多孔質架橋重合体の製造方法、多孔質架橋重合体、多孔質架橋重合体粒子および吸着剤
【課題】疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）が高く、特に逆相クロマトグラフィー分離法に対する適用性に優れた化合物およびそれを用いて形成された多孔質架橋重合体粒子および吸着剤を提供する。
【解決手段】下記一般式（Ｉ）で表される構成単位を有する多孔質架橋重合体の製造方法であって、多孔質芳香族系架橋重合体に炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有することを特徴とする多孔質架橋重合体の製造方法。
（一般式（Ｉ）中、Ｒは炭素数１以上２０以下のアルキル基を示す。）
【解決手段】下記一般式（Ｉ）で表される構成単位を有する多孔質架橋重合体の製造方法であって、多孔質芳香族系架橋重合体に炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有することを特徴とする多孔質架橋重合体の製造方法。
（一般式（Ｉ）中、Ｒは炭素数１以上２０以下のアルキル基を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質架橋重合体の製造方法、多孔質架橋重合体粒子および吸着剤に関する。詳しくは、逆相クロマトグラフィー分離法に対する適用性に優れた新規化合物およびそれを用いて形成された多孔質架橋重合体粒子およびそれを用いて形成された吸着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
架橋ポリスチレン等の芳香族系架橋重合体粒子は、合成吸着剤として発酵物、食品や薬草等からの有用物質の抽出精製に工業的に用いられている。また、微小粒径の芳香族系架橋重合体粒子は液体クロマトグラフィー充填剤としても用いられ、特に逆相液体クロマトグラフィー分離法による分析及び分取に応用されている。
架橋ポリスチレン等の芳香族系架橋重合体粒子は、酸性、アルカリ性条件でも化学的耐久性に優れること、多孔質粒子を用いることにより高い吸着量が得られること、シリカゲル系吸着剤とは吸着選択性が異なること等、合成吸着剤として優れた特性を有している。
【０００３】
このような架橋重合体粒子としては、例えば特許文献１〜６に挙げられるものが開示されているが、逆相液体クロマトグラフィー分離法における分離能向上の要求に伴い、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）の更なる向上が望まれている。
一方、アルキル鎖を有する芳香族系架橋重合体粒子としては、核酸の分離・分析を目的として非多孔質重合体粒子が開示されている（特許文献７および８）。しかしながら、これらは物質拡散により分離バンドの広がりを回避するために非多孔質であるので、表面積が小さく分離対象物との相互作用が十分とは言えず、分子量２０００以下の低分子量化合物を分離する逆相液体クロマトグラフィー分離法へ転用できるものではなかった。一方、従来の逆相液体クロマトグラフィー分離法では、粒子内部への有機化合物の物質拡散による分離バンドの広がりが生じないシリカゲル等の無機多孔質粒子を基体として用いていた。即ち、特許文献７，８における、分子量数万以上の巨大分子である核酸の分離・分析を目的とする上記分野とは異なり、分子量２０００以下の低分子量化合物を対象とする逆相液体クロマトグラフィー分離では、特に多孔質芳香族系架橋重合体粒子の細孔内部への物質拡散による分離バンドの広がりが分離性能に悪影響を及ぼすため、アルキル鎖を有する多孔質芳香族系架橋重合体粒子を使用することは有利とはいえなかった。また当業者がこれを多孔質化した際の効果を予測することもできるものではなかった。
また、特許文献９には、アルキル鎖含有の多孔質ポリマー、およびこれを含有する液体クロマトグラフィー用充填剤が開示されている。しかしながら、これは、アルキルスチレン誘導体を含有するモノマー混合物をランダム共重合して得られるものであり、分離対象物との相互作用を利用するアルキル鎖の分布が粒子内部で均一となり、分離対象物がアルキル鎖と相互作用するためには、粒子内部まで拡散する必要があり、物質拡散による分離バンドの広がりの観点で問題があり、さらなる改善が求められていた。
【特許文献１】特許３６２６７７４号公報
【特許文献２】特開５９−８７０８９号公報
【特許文献３】特開５４−１６３９９３号公報
【特許文献４】特開２００２−３０１２１号公報
【特許文献５】特開平４−２９２６０５号公報
【特許文献６】特許３８４２２８８号公報
【特許文献７】米国特許５５８５２３６号公報
【特許文献８】国際公開９８／４８９１３号公開パンフレット
【特許文献９】特開平１１−１９３３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）が高く、特に逆相クロマトグラフィー分離法に対する適用性に優れた多孔質架橋重合体の製造方法、多孔質架橋重合体およびそれを用いて形成された多孔質架橋重合体粒子および吸着剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を行なった結果、特定の製法により得られた多孔質芳香族系架橋重合体が、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）に優れることを見出した。即ち、本発明の要旨は以下に存する。
〔１〕下記一般式（Ｉ）で表される構成単位を有する多孔質架橋重合体の製造方法であって、多孔質芳香族系架橋重合体に炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有することを特徴とする多孔質架橋重合体の製造方法。
【０００６】
【化２】
【０００７】
（一般式（Ｉ）中、Ｒは炭素数１以上２０以下のアルキル基を示す。）
〔２〕前記〔１〕の製造方法によって製造された多孔質架橋重合体。
〔３〕前記〔１〕の製造方法によって製造された多孔質架橋重合体により形成された多孔質架橋重合体粒子であって、最頻度細孔半径が１０Å以上３００Å以下であることを特徴とする多孔質架橋重合体粒子。
〔４〕前記〔３〕の多孔質架橋重合体粒子を用いて形成された吸着剤。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によれば、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）が高く、特に逆相クロマトグラフィー分離法に対する適用性に優れた化合物およびそれを用いて形成された多孔質架橋重合体粒子および吸着剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の例示物等に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。
［１］多孔質架橋重合体
本発明の多孔質架橋重合体（以下、単に「架橋重合体」と称することがある。）は、以下の（ｉ）および（ｉｉ）を満たすことが主な特徴である。
（ｉ）後述する一般式（Ｉ）で表される構成単位を有すること
（ｉｉ）多孔質芳香族系架橋重合体に炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有すること
以下、各構成単位について詳述する。
［１−１］一般式（Ｉ）で表される構成単位
本発明における下記一般式（Ｉ）で表される構成単位について説明する。
一般式（Ｉ）中、Ａは直接結合、または２価の有機基を示す。
【００１０】
【化３】
【００１１】
一般式（Ｉ）中、Ｒは炭素数が通常１以上、好ましくは４以上であり、通常２０以下、さらに好ましくは１８以下の直鎖または分岐状アルキルを示す。炭素数が多すぎると逆相クロマトグラフィー分離に利用可能な量を担持した架橋共重合体粒子の製造が困難である。
本発明における−Ｒの具体例としては、オクタデシル基、ｔ-ブチル基等が挙げられる
。
【００１２】
［１−２］製造方法
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有することが必須である。前述のように、アルキルスチレン誘導体を含有するモノマー混合物を重合して得られる方法においては、分離対象物との相互作用を利用するアルキル鎖の分布が粒子内部で均一となり、分離対象物がアルキル鎖と相互作用するためには、粒子内部まで拡散する必要があり、物質拡散による分離バンドの広がりの観点で問題がある。本発明は、かかる問題点を解決した点で技術上の意義がある。
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、具体的には後述する［２−４］の方法従って製造することができる。
【００１３】
［２］多孔質架橋重合体粒子
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、上述の本発明の化合物を用いて形成される。以下、本発明の多孔質架橋重合体粒子について説明する。
［２−１］重量平均粒子径
本発明の多孔質架橋重合体粒子は重量平均粒子径が通常０．１μｍ以上、好ましくは１μｍ以上、さらに好ましくは２μｍ以上であり、通常３０００μｍ以下、好ましくは１０００μｍ以下、さらに好ましくは８００μｍ以下である。重量平均粒子径が小さすぎると液体クロマトグラフィーの逆相充填剤としてカラムに充填して用いた場合に送液抵抗が高くなり移動相の送液が困難となる、大きすぎると充填カラムの理論段数が下がる為、所望の分離性能が得られない。 重量平均粒子径は、対象とする粒子の粒径分布範囲に応じて、以下の方法から選択された方法によって測定される。
【００１４】
＜重量平均粒子径測定法１（水篩法）＞
主に粒径分布範囲３００μｍ〜１０００μｍの粒子に対して用いられる。
対象とする粒子の粒径分布の範囲に従って、篩目の径が１１８０μｍ、８５０μｍ、７１０μｍ、６００μｍ、４２５μｍ、３００μｍ、の篩を、下方になる程、篩目の径が小さくなる様に積み重ねる。この積み重ねた篩をバットの上に置き、最上段に積み重ねられた１１８０μｍの篩の中に多孔質架橋重合体粒子を約１００ｍＬ入れる。
【００１５】
水道水につないだゴム管から樹脂上にゆるやかに水を注ぎ小粒を下の方へ篩別する。１１８０μｍの篩の中に残った多孔質架橋重合体粒子は、さらに以下の方法により、厳密に小粒を篩別する。即ち、別のバットの１／２位の深さまで水を満たし、１１８０μｍの篩
を前記バットの中で上下及び回転運動を与えて動揺させることを繰り返し、小粒を篩別する。
前記バットの中の小粒は次の８５０μｍの篩の上へ戻し、また１１８０μｍの篩の上に残った多孔質架橋重合体粒子はさらに別のバットに採取する。篩の目に多孔質架橋重合体粒子が詰まっていれば、篩をバットに逆に置き、水道水につないだゴム管に密着させ、水を強く流して篩の目に詰まった多孔質架橋重合体粒子を取り出す。取り出した多孔質架橋重合体粒子は、１１８０μｍの篩上に残った多孔質架橋重合体粒子を採取したバットに移し、合計をメスシリンダーで容積を測定する。この容積をａ（ｍＬ）とする。１１８０μｍの篩を通っ多孔質架橋重合体粒子は８５０μｍ、７１０μｍ、６００μｍ、４２５μｍ、３００μｍの篩についてそれぞれ同様の操作を行い、メスシリンダーを用いて容積ｂ（ｍＬ）、ｃ（ｍＬ）、ｄ（ｍＬ）、ｅ（ｍＬ）、ｆ（ｍＬ）を求め、最後に３００μｍの篩を通った多孔質架橋重合体粒子の容積をメスシリンダーで測定しｇ（ｍＬ）とする。
【００１６】
Ｖ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇとし、ａ／Ｖ×１００＝ａ’（％）、ｂ／Ｖ×１００＝ｂ’（％）、ｃ／Ｖ×１００＝ｃ’（％）、ｄ／Ｖ×１００＝ｄ’（％）、ｅ／Ｖ×１００＝ｅ’（％）、ｆ／Ｖ×１００＝ｆ’（％）、ｇ／Ｖ×１００＝ｇ’（％）を算出する。
前記ａ’〜ｇ’より片軸に各篩の残留分累計（％）、他の軸に篩目の径（ｍｍ）をとり、これを対数確率紙上にプロットする。残留分の多い順に３点を取り、この３点を出来るだけ満足するような線を引き、この線から残留分累計が５０％に相当する篩目の径（ｍｍ）を求め、これを重量平均粒子径とする。
なお、上記重量平均粒子径の算出法は、例えば三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンＩ基礎編」第１４版（平成１１年９月１日）第１３９〜１４１頁に記載される公知の算出法である。
【００１７】
＜重量平均粒子径測定法２（ロボットシフター法）＞
主に粒径分布範囲２０μｍから３００μｍ以下の粒子に対して用いられる。
試料約３ｇをはかりとり、その中にホワイトカーボンを約０．０６ｇ入れ、使い捨てポリエチレン製手袋使用し、掌上で良くまぶし、試料表面の付着水分を取り除く。これを順次重ねた音波振動式自動篩分け粒度分布測定器（セイシン企業製ロボットシフターＲＰＳ−８５）にセットされたＪＩＳ標準篩の最上部に入れる。尚、使用標準篩は、樹脂の粒度範囲に規定された篩を使用する。
【００１８】
以下、粒径範囲が６３μｍから２１２μｍの多孔質架橋重合体粒子サンプルの場合の具体的測定例を示す。
ロボットシフターの操作条件をＬＥＶＥＬ（強度）２、ＴＩＭＥ（時間）１０分、ＩＮＴＥＲＶＡＬ（間隔）１秒の条件で篩分ける。篩分けられた各フルイ上の樹脂の重量は、自動的に測定される。尚、前記ホワイトカーボンは、６３μｍ以下の粒径な為６３μｍ以上の篩上に残らない。
【００１９】
各粒径での容積比率は、次の式により算出される。
Ｖ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇとし、ａ／Ｖ×１００＝ａ’（％）、ｂ／Ｖ×１００＝ｂ’（％）、ｃ／Ｖ×１００＝ｃ’（％）、ｄ／Ｖ×１００＝ｄ’（％）、ｅ／Ｖ×１００＝ｅ’（％）、ｆ／Ｖ×１００＝ｆ’（％）、ｇ／Ｖ×１００＝ｇ’（％）を算出する。
【００２０】
ここで、ａ'(％)は、粒径２１２μｍ以上の容積比率、ｂ'(％)は、１８０μｍ以上２１２μｍ未満の容積比率、ｃ'(％)は１５０μｍ以上１８０μｍ未満の容積比率、ｄ'(％)は、１０６μｍ以上１５０μｍ未満の容積比率、ｅ'(％)は、７５μｍ以上１０６μｍ未満 の容積比率、ｆ'(％)は、６３μｍ以上７５μｍ未満の容積比率、ｇ'(％)は、６３μｍ未
満の容積比率を示す。
【００２１】
前記ａ’〜ｇ’より片軸に各篩の残留分累計（％）、他の軸に篩目の径（ｍｍ）をとり、これを対数確率紙上にプロットする。残留分の多い順に３点を取り、この３点を出来るだけ満足するような線を引き、この線から残留分累計が５０％に相当する篩目の径（ｍｍ）を求め、これを重量平均粒子径とする。
なお、上記重量平均粒子径の算出法は、前記測定法１と同様、例えば三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンＩ基礎編」第１４版（平成１１年９月１日）第１３９〜１４１頁に記載される公知の算出法である。
【００２２】
＜重量平均粒子径測定法３（コールターカウンター法）＞
主に粒径分布範囲１μｍ以上２００μｍ以下の粒子に対して用いられる。
試料を所定の塩化ナトリウム水溶液の分散液とし、測定する粒径の範囲がアパチャー径の２〜６０％となるアパチャーを使用する。
コールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて濃度計の数値が５〜１０％になるように試料を７重量％の塩化ナトリウム水溶液に分散した懸濁液を用いて測定する。測定個数を３０，０００個とし、測定により得られる体積統計値の平均径を重量平均粒子径とする。なお、均一係数は、測定により得られる体積統計値の４０％径および９０％径より、次式（Ｉ）によって求める。
【００２３】
均一係数＝｛４０％径（μｍ）｝／｛９０％径（μｍ）｝・・・（Ｉ）
上記重量平均粒子径を有する本発明の多孔質架橋重合体粒子は、例えば既知の分級方法により得られる。分級法としては、篩による分別、水流を用いる水篩、気流を用いる風篩、沈降速度差を利用した沈降分級、遠心力を利用した遠心分級などが利用できる。
【００２４】
［２−２］均一係数
本発明の多孔質架橋重合体粒子は粒度分布がシャープであることが好ましく、下記算出法により示される均一係数が通常１．７以下、好ましくは１．５以下、更に好ましくは１．３以下である。均一係数が大きすぎると逆相クロマトグラフィー分離の為に多孔質架橋重合体粒子をカラムに充填した時、カラムの理論段数が上がらず、十分な分離性が得られない。
【００２５】
＜均一係数算出法＞
［２−１］で前述した重量平均粒子径の算出法において算出した前記ａ’〜ｇ’を用いて、片軸に各篩の残留分累計（％）、他の軸に篩目の径（ｍｍ）をとり、これを対数確率紙上にプロットする。残留分の多い順に３点を取り、この３点を出来るだけ満足するような線を引きこの線から残留分累計が９０％に相当する篩目の径（ｍｍ）を求めこれを有効径とする。
【００２６】
前記有効径と同一要領により、残留分累計４０％に対応する篩目の径（ｍｍ）を求め、次式（Ｉ）によって均一係数を求める。
均一係数＝｛残留分累計が４０％に相当する篩目の径（ｍｍ）｝／｛有効径（ｍｍ）｝・・・（Ｉ）
なお、上記均一粒係数の算出法は、例えば三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンＩ基礎編」第１４版（平成１１年９月１日）第１３９〜１４１頁に記載される公知の算出法である。
【００２７】
上記均一係数を有する本発明の多孔質架橋重合体粒子は、例えば既知の分級方法により得られる。分級法としては、篩による分別、水流を用いる水篩、気流を用いる風篩、沈降速度差を利用した沈降分級、遠心力を利用した遠心分級などが利用できる。又、特願昭６
３−０１１６９１６に記載されている均一粒径製造技術によっても、上記均一係数を有する本発明の多孔質架橋重合体粒子を得ることが出来る。
【００２８】
［２−３］その他物性
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、比表面積を大きくすることにより分離対象物との相互作用を強くできることから、多孔質粒子である事が必要である。比表面積は、通常１０ｍ２／ｇ以上、好ましくは４０ｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは２００ｍ２／ｇ以上である。比表面積が小さすぎると、高い吸着量は得られない。一方、高速液体クロマトグラフィーのように、高い分離性能を得たい場合は、分離対象物の孔内拡散によるカラムの理論段数の低下を避ける為に無孔状粒子を用いる事ができる。粒子表面積は、窒素ガスを用いたＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ Ｅｍｍｅｔｔ Ｔｅｌｌｅｒ）法により、測定される。
【００２９】
吸着容量を高める為に多孔質化した場合、その細孔の半径は、逆相クロマトグラフィーにより分離する対象物が細孔内を拡散し、多孔質架橋重合体粒子細孔内表面と相互作用できる大きさが必要である。
従って、分離する対象物の大きさにより、好ましい最頻度細孔半径が適宜選択されるが、通常１０Å以上、好ましくは２０Å以上であり、通常３００Å以下、好ましくは２００Å以下である。最頻度細孔半径が大きすぎると比表面積が低下することとなり分離対象物とアルキル基との相互作用が低下し、小さすぎると分離対象化合物の細孔内部への拡散が困難となり分離バンドの広がりにより分離性能が低下す。
最頻度細孔半径は窒素ガスを用いたＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ Ｅｍｍｅｔｔ Ｔｅｌｌｅｒ）法における窒素分圧と窒素吸着量の関係から測定することができる。なお、この方法により各細孔径での細孔容積も測定することができる。
【００３０】
［２−４］製造方法
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、例えば公知の多孔質芳香族系架橋重合体粒子をベースとして、所望のアルキル基を導入することにより製造することができる。多孔質芳香族系架橋重合体粒子としては、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーの共重合で得られる架橋構造骨格を有する多孔質架橋重合体粒子が挙げられる。モノビニル芳香族モノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン等のアルキル置換スチレン類、モノビニルビフェニル、ベンジルスチレン、モノビニルビニルナフタレン、モノビニルアントラセン等の多環芳香族モノビニルモノマー類、ブロモスチレン等のハロゲン置換スチレン類が挙げられる。このうち、スチレン、エチルスチレンまたはスチレンを主体とするモノマーが好ましい。また、架橋性芳香族モノマーとしては、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルナフタリン、ジビニルキシレン、ジビニルビフェニル、ジビニルジフェニルメタン等が挙げられる。このうち、ジビニルベンゼンが好ましい。工業的に製造されるジビニルベンゼンは、通常副生物であるエチルビニルベンゼン（エチルスチレン）を多量に含有しているが、本発明においてはこのようなジビニルベンゼンも使用できる。
【００３１】
具体的には、例えば多孔質スチレン−ジビニルベンゼン系架橋重合体粒子等を挙げることができる。
また、多孔質芳香族系架橋重合体粒子は市販のものを用いることができる。本発明の多孔質架橋重合体粒子に用いるベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体粒子としては、例えば、例えば、ダイヤイオンＨＰ２１（商品名、三菱化学社製）、ダイヤイオンＨＰ２０（商品名、三菱化学社製）、ダイヤイオンＨＰ２０ＳＳ（商品名、三菱化学社製）、ダイヤイオンＨＰ２１ＳＳ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ２０Ｐ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ２０Ｙ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ２０Ａ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ５５Ｙ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ５５Ａ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ
ＧＥＬ ＣＨＰ５Ｃ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ１０Ｍ（商品名、三菱化学社製）、セパビーズＳＰ２０ＳＳ（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ７０（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ７００（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ８２５（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ８２５Ｌ（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ８５０（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ２０７（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ２０７ＳＳ（商品名、三菱化学社製）、アンバーライトＸＡＤ−２（商品名、スペルコ社製）、アンバーライトＸＡＤ−４（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１６（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１８（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１１８０（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１６００（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１８００（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−２０００（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−２０１０（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−１６１ｍ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−１６１ｃ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−３００ｓ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−３００ｍ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−１０００ｓ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＸＴ−２０（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＸＴ−３０（商品名、ロームアンドハース社製）、ダウエックス Ｌ４９３（商品名、ダウケミカル社製）、ダウエックス オプティポアＶ４９３（商品名、ダウケミカル社製）、ダウエックス オプティポアＶ５０２（商品名、ダウケミカル社製）、ダウエックス オプティポアＶ５０３（商品名、ダウケミカル社製）、ダウエックス オプティポアＳＤ−２（商品名、ダウケミカル社製）、ムロマック ＳＡＰ−９５１６（商品名、室町ケミカル社製）、ムロマック ＳＡＰ−９６１０（商品名、室町ケミカル社製）、ムロマック ＳＡＰ−９６３０（商品名、室町ケミカル社製）、ムロマック ＳＡＰ−９５２０（商品名、室町ケミカル社製）、レバチット ＶＰＯＣ １０６４ ＭＤＰＨ（商品名、ランクセス社製）、レバチット ＶＰＯＣ １１６３（商品名、ランクセス社製）、レバチット Ｓ
７７６８（商品名、ランクセス社製）、ソース１５ＲＰＣ（商品名、ＧＥヘルスケア社製）等が挙げられる。
次に、上記多孔質芳香族系架橋重合体粒子にアルキル基を導入する方法を例を挙げて説明する。
一般式（Ｉ）で表される構成単位を有する多孔質架橋重合体を製造する方法としては、例えば、ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体のフェニル基にオクタデシル基、ｔ-ブ
チル基等のアルキル基を導入する方法、ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体の架橋性モノマーに由来する未反応の二重結合へあらかじめオクタデシル基、ｔ-ブチル基等のア
ルキル基が置換した芳香族系モノマーをグラフト重合する方法等を挙げることができる。
【００３２】
多孔質芳香族系架橋重合体のフェニル基にオクタデシル基、ｔ-ブチル基等のアルキル
基を置換させる方法としては、例えば、オクタデシル基を置換させる場合は、通常ジクロロエタン等の溶媒、および塩化第２鉄等のルイス酸触媒の存在下、オクタデシルクロライド等のアルキルハライドを反応させる方法が挙げられる。反応時の雰囲気温度は、通常３０℃以上、好ましくは５０℃以上であり、通常１２０℃以下、好ましくは１００℃以下である。
【００３３】
また、反応させるオクタデシルクロライド等のアルキルハライドは、ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体に対して、通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上である。オクタデシルクロライド等のアルキルハライドの量が少なすぎると芳香族系架橋モノマーへ置換する量が少なく、十分な効果が得られない。
反応終了後、反応混合物を濾別し、希塩酸、アセトン、キシレンなどの溶媒で洗浄して芳香環にオクタデシル基が置換された多孔質架橋重合体を得る。
ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体の架橋性モノマーに由来する未反応の二重結合へあらかじめオクタデシル基、ｔ-ブチル基等のアルキル基が置換した芳香族系モノマー
をグラフト重合する方法としては、例えば、オクタデシル基を有する多孔質芳香族系架橋重合体を製造する場合は、オクタデシル基が置換した芳香族系モノマーをトルエン等の溶媒に溶解させた溶液を過酸化ベンゾイル等のラジカル重合開始剤と共に多孔質芳香族系架橋重合体に吸収させた後、ラジカル重合開始剤の雲海温度以上の温度に加熱することにより、多孔質芳香族系架橋重合体の架橋性モノマーに由来する未反応の二重結合とオクタデシル基が置換した芳香族系モノマーをラジカルグラフト共重合する方法などが挙げられる。反応時の雰囲気温度は、使用するラジカル重合開始剤の半減期分解温度に応じて所定反応時間内で分解が生じる温度が適宜選択される。１０時間半減期温度が７３．６℃である過酸化ベンゾイルを用いた場合は、通常６０℃以上、好ましくは８０℃以上であり、通常１２０℃以下、好ましくは１００℃以下である。また、反応させるオクタデシル基が置換した芳香族系モノマーは、ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体に対して、通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上である。芳香族系モノマーの量が少なすぎると芳香族系架橋モノマーへ置換する量が少なく、十分な効果が得られない。芳香族系モノマーの量が多い場合は、そのまま溶媒として利用される場合がある。
【００３４】
反応終了後、反応混合物を濾別し、アセトン、トルエンなどの溶媒で洗浄して芳香環にアルキル基が置換された多孔質架橋重合体を得る。
【００３５】
［３］吸着剤
本発明の多孔質架橋重合体粒子は吸着剤として好適に用いられる。本発明の吸着剤は、分離剤及び液体クロマトグラフィー充填剤として好適に用いられ、特に液体クロマトグラフィー充填剤として用いる場合には逆相クロマトグラフィー分離方法での使用が好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例により、本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。
以下、実施例により、本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。
【００３７】
［１］多孔質架橋重合体の製造・物性評価
［１−１］実施例１
市販の多孔質芳香族モノマー架橋重合体であるダイヤイオンＨＰ２１（三菱化学社製）の小粒子品（重量平均粒子径５４μｍ、均一係数１．２９）１００重量部を四つ口反応フラスコに入れ、１，２−ジクロロエタン５００重量部を加え、室温にて1時間放置後、塩
化アルミニウム３０重量部および１−ブロモオクタデカン１００重量部を加えて８０℃にて５時間反応を行った。反応終了後反応混合物を濾別し、２Ｌの２Ｎ-塩酸、２Ｌの脱塩
水、２Ｌのアセトンで洗浄した。得られたオクタデシル基が芳香環に置換した多孔質芳香族モノマーの架橋重合体を減圧乾燥機にて５０℃に加熱することにより乾燥した。
得られた多孔質芳香族モノマーの架橋重合体の重量平均粒子径及び均一係数は、ロボットシフター法により測定した。比表面積は、ＢＥＴ吸着法により測定した。細孔容積は、窒素多点吸着法により測定した。最頻度半径はＢＥＴ法により測定した。
重量平均粒子径、均一係数、アルキル化後の重量増加率、比表面積、細孔容積、および最頻度半径を表１に示した。
【００３８】
［１−２］実施例２
アルキル化剤として１−ブロモオクタデカンの替わりにｔ−ブチルブロマイドを用いた以外は実施例１と同様に、ｔ−ブチル基が芳香環に置換した多孔質芳香族モノマーの架橋重合体を得た。
重量平均粒子径、均一係数、アルキル化後の重量増加率、比表面積、細孔容積、および最頻度半径を表１に示した。
【００３９】
［１−３］実施例３
アルキル化剤として１−ブロモオクタデカンの替わりに１−ブロモ−２−メチルプロパンを用いた以外は実施例１と同様に、イソブチル基が芳香環に置換した多孔質芳香族モノマーの架橋重合体を得た。
重量平均粒子径、均一係数、アルキル化後の重量増加率、比表面積、細孔容積、および最頻度半径を表１に示した。
【００４０】
［１−４］実施例４
多孔質芳香族モノマー架橋重合体としてダイヤイオンＨＰ２１（三菱化学社製）の小粒子品（重量平均粒子径１４．７μｍ、均一係数１．３２）アルキル化剤として１−ブロモオクタデカンの替わりに１−ヨードオクタンを用いた以外は実施例１と同様に、オクチル基が芳香環に置換した多孔質芳香族モノマーの架橋重合体を得た。
重量平均粒子径、均一係数、アルキル化後の重量増加率、比表面積、細孔容積、および最頻度半径を表１に示した。
【００４１】
［１−５］比較例１
多孔質芳香族モノマー架橋重合体粒子として市販のダイヤイオンＨＰ２１の小粒子品（重量平均粒子径５４μｍ、均一係数１．２９）を用い、同様に評価した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
［２］逆相クロマトグラフィー分離方法による得られた架橋共重合体の疎水性評価
得られたアルキル基置換多孔質架橋重合体の疎水性を評価するために、送液ポンプ、オートサンプルインジェクタ、カラムオーブン、紫外吸収検出器、データ処理装置を備えた高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）装置を用い、逆相クロマトグラフィー条件でフタル酸ジエステル類の保持容量比を測定した。
実施例１〜４で得られたアルキル基置換多孔質架橋重合体および比較例1の多孔質架橋
共重合体を内径４．６ｍｍ、長さ１５０ｍｍのステンレスカラムに充填し、水／アセトニトリルを体積比４０／６０で混合した混合溶媒を溶離液として流速０．５ｍｌ／ｍｉｎにて通液し、フタル酸ジメチルエステル及びフタル酸ジプロピルエステルおよび間隙容量算出用の試料である硝酸ナトリウム水溶液の逆相高速液体クロマトグラフィー分析を行った
。検出は２５４ｎｍの紫外検出器にて行った。カラムオーブンの温度は４０℃であった。
フタル酸ジメチルエステルとフタル酸ジプロピルエステルについての保持比（ｋ’）及び保持容量比（α）は以下の式により算出した。 ｋ’＝［（各試料の溶離容量）−（硝酸ナトリウムの溶離容量）］／［（硝酸ナトリウムの溶離容量）］。 α＝（フタル酸ジメチルエステルのｋ’）／（フタル酸ジメチルエステルのｋ’）。
得られた水／アセトニトリル混合溶離液における充填カラムのフタル酸ジメチルエステルとフタル酸ジプロピルエステルの保持比（ｋ’）及び保持容量比（α）を表２に示す。
【００４４】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の多孔質架橋重合体の製造方法により製造された多孔質架橋重合体、多孔質架橋重合体粒子および吸着剤は、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）が高く、特に逆相クロマトグラフィー分離法に対する適用性に優れる。よって、逆相クロマトグラフィー分離法を用いる必要のある食品分野、医薬分野、その他の発酵分野、バイオ分野等の各分野において、産業上の利用可能性は極めて高い。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質架橋重合体の製造方法、多孔質架橋重合体粒子および吸着剤に関する。詳しくは、逆相クロマトグラフィー分離法に対する適用性に優れた新規化合物およびそれを用いて形成された多孔質架橋重合体粒子およびそれを用いて形成された吸着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
架橋ポリスチレン等の芳香族系架橋重合体粒子は、合成吸着剤として発酵物、食品や薬草等からの有用物質の抽出精製に工業的に用いられている。また、微小粒径の芳香族系架橋重合体粒子は液体クロマトグラフィー充填剤としても用いられ、特に逆相液体クロマトグラフィー分離法による分析及び分取に応用されている。
架橋ポリスチレン等の芳香族系架橋重合体粒子は、酸性、アルカリ性条件でも化学的耐久性に優れること、多孔質粒子を用いることにより高い吸着量が得られること、シリカゲル系吸着剤とは吸着選択性が異なること等、合成吸着剤として優れた特性を有している。
【０００３】
このような架橋重合体粒子としては、例えば特許文献１〜６に挙げられるものが開示されているが、逆相液体クロマトグラフィー分離法における分離能向上の要求に伴い、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）の更なる向上が望まれている。
一方、アルキル鎖を有する芳香族系架橋重合体粒子としては、核酸の分離・分析を目的として非多孔質重合体粒子が開示されている（特許文献７および８）。しかしながら、これらは物質拡散により分離バンドの広がりを回避するために非多孔質であるので、表面積が小さく分離対象物との相互作用が十分とは言えず、分子量２０００以下の低分子量化合物を分離する逆相液体クロマトグラフィー分離法へ転用できるものではなかった。一方、従来の逆相液体クロマトグラフィー分離法では、粒子内部への有機化合物の物質拡散による分離バンドの広がりが生じないシリカゲル等の無機多孔質粒子を基体として用いていた。即ち、特許文献７，８における、分子量数万以上の巨大分子である核酸の分離・分析を目的とする上記分野とは異なり、分子量２０００以下の低分子量化合物を対象とする逆相液体クロマトグラフィー分離では、特に多孔質芳香族系架橋重合体粒子の細孔内部への物質拡散による分離バンドの広がりが分離性能に悪影響を及ぼすため、アルキル鎖を有する多孔質芳香族系架橋重合体粒子を使用することは有利とはいえなかった。また当業者がこれを多孔質化した際の効果を予測することもできるものではなかった。
また、特許文献９には、アルキル鎖含有の多孔質ポリマー、およびこれを含有する液体クロマトグラフィー用充填剤が開示されている。しかしながら、これは、アルキルスチレン誘導体を含有するモノマー混合物をランダム共重合して得られるものであり、分離対象物との相互作用を利用するアルキル鎖の分布が粒子内部で均一となり、分離対象物がアルキル鎖と相互作用するためには、粒子内部まで拡散する必要があり、物質拡散による分離バンドの広がりの観点で問題があり、さらなる改善が求められていた。
【特許文献１】特許３６２６７７４号公報
【特許文献２】特開５９−８７０８９号公報
【特許文献３】特開５４−１６３９９３号公報
【特許文献４】特開２００２−３０１２１号公報
【特許文献５】特開平４−２９２６０５号公報
【特許文献６】特許３８４２２８８号公報
【特許文献７】米国特許５５８５２３６号公報
【特許文献８】国際公開９８／４８９１３号公開パンフレット
【特許文献９】特開平１１−１９３３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）が高く、特に逆相クロマトグラフィー分離法に対する適用性に優れた多孔質架橋重合体の製造方法、多孔質架橋重合体およびそれを用いて形成された多孔質架橋重合体粒子および吸着剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を行なった結果、特定の製法により得られた多孔質芳香族系架橋重合体が、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）に優れることを見出した。即ち、本発明の要旨は以下に存する。
〔１〕下記一般式（Ｉ）で表される構成単位を有する多孔質架橋重合体の製造方法であって、多孔質芳香族系架橋重合体に炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有することを特徴とする多孔質架橋重合体の製造方法。
【０００６】
【化２】
【０００７】
（一般式（Ｉ）中、Ｒは炭素数１以上２０以下のアルキル基を示す。）
〔２〕前記〔１〕の製造方法によって製造された多孔質架橋重合体。
〔３〕前記〔１〕の製造方法によって製造された多孔質架橋重合体により形成された多孔質架橋重合体粒子であって、最頻度細孔半径が１０Å以上３００Å以下であることを特徴とする多孔質架橋重合体粒子。
〔４〕前記〔３〕の多孔質架橋重合体粒子を用いて形成された吸着剤。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によれば、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）が高く、特に逆相クロマトグラフィー分離法に対する適用性に優れた化合物およびそれを用いて形成された多孔質架橋重合体粒子および吸着剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の例示物等に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。
［１］多孔質架橋重合体
本発明の多孔質架橋重合体（以下、単に「架橋重合体」と称することがある。）は、以下の（ｉ）および（ｉｉ）を満たすことが主な特徴である。
（ｉ）後述する一般式（Ｉ）で表される構成単位を有すること
（ｉｉ）多孔質芳香族系架橋重合体に炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有すること
以下、各構成単位について詳述する。
［１−１］一般式（Ｉ）で表される構成単位
本発明における下記一般式（Ｉ）で表される構成単位について説明する。
一般式（Ｉ）中、Ａは直接結合、または２価の有機基を示す。
【００１０】
【化３】
【００１１】
一般式（Ｉ）中、Ｒは炭素数が通常１以上、好ましくは４以上であり、通常２０以下、さらに好ましくは１８以下の直鎖または分岐状アルキルを示す。炭素数が多すぎると逆相クロマトグラフィー分離に利用可能な量を担持した架橋共重合体粒子の製造が困難である。
本発明における−Ｒの具体例としては、オクタデシル基、ｔ-ブチル基等が挙げられる
。
【００１２】
［１−２］製造方法
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有することが必須である。前述のように、アルキルスチレン誘導体を含有するモノマー混合物を重合して得られる方法においては、分離対象物との相互作用を利用するアルキル鎖の分布が粒子内部で均一となり、分離対象物がアルキル鎖と相互作用するためには、粒子内部まで拡散する必要があり、物質拡散による分離バンドの広がりの観点で問題がある。本発明は、かかる問題点を解決した点で技術上の意義がある。
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、具体的には後述する［２−４］の方法従って製造することができる。
【００１３】
［２］多孔質架橋重合体粒子
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、上述の本発明の化合物を用いて形成される。以下、本発明の多孔質架橋重合体粒子について説明する。
［２−１］重量平均粒子径
本発明の多孔質架橋重合体粒子は重量平均粒子径が通常０．１μｍ以上、好ましくは１μｍ以上、さらに好ましくは２μｍ以上であり、通常３０００μｍ以下、好ましくは１０００μｍ以下、さらに好ましくは８００μｍ以下である。重量平均粒子径が小さすぎると液体クロマトグラフィーの逆相充填剤としてカラムに充填して用いた場合に送液抵抗が高くなり移動相の送液が困難となる、大きすぎると充填カラムの理論段数が下がる為、所望の分離性能が得られない。 重量平均粒子径は、対象とする粒子の粒径分布範囲に応じて、以下の方法から選択された方法によって測定される。
【００１４】
＜重量平均粒子径測定法１（水篩法）＞
主に粒径分布範囲３００μｍ〜１０００μｍの粒子に対して用いられる。
対象とする粒子の粒径分布の範囲に従って、篩目の径が１１８０μｍ、８５０μｍ、７１０μｍ、６００μｍ、４２５μｍ、３００μｍ、の篩を、下方になる程、篩目の径が小さくなる様に積み重ねる。この積み重ねた篩をバットの上に置き、最上段に積み重ねられた１１８０μｍの篩の中に多孔質架橋重合体粒子を約１００ｍＬ入れる。
【００１５】
水道水につないだゴム管から樹脂上にゆるやかに水を注ぎ小粒を下の方へ篩別する。１１８０μｍの篩の中に残った多孔質架橋重合体粒子は、さらに以下の方法により、厳密に小粒を篩別する。即ち、別のバットの１／２位の深さまで水を満たし、１１８０μｍの篩
を前記バットの中で上下及び回転運動を与えて動揺させることを繰り返し、小粒を篩別する。
前記バットの中の小粒は次の８５０μｍの篩の上へ戻し、また１１８０μｍの篩の上に残った多孔質架橋重合体粒子はさらに別のバットに採取する。篩の目に多孔質架橋重合体粒子が詰まっていれば、篩をバットに逆に置き、水道水につないだゴム管に密着させ、水を強く流して篩の目に詰まった多孔質架橋重合体粒子を取り出す。取り出した多孔質架橋重合体粒子は、１１８０μｍの篩上に残った多孔質架橋重合体粒子を採取したバットに移し、合計をメスシリンダーで容積を測定する。この容積をａ（ｍＬ）とする。１１８０μｍの篩を通っ多孔質架橋重合体粒子は８５０μｍ、７１０μｍ、６００μｍ、４２５μｍ、３００μｍの篩についてそれぞれ同様の操作を行い、メスシリンダーを用いて容積ｂ（ｍＬ）、ｃ（ｍＬ）、ｄ（ｍＬ）、ｅ（ｍＬ）、ｆ（ｍＬ）を求め、最後に３００μｍの篩を通った多孔質架橋重合体粒子の容積をメスシリンダーで測定しｇ（ｍＬ）とする。
【００１６】
Ｖ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇとし、ａ／Ｖ×１００＝ａ’（％）、ｂ／Ｖ×１００＝ｂ’（％）、ｃ／Ｖ×１００＝ｃ’（％）、ｄ／Ｖ×１００＝ｄ’（％）、ｅ／Ｖ×１００＝ｅ’（％）、ｆ／Ｖ×１００＝ｆ’（％）、ｇ／Ｖ×１００＝ｇ’（％）を算出する。
前記ａ’〜ｇ’より片軸に各篩の残留分累計（％）、他の軸に篩目の径（ｍｍ）をとり、これを対数確率紙上にプロットする。残留分の多い順に３点を取り、この３点を出来るだけ満足するような線を引き、この線から残留分累計が５０％に相当する篩目の径（ｍｍ）を求め、これを重量平均粒子径とする。
なお、上記重量平均粒子径の算出法は、例えば三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンＩ基礎編」第１４版（平成１１年９月１日）第１３９〜１４１頁に記載される公知の算出法である。
【００１７】
＜重量平均粒子径測定法２（ロボットシフター法）＞
主に粒径分布範囲２０μｍから３００μｍ以下の粒子に対して用いられる。
試料約３ｇをはかりとり、その中にホワイトカーボンを約０．０６ｇ入れ、使い捨てポリエチレン製手袋使用し、掌上で良くまぶし、試料表面の付着水分を取り除く。これを順次重ねた音波振動式自動篩分け粒度分布測定器（セイシン企業製ロボットシフターＲＰＳ−８５）にセットされたＪＩＳ標準篩の最上部に入れる。尚、使用標準篩は、樹脂の粒度範囲に規定された篩を使用する。
【００１８】
以下、粒径範囲が６３μｍから２１２μｍの多孔質架橋重合体粒子サンプルの場合の具体的測定例を示す。
ロボットシフターの操作条件をＬＥＶＥＬ（強度）２、ＴＩＭＥ（時間）１０分、ＩＮＴＥＲＶＡＬ（間隔）１秒の条件で篩分ける。篩分けられた各フルイ上の樹脂の重量は、自動的に測定される。尚、前記ホワイトカーボンは、６３μｍ以下の粒径な為６３μｍ以上の篩上に残らない。
【００１９】
各粒径での容積比率は、次の式により算出される。
Ｖ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇとし、ａ／Ｖ×１００＝ａ’（％）、ｂ／Ｖ×１００＝ｂ’（％）、ｃ／Ｖ×１００＝ｃ’（％）、ｄ／Ｖ×１００＝ｄ’（％）、ｅ／Ｖ×１００＝ｅ’（％）、ｆ／Ｖ×１００＝ｆ’（％）、ｇ／Ｖ×１００＝ｇ’（％）を算出する。
【００２０】
ここで、ａ'(％)は、粒径２１２μｍ以上の容積比率、ｂ'(％)は、１８０μｍ以上２１２μｍ未満の容積比率、ｃ'(％)は１５０μｍ以上１８０μｍ未満の容積比率、ｄ'(％)は、１０６μｍ以上１５０μｍ未満の容積比率、ｅ'(％)は、７５μｍ以上１０６μｍ未満 の容積比率、ｆ'(％)は、６３μｍ以上７５μｍ未満の容積比率、ｇ'(％)は、６３μｍ未
満の容積比率を示す。
【００２１】
前記ａ’〜ｇ’より片軸に各篩の残留分累計（％）、他の軸に篩目の径（ｍｍ）をとり、これを対数確率紙上にプロットする。残留分の多い順に３点を取り、この３点を出来るだけ満足するような線を引き、この線から残留分累計が５０％に相当する篩目の径（ｍｍ）を求め、これを重量平均粒子径とする。
なお、上記重量平均粒子径の算出法は、前記測定法１と同様、例えば三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンＩ基礎編」第１４版（平成１１年９月１日）第１３９〜１４１頁に記載される公知の算出法である。
【００２２】
＜重量平均粒子径測定法３（コールターカウンター法）＞
主に粒径分布範囲１μｍ以上２００μｍ以下の粒子に対して用いられる。
試料を所定の塩化ナトリウム水溶液の分散液とし、測定する粒径の範囲がアパチャー径の２〜６０％となるアパチャーを使用する。
コールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて濃度計の数値が５〜１０％になるように試料を７重量％の塩化ナトリウム水溶液に分散した懸濁液を用いて測定する。測定個数を３０，０００個とし、測定により得られる体積統計値の平均径を重量平均粒子径とする。なお、均一係数は、測定により得られる体積統計値の４０％径および９０％径より、次式（Ｉ）によって求める。
【００２３】
均一係数＝｛４０％径（μｍ）｝／｛９０％径（μｍ）｝・・・（Ｉ）
上記重量平均粒子径を有する本発明の多孔質架橋重合体粒子は、例えば既知の分級方法により得られる。分級法としては、篩による分別、水流を用いる水篩、気流を用いる風篩、沈降速度差を利用した沈降分級、遠心力を利用した遠心分級などが利用できる。
【００２４】
［２−２］均一係数
本発明の多孔質架橋重合体粒子は粒度分布がシャープであることが好ましく、下記算出法により示される均一係数が通常１．７以下、好ましくは１．５以下、更に好ましくは１．３以下である。均一係数が大きすぎると逆相クロマトグラフィー分離の為に多孔質架橋重合体粒子をカラムに充填した時、カラムの理論段数が上がらず、十分な分離性が得られない。
【００２５】
＜均一係数算出法＞
［２−１］で前述した重量平均粒子径の算出法において算出した前記ａ’〜ｇ’を用いて、片軸に各篩の残留分累計（％）、他の軸に篩目の径（ｍｍ）をとり、これを対数確率紙上にプロットする。残留分の多い順に３点を取り、この３点を出来るだけ満足するような線を引きこの線から残留分累計が９０％に相当する篩目の径（ｍｍ）を求めこれを有効径とする。
【００２６】
前記有効径と同一要領により、残留分累計４０％に対応する篩目の径（ｍｍ）を求め、次式（Ｉ）によって均一係数を求める。
均一係数＝｛残留分累計が４０％に相当する篩目の径（ｍｍ）｝／｛有効径（ｍｍ）｝・・・（Ｉ）
なお、上記均一粒係数の算出法は、例えば三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンＩ基礎編」第１４版（平成１１年９月１日）第１３９〜１４１頁に記載される公知の算出法である。
【００２７】
上記均一係数を有する本発明の多孔質架橋重合体粒子は、例えば既知の分級方法により得られる。分級法としては、篩による分別、水流を用いる水篩、気流を用いる風篩、沈降速度差を利用した沈降分級、遠心力を利用した遠心分級などが利用できる。又、特願昭６
３−０１１６９１６に記載されている均一粒径製造技術によっても、上記均一係数を有する本発明の多孔質架橋重合体粒子を得ることが出来る。
【００２８】
［２−３］その他物性
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、比表面積を大きくすることにより分離対象物との相互作用を強くできることから、多孔質粒子である事が必要である。比表面積は、通常１０ｍ２／ｇ以上、好ましくは４０ｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは２００ｍ２／ｇ以上である。比表面積が小さすぎると、高い吸着量は得られない。一方、高速液体クロマトグラフィーのように、高い分離性能を得たい場合は、分離対象物の孔内拡散によるカラムの理論段数の低下を避ける為に無孔状粒子を用いる事ができる。粒子表面積は、窒素ガスを用いたＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ Ｅｍｍｅｔｔ Ｔｅｌｌｅｒ）法により、測定される。
【００２９】
吸着容量を高める為に多孔質化した場合、その細孔の半径は、逆相クロマトグラフィーにより分離する対象物が細孔内を拡散し、多孔質架橋重合体粒子細孔内表面と相互作用できる大きさが必要である。
従って、分離する対象物の大きさにより、好ましい最頻度細孔半径が適宜選択されるが、通常１０Å以上、好ましくは２０Å以上であり、通常３００Å以下、好ましくは２００Å以下である。最頻度細孔半径が大きすぎると比表面積が低下することとなり分離対象物とアルキル基との相互作用が低下し、小さすぎると分離対象化合物の細孔内部への拡散が困難となり分離バンドの広がりにより分離性能が低下す。
最頻度細孔半径は窒素ガスを用いたＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ Ｅｍｍｅｔｔ Ｔｅｌｌｅｒ）法における窒素分圧と窒素吸着量の関係から測定することができる。なお、この方法により各細孔径での細孔容積も測定することができる。
【００３０】
［２−４］製造方法
本発明の多孔質架橋重合体粒子は、例えば公知の多孔質芳香族系架橋重合体粒子をベースとして、所望のアルキル基を導入することにより製造することができる。多孔質芳香族系架橋重合体粒子としては、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーの共重合で得られる架橋構造骨格を有する多孔質架橋重合体粒子が挙げられる。モノビニル芳香族モノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン等のアルキル置換スチレン類、モノビニルビフェニル、ベンジルスチレン、モノビニルビニルナフタレン、モノビニルアントラセン等の多環芳香族モノビニルモノマー類、ブロモスチレン等のハロゲン置換スチレン類が挙げられる。このうち、スチレン、エチルスチレンまたはスチレンを主体とするモノマーが好ましい。また、架橋性芳香族モノマーとしては、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルナフタリン、ジビニルキシレン、ジビニルビフェニル、ジビニルジフェニルメタン等が挙げられる。このうち、ジビニルベンゼンが好ましい。工業的に製造されるジビニルベンゼンは、通常副生物であるエチルビニルベンゼン（エチルスチレン）を多量に含有しているが、本発明においてはこのようなジビニルベンゼンも使用できる。
【００３１】
具体的には、例えば多孔質スチレン−ジビニルベンゼン系架橋重合体粒子等を挙げることができる。
また、多孔質芳香族系架橋重合体粒子は市販のものを用いることができる。本発明の多孔質架橋重合体粒子に用いるベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体粒子としては、例えば、例えば、ダイヤイオンＨＰ２１（商品名、三菱化学社製）、ダイヤイオンＨＰ２０（商品名、三菱化学社製）、ダイヤイオンＨＰ２０ＳＳ（商品名、三菱化学社製）、ダイヤイオンＨＰ２１ＳＳ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ２０Ｐ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ２０Ｙ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ２０Ａ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ５５Ｙ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ５５Ａ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ
ＧＥＬ ＣＨＰ５Ｃ（商品名、三菱化学社製）、ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＨＰ１０Ｍ（商品名、三菱化学社製）、セパビーズＳＰ２０ＳＳ（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ７０（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ７００（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ８２５（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ８２５Ｌ（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ８５０（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ２０７（商品名、三菱化学社製）、セパビースＳＰ２０７ＳＳ（商品名、三菱化学社製）、アンバーライトＸＡＤ−２（商品名、スペルコ社製）、アンバーライトＸＡＤ−４（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１６（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１８（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１１８０（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１６００（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−１８００（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−２０００（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバーライトＸＡＤ−２０１０（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−１６１ｍ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−１６１ｃ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−３００ｓ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−３００ｍ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＣＧ−１０００ｓ（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＸＴ−２０（商品名、ロームアンドハース社製）、アンバークロムＸＴ−３０（商品名、ロームアンドハース社製）、ダウエックス Ｌ４９３（商品名、ダウケミカル社製）、ダウエックス オプティポアＶ４９３（商品名、ダウケミカル社製）、ダウエックス オプティポアＶ５０２（商品名、ダウケミカル社製）、ダウエックス オプティポアＶ５０３（商品名、ダウケミカル社製）、ダウエックス オプティポアＳＤ−２（商品名、ダウケミカル社製）、ムロマック ＳＡＰ−９５１６（商品名、室町ケミカル社製）、ムロマック ＳＡＰ−９６１０（商品名、室町ケミカル社製）、ムロマック ＳＡＰ−９６３０（商品名、室町ケミカル社製）、ムロマック ＳＡＰ−９５２０（商品名、室町ケミカル社製）、レバチット ＶＰＯＣ １０６４ ＭＤＰＨ（商品名、ランクセス社製）、レバチット ＶＰＯＣ １１６３（商品名、ランクセス社製）、レバチット Ｓ
７７６８（商品名、ランクセス社製）、ソース１５ＲＰＣ（商品名、ＧＥヘルスケア社製）等が挙げられる。
次に、上記多孔質芳香族系架橋重合体粒子にアルキル基を導入する方法を例を挙げて説明する。
一般式（Ｉ）で表される構成単位を有する多孔質架橋重合体を製造する方法としては、例えば、ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体のフェニル基にオクタデシル基、ｔ-ブ
チル基等のアルキル基を導入する方法、ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体の架橋性モノマーに由来する未反応の二重結合へあらかじめオクタデシル基、ｔ-ブチル基等のア
ルキル基が置換した芳香族系モノマーをグラフト重合する方法等を挙げることができる。
【００３２】
多孔質芳香族系架橋重合体のフェニル基にオクタデシル基、ｔ-ブチル基等のアルキル
基を置換させる方法としては、例えば、オクタデシル基を置換させる場合は、通常ジクロロエタン等の溶媒、および塩化第２鉄等のルイス酸触媒の存在下、オクタデシルクロライド等のアルキルハライドを反応させる方法が挙げられる。反応時の雰囲気温度は、通常３０℃以上、好ましくは５０℃以上であり、通常１２０℃以下、好ましくは１００℃以下である。
【００３３】
また、反応させるオクタデシルクロライド等のアルキルハライドは、ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体に対して、通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上である。オクタデシルクロライド等のアルキルハライドの量が少なすぎると芳香族系架橋モノマーへ置換する量が少なく、十分な効果が得られない。
反応終了後、反応混合物を濾別し、希塩酸、アセトン、キシレンなどの溶媒で洗浄して芳香環にオクタデシル基が置換された多孔質架橋重合体を得る。
ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体の架橋性モノマーに由来する未反応の二重結合へあらかじめオクタデシル基、ｔ-ブチル基等のアルキル基が置換した芳香族系モノマー
をグラフト重合する方法としては、例えば、オクタデシル基を有する多孔質芳香族系架橋重合体を製造する場合は、オクタデシル基が置換した芳香族系モノマーをトルエン等の溶媒に溶解させた溶液を過酸化ベンゾイル等のラジカル重合開始剤と共に多孔質芳香族系架橋重合体に吸収させた後、ラジカル重合開始剤の雲海温度以上の温度に加熱することにより、多孔質芳香族系架橋重合体の架橋性モノマーに由来する未反応の二重結合とオクタデシル基が置換した芳香族系モノマーをラジカルグラフト共重合する方法などが挙げられる。反応時の雰囲気温度は、使用するラジカル重合開始剤の半減期分解温度に応じて所定反応時間内で分解が生じる温度が適宜選択される。１０時間半減期温度が７３．６℃である過酸化ベンゾイルを用いた場合は、通常６０℃以上、好ましくは８０℃以上であり、通常１２０℃以下、好ましくは１００℃以下である。また、反応させるオクタデシル基が置換した芳香族系モノマーは、ベースとなる多孔質芳香族系架橋重合体に対して、通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上である。芳香族系モノマーの量が少なすぎると芳香族系架橋モノマーへ置換する量が少なく、十分な効果が得られない。芳香族系モノマーの量が多い場合は、そのまま溶媒として利用される場合がある。
【００３４】
反応終了後、反応混合物を濾別し、アセトン、トルエンなどの溶媒で洗浄して芳香環にアルキル基が置換された多孔質架橋重合体を得る。
【００３５】
［３］吸着剤
本発明の多孔質架橋重合体粒子は吸着剤として好適に用いられる。本発明の吸着剤は、分離剤及び液体クロマトグラフィー充填剤として好適に用いられ、特に液体クロマトグラフィー充填剤として用いる場合には逆相クロマトグラフィー分離方法での使用が好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例により、本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。
以下、実施例により、本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。
【００３７】
［１］多孔質架橋重合体の製造・物性評価
［１−１］実施例１
市販の多孔質芳香族モノマー架橋重合体であるダイヤイオンＨＰ２１（三菱化学社製）の小粒子品（重量平均粒子径５４μｍ、均一係数１．２９）１００重量部を四つ口反応フラスコに入れ、１，２−ジクロロエタン５００重量部を加え、室温にて1時間放置後、塩
化アルミニウム３０重量部および１−ブロモオクタデカン１００重量部を加えて８０℃にて５時間反応を行った。反応終了後反応混合物を濾別し、２Ｌの２Ｎ-塩酸、２Ｌの脱塩
水、２Ｌのアセトンで洗浄した。得られたオクタデシル基が芳香環に置換した多孔質芳香族モノマーの架橋重合体を減圧乾燥機にて５０℃に加熱することにより乾燥した。
得られた多孔質芳香族モノマーの架橋重合体の重量平均粒子径及び均一係数は、ロボットシフター法により測定した。比表面積は、ＢＥＴ吸着法により測定した。細孔容積は、窒素多点吸着法により測定した。最頻度半径はＢＥＴ法により測定した。
重量平均粒子径、均一係数、アルキル化後の重量増加率、比表面積、細孔容積、および最頻度半径を表１に示した。
【００３８】
［１−２］実施例２
アルキル化剤として１−ブロモオクタデカンの替わりにｔ−ブチルブロマイドを用いた以外は実施例１と同様に、ｔ−ブチル基が芳香環に置換した多孔質芳香族モノマーの架橋重合体を得た。
重量平均粒子径、均一係数、アルキル化後の重量増加率、比表面積、細孔容積、および最頻度半径を表１に示した。
【００３９】
［１−３］実施例３
アルキル化剤として１−ブロモオクタデカンの替わりに１−ブロモ−２−メチルプロパンを用いた以外は実施例１と同様に、イソブチル基が芳香環に置換した多孔質芳香族モノマーの架橋重合体を得た。
重量平均粒子径、均一係数、アルキル化後の重量増加率、比表面積、細孔容積、および最頻度半径を表１に示した。
【００４０】
［１−４］実施例４
多孔質芳香族モノマー架橋重合体としてダイヤイオンＨＰ２１（三菱化学社製）の小粒子品（重量平均粒子径１４．７μｍ、均一係数１．３２）アルキル化剤として１−ブロモオクタデカンの替わりに１−ヨードオクタンを用いた以外は実施例１と同様に、オクチル基が芳香環に置換した多孔質芳香族モノマーの架橋重合体を得た。
重量平均粒子径、均一係数、アルキル化後の重量増加率、比表面積、細孔容積、および最頻度半径を表１に示した。
【００４１】
［１−５］比較例１
多孔質芳香族モノマー架橋重合体粒子として市販のダイヤイオンＨＰ２１の小粒子品（重量平均粒子径５４μｍ、均一係数１．２９）を用い、同様に評価した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
［２］逆相クロマトグラフィー分離方法による得られた架橋共重合体の疎水性評価
得られたアルキル基置換多孔質架橋重合体の疎水性を評価するために、送液ポンプ、オートサンプルインジェクタ、カラムオーブン、紫外吸収検出器、データ処理装置を備えた高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）装置を用い、逆相クロマトグラフィー条件でフタル酸ジエステル類の保持容量比を測定した。
実施例１〜４で得られたアルキル基置換多孔質架橋重合体および比較例1の多孔質架橋
共重合体を内径４．６ｍｍ、長さ１５０ｍｍのステンレスカラムに充填し、水／アセトニトリルを体積比４０／６０で混合した混合溶媒を溶離液として流速０．５ｍｌ／ｍｉｎにて通液し、フタル酸ジメチルエステル及びフタル酸ジプロピルエステルおよび間隙容量算出用の試料である硝酸ナトリウム水溶液の逆相高速液体クロマトグラフィー分析を行った
。検出は２５４ｎｍの紫外検出器にて行った。カラムオーブンの温度は４０℃であった。
フタル酸ジメチルエステルとフタル酸ジプロピルエステルについての保持比（ｋ’）及び保持容量比（α）は以下の式により算出した。 ｋ’＝［（各試料の溶離容量）−（硝酸ナトリウムの溶離容量）］／［（硝酸ナトリウムの溶離容量）］。 α＝（フタル酸ジメチルエステルのｋ’）／（フタル酸ジメチルエステルのｋ’）。
得られた水／アセトニトリル混合溶離液における充填カラムのフタル酸ジメチルエステルとフタル酸ジプロピルエステルの保持比（ｋ’）及び保持容量比（α）を表２に示す。
【００４４】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の多孔質架橋重合体の製造方法により製造された多孔質架橋重合体、多孔質架橋重合体粒子および吸着剤は、疎水性物質吸着能力（疎水性相互作用）が高く、特に逆相クロマトグラフィー分離法に対する適用性に優れる。よって、逆相クロマトグラフィー分離法を用いる必要のある食品分野、医薬分野、その他の発酵分野、バイオ分野等の各分野において、産業上の利用可能性は極めて高い。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表される構成単位を有する多孔質架橋重合体の製造方法であって、多孔質芳香族系架橋重合体に炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有することを特徴とする多孔質架橋重合体の製造方法。
【化１】
（一般式（Ｉ）中、Ｒは炭素数１以上２０以下のアルキル基を示す。）
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法によって製造された多孔質架橋重合体。
【請求項３】
請求項１に記載の製造方法によって製造された多孔質架橋重合体により形成された多孔質架橋重合体粒子であって、最頻度細孔半径が１０Å以上３００Å以下であることを特徴とする多孔質架橋重合体粒子。
【請求項４】
請求項３に記載の多孔質架橋重合体粒子を用いて形成された吸着剤。
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表される構成単位を有する多孔質架橋重合体の製造方法であって、多孔質芳香族系架橋重合体に炭素数１以上２０以下のアルキル基を導入する行程を有することを特徴とする多孔質架橋重合体の製造方法。
【化１】
（一般式（Ｉ）中、Ｒは炭素数１以上２０以下のアルキル基を示す。）
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法によって製造された多孔質架橋重合体。
【請求項３】
請求項１に記載の製造方法によって製造された多孔質架橋重合体により形成された多孔質架橋重合体粒子であって、最頻度細孔半径が１０Å以上３００Å以下であることを特徴とする多孔質架橋重合体粒子。
【請求項４】
請求項３に記載の多孔質架橋重合体粒子を用いて形成された吸着剤。
【公開番号】特開２００９−４０９７２（Ｐ２００９−４０９７２Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１０１６４（Ｐ２００７−２１０１６４）
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
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