СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНИТЕЛЯ, НАПОЛНИТЕЛЬ И КОЛОНКА
METHOD OF OBTAINING FILLING AGENT, FILLING AGENT AND COLUMN

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу получения наполнителя, наполнителю и колонке.
Уровень техники
Традиционно силикагель с поверхностью, на которой силанольная группа химически модифицирована силилированием любым силановым связывающим агентом, использовался, в общем, в качестве наполнителя для заполнения колонки, используемой в жидкостной хроматографии. В качестве силанового связывающего агента предусматривается октадецилхлорсилановое соединение, октилхлорсилановое соединение, бутилхлорсилановое соединение, цианопропилхлорсилановое соединение, фенилхлорсилановое соединение или тому подобное, и среди них октадецилхлорсилановое соединение используется наиболее широко.
Однако такой наполнитель обладает большой степенью взаимодействия с полярным веществом, в особенности основным веществом, потому что силанольная группа остается на поверхности силикагеля и создает проблему большей степени уширения пика основного вещества в колонке.
Патентный документ 1 раскрывает способ взаимодействия агента, связывающего концевые группы, с силанольной группой, оставшейся на химически модифицированном силикагеле или пористом стекле, при температуре реакции 250°С или выше в газовой фазе.
Однако даже если используют такой способ, силанольная группа по-прежнему остается на поверхности силикагеля или пористого стекла и, соответственно, желательно, чтобы уширение пика основного вещества в колонке уменьшалось.
Патентный документ 1: Публикация Заявки на Японский Патент № 4-212058
Раскрытие изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить способ получения наполнителя, который пригоден для разработки колонки, в которой обеспечивается малая степень уширения пика основного вещества, наполнитель, который получают, используя этот способ получения наполнителя, и колонку, заполненную наполнителем, принимая во внимание существующую проблему вышеупомянутого уровня техники.
Способ решения проблемы
Изобретение, описанное в п.1, представляет собой способ получения наполнителя, включающий первую стадию взаимодействия неорганической частицы, имеющей гидроксильную группу, с силановым связывающим агентом, включающим силановый связывающий агент, имеющий алкенильную группу с числом углеродных атомов от 2 или более и 8 или менее, и/или алкинильную группу с числом углеродных атомов от 2 или более и 7 или менее, и вторую стадию взаимодействия неорганической частицы, прореагировавшей с силановым связывающим агентом, с соединением, представленным общей формулой (1):
1
2
3
(в формуле R представляет собой алкильную группу с числом углерода от 4 или более и 50 или менее, или арильную группу с числом углерода от 6 или более и 30 или менее, и каждый из R и R представляет собой независимо атом водорода, хлор или алкильную группу с числом углерода от 1 или более и 4 или менее).
Изобретение, описанное в п.2, представляет собой способ получения наполнителя, описанного в п.1, отличающийся тем, что первая стадия включает стадию взаимодействия неорганической частицы с силановым связывающим агентом, имеющим алкенильную группу с числом углерода от 2 или более и 8 или менее, и/или алкинильную группу с числом углерода от 2 или более и 7 или менее, и стадию взаимодействия неорганической частицы, прореагировавшей с силановым связывающим агентом, с силановым связывающим агентом, не имеющим алкенильной группы или алкинильной группы.
Изобретение, описанное в п.3, представляет собой наполнитель, отличающийся тем, что изготовлен, используя способ получения наполнителя, описанного в п.1 или п.2.
Изобретение, описанное в п.4, представляет собой колонку, отличающуюся тем, что заполнена наполнителем, описанным в п.3.
Изобретение, описанное в п.5, представляет собой колонку, описанную в п.4, отличающуюся тем, что фактор асимметрии пика амитриптилина составляет 0,9 или более и 2,0 или менее.
Обеспечивающий преимущество эффект изобретения
Согласно настоящему изобретению возможно предоставить способ получения наполнителя, который пригоден для получения колонки, в которой обеспечивается малая степень уширения пика основного вещества, наполнитель, который производится, используя способ получения наполнителя и колонку, заполненную наполнителем.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую результат измерения фактора асимметрии пика для колонки, заполненной наполнителем, в практическом примере 1.
Фиг.2 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую результат измерения фактора асимметрии пика для колонки, заполненной наполнителем, в практическом примере 2.
Фиг.3 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую результат измерения фактора асимметрии пика для колонки, заполненной наполнителем, в сравнительном примере 1.
Наилучший вариант осуществления изобретения
Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи.
Способ получения наполнителя согласно настоящему изобретению включает первую стадию взаимодействия неорганической частицы, имеющей гидроксильную группу, с силановым связывающим агентом, включающим силановый связывающий агент, имеющий алкенильную группу с числом углерода от 2-8, и/или алкинильную группу с числом углерода от 2-7 (именуемый ниже как первый силановый связывающий агент), и вторую стадию взаимодействия неорганической частицы, прореагировавшей с силановым связывающим агентом, с соединением, представленным общей формулой (1),
1
2
3
(в формуле R представляет собой алкильную группу с числом углерода от 4-50 или арильную группу с числом углерода от 6-30, и каждый из R и R представляет собой независимо атом водорода, хлор или алкильную группу с числом углерода от 1-4). Так как силановый связывающий агент, соответственно, реагирует с неорганической частицей, имеющей гидроксильную группу до введения алкильной группы с числом углерода от 4-50 или арильной группы с числом углерода от 6-30 на поверхности неорганической частицы, возможно уменьшить количество оставшихся гидроксильных групп(ы) рядом с поверхностью неорганической частицы. Как результат возможно получить наполнитель с малой степенью уширения пика основного вещества.
Если первый силановый связывающий агент имеет алкенильную группу с числом углерода от 9 или более и/или имеет алкинильную группу с числом углерода от 8 или более, взаимодействие силанового связывающего агента с неорганической частицей, имеющей гидроксильную группу, неохотно протекает из-за стерического затруднения.
1
1
2
3
Если R представляет собой алкильную группу с числом углерода от 3 или менее в соединении, представленном общей формулой (1), невозможно получить наполнитель с малой степенью уширения пика основного вещества. Более того, если R представляет собой алкильную группу с числом углерода от 51 или более, или арильную группу с числом углерода от 31 или более, взаимодействие соединения, представленного общей формулой (1), с неорганической частицей, с введенной алкенильной группой с числом углерода от 2-8 и/или алкинильной группой с числом углерода от 2-7, неохотно протекает из-за стерического затруднения. Кроме того, если R и R представляют собой алкильную группу с числом углерода от 5 и более, взаимодействие соединения, представленного общей формулой (1), с неорганической частицей, с введенной алкенильной группой с числом углерода от 2-8 и/или арильной группой с числом углерода от 2-7, неохотно протекает из-за стерического затруднения.
В отношении неорганической частицы, имеющей гидроксильную группу, нет особых ограничений и предусматривают кварц, оксид титана, оксид цинка, оксид циркония, оксид алюминия, цеолит или тому подобное. Среди них пористая частица, имеющая гидроксильную группу, такая как частица силикагеля, пористого стекла, монолита кварца или тому подобного, является предпочтительной.
2
2
Средний размер частицы неорганической частицы, имеющей гидроксильную группу, предпочтительно составляет 1-200 мкм и более предпочтительно 3-50 мкм. Более того, размер поры пористой частицы, имеющей гидроксильную группу, предпочтительно составляет 1-100 нм и более предпочтительно 4-50 нм. Кроме того, удельная площадь поверхности пористой частицы, имеющей гидроксильную группу, предпочтительно составляет 50-800 м/г и более предпочтительно 100-600 м/г.
В описании и пунктах формулы настоящего изобретения неорганическая частица, имеющая гидроксильную группу, включает в себя органическо-неорганический гибрид частицы, имеющей гидроксильную группу, такую как частица, полученная взаимодействием силанового связывающего агента, имеющего гидроксильную группу, с неорганической частицей, имеющей гидроксильную группу.
Для соединения, представленного общей формулой (1), предусматривают октадецилдиметилсилан или тому подобное и два или более вида могут быть использованы в сочетании.
Хотя неорганическая частица, имеющая гидроксильную группу, может взаимодействовать с одним первым силановым связывающим агентом на первой стадии в настоящем изобретении, предпочтительно взаимодействует с первым силановым связывающим агентом и силановым связывающим агентом, не имеющим алкенильной группы или алкинильной группы (именуемый ниже как второй силановый связывающий агент), так как возможно контролировать количество введенных алкенильных групп. Наиболее предпочтительным является то, что неорганическая частица, имеющая гидроксильную группу, взаимодействует с предопределенным количеством первого силанового связывающего агента и последовательно взаимодействует с избыточным количеством второго силанового связывающего агента. Таким образом, возможно контролировать количество введенных алкенильных групп и/или алкинильных групп на поверхности неорганической частицы и уменьшить количество оставшихся гидроксильных(ой) групп(ы).
Кроме того, неорганическая частица, имеющая гидроксильную группу, может взаимодействовать с первым силановым связывающим агентом и/или вторым силановым связывающим агентом более одного раза на первой стадии.
В отношении первого силанового связывающего агента нет особых ограничений, и предусматривают соединение, представленное общей формулой (2):
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
(в формуле, по меньшей мере, один из R, R, R и R представляет собой алкенильную группу с числом углерода от 2-8 или алкинильную группу с числом углерода от 2-7, по меньшей мере, один из R, R, R и R представляет собой атом водорода, атом галогена, гидроксильную группу или алкоксильную группу с числом углерода от 1-4, и каждый из R, R, R и R за исключением вышеуказанных представляет собой независимо замещенную или незамещенную алкильную группу с числом углерода от 1-8, замещенную алкенильную группу с числом углерода от 2-8, замещенную алкинильную группу с числом углерода от 2-7 или замещенную или незамещенную арильную группу с числом углерода от 6-12), соединение, представленное общей формулой (3):
1
2
3
4
1
2
3
4
1
3
3
(в формуле n составляет от 1-100, по меньшей мере, один из R, R, R и R представляет собой алкенильную группу с числом углерода от 2-8 или алкинильную группу с числом углерода от 2-7, каждый из R, R, R и R за исключением вышеуказанных представляет собой независимо атом водорода, атом галогена, гидроксильную группу, винилдиметилсилоксильную группу, алкоксильную группу с числом углерода от 1-4, замещенную или незамещенную алкильную группу с числом углерода от 1-8, замещенную алкенильную группу с числом углерода от 2-8, замещенную алкинильную группу с числом углерода от 2-7 или замещенную или незамещенную арильную группу с числом углерода от 6-12, и множество R и R или R, в случае, когда присутствуют многочисленные радикалы, может представлять собой множество идентичных или разных радикалов), соединение, представленное общей формулой (4):
1
2
1
2
(в формуле n составляет 3-50, по меньшей мере, один из многочисленных R и R представляет собой алкенильную группу с числом углерода от 2-8 или алкинильную группу с числом углерода от 2-7, каждый из R и R за исключением вышеуказанных представляет собой независимо атом водорода, атом галогена, гидроксильную группу, алкоксильную группу с числом углерода от 1-4, замещенную или незамещенную алкильную группу с числом углерода от 1-8, замещенную алкенильную группу с числом углерода от 2-8, замещенную алкинильную группу с числом углерода от 2-7 или замещенную или незамещенную арильную группу с числом углерода от 6-12 и X представляет собой окси-группу или имино-группу), соединение, представленное общей формулой (5):
1
2
3
1
2
3
(в формуле, по меньшей мере, один из многочисленных R, R и R представляет собой алкенильную группу с числом углерода от 2-8 или алкинильную группу с числом углерода от 2-7, каждый из R, R и R за исключением вышеуказанных представляет собой независимо атом водорода, атом галогена, гидроксильную группу, алкоксильную группу с числом углерода от 1-4, замещенную или незамещенную алкильную группу с числом углерода от 1-8, замещенную алкенильную группу с числом углерода от 2-8, замещенную алкинильную группу с числом углерода от 2-7 или замещенную или незамещенную арильную группу с числом углерода от 6-12, X представляет собой одинарную связь, имино-группу или группу, представленную общей формулой:
4
5
(в формуле каждый из R и R представляет собой независимо атом водорода или триметилсилильную группу и n является целым числом от 1-8), 1,1-бис(триметоксисилилметил)этилен или тому подобное, где два или более видов из этого могут быть использованы в сочетании.
Кроме того, в отношении алкенильной группы с числом углерода от 2-8 или алкинильной группы с числом углерода от 2-7 в общих формулах (2)-(5) нет особых ограничений до тех пор, пока реакция гидросилилирования с соединением, представленным общей формулой (1), разрешена и предусматривают винильную группу, этинильную группу или тому подобное. Более того, на галогеновую группу нет особых ограничений до тех пор, пока реакция конденсации с гидроксильной группой, которую несет неорганическая частица, возможна, и предусматривают хлор группу, бром, иод или тому подобное. Кроме того, заместитель для алкильной группы, алкенильной группы, алкинильной группы или арильной группы не ограничен до тех пор, пока заместитель не замедляет реакцию, и предусматривают циано-группу, гидроксильную группу, карбоксильную группу, амидную группу, имидную группу, сульфо-группу, амино-группу, глицероильную группу или тому подобное.
В качестве соединения, представленного общей формулой (2), предусматривают винилтрихлорсилан, винилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, винилтриизопропоксисилан, винилтрифеноксисилан, винилфенилметилсилан, винилфенилметилхлорсилан, винилфенилдиэтоксисилан, винилфенилдихлорсилан, винилдифенилхлорсилан, винилдифенилэтоксисилан, винилоктилдихлорсилан, винилдиметилсилан, винилдиметилхлорсилан, дивинилдихлорсилан, тривинилхлорсилан, тривинилметоксисилан, тривинилэтоксисилан, тривинилсилан или тому подобное.
В качестве соединения, представленного общей формулой (3), предусматривают 1,5-дивинил-3,3-дифенил-1,1,5,5-тетраметилтрисилоксан или  тому подобное.
В качестве соединения, представленного общей формулой (4), предусматривают 1,3,5-тривинил-1,3,5-триметилциклотрисилоксан, 1,3,5-тривинил-1,3,5-триметилциклотрисилазан или тому подобное.
В качестве соединения, представленного общей формулой (5), предусматривают 1,3-дивинилтетраметилдисилоксан, 1,3-дивинилтетраметилдисилазан или тому подобное.
В отношении второго силанового связывающего агента нет особых ограничений и предусматривают соединение, представленное общей формулой (6):
1
2
3
(в формуле каждый из R, R и R представляет собой независимо алкильную группу с числом углерода от 1-9 и X представляет собой одинарную связь или имино-группу), соединение, представленное общей формулой (7):
1
2
3
1
2
3
(в формуле n составляет 0-50, 1-3 из многочисленных R, R и R представляют собой атомы водорода или алкоксильную(ые) группу(ы) с числом углерода от 1-4 и каждый из R, R и R за исключением вышеуказанных представляет собой независимо алкильную группу с числом углерода от 1-9), соединение, представленное общей формулой (8):
1
2
3
(в формуле n составляет 1-50, и каждый из R, R и R представляет собой независимо алкильную группу с числом углерода от 1-9), соединение, представленное общей формулой (9):
1
2
(в формуле n составляет 3-10, каждый из R и R представляет собой независимо алкильную группу с числом углерода от 1-9 и X представляет собой окси-группу или имино-группу), или тому подобное, где два или более видов из этого могут быть использованы в сочетании.
В качестве соединения, представленного общей формулой (6), предусматривают гексаметилдисилан, гексаметилдисилазан или тому подобное.
В качестве соединения, представленного общей формулой (7), предусматривают диметилдиметоксисилан, диэтилметилсилан, триэтилсилан, триметилметоксисилан, 1,1,3,3-тетраметилдисилоксан, 1,1,3,3,5,5-гексаметилтрисилоксан, 1,3-диметокситетраметилдисилоксан или тому подобное.
В качестве соединения, представленного общей формулой (8), предусматривают гексаметилдисилоксан, тетрадекаметилгексасилоксан или тому подобное.
В качестве соединения, представленного общей формулой (9), предусматривают гексаметилциклотрисилоксан, октаметилциклотетрасилоксан, декаметилциклопентасилоксан, додекаметилциклогексасилоксан, гексаметилциклотрисилазан или тому подобное.
Когда неорганическая частица, имеющая гидроксильную группу, взаимодействует с силановым связывающим агентом в настоящем изобретении, возможно использовать общеизвестный способ и, например, реакцию проводят при 0-400°С в течение 30 минут-72 часов в присутствии растворителя, такого как толуол.
Более того, когда неорганическая частица, прореагировавшая с силановым связывающим агентом, взаимодействует с соединением, представленным общей формулой (1) на второй стадии, возможно использовать общеизвестный способ, и например, реакцию проводят при 50-300°С в течение 2 часов или более в присутствии растворителя, такого как толуол. В качестве катализатора возможно использовать рутений, родий, палладий, осмий, иридий или соединение платины, где соединение палладия или соединение платины является предпочтительным. В отношении соединения палладия нет особых ограничений и предусматривают хлорид палладия(II), тетраамминхлорпалладат(II) аммония, оксид палладия(II), гидроксид палладия(II) или тому подобное. В отношении соединения платины нет особых ограничений и предусматривают хлорид платины(II), тетрахлорплатиновую кислоту(II), хлорид платины(IV), гексахлорплатиновую кислоту(IV), гексахлорплатинат(IV) аммония, оксид платины(II), гидроксид платины(II), диоксид платины(IV), оксид платины(IV), дисульфид платины(IV), сульфид платины(IV), гексахлорплатинат(IV) калия или тому подобное.
Кроме того, силанольную группу, оставшуюся на неорганической частице и образованной из силанового связывающего агента, можно заблокировать, используя общеизвестный способ после второй стадии.
Так как колонку согласно настоящему изобретению заполняют наполнителем, изготовленным способом получения наполнителя согласно настоящему изобретению, возможно предусмотреть малую степень уширения пика основного материала, и что фактор асимметрии пика амитриптилина составит 0,9-2,0. Кроме того, можно использовать колонку согласно настоящему изобретению в жидкостной хроматографии и возможно анализировать и фракционировать образец.
Практические примеры для настоящего изобретения в дальнейшем будут подробно описаны ниже. Кроме того, настоящее изобретение никоим образом не ограничивается ими.
Экспериментальный пример 1
2
1 г силикагеля со средним размером частицы 5 мкм и удельной площадью поверхности 450 мм/г загружали в ампулу и сушили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов. Затем ампулу охлаждали, добавляли 0,55 мл винилметилдиметоксисилана и герметизировали ее в атмосфере азота, и реакцию проводили при 350°С в течение 12 часов. Далее продукт извлекали и промывали 10 мл хлороформа и 10 мл метанола, сушку проводили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов.
Затем 0,7 г полученных частиц диспергировали в 3 мл безводного толуола, добавляли 3,1 мл октадецилдиметилсилана и перемешивали. Затем добавляли 14,45 мкл 3%масс. раствора хлорплатиновой кислоты в толуоле и реакцию проводили при 70°С в течение 8 часов, охлаждали и фильтровали. Далее полученный осадок промывали 10 мл хлороформа и 10 мл метанола, сушку проводили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов, получая наполнитель.
Экспериментальный пример 2
2
15 г силикагеля со средним размером частицы 5 мкм и удельной площадью поверхности 450 мм/г диспергировали в 60 мл безводного толуола. Затем после добавления 5,79 мл пиридина и 3,12 мл винилтрихлорсилана смесь нагревали и кипятили в течение 3 часов, охлаждали и фильтровали. Полученный осадок промывали 100 мл толуола, 100 мл ацетонитрила и 100 мл 60%масс. водным раствором ацетонитрила. Более того, диспергировали в 100 мл 60%масс. водного раствора ацетонитрила, перемешивали при комнатной температуре в течение 1,5 часов и фильтровали. Далее полученный осадок промывали 100 мл 60%масс. водного раствора ацетонитрила и 100 мл метанола, сушку проводили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов. Содержание углерода в полученных частицах составило 4,00 %масс.
2 г полученных частиц загружали в ампулу и проводили сушку при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов. Затем ампулу охлаждали, добавляли 0,416 мл диметилдиметоксисилана и герметизировали ее в атмосфере азота и реакцию проводили при 350°С в течение 6 часов. Далее продукт извлекали и промывали 20 мл хлороформа и 20 мл метанола, сушку проводили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов.
После 0,7 г полученных частиц диспергировали в 3 мл безводного толуола, добавляли 3,1 мл октадецилдиметилсилана и перемешивали. Затем после добавления 14,45 мкл 3%масс. раствора хлорплатиновой кислоты в толуоле реакцию проводили при 70°С в течение 8 часов, охлаждали и фильтровали. Затем полученный осадок промывали 10 мл хлороформа и 10 мл метанола, сушку проводили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов, получая наполнитель.
Сравнительный пример 1
После того как 10 г силикагеля высушили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов, проводили охлаждение и диспергирование в 40 мл безводного толуола. Затем после добавления 0,8 мл пиридина и 3,3 мл октадецилдиметилхлорсилана нагревали и кипятили в течение 3 часов с обратным холодительником, охлаждали и фильтровали. Затем полученный осадок промывали 100 мл толуола, 100 мл хлороформа и 100 мл метанола, сушку проводили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов.
5 г полученных частиц загружали в ампулу и сушку проводили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов. Затем ампулу охлаждали, добавляли 1,0 мл гексаметилсилазана и герметизировали ее в атмосфере азота и реакцию проводили при 250°С в течение 6 часов. Далее продукт извлекали и промывали 50 мл хлороформа и 100 мл метанола, сушку проводили при 120°С и пониженном давлении в течение 10 часов, получая наполнитель.
Измерение факторов асимметрии пика
Колонку заполняли наполнителями, полученными в экспериментальном примере 1, экспериментальном примере 2 и сравнительном примере 1, подвижную фазу с 20 мМ фосфатный буфер:ацетонитрил, составляющую 60:40 (объемное соотношение), использовали для измерения факторов асимметрии пика амитриптилина в качестве основного вещества.
Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3 иллюстрируют результаты измерения факторов асимметрии пика для колонок, заполненных наполнителями в экспериментальном примере 1, экспериментальном примере 2 и сравнительном примере 1. Фактор асимметрии пика и число теоретических тарелок для заполненной колонки наполнителем в экспериментальном примере 1 составляли 1,39 и 6313 соответственно, и фактор асимметрии пика и число теоретических тарелок для заполненной колонки наполнителем в экспериментальном примере 2 составляли 1,15 и 7814 соответственно. С другой стороны, фактор асимметрии пика и число теоретических тарелок для заполненной колонки наполнителем в сравнительном примере 1 составляли 2,19 и 3292 соответственно.
Настоящая международная заявка притязает на приоритет по заявке на патент Японии № 2009-059290, поданной 12 марта 2009, и полное содержание заявки на патент Японии № 2009-059290 включено путем ссылки в настоящую международную заявку.