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公開番号2025169388
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2025136666,2020092284
出願日2025-08-20,2020-05-27
発明の名称多孔質シリカ粒子
出願人ヌーリオンケミカルズインターナショナルベスローテンフェノーツハップ,Nouryon Chemicals International B.V.
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C01B 33/18 20060101AFI20251105BHJP(無機化学)
要約【課題】本発明は、高い性能効率およびまた高い機械的強度を確保する範囲で、大きなメジアン細孔直径または平均細孔直径、細孔容積、ならびにまた分離効率をさらに改善する役に立つ狭い細孔サイズ分布の望ましい組み合わせを有する、改善された多孔質シリカ材料を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、210Å～500Åのメジアン細孔直径、および0.80cm³g^-1～1.2cm³g^-1の細孔容積を有する多孔質シリカに関する。本発明はまた、(i)ブレンステッド酸と、2つ以上の第一級もしくは第二級アミン基を有するアミン化合物と、または(ii)アミノ酸のいずれかの存在下、液相分散ナノ粒子状シリカをゲル化させる、多孔質シリカを生成する方法に関する。本発明はさらに、分離のための固定相としての多孔質シリカの使用に関し、多孔質シリカを含有する分離カラムまたは容器にも関する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも２１０Åの平均細孔直径、および少なくとも０．８０ｃｍ
３
ｇ
－１
の細孔容
積を有する多孔質シリカ。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記細孔直径が最大５００Åであり、および／または前記細孔容積が最大１．２ｃｍ
３
ｇ
－１
である、請求項１に記載の多孔質シリカ。
【請求項３】
次の条件
（ｉ）前記細孔容積が、少なくとも０．８４ｃｍ
３
ｇ
－１
である
（ｉｉ）前記細孔容積が、最大１．０ｃｍ
３
ｇ
－１
である
（ｉｉｉ）前記平均細孔直径が、少なくとも２５０Åである
（ｉｖ）前記平均細孔直径が、最大４５０Åであり、および／または最大３５０Åである
（ｖ）比表面積が、５０～５００ｍ
２
ｇ
－１
の範囲内であり、および／または８０～３０
０ｍ
２
ｇ
－１
の範囲内である
（ｖｉ）表面が、１種または複数の有機基によって改質されている
（ｖｉｉ）細孔サイズ分布、Ｄ９０／Ｄ１０が、０．１０～２．３０、または１．００～
２．３０の範囲内である
（ｖｉｉｉ）前記多孔質シリカが、固体形態である
のうちの１つまたは複数が当てはまる、請求項１または２に記載の多孔質シリカ。
【請求項４】
（ｉ）ブレンステッド酸と、第一級アミン基および第二級アミン基から選択される２つ
以上のアミン基を有するアミン化合物と、または（ｉｉ）アミノ酸の存在下、液相分散ナ
ノ粒子状シリカをゲル化させる、請求項１に記載の多孔質シリカを生成するためのプロセ
ス。
【請求項５】
前記ナノ粒子状シリカの一次粒子が、２～２００ｎｍの範囲内の平均直径を有し、かつ
／または前記ナノ粒子状シリカの液相分散液が、油中水型エマルジョンもしくは分散液で
あり、水相が、前記ナノ粒子状シリカと、任意のブレンステッド酸、アミン化合物、およ
びアミノ酸とを含み、油相が、水中で不溶性または水中で部分的に溶解性の少なくとも１
種の有機化合物を含み、水中の前記有機化合物の溶解性、および／または前記有機化合物
中の水の溶解性が、１０重量％以下である、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
前記ナノ粒子状シリカが、コロイド状シリカの形態である、請求項４または５に記載の
プロセス。
【請求項７】
次の条件
（ｉ）前記コロイド状シリカが、水性であり、溶解性ケイ酸塩またはポリケイ酸溶液から
作製され、８～１２の範囲内のｐＨを有する
（ｉｉ）前記コロイド状シリカが、１０～９５％の範囲内のＳ値を有する
（ｉｉｉ）前記コロイド状シリカ粒子が、５０～１０００ｍ
２
ｇ
－１
の範囲内の表面積を
有する
のうちの１つまたは複数が当てはまる、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記アミン化合物が、式１～３のうちのいずれか１つによる式を有し、
JPEG
2025169388000013.jpg
72
103
・Ｒ
ｄ
は、各出現において独立して、Ｈ、ならびにハロゲン（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ）
、－ＯＲ
ｅ
、－ＣＯＯＲ
ｅ
、および－Ｎ［Ｒ
ｅ
］
２
［式中、各Ｒ
ｅ
は独立して、Ｈおよび
Ｃ
１～６
アルキルから選択される］からそれぞれ選択される１つまたは２つの基によって
任意選択で置換されたＣ
１～６
アルキル基から選択され、
・Ａは、各出現において独立して、任意選択で１つまたは複数のＣ
１～３
アルキル基によ
って置換されたＣ
１～３
アルキレン単位（例えば、Ｃ
２～３
アルキレン単位）から選択さ
れ、
・Ｘは、各出現において独立して、－Ｏ－、－ＮＲ
ｄ
－、および
JPEG
2025169388000014.jpg
29
63
から選択され、
・ｑは、各出現において独立して、０～７の範囲内の非負整数から選択される、
請求項４から７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記酸が、シュウ酸、炭酸、カルボン酸、スルホン酸、およびホスホン酸から任意選択
で選択される有機酸である、請求項４から８のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記カルボン酸、スルホン酸、およびホスホン酸が、式Ｒ－Ｃ（Ｏ）ＯＨ、Ｒ
ｃ
－ＳＯ
３
Ｈ、およびＲ
ｃ
Ｒ
２
ＰＯ
３
Ｈのものから選択され、式中、
・各Ｒは独立して、Ｈ、任意選択で置換されたＣ
１～３０
脂肪族基、任意選択で置換され
たＣ
５～１０
アリール基、および任意選択で置換されたＣ
５～１０
ヘテロアリール基から
選択され、
・Ｒ
ｃ
は、任意選択で置換されたＣ
１～３０
脂肪族基、任意選択で置換されたＣ
５～１０
アリール基、および任意選択で置換されたＣ
５～１０
ヘテロアリール基から選択される、
請求項９に記載のプロセス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質シリカ粒子を含む材料、およびこれらを生成する方法に関する。粒子
は、そのまま、または表面改質後のいずれかに多くの用途に用いることができ、特にクロ
マトグラフィー分離技法における固定相として用いることができる。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
シリカ系材料は、多くの用途において、例えば、クロマトグラフィーにおける固定相と
して、触媒もしくは触媒担体として、またはイオン交換材として、一般に用いられる。異
なる用途には、例えば、粒子純度、アルカリ金属含有率、細孔の特徴、および機械的強度
など、異なる要件がある。
【０００３】
シリカの利点は、例えば、細孔の特徴を変化させることによって、または表面を化学的
に改質することによって、その特性を大いに調整することができることである。これは、
例えば、このような多様性によって多くの異なるタイプの分離に用いることが可能となる
ため、分離用途において大いに有用でありうる。
【０００４】
分離技術に好適な多孔質シリカ材料を作製するための一般的な経路は、例えばゾル－ゲ
ル化学によるものであり、ナノ粒子状またはコロイド状シリカのようなシリカ前駆体が、
制御条件下でゲル化される。このような技法は、欧州特許第０２９８０６２号明細書に記
載されている。これは、典型的には、最大１００Åの平均細孔直径を有する多孔質シリカ
を生成する。このようなシリカは、比較的小さな分子、例えば１００００以下の分子量を
有する分子を分離するために用いることができる。しかしながら、分子量がかなり大きい
、タンパク質のような大きな分子の分離については、より大きな細孔、典型的には２００
Å超、しばしば３００Åのオーダーの細孔が好ましい。
【０００５】
このような大きな細孔の材料は、シリカ前駆体材料（例えば、１００Åのオーダーの細
孔サイズを有するもの）のオストワルド熟成によって作製することができるが、これは時
間のかかるプロセスであり、例えば小さい分子のための分離媒体として、または触媒担体
として、それ自体に価値があるシリカを消費することも多い。加えて、要求される特徴を
有する最終的な大きな細孔の生成物に到達するためには、シリカ出発材料を製造するため
の労力と時間とを要する場合もある。
【０００６】
大きな細孔のシリカを作製するための他の技法は、米国特許第３８５５１７２号明細書
、および米国特許第４８７４５１８号明細書に記載されている。しかしながら、先行技術
の材料によるさらなる問題は、大きな細孔サイズには、しばしば比較的広い細孔サイズ分
布が付随し、機械的強度に否定的な影響を及ぼしうることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
欧州特許第０２９８０６２号明細書
【０００８】
米国特許第３８５５１７２号明細書
米国特許第４８７４５１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、高い性能効率およびまた高い機械的強度を確保する範囲で、大きなメジアン
細孔直径または平均細孔直径、細孔容積、ならびにまた分離効率をさらに改善する役に立
つ狭い細孔サイズ分布の望ましい組み合わせを有する、改善された多孔質シリカ材料を提
供することを目的とする。本発明はまた、分離のための固定相としてのこのような材料の
使用を目的とする。本発明はさらに、このような材料を作製するための方法を目的とする
。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様では、本発明は、２１０Å～５００Åのメジアン細孔直径、および０．８０ｃｍ
３
ｇ
－１
～１．２ｃｍ
３
ｇ
－１
の細孔容積を有する多孔質シリカに関する。
（【００１１】以降は省略されています）

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