【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
(1) 産業上の利用分野
本発明はポリ−α−アミノ酸を物質の分離剤と
して使用することに関するものである。分離する
物質としては通常の低分子化合物以外に特に従来
直接分離することが非常に困難であつた光学異性
体を主な分離の対象とするものである。
光学異性体の分離は、例えば、医薬、農薬等の
分野に於て、薬害の防止や単位使用量当りの薬効
を向上させるためしばしば必要となる。従来光学
異性体の分離には優先晶出法やジアステレオマー
法が行なわれているが、これらの方法では分離可
能な光学異性体の種類が限られており、また長時
間を要するなど効率の悪い場合が多い。
これに対し、クロマト法、特に液体クロマト法
や薄層クロマト法による分離は簡便であるためそ
れらに使用する効率の良い分離剤の開発が強く望
まれていた。
(2) 従来技術
固定相として種々の単量体α−アミノ酸誘導体
及び低分子量ペプチド誘導体を用いて気液分配ク
ロマト法で光学異性体を分離した例としては、
Tetra hedron Letters，10，1009（1966）、特公
昭44−23957、特公昭52−136188、
Chromatographia，９，331（1976）、
Chromatographia，10，444（1977）があるが、
いずれも低分子量のものを用いているため溶解度
が高く液体クロマト法や薄層クロマト法において
は使用することが困難である。また、羊毛ケラチ
ンやbovin serumalbuminといつた蛋白質を用い
て光学異性体の分離を行なつた例が知られている
が、いずれも構造はランダムなポリマーで詳細は
未だ明確ではない。
(3) 発明の構成
一般式
(1) Industrial Application Field The present invention relates to the use of poly-α-amino acids as separation agents for substances. The substances to be separated are not only ordinary low-molecular compounds, but also optical isomers, which have traditionally been very difficult to separate directly. Separation of optical isomers is often necessary, for example, in the fields of medicine, agricultural chemicals, etc., in order to prevent drug damage and improve drug efficacy per unit amount used. Traditionally, the preferential crystallization method and the diastereomer method have been used to separate optical isomers, but these methods are limited in the types of optical isomers that can be separated and are time-consuming, resulting in poor efficiency. Often bad. On the other hand, since separation by chromatography, particularly liquid chromatography and thin layer chromatography, is simple, there has been a strong desire to develop efficient separation agents for use in these methods. (2) Prior art Examples of separating optical isomers by gas-liquid partition chromatography using various monomeric α-amino acid derivatives and low molecular weight peptide derivatives as stationary phases include:
Tetra hedron Letters, 10 , 1009 (1966), Special Publication Sho 44-23957, Special Publication Sho 52-136188,
Chromatographia, 9 , 331 (1976),
Chromatographia, 10 , 444 (1977),
Since both have low molecular weight, they have high solubility and are difficult to use in liquid chromatography or thin layer chromatography. In addition, there are known examples of separating optical isomers using proteins such as wool keratin and bovin serum albumin, but the structures of both are random polymers and the details are not yet clear. (3) Structure of the invention General formula
【式】もしくは[Formula] or
【式】においてＲは末端アミ
ノ基及びカルボキシル基とともに式
In [Formula], R together with the terminal amino group and carboxyl group is of the formula
【式】を形成する天然又は合成ア
ミノ酸及びそれから誘導されるエーラル、エステ
ル、アミド、ウレタン、イミン、イミド、酸無水
物、カルボン酸塩、鉱酸塩、アミン塩、金属塩か
ら形成された残基である。
R′は水素もしくは水酸基もしくは水酸基より
誘導されるエーテル、エステル、ウレタン類であ
る。
これらはＲもしくはR′が同一のホモポリマー
でもＲもしくはR′の異なるコポリマーあるいは
グラフトポリマーでもよく、分離性能を損なわな
い範囲で２種以上のポリ−α−アミノ酸同志を混
合、あるいはポリ−α−アミノ酸とその他の樹脂
を混合しても良い。
ポリ−α−アミノ酸がコポリマーの場合はその
うち１種は少なくとも30％以上のモル比であるか
もしくはコポリマーの成分が３種以内のいずれか
の要件を満たすことが必要である。
ｍ及びｎは重合度を表わし、それぞれ２乃至
1000000好ましくは４乃至1000000であるポリ−α
−アミノ酸で光学活性な構成モノマー単位として
は、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシ
ン、スレオニン、セリン、メチオニン、フエニル
アラニン、プロリン、トリプトフアン、ヒスチジ
ン、グルタミン酸、グルタミン、アスパラギン
酸、アスパラギン、アルギニン、リジン、オルニ
チン、及びそれから誘導させるエーテル、エステ
ル、アミド、ウレタン、イミン、イミド、酸無水
物、塩などが例示される。
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、ポ
リ−α−アミノ酸は担体に保持させることが好ま
しい。
担体としては、多孔質有機担体又は多孔質無機
担体があり、好ましくは多孔質無機担体である。
多孔質有機担体としては適当なものは、ポリスチ
レン、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート等
から成る高分子物質が挙げられる。多孔質無機担
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
の如き合成若しくは天然の物質が挙げられ、ポリ
−α−アミノ酸との親和性を良くするために表面
処理を行つても良い。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。
適当な担体の大きさは、使用するカラムやプレ
ートの大きさにより変るが、一般に1μm〜10mmで
あり、好ましくは1μm〜300μmである。担体は多
孔質であることが好ましく、平均孔径は10Å〜
100μmであり、好ましくは50Å〜50000Åである。
ポリ−α−アミノ酸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。
ポリ−α−アミノ酸を担体に保持させる方法は
化学的方法でも物理的方法でも良い。物理的方法
としては、ポリ−α−アミノ酸を化溶性の溶剤に
溶解させ、担体と良く混合し、減圧又は加温下、
気流により溶剤を留去させる方法や、ポリ−α−
アミノ酸を可溶性の溶剤に溶解させ、担体と良く
混合した後、該溶剤と相溶性のない液体中に攪
拌、分散せしめ該溶剤を拡散させる方法もある。
このようにして担体に保持したポリ−α−アミ
ノ酸を少量の溶剤を加えることにより一旦膨潤あ
るいは溶解せしめ、再び溶剤を留去することによ
りその保持状態、ひいては分離能を変化せしめる
ことが可能である。
(4) 発明の効果
本発明のポリ−α−アミノ酸を主たる構成要素
とする分離剤を化合物の分離の目的に使用するに
はクロマト法が好適である。クロマト法としては
液体クロマト法や薄層クロマト法が良い。
液体クロマト法として使用するには担体に担持
させたポリ−α−アミノ酸をカラムに充填して用
いる。
又薄層クロマト法を行なう場合には0.1μm〜0.1
mm程度の粒子から成る本発明の分離剤と、必要で
あれば少量の結合剤より成る0.1mm〜100mm厚さの
層を支持板上に形成すれば良い。
本発明のポリ−α−アミノ酸を主たる構成要素
とする分離剤は、化合物の分離に有効で、特に従
来分離が非常に困難であつた光学異性体の分割に
有効である。分離の対象となる光学異性体は不斉
中心を持つ化合物や分子不斉な化合物でポリ−α
−アミノ酸によつて光学異性体のどちらか一方が
より強く保持されるものである。
以下本発明を実施例によつて詳述するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、実施例中に表わされる用語の定義は以下の通
りである。
容量比（K′）＝〔（対掌体の保
持時間）−（デツドタイム）〕／（デツドタイム）
分離係数（α）＝より強く吸着さ
れる対掌体の容量比／より弱く吸着される対掌体の容量
比
分離度（RS）＝
２×（より強く吸着される対掌体とより弱く吸
着される対掌体の両ピーク間の距離）／両ピークのバン
ド幅の合計
高速液体クロマトグラフイーには日本分光工業
製のTRI ROTOR を使用した。検知器には
紫外吸収測定器日本分光工業製のUVIDEC100
と施光計日本分光工業製のDIP 181 Ｃ（セル：５
×0.30（id.）cm）を用い波長356nmで検出した。
合成法
ポリ−γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート（シグ
マ社、分子量５万）0.604ｇをクロロホルム10ml
に溶かし、３−アミノプロピル−トリエトキシシ
ラン処理したシリカゲル（Merck社，
LiChrospher SI 4000）3.05ｇに加え、溶媒を留
去する。
（溶液を５mlずつ、２回に分けて行う。）
実施例
この充填剤を長さ25cm、内径0.46cmのカラムに
スラリー法で充填し、ヘキサン−２−プロパノー
ル（98：２）を溶離液に用いて流速0.5ml／min、
25℃でラセミ体ＡとＢの分割を行なつた。その結
果、Ａは保持時間15.8分、Ｂは36.5分で流出し、
その前端を分取して旋光性を波長365nmで測定し
たところ、いずれも正（＋）の旋光性を示した。Residues formed from natural or synthetic amino acids forming the formula and erals, esters, amides, urethanes, imines, imides, acid anhydrides, carboxylates, mineral salts, amine salts, and metal salts derived therefrom It is. R' is hydrogen, a hydroxyl group, or an ether, ester, or urethane derived from a hydroxyl group. These may be homopolymers with the same R or R', copolymers or graft polymers with different R or R', and may be mixtures of two or more poly-α-amino acids within the range that does not impair separation performance, or poly-α- Amino acids and other resins may be mixed. When the poly-α-amino acid is a copolymer, it is necessary that one of the amino acids has a molar ratio of at least 30% or that the copolymer has at least three components. m and n represent the degree of polymerization, each from 2 to
1,000,000, preferably 4 to 1,000,000 poly-α
- Optically active constitutional monomer units of amino acids include alanine, valine, leucine, isoleucine, threonine, serine, methionine, phenylalanine, proline, tryptophan, histidine, glutamic acid, glutamine, aspartic acid, asparagine, arginine, lysine, ornithine. , and ethers, esters, amides, urethanes, imines, imides, acid anhydrides, and salts derived therefrom. Further, in order to improve the pressure resistance of the separation agent, prevent swelling and shrinkage due to solvent substitution, and increase the number of theoretical plates, it is preferable that the poly-α-amino acid is retained on a carrier. The carrier may be a porous organic carrier or a porous inorganic carrier, preferably a porous inorganic carrier.
Suitable porous organic carriers include polymeric substances such as polystyrene, polyacrylamide, polyacrylate, and the like. Suitable porous inorganic carriers include synthetic or natural materials such as silica, alumina, magnesia, titanium oxide, glass, silicates, and kaolin, which can be used to improve compatibility with poly-α-amino acids. Surface treatment may also be performed. As a surface treatment method,
There are surface treatment methods such as silanization treatment using an organic silane compound and plasma polymerization. The appropriate size of the carrier varies depending on the size of the column or plate used, but is generally 1 μm to 10 mm, preferably 1 μm to 300 μm. The carrier is preferably porous, with an average pore diameter of 10 Å to
The thickness is 100 μm, preferably 50 Å to 50000 Å.
The amount of poly-α-amino acid retained is 1 to 100% by weight, preferably 5 to 50% by weight, based on the carrier. A method for retaining poly-α-amino acids on a carrier may be a chemical method or a physical method. As a physical method, poly-α-amino acids are dissolved in a soluble solvent, mixed well with a carrier, and then dissolved under reduced pressure or heating.
There is a method of distilling off the solvent by air flow, and
There is also a method in which the amino acid is dissolved in a soluble solvent, thoroughly mixed with a carrier, and then stirred and dispersed in a liquid that is incompatible with the solvent to diffuse the solvent. By adding a small amount of solvent to the poly-α-amino acid held on the carrier in this way, it can be swollen or dissolved, and by distilling off the solvent again, it is possible to change the retention state and, ultimately, the separation ability. . (4) Effects of the Invention Chromatography is suitable for using the separation agent of the present invention containing a poly-α-amino acid as a main component for the purpose of separating compounds. As the chromatographic method, liquid chromatography and thin layer chromatography are preferred. When used as a liquid chromatography method, a column is filled with poly-α-amino acids supported on a carrier. Also, when performing thin layer chromatography, 0.1 μm to 0.1
A layer having a thickness of 0.1 mm to 100 mm may be formed on the support plate, consisting of the separating agent of the present invention consisting of particles of about mm size and, if necessary, a small amount of a binder. The separating agent containing poly-α-amino acids as a main component of the present invention is effective for separating compounds, and is particularly effective for resolving optical isomers, which have been extremely difficult to separate in the past. The optical isomers to be separated are compounds with asymmetric centers or molecularly asymmetric compounds, such as poly-α
- One of the optical isomers is more strongly retained depending on the amino acid. EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
The definitions of terms used in the examples are as follows. Capacity ratio (K') = [(retention time of enantiomer) - (dead time)] / (dead time) Separation coefficient (α) = Capacity ratio of more strongly adsorbed enantiomer / weaker adsorbed enantiomer Volumetric resolution ( RS ) = 2 x (distance between the peaks of the more strongly adsorbed enantiomer and the more weakly adsorbed enantiomer)/sum of the band widths of both peaks High performance liquid chromatography I used TRI ROTOR manufactured by JASCO Corporation. The detector is an ultraviolet absorption measuring device UVIDEC100 manufactured by JASCO Corporation.
and a photometer DIP 181 C (cell: 5) manufactured by JASCO Corporation.
×0.30 (id.) cm) at a wavelength of 356 nm. Synthesis method: Add 0.604 g of poly-γ-benzyl-L-glutamate (Sigma, molecular weight 50,000) to 10 ml of chloroform.
Silica gel treated with 3-aminopropyl-triethoxysilane (Merck,
Add to 3.05 g of LiChrospher SI 4000) and distill off the solvent. (The solution is divided into two batches of 5 ml each.) Example This packing material was packed into a column with a length of 25 cm and an inner diameter of 0.46 cm using the slurry method, and hexane-2-propanol (98:2) was used as the eluent. using a flow rate of 0.5ml/min,
The resolution of racemates A and B was carried out at 25°C. As a result, A leaked out after a retention time of 15.8 minutes, and B leaked out after a retention time of 36.5 minutes.
When the front end was separated and the optical rotation was measured at a wavelength of 365 nm, all of them showed positive (+) optical rotation.
【式】【formula】
【式】
装 置
TRIROTAR−，UVIDEC−100−【formula】
Device
TRIROTAR−, UVIDEC−100−