(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質担体の孔内外表面に、アミロース誘導体がアミロースの６位の水酸基の一部で、イソシアナート基を有するシラン処理剤(A1)を介して、またはシラン処理剤（A2）と架橋剤としての多官能イソシアナート誘導体（Ｂ）とを介して化学結合した物質であって、下記の一般式（１）で表される構造を主構造とする物質。
【化１】
0003666023.tif 000016
（式中、ＲはＲa，
【化２】
0003666023.tif 000017
のいずれかであり、Ｒaは置換もしくは非置換アルキル基、置換もしくは非置換フェニル基、及び置換もしくは非置換複素環式基の中から選ばれた置換基である。下記式
【化３】
0003666023.tif 000018
で表される基は、多孔質担体表面にアミロース誘導体がイソシアナート基を有するシラン処理剤（A1）を介して結合している場合には、該シラン処理剤（A1）由来のケイ素原子と該シラン処理剤（A1）のイソシアナート基由来の−ＮＨＣＯ−基との間の基を意味し、多孔質担体にアミロース誘導体がシラン処理剤（A2）と架橋剤としての多官能イソシアナート誘導体（Ｂ）とを介して結合している場合には、該シラン処理剤（A2）由来のケイ素原子と該多官能イソシアナート誘導体（Ｂ）の１つのイソシアナート基に由来する−ＮＨＣＯ−基との間の基を意味する。前記Ｒbは置換もしくは非置換メチレン基、置換もしくは非置換フェニレン基、ヘテロ原子、−ＮＨ−基またはカルボニル基を示す。前記ｍ2は共有結合しているＲbの総数を意味し、１〜２０の整数を示す。ｍ1はアミロース誘導体の平均重合度を意味し、平均で３〜１０００の整数を示す。Ｚはシラン処理剤（A1）または（A2）由来のケイ素原子に結合している基を意味し、多孔質担体表面の基に由来する基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アルキル基、フェニル基、シラン処理剤に由来する基のいずれかを示す）
【請求項２】
多孔質担体がシリカゲルである請求項１記載の物質。
【請求項３】
下記式（２）
【化４】
0003666023.tif 000019
（式中、Ｒ1は
【化５】
0003666023.tif 000020
を示す。ｍ1はアミロース誘導体の平均重合度を意味し、平均で３〜１０００の整数を示す。Ｅｔはエチル基を示す）
で表される物質である請求項１記載の物質。
【請求項４】
アミロースの６位の水酸基の一部あるいは全部を保護基を用いて保護し、残りの水酸基に請求項１記載の一般式（１）における置換基Ｒaを導入した後、前記保護基をはずし、６位の水酸基の一部で、イソシアナート基を有するシラン処理剤（A1）を介して、またはシラン処理剤（A2）と架橋剤としての多官能イソシアナート誘導体（Ｂ）とを介して多孔質担体の孔内外表面に化学結合させることを特徴とする請求項１記載の物質の製造法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかの項に記載の物質を有効成分とするクロマト用充填剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、新規物質、その製造法及び用途に関し、詳しくは水酸基の一部または全部に特定の置換基が導入されたアミロース誘導体を、その６位の水酸基で架橋剤を介して多孔質担体と化学結合させた新規物質、その製造法及び該新規物質を主成分とするクロマト用分離剤に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
これまでに、シリカゲルにセルロースやアミロースなどの多糖またはその誘導体を物理的方法により担持させたクロマト用分離剤が光学分割に有用なことは知られている。しかしながら、この化合物は耐溶媒性が低く、液体クロマトグラフィー法等に用いる場合、使用する溶離液が限られるため、多糖の有用性を十分に引き出せない。さらに、汚染されたカラムを洗浄する場合の洗浄液も制限されるため、カラム劣化の原因を引き起こすという問題がある。また、これまでに上記問題点を克服するために、多糖誘導体をシリカゲルに化学結合させた化合物も知られている。しかしこの場合、シリカゲルに化学結合させる部位が選択できないため、多糖自体の高次構造に影響を与え、多糖の持つ有用な性質の低下を招いている。さらに、結合部位が不特定であることに起因して、得られるシリカゲル化合物の品質のばらつきが大きい等の欠点があった。
【０００３】
そこで、本発明者らはこの課題を解決すべく検討した結果、クロマト用分離剤として用いた場合、アミロースの６位水酸基が光学分割にあまり関与していないこと見出した。そこで、例えば多孔質担体としてシリカゲルを用い、その孔内外表面にアミロース誘導体が、その６位の水酸基の一部で架橋剤を介して化学結合した化合物を合成し、この化合物のクロマト用分離剤としての有用性について検討を重ね、本発明を完成したのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、多孔質担体の孔内外表面に、アミロース誘導体がアミロースの６位の水酸基の一部で、イソシアナート基を有するシラン処理剤（A1）を介して、またはシラン処理剤（A2）と架橋剤としての多官能イソシアナート誘導体（Ｂ）とを介して化学結合した物質であって、下記の一般式（１）で表される構造を主構造とする物質を提供する。
【化６】
0003666023.tif 000002
（式中、ＲはＲa，
【化７】
0003666023.tif 000003
のいずれかであり、Ｒaは置換もしくは非置換アルキル基、置換もしくは非置換フェニル基、及び置換もしくは非置換複素環式基の中から選ばれた置換基である。下記式
【化８】
0003666023.tif 000004
で表される基は、多孔質担体表面にアミロース誘導体がイソシアナート基を有するシラン処理剤（A1）を介して結合している場合には、該シラン処理剤（A1）由来のケイ素原子と該シラン処理剤（A1）のイソシアナート基由来の−ＮＨＣＯ−基との間の基を意味し、多孔質担体にアミロース誘導体がシラン処理剤（A2）と架橋剤としての多官能イソシアナート誘導体（Ｂ）とを介して結合している場合には、該シラン処理剤（A2）由来のケイ素原子と該多官能イソシアナート誘導体（Ｂ）の１つのイソシアナート基に由来する−ＮＨＣＯ−基との間の基を意味する。前記Ｒbは置換もしくは非置換メチレン基、置換もしくは非置換フェニレン基、ヘテロ原子、−ＮＨ−基またはカルボニル基を示す。前記ｍ2は共有結合しているＲbの総数を意味し、１〜２０の整数を示す。ｍ1はアミロース誘導体の平均重合度を意味し、平均で３〜１０００の整数を示す。Ｚはシラン処理剤（A1）または（A2）由来のケイ素原子に結合している基を意味し、多孔質担体表面の基に由来する基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アルキル基、フェニル基、シラン処理剤に由来する基のいずれかを示す）
【０００５】
本発明は、また、アミロースの６位の水酸基の一部あるいは全部を保護基を用いて保護し、残りの水酸基に前記一般式（１）における置換基Ｒaを導入した後、前記保護基をはずし、６位の水酸基の一部で、イソシアナート基を有するシラン処理剤（A1）を介して、またはシラン処理剤（A2）と架橋剤としての多官能イソシアナート誘導体（Ｂ）とを介して多孔質担体の孔内外表面に化学結合させることを特徴とする上記物質の製造法を提供する。
【０００６】
本発明は、さらに、上記物質を有効成分とするクロマト用充填剤を提供する。
【０００７】
なお、上記一般式（１）で表される化合物において、ｍ1個存在する６位の炭素の少なくとも１個所は、上記式に示したように、シラン処理剤または架橋剤の末端と結合しており、残りの６位の炭素はＯＲであるが、これは略してある。
【０００８】
以下に、本発明の新規物質の１例として、下記の一般式（２）で表される化合物について、その製造法の１例と共に具体的に説明する。
【化９】
0003666023.tif 000005
（式中、Ｒ1は
【化１０】
0003666023.tif 000006
を示す。ｍ1は前記と同じ。Ｅｔはエチル基を示す）
【０００９】
なお、上記一般式（２）で表される化合物において、ｍ1個存在する６位の炭素の少なくとも１個所は、上記式に示したように、架橋剤末端と結合しており、残りの６位の炭素はＯＲであるが、これは略してある。まず、アミロースの６位の水酸基にトリチル基を導入して保護し、続いて残りの水酸基を修飾剤として３，５−ジメチルフェニルイソシアナートを用いて置換した。次に、得られたアミロース誘導体のトリチル基を酸に浸漬してはずし、表面処理したシリカゲルにコーティングした後、架橋剤としてジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアナートを用いてアミロースの６位の水酸基と表面処理シリカゲルを化学結合させることによって目的とする上記一般式（２）で表される新規物質を得た。この場合の反応スキームを以下に示す。なお、一般式（２）で表される化合物において、ｍ1個存在する６位の炭素の少なくとも１個所は、上記式に示したように、架橋剤末端と結合しており、残りの６位の炭素はＯＲであるが、これは略してある。
【００１０】
【化１１】
0003666023.tif 000007
【００１１】
この方法により合成した上記一般式（２）で表される本発明の新規化合物は、多孔質シリカゲル孔内外表面に糖部の６位の水酸基の一部で、架橋剤を介して化学結合したものであり、前記の課題を解決したものである。
【００１２】
本発明に用いられるアミロースとは、合成アミロース、天然アミロースのいずれであってもよい。また、アミロース含量の高い澱粉も使用することができる。これらアミロースの数平均重合度としては３以上であり、上限については特に制限はないが、取扱いの点から１０００程度が好ましい。
【００１３】
また、本発明に使用する多孔質担体は、多孔質無機担体や多孔質有機担体であり、具体的にはシリカゲル，けいそう土，多孔質ガラス，ヒドロキシアパタイト，アルミナ，酸化チタン，マグネシア等の多孔質無機担体やポリアクリルアミド、ポリアクリレート等の多孔質有機担体があり、特にシリカゲルが好ましい。シリカゲルとしては、その粒径が１〜１０００μｍ、好ましくは２〜１００μｍであり、平均孔径は１０オングストローム〜１００μｍ、好ましくは５〜５００ｎｍのものが用いられる。なお、多孔質担体として多孔質膜を使用して新規なクロマト用分離膜とすることも可能である。
【００１４】
本発明中のシリカゲルへの表面処理剤としては、アミノ基を持つもの、水酸基をもつもの、メルカプタン基を持つものが好ましいが、従来シランカップリング剤として市販されているものや下記の一般式で示されるものを用いて、架橋剤が結合できるよう合成したものであってもよい。なお、前記一般式中のＲbは、置換もしくは非置換メチレン基、置換もしくは非置換フェニレン基、ヘテロ原子等が共有結合したものを示すが、具体的には下記に示すシラン処理剤の側鎖の一部あるいはスペーサー（架橋剤）とシラン処理剤が化学結合したものの一部を示す。
【００１５】
【化１２】
0003666023.tif 000008
【００１６】
【化１３】
0003666023.tif 000009
【００１７】
【化１４】
0003666023.tif 000010
【００１８】
【化１５】
0003666023.tif 000011
【００１９】
【化１６】
0003666023.tif 000012
【００２０】
【化１７】
0003666023.tif 000013
【００２１】
【化１８】
0003666023.tif 000014
【００２２】
上記各式中、ｎ1は１〜３の整数、Ｒ1は水素原子または炭素数１〜２０程度のアルキル鎖またはその誘導体、Ｒ2は炭素数１〜２０程度のアルキル鎖またはその誘導体、Ｘは炭素数１〜１０の置換もしくは非置換アルコキシ基，ハロゲン原子（好ましくは塩素原子），水酸基，または置換もしくは非置換フェノキシ基（但し、Ｘの少なくとも１つは炭素数１〜１０の置換若しくは非置換アルコキシ基である）、Ｙはハロゲン原子をそれぞれ示す。本発明の新規物質を製造する場合におけるシリカゲルへの表面処理は、公知の方法で行うことができる。
【００２３】
架橋剤としてはアミロースの水酸基と表面処理シリカゲルとを化学結合できるものであればよく、つまり１分子中に２個以上の官能基を持っている化合物であればよいが、本発明では多官能のイソシアナート誘導体を用いる。多官能のイソシアナート誘導体としては、脂肪族あるいは芳香族多官能イソシアナートが挙げられる。例示すれば、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアナート、テトラメチレン−１，４−ジイソシアナート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアナート、２，４−トリレンジイソシアナート等のジイソシアナートがある。また、これらジイソシアナートを用いてアミロースと表面処理シリカゲルとを化学結合させる方法は従来公知の方法で行うことができる。
【００２４】
また、架橋剤を使用しないで前記シリカゲルへの表面処理剤として例示した化合物のうち５番目の化合物のようにイソシアナート基を有する処理剤を直接用いてシリカゲルに化学結合させることも可能である。ここで述べる架橋率とは、架橋剤と糖水酸基が１：１で反応すると仮定してアミロース全水酸基数に対する架橋剤の反応率に相当する値である。
【００２５】
上記一般式（１）で表される化合物のアミロース水酸基の一部もしくは全部に導入される置換基（Ｒa）は該水酸基を修飾するものであり、アミロース部１分子中の水酸基に２種以上の異なる置換基を導入することもできる。該置換基は置換もしくは非置換アルキル基、置換もしくは非置換フェニル基及び置換もしくは非置換複素環式基の中から選ばれ、具体的にはメチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基，ｔ−ブチル基，フェニル基，メチルフェニル基，ジメチルフェニル基，エチルフェニル基，ジエチルフェニル基，トリメチルシリルフェニル基，アルコキシフェニル基，ジアルコキシフェニル基，ハロゲン化フェニル基，ジハロゲン化フェニル基，フェニルアゾフェニル基，ナフタレン基，アントラセン基，ピリジル基，フリル基等が挙げられる。上記一般式（１）の糖部水酸基へのこれら置換基の導入法は従来公知の方法で行うことができる。
【００２６】
化学結合するアミロース誘導体の量はシリカゲルに対して１〜５０％、好ましくは５〜３０％である。
【００２７】
【実施例】
以下に実施例を示して本発明を詳しく説明する。
実施例１
一般式（２）で表される新規物質の合成
（１−１）アミロースのトリチル化及びカーバメート誘導体の合成
アミロース（林原社製、商品名：アミロースＢ）３ｇ及びトリチルクロライド１０．３ｇを２００ｍｌ三ッ口ナスフラスコ中で６０℃にて２時間真空乾燥させた後、無水ピリジン６０ｍｌを加えて８０℃で窒素下２９時間反応させた。一部アミロースをサンプリングし、ＩＲスペクトルによりトリチル化されていることを確認し、６−Ｏ−トリチルアミロースを得た。
【００２８】
次に、この反応液に３，５−ジメチルフェニルイソシアナート９．５５ｇを添加し、９０℃で２４時間反応させることにより、残りの水酸基を置換した。一部をサンプリングし、ＩＲスペクトルにより１７１０ｃｍ-1にカルボニル基の伸縮振動が認められた。この反応液をメタノール１リットル中に落とし込み、沈殿物をメタノールで数回洗浄後、１％ＨＣｌ−メタノール溶液４００ｍｌ中に沈殿物を落とし、室温で１晩攪拌させることによりトリチル基を切断した。得られた沈殿物を中性になるまで洗浄、濾過を繰り返し、真空乾燥して３．８５ｇの沈殿物を得た。1Ｈ−ＮＭＲ（溶媒：ピリジン−ｄ５、５００ＭＨｚ、基準物質ＴＭＳ、温度８０℃）よりアミロースの２，３位の炭素に結合した３，５−ジメチルフェニルカーバメート由来のメチルプロトン（１．９０−２．００ｐｐｍ）とアミロースの６位の炭素に結合した３，５−ジメチルフェニルカーバメート由来のメチルプロトン（２．２３ｐｐｍ）との面積比より６位の水酸基が５割程度残っていることが確認された。このようにして６位の水酸基が一部未修飾のアミロースカーバメート誘導体を合成した。
【００２９】
（１−２）アミロースカーバメート誘導体のシリカゲルへの固定化（架橋率３％）
予め活性化（１８０℃、２時間真空乾燥）しておいたシリカゲル（ダイソー社製、平均孔径１００ｎｍ、粒径７μｍ）に常法により３−アミノプロピルトリエトキシシランを結合させて得られた表面処理シリカゲル３．３ｇを上記（１−１）で得られたアミロースのカーバメイト誘導体をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１０ｍｌに溶解した溶液中に分散させ、次にＴＨＦを留去させることにより表面処理シリカゲルにアミロースのカーバメイト誘導体をコーティングした。このアミロースのカーバメイト誘導体をコーティングした表面処理シリカゲルに無水トルエン１０ｍｌ、無水ピリジン２ｍｌ、ジフェニルメチレン−４，４’−ジイソシアナート０．０１５ｇを添加し９０〜１００℃で５時間反応後、さらに残りの水酸基を３，５−ジメチルフェニルイソシアナート０．４６ｇを添加して３０時間反応させることにより置換した。
【００３０】
反応停止後、ガラスフィルターＧ４で濾過し、ＴＨＦ、メタノール、アセトン、ヘキサンで洗浄し、シリカゲルに未結合のアミロース誘導体を除いた。６０℃で２時間の真空乾燥後の重量は３．４５ｇであった。得られた表面処理シリカゲルのＩＲスペクトルより１７１０ｃｍ-1にカルボニル基の伸縮振動が認められたことにより、シリカゲルへの結合を確認した。これをクロマト用分離剤として使用し、各種ラセミ化合物に対する分離剤としての評価を行った。結果を第１表に示す。なお、第１表中αは分離係数であり、下式により求められる。ｋ1及びｋ2は保持容量比であり、それぞれ下式により求められる。
【００３１】
α（分離係数）＝ｋ2（保持容量比）／ｋ1（保持容量比）
ｋ1（保持容量比）
＝［（先に溶出してきた対掌体の保持時間）−デッドタイム］／デッドタイム
ｋ2（保持容量比）
＝［（後に溶出してきた対掌体の保持時間）−デッドタイム］／デッドタイム
【００３２】
【表１】
0003666023.tif 000015
【００３３】
応用例
光学分割用カラムの作製と光学分割能
実施例１の（１−２）で得られた物質を０．４６×２５ｃｍのステンレススチール製空カラムにスラリー充填法にて充填した。なお、充填装置はケムコ社製のパッキングシステムを用いた。このカラムを用いて光学分割能を評価した。高速液体クロマトグラフシステムはウオーターズ５１０ポンプ及び４８６ＵＶ検出器等を使用した。また、比較例としてアミローストリス（３，５−ジメチルフェニルカーバメイト）誘導体を表面処理シリカゲルに物理的に吸着した分離剤を用い、これを同条件で分析した結果を第１表に示した（CHEMISTRY LETTERS pp.1857-1860, 1987参照）。表から明らかなように、本発明の物質の光学分割能は、比較例のものと同等であることがわかった。
【００３４】
さらに、本発明により得られた光学分割用カラムの耐溶媒性を調べるために、ＴＨＦ溶液を流速１ｍｌ／ｍｉｎで２時間流した後の光学分割能を測定したところ、変化が認められず、優れた耐溶媒性を有していることが確認できた。なお、分析は溶離液としてヘキサン：ＩＰＡ＝９０：１０を用い、流速０．５ｍｌ／ｍｉｎ、室温で実施した。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、水酸基の一部または全部に特定の置換基が導入されたアミロース誘導体を、その６位の水酸基で架橋剤を介して多孔質担体と化学結合させた新規物質を効率よく得ることができる。この物質は光学分割のためのクロマト用充填剤として有用である。