CN102759594B - 一种毛细管气相色谱手性分离测定乳酸甲酯光学异构体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分离检测乳酸甲酯光学异构体的方法。该方法是采用手性毛细管柱气相色谱法，优选色谱条件如下：采用壁涂2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精为手性固定相的毛细管手性柱；色谱柱长度为20m～30m，内径为250μm～320μm，色谱柱中固定相膜厚为0.31μm；流动相采用惰性气体，流速为25～35cm/s；检测器为氢火焰离子化检测器；进样口温度为200℃～280℃；检测器的温度为250℃～280℃；色谱柱的温度为50～80℃。本发明提供的测定方法，可以使乳酸甲酯D、L对映异构体色谱峰能够完全达到基线分离，分离度达到6.08。该方法同时可用于乳酸甲酯D、L异构体的定量。
Description
技术领域
本发明涉及一种毛细管气相色谱手性分离测定乳酸甲酯光学异构体的方法。
背景技术
乳酸甲酯：化学名为2-羟基丙酸甲酯，分子量104.1，分子式C4H8O3。乳酸甲酯是重要的有机化工原料和重要的精细化学品，广泛应用于食品、饮料、医药等行业。
乳酸甲酯的光学异构体为左旋异构体(-)-乳酸甲酯与右旋异构体(+)-乳酸甲酯。根据Fisher投影式的表示方法：左旋体(-)-乳酸甲酯为D-构型，右旋异构体(+)-乳酸甲酯为L-构型；根据透视式的构型表示方式：左旋体(-)-乳酸甲酯为R-构型，右旋异构体(+)-乳酸甲酯为S-构型。
乳酸甲酯结构式：
光学纯的乳酸甲酯异构体是制备光学纯的芳氧基丙酸类除草剂及一些手性药物的重要的中间体。如采用S-乳酸甲酯异构体为原料，合成消炎镇痛药物布洛芬的高效异构体S-布洛芬，降低了生产成本，提高了生产效率。甲霜灵是目前国内外用量最大的农用杀菌剂之一，以R-甲霜灵异构体为主要成分的金甲霜灵比甲霜灵具有更高的杀菌活性，以L-乳酸甲酯为主要原料合成金甲霜灵时具有更好的光学选择性。乳酸甲酯也是制备光学活性除草剂精喹禾灵等的重要中间体，如以S-乳酸甲酯为原料，可以合成除草剂氰氟草酯；用L-乳酸甲酯合成芳氧苯氧乳酸酯类除草剂，合成光学活性农药精吡氟氯禾灵等农药中间体。
乳酸甲酯光学异构体作为重要的化工原料在手性医药、农药的合成生产中发挥着重要作用，检测乳酸甲酯光学异构体的光学纯度，对于掌握手性医药、农药的原料及产品质量具有重要的意义。
乳酸甲酯光学异构体通过毛细管气相色谱法分离的方法是已知的，但是手性固定相、手性色谱柱的规格、色谱柱的柱温、分流比、流动相流速等因素对检测结果有很大影响，或不适用于目标检测物。如，采用文献(Chromatographia，2010，71(5/6)：539-544)已报道的2，3-二-O-烯丙基-6-O-戊酰基-β-环糊精为手性固定相的毛细管手性柱进行乳酸甲酯光学异构体的分离，乳酸甲酯D/L异构体的分离度仅为1.74。
发明内容
本发明的目的之一是提供2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精的新用途。
本发明所提供的2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精的新用途是其作为气相色谱手性固定相在分离乳酸甲酯光学异构体中的应用。
所述2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精，其结构式如式I所示：
式I中，R具有式II所示的结构：
其中，n＝3。
上述2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精是通过下述方法制备得到的：使用反应性能活泼的戊酰氯，在吡啶存在下，一步将β-环糊精的2位、3位和6-位羟基衍生为戊酰基，并经柱色谱纯化而制得2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精衍生物。
本发明中所述乳酸甲酯光学异构体为L-乳酸甲酯与D-乳酸甲酯。
本发明的目的之二是提供一种分离检测乳酸甲酯光学异构体的方法。
本发明所提供的分离检测乳酸甲酯光学异构体的方法，是采用手性毛细管柱气相色谱法，其中，所采用的手性毛细管柱为内壁涂有2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精为手性固定相的手性毛细管柱。
具体色谱条件如下：
采用内壁涂有2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精为手性固定相的手性毛细管柱；色谱柱长度为20m～30m，色谱柱内径为250μm～320μm，色谱柱中手性固定相膜厚为0.25～0.35μm(优选色谱柱长度为20m，色谱柱内径为250μm，色谱柱中固定相膜厚为0.31μm)。
流动相采用惰性气体如氮气或氦气(优选氮气)；流动相流速为25～35cm/s(优选为29cm/s)。
进样采用分流进样或不分流进样(优选分流进样)；进样分流比为20∶1～50∶1(优选50∶1)；检测器为氢火焰离子化检测器(FID)；进样口温度为200℃～280℃(优选250℃)；检测器的温度为250℃～280℃(优选280℃)；色谱柱温度为50～80℃(优选70℃)。
样品溶液的配制：采用有机溶剂将样品配制为含有乳酸甲酯0.1mg/mL的溶液；其中，所述有机溶剂选自丙酮、氯仿或甲醇，优选丙酮。
将配制的样品溶液(0.4～1.0μL)注入毛细管气相色谱仪，记录色谱图，并进行分析。采用上述色谱条件分离测定乳酸甲酯中乳酸甲酯D异构体及L异构体，可以将两者进行基线分离，分离度达6.08，均超过目前已报道在其它手性固定相及分离方法上所获得的分离度。
本发明的色谱条件同时可用于乳酸甲酯光学异构体的定量。
本发明提供的毛细管气相色谱法分离乳酸甲酯光学异构体的分离方法，采用2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精为手性固定相的毛细管手性柱进行检测乳酸甲酯光学异构体，环糊精衍生物结构中的空腔和取代基与异构体选择性的形成了异构体包结物，从而达到分离。该方法可用于实际生产中乳酸甲酯光学异构体产品纯度的测定。对于掌握手性医药、农药的原料及产品质量具有重要的意义。
附图说明
图1为按照实施例2的条件分离乳酸甲酯D异构体和L异构体的毛细管气相色谱图；其中(1)号峰为乳酸甲酯D异构体；(2)号峰为乳酸甲酯L异构体。
图2为按照对比例的条件分离乳酸甲酯D异构体和L异构体的毛细管气相色谱图；其中(1)号峰为乳酸甲酯D异构体；(2)号峰为乳酸甲酯L异构体。
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1：2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精的制备
0.3g(0.264mmol)β-环糊精溶解在15mL干燥氯仿中，0℃下，加入2.5mL吡啶，冰浴下，滴加2.5mL戊酰氯(21.06mmol)，0℃搅拌反应0.5h后，60℃搅拌反应6h。反应完毕，减压除去溶剂后，溶于20mL冰水中，用20mL氯仿萃取3次，合并氯仿层，用饱和碳酸氢钠水溶液洗两次后，再用水洗两次，最后用无水硫酸钠干燥，减压浓缩得粗产物。经柱色谱(甲苯/乙酸乙酯＝1∶1，v/v)纯化得棕色粘稠产物(产率20％)。
结构确证数据如下：
IR(cm-1)：2958，2930，2872(CH2，CH3)，1740(C＝O)，1462，1380，1343，(CH2，CH3)，1257，1241(CH3)，1164，1107，1043(C-O-C)，755，734。
1H NMR(300MHz，CDCl3)：0.89(9H，CH3CH2)，1.36(12H，CH3CH2CH2)，1.58(6H，OCH2CH2)，2.32(6H，OCOCH2)，3.0-5.5(6H，CD(H)，OCH2)
由上述数据可知，所制备的化合物确为目标化合物2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精。
实施例2、采用毛细管气相色谱法进行乳酸甲酯D、L异构体的分离
1)制备毛细管气相色谱手性柱
将实施例1制备的2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精作为手性固定相，溶解于二氯甲烷中后，采用传统的静态法，将固定相壁涂于用NaCl粗糙化的石英毛细管柱内壁，制备毛细管气相色谱手性柱，2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精内壁厚度为0.31μm。
2)色谱条件
仪器：HP6890+气相色谱仪，氢火焰离子化检测器，分流/不分流进样口
色谱柱：步骤1)制备的内壁涂有2，3，6-三-O-戊酰基-β-环糊精为手性固定相的自制毛细管手性柱(20m×0.25mm×0.31μm，长×内径×内壁厚)；
流动相：高纯氮气
流动相流速：29cm/s；
进样口：分流进样，分流比为50∶1
进样口温度：250℃
检测器温度：280℃
色谱柱温度：70℃
定位溶液1的配制：精密称取乳酸甲酯D异构体适量，用丙酮溶解并稀释成0.1mg/mL。
定位溶液2的配制：精密称取乳酸甲酯L异构体适量，用丙酮溶解并稀释成0.1mg/mL。
样品溶液的配制：精密称取乳酸甲酯适量，用丙酮溶解并稀释成0.1mg/mL。
测定：分别取定位溶液1、定位溶液2和样品溶液各0.6μL，注入气相色谱仪，记录色谱图，其中，乳酸甲酯样品溶液的色谱图见图1。计算得乳酸甲酯D/L异构体的分离度为6.08。
对比例、采用文献(Chromatographia，2010，71(5/6)：539-544)方法对乳酸甲酯D、L异构体的分离
采用文献(Chromatographia，2010，71(5/6)：539-544)已报道的内壁涂有2，3-二-O-烯丙基-6-O-戊酰基-β-环糊精为手性固定相的自制毛细管手性柱(20m×0.25mm×0.31μm)进行乳酸甲酯光学异构体的分离
色谱条件：
仪器：HP6890+气相色谱仪，氢火焰离子化检测器，分流/不分流进样口
色谱柱：2，3-二-O-烯丙基-6-O-戊酰基-β-环糊精为手性固定相的毛细管气相色谱柱(20m×0.25mm×0.31μm)
流动相：高纯氮气
进样口：分流进样，分流比为50∶1
进样口温度：250℃
检测器温度：280℃
色谱仪炉温：60℃
定位溶液1的配制：精密称取乳酸甲酯D异构体适量，用丙酮溶解并稀释成0.1mg/mL。
定位溶液2的配制：精密称取乳酸甲酯L异构体适量，用丙酮溶解并稀释成0.1mg/mL。
样品溶液的配制：精密称取乳酸甲酯适量，用丙酮溶解并稀释成0.1mg/mL。
测定：各取定位溶液1、定位溶液2和样品溶液各0.6μL，注入气相色谱仪，记录色谱图，其中，乳酸甲酯样品溶液的色谱图见图2。计算得乳酸甲酯D/L异构体的分离度为1.74。
Claims (1)
1.式Ⅰ所示的2,3,6-三-O-戊酰基-β-环糊精作为气相色谱手性固定相，进行乳酸甲酯光学异构体分离检测的方法，
式Ⅰ中，R具有式Ⅱ所示的结构：
其中，n＝3；
分离检测方法的具体条件如下：
制备毛细管气相色谱手性柱：将2,3,6-三-O-戊酰基-β-环糊精作为手性固定相，溶解于二氯甲烷中后，采用传统的静态法，将固定相壁涂于用NaCl粗糙化的石英毛细管柱内壁，制备毛细管气相色谱手性柱，2,3,6-三-O-戊酰基-β-环糊精内壁厚度为0.31μm，
仪器：HP6890+气相色谱仪，氢火焰离子化检测器，分流/不分流进样口；
色谱柱：使用制备的内壁涂有2,3,6-三-O-戊酰基-β-环糊精为手性固定相的自制毛细管手性柱，20m×0.25mm×0.31μm，长×内径×内壁厚；
流动相：高纯氮气
流动相流速：29cm/s；
进样口：分流进样，分流比为50:1
进样口温度：250℃
检测器温度：280℃
色谱柱温度：70℃
定位溶液1的配制：精密称取乳酸甲酯D异构体适量，用丙酮溶解并稀释成0.1mg/mL，
定位溶液2的配制：精密称取乳酸甲酯L异构体适量，用丙酮溶解并稀释成0.1mg/mL，
样品溶液的配制：精密称取乳酸甲酯适量，用丙酮溶解并稀释成0.1mg/mL，
测定：分别取定位溶液1、定位溶液2和样品溶液各0.6μL，注入气相色谱仪，记录色谱图，计算得乳酸甲酯D/L异构体的分离度为6.08。
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