CN101180318B

CN101180318B - 脱乙酰壳多糖衍生物及其制备方法

Info

Publication number: CN101180318B
Application number: CN2006800160019A
Authority: CN
Inventors: 冈本佳男; 山本智代; 上垣外正己
Original assignee: Nagoya University NUC; Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nagoya University NUC; Daicel Corp
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: EP1881009A4; WO2006121059A1; CN101180318A; US7772382B2; US20090062519A1; EP1881009B1; KR20080007312A; JPWO2006121059A1; EP1881009A1; JP5070596B2

Abstract

本发明提供了一种光学拆分能力高的脱乙酰壳多糖衍生物。其是下述通式(I)所示的脱乙酰壳多糖衍生物。式中，R₁表示任选具有取代基的碳原子数为1～30的脂肪族基团或芳香族基团，R₂表示衍生自异氰酸衍生物、羧酸、酯、酰卤化物、酰胺化合物、卤化物、醛或醇的取代基，n表示5以上的整数。

Description

脱乙酰壳多糖衍生物及其制备方法

技术领域

本发明涉及适合用作高效液相色谱法(HPLC)用的填充剂的脱乙酰壳多糖衍生物及其制备方法，使用上述脱乙酰壳多糖衍生物的旋光异构体用分离剂。

背景技术

近年来，光学活性化合物的重要性越来越大，从药品以及功能材料的研究、开发方面出发，选择性且有效地制备纯粹的光学活性手性分子也是必要不可缺的。

通过HPLC进行的光学拆分作为可以在分离和微量分析两方面使用的方法进行发展，迄今为止开发了各种手性填充剂。其中，将纤维素或直链淀粉等天然丰富存在的多糖转化成苯基氨基甲酸酯衍生物的物质作为HPLC用手性固定相，对于包含药品的大部分消旋体具有优异的光学拆分能力，因此是常用的。

对于纤维素或直链淀粉以外的多糖也进行了研究，但无法获得具有与这些物质相同或以上的光学拆分能力的物质。

在JP-A 5-163164和JP-A 2005-17174中，公开了使用脱乙酰壳多糖衍生物的旋光异构体用分离剂。

发明内容

在JP-A 5-163 164和JP-A 2005-17174中，在光学拆分能力的观点上看，还有改善的余地。

本发明提供了一种具有高光学拆分能力的脱乙酰壳多糖衍生物及其制备方法和使用上述脱乙酰壳多糖衍生物的旋光异构体用分离剂。

本发明提供了下述通式(I)所示的脱乙酰壳多糖衍生物。

式中，R₁表示任选具有取代基的碳原子数为1～30的脂肪族基团或芳香族基团，优选表示任选具有取代基的碳原子数为1～15的脂肪族基团或芳香族基团，R₂表示衍生自异氰酸衍生物、羧酸、酯、酰卤化物、酰胺化合物、卤化物、醛或醇的取代基，n表示5以上的整数。

此外，本发明提供了上述脱乙酰壳多糖衍生物的制备方法，其中，将脱乙酰壳多糖2位的氨基酰亚胺化后，使脱乙酰壳多糖3位和6位的羟基与选自异氰酸衍生物、羧酸、酯化合物、酰卤化物、酰胺化合物、卤化物、醛和醇中的化合物反应。

此外，本发明提供了包含上述脱乙酰壳多糖衍生物的旋光异构体用分离剂、分离剂用途、拆分方法。

本发明的脱乙酰壳多糖衍生物具有高的光学拆分能力。

发明详述

本发明的脱乙酰壳多糖衍生物是上述通式(I)表示的物质，可以通过以下的制备方法获得。

对作为初始原料的脱乙酰壳多糖没有特别的限制，可以使用将壳多糖脱乙酰基化的物质，也可以使用市售的脱乙酰壳多糖。作为市售的脱乙酰壳多糖，可以列举例如wako社、SIGMA社、东京化成社出售的物质。

首先，将脱乙酰壳多糖2位的氨基酰亚胺化。对酰亚胺化反应没有特别的限制，可以采用公知的酰亚胺化反应。

酰亚胺化反应可以采用能在2位的氨基中导入R₁的公知的处理酸酐的方法。例如是通过酰基化剂(邻苯二甲酸酐)的作用，使2位的氨基被N-酰基化后，通过加热脱水的方法(方法1)、或在DMF/水＝95/5(体积比)的混合溶剂中，使脱乙酰壳多糖2位的氨基受到酰基化剂(邻苯二甲酸酐)的作用后，进行干燥的方法(方法2)。

然后，使脱乙酰壳多糖3位和6位的羟基与选自异氰酸衍生物、羧酸、酯化合物、酰卤化物、酰胺化合物、卤化物、醛或醇中的化合物反应，在这些物质中，优选与羧酸或异氰酸衍生物反应。

作为羧酸，可以使用例如苯甲酸、4-甲基苯甲酸、肉桂酸等。

异氰酸衍生物是R-NH-C＝O(式中，R是氢原子或碳原子数为1～30，优选为1～14的脂肪族基团、芳香族基团等的基团。)表示的物质，具体地说，R可以使用氢原子、异丙基、苯基、甲基苯基、3，5-二甲基苯基、氯代苯基、二氯代苯基、(S)-α-甲基苄基等。

本发明的脱乙酰壳多糖衍生物是通式(I)表示的物质，R₁和R₂优选为下述的任一种。表示聚合度的n为5以上，优选在5～1000的范围。

R₁优选为如下的任一种。

在通式(I)中，R₂优选为氨基甲酸酯衍生物或酯衍生物。此外，R₂更优选为芳香族氨基甲酸酯衍生物或芳香族酯衍生物。

R₂进一步优选为如下的氨基甲酸酯衍生物

X是3，5-二甲基、3，5-二氯或3，4-二氯。

本发明的脱乙酰壳多糖衍生物可以以其原状态，也可以将根据需要，通过公知的方法，物理或化学负载在载体上的衍生物用作例如HPLC用等的旋光异构体用分离剂。

作为载体，可以使用公知的多孔有机载体或多孔无机载体。优选是多孔无机载体。作为多孔有机载体适当的物质，是由聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯等构成的高分子物质。作为多孔无机载体适当的物质，是二氧化硅、氧化铝、氧化镁、玻璃、高岭土、氧化钛、硅酸盐、羟基磷灰石等，特别优选的是硅胶。

另外，在使用硅胶的情况下，为了排除硅胶表面残存的硅烷醇的影响，提高与光学高分子化合物的亲和性，期望对硅胶进行硅烷化处理(使用氨基烷基硅烷的硅烷化处理)、等离子体处理等的表面处理，完全不进行表面处理也没有问题。

多孔载体，特别是硅胶的粒径优选为1～300μm，更优选为1～100μm，进一步优选为1～50μm，平均细孔径优选为200～8000

，更优选为200～4000

，进一步优选为300～2000

。另外，多孔载体的粒径实质上是分离剂的粒径。

实施例

如下的实施例对本发明的实施进行描述。实施例是对本发明例示的描述，但并不用于限定本发明。

实施例中使用的试剂等的详述如下所述。

(1)试剂

脱乙酰壳多糖...将wako-100(wako制备)在50％NaOH水溶液中，在120℃2小时的条件下进行3次脱乙酰基化处理的物质

邻苯二甲酸酐...wako制备

顺-1，2-环己二羧酸酐...东京化成制备

琥珀酸酐...东京化成制备

马来酸酐...东京化成制备

4-甲基邻苯二甲酸酐...东京化成制备

N，N-二甲基甲酰胺(DMF)...东京化成制备

3，5-二甲基苯基异氰酸酯...アルドリツチ社制备

异氰酸3，5-二氯代苯基酯...东京化成制备

氯化锂(LiCl)...wako制备

无水N，N-二甲基乙酰胺(DMA)...关东化学制备

无水吡啶...关东化学制备

硅胶...将Daiso gel SP-1000(粒径7μm、孔径100nm)通过(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(东京化成)进行了表面处理的物质

消旋体...合成品或市售品

(2)测定机器

HPLC...JASCO PU-980，JASCO 970-UV，JASCO 990-OR，JASCOMD-2010

NMR...Varian Gemini-2000(400MHz)

IR...JASCO FT/IR-620

TG...SEIKO SSC/5200

CD...JASCO J-720-L

实施例1[N-邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖3，6-双(3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]

根据上述反应式制备脱乙酰壳多糖衍生物。首先，在2％乙酸的甲醇溶液(pH4)中，相对于0.31g脱乙酰壳多糖添加0.85g邻苯二甲酸酐，在35℃下反应12小时。

接着，在2％碳酸氢钠水溶液(pH8)中加入上述反应物，再添加0.76g邻苯二甲酸酐，在35℃下反应12小时，结束脱乙酰壳多糖的2位酰基化反应，通过盐酸形成酸性，回收(产量0.60g)。

接着，将2-位酰基化的脱乙酰壳多糖在200℃下，在减压下加热干燥5小时，从而通过脱水反应进行环化，使2-位酰亚胺化。反应通过IR确认。然后，取出0.20g所得2-位酰亚胺化的脱乙酰壳多糖，加入6ml脱水比啶和0.29g3，5-二甲基苯基异氰酸酯，在80℃下加热21小时。21小时后，在通过IR确认反应的进行的基础上，加入0.11g3，5-二甲基苯基异氰酸酯，再在80℃下加热5小时，结束反应。产物以MeOH/水＝4/1(体积比)不溶部分的形式回收。由于通过IR确认含有尿素，因此通过2次沉淀THF可溶部分而除去尿素，获得0.24g(62％)的产量。所得脱乙酰壳多糖衍生物在丙酮、DMSO、THF、DMF、DMA、氯仿、吡啶中是可溶的。

实施例2[N-邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖3，6-双(3，5-二氯苯基氨基甲酸酯)]

根据上述反应式制备脱乙酰壳多糖衍生物。在20mlDMF/水＝95/5(体积比)的混合溶剂中，溶解1.0g邻苯二甲酸酐，加入0.40g脱乙酰壳多糖，在120℃下搅拌8小时后，倒入冷水，获得0.64g(89％)的产量。

为了完全酰亚胺化，将0.60g产物在200℃下，在减压下加热干燥2小时。加入8ml脱水比啶和0.99g 3，5-二氯苯基异氰酸酯，在80℃下加热反应。通过IR确认反应进行后，27小时，以甲醇/水＝4/1不溶部分的形式回收，通过再沉淀THF可溶部分，获得0.81g的产量(67％)。

所得脱乙酰壳多糖衍生物在THF、DMF、DMA、吡啶中是可溶的。

实施例3[N-(4-甲基)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖3，6-双(3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]

根据上述反应式制备脱乙酰壳多糖衍生物。在30mlDMF/水＝95/5的混合溶剂中，溶解1.6g 4-甲基邻苯二甲酸酐，加入0.51g脱乙酰壳多糖，在120℃下搅拌8小时，倒入冷水，用甲醇洗净回收，获得0.89g(90％)的产量。

将其中的0.80g在200℃减压干燥2小时后，加入12ml吡啶和1.2g 3，5-二甲基苯基异氰酸酯，在80℃下搅拌24小时至完全溶解，通过IR确认反应进行后，以甲醇不溶部分的形式回收，获得1.3g(82％)的产量。所得脱乙酰壳多糖衍生物在丙酮、THF、DMF、DMA、氯仿、吡啶中是可溶的。

实施例4[N-(4-甲基)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖3，6-双(3，5-二氯苯基氨基甲酸酯)]

根据上述反应式制备脱乙酰壳多糖衍生物。在16ml DMF/水＝95/5的混合溶剂中，溶解1.1g 4-甲基邻苯二甲酸酐，加入4.1g脱乙酰壳多糖，在120℃下搅拌8小时，倒入冷水，用甲醇洗净回收，获得0.75g(98％)的产量。

将其中的0.60g在200℃减压干燥2小时后，加入12ml吡啶和1.1g 3，5-二氯苯基异氰酸酯，在80℃下搅拌24小时至完全溶解，通过IR确认反应进行后，以甲醇不溶部分的形式回收，获得1.1g(84％)的产量。所得脱乙酰壳多糖衍生物在THF、DMA、吡啶中是可溶的。

实施例5(旋光异构体用分离剂的制备)

在THF中溶解实施例1～4中所得脱乙酰壳多糖衍生物后，在表面处理了的硅胶上负载，形成旋光异构体用分离剂。将其通过己烷-2-丙醇(9∶1)区分粒径，在长25cm、内径0.46cm的不锈钢制的柱中，使用己烷-2-丙醇(9∶1)，通过淤浆法填充。

柱1(内径0.46cm)：实施例1的脱乙酰壳多糖衍生物

柱2(内径0.46cm)：实施例2的脱乙酰壳多糖衍生物

柱3(内径0.46cm)：实施例3的脱乙酰壳多糖衍生物

柱4(内径0.46cm)：实施例4的脱乙酰壳多糖衍生物

应用例1(通过HPLC测定)

使用实施例5的各旋光异构体用分离剂，通过HPLC进行消旋体的光学拆分。在测定中，使用泵(JASCO PU-980)，在检测中，使用JASCO UV-970和旋光检测器JASCO OR-990。用于评价拆分能力的消旋体(2-19)如下所述。

洗脱液主要使用己烷-2-丙醇(9∶1)，在内径0.46cm的柱中流速为0.5ml/min，在室温下测定。理论板数通过苯-洗脱液(1∶10)测定，此外，t₀通过1，3，5-三叔丁基苯测定。

体积比k₁’、k₂’：在洗脱液通过柱的时间为t₀，各对映体的洗脱时间为t₁、t₂时，k₁’、k₂’显示对映体对填充剂的吸附力。通过下式：

k₁’＝(t₁-t₀)/t₀求出。

拆分系数α＝k₂’/k₁’

将对柱1～4的评价结果与以上合成的2，3，6-位均与异氰酸酯反应的衍生物(比较例1、2)的光学拆分能力一并在表1中示出。

表1

洗脱液：己烷/IPA＝9/1，流速：0.5ml/min，柱：25×0.46(i.d.)cm.

实施例6

N-(1，2-环己烷二羰基)脱乙酰壳多糖3，6-双(3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]

根据上述反应式制备脱乙酰壳多糖衍生物。首先，为了将0.20g脱乙酰壳多糖(将wako-100(wako制备)在50％NaOH水溶液中，在120℃下，2小时的条件下进行3次脱乙酰基化处理的物质)进行N-酰基化，酸性条件下加入0.54g顺式-1，2-环己烷二羧酸酐，11小时，形成碱性，再加入0.51g酸酐，反应12小时，在酸性条件下回收，获得0.26g(68％)的收率(MF2a-1)。将其在减压下，在220℃下加热5小时，通过IR观察酰亚胺化进行的情况(MF2b-1)。取86mg，在80℃的脱水吡啶中与0.24g 3，5-二甲基苯基异氰酸酯反应，21小时后，再加入0.23g异氰酸酯。在27小时，确认反应的进行，回收甲醇不溶部分，反应至最后不均匀地进行。在DMSO中搅拌，洗净，仅不溶部分的产量为62mg(37％)(MF2c-1)。

由于存在反应没有完全进行的可能性，因此在0.24mg新干燥的N-(1，2-环己烷二羰基)脱乙酰壳多糖中，通过0.75mlDMA膨胀后，加入65mgLiCl和0.4ml吡啶、0.21g异氰酸酯，反应20小时后，再加入0.22g异氰酸酯，在不均匀的状态下4小时后，以甲醇不溶部分的形式回收，获得21mg(40％)的生成物(MF2c-2)。

实施例7

N-马来酰基脱乙酰壳多糖3，6-双(3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯)

根据上述反应式制备脱乙酰壳多糖衍生物。首先，如方法1流程进行。在0.21g脱乙酰壳多糖中，先在酸性条件下，在12小时内加入0.36g马来酸酐，再在碱性下加入0.35g酸酐，析出的白色沉淀在12小时后还是不溶的状态。分离不溶部分和可溶部分，如果可溶部分为酸性，则能确认可认为反应进行了的IR光谱，获得27mg(8％)的收率(MF4a-1)。另一方面，不溶部分完全没有进行反应，再进行反应，但从可溶部分只能获得同样程度的收率，不溶部分依然是未反应。然后，将17mg在200℃减压下加热5小时，获得15mg环化化合物(95％)(MF4b-1)。

实施例8

N-马来酰基脱乙酰壳多糖3，6-双(3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯)

根据上述反应式制备脱乙酰壳多糖衍生物。在10mlDMF/水混合溶剂中溶解0.34g马来酸酐，加入0.20g脱乙酰壳多糖，在120℃下反应8.5小时，倒入冷水，回收，获得0.23g(77％)的产量(MF4b-2)。

由于确认了反应的进行，因此将98mg该衍生物在200℃下干燥后，加入4ml吡啶和240mg3，5-二甲基苯基异氰酸酯进行反应。21小时后，由于不溶部分较多，因此追加96mg异氰酸酯，再反应6小时，但无法完全溶解，以甲醇/水＝5/1的不溶部分的形式回收。产量为172mg(80％)(MF4c-1)。

实施例9

N-(4-氯)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯)

在30mlDMF/水＝95/5中溶解3.6g 4-氯代邻苯二甲酸酐，加入1.0g脱乙酰壳多糖，在120℃下搅拌8小时进行凝胶化。倒入200mL冷水，通过离心分离回收，在200℃下，在烘箱中加热干燥1.5小时，获得2.5g(95％)的产量(MF9b-2)。

将其中的1.0g干燥后，加入15ml吡啶和1.3g 3，5-二甲基苯基异氰酸酯进行搅拌。由于2小时后粘度增大，因此追加7mL吡啶。4小时后再追加1.0g异氰酸酯并再搅拌16小时。通过IR确认反应进行后，在甲醇中再沉淀回收，获得1.7g(92％)的产量(MF9c-2)。

实施例10

N-(4-氯)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，5-二氯苯基氨基甲酸酯)

与实施例9同样，将MF9b-2中的1.0g干燥后，加入15ml吡啶和1.6g 3，5-二氯苯基异氰酸酯搅拌，6小时后再追加0.8g异氰酸酯并再搅拌16小时。通过IR确认反应进行后，在甲醇中再沉淀回收，获得2.3g(99％)的产量(MF9d-2)。

实施例11

N-(4-氯)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，4-二氯苯基氨基甲酸酯)

与实施例9同样，将MF9b-2中的0.4g干燥后，加入8ml吡啶和1.2g 3，4-二氯苯基异氰酸酯，在80℃下搅拌，11小时后再追加0.8g异氰酸酯并再搅拌10小时。通过IR确认反应进行后，在甲醇中再沉淀回收，获得0.80g(95％)的产量(MF9q-1)。

实施例12

N-邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，4-二氯苯基氨基甲酸酯)

在120mlDMF/水＝95/5中溶解5.7g邻苯二甲酸酐，加入2.0g脱乙酰壳多糖，在120℃下搅拌20小时，析出凝胶。倒入200mL冷水，通过离心分离回收，获得3.3g(90％)的产量(MF1b-9)。

将其中的1.0g干燥后，加入20ml吡啶和1.7g3，4-二甲基苯基异氰酸酯搅拌，小时后再追加1.2g异氰酸酯并再搅拌12小时。通过IR确认反应进行后，在甲醇中再沉淀回收，获得2.4g(99％)的产量(MF1q-1)。

实施例13

N-(4-甲基)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，4-二氯苯基氨基甲酸酯)

在120mlDMF/水＝95/5中溶解6.0g(4-甲基)邻苯二甲酸酐，加入2.0g脱乙酰壳多糖，在120℃下搅拌11小时，析出凝胶。取出上清液，倒入200mL冷水，通过离心分离回收，获得3.3g(86％)的产量(MF5b-5)。

将其中的1.0g干燥后，加入20ml吡啶和1.7g3，4-二甲基苯基异氰酸酯，在80℃下搅拌，由于14小时后粘度提高，因此追加10ml吡啶和0.5g异氰酸酯，再搅拌8小时。通过IR确认反应进行后，在甲醇中再沉淀，干燥获得1.6g(72％)的产量(MF5q-1-re)。

实施例14(旋光异构体用分离剂的制备)

将实施例9～13中获得的脱乙酰壳多糖衍生物与实施例5同样在硅胶上涂布，填充在柱中(内径0.46cm)中。按如下付与柱名。

N-(4-氯)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(MF9c-2)→MFp-25

N-(4-氯)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，5-二氯苯基氨基甲酸酯)(MF9d-2)→MFp-26

N-(4-氯)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，4-二氯苯基氨基甲酸酯)(MF9q-1)→MFp-27

N-邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，4-二氯苯基氨基甲酸酯)(MF1q-1)→MFp-18

N-(4-甲基)邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖三(3，4-二氯苯基氨基甲酸酯)(MF5q-1-re)→MFp-19

应用例2(通过HPLC测定)

对实施例14的各柱与应用例1同样进行手性固定相的光学拆分能力的评价。结果如下示出。

表2：外消旋体在N-邻苯二甲酰基脱乙酰壳多糖3，6-双(苯基氨基甲酸酯)上的拆分

MFp-25

MFp-26

MFp-27

MFp-18

MFp-19

k₁′

α

k₁′

α

k₁′

α

k₁′

α

k₁′

α

234567891011

1.211.02(+)0.42(+)1.03(+)2.67(+)3.18(-)1.89(-)0.97(+)1.381.41(+)

1.001.15～11.081.131.071.251.251.00～1

2.39(-)1.25(+)0.48(+)0.84(+)1.94(+)4.97(-)3.07(-)1.50(+)0.681.08(+)

～11.231.101.261.141.571.111.421.001.53

1.95(-)0.92(+)0.38(+)0.76(+)1.69(+)3.69(-)2.22(-)1.64(+)0.630.89(+)

～11.17～1～11.091.121.101.421 001.63

1.67(-)0.80(+)0.30(+)0.76(+)0.82(+)2.92(-)1.88(-)1.53(+)0.660.88(+)

～11.091.15～11.181 081.051.541.001.71

1.69(-)0.71(+)0.33(+)0.75(+)0.96(+)3.34(-)1.92(-)0.96(+)0 850.93(+)

～11.183.26～11.071.141.051.451.001.78

柱：25×0.46(i.d.)cm，流速：0.5ml/min，洗脱液：Hex/IPA＝90/10

Claims

1.下述通式(I)所示的脱乙酰壳多糖衍生物

式中，R₁是由下述中选择的任一种

R₂是下述的基团

X是3，5-二甲基、3，5-二氯或3，4-二氯。

2.如权利要求1所述的脱乙酰壳多糖衍生物的制备方法，其中，将脱乙酰壳多糖2位的氨基酰亚胺化后，使脱乙酰壳多糖3位和6位的羟基与选自异氰酸衍生物、羧酸、酯化合物、酰卤化物、酰胺化合物、卤化物、醛和醇的化合物反应。

3.包含如权利要求1所述脱乙酰壳多糖衍生物的旋光异构体用分离剂。

4.如权利要求1所述脱乙酰壳多糖衍生物作为旋光异构体用分离剂的用途。

5.使用如权利要求1所述脱乙酰壳多糖衍生物分离旋光异构体的方法。