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| タイトル： | 公開特許公報(A)_ポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法 |
| 出願番号： | 2008266315 |
| 年次： | 2010 |
| IPC分類： | G01N 27/62,G01N 30/34,G01N 30/88,G01N 30/72 |
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本山 晃 上野 多代 大村 孝之 福原 忠雄 木村 朋子 JP 2010096577 公開特許公報(A) 20100430 2008266315 20081015 ポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法 株式会社資生堂 000001959 伊東 忠彦 100070150 本山 晃 上野 多代 大村 孝之 福原 忠雄 木村 朋子 G01N 27/62 20060101AFI20100402BHJP G01N 30/34 20060101ALI20100402BHJP G01N 30/88 20060101ALI20100402BHJP G01N 30/72 20060101ALI20100402BHJP JPG01N27/62 VG01N30/34 EG01N30/88 CG01N30/72 AG01N27/62 X 5 ＯＬ 12 特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年５月１日 日本質量分析学会発行の「第５６回質量分析総合討論会（２００８）講演要旨集」に発表 2G041 2G041CA01 2G041DA04 2G041DA05 2G041DA09 2G041DA18 2G041EA04 2G041FA09 2G041GA06 2G041HA01 2G041JA07 2G041LA07 本発明は、ポリオキシアルキレン基を有する化合物を分析する方法に関する。 従来、安全性の高い乳化剤として、ポリエチレングリコールのモノラウリン酸エステル、モノステアリン酸エステル等のポリオキシエチレン基を有する界面活性剤が化粧料等の様々な分野で用いられている。 このような界面活性剤の指標としては、１Ｈ ＮＭＲを用いて、ポリオキシエチレン基由来のピークと、メチル基由来のピークの面積比から求められるポリオキシエチレン基の平均重合度が用いられている。しかしながら、界面活性剤が未反応原料、副生成物等の不純物を含む場合、不純物由来のピークが上記のピークと重なるため、平均重合度の精度が低下するという問題がある。さらに、不純物が定量されていないため、界面活性能が不明であるという問題がある。 一方、蛋白質、核酸等の生体高分子、合成高分子等を質量分析する方法として、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法（ＭＡＬＤＩ ＭＳ）が知られている。 また、複数の成分を含む試料中の各成分の含有量を分析する方法として、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）／大気圧イオン化質量分析法（ＡＰＩ ＭＳ）が知られている。なお、ＡＰＩ ＭＳとしては、イオン性・高極性化合物に有効なエレクトロスプレーイオン化質量分析法（ＥＳＩ ＭＳ）及び低・中極性の化合物に有効な大気圧化学イオン化質量分析法（ＡＰＣＩ ＭＳ）が知られている。このとき、ＬＣ／ＥＳＩ ＭＳを用いて、蛋白質、核酸等の生体高分子を分析する方法として、多価イオンを生成させる方法が知られている。 本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、ポリオキシアルキレン基を有する化合物に含まれる成分及びその組成を精度よく評価することが可能なポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法を提供することを目的とする。 請求項１に記載の発明は、ポリオキシアルキレン基を有する化合物を分析する方法であって、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法（ＭＡＬＤＩ ＭＳ）を用いて、該化合物を分析する工程と、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）／大気圧イオン化質量分析法（ＡＰＩ ＭＳ）を用いて、該化合物を分析する工程を有することを特徴とする。 なお、ポリオキシアルキレン基を有する化合物とは、ポリアルキレングリコールを除く化合物を意味する。 請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法において、前記液体クロマトグラフィー（ＬＣ）は、グラジエント溶出法が用いられている逆相クロマトグラフィーであることを特徴とする。 請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法において、前記大気圧イオン化質量分析法（ＡＰＩ ＭＳ）は、エレクトロスプレーイオン化質量分析法（ＥＳＩ ＭＳ）であることを特徴とする。 請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法において、前記化合物は、界面活性剤であることを特徴とする。 請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法において、前記化合物は、ポリオキシアルキレンエステルことを特徴とする。 本発明によれば、ポリオキシアルキレン基を有する化合物に含まれる成分及びその組成を精度よく評価することが可能なポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法を提供することができる。 次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。 本発明のポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法は、ＭＡＬＤＩ ＭＳを用いて、ポリオキシアルキレン基を有する化合物を分析する工程と、ＬＣ／ＡＰＩ ＭＳを用いて、ポリオキシアルキレン基を有する化合物を分析する工程を有する。これにより、ポリオキシアルキレン基を有する化合物に含まれる成分及びその組成を精度よく評価することができる。 なお、ＬＣとしては、特に限定されないが、順相クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）等が挙げられる。このとき、生成物の溶出法は、アイソクラティック溶出法及びグラジエント溶出法のいずれであってもよい。また、ＡＰＩ ＭＳは、ＥＳＩ ＭＳ及びＡＰＣＩ ＭＳのいずれであってもよい。 ポリオキシアルキレン基を有する化合物としては、特に限定されないが、ポリアルキレングリコールと、ヒドロキシル基と縮合し得る官能基を有する化合物の縮合物、その誘導体等が挙げられる。 アルキレングリコールとしては、特に限定されないが、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール等が挙げられる。 ポリアルキレングリコールの重合度は、通常、２〜３００であり、二種以上の構成単位を有してもよく、この場合、ブロック共重合体、ランダム共重合体等であってもよい。 ヒドロキシル基と縮合し得る官能基としては、特に限定されないが、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基等が挙げられる。 ポリオキシアルキレン基を有する化合物としては、特に限定されないが、ポリアルキレングリコールとカルボン酸を縮合させることにより得られるエステル、ポリアルキレングリコールとアルコールを縮合させることにより得られるエーテル、ポリアルキレングリコールとアミンを縮合させることにより得られるアミン、ポリアルキレングリコールとアミドを縮合させることにより得られるアミド等が挙げられる。 カルボン酸としては、特に限定されないが、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪族カルボン酸；アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等の不飽和脂肪族カルボン酸等；アクリル酸、メタクリル酸等の重合体等のポリカルボン酸が挙げられる。 アルコールとしては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エルシルアルコール、リシノリルアルコール、アラキジルアルコール、カプリルアルコール、ベヘニルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール等の飽和脂肪族モノアルコール；オレイルアルコール、リノリルアルコール、エライジルアルコール、リノレニルアルコール等の不飽和脂肪族モノアルコール；ソルビット、ソルビトール等のポリアルコール等が挙げられる。 アミンとしては、特に限定されないが、エタノールアミン、オレイルアミン、ステアリルアミン等の１級モノアミン；ジエタノールアミン等の２級モノアミン等が挙げられる。 アミドとしては、特に限定されないが、上記モノアミンと上記モノカルボン酸のモノアミド等が挙げられる。 これらのヒドロキシル基と縮合し得る官能基を有する化合物は、他の化合物と反応させて誘導体にして用いてもよい。 なお、ポリオキシアルキレン基を有する化合物は、ポリアルキレングリコールと、複数のヒドロキシル基と縮合し得る官能基を有する化合物の縮合物であってもよい。また、ポリオキシアルキレン基を有する化合物は、二種以上のポリオキシアルキレン基を有してもよい。 ポリオキシアルキレン基を有する界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリオキシアルキレン脂肪族エーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシアルキレン脂肪族エーテル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等の２鎖型ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンメチルグルコシド等の多鎖型ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンコレステリルエーテル等のエーテル型；ポリオキシエチレンエステル、ＰＯＥアルキレンジエステル等の２鎖型ポリオキシアルキレンエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルエステル等の２鎖型ポリオキシアルキレンエステル；ポリオキシアルキレン脂肪酸グリセリル、脂肪酸ポリオキシアルキレントリメチロールプロパン、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンラウリン酸モノエタノールアミド、ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド等のポリオキシアルキレンアルキルアミドが挙げられる。 以下、ポリオキシアルキレンエステルの分析方法について説明する。このとき、ポリオキシアルキレンエステルには、主生成物（モノエステル）の他に、未反応原料（ポリアルキレングリコール、モノカルボン酸）と副生成物（ジエステル）が含まれる。 まず、ＭＡＬＤＩ ＭＳを用いて、ポリオキシアルキレンエステルを分析することにより、主生成物のポリオキシアルキレン基の重合度が得られる。このとき、マトリックスとして、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸（ＣＨＣＡ）を用いることにより、主生成物のポリオキシアルキレン基の重合度を精度よく測定することができる。 次に、ＬＣ／ＥＳＩ ＭＳを用いて、ポリオキシアルキレンエステルを分析することにより、未反応原料と副生成物の含有量が得られる。このとき、ＬＣとして、グラジエント溶出法が用いられている逆相クロマトグラフィー又はアイソクラティック溶出法が用いられている順相クロマトグラフィーを用いることにより、主生成物、未反応原料、副生成物のピークの面積を精度よく測定することができる。移動相としては、特に限定されないが、水、メタノール、２−プロパノール等のアルコールが挙げられる。また、移動相に酢酸アンモニウムを添加して、多価イオンを生成させることにより、主生成物、未反応原料、副生成物が装置の測定質量範囲を超える分子量であっても同定することができる。 ［実施例１］ 試料として、ポリオキシエチレン基の平均重合度が４０と表示されているポリエチレングリコールのモノステアリン酸エステル（市販品）を用いた。 まず、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳのＡｕｔｏｆｌｅｘ ＩＩＩ（ブルカー・ダルトニクス社製）を用いて、試料を分析した。具体的には、ＣＨＣＡ１０ｍｇを５０質量％アセトニトリル・水混液９９０μｌに溶解させた溶液５０μｌ、塩化ナトリウム５８．５ｍｇを水１０ｍｌに溶解させた溶液２５μｌ、試料１０ｍｇをアセトニトリル９９０μｌに溶解させた溶液１０μｌを混合した混合液１ｍＬをサンプルプレートに滴下し、乾燥させたものを測定した。このとき、波長が３５５ｎｍのＮｄ・ＹＡＧレーザーを用いて、レーザーパワーを５０〜１００とし、測定モードをリフレクトロン又はリニアー（正イオン検出）モードとして、積算回数を５００〜２０００回とした。 得られたマススペクトルを図１に示す。図１（ａ）より、ポリオキシエチレン基の平均重合度が３８であることがわかった。また、図１（ｂ）より、この試料には、ポリエチレングリコールのモノパルミチン酸エステルが含まれており、さらに未反応原料（ポリエチレングリコール）、副生成物（ポリエチレングリコールのジパルミチン酸エステル）が含まれていることがわかった。さらに、同様にして、この試料には、副生成物（ポリエチレングリコールのパルミチン酸ステアリン酸ジエステル、ポリエチレングリコールのジステアリン酸エステル）が含まれていることがわかった。 次に、ＬＣ／ＥＳＩ ＭＳとして、Ｎａｎｏｓｐａｃｅ ＳＩ−ＩＩ（資生堂社製）を接続したＬＴＱ−Ｏｒｂｉｔｒａｐ（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）を用いて、試料を分析した。具体的には、試料１００μｇを５０質量％アセトニトリル・水混液１ｍｌに溶解させた溶液０．５μｌを注入して、測定した。このとき、カラムとして、Ｃａｐｃｅｌｐａｋ Ｃ１８ ＭＧ（Ｓ５）（直径２ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を用い、カラムの温度を５０℃とした。また、移動相として、０．１体積％ギ酸の１０ｍＭ酢酸アンモニウム水溶液及び０．１体積％ギ酸の２−プロパノール溶液の混合液を用い、後者の混合比を３０体積％から８５体積％に５分間で変化させ、移動相の流速を０．２５ｍＬ／分とした。さらに、検出器として、ＦＴＭＳを用い、測定モードを正イオン検出モードとして、分解能を６００００、ｍ／ｚの測定範囲を２００〜２０００とした。 得られたトータルイオンクロマトグラムを図２に示す。図２より、ポリエチレングリコール由来のピークＡ、ポリエチレングリコールのモノエステル由来のピークＢ、ポリエチレングリコールのジエステルのピークＣが存在し、面積比が１８．５：５４．０：２７．５であることがわかった。なお、ピークＡ〜Ｃの帰属は、マススペクトル及びマスクロマトグラムを用いて行った。このとき、ピークＢは、ポリエチレングリコールのモノパルミチン酸エステル由来のピークと、ポリエチレングリコールのモノステアリン酸エステル由来のピークからなることがわかった。また、ピークＣには、ポリエチレングリコールのジパルミチン酸エステル、ポリエチレングリコールのパルミチン酸ステアリン酸エステル、ポリエチレングリコールのジステアリン酸エステルが含まれることがわかった。 以上のことから、試料に含まれる成分及びその組成を評価できることがわかった。 ［比較例１］ ポリオキシエチレン基の平均重合度が４０と表示されているポリエチレングリコールのモノステアリン酸エステル（市販品）の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを測定した。得られた１Ｈ ＮＭＲスペクトルを図３に示す。図３より、オキシエチレン基由来のピークＡ、メチル基由来のピークＢが存在し、ポリオキシエチレン基の平均重合度は、式 １５６．６４１／４から３９と算出された。このとき、ポリオキシエチレン基の平均重合度の値は、実施例１で得られた値と乖離していないものの、試料に含まれる成分及びその組成を評価することができない。 ここで、実施例１において、ポリエチレングリコール由来のピークＡ、ポリエチレングリコールのモノエステル由来のピークＢ、ポリエチレングリコールのジエステル由来のピークＣの面積比が１８．５：５４．０：２７．５であることから、平均重合度を補正すると、３８となり、実施例１と同一の値が得られた。 ［実施例２］ 試料として、ポリオキシエチレン基の平均重合度が１００と表示されているポリエチレングリコールのモノステアリン酸エステル（市販品）を用いた以外は、実施例１と同様にして、分析した。 まず、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳを用いて得られたマススペクトルを図４に示す。図４より、ポリオキシエチレン基の平均重合度が８０であることがわかった。また、実施例１と同様にして、この試料には、ポリエチレングリコールのモノパルミチン酸エステルが含まれており、さらに未反応原料（ポリエチレングリコール）、副生成物（ポリエチレングリコールのジパルミチン酸エステル、ポリエチレングリコールのパルミチン酸ステアリン酸エステル、ポリエチレングリコールのジステアリン酸エステル）が含まれていることがわかった。 次に、ＬＣ／ＥＳＩ ＭＳを用いて得られたトータルイオンクロマトグラムを図５に示す。図５より、ポリエチレングリコール由来のピークＡ、ポリエチレングリコールのモノエステル由来のピークＢ、ポリエチレングリコールのジエステル由来のピークＣが存在し、面積比が３５．３：５２．３：１２．４であることがわかった。また、ピークＣのマススペクトルを図６に示す。図６より、重合度７９のポリエチレングリコールのジパルミチン酸エステル由来のピークＤ、重合度７９のポリエチレングリコールのパルミチン酸ステアリン酸エステル由来のピークＥ、重合度７９のポリエチレングリコールのジステアリン酸エステル由来のピークＦが存在することがわかった。なお、ピークＤ〜Ｆは、ｚ＝４のアンモニウム付加イオンのピークである。さらに、ピークＤ〜Ｆのマスクロマトグラムを図７に示す。なお、図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれピークＤ〜Ｆのマスクロマトグラムである。図７より、図５のピークＣは、ポリエチレングリコールのジエステル由来であることがわかる。なお、ピークＡ、Ｂの帰属は、同様にして、マススペクトル及びマスクロマトグラムを用いて行った。このとき、ピークＢは、ポリエチレングリコールのモノパルミチン酸エステル由来のピークと、ポリエチレングリコールのモノステアリン酸エステル由来のピークからなることがわかった。 以上のことから、試料に含まれる成分及びその組成を評価できることがわかった。 ［比較例２］ 試料として、ポリオキシエチレン基の平均重合度が１００と表示されているポリエチレングリコールのモノステアリン酸エステル（市販品）を用いた以外は、比較例１と同様にして、分析したところ、ポリオキシエチレン基の平均重合度が１００と算出された。このとき、ポリオキシエチレン基の平均重合度の値は、実施例２で得られた値と乖離していることに加え、試料に含まれる成分及びその組成を評価することができない。 ここで、実施例２において、ポリエチレングリコール由来のピークＡ、ポリエチレングリコールのモノエステル由来のピークＢ、ポリエチレングリコールのジエステル由来のピークＣの面積比が３５．３：５２．３：１２．４であることから、平均重合度を補正すると、８４となり、実施例２と近い値が得られた。 ［実施例３］ 試料として、ポリオキシエチレン基の平均重合度が１５０と表示されているポリエチレングリコールのモノステアリン酸エステル（市販品）を用いた以外は、実施例１と同様にして、分析した。 まず、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳを用いて得られたマススペクトルを図８に示す。図８（ａ）より、ポリオキシエチレン基の平均重合度が２００であることがわかった。また、図８（ｂ）より、この試料には、ポリエチレングリコールのモノパルミチン酸エステルが含まれており、副生成物（ポリエチレングリコールのジパルミチン酸エステル）が含まれていることがわかった。さらに、図８（ｃ）より、この試料には、副生成物（ポリエチレングリコールのパルミチン酸ステアリン酸エステル、ポリエチレングリコールのジステアリン酸エステル）が含まれていることがわかった。 次に、ＬＣ／ＥＳＩ ＭＳを用いて得られたトータルイオンクロマトグラムを図９に示す。図９より、ポリエチレングリコールのモノエステル由来のピークＢ、ポリエチレングリコールのジエステルのピークＣが存在し、面積比が６２．１：３７．９であることがわかった。なお、ピークＢ、Ｃの帰属は、マススペクトル及びマスクロマトグラムを用いて行った。このとき、ピークＢは、ポリエチレングリコールのモノパルミチン酸エステル由来のピークと、ポリエチレングリコールのモノステアリン酸エステル由来のピークからなることがわかった。また、ピークＣには、ポリエチレングリコールのジパルミチン酸エステル、ポリエチレングリコールのパルミチン酸ステアリン酸エステル、ポリエチレングリコールのジステアリン酸エステルが含まれることがわかった。 以上のことから、試料に含まれる成分及びその組成を評価できることがわかった。 ［比較例３］ 試料として、ポリオキシエチレン基の平均重合度が１５０と表示されているポリエチレングリコールのモノステアリン酸エステル（市販品）を用いた以外は、比較例１と同様にして、分析したところ、ポリオキシエチレン基の平均重合度が１５５と算出された。このとき、ポリオキシエチレン基の平均重合度の値は、実施例３で得られた値と乖離していることに加え、試料に含まれる成分及びその組成を評価することができない。 ここで、実施例３において、ポリエチレングリコール由来のピークＡ、ポリエチレングリコールのモノエステル由来のピークＢ、ポリエチレングリコールのジエステル由来のピークＣの面積比が０：６２．１：３７．９であることから、平均重合度を補正すると、２１３となり、実施例３と近い値が得られた。実施例１のマススペクトルを示す図である。実施例１のトータルイオンクロマトグラムを示す図である。比較例１の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す図である。実施例２のマススペクトルを示す図である。実施例２のトータルイオンクロマトグラムを示す図である。図５のピークＣのマススペクトルを示す図である。図６のピークＤ〜Ｆのマスクロマトグラムを示す図である。実施例３のマススペクトルを示す図である。実施例３のトータルイオンクロマトグラムを示す図である。 ポリオキシアルキレン基を有する化合物を分析する方法であって、 マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法（ＭＡＬＤＩ ＭＳ）を用いて、該化合物を分析する工程と、 液体クロマトグラフィー（ＬＣ）／大気圧イオン化質量分析法（ＡＰＩ ＭＳ）を用いて、該化合物を分析する工程を有することを特徴とするポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法。 前記液体クロマトグラフィー（ＬＣ）は、グラジエント溶出法が用いられている逆相クロマトグラフィーであることを特徴とする請求項１に記載のポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法。 前記大気圧イオン化質量分析法（ＡＰＩ ＭＳ）は、エレクトロスプレーイオン化質量分析法（ＥＳＩ ＭＳ）であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法。 前記化合物は、界面活性剤であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法。 前記化合物は、ポリオキシアルキレンエステルであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法。 【課題】本発明は、ポリオキシエチレン基を有する化合物に含まれる成分及びその組成を精度よく評価することが可能なポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法を提供することを目的とする。【解決手段】ポリオキシアルキレン基を有する化合物の分析方法は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法（ＭＡＬＤＩ ＭＳ）を用いて、ポリオキシアルキレン基を有する化合物を分析する工程と、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）／大気圧イオン化質量分析法（ＡＰＩ ＭＳ）を用いて、ポリオキシアルキレン基を有する化合物を分析する工程を有する。【選択図】なし