CN102276768B - 聚苯乙炔衍生物的制备方法及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种聚苯乙炔衍生物的制备方法及应用方法。在N-(4-乙炔基苯甲酰)-L-亮氨酸乙酯单体中加入反应溶剂，配成摩尔浓度为0.01-1.0M的溶液，按照单体、铑催化剂摩尔比为10-100∶1，加入铑催化剂，在20-40℃温度下聚合反应；按照催化剂与终止剂的摩尔比为1∶1～8，加入终止剂进行终止反应；按照反应溶液与正己烷的体积比为1∶8～18的比例将反应溶液滴入到正己烷中，形成黄色沉淀析出，过滤、正己烷洗涤2～3次，20～40℃真空干燥；得到的酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物，采用有机溶剂作为涂敷溶剂涂敷到大孔硅胶上，作为涂敷型聚苯乙炔衍生物液相色谱手性固定相。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种合成高分子高效液相色谱手性固定相的方法，主要涉及聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相的制备方法。本发明也涉及一种聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相的应用方法。
背景技术
手性与人们的健康和日常生活密切相关，生命体系是手性的，蛋白质、核酸和多糖都具有与它们的功能相关的手性特征，会对药物、食品添加剂、农药、调味品中的一种对映体表现出不同的作用。在医药领域中，绝大多数药物都存在手性结构，这些手性药物在进入生物体后，其作用机理多与它和体内靶分子之间的手性匹配和分子识别能力有关。因此含手性的药物，不同对映体具有不同的生理活性，显示出不同的药理作用和毒副作用。因而，对映体的识别与拆分对于生命科学和药物化学研究以及人类的健康具有十分重要的意义，对映体拆分研究越来越受到重视。在对映体拆分的诸多方法中，高效液相色谱法以其操作简单、条件温和等优点，被公认为最有效的手段。高效液相色谱法采用的手性固定相主要分为改性天然高分子手性固定相和合成高分子手性固定相。改性天然高分子手性固定相的相关研究较多，包括纤维素手性固定相(Yoshio Okamoto，and Tadatoshi Aratani.J.Polym.Sci.Part A：Polym.Chem.2006，44：5087-5097；许磊，纤维素三苯甲酸酯手性固定相制备及分离的研究，南京工业大学硕士学位论文，2003年12月)、淀粉手性固定相(Shunsuke Kondo，Chiyo Yamamoto，Masami Kamigaito，and Yoshio Okamoto.Chem.Lett.，2008，37：558-559；屈海涛，李峻青，武光顺，白建伟，张密林.功能材料.2010，41(6)：973-979)、环糊精手性固定相(Ping Sun，Arthi Krishnan，Abhishek Yadav，Shreeyukta Singh，Frederick M.MacDonnell，and Daniel W.Armstrong.Inorg.Chem.，2007，46(24)：10312-10320；周婕.新型环糊精手性固定相的制备及其对氟西汀对映体的拆分.浙江大学博士学位论文，2006年6月)等。对于合成聚合物的研究报道不多，主要涉及聚(甲基)丙烯酰胺类(Kohei Moriokaka，Yutaka Isobe，Shigeki Habaue，and Yoshio Okamoto.Polym.J.，2005，37(4)：299-308；田野.光学活性聚合物基手性固定相的制备及其手性拆分性能.浙江大学硕士学位论文，2008年5月)、聚甲基丙烯酸酯类(Nakano T.，Satoh Y.Okamoto Y.Polym.J.，1998，30：635-640)等。
带有官能化基团的苯乙炔在铑系催化剂作用下聚合制备的新型官能化光学活性聚苯乙炔衍生物，可通过非共价键作用而具有一定手性识别能力(Ryohei Kakuchi，Sachiko Nagata，Ryosuke Sakai，Issei Otsuka，Hiroshi Nakade，Toshifumi Satoh，and Toyoji Kakuchi. Chem.Eur.J.2008，14：10259-10266)。但目前聚苯乙炔衍生物在手性体拆分领域的研究报道仅有两篇：Okamoto研究小组利用二环[2.2.1]-2，5-庚二烯氯化铑二聚体([Rh(nbd)Cl]2)催化剂合成了侧链带有手性氨基甲酸酯的聚苯乙炔衍生物，并制备了手性固定相，拆分了几种对映体，其中对Troger碱 
和反式-二苯基环氧乙烷 
的分离因子α分别为1.26和1.13，分离度Rs分别为0.79和0.46(Eiji Yashima，Songlin Huang and Yoshio Okamoto.J.Chem.Soc.，Chem.Commu.，1994：1881-1882；Eiji Yashima，Teruyuki Matsushima，Tsuyoshi Nimura and Yoshio Okamoto.Korea Polymer Journal，1996，4(2)：139-146)。光学活性聚苯乙炔衍生物是动态螺旋聚合物，螺旋构象随外界环境(溶剂、温度及添加物等)而变化，表现为不同的光学活性(Ryohei Kakuchi，Sachiko Nagata，Yasuyuki Tago，Ryosuke Sakai，Issei Otsuka，Toshifumi Satoh，and Toyoji Kakuchi.Macromolecules，2009，42(5)：1476-1481)，从而影响着其手性识别能力。因而光学活性聚苯乙炔衍生物在手性拆分领域具有较为广阔的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较高的稳定性和较好的手性分离效果的聚苯乙炔衍生物的制备方法。本发明的目的还在于提供一种能实现对多种对映体的有效拆分的聚苯乙炔衍生物作为液相色谱手性固定相的应用方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的聚苯乙炔衍生物的制备方法为：
常温、常压、惰性气体保护下，在N-(4-乙炔基苯甲酰)-L-亮氨酸乙酯单体中加入反应溶剂，配成摩尔浓度为0.01-1.0M的溶液，按照N-(4-乙炔基苯甲酰)-L-亮氨酸乙酯单体、铑催化剂摩尔比为10-100∶1，加入铑催化剂，在20-40℃温度下聚合反应12-48h；按照催化剂与终止剂的摩尔比为1∶1～8，加入终止剂进行终止反应10～40min得到反应溶液；按照反应溶液与正己烷的体积比为1∶8～18的比例将反应溶液滴入到正己烷中，形成黄色沉淀析出，过滤、正己烷洗涤2～3次，20～40℃真空干燥8～36h得到酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物。
本发明的聚苯乙炔衍生物的制备方法还可以包括：
1、所述惰性气体为氩气或氮气中的一种。
2、所述反应溶剂为三氯甲烷。
3、所述铑催化剂为2，5-降冰片二烯四苯硼酸铑(Rh(nbd)[BPh4])。
4、所述终止剂为三苯基膦。
5、所述涂敷溶剂可以为甲醇、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或两种。
本发明的聚苯乙炔衍生物作为液相色谱手性固定相的应用方法为：
采用有机溶剂作为涂敷溶剂，将以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物涂敷到大孔硅胶上，作为涂敷型聚苯乙炔衍生物液相色谱手性固定相。
本发明的聚苯乙炔衍生物作为液相色谱手性固定相的应用方法还可以包括：
1、通过改变涂敷溶剂的种类调控聚苯乙炔衍生物的光学活性，改善手性固定相的拆分能力。
2、所述涂敷溶剂为体积比为7∶3的三氯甲烷与甲醇的混合物、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃
3、涂敷溶剂的拆分能力由强到弱的顺序为：三氯甲烷与甲醇的混合物、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃。
本发明利用铑系催化剂合成以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的光学活性聚苯乙炔衍生物，并通过改变涂敷溶剂的种类调控聚苯乙炔衍生物的光学活性，从而改善该手性固定相的拆分能力，实现对多种对映体的有效拆分，尤其适用于同时含有三元环和苯环的手性化合物的拆分，对于反式-二苯基环氧乙烷 
和反式-二苯胺酰基环丙烷 
均能大大超过基线分离，与现有合成高分子手性固定相相比具有明显的优势。本发明方法为开发新型高效液相色谱手性固定相提供新思路。
本发明的涂敷型聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相的制备方法，利用铑系催化剂合成光学活性聚苯乙炔衍生物，并通过改变涂敷溶剂种类调控聚苯乙炔衍生物的光学活性，从而改善该手性固定相的拆分能力，实现对多种对映体的有效拆分，为开发新型高效液相色谱手性固定相提供新思路。本发明的聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相具有较高的稳定性和较好的手性分离效果，尤其适用于同时含有三元环和苯环的手性化合物的拆分，如以三氯甲烷/甲醇(v/v，7/3)为涂敷溶剂时，对于反式-二苯基环氧乙烷 和反式-二苯胺酰基环丙烷 
的分离因子α分别可达2.10和1.66，分离度Rs分别为3.64和2.93，均已大大超过基线分离(基线分离的分离度Rs＝1.5，也称完全分离)，同时所测其他4种对映体的分离度Rs均大于1，分离度Rs大于1即可满足一般分析的要求，该手性固定相在合成高分子手性固定相中具有明显的优势，在手性化合物分离领域具有良好应用前景。本发明的涂敷型聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相制备方法，工艺简单，易于操作并 实现工业化。
附图说明
图1为本发明的涂敷型聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相对反式-二苯基环氧乙烷 
的高效液相色谱拆分图。固定相所采用的涂敷溶剂为三氯甲烷/甲醇(v/v，7/3)。高效液相色谱流动相为正己烷/异丙醇(95/5，v/v)，流速为0.5mL/min。
具体实施方式
下面举例对本发明做更详细地描述：
实施例1：
(1)以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物的合成方法：常温、常压、氮气保护下，在1.6gN-(4-乙炔基苯甲酰)-L-亮氨酸乙酯单体中加入48.8mL三氯甲烷，配成摩尔浓度为0.1M的溶液，按照单体、铑催化剂摩尔比为40∶1，加入铑催化剂Rh(nbd)[BPh4]，聚合反应温度为25℃，聚合反应时间为24h；按照Rh(nbd)[BPh4]与三苯基膦的摩尔比为1∶3，加入三苯基膦终止反应，终止反应时间为20min；按照反应溶液与正己烷的体积比为1∶15准备正己烷，将反应溶液滴入到正己烷中，聚苯乙炔衍生物形成黄色沉淀析出，过滤、正己烷洗涤2次，20℃真空干燥12h。以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物的产量1.384g，产率为86.5％。分别以甲醇、三氯甲烷、甲醇/三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃等为溶剂对产品进行圆二色谱分析，产品在不同溶剂中在300～600nm内出现不同的Cotton效应，说明产品在不同的溶剂中呈现不同的光学活性。
(2)以甲醇为涂敷溶剂，聚苯乙炔衍生物在硅胶表面的涂敷方法：取0.2g以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物，溶解在5mL甲醇中，涂敷于0.8g大孔硅胶上，制备以甲醇为涂敷溶剂的涂敷型聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相。
(3)以甲醇为涂敷溶剂时，聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相对6种对映体的拆分结果见表1。
表1甲醇为涂敷溶剂时手性固定相对6种对映体的拆分结果
理论塔板数：2568；流速：0.1mL/min；流动相：正己烷/异丙醇(95/5，v/v)
实施例2：
(1)以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物的合成方法同实施例1。
(2)以N，N-二甲基甲酰胺为涂敷溶剂，聚苯乙炔衍生物在硅胶表面的涂敷方法：取0.2g以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物，溶解在5mL N，N-二甲基甲酰胺中，涂敷于0.8g大孔硅胶上，制备N，N-二甲基甲酰胺为涂敷溶剂的涂敷型聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相。
(3)以N，N-二甲基甲酰胺为涂敷溶剂时，聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相对6种对映体的拆分结果见表2。
表2N，N-二甲基甲酰胺为涂敷溶剂时手性固定相对6种对映体的拆分结果
理论塔板数：1253；流速：0.1mL/min；流动相：正己烷/异丙醇(95/5，v/v)
实施例3：
(1)以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物的合成方法同实施例1。
(2)以三氯甲烷/甲醇为涂敷溶剂，聚苯乙炔衍生物在硅胶表面的涂敷方法：取0.2g以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物，溶解在10mL三氯甲烷/甲醇(v/v，7/3)中，涂敷于0.8g大孔硅胶上，制备以三氯甲烷/甲醇为涂敷溶剂的涂敷型聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相。
(3)以三氯甲烷/甲醇为涂敷溶剂时，聚苯乙炔衍生物高效液相色谱手性固定相对6种对映体的拆分结果见表3。
表3三氯甲烷/甲醇为涂敷溶剂时手性固定相对6种对映体的拆分结果
理论塔板数：4243；流速：0.5mL/min；流动相：正己烷/异丙醇(95/5，v/v) 。
Claims (2)
1.一种聚苯乙炔衍生物作为液相色谱手性固定相的应用方法，其特征是：采用有机溶剂作为涂敷溶剂，将以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物涂敷到大孔硅胶上，作为涂敷型聚苯乙炔衍生物液相色谱手性固定相；所述的以酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物是采用如下方法制备的：常温、常压、惰性气体保护下，在N-(4-乙炔基苯甲酰)-L-亮氨酸乙酯单体中加入反应溶剂，配成摩尔浓度为0.01-1.0M的溶液，按照N-(4-乙炔基苯甲酰)-L-亮氨酸乙酯单体、铑催化剂摩尔比为10-100：1，加入铑催化剂，在20-40℃温度下聚合反应12-48h；按照催化剂与终止剂的摩尔比为1：1～8，加入终止剂进行终止反应10～40min得到反应溶液；按照反应溶液与正己烷的体积比为1：8～18的比例将反应溶液滴入到正己烷中，形成黄色沉淀析出，过滤、正己烷洗涤2～3次，20～40℃真空干燥8～36h得到酰胺基为链接基团的侧链带有L-亮氨酸乙酯的聚苯乙炔衍生物；所述惰性气体为氩气或氮气中的一种；所述反应溶剂为三氯甲烷；所述铑催化剂为2,5-降冰片二烯四苯硼酸铑；所述终止剂为三苯基膦。
2.根据权利要求1所述的聚苯乙炔衍生物作为液相色谱手性固定相的应用方法，其特征是所述涂敷溶剂为甲醇、三氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或两种。
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