(57)【要約】  未変性シリカである部分、及びシリカに結合された有機基を含むシリカである部分を含む液体クロマトグラフィーのための静止相をつくるのに使用される有機変性シリカをベースとする材料。水性媒体中でシリカをベースとする材料及びオルガノシラン化合物を混合し、その混合物を反応させることを含む有機変性シリカをベースとする材料の調製方法。有機変性シリカをベースとするを官能化することにより調製された静止相分離材料がまた開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
約25重量％から約100重量％までの水を含む水性媒体中で、シリカをベースとする材料(S)及び一種以上のオルガノシラン化合物(A)を混合することにより反応混合物を得、その混合物を反応させることを特徴とする有機変性シリカをベースとする材料の調製方法。
【請求項２】
前記反応混合物を、あらゆる順序で、
(i) 約25重量％から約100重量％までの水を含む水性媒体に、一種以上のオルガノシラン化合物Ａを添加し、少なくとも部分的に溶解し、そして
(ii)シリカをベースとする材料(S)を添加することにより得る、請求項１記載の有機変性シリカをベースとする材料の調製方法。
【請求項３】
前記反応混合物の温度が約75℃から約175℃までである、請求項１から２のいずれか１項記載の方法。
【請求項４】
シリカをベースとする材料(S)及び一種以上のオルガノシラン化合物(A)の反応混合物を温度TEMP1で反応させる第一工程、続いて第一工程で生成された反応したシリカをベースとする材料を温度TEMP2であってTEMP2＞TEMP1である温度に暴露することを含む第二工程を含む、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
温度TEMP1が約75℃から約100℃までの範囲内であり、かつ温度TEMP2が約100℃から約175℃までの範囲内である、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記一種以上のオルガノシラン化合物Ａが一般式(R1)3-n(X)nSiR2-（式中、R1はC1-C4アルキル、C2-C4アルケニル、又はC2-C4アルキニルであり、R2はメチレンであり、かつＸは脱離基であり、ｎは２又は３である）の部分を含む、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記一種以上のオルガノシラン化合物Ａが一般式：(R4)3-n(X)nSiR6Si(R5)3-m(Y)m（式中、R4及びR5は互いに独立にC1-C4アルキル、C2-C4アルケニル、又はC2-C4アルキニルであり、R6はC1-C8アルキレン、C2-C8アルケニレン、又はC2-C8アルキニレンであり、かつＸ及びＹは脱離基であり、ｎは２又は３であり、ｍは２又は３である）の化合物である、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記シリカをベースとする材料(S)が多孔性粒子の形態である、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記シリカをベースとする材料(S)がモノリス材料の形態である、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項記載の方法により得られる有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１１】
未変性シリカである部分、及びシリカに結合された有機基を含むシリカである部分を含むことを特徴とする有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１２】
前記有機基がアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基のグループに属する、請求項１１記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１３】
未変性シリカである部分、及び-OSi≡基中に含まれるケイ素原子に結合されたアルキル基、アルケニル基又はアルキニル基及び／又は夫々-OSi≡基中に含まれる２個のケイ素原子に結合されたアルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基を含む部分を含み、未変性シリカである部分、及び-OSi≡基中に含まれるケイ素原子に結合されたアルキル基及び／又は夫々-OSi≡基中に含まれる２個のケイ素原子に結合されたアルキレン基を含む部分を含む、請求項１０から１２のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１４】
前記アルキル基がC1-C4アルキル基であり、アルケニル基がC2-C4アルケニル基であり、アルキニル基がC2-C4アルキニル基である、請求項１２から１３のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１５】
前記アルキレン基がC1-C8アルキレン基であり、アルケニレン基がC2-C8アルケニレン基であり、アルキニレン基がC2-C8アルキニレン基である、請求項１２から１４のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１６】
T2構造を有するケイ素原子の量対T3構造を有するケイ素原子の量の比が、固体状態のNMR分光分析により測定して約１以下である、請求項１０から１５のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１７】
前記有機変性シリカをベースとする材料中のT3の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比が、固体状態NMR分光分析により測定して約0.60以上である、請求項１０から１６のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１８】
多孔性粒子の形態である、請求項１０から１７のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１９】
モノリス材料の形態である、請求項１０から１７のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項２０】
１：１の容積関係でエタノールと混合された10mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定して約0.035[ppm Si/ m2/g]以下のアルカリ安定性を有する、請求項１０から１９のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項２１】
１：１の容積関係でエタノールと混合された100mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定して約0.02 [ppm Si/ m2/g]以下のアルカリ安定性を有する、請求項１０から１９のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項２２】
次第に減少する濃度で表面からシリカをベースとする材料へと分布された有機基を含む、請求項１０から２１のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項２３】
クロマトグラフィーのための静止相分離材料としての請求項１０から２２のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料の使用。
【請求項２４】
クロマトグラフィーのための静止相分離材料を調製する場合の更なる官能化のための基礎材料としての請求項１０から２２のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料の使用。
【請求項２５】
請求項１０から２２のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料を含むことを特徴とする静止相分離材料。
【請求項２６】
１個以上の官能基の形態の表面官能化を更に含む、請求項２５記載の静止相分離材料。
【請求項２７】
前記１個以上の官能基がジオール置換アルキル、アミノ置換アルキル、シアノアルキル、フルオロアルキル、フェニル、フルオロフェニル、フェニルアルキル、又はC1-C30アルキルのグループに属する、請求項２６記載の静止相分離材料。
【請求項２８】
前記静止相分離材料中のT3の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比が、固体状態のNMR分光分析により測定して約0.70以上である、請求項２５から２７のいずれか１項記載の静止相分離材料。
【請求項２９】
１：１の容積関係でエタノールと混合された10mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定して約0.035[ppm Si/ m2/g]以下のアルカリ安定性を有する、請求項２５から２８のいずれか１項記載の静止相分離材料。
【請求項３０】
１：１の容積関係でエタノールと混合された100mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定して約0.2 [ppm Si/ m2/g]以下のアルカリ安定性を有する、請求項２５から２８のいずれか１項記載の静止相分離材料。
【請求項３１】
請求項１０から２２のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料を官能基を含む官能化剤と反応させることを特徴とする静止相分離材料の調製方法。
【請求項３２】
前記官能基がジオール置換アルキル、アミノ置換アルキル、シアノアルキル、フルオロアルキル、フェニル、フルオロフェニル、フェニルアルキル、又はC1-C30アルキルである、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記官能化剤がオルガノシランである、請求項３１から３２のいずれか１項記載の方法。
【請求項３４】
クロマトグラフィー分離方法における、請求項１０から２２のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料、又は請求項２５から３０のいずれか１項記載の静止相分離材料の使用。
【請求項３５】
請求項２５から３０のいずれか１項記載の静止相分離材料を含むことを特徴とするクロマトグラフィーのための分離カラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機変性シリカをベースとする材料及び有機変性シリカをベースとする材料の調製方法に関する。また、本発明は静止相分離材料を調製するための有機変性シリカをベースとする材料の使用、静止相分離材料の調製方法、静止相分離材料、及びクロマトグラフィー分離方法における静止相分離材料の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフィーに使用されるクロマトグラフィー静止相分離材料は分離すべき或る種の分析物についての所望の分離特性を得るために官能化がなされたシリカの多孔性キャリヤーを普通ベースとしている。官能化の普通の型は疎水性静止相、例えば、C18-相の調製であり、通常オクタデシルシランが官能化剤として使用され、多孔性シリカのシラノール基と反応させられる。しかしながら、主として立体障害のために、全てのシラノール基を官能化剤と反応させることは困難である。残りのシラノール基が、それらの極性の性質のために、その材料を加水分解に非常に感受性にする。それ故、例えば、トリメチルクロロシランによる残りのシラノール基の末端封鎖が、通常行なわれる。しかしながら、シリカをベースとする静止相分離材料、例えば、通常の末端封鎖C18-相は、依然として残るシラノール基のためだけでなく、末端封鎖されたシラノール基が依然として加水分解に感受性であるという事実のために高いpHで依然として化学的にかなり不安定である。
【０００３】
或る種の分析物についての、保持時間そしてまた容量、競合相互作用を導入しないで適用される分析物の最大量は官能化の実際の表面被覆に依存する。更に、この最適表面被覆は分析物及び実際の表面官能化の両方の関数である。通常に適用される操作のもとに得られた表面被覆（これはむき出しの、充分に再ヒドロキシル化されたシリカにおける表面結合である）は、典型的には全ての分析物についての最適値よりも高い。
【０００４】
シリカにおける官能基の表面被覆の低下は技術水準の一つの技術によれば、過剰の官能化剤を使用することに代えて、不足の官能化剤、例えば、オルガノシランを使用することにより達成された。しかしながら、不足の官能化剤を使用する場合、表面被覆のレベルが、例えば、残存水分及び化学的に利用できる表面の正確な測定のために、再現し難い。また、疎水性オルガノシラン分子がしばしばクラスターを形成する傾向があり、これが“島”形成ひいてはシリカ表面におけるオルガノシランの不均等な分布をもたらす。更に、変性に使用される不足のオルガノシランを使用する場合、末端封鎖剤、例えば、低級アルキルオルガノシラン、例えば、トリメチルクロロシランで通常ブロックされる残存シラノール基が存在するであろう。しかしながら、既に記載されたように、末端封鎖シラノール基は依然として加水分解に感受性であり、これはその化学安定性が極限pH値（<2かつ>10）で、例えば、通常のC18-相よりも一層低いことを意味するであろう。また、末端封鎖は完全に行なうことが困難であり、これは通常、加水分解に非常に感受性である残存シラノール基が存在することを意味するであろう。残存シラノール基はまた分析物、特に塩基性分析物と不利に相互作用する。
【０００５】
また、シリカにおける官能基の表面被覆の低下はMarshallら, J. of Chrom., 361 (1986) 71-92に記載されたように、官能化の前のシラノール基の一部の末端封鎖により行ない得る。またこの場合に、増大された数の末端封鎖シラノール基のために通常のC18-相よりも一層低い化学安定性による問題がある。
【０００６】
幾つかの試みが化学的に安定である静止相分離材料を提供しようと行なわれていた。米国特許第4,017,528A号は骨格構造及び表面の両方の部分である有機基を有する多孔性二酸化ケイ素の調製を開示している。米国特許第6,686,035B2号は全粒子中にポリオルガノアルコキシシロキサンを含む多孔性無機／有機ハイブリッド材料粒子を開示している。しかしながら、これらの型の両方のハイブリッド粒子は純粋なシリカ粒子よりも極めて機械的に不安定である。米国特許第2005/0191503A1号はポリカルボシラン層がシリカ表面に共有結合されている化学的に安定な分離材料の調製方法を開示している。米国特許第3,722,181A号はシリカの支持体に化学的に結合されたポリマーの静止相を開示している。
【０００７】
機械的に安定である化学的に安定なシリカをベースとする静止相分離材料についての要望がある。
【０００８】
更に、静止相分離材料の化学安定性を増大し、分析物との不利な相互作用を最小にするために官能化後に静止相分離材料のシリカ表面における残存シラノール基の数を減少する方法についての要望がある。
【０００９】
また、高い再現性を有する制御された方法で官能基の表面被覆を減少する方法についての要望がある。
【００１０】
また、シリカ表面における残存シラノール基の数が低く、それにより静止相分離材料の安定性を増大し、分析物との不利な相互作用を最小にする、シリカをベースとする静止相分離材料についての要望がある。
【００１１】
また、オルガノシランで官能化されたむき出しのシリカ、即ち、普通のシリカをベースとする官能化された静止相分離材料の全ての性能上の利益を保存する、化学的に安定なシリカをベースとする静止相材料についての要望がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
それ故、本発明の目的は高い化学的かつ機械的安定性を有し、その上に官能化が制御された方法で行ない得るシリカをベースとする材料を提供することである。また、本発明の目的は高い化学的かつ機械的安定性を有し、かつ高い装填可能性を有するクロマトグラフィーのための静止相分離材料を提供することである。また、本発明の目的は純粋なシリカをベースとする技術水準の表面官能化シリカの全ての性能上の利益を有すると同時に化学的安定性が一層高い静止相分離材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
驚くことに、本発明の目的が約25重量％から約100重量％までの水を含む水性媒体中で、シリカをベースとする材料(S)及び一種以上のオルガノシラン化合物(A)を混合することにより反応混合物を得、その混合物を反応させることを特徴とする有機変性シリカをベースとする材料の調製方法により達成されることがわかった。その反応混合物は、あらゆる順序で、約25重量％から約100重量％までの水を含む水性媒体に、一種以上のオルガノシラン化合物(A)を添加し、少なくとも部分的に溶解し、シリカをベースとする材料(S)を添加することにより好適に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
その“水性媒体”は好適には少なくとも約30重量％の水、また好適には約30重量％から約100重量％まで、好ましくは少なくとも約40重量％の水、また好ましくは約40重量％から約100重量％まで、更に好ましくは少なくとも約60重量％の水、また更に好ましくは約60重量％から約100重量％まで、最も好ましくは少なくとも約80重量％の水、また最も好ましくは約80重量％から約100重量％の水を含む。
【００１５】
その水性媒体は好適には約10重量％以下、好ましくは約１重量％以下の水と混和性ではないあらゆる有機溶媒を含み、最も好ましくは該水性媒体が水と混和性ではないあらゆる有機溶媒を含まない。
【００１６】
“シリカをベースとする材料(S)”はシリカ又はシリカを含む材料を本明細書で意味する。このシリカをベースとする材料(S)はシリカであることが好ましい。
【００１７】
本発明の一実施態様において、前記一種以上のオルガノシラン化合物(A)が約１重量％から約75重量％まで、好ましくは約５重量％から約60重量％まで、最も好ましくは約10重量％から約50重量％までの量で、水と混和性の、有機溶媒を含む水性媒体に溶解されることが好適である。この有機溶媒は好適にはアルコールであり、これは１価又は２価のアルコールであることが好ましい。好ましいアルコールの例はメタノール、エタノール、プロパノール、及びイソプロパノール、エチレングリコール並びにプロピレングリコールである。このアルコールがメタノール又はエタノールであることが最も好ましい。前記反応混合物中の有機溶媒の量はまた反応混合物の成分が反応させられる時間中に変化されてもよい。一つのこのような実施態様において、反応混合物の液相は先に明記された制限内の量の有機溶媒を含み、反応の或る時間後に、含水量が水の添加、又は有機溶媒の蒸発により増大され、その反応混合物が更に反応させられる。
【００１８】
前記水性媒体に添加される一種以上のオルガノシラン化合物(A)の量（全反応混合物の重量％として計算される）は、好適には約１重量％から約25重量％まで、好ましくは約５重量％から約15重量％までである。
【００１９】
前記水性媒体に添加されるシリカをベースとする材料(S)の量（全反応混合物の重量％として計算される）は、好適には約１重量％から約50重量％まで、好ましくは約３重量％から約30重量％まで、最も好ましくは約５重量％から約20重量％までである。
【００２０】
前記反応混合物の温度は好適には約40℃から約300℃まで、好ましくは約50℃から約200℃まで、更に好ましくは約75℃から約175℃まで、更に一層好ましくは約80℃から約175℃まで、更に一層好ましくは約90℃から約160℃まで、最も好ましくは約100℃から約150℃までである。必要とされる場合、前記反応混合物は該反応混合物の温度を得ることができるために大気圧より上の圧力に暴露される。
【００２１】
前記反応混合物の各成分は好適には少なくとも約１分間、また好適には約１分間から約500時間まで、好ましくは少なくとも約30分間、また好ましくは約30分間から約300時間まで、更に好ましくは少なくとも約１時間、また更に好ましくは約１時間から約200時間まで、最も好ましくは少なくとも約３時間、また最も好ましくは約３時間から約100時間までにわたって反応させられる。
【００２２】
本方法の一実施態様において、前記反応混合物はそのpHをアルカリ側に調節するための塩基を含むことが好適である。該反応混合物のpHは好適には約7.5から約13まで、好ましくは約10から約11.5までである。前記塩基の選択は重要ではない。しかしながら、アンモニア及び有機アミンのグループに属する塩基が好ましい。
【００２３】
酸（これは無機酸又は有機酸であってもよい）は、前記反応混合物の各成分が反応させられた後に添加されることが好適である。好適には、前記酸が鉱酸、好ましくは硝酸、塩酸又は硫酸である。
【００２４】
前記反応混合物の各成分が反応させられた後に、その混合物が濾過されることが好適であり、前記シリカをベースとする材料が洗浄される。洗浄媒体として、好ましくは水そしてまた有機溶媒、例えば、アセトン、テトラヒドロフラン、又は1,4-ジオキサンが使用される。最後に、有機変性シリカをベースとする材料が、好適には約50℃から約140℃までの温度で乾燥される。
【００２５】
一実施態様において、本方法は有機変性シリカをベースとする材料の調製中の温度上昇を含む。前記反応混合物の温度が温度TEMP1から一層高い温度TEMP2まで上昇されることが好適である。温度TEMP1及び温度TEMP2の両方が既に明記された反応混合物の温度の範囲内である。
【００２６】
一実施態様において、本方法はシリカをベースとする材料(S)及び一種以上のオルガノシラン化合物(A)の反応混合物を温度TEMP1で反応させる第一工程、続いて第一工程で生成された反応したシリカをベースとする材料を温度TEMP2（TEMP2>TEMP1）に暴露することを含む第二工程を含む。一つの別法は第一工程で生成された反応したシリカをベースとする材料を洗浄し、乾燥させ、その後にそれを第二工程における温度TEMP2への暴露の前に水性媒体と混合することを含む。別の別法は第一工程で生成された反応したシリカをベースとする材料を溶液（その中でそれが反応させられた）中に保ち、その温度をTEMP2に上昇させることを含む。
【００２７】
更なる別法は有機表面変性を含むシリカをベースとする材料を出発材料として使用し、その材料を記載された実施態様において第二工程による条件に暴露することである。有機表面変性を含む前記シリカをベースとする材料は一種以上のオルガノシラン化合物(A)と反応させられ、それにより更なるオルガノシラン部分をシリカをベースとする材料に含めてもよい。このような場合には、この反応工程はその材料を記載された実施態様において第二工程による条件に暴露する前に行なわれることが好適である。有機表面変性を含むこのシリカをベースとする材料はC1-C4アルキル、C2-C4アルケニル、又はC2-C4アルキニルである有機基を含む表面変性を含むことが好適である。
【００２８】
前記一種以上のオルガノシラン化合物(A)とシリカをベースとする材料(S)の反応後に、前記有機変性シリカをベースとする材料は再度一種以上の更なるオルガノシラン化合物(A)（これらは前に使用されたものと同じであってもよく、また異なっていてもよい）と反応させられてもよく、それにより更なるオルガノシラン部分を有機変性シリカをベースとする材料に含めてもよい。
【００２９】
温度TEMP1は好適には約50℃から約100℃まで、好ましくは約75℃から約100℃まで、最も好ましくは約90℃から約100℃までの範囲内である。温度TEMP2は好適には約100℃から約200℃まで、好ましくは約110℃から約150℃まで、最も好ましくは約120℃から約140℃までの範囲内である。
【００３０】
前記第二工程において、前記反応混合物の液相が好適には約80重量％から約100重量％までの水、好ましくは約90重量％から約100重量％まで、最も好ましくは約95重量％から約100重量％までの水を含む。
【００３１】
一実施態様において、前記反応混合物の液相中の水の含量は温度を温度TEMP1から温度TEMP2に上昇する場合に増大される。この含水量の増大は水の添加又は前記反応混合物中に存在し得る水と混和性の有機溶媒の蒸発により行なわれることが好適である。
【００３２】
前記反応混合物は好適には少なくとも約１分間、また好適には約１分間から約500時間まで、好ましくは少なくとも約30分間、また好ましくは約30分間から約300時間まで、更に好ましくは少なくとも約１時間、また更に好ましくは約１時間から約200時間まで、最も好ましくは少なくとも約３時間、また最も好ましくは約３時間から約100時間までにわたって温度TEMP1に暴露される。
【００３３】
前記第一工程で生成された有機変性シリカをベースとする材料は好適には少なくとも約１分間、また好適には約１分間から約500時間まで、好ましくは少なくとも約30分間、また好ましくは約30分間から約300時間まで、更に好ましくは少なくとも約１時間、また更に好ましくは約１時間から約200時間まで、最も好ましくは少なくとも約３時間、また最も好ましくは約３時間から約100時間までにわたって温度TEMP2に暴露される。
【００３４】
前記一種以上のオルガノシラン化合物Ａが一般式(R1)3-n(X)nSiR2-（式中、R1はC1-C4アルキル、C2-C4アルケニル、又はC2-C4アルキニル、好ましくはC1-C2アルキルであり、R2はメチレンであり、かつＸは脱離基であり、ｎは２又は３である）の部分を含むことが好適である。前記一種以上のオルガノシラン化合物Ａが一般式(R1)3-n(X)nSiR3（式中、R1はC1-C4アルキル、C2-C4アルケニル、又はC2-C4アルキニル、好ましくはC1-C2アルキルであり、R3はC1-C8アルキル、C2-C8アルケニル、又はC2-C8アルキニル、好ましくはC1-C3アルキル、最も好ましくはC1-C2アルキルであり、かつＸは脱離基であり、ｎは２又は３である）の化合物であることが好適である。また、前記一種以上のオルガノシラン化合物Ａが一般式：(R4)3-n(X)nSiR6Si(R5)3-m(Y)m（式中、R4及びR5は互いに独立にC1-C4アルキル、C2-C4アルケニル、又はC2-C4アルキニル、好ましくはC1-C2アルキルであり、R6はC1-C8アルキレン、C2-C8アルケニレン、又はC2-C8アルキニレン、好ましくはC2-C5アルキレン、C2-C3アルケニレン、又はC2-C8アルキニレン、最も好ましくはC1-C3アルキレン又はC2-C3アルケニレンであり、かつＸ及びＹは脱離基であり、ｎは２又は３であり、ｍは２又は３である）の化合物であることが好適である。
【００３５】
好ましいR1基の例はメチル、エチル、プロピル、2-プロピル、ブチル、2-ブチル、エテニル、2-プロペニル、1-プロペニル、1-(1-ブテニル)、1-(2-ブテニル)、4-(1-ブテニル)、2-(1-ブテニル)、2-(2-ブテニル)、3-(1-ブテニル)、エチニル、1-プロピニル、3-プロピニル、1-(1-ブチニル)、1-(2-ブチニル)、4-(1-ブチニル)、及び3-ブチニルである。
【００３６】
好ましいR3基の例はメチル、エチル、プロピル、2-プロピル、ブチル、2-ブチル、エテニル、2-プロペニル、1-プロペニル、1-(1-ブテニル)、1-(2-ブテニル)、4-(1-ブテニル)、2-(1-ブテニル)、2-(2-ブテニル)、3-(1-ブテニル)、エチニル、1-プロピニル、3-プロピニル、1-(1-ブチニル)、1-(2-ブチニル)、4-(1-ブチニル)、及び3-ブチニルである。
【００３７】
好ましいR4基及びR5基の例はメチル、エチル、プロピル、2-プロピル、ブチル、2-ブチル、エテニル、2-プロペニル、1-プロペニル、1-(1-ブテニル)、1-(2-ブテニル)、4-(1-ブテニル)、2-(1-ブテニル)、2-(2-ブテニル)、3-(1-ブテニル)、エチニル、1-プロピニル、3-プロピニル、1-(1-ブチニル)、1-(2-ブチニル)、4-(1-ブチニル)、及び3-ブチニルである。
【００３８】
好ましいR6基の例はメチレン、エチレン、プロピレン、2-プロピレン、ブチレン、2-ブチレン、エテニレン、2-プロペニレン、1-プロペニレン、1-(1-ブテニレン)、1-(2-ブテニレン)、4-(1-ブテニレン)、2-(1-ブテニレン)、2-(2-ブテニレン)、3-(1-ブテニレン)、1-プロピニレン、3-プロピニレン、1-(1-ブチニレン)、1-(2-ブチニレン)、4-(1-ブチニレン)、及び3-ブチニレンである。
【００３９】
全てのオルガノシラン化合物Ａについて、全ての型の脱離基Ｘ及びＹが使用し得るが、それらがハロゲン、アルコキシ又はアルキルアミンであることが好適であり、塩素、メトキシ又はエトキシであることが好ましい。
【００４０】
好適なオルガノシラン化合物Ａの例として、モノアルキルトリアルコキシシラン、例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン及びエチルトリエトキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン及びジエチルジエトキシシラン、モノアルキルトリハロゲノシラン、例えば、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン及びジアルキルジハロゲノシラン、例えば、ジメチルジクロロシラン及びジエチルジクロロシランが挙げられる。好適なオルガノシラン化合物Ａの更なる例として、ビス（トリメトキシシリル）メタン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、ビス（トリメトキシシリル）エタン、ビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリメトキシシリル）プロパン、ビス（トリエトキシシリル）プロパン、ビス（トリエトキシシリル）ブタン、ビス（トリエトキシシリル）ブタン、ビス（トリハロゲンシリル）メタン、ビス（トリハロゲンシリル）エタン、ビス（トリハロゲンシリル）プロパン、ビス（トリハロゲンシリル）ブタンが挙げられる。メチルトリアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシラン、エチルトリアルコキシシラン又はビス（トリアルコキシシリル）エタンが使用されることが好ましく、この場合、そのアルコキシがメトキシ又はエトキシである。
【００４１】
更に、本発明は上記方法により得られる有機変性シリカをベースとする材料に関する。
【００４２】
更に、本発明は未変性シリカである部分、及びシリカに結合された有機基を含むシリカである部分を含む有機変性シリカをベースとする材料に関するものであり、その有機基がアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基のグループに属することが好適である。
【００４３】
前記有機変性シリカをベースとする材料は次第に減少する濃度で表面からシリカをベースとする材料へと分布された有機基を含むことが好適である。
【００４４】
前記有機変性シリカをベースとする材料は未変性シリカである部分、及び-OSi≡基中に含まれるケイ素原子に結合されたアルキル基、アルケニル基又はアルキニル基及び／又は夫々-OSi≡基中に含まれる２個のケイ素原子に結合されたアルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基を含む部分を含むことが好適である。このアルキル基は好適にはC1-C4アルキル基、好ましくはC1-C3アルキル基、最も好ましくはC1-C2アルキル基である。前記アルケニル基は好適にはC2-C4アルケニル基、好ましくはC2-C3アルケニル基である。前記アルキニル基は好適にはC2-C4アルキニル基、好ましくはC2-C3アルキニル基である。前記アルキレン基は好適にはC1-C8アルキレン基、好ましくはC1-C5アルキレン基、最も好ましくはC1-C3アルキレン基である。前記アルケニレン基は好適にはC2-C8アルケニレン基、好ましくはC2-C5アルケニレン基、最も好ましくはC2-C3アルケニレン基である。前記アルキニレン基は好適にはC2-C8アルキニレン基、好ましくはC2-C5アルキニレン基、最も好ましくはC2-C3アルキニレン基である。
【００４５】
好ましいアルキル基、アルケニル基又はアルキニル基の例はメチル、エチル、プロピル、2-プロピル、ブチル、2-ブチル、エテニル、2-プロペニル、1-プロペニル、1-(1-ブテニル)、1-(2-ブテニル)、4-(1-ブテニル)、2-(1-ブテニル)、2-(2-ブテニル)、3-(1-ブテニル)、エチニル、1-プロピニル、3-プロピニル、1-(1-ブチニル)、1-(2-ブチニル)、4-(1-ブチニル)、及び3-ブチニルである。
【００４６】
好ましいアルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基の例はメチレン、エチレン、プロピレン、2-プロピレン、ブチレン、2-ブチレン、エテニレン、2-プロペニレン、1-プロペニレン、1-(1-ブテニレン)、1-(2-ブテニレン)、4-(1-ブテニレン)、2-(1-ブテニレン)、2-(2-ブテニレン)、3-(1-ブテニレン)、1-プロピニレン、3-プロピニレン、1-(1-ブチニレン)、1-(2-ブチニレン)、4-(1-ブチニレン)、及び3-ブチニレンである。
【００４７】
前記未変性シリカである部分は前記有機変性シリカをベースとする材料の最も内部、即ち、表面から最も遠位の部分を含むことが好適である。
【００４８】
“未変性シリカ”はシリカに結合された有機基を含まないシリカを本明細書で意味し、即ち、そのシリカはいかなる有機化合物ともいかなる反応によっても変化されていない。有機基の例はアルキル基及びアルキレン基である。“未変性シリカ”中で、ケイ素原子は好適には少なくとも１個、好ましくは４個の-OSi≡基（その-OSi≡基のケイ素原子は有機基に更に結合されていない）に結合され、それにより未変性シリカのドメインを形成する。
【００４９】
前記シリカをベースとする材料(S)だけでなく、前記有機変性シリカをベースとする材料は好適には粒子、好ましくは多孔性粒子の形態である。この多孔性粒子の体積平均サイズは好適には約0.5μｍから約500μｍまで、好ましくは約１μｍから約200μｍまで、最も好ましくは約1.5μｍから約50μｍまでである。これらの粒子は実質的に球形であることが好ましい。これらの多孔性粒子の平均孔サイズは好適には約１Åから約5000Åまで、好ましくは約10Åから約3000Åまで、最も好ましくは約50Åから約2000Åまでである。
【００５０】
また、前記シリカをベースとする材料(S)及び有機変性シリカをベースとする材料はモノリス材料の形態であることが好適である。このモノリス材料は好適には約10Åから約3000Åまで、好ましくは約50Åから約2000Åまでの中間孔サイズを有する。
【００５１】
前記有機変性シリカをベースとする材料の孔サイズは好適には前記シリカをベースとする材料(S)の孔サイズの約70％から約100％まで、好ましくは約80％から約100％まで、最も好ましくは約90％から約100％までである。
【００５２】
前記シリカをベースとする材料(S)及び有機変性シリカをベースとする材料の孔体積は好適には約0.1ml/gから約4ml/gまで、好ましくは約0.3ml/gから約2ml/gまで、最も好ましくは約0.5mg/lから約1.5ml/gまでである。
【００５３】
前記シリカをベースとする材料(S)及び有機変性シリカをベースとする材料の比表面積（BET方法）は好適には約1m2/gから約1000m2/gまで、好ましくは約25m2/gから約700m2/gまで、最も好ましくは約50m2/gから約500m2/gまでである。
【００５４】
また、本発明は本発明の有機変性シリカをベースとする材料を含む静止相分離材料及びその静止相分離材料の調製方法に関する。その静止相分離材料は１個以上の官能基の形態の表面官能化を含むことが好適である。この１個以上の官能基はジオール置換アルキル、アミノ置換アルキル、シアノアルキル、フルオロアルキル、フェニル、フルオロフェニル、フェニルアルキル及びC1-C30アルキル、好ましくはC4アルキル、C8アルキル、及びC18アルキルのグループに属することが好適である。
【００５５】
固体状態のケイ素（29Si）核磁気共鳴(NMR)分光分析がシリカをベースとする材料の構造を測定するのに使用し得る。これは、例えば、Albert K.,“静止相のNMR研究”, J.Sep.Sci. 2003, 26, 215-224に記載されている既知の方法である。結合された有機基そしてまたケイ素に結合された２個の-OSi≡基を有するケイ素原子はT2構造を有すると言われている。結合された有機基そしてまたケイ素に結合された三つの-OSi≡基を有するケイ素原子はT3構造を有すると言われている（図１）。
【００５６】
前記有機変性シリカをベースとする材料は固体状態のNMR分光分析により測定して、約１以下、また好適には約０から約１まで、好ましくは約0.1から約0.9まで、好ましくは約0.15から約0.75まで、最も好ましくは約0.2から約0.6までのT2構造を有するケイ素原子の量対T3構造を有するケイ素原子の量の比を有することが好適である。
【００５７】
前記静止相分離材料は固体状態のNMR分光分析により測定して、約0.75以下、また好適には約０から約0.5まで、好ましくは約0.5以下、また好ましくは約０から約0.5まで、最も好ましくは約0.3以下、また好ましくは約０から約0.3までのT2構造を有するケイ素原子の量対T3構造を有するケイ素原子の量の比を有することが好適である。
【００５８】
T1構造は結合された有機基及びケイ素に結合された唯一の-OSi≡基を有するケイ素原子に相当するであろう。このT1構造は本発明の有機変性シリカをベースとする材料中に実質的に不在であり、また本発明の静止相分離材料中に実質的に不在である。
【００５９】
前記有機変性シリカをベースとする材料中のT1の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比は好適には約０から約0.05まで、好ましくは約０から約0.01まで、最も好ましくは約０から約0.001までである。前記有機変性シリカをベースとする材料中のT2の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比は、固体状態のNMR分光分析により測定して、好適には約0.40以下、また好適には約0.10から約0.40まで、好ましくは約0.35以下、また好ましくは約0.15から約0.35までである。前記有機変性シリカをベースとする材料中のT3の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比は、固体状態のNMR分光分析により測定して、好適には約0.60以上、また好適には約0.60から約0.90まで、好ましくは約0.65以上、また好ましくは約0.65から約0.85までである。
【００６０】
前記静止相分離材料中のT1の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比は好適には約０から約0.05まで、好ましくは約０から約0.01まで、最も好ましくは約０から約0.001までである。前記静止相分離材料中のT2の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比は、固体状態のNMR分光分析により測定して、好適には約0.40以下、また好適には約０から約0.40まで、好ましくは約0.30以下、また好ましくは約０から約0.30まで、最も好ましくは約0.25以下、また最も好ましくは約０から約0.25までである。前記静止相分離材料中のT3の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比は、固体状態のNMR分光分析により測定して、好適には約0.70以上、また好適には約0.70から約１まで、好ましくは約0.75以上、また好ましくは約0.75から約１までである。
【００６１】
ケイ素に結合された四つの-OSi≡基を有するケイ素原子はQ4構造を有すると言われている（図２）。純粋なシリカは実質的にQ4ケイ素を含む。結合された１個のヒドロキシル基そしてまたケイ素に結合された三つの-OSi≡基を有するケイ素原子はQ3構造を有すると言われている（図３）。Q4構造及びQ3構造は固体状態のNMR分光分析により分析し得る。
【００６２】
前記有機変性シリカをベースとする材料及び静止相分離材料はQ4構造を有するケイ素原子を含むことが好適である。
【００６３】
前記有機変性シリカをベースとする材料の表面はシリカをベースとする材料の一部であるケイ素原子（それらはそれらに結合された有機基を有しない）を含むことが好適である。
【００６４】
前記有機変性シリカをベースとする材料のシラノール基の完全官能化及び／又は末端封鎖後のQ3の量対前記有機変性シリカをベースとする材料の官能化及び／又は末端封鎖の前のQ3の量の比は好適には約0.01から約0.99まで、好ましくは約0.10から約0.95まで、最も好ましくは約0.25から約0.90までである。
【００６５】
前記静止相分離材料の孔サイズは好適には前記シリカをベースとする材料(S)の孔サイズの約20％から約100％まで、好ましくは約30％から約95％まで、最も好ましくは約40％から約90％までである。
【００６６】
前記静止相分離材料の孔体積は好適には約0.1ml/gから約4ml/gまで、好ましくは約0.2ml/gから約2ml/gまで、最も好ましくは約0.3ml/gから約1.2ml/gまでである。
【００６７】
前記静止相分離材料の比表面積（BET方法）は好適には約1m2/gから約1000m2/gまで、好ましくは約25m2/gから約700m2/gまで、最も好ましくは約50m2/gから約500m2/gまでである。この比表面積（BET方法）は材料が官能化されている場合に通常減少する。こうして、官能化された有機変性シリカをベースとする材料は通常前記有機変性シリカをベースとする材料それ自体よりも低い比表面積（BET方法）を有する。
【００６８】
前記有機変性シリカをベースとする材料及び静止相分離材料は前記シリカをベースとする材料(S)とほぼ等しい機械強度を有することが好適である。
【００６９】
アルカリ環境中の前記有機変性シリカをベースとする材料及び静止相分離材料の安定性はこの材料をカラムに装填し、アルカリ性溶液をカラムにポンプ輸送し、溶離液中のケイ素含量を（元素分析により）測定することにより測定し得る。前記有機変性シリカをベースとする材料及び静止相分離材料（好ましくはC18-、C8-又はC4官能化を有する）のアルカリ安定性（1:1の容積関係でエタノールと混合された10mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、前記有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定される）は、好適には約0.035[ppm
Si/ m2/g]以下、又は約０から約0.035まで [ppm Si/ m2/g]、好ましくは約0.025[ppm
Si/ m2/g]以下、又は約０から約0.025まで [ppm Si/ m2/g]である。前記有機変性シリカをベースとする材料及び静止相分離材料（好ましくはC18-、C8-又はC4官能化を有する）のアルカリ安定性（1:1の容積関係でエタノールと混合された100mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、前記有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定される）は、好適には約0.2
[ppm Si/ m2/g]以下、又は約０から約0.2まで [ppm Si/ m2/g]、好ましくは約0.15[ppm
Si/ m2/g]以下、又は約０から約0.15まで [ppm Si/ m2/g]である。
【００７０】
静止相分離材料の調製方法は前記有機変性シリカをベースとする材料を官能基、例えば、ジオール置換アルキル、アミノ置換アルキル、シアノアルキル、フルオロアルキル、フェニル、フルオロフェニル、フェニルアルキル、又はC1-C30アルキル、好ましくはC4アルキル、C8アルキル、及びC18アルキルを含む一種以上の官能化剤と反応させることによる本発明の有機変性シリカをベースとする材料の表面官能化を含む。好適には、前記官能化剤が官能基を含むオルガノシランである。シリカの表面官能化は公知の操作であり、好適な操作についての詳細が、例えば、“シリカゲル及び結合された相−それらの製造、性質及びLCにおける使用”, Raymond P.W. Scott., John Wiley
& Sond Ltd., 1993, England, UK, 159-160頁に記載されている。この表面官能化は非水性媒体、例えば、トルエン中で行なわれることが好適である。
【００７１】
前記有機変性シリカをベースとする材料を官能化剤と反応させた後に、末端封鎖の工程が行なわれることが好ましい。末端封鎖剤として、トリメチルクロロシラン又はジメチルジクロロシランが使用されることが好ましい。
【００７２】
更に、本発明はクロマトグラフィー分離方法における前記静止相分離材料の使用を含む。このようなクロマトグラフィー分離方法は、例えば、HPLC、超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)、及び模擬移動床(SMB)であってもよい。
【００７３】
また、本発明は本発明の静止相分離材料を含むクロマトグラフィーのための装填分離カラムに関する。
【００７４】
また、本発明は本発明の静止相分離材料をカラムに装填する工程を含むクロマトグラフィーのための装填カラムの調製に関する。
【００７５】
更に、本発明は混合物を本発明の静止相分離材料と接触させることを含む混合物からの化学化合物の分離方法を含む。
【００７６】
本発明が今下記の実施例に記載されるが、これらは本発明の範囲を限定すると解されるべきではない。
【実施例】
【００７７】
実施例１（有機変性シリカをベースとする材料の調製）：
メチルトリメトキシシラン21.50mLを室温でMilli-Q-水300mLに添加した。５μｍの平均粒子サイズ、120Åの平均孔サイズ及び320m2/gの比表面積を有する、シリカ粒子（クロマシル（登録商標））30.00gを添加し、その混合物を95℃に加熱した。その温度を３時間保った。その後に温度を80℃に低下し、それにより25％のNH3水溶液21mLを添加した。その温度を２時間保った。その後に、温度を室温に低下し、65％のHNO3水溶液21mLを添加した。その混合物を95℃に加熱し、この温度を88時間保ち、その後にこの混合物を濾過し、Milli-Q-水、THF及びアセトンで洗浄した。最後にその材料を90℃で４時間乾燥させた。
この炭素含量を元素分析により測定して3.9重量％であった。
【００７８】
実施例２（有機変性シリカをベースとする材料の調製）：
エチルトリメトキシシラン40.5mL(33-36)を５μｍの平均粒子サイズ、120Åの平均孔サイズ及び320m2/gの比表面積を有する、シリカ粒子（クロマシル（登録商標）100Å）50gを有するMilli-Q-水500mLに添加した。その混合物を98℃に加熱し、その温度を16時間保った。この温度を40℃以下に冷却し、濾過し、Milli-Q-水及びアセトンで洗浄した。その材料を90℃で４時間乾燥させた。
この炭素含量を元素分析により測定して7.1重量％であった。
【００７９】
実施例３（有機変性シリカをベースとする材料の調製）：
実施例２の生成物をMilli-Q-水中で分散させ、その混合物をオートクレーブに入れた。この温度を130℃に上昇させ、72時間保った。次いでこの温度を40℃以下に冷却し、濾過し、Milli-Q-水及びアセトンで洗浄した。その材料を90℃で４時間乾燥させた。
この炭素含量を元素分析により測定して7.1重量％であった。
【００８０】
実施例４（静止相分離材料の調製）：
実施例１に従って調製された有機変性シリカをベースとする材料を通常の操作（即ち、トルエン中のアミノをベースとする触媒を使用する）を使用してジメチル-オクタデシルクロロシランを使用してC18-相への官能化にかけた。官能化後に、得られる相をトリメチルクロロシランを使用して末端封鎖した。
このC18-官能化からの炭素含量を測定して8.6重量％であった。
【００８１】
実施例５（静止相分離材料の調製）：
実施例３に従って調製された有機変性シリカをベースとする材料を実施例４に記載されたのと同じ方法で官能化した。
このC18-官能化からの炭素含量を測定して7.3重量％であった。
【００８２】
実施例6-14（有機変性シリカをベースとする材料の調製）：
オルガノシラン30〜40mL、及び同じ量のその他の成分を使用して、更なる有機変性シリカをベースとする材料を実施例２及び実施例３に従ってつくった。オルガノシランとして、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、及びビス（トリエトキシシリル）エタンを使用した。得られる材料を或る場合に実施例４に記載されたのと同じ様式でC18-官能化にかけた。このC18官能化剤はジメチル-オクタデシルクロロシラン（“C18”）又はメチル-オクタデシルジクロロシラン（“ジ-C18”）であった。表１は使用された成分、それらの量及び実施例３記載のオートクレーブ処理が使用されたか否かを要約する。
【００８３】
【表１】
2009519201.tif 000002
【００８４】
実施例15（静止相分離材料の化学安定性試験）：
250*4.6mmのサイズを有するカラムに実施例４及び６に従って調製された静止相分離材料約2.5gを装填した。基準として、別のカラムにC18-官能化シリカ粒子を含む通常のC18相（クロマシル100-5-C18）を装填した。
HPLC装置中で、アセトニトリル/50 mM HOAc-NEt3 50:50を移動相として使用した。このpHは12であった。この流速は分析中に1mL/分であり、その間で0.1mL/分であった。この温度は25℃であった。この分析物トルエン、ノルトリプチリン、イミプラミン及びアミトリプチリンを規則的な間隔で試験した。
【００８５】
容量係数(capacity
factor)、k’（これは相対的保持挙動の目安である）を全ての分析物について測定した。
表２〜４は結果を示す。Δk’/Δtは最近40分にわたってのk’の変化である。
【００８６】
【表２】
2009519201.tif 000003
【００８７】
【表３】
2009519201.tif 000004
【００８８】
【表４】
2009519201.tif 000005
【００８９】
通常のC18相について、これらの結果はトルエン（それのみが疎水性C18官能基と有意に相互作用する）について、経時のC18官能性の劣化がないことを示す。しかしながら、その他の分析物（これらはまた親水性構造、例えば、シラノール基と相互作用する）についての結果は、経時の増大された相互作用があることを示し、これはシリカ表面における劣化プロセスを示す。本発明のC18相について、このC18官能性は通常のC18-相よりも極めて少ない程度に劣化している。こうして、本発明のC18相の化学安定性は通常のC18相よりも有意に高い。
【００９０】
実施例16（静止相分離材料の化学安定性試験）：
250*4.6mmのサイズを有するカラムに、実施例７、８、10、12、13、及び15に従って調製された静止相分離材料約2.5gを夫々装填した。基準として、カラムに、C18-官能化シリカ粒子を含む通常のC18相（クロマシル100-5-C18）を装填した。
【００９１】
HPLC装置中で、移動相として25 mM K-PO4-緩衝液（pH6）/メタノール50:50を使用して分析物ノルトリプチリン及びアミトリプチリンを試験した。この流速は1mL/分であり、温度は25℃であった。容量係数、k’（これは相対的保持挙動の目安である）を夫々の分析物について測定した。
【００９２】
その後にカラムを５時間にわたって0.1M
NaOH水溶液／エタノール50:50に暴露した。このカラムの平衡後に、前と同じ条件を使用して容量係数を分析物について再度測定した。
容量係数の変化を表５に示す。
【００９３】
【表５】
2009519201.tif 000006
【００９４】
本発明の材料は通常のC18-相よりもアルカリ条件下の容量係数の安定性に関して良好な結果を生じると結論される。
【００９５】
実施例17（ケイ素の漏出としての静止相分離材料の化学安定性）：
組み合わされた実施例２及び３（エチル変性、オートクレーブ処理）に従って全てつくられ、実施例４における操作に従ってメチル-オクタデシルジクロロシランで官能化された静止相分離材料の三つのバッチの夫々2.5gを、長さ215mm及び内径4.6mmの三つのカラムに夫々装填した。これらの材料の比表面積は夫々約140m2/gであった。1:1の容積関係でエタノールと混合された10mM NaOH 41.5mLを1mL/分で、25℃の温度で、夫々のカラムにポンプ輸送した。ケイ素含量を元素分析により溶離液中で測定した。通常のC-18変性静止相で装填されたカラムをまた用意した。1:1容積関係の10mM NaOH:エタノール及び1:1の容積関係の100mM NaOH:エタノールを夫々新しいカラムにポンプ輸送することにより操作を繰り返した。表６はこれらの結果を示す。
【００９６】
【表６】
2009519201.tif 000007
【００９７】
本発明の材料は通常のC18-相よりも強アルカリ溶液に対する極めて高い安定性を示すと結論される。また、その安定性が異なるバッチ間で再現性である。
【００９８】
実施例18（静止相分離材料の機械安定性）：
40バールの圧力を使用して、シリカ粒子約25mmを50mmの内径を有するカラムに装填することにより多孔性シリカ粒子の機械安定性を測定する。移動相をカラム中にポンプ輸送し、この移動相をカラム中に移動させるために超えられることが必要とされる背圧を測定する。その後にこれらのシリカ粒子を60、80、100、120、150、200、250、及び300バールの圧力に暴露し、その背圧を夫々のピストン圧力で測定する。夫々のピストン圧力における、40バールに対する圧力増加[％]を測定する。
【００９９】
実施例３（エチル変性）に従って調製された有機変性シリカをベースとする材料の機械安定性を記載された方法により測定した。比較として、（純粋な）むき出しのシリカについてC4-官能化されている通常の材料（クロマシルC4）を試験した。
結果を表７に示す。
【０１００】
【表７】
2009519201.tif 000008
【０１０１】
本発明の有機変性シリカをベースとする材料は優れた機械安定性を有すると結論される。
【０１０２】
実施例19（官能化の程度の調節）：
オルガノシラン（エチルトリメトキシシラン）の量を変えて、有機変性シリカをベースとする材料を、組み合わされた実施例２及び３の方法に従って調製した。次いでC18-官能化を実施例４の操作に従った。残存シラノールをトリメトキシシランで末端封鎖した。前記有機変性シリカをベースとする材料及びC18-官能化相中の炭素含量を測定した。その関係を図４に示す。
【０１０３】
有機変性シリカをベースとする材料中の炭素含量と官能化された同材料中の炭素含量の間に明らかな関係があると結論される。その関係を図４に示す。この関係は官能化の程度を有効に調節することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】T2構造を有するケイ素原子及びT3構造を有するケイ素原子を示す。
【図２】Q4構造を有するケイ素原子を示す。
【図３】Q3構造を有するケイ素原子を示す。
【図４】有機変性シリカをベースとする材料中の炭素含量と官能化された同材料中の炭素含量の間の関係を示すグラフである。
【図１】
2009519201.tif 000009
【図２】
2009519201.tif 000010
【図３】
2009519201.tif 000011
【図４】
2009519201.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月1日(2008.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約25重量％から約100重量％までの水を含む水性媒体中で、シリカをベースとする材料(S)及び一種以上のオルガノシラン化合物(A)を混合することにより反応混合物を得、その混合物を反応させるものであって、前記一種以上のオルガノシラン化合物(A) が一般式：(R１)3-n(X)nSiR３（式中、R１はC1-C４アルキル、C2-C4アルケニル、又はC2-C4アルキニルであり、R３はC1-C８アルキル、C2-C８アルケニル、又はC2-C８アルキニルであり、かつＸは脱離基であり、ｎは２又は３である）の化合物であり、又は一般式：(R4)3-n(X)nSiR6Si(R5)3-m(Y)m（式中、R4及びR5は互いに独立にC1-C4アルキル、C2-C4アルケニル、又はC2-C4アルキニルであり、R6はC1-C8アルキレン、C2-C8アルケニレン、又はC2-C8アルキニレンであり、かつＸ及びＹは脱離基であり、ｎは２又は３であり、ｍは２又は３である）の化合物であり、前記シリカをベースとする材料(S)が多孔性粒子の形態であるか、または約10Åから約3000Åまでの中間孔サイズを有するモノリス材料の形態であることを特徴とする有機変性シリカをベースとする材料の調製方法。
【請求項２】
前記一種以上のオルガノシラン化合物(A)が一般式：(R１)3-n(X)nSiR３（式中、R１はC1-C２アルキル、R３はC1-C２アルキルであり、かつＸは脱離基であり、ｎは２又は３である）の化合物であり、又は
一般式：(R4)3-n(X)nSiR6Si(R5)3-m(Y)m（式中、R4及びR5は互いに独立にC1-C２アルキル、R6はC1-C３アルキレン又はC2-C３アルケニレンであり、かつＸ及びＹは脱離基であり、ｎは２又は３であり、ｍは２又は３である）の化合物であることを特徴とする、請求項１記載の有機変性シリカをベースとする材料の調製方法。
【請求項３】
前記反応混合物を、あらゆる順序で、
(i) 約25重量％から約100重量％までの水を含む水性媒体に、一種以上のオルガノシラン化合物Ａを添加し、少なくとも部分的に溶解し、そして
(ii)シリカをベースとする材料(S)を添加することにより得る、請求項１又は２記載の有機変性シリカをベースとする材料の調製方法。
【請求項４】
前記反応混合物の温度が約40℃から約300℃までである、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記反応混合物の温度が約75℃から約175℃までである、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
シリカをベースとする材料(S)及び一種以上のオルガノシラン化合物(A)の反応混合物を温度TEMP1で反応させる第一工程、続いて該第一工程で生成された反応したシリカをベースとする材料を温度TEMP2であってTEMP2＞TEMP1である温度に暴露することを含む第二工程を含む、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
温度TEMP1が約75℃から約100℃までの範囲内であり、かつ温度TEMP2が約100℃から約175℃までの範囲内である、請求項６記載の方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の方法により得られる有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項９】
未変性シリカである部分、及び-OSi≡基中に含まれるケイ素原子に結合されたアルキル基、アルケニル基又はアルキニル基及び／又は夫々-OSi≡基中に含まれる２個のケイ素原子に結合されたアルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基を含む部分を含み、有機変性シリカをベースとする材料が多孔性粒子の形態であるか、または約10Åから約3000Åまでの中間孔サイズを有するモノリス材料の形態であることを特徴とする有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１０】
前記アルキル基がC1-C4アルキル基であり、アルケニル基がC2-C4アルケニル基であり、アルキニル基がC2-C4アルキニル基である、請求項９記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１１】
前記アルキレン基がC1-C8アルキレン基であり、アルケニレン基がC2-C8アルケニレン基であり、アルキニレン基がC2-C8アルキニレン基である、請求項９から１０のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１２】
前記アルキル基がC1-C２アルキル基であり、アルケニル基がC2-C３アルケニル基であり、アルキニル基がC2-C３アルキニル基である、請求項９から１１のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１３】
前記アルキレン基がC1-C３アルキレン基であり、アルケニレン基がC2-C３アルケニレン基であり、アルキニレン基がC2-C３アルキニレン基である、請求項９から１２のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１４】
-OSi≡基中に含まれるケイ素原子に結合されたC1-C４アルキル基を含む一部を含む、請求項９から１１のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１５】
T2構造を有するケイ素原子の量対T3構造を有するケイ素原子の量の比が、固体状態のNMR分光分析により測定して約１以下である、請求項８から１４のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１６】
前記有機変性シリカをベースとする材料中のT3の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比が、固体状態NMR分光分析により測定して約0.60以上である、請求項８から１５のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１７】
１：１の容積関係でエタノールと混合された10mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定して約0.035[ppm Si/ m2/g]以下のアルカリ安定性を有する、請求項８から１６のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１８】
１：１の容積関係でエタノールと混合された100mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定して約0.2 [ppm Si/ m2/g]以下のアルカリ安定性を有する、請求項８から１６のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項１９】
次第に減少する濃度で表面からシリカをベースとする材料へと分布された有機基を含む、請求項８から１８のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料。
【請求項２０】
クロマトグラフィーのための静止相分離材料としての請求項８から１９のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料の使用。
【請求項２１】
クロマトグラフィーのための静止相分離材料を調製する場合の更なる官能化のための基礎材料としての請求項８から１９のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料の使用。
【請求項２２】
請求項８から１９のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料を含むことを特徴とする静止相分離材料。
【請求項２３】
１個以上の官能基の形態の表面官能化を更に含む、請求項２２記載の静止相分離材料。
【請求項２４】
前記１個以上の官能基がジオール置換アルキル、アミノ置換アルキル、シアノアルキル、フルオロアルキル、フェニル、フルオロフェニル、フェニルアルキル、又はC1-C30アルキルのグループに属する、請求項２３記載の静止相分離材料。
【請求項２５】
前記静止相分離材料中のT3の量対(T1+T2+T3)の全ての量の比が、固体状態のNMR分光分析により測定して約0.70以上である、請求項２２から２４のいずれか１項記載の静止相分離材料。
【請求項２６】
１：１の容積関係でエタノールと混合された10mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定して約0.035[ppm Si/ m2/g]以下のアルカリ安定性を有する、請求項２２から２５のいずれか１項記載の静止相分離材料。
【請求項２７】
１：１の容積関係でエタノールと混合された100mM NaOH 41.5mLを、1mL/分で、25℃の温度で、有機変性シリカをベースとする材料約2.5gで充填された長さ215mm及び内径4.6mmのカラム中にポンプ輸送する操作からの溶離液中の比表面積（BET方法）当りのケイ素ppm[ppm Si/ m2/g]として測定して約0.2 [ppm Si/ m2/g]以下のアルカリ安定性を有する、請求項２２から２５のいずれか１項記載の静止相分離材料。
【請求項２８】
請求項８から１９のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料を官能基を含む官能化剤と反応させることを特徴とする静止相分離材料の調製方法。
【請求項２９】
前記官能基がジオール置換アルキル、アミノ置換アルキル、シアノアルキル、フルオロアルキル、フェニル、フルオロフェニル、フェニルアルキル、又はC1-C30アルキルである、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記官能化剤がオルガノシランである、請求項２８から２９のいずれか１項記載の方法。
【請求項３１】
クロマトグラフィー分離方法における、請求項８から１９のいずれか１項記載の有機変性シリカをベースとする材料、又は請求項２２から２７のいずれか１項記載の静止相分離材料の使用。
【請求項３２】
請求項２２から２７のいずれか１項記載の静止相分離材料を含むことを特徴とするクロマトグラフィーのための分離カラム。
【国際調査報告】
2009519201.tif 000013
2009519201.tif 000014
2009519201.tif 000015
2009519201.tif 000016