JP3148032B2

JP3148032B2 - 多糖の置換芳香族カルバメート誘導体および分離剤

Info

Publication number: JP3148032B2
Application number: JP00565093A
Authority: JP
Inventors: 佳男岡本; 栄次八島
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1993-01-18
Publication date: 2001-03-19
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JPH06211902A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機能材料として、極めて
有用な新規な多糖誘導体及びこの多糖誘導体を有効成分
とする分離剤に関するものである。本発明の分離剤は、
種々の化学物質の分離、特に光学分割に用いることがで
きる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】よく知
られているように、化学的には同じ化合物であっても、
その光学異性体は、通常、生体に対する作用を異にす
る。従って、医薬、農薬、生化学関連産業等の分野にお
いて、単位当たりの薬効の向上や、副作用・薬害の防止
等のために、光学的に純粋な化合物を調製することが極
めて重要な課題となっている。現在までに光学異性体の
混合物を分離、即ち光学分割するために、数多くの多糖
誘導体の光学分割能について研究されてきている。例え
ばセルローストリスフェニルカルバメート（J. Am. Che
m. Soc., 106, 5357,1984) や、多糖のアルキル置換フ
ェニルカルバメート誘導体（特開昭63−178101号、特開
平１−203402号など）、多糖のハロゲン置換芳香族カル
バメート誘導体（特開昭61−233633号）を固定相とする
液体クロマトグラフィー用充填剤が優れた光学分割能を
有することがすでに知られている。しかしながら、これ
ら多糖誘導体を用いても光学分割できない化合物がある
ことは事実であり、そうした化合物をも光学分割できる
分離剤の開発が望まれている。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、こうした
課題を解決しようと鋭意研究を進めた結果、二種類以上
の異なる置換基を有する芳香族基を有する多糖のカルバ
メート誘導体が優れた不斉識別能を有することを見出
し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、多糖
の有する水酸基の80％ないし 100％が下記一般式(1) で
示される基で置換された多糖の置換芳香族カルバメート
誘導体、及びこの多糖の置換芳香族カルバメート誘導体
を有効成分とする分離剤を提供するものである。

【０００４】

【化２】

【０００５】（式中、R₁, R₂, R₃, R₄及びR₅はそれぞれ
水酸原子または炭素数１ないし８個のアルキル基もしく
はハロゲン原子であり、R₁〜R₅のうち少なくとも２つは
炭素数１ないし８のアルキル基もしくはハロゲン原子
で、かつ異なる置換基である。）本発明における多糖と
は、合成多糖、天然多糖および天然変成多糖の何れかを
問わず、光学活性であればいかなるものでも良いが、好
ましくは結合様式の規則性の高いものである。例示すれ
ば、β−1,4 −グルカン（セルロース）、α−1,4 −グ
ルカン（アミロース、アミロペクチン）、α−1,6 −グ
ルカン、β−1,4−ガラクタン、β−1,6 −グルカン
（ブスツラン）、α−1,6 −グルカン、β−1,3 −グル
カン（例えばカードラン、シゾフィラン等）、α−1,3
−グルカン、β−1,4 −ガラクタン、β−1,4 −マンナ
ン、α−1,6 −マンナン、β−1,2 −フラクタン（イヌ
リン）、β−2,6 −フラクタン（レバン）、β−1,4 −
キシラン、β−1,4 −キトサン、β−1,4 −N −アセチ
ルキトサン（キチン）、プルラン、アガロース、アルギ
ン酸などであり、アミロースを含有する澱粉等も含まれ
る。特に好ましいのは、高純度の多糖を容易に得ること
のできるβ−1,4 −グルカン（セルロース）、α−1,4
−グルカン（アミロース、アミロペクチン）、β−1,4
−キトサン、β−1,4 −N −アセチルキトサン（キチ
ン）、β−1,4 −マンナン、β−1,4 −キシラン、イヌ
リン、カードラン等である。

【０００６】これら多糖の数平均重合度（一分子中に含
まれるピラノース環又はフラノース環の平均数）は５以
上、好ましくは10以上であり、特に上限はないが 500以
下であることが取り扱いの容易さにおいて好ましい。

【０００７】本発明の多糖のカルバメート誘導体を成す
カルバモイル基は上記の一般式(1)で示され、対応する
多糖の有する全水酸基のうち80％ないし 100％が該カル
バモイル基とウレタン結合を形成しているものである、
残りの20％ないし０％は一般に水酸基のままであるが、
一部他の置換基に変換することができる。

【０００８】一般式(1) で表される基において、R₁,
R₂, R₃, R₄及びR₅はそれぞれ水酸原子または炭素数１な
いし８個のアルキル基もしくはハロゲン原子であり、R₁
〜R₅のうち少なくとも２つは炭素数１ないし８のアルキ
ル基もしくはハロゲン原子で、かつ異なる置換基であ
り、特に好ましくはR₁〜R₅のうち少なくとも１つが炭素
数１ないし８のアルキル基であり、かつ少なくとも１つ
がハロゲン原子である。炭素数１ないし８個のアルキル
基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられ、ハロゲン原
子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げ
られる。

【０００９】本発明にかかわるカルバメート誘導体の合
成には通常のアルコールとイソシアナートからウレタン
を生ずる反応をそのまま適用することができる。例え
ば、適当な溶媒中で三級アミン等のルイス塩基、又はス
ズ化合物等のルイス酸を触媒として、対応するイソシア
ナートと多糖を反応させることにより得ることができ
る。また、イソシアナートの合成は、例えば、対応する
アニリン誘導体のアミノ基にホスゲンを作用させること
により容易に合成することができる。

【００１０】本発明の多糖カルバメート誘導体は、機能
材料として極めて有用な物質であり、とくに光学分割用
分離剤として有用なものである。本発明の多糖カルバメ
ート誘導体を分離剤として、化合物や光学異性体を分離
する目的に使用するには、ガスクロマトグラフィー、液
体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、超臨
界クロマトグラフィー等のクロマトグラフィー法を用い
るのが一般的であるが、他に膜に担持して膜分離をする
ことも可能である。

【００１１】本発明の多糖カルバメート誘導体を分離剤
として液体クロマトグラフィー法に応用するには、粉体
としてカラムに充填する方法、キャピラリーカラムにコ
ーティングする方法、該分離剤によってキャピラリーを
形成し、その内壁を利用する方法等がとられるが、粉体
とすることが一般的である。該分離剤を粉体とするに
は、これを粉砕するかビーズ状にすることが好ましい、
粒子の大きさは使用するカラムの大きさによって異なる
が、１μm 〜10mmであり、好ましくは１μm 〜300 μm
で、粒子は多孔質であることが好ましい。

【００１２】更に分離剤の耐圧能力の向上、溶媒置換に
よる膨潤、収縮の防止、理論段数の向上のために、該分
離剤を担体に保持させることが好ましい。担体の大きさ
は使用するカラムやプレートの大きさにより変わるが、
一般に１μm 〜10mmであり、好ましくは１μm 〜300 μ
m で、担体は多孔質であることが好ましく、平均孔径は
10Å〜100 μm であり、好ましくは50Å〜50000 Åであ
る。該分離剤を保持させる量は担体に対して１〜 100重
量％、好ましくは５〜50重量％である。

【００１３】多糖誘導体を担体に担持させる方法として
は化学的方法でも物理的方法でもよい。化学的な方法と
しては多糖を誘導体化する際に一部の水酸基を保護して
おき、誘導体化後、脱保護し、これとシリカゲルとを化
学的に結合するという方法がある（Y. Okamoto et al.,
J. Liq. Chromatogr., 10（８＆９），1613，1987）。
物理的方法としては、多糖誘導体を可溶性の溶剤に溶解
させ、担体と良く混和し、減圧下、加温下または気流下
により溶剤を留去させる方法などがある。

【００１４】担体としては、多孔性有機担体または多孔
性無機担体があり、好ましくは多孔性無機担体である。
多孔性有機担体として適当なものは、ポリスチレン、ポ
リアクリルアミド、ポリアクリレートなどからなる高分
子物質が挙げられる。多孔性無機担体として適当なもの
は、シリカ、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、ガラ
ス、ケイ酸塩、カオリンのような合成もしくは、天然の
物質が挙げられ、多糖誘導体との親和性を良くするため
に表面処理を施してもよい、表面処理の方法としては有
機シラン化合物を用いたシラン化処理や、プラズマ重合
による表面処理法等がある。

【００１５】液体クロマトグラフィーを行う場合の溶離
液としては、該分離剤を溶解またはこれと反応する液体
を除いて特に制約はなく、また該分離剤を化学的方法で
担体に結合した場合には反応性液体を除いては制約はな
いが、好ましくはｎ−ヘキサン、各種アルコール、テト
ラヒドロフランなどの混合溶液が用いられる。また、溶
離液によって化合物または光学異性体の分離特性は変化
することがあるので、各種溶剤の混合比による分離特性
を検討することが好ましい。

【００１６】一方、薄層クロマトグラフィーを行う場合
には 0.1μm 〜0.1mm 程度の粒子からなる該分離剤と、
必要であれば少量の結合剤より成る厚さ 0.1〜100mm の
層を支持板状に形成すれば良い。また膜分離を行う場合
には中空糸あるいはフィルムとして用いる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の二種類以上の異なる置換基を有
する芳香族基を有する多糖カルバメート誘導体を有効成
分とする分離剤は各種化合物の分離に有効であり、特に
従来分離が非常に困難であった光学異性体の分離に極め
て有効である。分離の対象である光学異性体は本分離剤
によってそのどちらか一方がより強く吸着されるもので
ある。特に本分離剤は対応する無置換体や１置換体また
は２つの同じ置換基を有する誘導体よりなる分離剤の分
離、吸着特性を置換基により変化させ、目的とする分離
の効果、特に光学分割の効果を上げようとするものであ
る。

【００１８】こうした分離特性の著しい変化と置換基と
の関係を完全に説明することは出来ないが、置換基が分
子の形に変化を与えること、置換基自体の持つ物理的、
化学的特性（分極率、水素結合性、極性等）、及び置換
基が芳香族環のπ−電子系に与える電子的影響などが複
雑に組み合わさっているものと考えられる。本発明によ
り置換基が分離剤の分離特性を修飾するうえで極めて有
効な影響を与えることが明らかになり、各種の特性を有
する分離剤の開発が可能となった。

【００１９】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明がこれらに限定されるものでないことは
言うまでもない。尚、実施例中で用いられるパラメータ
k'及びαは以下のように定義される。

【００２０】

【数１】

【００２１】合成例−１セルローストリス（３−メチル−４−クロロフェニルカ
ルバメート）の合成微結晶性セルロース（メルク社製） 1.0ｇ、ピリジン50
ml、３−メチル−４−クロロフェニルイソシアナート
9.3ｇを 100℃で17時間加熱した後、反応混合物をメタ
ノール（500ml)に注いだ。生じた沈殿をロ別、乾燥し、
セルローストリス（３−メチル−４−クロロフェニルカ
ルバメート）を得た。収量3.48ｇ得られたセルローストリス（３−メチル−４−クロロフ
ェニルカルバメート）の元素分析値を以下に示す。計算値 C, 54.33％； H, 3.92％； N, 6.34％； Cl, 1
6.08％実測値 C, 53.27％； H, 4.24％； N, 6.28％； Cl, 1
5.65％実施例−１合成例−１で得たセルローストリス（３−メチル−４−
クロロフェニルカルバメート） 1.0ｇを N,N−ジメチル
アセトアミド（10ml) に溶解し、これを３−アミノプロ
ピルエトキシシランで処理したシリカゲル（ダイソー社
製、ダイソーゲル（孔径1000μm))4.0ｇに２回に分けて
加え、その都度溶媒を減圧下で留去し、充填剤を調製し
た。

【００２２】応用例−１実施例−１で得られたセルローストリス（３−メチル−
４−クロロフェニルカルバメート）を担持したシリカビ
ーズを長さ25cm、内径0.46cmのステンレスカラムにヘキ
サン−流動パラフィン（２：１）を用いたスラリー法で
充填した。高速液体クロマトグラフ機には日本分光工業
株式会社製のGulliver PU980、検出器にはGulliver UV9
70を用いた。種々のラセミ体を分割した結果を表１に示
した。

【００２３】合成例−２セルローストリス（３−クロロ−４−メチルフェニルカ
ルバメート）の合成微結晶性セルロース（メルク社製） 1.0ｇ、ピリジン50
ml、３−クロロ−４−メチルフェニルイソシアナート
9.3ｇを 100℃で17時間加熱した後、反応混合物をメタ
ノール（500ml)に注いだ。生じた沈殿をロ別、乾燥し、
セルローストリス（３−クロロ−４−メチルフェニルカ
ルバメート）を得た。収量3.42ｇ得られたセルローストリス（３−クロロ−４−メチルフ
ェニルカルバメート）の元素分析値を以下に示す。計算値 C, 54.33％； H, 3.92％； N, 6.34％； Cl, 1
6.08％実測値 C, 53.14％； H, 4.23％； N, 6.22％； Cl, 1
5.96％実施例−２合成例−２で得たセルローストリス（３−クロロ−４−
メチルフェニルカルバメート） 1.0ｇを N,N−ジメチル
アセトアミド（10ml) に溶解し、これを３−アミノプロ
ピルエトキシシランで処理したシリカゲル（メルク社
製、LiChrosper S14000) 4.0ｇに２回に分けて加え、そ
の都度溶媒を減圧下で留去し、充填剤を調製した。

【００２４】応用例−２実施例−２で得られたセルローストリス（３−クロロ−
４−メチルフェニルカルバメート）を担持したシリカビ
ーズを長さ25cm、内径0.46cmのステンレスカラムにヘキ
サン−流動パラフィン（２：１）を用いたスラリー法で
充填した。高速液体クロマトグラフ機には日本分光工業
株式会社製のGulliver PU980、検出器にはGulliver UV9
70を用いた。種々のラセミ体を分割した結果を表１に示
した。

【００２５】比較例−１本発明の効果を明らかにするため、比較品としてセルロ
ーストリス（3,5 −ジメチルフェニルカルバメート）誘
導体を有効成分とした分離剤を作製し、その各種ラセミ
体に対する光学分割の結果を表１に示した。

【００２６】

【表１】

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多糖の有する水酸基の80％ないし 100％
が下記一般式(1) で示される基で置換された多糖の置換
芳香族カルバメート誘導体。【化１】（式中、R₁, R₂, R₃, R₄及びR₅はそれぞれ水酸原子また
は炭素数１ないし８個のアルキル基もしくはハロゲン原
子であり、R₁〜R₅のうち少なくとも２つは炭素数１ない
し８のアルキル基もしくはハロゲン原子で、かつ異なる
置換基である。）
【請求項２】一般式(1) において、R₁〜R₅のうち少な
くとも１つが炭素数１ないし８のアルキル基であり、か
つ少なくとも１つがハロゲン原子である請求項１記載の
多糖の置換芳香族カルバメート誘導体。
【請求項３】請求項１記載の多糖の置換芳香族カルバ
メート誘導体を有効成分とする分離剤。