纤维素-三(苯基氨基甲酸酯)涂敷手性固定相制备及其在反相条件下手性分离.pdf

第??卷第?期色?????谱? ?? ??????? ????年?月?? ? ???? ? ? ? ? ?? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ?? ? ? ??????纤维素?三?苯基氨基甲酸酯?涂敷手性固定相的制备 及其在反相条件下的手性分离Ξ侯经国?周志强?陈立仁? ??欧庆瑜常俊标???????中国科学院兰州化学物理研究所?兰州??????????????河南省化学研究所?郑州????????提?要?以微晶纤维素和异氰酸苯酯为原料?合成了纤维素?三?苯基氨基甲酸酯??并涂敷于自制的硅小球上?制备了可用于高效液相色谱手性拆分的固定相∀在反相条件下?分别对中性?酸性和碱性外消旋药物进行了拆分∀考察了流动相中??值?盐浓度?乙腈含量等因素对手性拆分的影响∀关键词?高效液相色谱法?纤维素?三?苯基氨基甲酸酯??手性固定相?手性拆分分类号?? ?????前言在过去??年中?用于直接分离对映体的各种新型高效液相色谱手性固定相?? ?? ? ?????不断被制备?使得? ?? ?不仅成为测定对映异构体纯度的有用的分析工具?而且也成为获得光学纯异构体的十分有效的方法∀而用纤维素?淀粉等多糖衍生物制备的手性固定相?????是? ?? ?手性拆分中使用最广泛的手性固定相之一?但它们大多是在正相色谱条件下使用???∀然而有些外消旋样品?如酸性药物?在正相溶剂中溶解困难?因此在正相条件下难以直接拆分?往往需要对样品进行衍生化???∀ ? ?? ? ?等???首先报道了在纤维素?三?????二甲基苯基氨基甲酸酯??? ??手性柱上以缓冲溶液为流动相?对几个外消旋化合物进行拆分?获得了很好的结果∀其后?? ? ?? ?? ? ?等???在? ?柱上系统地研究了不同缓冲溶液?盐及有机溶剂等对外消旋化合物拆分的影响∀我们则首次在自己合成的纤维素?三?苯基氨基甲酸酯?涂敷手性固定相??? ?? ?????上?在反相色谱条件下?对中性?酸性及碱性外消旋药物进行了拆分?考察了流动相中??值?盐浓度和乙腈含量对样品保留和分离的影响∀结果表明??? ?? ????柱在反相条件下同样具有较好的手性拆分能力?酸性外消旋样品可不经衍生化而直接得到拆分∀??实验部分????试剂和样品堆积硅珠由本实验室自制?粒径?∗ ?Λ??孔径???? ?比表面积?????? ???微晶纤维素?上海试剂四厂??异氰酸苯酯?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ?? ????其余所用试剂均为分析纯∀水为二次去离子水∀δλ ?Α?苯 乙 醇??? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ????? ?????χ?二甲氧基??????χ??χ?二次甲二氧基???羰甲基甲酯??χ?羧基联苯????? ??由常俊标博士合成并提供??? ??甲砜霉素衍生物?? ???由张所明博士提供?各样品结构如图?所示∀图??外消旋药物的结构Φιγ???Στρυχτυρε οφ ραχε? ιχ δρυγσΞ本课题为中国科学院重点基金资助项目 ? ?通讯联系人 本文收稿日期????????????修回日期???????????????仪器与色谱条件红外光谱?? ? ?在???? ?? ?? ?光谱仪上测定∀元素分析在? ? ? ? ? ?? ? ?? ??元素分析仪上进行?色谱分离在由? ????泵?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ???????紫外?可见光可变波长检测器?日本?岛津??? ?? ??色谱数据处理器?日本?岛津?和????手动进样阀???Λ? ?组成的高效液相色谱仪上完成∀所有的色谱分离均在室温下进行∀在整个实验过程中?流动相的流速为????? ? ?? ??检测器灵敏度为????? ? ? ? ?检测波长为????? ∀所有流动相均经????Λ?过滤器过滤并超声脱气后使用∀????手性固定相的制备?? ??的合成??? ??的合成参照文献???∀将??干燥的微晶纤维素置于??? ?吡啶中回流????然后加入???倍微晶纤维素量的异氰酸苯酯?继续回流???∀冷却后加入?????甲醇使产物沉淀?经过滤?洗涤后再用适量吡啶溶解?然后加入?????甲醇使产物沉淀?经过滤?洗涤后于真空中??ε下干燥????产率???? ∀经? ?证实?微晶纤维素中的羟基在? ?????? ?? ?处的吸收峰几乎完全消失?说明已基本完全酯化?同时在? ???? ?? ?处出现氨基苯甲酰基的??吸收峰?并在???? ?? ?和????? ?? ?处出现苯 环吸收峰∀元素分析?? ?????? ??????? ???????? ?????? ??? ????? ?????? ??括号内为计算值∀氨基修饰硅胶的制备?将??经酸活化并在???ε下干燥???的堆积硅珠置于?????三颈瓶中?加入????干燥甲苯和?????氨基丙基三乙氧基硅烷??? ??????于???ε氮气保护下回流????过滤?分别用甲苯和无水乙醇洗涤???ε下真空干燥????制得氨基丙烷化硅胶?? ???∀元素分析??????? ?? ????? ?? ????? ∀?? ??的涂敷?将??????纤维素?三?苯基氨基甲酸酯???? ?? ?溶于????四氢呋喃中?将????该溶液加入?? ? ??硅胶中?真空旋转蒸发除去溶剂∀将此过程重复?次?最终得到涂敷量为??? ?? ?? ?的手性固定相∀该固定相以正己烷?异丙醇???Β???ς? ς?为匀浆液?在??? ??压力下装入不锈钢柱?????? ≅ ????? ? ?? ??中∀??结果与讨论????中性化合物δλ-Α-苯乙醇的拆分人们认为对映体在?? ?? ????柱上的拆分?主要是在溶质分子与固定相表面?? ??分子中的酰氨基部位通过氢键相互作用和溶质分子进入纤维素分子的手性螺旋空腔中形成包结络合物而发生的???∀当以乙腈?水???Β ???ς? ς?为流动相时?在?? ??柱上即可使δλ ?Α?苯乙醇得到很好的拆分∀图???表明?δλ ?Α?苯乙醇的分离和保留几乎不受流动相中??值和?? ?? ?离子浓度变化的影响∀因此可以认为?中 性对映体的手性分离和保留对??值的变化和盐浓度的变化不敏感?简单的水?有机溶剂体系即可使其得到拆分∀????酸性对映体?? ?-∆∆ΒΙΠ的拆分当以乙腈?水???Β ???ς? ς?为流动相时?发现?? ?????? ?未能被拆分而且保留时间很短?κν ??∀这也许是由于?? ?????? ?分子中的羧酸基的离解在上述流动相中未能得到充分抑制?非手性的静电作用较强?使得?? ?????? ?与?? ??中的手性识别部位?氨甲酸酯基?不能通过形成氢键或包结作用而发生保留和手性识别作用∀? ? ?? ?? ? ????指出?在流动相中添加离液序列高?? ?? ?? ? ??? ?的阴离子有利于离子和可离子化对映体的拆分?并且对酸性样品的拆分在低??值条件下效果更好∀为此?我们考察了在流动相?乙腈Β水为??Β ????? ??? ?? ??调节?中添加不同浓度的?? ??? ??对?? ?????? ?的保留和拆分的影响∀由图?可见?随着流动相中?? ?? ?离子浓度的增加??? ?????? ?的分离因子?Α?和保留?κχ?随之增大?说明在流动相中存在一定浓度的?? ?? ?离子对带电荷溶质的拆分是十分必要的∀这也许是因为?? ?? ?离子的存在影响了酸性药物与手性固定相间的分子识别作用力?如范德华相互作用?氢键相互作用等?∀同时??? ?? ?离子对抑制酸性药物的离解也起一定的作用∀由图?可见?在流动相?乙腈Β水为??Β ????????? ? ??? ????中?? ?? ?离子浓度一定情况下?随着流动相中??值的降低??? ?????? ?的κχ和Α有所增加??? ? ?时得到满意的保留和拆分??? ? ?时又略有下降∀这个结果表明流动相中较高的??离子浓度确实有效地抑制了酸性溶质分子中羧基的离解?消除了一些非手性的相互作用?使溶质在手性固定相上充分保留并发生手性识别作用∀????碱性对映体?? ?-ΤΠ∆的拆分对于碱性样品?? ??? ??的研究发现?在乙腈?水为??Β ???ς? ς?的流动相中??? ??? ??未能被拆分∀在含?? ?? ?离子的酸性流动相中??? ??? ??得到很好的拆分∀盐浓度的变化对?? ??? ??的保留和对映体拆分没有显著的影响?图???但对??值的变化则较为敏感?图??∀?????色??????谱??卷图??流动相中?Χλ Ο???对保留和拆分的影响Φιγ???Εφφεχτ οφ ?Χλ Ο??? ιν ? οβιλ ε ?ηασετο ρετεντιον ανδ ρεσολ υτιον图??流动相?Η值对保留和拆分的影响Φιγ???Εφφεχτ οφ ?Η ιν ? οβιλ ε ?ηασετο ρετεντιον ανδ ρεσ ολ υτιον??κχ?????? ? ???κχ?????? ? ???κχ?????? ????κχ?????? ????κχ??? ?????κχ??? ???????流动相乙腈含量对手性分离的影响流动相中有机溶剂的含量和类型对手性识别也有明显的影响∀随着流动相中乙腈含量的降低?样品的κχ增加?Α也增大∀但当乙腈含量过低?? ??? ?时?则难以将酸性和碱性药物洗脱∀而对于中性样品?当乙腈含量低于??? ?ς? ς?时?保留κχ虽然增加?但Α下降?表??∀样品在优化条件下的拆分情况见图?∀表??乙腈含量对拆分和保留的影响??Η ?????ΝαΧλ???? ????? ολ ? Λ?Ταβλ ε ??Ινφλ υενχε οφ ΧΗ?ΧΝ ϖολ υ? ε ιν ? οβιλ ε ?ηασε样 品??? ??? ????乙腈??????????乙腈??????????乙腈??????????乙腈???????κχ?κχ?ΑΡ?κχ?κχ?ΑΡ?κχ?κχ?ΑΡ?κχ?κχ?ΑΡ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??δλ ?Α ????? ? ????? ?????? ?????? ??? ???图??样品在优化色谱条件下拆分的色谱图Φιγ???Ρ εσολ υτιονσοφ σ α? ?λ εσυνδερ ο?τι? αλχονδιτιον??δλ ?Α ????? ? ????? ? ???? ? ? ??????Β ??? ? ??Β ???ς? ς?????? ?????? ?????? ? ???? ? ? ??????Β ??? ? ??Β ???ς? ς???? ??????? ?? ???? ?????? ? ? ?? ??? ??? ??????? ? ? ??? ? ? ??????Β ??? ? ??Β ???ς? ς?? ????????? ?? ???? ?????? ? ? ???上述结果表明?纤维素?三?苯基氨基甲酸酯?涂敷型手性柱在反相条件下亦具有较好的对映体识别能力∀对酸性外消旋化合物可不经衍生而直接拆分∀一般来说?低的??值和高的高氯酸盐浓度均有利于酸性外消旋化合物的拆分?这主要是由于它们充分抑制了酸性溶质的质子解离?使溶质与纤维素?三?苯基氨基甲酸酯?中的羰基通过氢键而发生手性识别作用∀对中性溶质的拆分基本上与流动相中盐浓度的??值无关?仅与有机溶剂的类型和含量有关∀总之?对外消旋体的拆分不仅与手性固定相的手性识别能力有关?而且与流动相的组成有关∀对一个特定的外消旋化合物而言?通过选择流动相中有机溶剂的种类和含量???值及盐的种类和浓度对色谱操作参数进行优化?使外消旋。