており、それら異性体を分離することが困難であることに加えて、ビフェニル骨格に結合している塩素原子の数や結合位置の違いにより、それぞれ異なる毒性を発揮するために、その毒性分析を行なうことが困難なものとなっている。
【０００６】
すなわち、ＰＣＢ類は、一般に、そのビフェニル骨格において、それぞれが互いに結合している位置を１位とした場合の２位や６位に塩素原子が結合していないものが、強い毒性を発揮するのであって、特に、３，３′，４，４′−テトラクロロビフェニル（ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．７７）、３，３′，４，４′，５−ペンタクロロビフェニル（ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．１２６）、及び３，３′，４，４′，５，５′−ヘキサクロロビフェニル（ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．１６９）の毒性が強いことが明らかとされている。そして、種々のＰＣＢ試料の毒性を評価する際において、全ＰＣＢ量を測定するだけでは、その毒性を正確に評価し得ないために、毒性の強いＰＣＢ類だけを分離して、その量を測定する必要があるのである。
【０００７】
しかしながら、例えば、ガスクロマトグラフィー手法を用いて毒性の強いＰＣＢ類を定量する場合には、ＰＣＢ類を前処理するために、一般に活性炭カラムが使用される。そして、その活性炭カラムの毒性の強いＰＣＢ類に対する分離能が低く、ＰＣＢ類を充分に分離するために、複数の活性炭カラムを必要とするところから、ＰＣＢ類を定量する際の効率が悪くなるのである。また、キャピラリーＧＣ−ＭＳを用いて、ＰＣＢ類を直接分析する場合には、試料の負荷量が少ないために、十分な感度が得られない等の問題が生じる。更に、担体のシリカゲルにピレニルエチル基を結合させたＰＹＥ充填剤を用いたカラム（以下、ＰＹＥ系カラムという）を用いて、液体クロマトグラフィーにより、毒性の強いＰＣＢ類を分離する場合では、かかるＰＹＥ系カラムによるＰＣＢ類の保持時間が短く、十分な分離が行なわれ得ていないというのが現状である。それ故に、このような背景から、毒性の強いＰＣＢ類を効率よく分離する方法の開発が望まれているのである。
【０００８】
また、フラーレンも、Ｃ18系カラムで効率的に分離することが出来ない化合物の一つである。このフラーレン類は、Ｃ60やＣ70等にて代表されるように、炭素原子だけから構成されてなる単体、或いはこの単体を基本骨格として、各種官能基が結合されてなる化合物群であって、超伝導材料、強磁性材料、医薬品、潤滑油、半導体等の分野に適用され得るような新たな機能が期待されている新しい物質である。
【０００９】
ところで、これらフラーレン類は、グラファイト棒のアーク放電や抵抗加熱等の際に発生する煤と共に生成し、かかる煤をトルエンなどの芳香族炭化水素溶媒で抽出することによって、煤から分離されている。而して、現在のところ、単一種類のフラーレンのみを合成する技術が確立されていないところから、前記煤のトルエン抽出溶液の中に混在する多種のフラーレンの同素体より、それら同素体がそれぞれ有している有用な機能を発現せしめる上において、各同素体の分離、精製を行なうことが必要となる。しかしながら、フラーレン類は、類似した性質を有している同素体乃至は異性体が非常に多いことに加えて、高融点の物質であり、また高温の条件下で他の同素体に変化する虞れがあるために、通常の化合物の精製によく用いられる蒸留、再結晶、昇華などの精製法による単離が困難である。従って、かかるフラーレン類の分離精製には、分離能が優れていて、しかも穏和な条件において、フラーレン類を分離し得る、液体クロマトグラフィー手法を用いた分離が期待されている。
【００１０】
しかし、このフラーレンにしても、フラーレン類をよく溶解するトルエン等の溶媒中において、Ｃ18系カラムではほとんど保持されないために、うまく分離することが出来ないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、このようなＣ18系カラムや、現存する他の液体クロマトグラフィー用の充填剤を用いた場合において、充分には分離され得ない難分離性化合物が存在するところから、そのような難分離性化合物、特にＰＣＢ類やフラーレン類を効率的に分離し得るような新たな液体クロマトグラフィー用充填剤の開発が切望されている状況下、本発明は、そのような優れた特性を有する新規な液体クロマトグラフィー用充填剤を有利に製造し得る方法を提供することを、その技術的解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そして、本発明者が、このような課題を解決すべく、優れた保持力を有するような官能基について鋭意探索を重ねた結果、担体を多環芳香族系官能基にて化学修飾して得られる充填剤が、毒性の強いＰＣＢ類に対して、より強い保持力を示し、しかも、その保持力が、前記多環芳香族官能基を構成する縮合環の数が増加するほど、強くなるという特性を見出したのである。そして、このような充填剤をＰＣＢ類の分離に適用した結果、従来の充填剤を適用した場合には分離することが困難であった毒性の強いＰＣＢ類のみを、効果的に分離することが出来ることが明らかとなった。また、そのような多環芳香族官能基結合型充填剤を、フラーレン類の分離に適用したところ、従来の充填剤よりも、有利にフラーレン類を構成する炭素数の差異をよく認識する充填剤であることを確認することが出来、本発明に従って製造される充填剤を用いることにより、効率的にフラーレン類を分離し得ることが明らかとなったのである。
【００１３】
ここにおいて、本発明の要旨とするところは、ポリ塩化ビフェニル類若しくはフラーレン類の液体クロマトグラフィー分離に用いられる新規な液体クロマトグラフィー用充填剤を製造するに際して、縮合環の数が５〜１０である多環芳香族官能基を有するシリル化剤を用い、該シリル化剤を、担体表面の水酸基と反応せしめて、前記多環芳香族官能基を有する固定相を、該担体の表面に形成することを特徴とするポリ塩化ビフェニル類若しくはフラーレン類の液体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法にある。
【００１４】
このように、縮合環の数が５〜１０である多環芳香族官能基を有する固定相がシリル化剤として調製され、それが担体表面の水酸基と反応せしめられることにより、担体への固定相の導入が、効率よく、確実に行なわれ得ることとなるのである。
【００１５】
ところで、この本発明手法によって得られる、縮合環の数が５〜１０である多環芳香族官能基にて化学修飾された担体より構成された新規な液体クロマトグラフィー用充填剤にあっては、担体が多環芳香族官能基を有する固定相にて化学修飾されているところから、その固定相の疎水性により、各種化合物との間に疎水性相互作用を惹起して、それら化合物が保持される。また、それに加えて、多環芳香族官能基が多くのπ電子を有している電子供与性官能基であるところから、電子吸引性の置換基を有する、即ち電子受容性の化合物との間に惹起される電荷移動相互作用が大きくなり、以て電子吸引基を有する化合物が、より一層強く保持されることとなる。更に、前記多環芳香族官能基のπ電子は、π電子を有する化合物のπ電子との電子的相互作用が大きく、そのため、このπ電子を有する化合物も、強く保持されることとなるのである。
【００１６】
そして、液体クロマトグラフィー手法によってポリ塩化ビフェニル類若しくはフラーレン類を分離するに際して、縮合環の数が５〜１０である多環芳香族官能基にて化学修飾された担体より構成される充填剤を用いれば、多環芳香族官能基と毒性の強いポリ塩化ビフェニル類とが相互作用を及ぼし易いところから、毒性の強いポリ塩化ビフェニルと毒性の強くないポリ塩化ビフェニルとが有利に分離されることとなる。また、多環芳香族官能基とフラーレン類との相互作用は、フラーレン類を構成している炭素数の違いにより異なるために、フラーレン同素体も有利に分離されることとなるのである。このように、本発明に従って製造された新規な液体クロマトグラフィー用充填剤を用いれば、従来の充填剤を用いた場合には、保持力が不充分であるために分離することが困難であった異性体や同素体等を効果的に分離し得るのである。
【００１７】
なお、かかる本発明に従う液体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法の好ましい態様によれば、前記担体には、シリカゲルが用いられることとなる。
【００１８】
このように、担体がシリカゲルとされることにより、担体材料の表面積が大きくなり、しかも前記シリル化剤と担体表面の水酸基との反応性がよくなるところから、結合せしめられる固定相の量が多くなる、換言すれば保持力が増大せしめられる充填剤、延いては分解能がより向上せしめられる充填剤が、より有利に得られることとなる。また、シリル化剤と担体との反応性が増大せしめられているところから、担体に対して反応せしめられるシリル化剤の量を減らしても、優れた保持力を有する充填剤が得られることとなるのである。
【発明の効果】
【００１９】
この本発明に従う液体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法によれば、優れた特性を有する新規な液体クロマトグラフィー用充填剤が、特定の多環芳香族官能基を有するシリル化剤を担体表面の水酸基と反応せしめることによって、容易に製造され得るのである。
【００２０】
そして、かかる本発明に従って製造された充填剤にあっては、疎水性相互作用のみならず、電子吸引性基との相互作用を有しており、溶質に対する強い保持力が発揮され得るのであり、逆相クロマトグラフィー条件下において、疎水性相互作用を主たる分離能とするＣ18型充填剤で保持又は分離できない試料、例えばＰＣＢ類やフラーレン類等の物質にも有利に適用され、液体クロマトグラフィー操作において、それらを効果的に保持、分離することが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ところで、本発明の目的とする充填剤は、前記の如き縮合した環の数が５〜１０である多環芳香族官能基にて担体が化学修飾されたものであり、一般には、Ａｒ−Ａ−Ｏ−担体材料（但し、Ａｒ：多環芳香族官能基、Ａ：スペーサー基、Ｏ：酸素原子）にて表される化学結合型の充填剤である。
【００２２】
そして、かかる多環芳香族官能基が所定のスペーサー基（Ａ）を介して結合せしめられて、目的とする充填剤を与える担体材料としては、前記した多環芳香族官能基が化学的に結合せしめられて保持され得るものであれば、公知の如何なる担体材料も用いられ得るが、かかる充填剤を製造するにあたって、有機珪素化合物（シリル化剤）を用いた化学修飾法を採用するところから、シリカゲルの他、多孔性ガラス、ガラスビーズ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等が適宜に用いられることとなる。尤も、担体材料の表面積並びにシリル化剤と担体表面の水酸基との反応性を考慮すると、前記担体の中でも、好ましくはシリカゲルや多孔性ガラスが、より好ましくはシリカゲルが用いられる。
【００２３】
なお、前記シリル化剤は、無機担体材料表面上に存在する水酸基だけに反応するものでなく、有機担体に存在するアルコール性水酸基とも反応する。このシリル化剤とアルコール性水酸基との反応は、アルコキシシラン（Ｓｉ−Ｏ−Ｒ）を形成し、その結合は、容易に加水分解を受けるため、水−アルコール混合溶媒を移動相溶媒とするような条件では使用できないが、移動相溶媒に水やアルコールを用いない条件下で液体クロマトグラフィーが行なわれる場合には、ポリスチレンゲル、ポリビニルアルコールゲル等の有機高分子ゲルやアガロース、セルロース等の多糖類を基剤とする担体材料を使用することも可能である。
【００２４】
また、前記Ａにて表される、多環芳香族官能基と担体材料との間に結合せしめられるスペーサー基としては、充填剤によるＰＣＢ類やフラーレン類に対する保持力の大部分が、多環芳香族官能基部分にて発現され、スペーサー基の違いによる影響を殆ど受けないところから、公知の各種の原子団が用いられ得る。そして、そのようなスペーサー基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等の直鎖炭化水素基が挙げられるが、それらに、エーテル結合、アミド結合、エステル結合、カルボニル基等の他、硫黄原子、窒素原子を含む官能基等が導入された原子団が用いられても、何等差し支えない。また、ここでは、スペーサー基を有する構造のものを例示したが、これだけに限定されるものではなく、前記多環芳香族官能基が、スペーサー基を介さずに、直接担体材料に結合せしめられていても、何等差し支えない。
【００２５】
そして、本発明では、前記担体材料に対する化学修飾が、縮合環の数が５〜１０である多環芳香族官能基にて行なわれるのである。けだし、多環芳香族官能基の縮合環の数が５より小さい場合には、充分な保持力が得られず、目的とする化合物を分離することが困難となるからであり、また多環芳香族官能基の縮合環の数が１０より大きい場合には、多環芳香族官能基が大きくなり、立体障害による反応阻害のために、担体への固定相の結合量が減少して、保持力が低下するからであり、更に縮合環の数の増加に従い、その天然に存在する量が少なくなるために、充填剤を製造する際に、必要量の多環芳香族化合物を得ることが困難となるからである。
【００２６】
また、そのような多環芳香族官能基としては、縮環数が５〜１０となるものであるならば、如何なるものをも採用され得るものであり、例えば、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレン基、ベンゾフルオランチニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピランスレニル基、デカシクレニル基、オバレニル基等が挙げられる。そして、これらの多環芳香族官能基は、環の歪みが少なくなることや環上のπ電子の共役が阻害されなくなることから、６員環のみで構成されていることが好ましいが、充填剤としての性能に影響を与えない範囲内で、例えば、前記ベンゾフルオランチニル基やデカシクレニル基のように５員環を構成環に含んでいたり、前記テトラフェニレン基のように８員環を構成環に含んでいたりしてもよい。また、多環芳香族官能基は、その環上において置換基を有していても、何等差し支えない。
【００２７】
ところで、本発明の対象とする充填剤中の固定相（多環芳香族官能基）の量は、溶質の保持時間に影響を与えるのであるが、一般に、その量が増加すると、溶質と固定相との相互作用が大きくなり、その結果として溶質の保持力が増大する。そして、この関連性はＰＣＢ類やフラーレン類についても同様に当てはめることが出来、固定相が多く結合せしめられてなる充填剤の使用により、ＰＣＢ類やフラーレン類に対する強い保持力が発揮され、その結果、それら化合物の分離が効果的に為され得る。つまり、ＰＣＢ類やフラーレン類に対する、より大きな保持力を有する充填剤を得るためには、出来るだけ多くの多環芳香族官能基が担体に結合せしめられることが望ましいのである。
【００２８】
一方、本発明の対象とする充填剤中の固定相の量の下限は、条件によって異なり、一概に決定されるものではないが、一般に、目的とする物質に対する保持力が有効に発揮されるのに充分な量があればよい。それ故、多環芳香族官能基を有する固定相にて担体を化学修飾する際に、その反応性が従来の充填剤における反応性に比べて多少悪いものであっても、本発明の対象とする充填剤に採用される固定相の溶質に対する保持力が強いところから、充分に使用され得るような充填剤が得られるのである。つまり、多環芳香族官能基にて化学修飾する際に、その多環芳香族官能基との反応性が悪くなるような担体であっても、従来の充填剤よりも有用な充填剤が得られることがあり、そのために、反応せしめられる担体の選択の幅が有利に広げられるのである。具体的には、例えば、従来の充填剤と比較して３倍の保持力を有する充填剤では、かかる充填剤の固定相の量が１／３となっても、従来の充填剤と同程度の保持力を有するのであり、それより固定相の量が多くなるようにされれば、保持力の改善された有用な充填剤となる。
【００２９】
そして、上述せる如き優れた特性を有する液体クロマトグラフィー用充填剤は、本発明に従って、特定の多環芳香族官能基を有するシリル化剤を担体に反応せしめる方法により、有利に製造されることとなるのである。
【００３０】
ここにおいて、かかる本発明手法の実施に際しては、例えば、先ず、所定の多環芳香族官能基に二重結合を有する置換基が導入される。そして、この二重結合を有する置換基の多環芳香族官能基への導入は、多環芳香族官能基に、例えばアリル基等の二重結合を有する置換基を導入することにより、具体的には、下記反応式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）に示される反応のようにすることにより、有利に行なうことが出来る。なお、ここで、Ａｒは多環芳香族官能基を、またＣｕＸはハロゲン化銅を表しており、以下の反応式でも同様である。
【００３１】
【化１】
0003717909.tif 000002
【００３２】
また、この二重結合を有する置換基の導入は、上記の反応に限られるものではなく、例えば下記反応式（１ｄ）〜（１ｇ）の如く行われてもよい。なお、ここでは二重結合を有する置換基として、４−ブテニル基の導入が行なわれている。
【００３３】
【化２】
0003717909.tif 000003
【００３４】
次いで、前記反応式（１ｃ）で得られた二重結合を有する多環芳香族官能基の二重結合部位に、下記反応式（２）に示される如く、白金触媒を用いてヒドロシラン（Ｈ−Ｓｉ）を付加せしめる、所謂ハイドロシリレーション反応をすることにより、シリル化剤が得られるのである。そして、この反応において、ヒドロシランの付加反応は、反マルコフニコフ型の付加が主として進行し、アルケン分子の末端に珪素原子が結合するように反応する。かかる方法は、シリル化剤への転化率が大きく、副反応が少ないために、目的とする構造のシリル化剤が得られ易いという利点がある。
【００３５】
【化３】
0003717909.tif 000004
【００３６】
また、こうして合成されたシリル化剤の反応性の置換基としては、クロロシラン（Ｓｉ−Ｃｌ）基等が挙げられるが、そのような反応性置換基は、珪素原子に結合可能な４つの置換基のうち、必ずしも一つだけに限られず、２個あるいは３個の反応性の官能基を有するシリル化剤も、担体の化学修飾に適用され得る。そして、このようなシリル化剤の反応性の官能基としては、珪素原子に塩素（−Ｃｌ）が結合せしめられてなるクロロシランに限らず、珪素原子に臭素（−Ｂｒ）、メトキシ（−ＯＣＨ3 ）、エトキシ（−ＯＣＨ2 ＣＨ3 ）、アルキルアミノ基（−ＮＲ2 ）等、担体表面に存在する水酸基等の活性部位と反応可能な官能基であれば、何れのものでも、本発明に適用され得るのである。
【００３７】
なお、シリル化剤の合成方法として、上記においては、ヒドロシランの二重結合への付加反応を用いた方法を例示したが、何等これに限定されるものでなく、例えば、二つ以上の反応性の官能基（主として塩素）を持つ有機化合物とグリニヤール試薬等の有機金属試薬を反応させる方法でも、シリル化剤を合成することができる。
【００３８】
そして、反応式（２）で得られた多環芳香族官能基を有するシリル化剤を、反応式（３）に示されるように、シリカゲル（ＨＯ−Ｓｉ）等の担体に反応せしめることにより、目的とする充填剤を得ることが出来るのである。
【００３９】
【化４】
0003717909.tif 000005
【００４０】
このように、本発明に従う製造方法は、有機珪素化合物（シリル化剤）に結合している官能基の違いにより種々の官能基を無機担体に結合できる有用な手法であり、目的とする充填剤が容易に得られるのである。
【００４１】
また、この本発明に従って製造される充填剤を用いて、ＰＣＢ類やフラーレン類を液体クロマトグラフィー分離すると、効果的にＰＣＢ類やフラーレン類を分離することが出来る。なお、そのようなＰＣＢ類やフラーレン類の液体クロマトグラフィー手法による分離操作には、従来と同様な操作乃至は条件が採用されることとなる。
【００４２】
すなわち、そのような分離操作にあっては、本発明に従って製造される充填剤を充填せしめたカラムに対して、ＰＣＢ類やフラーレン類は、所定の溶媒に溶解させた溶液として供給せしめられることとなる。ところで、ＰＣＢ類は、ヘキサン、イソオクタン等の炭化水素やトルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒によく溶解し、またフラーレン類は、トリクロロベンゼン、トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒や二硫化炭素によく溶解するものであるところから、分離精製する場合、ＰＣＢ類を溶解させる溶媒には、トルエン、ヘキサン等を、フラーレン類を溶解させる溶媒には、芳香族炭化水素系溶媒、二硫化炭素等を用いる方が、より高濃度の分離用試料溶液を調製することが可能となり、好ましい。
【００４３】
そして、この分離カラム内に溶液形態において供給されたＰＣＢ類やフラーレン類は、充填剤にて保持され、続いて、分離カラム内に流通せしめられる移動相溶媒にて、ＰＣＢ類やフラーレン類が順次溶出せしめられるのである。なお、移動相溶媒として、ＰＣＢ類については、ＰＣＢ類と同じ紫外線吸収領域を有しておらず、ＰＣＢ類をより有利に検出し得て、しかも試料と固定相との相互作用を阻害しないようにπ電子を有していないヘキサン、イソオクタン等の炭化水素溶媒が用いられることが好ましく、またフラーレン類については、例えばトルエン、ヘキサン、又はトルエンとヘキサンの混合溶媒、好ましくは二硫化炭素又は二硫化炭素とトルエンの混合溶媒が用いられる。そして、ＰＣＢ類やフラーレン類が、移動相溶媒によってそれぞれ個別に経時的に分離カラムから溶出せしめられ、この分離カラムから流出させられる溶出液を経時的に分離することにより、ＰＣＢ類やフラーレン類の各異性体或いは同素体を分離することが可能となるのである。
【実施例】
【００４４】
以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の幾つかの実施例を示すこととするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。
【００４５】
実施例  １
＜多環芳香族結合型充填剤の合成＞
多環芳香族結合型シリカゲル充填剤は、１）多環芳香族化合物への二重結合の導入、２）二重結合を有する多環芳香族化合物とクロロシランとの反応、３）シリカゲルとクロロシランとの反応という３段階の反応を経て、表１に示す固定相（多環芳香族官能基＋スペーサー基）構造を有する本発明例１〜３及び比較例１〜３の充填剤を合成した。なお、表１中において、本発明例１及び２の充填剤は、共に同じ固定相構造を有するが、これら充填剤を合成するに際して、固定相とシリカゲルとの反応率が相違せしめられており、区別するために、別の略号で示している。
【表１】
0003717909.tif 000006
【００４６】
（ａ）５−コロネニルペンチルジメチルシリル化充填剤の合成
＜コロネンアルデヒドの合成＞
先ず、コロネン：６．０ｇを６００ｍＬの二硫化炭素に溶解せしめたものに、四塩化チタン：３６ｍＬを加えた後、０℃の温度条件下で撹拌しながら、これにジクロロメチルメチルエーテル：３６ｍＬを５分間掛けて滴下した。滴下後、氷冷下で、３０分間撹拌し、更に室温で、１時間撹拌しながら反応させた。かかる反応後、氷を入れた分液ロートに反応溶液を移し、振とうしてから、有機層を分離した。そして、更に残渣の水層を、二硫化炭素で抽出して、これを先に分離した有機層と合わせて、硫酸ナトリウムで乾燥後、二硫化炭素を減圧留去して、コロネンアルデヒドの粗結晶を得た。ここで得られた疎結晶を、ソックスレー抽出器を用いて、キシレンで抽出することにより、キシレンに不溶性の固体を除去し、キシレンから再結晶して、目的とするコロネンアルデヒドを得た（収量：６．２ｇ）。なお、生成物の確認はＮＭＲを用いて行なった。
【００４７】
【化５】
0003717909.tif 000007
【００４８】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）
８．５−８．９５（１１Ｈ，ｍ，Ａｒ），１０．７１（１Ｈ，ｓ，−ＣＨＯ）
【００４９】
＜２−（１−ヒドロキシ−４−ペンテニル）コロネンの合成＞
マグネシウム：０．７３ｇとテトラヒドロフラン：２０ｍＬをフラスコに入れ、それに、アルゴン気流中で、４−ブロモ−１−ブテン：２．７ｇを加えて、グリニヤール試薬を調製した。また、上記で合成したコロネンアルデヒド：６．０ｇを、ベンゼンと共沸せしめて、水を除いたものを、テトラヒドロフランに分散させた。そして、これに、前記グリニヤール試薬を滴下した。そして、このグリニヤール試薬の滴下後、１時間、加熱還流しながら反応させた。かかる反応の後、得られた反応液を、室温まで冷却した後、それに水及び燐酸を加えて、トルエンで抽出した。得られたトルエン層を硫酸ナトリウムで乾燥した後、トルエンを減圧留去して、粗２−（１−ヒドロキシ−４−ペンテニル）コロネンを得た（収量：６．１ｇ）。
【００５０】
【化６】
0003717909.tif 000008
【００５１】
＜２−（１−クロロ−４−ペンテニル）コロネンの合成＞
上記で得られた粗２−（１−ヒドロキシ−４−ペンテニル）コロネン：１１．５ｇに、トリフェニルホスフィン：１０．５ｇと四塩化炭素：１００ｍＬとを加え、６時間、還流しながら反応させた。かかる反応後、反応液にエタノールを加え、更に１時間、還流して、過剰のトリフェニルホスフィンを分解した。そして、得られた反応液の溶媒を留去した後、トルエンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、粗２−（１−クロロ−４−ペンテニル）コロネンを得た（収量：７．５ｇ）。
【００５２】
【化７】
0003717909.tif 000009
【００５３】
＜１−コロネニル−４−ペンテンの合成＞
上記で得られた粗２−（１−クロロ−４−ペンテニル）コロネン：７．４ｇを、テトラヒドロフラン：１００ｍＬに分散させて、これにリチウムアルミニウムヒドリド：１．５ｇを加えた後、５時間、加熱還流しながら反応させた。そして、還流後、室温で、一夜、放置した。かかる反応後、反応液に、水を加えて、リチウムアルミニウムヒドリドを加水分解した後、目的とする化合物をベンゼンで抽出し、それを塩化カルシウムで乾燥した。得られたベンゼンを減圧留去した後、トルエン：ヘキサン＝１：１を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、目的とする１−コロネニル−４−ペンテンを得た（収量：５．８ｇ）。なお、得られた１−コロネニル−４−ペンテンの確認はＮＭＲで行なった。
【００５４】
【化８】
0003717909.tif 000010
【００５５】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）
２．１４（２Ｈ，ｔｔ，Ｊ＝７．７Ｈｚ，７．５Ｈｚ，−ＣＨ2ＣＨ2−Ａｒ），２．３５（２Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，７．０Ｈｚ，ＣＨ2＝ＣＨ−ＣＨ2），３．５４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．７Ｈｚ，ＣＨ2−Ａｒ），５．０９（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１０．３Ｈｚ［ｃｉｓ］，１．５Ｈｚ［ｇｅｍｉｎａｌ］，ＣＨ2＝ＣＨ−），５．１８（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１６．０Ｈｚ［ｔｒａｎｓ］，１．５Ｈｚ［ｇｅｍｉｎａｌ］，ＣＨ2＝ＣＨ−），６．００（１Ｈ，ｄｄｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，１０．３Ｈｚ，１６．０Ｈｚ，ＣＨ2＝ＣＨ−），８．３０−８．８８（１１Ｈ，ｍ，Ａｒ）．
【００５６】
＜５−コロネニルペンチルジメチルクロロシランの合成＞
次に、白金を触媒としたハイドロシリレーション反応により、上記で得られた１−コロネニル−４−ペンテンにクロロシランを反応させて、シリル化剤である５−コロネニルペンチルジメチルクロロシランを合成した。
【００５７】
すなわち、先ず、１−コロネニル−４−ペンテン：５ｇをベンゼン：１００ｍＬに溶解させ、これに塩化白金酸：２０ｍｇとジメチルクロロシラン：１０ｍＬを加えて、８０℃で、３時間、還流しながら、反応させた。そして、反応後、白金触媒を濾過して除去し、更に過剰のジメチルクロロシランとベンゼンを減圧留去して、目的とする５−コロネニルペンチルジメチルクロロシランを得た（収量：５．９ｇ）。なお、生成物の確認はＮＭＲで行なった。
【００５８】
【化９】
0003717909.tif 000011
【００５９】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）
０．３（６Ｈ，ｓ，Ｓｉ−ＣＨ3×２），０．８（２Ｈ，ｍ，Ｓｉ−ＣＨ2），１．５（２Ｈ，ｍ，−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ），１．８（２Ｈ，ｍ，−ＣＨ2ＣＨ2−Ａｒ），３．３（２Ｈ，ｔ，ＣＨ2−Ａｒ），８．３０−８．８８（１１Ｈ，ｍ，Ａｒ）
【００６０】
＜５−コロネニルペンチルジメチルシリル化充填剤の合成＞
次いで、上記で得られた５−コロネニルペンチルジメチルクロロシランをシリル化剤として、シリカゲルに反応させて、５−コロネニルペンチルシリル化充填剤を得た。
【００６１】
より詳細には、シリカゲル（粒子径：５μｍ、細孔径：１０ｎｍ、表面積：３００ｍ2 ／ｇ）：１重量部をトルエン：３０重量部に分散し、それに５−コロネニルペンチルジメチルクロロシラン：２重量部とピリジン：０．５重量部を加えた後、８時間、加熱還流しながら、反応させた。かかる反応の後、メタノールとクロロホルムの各々の１００重量部で順次吸引濾過洗浄し、５０℃で乾燥して、目的とする本発明例１の充填剤（ＣＯＰ−５−１）を得た。
【００６２】
なお、添加する５−コロネニルペンチルジメチルクロロシランを、上記の１／４に減量して、担体であるシリカゲルとシリル化剤との反応率を低下させた、本発明例２の充填剤（ＣＯＰ−５−２）も同様にして得た。
【００６３】
ところで、上記した反応以外にも、二重結合を有するコロネン誘導体を合成することが出来るのであり、その得られたコロネン誘導体とジメチルクロロシランとを反応させることにより、シリル化剤を得ることが出来る。例えばコロネンアルデヒドからビニルコロネンを経て、２−コロネニルエチルジメチルクロロシランは、以下の如く、合成することが出来る。
【００６４】
先ず、臭化メチルトリフェニルホスホニウム：３．６ｇを、テトラヒドロフラン：３０ｍＬに分散させ、それに、室温条件で、１．５Ｍのｎ−ブチルリチウム：６．７ｍＬを５分間掛けて滴下した。滴下後、室温において、２時間、撹拌した。これに、前記と同様にして合成したコロネンアルデヒド：３．３ｇをテトラヒドロフラン：５０ｍＬに分散せしめた溶液を加え、更に室温条件で、５時間、撹拌しながら、反応させた。かかる反応後、得られた反応液に、飽和塩化アンモニウム水溶液を加えたものを、エーテルで抽出した。そして、得られたエーテル層を、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して、粗結晶を得た。この粗結晶をジクロロメタン：１０ｍＬに溶解させ、ヘキサン：酢酸エチル＝４：１を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、ビニルコロネンを得た（収量：１．５ｇ）。
【００６５】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）
５．８４（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１０．９，１．５７Ｈｚ，＝ＣＨ2），６．２４（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１７．２，１．５７Ｈｚ，＝ＣＨ2），８．７（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１７．２，１０．９Ｈｚ，ＣＨ＝），８．７−９．２（１１Ｈ，ｍ，Ａｒ）
【００６６】
そして、１−コロネニル−４−ペンテンから５−コロネニルペンチルジメチルクロロシランを合成した際と同様にして、ビニルコロネン：１．５ｇを原料として、２−コロネニルエチルジメチルクロロシランを合成した（収量：１．９ｇ）。以下に、得られた生成物のＮＭＲの結果を示す。
【００６７】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）
０．２９（６Ｈ，ｓ，Ｓｉ−ＣＨ3×２），１．４４（２Ｈ，ｍ，ＣＨ2），３．７４（２Ｈ，ｍ，ＣＨ2），８．６−９．０（１１Ｈ，ｍ，Ａｒ）
【００６８】
そして、このようにして得られた２−コロネニルエチルジメチルクロロシランにしても、前記５−コロネニルペンチルジメチルクロロシランから本発明例１の充填剤を合成した場合と同様にして、シリカゲルと反応させることにより、目的とする充填剤を得ることが出来る。
【００６９】
（ｂ）３−ペリレニルプロピルジメチルシリル化充填剤の合成
＜ブロモペリレンの合成＞
先ず、ペリレン：１０．０ｇに四塩化炭素：８０ｍＬを加え、臭素：２．０ｍＬを３０ｍＬの四塩化炭素に溶解させた溶液を、１時間掛けて滴下した。そして、滴下の後、６時間撹拌しながら反応させた。かかる反応の後、室温で、一夜、放置した。四塩化炭素を減圧留去し、エタノールを加えて還流した。冷却した後、粗結晶を吸引濾過して回収した（収量：１１．５ｇ）。
【００７０】
【化１０】
0003717909.tif 000012
【００７１】
＜アリルペリレンの合成＞
次いで、アルゴン気流中、溶媒としてのテトラヒドロフランに、マグネシウム：０．９７ｇと、前記反応で得られたブロモペリレン：１１．５ｇとを反応させて、グリニヤール試薬を調製した。この際、反応を円滑に進行させるために、ヨウ化メチルを加えて反応を開始させた後、ブロモペリレンを添加する方法で行った。添加完了後、１時間還流しながら反応させた。そして、反応後、得られた反応液を、−２０℃まで冷却し、ヨウ化第一銅：３．８ｇを加え、直ちに、臭化アリル：７．３ｇを滴下した。滴下後、昇温しながら２時間反応した。反応後、１夜放置した。放置後、テトラヒドロフランを減圧留去し、燐酸水溶液を加えた後、トルエンで抽出し、シリカゲルオープンカラムクロマトグラフィーで精製して、目的とするアリルペリレンを得た（収量：５．１ｇ）。生成物の確認は、ＮＭＲで行なった。
【００７２】
【化１１】
0003717909.tif 000013
【００７３】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）
３．７５−３．９５（２Ｈ，ｍ，ＣＨ2−Ａｒ），４．９５−５．４５（２Ｈ，ｍ，ＣＨ2＝ＣＨ−），５．９０−６．３８（１Ｈ，ｍ，ＣＨ2＝ＣＨ−），７．３０−８．３５（１１Ｈ，ｍ，Ａｒ）
【００７４】
次に、前記５−コロネニルペンチルジメチルシリルを合成したときと同様にして、白金を触媒としたハイドロシリレーション反応により、上記で得られたアリルペリレンにクロロシランを反応させて、シリル化剤である３−ペリレニルプロピルジメチルクロロシランを合成した。
【００７５】
すなわち、先ず、アリルペリレン：５．０ｇを、ベンゼン：１００ｍＬに溶解させ、これに塩化白金酸：２０ｍｇとジメチルクロロシラン：１０ｍＬを加えて、８０℃で、３時間、還流しながら、反応させた。そして、反応後、白金触媒を濾過して除去し、更に過剰のジメチルクロロシランとベンゼンを減圧留去して、目的とする３−ペリレニルプロピルジメチルクロロシランを得た（収量：６．１ｇ）。なお、生成物の確認は、ＮＭＲで行なった。
【００７６】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）
０．２５（６Ｈ，ｓ，Ｓｉ−ＣＨ3×２），１．４（２Ｈ，ｍ，Ｓｉ−ＣＨ2），１．９（２Ｈ，ｍ，Ｓｉ−ＣＨ2ＣＨ2），３．１（２Ｈ，ｍ，ＣＨ2−Ａｒ），８．３−７．２（１１Ｈ，ｍ，Ａｒ）
【００７７】
そして、上記で得られた３−ペリレニルプロピルジメチルクロロシランをシリル化剤として、シリカゲルに反応させて、３−ペリレニルプロピルシリル化充填剤を得た。
【００７８】
より詳細には、シリカゲル（粒子径：５μｍ、細孔径：１０ｎｍ、表面積：３００ｍ2 ／ｇ）：１重量部をトルエン：３０重量部に分散し、それに、３−ペリレニルプロピルジメチルクロロシラン：１．７重量部とピリジン：０．５重量部を加えた後、８時間、加熱還流しながら、反応させた。かかる反応の後、メタノールとクロロホルムの各々の１００重量部で順次吸引濾過洗浄し、５０℃で乾燥して、本発明例３の充填剤（ＰＥＲ−３）を得た。
【００７９】
また、比較例１〜３の充填剤も、それぞれ対応する出発化合物から、本発明例の充填剤と同様にして合成を行なった。
【００８０】
そして、かくの如くして、それぞれ合成された各充填剤の元素分析値及び担体であるシリカゲルの表面に結合せしめられている固定相の量を測定し、その結果を、下記表２に示す。また、本実施例において用いられたシリカゲルは、１ｇ当り３００ｍ2 の表面積を有し、この表面積１ｍ2 当りに結合している固定相の量（μｍｏｌ）で示された値が表面反応率である。そして、この表面反応率が高い充填剤は、シリカゲルの表面に高い割合で固定相が結合せしめられていることを示している。なお、表面反応率の算出は、炭素の含有率から算出した。
【００８１】
【表２】
0003717909.tif 000014
【００８２】
実施例  ２
充填剤の疎水性および極性識別能の比較
前記実施例１において合成された各充填剤のそれぞれを、内径４．６ｍｍφ×長さ１５０ｍｍのクロマト管に詰めて、各種カラムを作製した。そして、その得られたカラムを用いて、各種試料溶液の液体クロマトグラフィーを行なうことにより、充填剤の疎水性及び極性識別能を評価した。
【００８３】
より詳細には、液体クロマトグラフィー装置は、送液ポンプ（ＬＣ−９Ａ型：株式会社島津製作所製）と、前記各充填剤が詰められたカラムと、試料注入を行なうループ式注入バルブ（レオダイン社製）と、紫外吸収検出器（ＳＰＤ−６Ａ型ＵＶ検出器：株式会社島津製作所製）とから構成されており、移動相溶媒の送液速度を、全て１．０ｍＬ／ｍｉｎの流速とした。また、紫外吸収検出器の検出感度を、０．０８〜０．１６ＡＵＦＳに設定し、更に検出波長を、２５４ｎｍに設定して、測定を行なった。なお、カラム温度を恒温水槽により調節して、分析温度が３０℃となるようにした。そして、溶出時間とピーク面積の計測には、データ処理装置（ＣＲ−５Ａ型：株式会社島津製作所製）を用いた。
【００８４】
また、移動相溶媒には、６０％メタノールを用い、試料には、安息香酸メチル、ベンゼン、トルエンの３種類の化合物を用いた。そして、これら試料を、２００μｇ／ｍＬの濃度となるように、メタノールに溶解せしめて、試料溶液を調製し、これを検出感度に合わせて１〜５μＬ、液体クロマトグラフィー装置に注入して、液体クロマトグラフィーを行なった。
【００８５】
そして、各充填剤による各試料の保持力を調べ、更にその保持力をもとにして、ベンゼンに対する安息香酸メチル或いはトルエンの分離係数を算出した。
【００８６】
【表３】
0003717909.tif 000015
【００８７】
すなわち、先ず、上記表３には、各種有機溶媒を移動相溶媒として用いた場合における各充填剤の与える溶質の保持力が、ｋ′値を指標として示されている。なお、一般に、カラム（充填剤）の保持特性を示す場合、試料をカラムに注入してから、カラムから溶出されたピークの頂上までの時間（保持時間）が用いられるが、この保持時間は、送液する移動相溶媒の流速が同一で、しかも用いられるカラムが同一である場合においてのみ、その相対的な評価が可能となるものであるために、充填剤が異なる複数のカラムの比較やカラムの大きさが違う場合、あるいは移動相溶媒の送液速度が異なる場合などにおいては、前記保持時間を比較しても、相対的な比較を行なうことが不可能となる。そのために、異なる条件のクロマトグラフィー分離の結果の比較においては、通常、次式のｋ′で表される値、即ち保持されない溶質の溶出時間に対する保持される化合物のカラム内に滞留する時間の割合で、各溶質の保持特性（保持力）が評価されることとなる。
ｋ′＝（ｔr−ｔo）／ｔo
【００８８】
但し、ｔr ：溶質の保持時間、ｔo ：保持されない溶質の溶出時間である。そして、かかるｋ′値を用いることにより、カラムの長さや太さ或いは流速の違い等による影響を無視することが出来るのであり、以て純粋に充填剤の特性評価を行なうことが可能となるのである。
【００８９】
また、分離係数は、二つの溶質の保持（ｋ′値）の比率を表す値であり、ピーク間の分離の程度を示す尺度の一つとされる。具体的には、
分離係数＝一つの溶質のｋ′値／他の溶質のｋ′値
で求められる。従って、分離係数或いは分離係数の逆数が大きな値となる場合には、充填剤が二つの溶質をよく分離する性質を持っていると判断できる。
【００９０】
そして、かかる表３からも明らかなように、本発明に従って製造される充填剤は、その疎水性が強められているところから、疎水性基を有する化合物を、より長く保持するのである。詳細には、トルエンのメチル基は疎水性基であり、メチル基を持たないベンゼンに対するトルエンの分離係数が大きいほど充填剤の試料に対する疎水性の認識能が大きいことを示しており、固定相の担体に対する反応率を低下させた本発明例２の充填剤（ＣＯＰ−５−２）を除く、多環芳香族官能基を有する固定相が結合せしめられた充填剤（ＣＯＰ−５−１、ＰＥＲ−３、ＰＹＥ、ＮＥ）では、多環芳香族官能基を構成する環の数が増加すればするほど、ベンゼンに対するトルエンの分離係数が大きくなる傾向を示し、シリカゲルを化学修飾している官能基たる多環芳香族官能基における環の数が増加すると、疎水性の大きな試料が、より長く保持されることが明らかとなった。
【００９１】
また、本発明に従って製造される充填剤は、電子吸引性基を有する化合物に対する保持力も強められている。詳細には、安息香酸メチルは、電子吸引性の官能基を有しており、ベンゼンに対する安息香酸メチルの分離係数は、その値が大きいほど、電子吸引性の官能基をもつ試料に対する保持が大きいことを示しており、比較例１の充填剤（ＰＹＥ）を用いた場合よりも、本発明例１の充填剤（ＣＯＰ−５−１）や本発明例３の充填剤（ＰＥＲ−３）を用いた場合の方が、ベンゼンに対する安息香酸メチルの分離係数が大きくなり、担体であるシリカゲルに結合している多環芳香族官能基を構成する環の数が多いほど、電子吸引性の官能基を有する試料がより長く保持されることが明らかとなった。
【００９２】
このように、固定相中に含まれる多環芳香族官能基を構成する環の数が多いほど、試料に対する疎水性の認識能及び電子的な相互作用とが向上せしめられるのであり、以て疎水性による分離能力に加えて、電子的な相互作用により、化合物を効率的に分離し得るのである。従って、本発明に従って製造される充填剤を用いることにより、Ｃ18系カラムのように主として疎水性によってのみ試料を識別、分離する充填剤では分離が困難であった化合物群も、効果的に分離を行ない得ることが推定されるのである。
【００９３】
実施例  ３
この実施例では、各種の充填剤によるＰＣＢ類に対する分離能について、比較検討を行なうこととする。具体的には、先ず、ＰＣＢ類試料として、２位や６位に塩素原子を有しない、４個の塩素原子で置換されたＰＣＢである３，３′，４，４′−テトラクロロビフェニル（ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．７７）、２位に１個の塩素原子を有し、４個の塩素原子で置換されたＰＣＢである２，３，４，４′−テトラクロロビフェニル（ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．６６）、２位や６位に塩素原子を有さず、６個の塩素原子で置換されたＰＣＢである３，３′，４，４′，５，５′−ヘキサクロロビフェニル（ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．１６９）、２位と６位に４個の塩素原子を有し、６個の塩素原子で置換されたＰＣＢである２，２′，４，４′，６，６′−ヘキサクロロビフェニル（ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．１５５）を用意し、これらを、それぞれの濃度が１ｍｇ／ｍＬの濃度となるようにトルエンに溶解せしめて試料溶液として調製し、ＰＣＢ類の検出感度に合わせて、１μＬ〜１０μＬ程度に増減して用いた。なお、用いられたＰＣＢ試料は、米国公衆保健局疾病予防センターから提供されたものであり、以下の実施例でも同様である。
【００９４】
また、充填剤として、下記表４に示される充填剤を、前記実施例２と同様なカラムに詰めて、それを用いて、前記で調製した各種試料溶液について、液体クロマトグラフィーを行なった。なお、液体クロマトグラフィーに用いた装置及びその条件は、実施例２と同様であった。但し、移動相溶媒は、ヘキサンを用い、紫外吸収検出器の検出波長は、２２０ｎｍに設定した。
【００９５】
そして、その結果として、保持特性の指標であるｋ′値を求め、下記表４に示した。また、ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．６６のＰＣＢのｋ′値に対するＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．７７のＰＣＢのｋ′値の比、及びＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．１５５のＰＣＢのｋ′値に対するＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．１６９のＰＣＢのｋ′値の比を、分離係数として算出し、下記表４に併せ示した。
【００９６】
【表４】
0003717909.tif 000016
【００９７】
かかる表４に示される結果から明らかなように、毒性の強くないＰＣＢ類に対する、毒性の強いＰＣＢ類の分離係数、換言すればビフェニル骨格の２位や６位に塩素原子を有しているＰＣＢ類に対する、ビフェニル骨格の２位や６位に塩素原子を有していないＰＣＢ類の分離係数は、固定相中に含まれる多環芳香族官能基の環の数が増加すればするほど、大きくなる傾向を示し、従来から用いられているＰＹＥよりも、コロネンやペリレンを担体に結合せしめた本発明例の充填剤（ＣＯＰ−５−１、ＰＥＲ−３）の方が、分離係数が大きくなっているのであり、本発明に従って製造される充填剤が、毒性の強いＰＣＢ類を、毒性の強くないＰＣＢ類より一層長く保持して、それらＰＣＢ類の異性体を効果的に分離し得ることが示されたのである。
【００９８】
また、コロネンを担体に結合させた充填剤では、固定相と担体との反応率が低くても、ＰＣＢ類が有利に分離出来るのである。詳細には、例えば本発明例２の充填剤（ＣＯＰ−５−２）では、前記表１に示されるように、炭素含有率が４％であるが、ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．１５５のＰＣＢに対する、ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．１６９のＰＣＢの分離係数は２０以上となり、コロネンを担体に結合させた充填剤は、４％程度の低い炭素含有率のもの、即ち担体に結合せしめられた固定相の量が少ないものでも、従来型の充填剤よりも、ＰＣＢ異性体に対する高い分離性能が得られたのである。
【００９９】
さらに、多環芳香族官能基（コロネニル基）がメチレン基５個から構成されたスペーサー基で担体に結合せしめられた本発明例１の充填剤（ＣＯＰ−５−１）と、多環芳香族官能基（ピレニル基）がメチレン基３個から構成されたスペーサー基で担体に結合せしめられた本発明例３の充填剤（ＰＥＲ−３）とを比較したところ、多環芳香族官能基と担体とを結合するスペーサー基が、ＰＣＢ異性体の認識能の発現や、前記実施例２の表３に示したベンゼン誘導体の分離能、後述する実施例６に示すフラーレン誘導体の分離能に及ぼす影響は少なく、それら充填剤が、２位や６位に塩素原子が結合していない毒性の強いＰＣＢ類をより長く保持するという特性は、固定相中に含まれる多環芳香族官能基の特性によってのみ発現していると考えられる。従って、多環芳香族官能基と担体とを結合しているスペーサー基は、その鎖長が違っていても、或いはメチレン基の他に、エステル、アミド、エーテル等の官能基がスペーサ基に導入されていても、２位や６位に塩素原子を有していない、毒性の強いＰＣＢ類を、２位や６位に塩素原子を有する、毒性の強くないＰＣＢ類よりも長く保持し得ると推定されるのである。
【０１００】
実施例  ４
ＰＣＢ類異性体の分離
前述したように、ＰＣＢ類の毒性は、一般に、そのビフェニル骨格の２位や６位に結合している塩素原子の数が多くなればなるほど、毒性が減少する傾向があるために、通常、試料中に含有されているＰＣＢ類の毒性を正確に評価するためには、２位や６位に塩素原子を有していないＰＣＢ類と、２位や６位に塩素原子を有しているＰＣＢ類を分離することの出来る充填剤が有効である。
【０１０１】
そこで、本実施例では、本発明例１の充填剤（ＣＯＰ−５−１）が、２位や６位に塩素原子を有してない、毒性の強いＰＣＢ類をより長く保持し、それと２位や６位に塩素原子を有している、毒性の強くないＰＣＢ類との分離が、効果的に行なわれ得るものであることを明らかとする。
【０１０２】
先ず、ここでは、分離する試料として、結合している塩素原子数が４〜６個のＰＣＢ類を用い、それらを、結合している塩素原子数が同じであるものに区分し、更にそれぞれを、ビフェニルの２位及び６位に塩素原子が結合していないもの（Ｃグループ）、ビフェニルの２位或いは６位に塩素原子が１個結合しているもの（Ｍグループ）、ビフェニルの２位或いは６位に塩素原子が２個以上結合しているもの（Ｏグループ）の、３つのグループに分けた。
【０１０３】
次いで、これらグループ分けされたＰＣＢ類のそれぞれを実施例３と同様に、濃度が１ｍｇ／ｍＬの濃度となるようにトルエンに溶解せしめて試料溶液として調製した。
【０１０４】
そして、充填剤として、本発明例１の充填剤及び比較対象としての比較例２の充填剤とを、それぞれ前記実施例２と同様なカラムに詰めて、それを用いて、前記で調製した各種試料溶液について、液体クロマトグラフィーを行ない、それぞれの溶出時間を、下記表５に示した。なお、液体クロマトグラフィーに用いた装置及びその条件は、実施例３と同様であり、試料溶液は、検出感度に合わせて、１μＬ〜１０μＬ程度に増減して用いた。
【０１０５】
【表５】
0003717909.tif 000017
【０１０６】
かかる表５に示される結果から明らかなように、本発明例１の充填剤（ＣＯＰ−５−１）を用いた場合には、結合している塩素原子数が同じＰＣＢ異性体同士で比較すると、２位及び６位に塩素原子を有していないＰＣＢ異性体（グループＣ）の溶出時間の方が、２位或いは６位に塩素原子を有しているＰＣＢ異性体（グループＭ、グループＯ）の溶出時間より長く、それらグループＣとグループＭ及びグループＯとが、有利に分離され得ることが示された。一方、比較例１の充填剤（ＰＹＥ）を用いた場合には、結合している塩素原子数が同じＰＣＢ異性体同士で比較すると、２位及び６位に塩素原子を有していないＰＣＢ異性体（グループＣ）の溶出時間と２位或いは６位に塩素原子を有しているＰＣＢ異性体（グループＭ、グループＯ）の溶出時間とに余り差がなく、分離が不十分であることが示された。
【０１０７】
また、図１及び図２には、それぞれ、本発明例１の充填剤及び比較例１の充填剤を用いて、７２種のＰＣＢ類の異性体混合物を、同時分離した際のクロマトグラムを示した。なお、かかる図１、図２において、ピークの上に記載されている数字は、そのピークを与えるＰＣＢ類のＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．を表している。また、液体クロマトグラフィー装置及び条件は、上記と同様であり、試料溶液は、ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．が、2,3,11,12,13,14,15,22,28,33,35,36,37,38,39,41,44,47,49,52,56,60,66,74,77,78,79,80,81,87,99,101,105,110,114,118,122,126,127,130,137,138,146,151,153,154,156,157,158,167,169,170,172,174,177,178,180,182,183,187,189,191,193,194,195,196,197,201,203,204,206,209であるＰＣＢの標準品を、トルエンで、濃度が５００μＬ／ｍＬとなるように希釈して、合計８μＬ注入した。
【０１０８】
そして、かかる図１及び図２からも明らかなように、本発明例１の充填剤（ＣＯＰ−５−１）を用いることにより、毒性の強いＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．７７、１２６、１６９のＰＣＢが完全に分離されているのに対して、比較例１の充填剤（ＰＹＥ）を用いた場合には、毒性の強いＰＣＢ類に対する保持が不充分で、その結果、それらの分離が不完全なものとなっているのである。
【０１０９】
また、前記表５において、本発明例１の充填剤（ＣＯＰ−５−１）を用いて、液体クロマトグラフィーを行なった場合に、結合している塩素原子の数が４個であるＰＣＢ類の内、毒性の強いグループＣと、毒性の強くないグループＭ或いはグループＯとの間で、溶出時間が一部重複し、グループの分離が完全に出来ていないことが示されているが、図１に示されるように、本発明例１の充填剤を用いて、液体クロマトグラフィーを行なった場合には、結合している塩素原子数が４個であるＰＣＢ異性体の中で、最も強い毒性を有する３，３′，４，４′−テトラクロロビフェニル（ＩＵＰＡＣ  Ｎｏ．７７）は、略完全に分離されており、毒性の大きなＰＣＢ異性体が効果的に分離され得ることが示された。
【０１１０】
実施例  ５
この実施例では、本発明に従って製造される充填剤を用いることにより、効果的にフラーレン類を分離することが可能であることを明らかとするために、既存の充填剤と本発明に従って製造される充填剤とを用いた場合のフラーレンの保持力と分離係数に関して比較を行ない、その結果を、下記表６に示した。
【０１１１】
なお、この実施例において、充填剤によるフラーレン類の保持特性を評価するために用いられる試料としては、フラーレン混合粉末（商品名 Refined  Ｃ60／Ｃ70：真空冶金製）を分離精製して得られたフラーレンが用いられた。詳細には、前記フラーレン混合粉末は、フラーレン類を含むススからフラーレン同素体あるいは異性体を抽出した後、乾燥させたものであり、Ｃ60、Ｃ70以外に少量の高次フラーレンを含有しているところから、それら高次フラーレンを分離除去して、Ｃ60とＣ70を分取精製して標準品とした。そして、得られた標準フラーレンを濃度が０．３〜１ｍｇ／ｍＬ程度となるようにトルエンで希釈して試料溶液とした。また、分析は、調製した標準試料をマイクロシリンジを用いて必要に応じて１μＬ〜５μＬ注入することで行った。なお、移動相溶媒には、トルエンを用いた。但し、Ｃ18型充填剤は、トルエンを移動相溶媒を用いると、フラーレン類を保持し得ないために、充填剤にＣ18型充填剤を用いた場合のみ、フラーレン類に対して貧溶媒であるヘキサンを用いた。また、フラーレンの検出波長は２８５ｎｍとした。
【０１１２】
【表６】
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【０１１３】
かかる表６に示される結果からも明らかなように、本発明に従って製造される充填剤を用いることにより、効果的にフラーレン類が分離され得たのである。即ち、従来から用いられている比較例１〜３の充填剤では、Ｃ60に対するＣ70の分離係数が２以下であるのに対して、本発明例１〜３の充填剤を用いた場合では、何れも、分離係数が２以上となり、フラーレン類の構成炭素数の違いを、従来から用いられている充填剤より高く識別する特性を有していることが確認されたのである。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明に従って製造される充填剤を用いて、ＰＣＢ類の異性体混合物を液体クロマトグラフィーにより分離した結果を示すクロマトグラムである。
【図２】比較例の充填剤を用いて、ＰＣＢ類の異性体混合物を液体クロマトグラフィーにより分離した結果を示すクロマトグラムである。
【図１】
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【図２】
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