特許 6395184 陽イオン交換能を発現する両性イオン導入樹脂

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6395184

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】陽イオン交換能を発現する両性イオン導入樹脂

(51)【国際特許分類】

   B01J 43/00 20060101AFI20180913BHJP

   G01N 30/02 20060101ALI20180913BHJP

   G01N 30/88 20060101ALI20180913BHJP

   G01N 30/26 20060101ALI20180913BHJP

   B01D 15/04 20060101ALI20180913BHJP

   B01D 15/08 20060101ALI20180913BHJP

【ＦＩ】

   B01J43/00

   G01N30/02 B

   G01N30/88 H

   G01N30/26 A

   B01D15/04

   B01D15/08

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-15660(P2015-15660)

(22)【出願日】2015年1月29日

(65)【公開番号】特開2016-140772(P2016-140772A)

(43)【公開日】2016年8月8日

【審査請求日】2017年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】509349141

【氏名又は名称】京都府公立大学法人

(73)【特許権者】

【識別番号】000004341

【氏名又は名称】日油株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100197022

【弁理士】

【氏名又は名称】谷水 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100102635

【弁理士】

【氏名又は名称】浅見 保男

(72)【発明者】

【氏名】細矢 憲

(72)【発明者】

【氏名】山田 智

【審査官】 富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０９８６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３００９７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−１７６０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７１７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１７６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１４１７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１８５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３６９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８７４５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ３９／００−４９／９０

Ｂ０１Ｄ １５／０４

Ｂ０１Ｄ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

架橋剤、あるいは、架橋剤および一官能性重合性単量体を重合して得られた基材表面にラジカル重合によって２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンが重合されている両性イオン導入樹脂であって、前記ラジカル重合の重合溶媒として溶解度パラメーターが１２．０〜１５．０の溶媒を使用して調製される陽イオン交換能を発現する両性イオン導入樹脂。

【請求項2】

前記重合溶媒がメタノールあるいはエタノールである請求項１に記載の両性イオン導入樹脂。

【請求項3】

前記架橋剤がグリセリンジメタクリレートあるいはエチレンジメタクリレートである請求項１または２に記載の両性イオン導入樹脂。

【請求項4】

溶媒を移動相として使用して、請求項１〜３のいずれか１項に記載の両性イオン導入樹脂が充填されたカラムによって極性物質を分離する方法。

【請求項5】

前記溶媒は、水を含まない有機溶媒である請求項４に記載の極性物質を分離する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は担体に対し、両性イオン単量体である２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを重合導入した陽イオン交換能を発現する両性イオン導入樹脂に関するものである。

【背景技術】

【0002】

２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（共）重合体は、その高い生体適合性から医療用のコーティング剤、アイケア製品、化粧品など広範囲な製品に使用されている材料であり、その機能の一端は、生体内の細胞膜と同じ構造であるホスホリルコリン基が電気的に中性な両性イオンであることが大きく関与している。
一方、液体クロマトグラフィーは、液体クロマトグラフィーに用いる担体自身の特性、担体に修飾された官能基の性質および多孔性構造が複合的に作用することにより物質を分離・精製する方法で、低分子医薬品のみならず、抗体医薬などのバイオ医薬品の分離分析・精製に利用されるなど、医学、生物学、その他、環境学分野等に幅広く利用されている技術である。

【0003】

ホスホリルコリン基を有する担体は、液体クロマトグラフィー用担体として利用されており、例えば、資生堂株式会社（登録商標“ＰＣ ＨＩＬＩＣ”）より入手可能である。そのほかホスホリルコリン基を有する担体としては、例えば、特許文献１、２にはホスホリルコリン基が液体クロマトグラフィー用担体に直接化学結合した担体が、特許文献３には、ホスホリルコリン基が担体に直接結合した親水性相互作用クロマトグラフィー担体が開示されている。また、非特許文献１には、シリカゲル担体表面に２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを重合導入した液体クロマトグラフィー担体が開示されている。これらの担体は、ホスホリルコリン基が蛋白質やペプチドの吸着を抑制する機能を有するため、ゲルろ過クロマトグラフィー用担体として、あるいは、ホスホリルコリン基が電気的に中性で高い親水性を有することから、親水性相互作用クロマトグラフィー用担体として利用できることが開示されている。なお、親水性相互作用クロマトグラフィーとは、被分析対象の親水性と固定相に導入された親水基の親水性との相互作用により分離する方法である。

【0004】

ホスホリルコリン基などを担体に導入する方法としては、特許文献１〜３のように、ホスホリルコリン基を直接シリカ担体に導入するほか、非特許文献１のようにシリカ担体をＴｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ ｈｙｄｒｏｐｅｒｏｘｉｄｅで活性化後、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを重合導入する方法などが可能である。その他、両性イオンを有する重合性単量体を担体に導入する方法としては、例えば、特許文献４には、アゾ基を導入した担体に両性イオンを有する重合性単量体をグラフト重合させる方法、特許文献５には、担体に両性イオンを有する重合性単量体をラジカル重合させて導入する方法が開示されている。しかしながら、これらの方法は単に両性イオンを担体に導入する製法が開示されているだけであり、導入する両性イオンの中の正電荷と負電荷の偏りに応じた電気的な特性が付与されることはあっても、ホスホリルコリンのような電気的に中性塩の場合、目的の電気的特性を任意に付与できるものではなかった。

【0005】

また、イオン交換クロマトグラフィーは、被分離・分析対象の表面電荷特性を利用して分離する方法で、バイオ医薬品などの生体分子は非常に特有の表面電荷特性を有していることから、微量分析からプロセススケールまで、幅広く利用されている。イオン交換クロマトグラフィー用のイオン交換担体としては、例えば、ジエチルアミノエチル基や４級アンモニウム基が導入された陰イオン交換担体が、例えば、カルボキシメチル基やスルホン酸基が導入された陽イオン交換担体があり、塩基性、酸性が明確な分子が導入されたイオン交換体が固定相として知られている。

【0006】

このように、ホスホリルコリン基は高い生体適合性を示すこと、親水性相互作用クロマトグラフィー用担体として利用可能なこと、イオン交換クロマトグラフィーは生体分子の分離に有効であることが知られているが、ホスホリルコリン基に目的のイオン交換能を付与できることは知られていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００４−２５８０１３号公報

【特許文献2】特開２００５−１８７４５６号公報

【特許文献3】特開２０１０−７１７０７号公報

【特許文献4】特開２００１−１４１７１０号公報

【特許文献5】特開２０１４−１１８５１２号公報

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】Ｗｅｎ Ｊｉａｎｇら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ａ，２００６年，ｖｏｌ．１１２７，ｐ．８２−９１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

そこで本発明の課題は、生体適合性高く、電気的に中性であるホスホリルコリン基が導入されている担体でありながら、陽イオン交換能を発現する担体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、驚くべきことに、架橋剤、あるいは、架橋剤および一官能性重合性単量体を重合して得られた基材表面に、特定の溶媒下で、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンをラジカル重合反応させて導入することにより、目的の電気的特性を有する両性イオン導入樹脂を製造できることを見出し、本発明を完成した。
また、本発明者らは、本発明の両性イオン導入樹脂を用いることにより、極性物質を効果的に分離できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、次の［１］〜［５］である。

【0011】

［１］架橋剤、あるいは、架橋剤および一官能性重合性単量体を重合して得られた基材表面にラジカル重合によって２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンが重合されている両性イオン導入樹脂であって、前記ラジカル重合の重合溶媒として溶解度パラメーターが１２．０〜１５．０の溶媒を使用して調製される陽イオン交換能を発現する両性イオン導入樹脂。
［２］前記重合溶媒がメタノールあるいはエタノールである［１］に記載の両性イオン導入樹脂。
［３］前記架橋剤がグリセリンジメタクリレートあるいはエチレンジメタクリレートである［１］または［２］に記載の両性イオン導入樹脂。
および
［４］溶媒を移動相として使用して、［１］〜［３］のいずれかに記載の両性イオン導入樹脂が充填されたカラムによって極性物質を分離する方法。
［５］前記溶媒は、水を含まない有機溶媒である［４］に記載の極性物質を分離する方法。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、架橋剤、あるいは、架橋剤および一官能性重合性単量体を重合して得られた基材表面に特定の溶媒下で２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを重合導入することで、ホスホリルコリン基に由来する生体適合性を有し、かつ、陽イオン交換能を発現する両性イオン導入樹脂を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合物導入樹脂（実施例１、比較例１−１）、及び、ポリスチレン骨格グリセリンジメタクリレートポリマー担体（比較例１−２）の赤外吸収スペクトルを表した図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明において、「（メタ）アクリ」とは、「アクリ」または「メタクリ」を意味する。

【0015】

本発明によれば、架橋剤、あるいは、架橋剤および一官能性重合性単量体を重合して得られた基材表面に、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを特定の溶媒下でラジカル重合反応させて導入することにより、目的の電気的特性を有する、すなわち、陽イオン交換能を発現する両性イオン導入樹脂を製造できる。

【0016】

［基材樹脂］
本発明の基材は、架橋剤、あるいは、架橋剤および一官能性重合性単量体を重合して得られる樹脂成分により構成される。樹脂成分としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリメタクリレート系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂などがあげられる。好ましくは、ポリスチレン系樹脂、ポリメタクリレート系樹脂である。

【0017】

一官能性重合性単量体は、一つの不飽和二重結合を有する単量体であり、例えば、スチレン、α／ｏ／ｍ／ｐ−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、メトキシスチレン、ｐ−フェニススチレン等のスチレン誘導体、塩化ビニル、塩化ビニリデン、等のハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類、（メタ）アクリロニトリル等の不飽和ニトリル類、（メタ）アクリルアミド等のアクリルアミド誘導体、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル酸等の（メタ）アクリル酸誘導体、ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン類、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、マレイン酸、フマル酸、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルナフタレン塩があげられる。好ましくは、スチレン誘導体、メタクリル酸誘導体、アクリルアミド誘導体であり、より好ましくは、スチレン、メタクリル酸メチルである。これらの重合性単量体は、各種官能基を有していても良く、また、単独で用いても、二種以上を混合併用しても良い。

【0018】

架橋剤は、２つ以上の不飽和二重結合を有する多官能性単量体であり、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールトリメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、エチレンジメタクリレートなどがあげられる。適度な親水性を付与できることからエチレンジメタクリレート、グリセリンジメタクリレートが望ましい。

【0019】

架橋剤を添加することにより、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを基材表面に重合させるための不飽和二重結合を付加することができる。
基材樹脂１ｇ中に含まれる不飽和二重結合は、１×１０^-5〜１×１０^-2ｍｏｌであり、好ましくは、１×１０^-4〜８×１０^-3ｍｏｌであり、さらに好ましくは、１×１０^-3〜５×１０^-3ｍｏｌである。１×１０^-5ｍｏｌ未満の場合、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを重合する量が低下してしまう。なお、基材樹脂表面に存在する不飽和二重結合量は、臭素の付加反応を利用して測定することができる。

【0020】

本発明による基材樹脂を得るための重合条件は特に限定されず、従来公知の重合条件に従えば良く、例えば、いわゆるシード重合法や多段階膨潤重合法等により基材樹脂を得ることができるが、任意の単量体を重合した後、上記の架橋剤、あるいは、架橋剤および一官能性重合性単量体を吸収、膨潤後、重合させて調製しても良い。核となる種粒子はポリスチレン、膨潤助剤としてフタル酸ジブチル、希釈剤としてシクロヘキサノ−ルあるいはトルエンなどを用いると良く、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリビニルアルコールなどを添加物として使用しても良い。最終的に、遠心分離やデカンテーション等により精製することもできる。

【0021】

基材樹脂の形状は特に限定されず、球状、板状、直方体、立方体等のいずれでもよい。
なお、基材樹脂は、多孔質状であることが好ましい。多孔質状とすることにより、表面積が大きくなるため、基材表面に付加する不飽和二重結合の量を増加することができる。多孔質状の基材樹脂は、ポリスチレン等の種粒子を用いた膨潤重合法等により得ることができる。

【0022】

［両性イオン導入樹脂］
本発明の両性イオン導入樹脂は、上記の架橋剤、あるいは、架橋剤および一官能性重合性単量体を重合して得られた基材樹脂に２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンが重合反応により導入されたものであり、さらには、陽イオン交換能を有するものである。
両性イオン導入樹脂の形状、大きさ等に制限はなく、上記の基材樹脂の形状に応じて適宜設計される。カラム等への均一な充填性を得るという観点から、球状の粒子、あるいはモノリス型の構造であることが好ましい。

【0023】

基材樹脂に２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを重合導入する場合、基材樹脂表面の不飽和二重結合を利用して２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンをラジカル重合反応により導入することができる。ラジカル重合反応を利用することにより、簡単に、再現性良く２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを基材樹脂表面に重合導入できるからである。

【0024】

重合条件は従来公知の条件に従えば良く、溶媒中に基材樹脂を分散し、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを添加して重合反応を行うことができる。重合条件のうち、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンの使用量としては、基材樹脂重量１重量部に対し０．０１〜５重量部、好ましくは０．１〜１重量部の比で用いることができる。少なすぎると目的の効果を十分発揮できないし、多すぎると樹脂が軟質ゲル状となり取扱いにくい。

【0025】

重合開始剤としては、系中にラジカルを発生することができれば特に制限はなく、公知のものを利用することができ、反応に応じて適宜選択すればよい。例えば、ペルオキソ二硫酸ジカリウム等、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化ラウロイルなどの有機過酸化物、アゾイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）などのアゾ系重合開始剤などがあげられる。重合温度は用いる基材樹脂、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとの反応性と重合開始剤の特性から決定すると良いが、通常は２５℃〜１００℃、好ましくは重合反応の速やかな進行、基材樹脂の変質を避けるため、５０℃〜８５℃が選択される。

【0026】

本発明の両性イオン導入樹脂を製造する場合、重合溶媒は非常に重要であり、溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１２．０〜１５．０の溶媒を用いるのが好ましく、例えば、メタノールやエタノールを例示できる。なお、溶解度パラメーター（δ；（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2）はＨｉｌｄｅｂｒａｎｄによって導入された正則溶液論によって定義された値で、下式により計算される。

δ＝｛（ΔＨ−ＲＴ）／Ｖ｝^1/2
（ΔＨ：モル蒸発潜熱、Ｒ：ガス定数、Ｔ：温度、Ｖ：モル体積）

このような溶媒の性質としては、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンおよびその重合物をともに溶解することがわかっている。
このように、本発明によれば、基材樹脂に２−（メタ）アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを特定の溶媒下でラジカル重合反応させて導入することにより、目的の電気的特性を有する、すなわち、陽イオン交換能を発現する両性イオン導入樹脂の製造が可能となる。しかも、操作性が簡単で、量産、再現性に優れた製造方法を提供することができる。

【0027】

［極性物質を分離する方法］
本発明の極性物質を分離する方法とは、上記両性イオン導入樹脂を充填したカラムを用いたカラムクロマトグラフィーである。移動相としては、水、あるいは、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、アセトニトリル、ベンゼン等の有機溶媒、又はこれらの混合溶媒を用いることができ、水を含まない有機溶媒を利用することもできる。ここで、「水を含まない」とは、水が１質量％以下であることを意味する。
カラムクロマトグラフィーは、オープンカラムクロマトグラフィーのように重力落下により移動相を送液する方法でも、高速液体クロマトグラフィーのようにポンプにより移動相を送液する方法でもよい。

【実施例】

【0028】

以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。
〔重合溶媒の特性確認方法〕
本発明で用いる溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１２．０〜１５．０の溶媒は、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（以下、「ＭＰＣ」という。）、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合物（以下、「ＭＰＣ重合物」という。）を共に溶解する溶媒であった。その確認は下記の方法に従って実施した。

【0029】

［ＭＰＣの溶解性］
なす型フラスコに溶媒２５ｍＬを入れ、ＭＰＣ ０．７５ｇを分散した。この分散液を３０００ｒｐｍで遠心分離し、上澄み液を得た。用いたＭＰＣ重量、上澄み液量およびその上澄み液を乾燥して得られた重量を秤量し、ＭＰＣの溶媒への溶解性を下式により算出した。

ＭＰＣの溶解性（％）＝{上澄み液を乾燥して得られた重量（ｇ）／上澄み液の回収量（ｍＬ）×２５（ｍＬ）}／０．７５（ｇ）×１００

［ＭＰＣ重合物の溶解性の確認］
なす型フラスコに溶媒２５ｍＬを入れ、ＭＰＣ ０．７５ｇおよび重合開始剤として２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（以下、「ＡＤＶＮ」という。） ０．０３ｇを分散し、２４時間還流重合した。還流重合後の液を３０００ｒｐｍで遠心分離し、上澄み液を得た。用いたＭＰＣ重量、上澄み液量およびその上澄み液を乾燥して得られた重量を秤量し、ＭＰＣ重合物の溶媒への溶解性を下式にて算出した。

ＭＰＣ重合物の溶解性（％）＝{上澄み液を乾燥して得られた重量（ｇ）／上澄み液の回収量（ｍＬ）×２５（ｍＬ）}／０．７５（ｇ）×１００

【0030】

（参考例１）
上記〔重合溶媒の特性確認方法〕にて、溶媒をメタノールとして試験を実施した。結果を表１に示した。なお、メタノールのＳＰ値は１４．５−１４．８である。
（参考例２）
上記〔重合溶媒の特性確認方法〕にて、溶媒をエタノールとして試験を実施した。結果を表１に示した。なお、エタノールのＳＰ値は１２．７である。
（比較参考例１）
上記〔重合溶媒の特性確認方法〕にて、溶媒をイソプロピルアルコールとして試験を実施した。結果を表１に示した。なお、イソプロピルアルコールのＳＰ値は１１．５である。
（比較参考例２）
上記〔重合溶媒の特性確認方法〕にて、溶媒をアセトニトリルとして試験を実施した。結果を表１に示した。なお、アセトニトリルのＳＰ値は１１．９である。

【0031】

【表1】

【0032】

〔実施例１〕
〈ポリスチレンシード粒子の調製〉
［スチレンの洗浄］
最初に、１００ｍＬの分液漏斗にスチレン ８０ｍＬを入れ、亜硫酸水素ナトリウム飽和水溶液 ６０ｍＬで洗浄、次に５％の水酸化ナトリウム水溶液 ６０ｍＬを用いて洗浄、最後に塩化ナトリウム飽和水溶液 ６０ｍＬを用いて洗浄した。その後塩化カルシウムを１ｇ加え、１５分間脱水を行った。脱水後、蒸留して洗浄スチレンを得た。
［精製水の脱気］
三角フラスコに精製水５００ｍＬと攪拌子を入れ、アルゴンガスをバブリングしながらホットスターラーを用いて精製水を沸騰させた。沸騰開始後、４０分間加熱し、その後アルゴンガスをバブリングしたまま放冷し、脱気精製水を得た。
［ポリスチレンシード粒子の重合］
ポリスチレンシード粒子は、ソープフリー乳化重合により調製した。
セパラブルフラスコに脱気した精製水 ３２０ｍＬと塩化ナトリウム ０．４ｇを入れ、攪拌しながら７０℃に加温した。アルゴンガスで装置内を置換後、洗浄スチレン ６ｍＬを加え、３０ｍＬの精製水に溶解したペルオキソ二硫酸ジカリウム（重合開始剤）０．２７ｇを加えた。１時間毎に７回洗浄スチレンを６ｍＬずつ加え（計４２ｍＬ）、その後７０℃で２４時間攪拌して、ポリスチレン粒子分散液を得た。
放冷後、ポリスチレン粒子分散液を３０００ｒｐｍで３０分間遠心分離し、上澄みを除去した。水を加えて再分散後、再び同様に遠心分離を行い、上澄みが透き通るまで繰り返してポリスチレンシード粒子を調製した。なお、ポリスチレンシード粒子の濃度は乾燥重量により測定したところ、０．５３ｍｇ／ｍＬであった。

【0033】

〈ポリスチレン骨格グリセリンジメタクリレートポリマー担体の調製〉
［１次膨潤］
ビーカーにドデシル硫酸ナトリウム（以下、「ＳＤＳ」という。） ０．０２５ｇ、フタル酸ジブチル ０．４１ｍＬ、精製水 １０ｍＬを入れ、氷冷しながら超音波ホモジナイザーＵＤ−２００（株式会社トミー精工、東京、日本）を用いて分散した。分散液をポリスチレンシード粒子０．２７ｍＬに加え、マグネチックスターラーを用いて室温下１２５ｒｐｍで一晩攪拌した。膨潤の完結は光学顕微鏡ＢＨ２・ＢＨＳ（オリンパス株式会社）を用いて微分散液滴の消失により判断した。
［２次膨潤］
ビーカーにＡＤＶＮ ０．１５ｇ、トルエン ５ｍＬを加えた。ＡＤＶＮを溶解後、ＳＤＳ ０．０２５ｇ、精製水５ｍＬ、３％ポリビニルアルコール（重合度約２０００、ケン化度９８％）水溶液（以下、「ＰＶＡ水溶液」という。） ２０ｍＬを加え、氷冷しながら超音波ホモジナイザーを用いて分散した。これを１次膨潤が終了した混合液に加え、マグネチックスターラーを用いて室温下１２５ｒｐｍで一晩攪拌した。膨潤の完結は上記光学顕微鏡を用いて微分散液滴の消失により判断した。
続いてビーカーにＳＤＳ ０．０２５ｇ、精製水 １５ｍＬ、３％ＰＶＡ水溶液 ２０ｍＬ、グリセリンジメタクリレート ５ｍＬを順に加え，氷冷しながら超音波ホモジナイザーを用いて分散した。これを上記の２次膨潤前半が終了した混合液に加え、マグネチックスターラーを用いて室温下１２５ｒｐｍで一晩攪拌した。膨潤の完結は上記光学顕微鏡を用いて微分散液滴の消失により判断した。
［重合］
２次膨潤が終了した混合液を３００ｍＬのなす型フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で７５℃、２４時間加熱した。攪拌は重合初期にのみ穏やかに行い、その後は静置した。重合後の溶液は水に分散し、その後、デカンテーションを３回行った。同様にメタノール、テトラヒドロフランを用いて洗浄し乾燥させ、多孔質状のポリスチレン骨格グリセリンジメタクリレートポリマー担体（以下、「ＧＤＭＡ担体」という。）を得た。なお、ＧＤＭＡ担体表面に存在するビニル基量をビニル基と臭素の付加反応を利用して測定し、ＧＤＭＡ担体１ｇ中に重合可能なビニル基が１．９７×１０^-3ｍｏｌ存在することを確認した。

【0034】

〈ＧＤＭＡ担体へのＭＰＣの重合〉
なす型フラスコにメタノール ２５ｍＬを入れ、ＭＰＣ ０．７５ｇおよび重合開始剤としてＡＤＶＮ ０．０３ｇ、ＧＤＭＡ担体 ２．５ｇを分散し、２４時間還流重合した。還流重合終了後の溶液を水に分散し、その後、デカンテーションを３回行った。同様にメタノールを用いて洗浄を行った後乾燥し、ＭＰＣ重合物導入樹脂を得た。

【0035】

〈ＭＰＣ重合物導入樹脂の特性確認〉
［赤外吸収スペクトルの測定］
フーリエ変換赤外分光光度計（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＦＴ−ＩＲ）ＦＴ／ＩＲ−４２００（日本分光株式会社）を用い、ＫＢｒ錠剤法により、作製したＭＰＣ重合物導入樹脂の透過スペクトルを積算回数は１６回として測定した。結果を図１に示した。

【0036】

［窒素吸着法による比表面積の測定］
自動比表面積測定装置 Ｇｅｍｉｎｉ ２３６０（マイクロメリティックス）を用い、作製したＭＰＣ重合物導入樹脂の比表面積および全細孔容量の測定を行った。結果を表２に示した。

【0037】

〔比較例１−１〕
〈ＧＤＭＡ担体へのＭＰＣの重合〉で、メタノールをイソプロピルアルコールとする以外は実施例１と同様にしてＭＰＣ重合物導入樹脂を得、担体の特性を確認した。赤外吸収スペクトルの結果を図１に示し、比表面積および全細孔容量を表２に示した。

【0038】

〔比較例１−２〕
ＭＰＣ未導入の、単なるＧＤＭＡ担体を用いる以外は実施例１と同様にして特性を確認した。赤外吸収スペクトルの結果を図１に示し、比表面積および全細孔容量を表２に示した。

【0039】

【表2】

【0040】

〔実施例２〕
〈ＭＰＣ重合物導入樹脂の表面特性の確認〉
実施例１で得られたＭＰＣ重合物導入樹脂の表面特性を確認するために、ＨＰＬＣ用のステンレスカラムに充てんし、ベンゼン（ｂｅｎｚｅｎｅ）、トルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）、フェノール（ｐｈｅｎｏｌ）、安息香酸（ｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ）、ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）の分離を行った。なお、カラムサイズは長さ１５０ｍｍ×内径４．６ｍｍ、移動相はアセトニトリル、流速０．８ｍＬ／分、カラム温度３５℃として分析した。各被試験物質の分離特性の結果を表３に示した。なお、表中の相対保持因子κとは、被試験物質のカラムへの相互作用の指標で、下式により計算した。

相対保持因子κ＝（Ｔ_R−Ｔ₀）／Ｔ₀

（式中、相互作用のないと考えられるアセトンの溶出時間をＴ₀、被試験物質の溶出時間をＴ_Rとする。）

【0041】

〔比較例２−１〕
実施例１で得られた樹脂の代わりに、比較例１−１で得られたＭＰＣ重合物導入樹脂を用いた以外は実施例と同様にＭＰＣ重合物導入樹脂の表面特性を確認した。結果を表３に示した。

【0042】

〔比較例２−２〕
実施例１で得られた樹脂の代わりに、比較例１−２のＭＰＣ未導入の担体を用いた以外は実施例と同様に担体の表面特性を確認した。結果を表３に示した。

【0043】

【表3】

【0044】

表１において、メタノール、エタノールはともにＭＰＣ、ＭＰＣ重合物を溶解する溶媒であり、イソプロピルアルコール、アセトニトリルは、ＭＰＣは溶解するものの、ＭＰＣ重合物は溶解しにくい溶媒であり、ＳＰ値によりＭＰＣ、ＭＰＣ重合物の溶解性が異なることが示された。
表２において、実施例１の重合溶媒をＳＰ値１４．５−１４．８のメタノールとして調製したＭＰＣ重合物導入樹脂は、比較例１−２のＭＰＣ未導入の担体と比較して、比表面積、細孔容量ともに小さくなっており、ＭＰＣが導入されたことが示され、また、図１の赤外吸収スペクトルの結果からも、実施例１の重合溶媒をメタノールとして調製したＭＰＣ重合物導入樹脂は、比較例１−２のＭＰＣ未導入の担体と比較して、−Ｎ⁺（ＣＨ₃）₃由来の９６０ｃｍ^-1の吸収が増大していることからもＭＰＣが重合導入されたことが示された。
また、表３の結果より明らかなように、実施例１のように、メタノールを重合溶媒として調製したＭＰＣ重合物導入樹脂は、比較例１−２のＭＰＣ未導入の担体と比較して、ピリジンの相対保持能が高くなっており、陽イオン交換能が発現されることが示された。なお、ＳＰ値が１２未満であるイソプロピルアルコールを重合溶媒として調製したＭＰＣ重合物導入樹脂は、比較例１−２のＭＰＣ未導入の担体と比較して、安息香酸の相対保持性能が高くなっており、ＭＰＣ重合物を導入するだけでは陽イオン交換能が発現されないことは明らかである。

【図1】