CN102661990A - 阳离子型氨基酸离子液体在手性配体交换毛细管电泳中的应用 - Google Patents

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木肖玉
张海枝
沈莹
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Abstract

本发明公开了一种阳离子型氨基酸离子液体作为手性配体交换毛细管电泳法中配体的应用以及对氨基酸对异体的手性分离分析方法。首先以[Pro]+[CF3COO]-为手性配体，实现了6对氨基酸对异体的基线分离。然后将合成的其它三种氨基酸离子液体[Pro]+[NO3]-、[Pro]+[BF4]-、[Pro]2 +[SO4]-也应用于氨基酸对异体的分离分析中，发现都可以成为良好的手性配体。此发明方法简单、环境友好、高效，不仅为氨基酸对异体的手性分离提供了新的方法，同时拓展了手性配体交换毛细管电泳法的配体选择范围。

Description

阳离子型氨基酸离子液体在手性配体交换毛细管电泳中的应用
技术领域
本发明涉及一种阳离子型氨基酸离子液体的新用途。
背景技术
氨基酸作为具有手性中心的生物物质之一，每个对映异构体具有不同的三维结构，且其生物活性也有较大的差别，实现氨基酸的手性分离在生命的起源、发育、病变及衰老研究中均具有重要的意义。目前，常见的氨基酸手性分析方法有高效液相色谱法、气相色谱法以及毛细管电泳法等。毛细管电泳是上世纪80年代以来新兴的一种分离分析技术。它具有高效、快速、样品用量少等优点，因而在药物、生物、医学分析等领域的手性分析中得到了广泛的应用。手性配体交换毛细管电泳法是分离分析手性化合物，特别是氨基酸对异体的一种有效方法，具有成本低、环境友好、操作简单等优点。手性配体交换分离对映体是基于金属离子与手性配体及被分离对映体形成的混合络合物的热力学稳定性的差异和动力学的可逆性。在手性配体交换毛细管电泳中，常见的手性配体有天然氨基酸、氨基酰胺、氨基酸衍生物（如羟脯氨酸等）以及有机酸（如酒石酸）等。由于对异体种类繁多，性质各异，但是目前的配体种类有限，因此迫切需要开发新型的手性配体，实现对异体的有效分离。手性离子液体如氨基酸离子液体等的出现，为开发新型配体带来了新的希望。
发明内容
本发明的目的之一是提供阳离子型氨基酸离子液体的新用途。
本发明所提供的阳离子型氨基酸离子液体的新用途：是其作为手性配体在手性配体交换毛细管电泳中的应用。
尤其适用于作为对氨基酸对映异构体采用手性配体交换毛细管电泳进行手性分离分析时的手性配体。
本发明中所述阳离子型氨基酸离子液体具体可为阳离子型脯氨酸离子液体，包括[Pro]+[CF3COO]-、[Pro]+[NO3]-、[Pro]+[BF4]-以及[Pro]2 +[SO4]-。
阳离子型氨基酸离子液体是由氨基酸和相应的有机酸反应而合成得到的。
以阳离子型脯氨酸离子液体为例，具体制备步骤如下：
将等摩尔量的脯氨酸和相应的酸（三氟乙酸、硝酸、氟硼酸或硫酸）于60℃反应24h；然后将反应物于60℃烘干后，用乙腈/甲醇（9:1，v/v）反复洗涤进行纯化，过滤然后将滤液烘干处理；最终分别合成了[Pro]+[CF3COO]-、[Pro]+[NO3]-、[Pro]+[BF4]-、[Pro]2 +[SO4]-四种脯氨酸离子液体。反应式如图1所示。
本发明的再一个目的是提供一种对氨基酸对映异构体进行手性分离的方法。
本发明所提供的对氨基酸对映异构体进行手性分离的方法是采用手性配体交换毛细管电泳法进行分离的；其改进在于：手性配体交换毛细管电泳法中所采用的背景电解质溶液由Cu(Ac)2、阳离子型氨基酸离子液体、甲醇和水组成，其中，Cu(Ac)2的浓度为15.0-35.0mM(优选25.0mM)，阳离子型氨基酸离子液体的浓度为30.0-70.0mM(优选50mM)，甲醇的体积分数为10-30%(优选20%)；并调节所述背景电解质溶液的pH值为3.6-4.4(优选4.0)。
上述阳离子型氨基酸离子液体具体可为阳离子型脯氨酸离子液体，包括[Pro]+[CF3COO]-、[Pro]+[NO3]-、[Pro]+[BF4]-以及[Pro]2 +[SO4]-。
所述手性配体交换毛细管电泳法中所采用的电泳分离条件如下：
毛细管：毛细管总长55cm，有效长度40cm，内径75μm；
分离电压：+20kV；
紫外检测波长：254nm；
毛细管的处理：使用前先依次用1.0M的NaOH溶液、1.0M的HCl溶液和水各冲洗30分钟，然后每次进样之间依次用1.0M的NaOH、水和背景电解质各冲洗3分钟；
进样：样品采用虹吸进样的方法进样8秒，进样高度15cm。
上述方法中分离的氨基酸对映异构体通常是经丹酰氯衍生化的氨基酸对映异构体；如丹酰氯衍生的异亮氨酸（Ile）、丹酰氯衍生的苏氨酸（Thr）、丹酰氯衍生的苯丙氨酸（Phe）、丹酰氯衍生的天冬酰胺（Asn）、丹酰氯衍生的天冬氨酸（Asp）以及丹酰氯衍生的酪氨酸（Tyr）。
本发明以脯氨酸离子液体作为新型配体，应用于丹酰氯衍生的氨基酸对映异构体的手性拆分，采用上述方法实现了6对氨基酸对映异构体（异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸以及酪氨酸）的基线分离。
本发明对氨基酸对映异构体进行手性分离的方法简单、环境友好、高效，不仅为氨基酸对异体的手性分离提供了新的方法，同时拓展了手性配体交换毛细管电泳法的配体选择范围。
本发明的优点和效果是：
本发明将氨基酸离子液体开发为新型的手性配体，该类配体合成简单、环保、成本低，可以实现丹酰氯衍生的氨基酸对异体的良好分离，是有前景的手性配体。
附图说明
图1是本发明合成阳离子型氨基酸离子液体的反应式。
图2是本发明方法中将[Pro]+[CF3COO]-作为手性配体时分离丹酰氯衍生的异亮氨酸（Ile）电泳图。
图3是本发明方法中将[Pro]+[CF3COO]-作为手性配体时分离丹酰氯衍生的苏氨酸（Thr）电泳图。
图4是本发明方法中将[Pro]+[CF3COO]-作为手性配体时分离丹酰氯衍生的苯丙氨酸（Phe）电泳图。
图5是本发明方法中将[Pro]+[CF3COO]-作为手性配体时分离丹酰氯衍生的天冬酰胺（Asn）电泳图。
图6是本发明方法中将[Pro]+[CF3COO]-作为手性配体时分离丹酰氯衍生的天冬氨酸（Asp）电泳图。
图7是本发明方法中将[Pro]+[CF3COO]-作为手性配体时分离丹酰氯衍生的酪氨酸（Tyr）电泳图。
图8是本发明方法中将[Pro]+[NO3]-作为手性配体时分离丹酰氯衍生的异亮氨酸（Ile）电泳图。
图9是本发明方法中将[Pro]+[BF4]-作为手性配体时分离丹酰氯衍生的异亮氨酸（Ile）电泳图。
图10是本发明方法中将[Pro]2 +[SO4]-作为手性配体时分离丹酰氯衍生的异亮氨酸（Ile）电泳图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中所用的脯氨酸离子液体是参照文献方法制备的，具体方法如下：将等摩尔量的脯氨酸和相应的酸（三氟乙酸、硝酸、氟硼酸或硫酸）于60℃反应24h；然后将反应物于60℃烘干后，用乙腈/甲醇（9:1，v/v）反复洗涤进行纯化，过滤然后将滤液烘干处理；最终分别合成了[Pro]+[CF3COO]-、[Pro]+[NO3]-、[Pro]+[BF4]-、[Pro]2 +[SO4]-四种脯氨酸离子液体。反应式如图1所示。
实施例1、对6组丹酰氯衍生的氨基酸对映异构体进行手性分离
1）以Cu(Ac)2、[Pro]+[CF3COO]-、甲醇和水为原料，配置25.0mM Cu(Ac)2，50.0mM[Pro]+[CF3COO]-，且含20%(v/v)甲醇的背景电解质溶液25mL，用1.0M的NaOH调至pH 4.0，用0.45μm的微孔滤膜过滤，并超声脱气备用。
2）手性配体交换毛细管电泳法所采用的电泳分离条件如下：
毛细管：毛细管总长55cm，有效长度40cm，内径75μm；
分离电压：+20kV；
紫外检测波长：254nm；
毛细管的处理：新毛细管使用前先依次用1.0M的NaOH溶液、1.0M的HCl溶液和水各冲洗30分钟，进样前毛细管依次用1.0M NaOH、水、背景电解质各冲洗3分钟后走基线，待基线走平稳后采用虹吸进样8秒，进样高度15cm，记录图谱。分离图谱见图2-图7，6种氨基酸对异体的分离度都大于1.5，实现了基线分离。
实施例2、分别以[Pro]+[NO3]-、[Pro]+[BF4]-、[Pro]2 +[SO4]-为手性配体对丹酰氯衍生的异亮氨酸对映异构体进行手性分离
以异亮氨酸为例，将三种离子液体[Pro]+[NO3]-、[Pro]+[BF4]-、[Pro]2 +[SO4]-也应用在手性配体交换毛细管电泳中，实现氨基酸对异体的手性分离。
配置25.0mM Cu(Ac)2，50.0mM[Pro]+[NO3]-（或者[Pro]+[BF4]-或者[Pro]2 +[SO4]-）且含20%(v/v)甲醇的背景电解质25mL，用1.0M的NaOH调至pH 4.0，用0.45μm的微孔滤膜过滤，并超声脱气备用。
同样采用虹吸方法进样8秒，进样高度15cm，记录图谱。分离图谱见图8-图10，丹酰氯衍生的异亮氨酸对异体的分离度大于1.5，实现了基线分离。

Claims (10)

1.阳离子型氨基酸离子液体作为手性配体在手性配体交换毛细管电泳中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述手性配体交换毛细管电泳用于对氨基酸对映异构体进行手性分离分析。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述阳离子型氨基酸离子液体为阳离子型脯氨酸离子液体。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述阳离子型脯氨酸离子液体选自下述任意一种：[Pro]+[CF3COO]-、[Pro]+[NO3]-、[Pro]+[BF4]-以及[Pro]2 +[SO4]-。
5.一种对氨基酸对映异构体进行手性分离的方法，是采用手性配体交换毛细管电泳法进行分离的；其特征在于：所述手性配体交换毛细管电泳法中所采用的背景电解质溶液由Cu(Ac)2、阳离子型氨基酸离子液体、甲醇和水组成，其中，Cu(Ac)2的浓度为15.0-35.0mM，阳离子型氨基酸离子液体的浓度为30.0-70.0mM，甲醇的体积分数为10-30%；并调节所述背景电解质溶液的pH值为3.6-4.4。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述阳离子型氨基酸离子液体为阳离子型脯氨酸离子液体；
所述阳离子型脯氨酸离子液体具体选自下述任意一种：[Pro]+[CF3COO]-、[Pro]+[NO3]-、[Pro]+[BF4]-以及[Pro]2 +[SO4]-。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述手性配体交换毛细管电泳法中所采用的电泳分离条件如下：
毛细管：毛细管总长55cm，有效长度40cm，内径75μm；
分离电压：+20kV；
紫外检测波长：254nm；
进样：样品采用虹吸进样的方法进样8秒，进样高度15cm。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述手性配体交换毛细管电泳法中所采用的毛细管首次使用前先依次用1.0M的NaOH溶液、1.0M的HCl溶液和水各冲洗30分钟，然后每次进样之间依次用1.0M的NaOH、水和背景电解质各冲洗3分钟。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的方法，其特征在于：所述氨基酸对映异构体为丹酰氯衍生化的氨基酸对映异构体。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述丹酰氯衍生化的氨基酸对映异构体选自下述任意一组：丹酰氯衍生的异亮氨酸对映异构体、丹酰氯衍生的苏氨酸对映异构体、丹酰氯衍生的苯丙氨酸对映异构体、丹酰氯衍生的天冬酰胺对映异构体、丹酰氯衍生的天冬氨酸对映异构体和丹酰氯衍生的酪氨酸对映异构体。
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