CN103769063B

CN103769063B - 含酒石酸骨架的双齿手性色谱硅烷和手性固定相

Info

Publication number: CN103769063B
Application number: CN201410040647.7A
Authority: CN
Inventors: 贾艳艳; 孙晓莉; 李广庆; 贾玉晶
Original assignee: Fourth Military Medical University FMMU
Current assignee: Fourth Military Medical University FMMU
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2034-01-28
Also published as: CN103769063A

Abstract

本发明公开了结构通式（I）所示的双齿手性硅烷，其中，R₁和R₂独立地选自C1-C30的烷基、芳基、氢，R₁和R₂不同时为氢；R₃为C1～C30的烷基，芳基取代的烷基，环烷基，芳基，杂环基；R₄为甲基或乙基；n为1～5的整数。本发明固定相具有较好的手性分离效果，且结构稳定，合成方法简便。<b>

Description

含酒石酸骨架的双齿手性色谱硅烷和手性固定相

技术领域

本发明涉及一类含酒石酸骨架的双齿手性色谱硅烷和手性固定相，属于色谱分离材料技术领域。

背景技术

很多药品都是具有手性的。手性药物对映体的物理和化学性质几乎完全相同，仅旋光性不同，在生物体内的生理活性和药理作用存在很大差异。目前，许多畅销的手性药物都是单一对映体的，例如（S）-奥美拉唑,（S）-萘普生,（S）-普萘洛尔等。因此，许多国家规定在申报手性药物时，必须对左旋体和右旋体的生物特性的分别进行研究。可见，光学纯手性化合物的有效制备方法和精确测定对映体过量都变得越来越重要。

高效液相色谱法（HPLC）直接拆分对映体是最显著、最先进性的方法。而手性固定相的性能是决定分离色谱能力的关键。在各种不同种类的手性固定相中，最有效的手性固定相仍为纤维素、环糊精等环状物质。目前，最常用的仍为商品化的涂覆型的纤维素类手性固定相，它们手性分离效果较好。但涂敷型固定相的作用力相对较弱，氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯以及丙酮等不能用作流动相，只能用烷烃和醇作为流动相。为了延长使用寿命此，拓宽溶剂使用范围，人们将多糖衍生物键合到硅胶表面，开发各种键合型手性固定相。绝大多数键合型的手性固定相是将链状硅烷的一端与硅胶单齿键合。

发明内容

本发明目的是提供一种手性分离效果好，且固定相结构稳定、合成方法简便的多手性中心的双齿手性硅烷，进一步通过与硅胶键合形成环状手性色谱固定相。

本发明实现过程如下：

结构通式（I）所示的双齿手性硅烷，

其中，R₁和R₂独立地选自C1-C30的烷基、芳基、氢，R₁和R₂不同时为氢；优选的技术方案是R₁和R₂独立地选自C1-C15的烷基；

R₃为C1～C30的烷基，芳基取代的烷基，环烷基，芳基，杂环基；优选的技术方案是R₃选自C1-C15的烷基；R₄为甲基或乙基；n为1～5的整数。

上述双齿手性硅烷的合成路线如下：

m为1到9的整数，R5为甲基、乙基。缩合剂为DCC，DIC，BOP，EDC.HCl，HATU，HBTU，HOAC，HOBt，HOOBt，HCTCl，Cl-HOBt，TATU，TBTU，TDBTU，TSTU，TCTU，PyBrOP，PyBOP，活化酯为氯甲酸异丁酯或氯甲酸异丙酯。

上述双齿手性硅烷键合到硅胶基质颗粒表面制备得到的手性液相色谱填料，其合成方法包括以下步骤：

(a)制备双齿手性硅烷；

(b)双齿手性硅烷对硅胶基质颗粒进行表面处理；

(c)对所得硅胶材料进行水解，干燥；

(d)进一步与硅烷封端试剂反应，得到手性色谱色谱填料。

所述硅胶基质颗粒是球形多孔硅胶，粒径为1～60mm，孔径为50～1000?，比表面积为50～500m²/g，金属杂质含量小于30ppm的高纯硅胶。

所述硅烷封端试剂是单硅烷或二硅烷，单硅烷选自三甲基氯硅烷、N,N-二甲基三甲基硅胺、三甲基硅基咪唑、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、三甲基硅醇、N-三甲基硅基乙酰胺；二硅烷为六甲基二硅氮烷或1,3-二甲氧基四甲基二硅氧烷。

本发明以羟基缩醛保护的酒石酸为原料，与羧基保护手性氨基酸缩合成酰胺键，再碱性条件下去羧基保护基（缩醛键和酰胺键均不受影响），可一次或多次缩合，除去保护基，再3-氨基丙基三烷氧基硅烷作用得到双齿手性色谱硅烷。手性硅烷进一步通过与硅胶键合形成环状键合相，再经水解、封端得到双齿多手性中心的新的键合型环状手性色谱固定相。这些固定相具有较好的手性分离效果，且结构稳定，合成方法简便。

附图说明

图1为(6-羟基环己-1-烯基)-3-氯苯基甲酮混旋体分离色谱图，1(R)-异构体，2(S)-异构体；

图2为(6-羟基环己-1-烯基)-萘甲酮混旋体分离色谱图，1(R)-异构体，2(S)-异构体。

具体实施方式

实施例1

原料1的来源

将市售(+)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4,5-二羧酸二甲酯（M=190）碱性水解得(+)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4,5-二羧酸二甲酸（M=178）。

硅烷制备

（1）中间体3的制备

在N₂保护下，将10.3g(50mmol)的原料（1），19.8g(110mmol)的原料（2）溶于100ml二氯甲烷中，继续搅拌5-10分钟，加入110mmolHBTU，110mmolHOBT,100mlDIEA,，室温下搅拌反应2h。反应用TLC点板检测，至反应物(1)消失。旋蒸除去二氯甲烷，浓缩物加入冷冻乙醚沉析，用冷乙醚洗三次，柱层析得中间体（3）。MS:m/z513.55[M+H]⁺。元素分析:C%63.46;H%6.23;N%5.41。

（2）中间体4的制备

称取10.2g（20mmol）中间体（3），加入200ml1N的NaOH溶液和70ml甲苯，在60℃磁力搅拌2小时，冷却到室温，滴入1N稀盐酸调PH到中性，减压蒸干，柱层析纯化，真空60-80℃烘干24h，得中间体（4）。MS:m/z485.50[M+H]⁺。元素分析:C%62.03;H%5.92;N%5.69。

（3）硅烷5的制备

称取中间体（4）9.6g（50mmol），在N₂保护下，加入100ml二氯甲烷搅拌溶解，再加入100mmolHBTU,100mmolHOBT,加入继续搅拌5-10分钟，慢慢滴入体系溶于适量二氯甲烷中的100mmol3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌反应2-3小时。减压旋蒸除去二氯甲烷，浓缩物倒入冷冻的无水乙醚中析出沉淀，真空80℃烘干24h得硅烷体（5）。MS:m/z808.05[M+H]⁺。元素分析:C%55.23;H%7.16;N%6.82。¹HNMR(CDCl₃):δ0.59(t,4H);δ1.25(s,6H);δ1.63(m,4H);δ3.13-3.39(d,4H);δ3.23(t,4H);δ3.62(s,18H);δ4.88(t,2H);δ5.16(d,2H);δ7.18-7.44(m,10H);δ8.05(s,2H);δ8.21(s,2H).

键合、水解和封端过程

硅胶预处理

KromasilSi-Tech球形硅胶(孔径100?，粒径5.0μm，比表面积340m²/g，金属杂质含量小于30ppm)，按盐酸与硅胶体积质量比2ml/g，将体积百分比为20%盐酸与硅胶混合，加热至100℃回流4-5h。抽滤，用去离子水洗涤至中性，甲醇洗涤，在160℃干燥24h。

在N₂保护下，在三口瓶上安装机械搅拌和冷凝管，加入活化硅胶20g，干燥甲苯200ml，机械搅拌均匀，然后加入6.0g硅烷（5），加热至回流并恒温反应24h。停止反应，真空抽滤，依次用甲苯，二氯甲烷，甲醇洗涤，得键合硅胶。

将键合硅胶20g放入反应器中，加入200毫升0.1%三氟醋酸甲醇水溶液（5:1，v/v），在室温下反应18h，停止反应，抽滤，依次用丙酮，甲醇-水，甲醇洗涤，85℃干燥20h。

在氮气保护下，将干燥键合硅胶20g放入三口瓶中，安装冷凝管和干燥管，加入干燥甲苯200ml，1,3-二甲氧基四甲基二硅氧烷10ml，三甲基硅基咪唑8ml，机械搅拌，加热至回流110℃反应24h。过滤，滤饼分别用甲苯、二氯甲烷、甲醇洗涤，85℃干燥20h，得到手性色谱固定相（6）。

色谱柱性能测试

将得到的固定相（6）2.0g，匀浆法填充于150×4.6mmID不锈钢柱中。所得色谱柱用于分离(6-羟基环己-1-烯基)-3-氯苯基甲酮混旋体。以正己烷：异丙醇=90：10为流动相，在30℃，1.0ml/min流速下对色谱柱在美国戴安高效液相色谱仪上进行检测，检测波长为254nm，得谱图（见图1）。

实施例2

硅烷制备

（1）中间体C的制备

在N₂保护下，将9.5g(40mmol)的原料(a)，15g(84mmol)的原料(b)溶于100mlDMF中，继续搅拌5-10分钟，加入84mmolHBTU，84mmolHOBT,50mlDIEA,，室温下搅拌反应2小时。反应用TLC点板检测，至反应物(a)消失。旋蒸除去溶剂，浓缩物加入冷冻乙醚沉析，用冷乙醚洗三次，得中间体（c）。MS:m/z561.59[M+H]⁺。元素分析:C%66.38;H%5.64;N%4.97。

（2）中间体d的制备

称取11.2g(20mmol)中间体（c），加入100ml1N的NaOH溶液和50ml甲苯，在80℃磁力搅拌2-3小时，冷却到室温，滴入1N稀盐酸调PH到中性，减压蒸干，柱层析纯化，真空60-80℃烘干24小时，得中间体(d)。MS:m/z533.54[M+H]⁺。元素分析:C%65.37;H%5.22;N%5.23。

（3）硅烷e的制备

称取中间体(d）10.6g（20mmol），在N₂保护下，加入100ml二氯甲烷搅拌溶解，再加入40mmolHBTU，40mmolHOBT，加入继续搅拌5-10分钟，慢慢滴入体系溶于适量二氯甲烷中的40mmol3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌反应2-3小时。减压旋蒸除去DCM，浓缩物倒入冷的无水乙醚中析沉淀，真空60-80℃烘干24h得硅烷体（e）。MS:m/z856.09[M+H]⁺。元素分析:C%57.47;H%6.95;N%6.31。¹HNMR(CDCl₃):δ0.52(t,4H);δ1.65(m,4H);δ3.11-3.42(d,4H);δ3.19(t,4H);δ3.59(s,18H);δ4.95(t,2H);δ5.06(d,2H);δ5.73(s,1H);δ7.18-7.57(m,15H);δ8.01(s,2H);δ8.19(s,2H).

键合、水解、封端过程

在N₂保护下，在三口瓶上安装机械搅拌和冷凝管，加入已活化硅胶20g，再加入6.0g硅烷（e），采用实施例1的键合、水解、封端方法，得到手性色谱固定相（f）。

色谱柱性能测试

将得到的固定相（f）2.0g，匀浆法填充于150×4.6mmID不锈钢柱中。所得色谱柱用于分离(6-羟基环己-1-烯基)-萘甲酮混旋体。以正己烷：异丙醇=95：5为流动相，在30℃，1.0ml/min流速下对色谱柱在美国戴安高效液相色谱仪上进行检测，检测波长为254nm，得谱图，见图2。

Claims

1.结构通式（I）所示的双齿手性硅烷，

其中，R₁和R₂独立地选自C1-C30的烷基、芳基、氢，R₁和R₂不同时为氢；

R₃为C1～C30的烷基，芳基取代的烷基，环烷基，芳基，杂环基；

R₄为甲基或乙基；

n为1～5的整数。

2.权利要求1所述双齿手性硅烷的合成方法，其特征在于：

m为1到9的整数，R₅为甲基、乙基。

3.根据权利要求2所述的双齿手性硅烷的合成方法，其特征在于：缩合剂为DCC，DIC，BOP，EDC.HCl，HATU，HBTU，HOAC，HOBt，HOOBt，HCTCl，Cl-HOBt，TATU，TBTU，TDBTU，TSTU，TCTU，PyBrOP，PyBOP，活化酯为氯甲酸异丁酯或氯甲酸异丙酯。

4.权利要求1所述的双齿手性硅烷键合到硅胶基质颗粒表面制备得到的手性液相色谱填料，其制备方法包括以下步骤：

（1）制备双齿手性硅烷；

（2）双齿手性硅烷对硅胶基质颗粒进行表面处理；

（3）对所得硅胶材料进行水解，干燥；

（4）进一步与硅烷封端试剂反应，得到手性色谱色谱填料。

5.权利要求4所述手性液相色谱填料的合成方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）制备双齿手性硅烷；

（2）双齿手性硅烷对硅胶基质颗粒进行表面处理；

（3）对所得硅胶材料进行水解，干燥；

（4）进一步与硅烷封端试剂反应，得到手性色谱色谱填料。

6.根据权利要求5所述手性液相色谱填料的合成方法，其特征在于：所述硅胶基质颗粒是球形多孔硅胶，粒径为1～60mm，孔径为50～1000?，比表面积为50～500m²/g，金属杂质含量小于30ppm的高纯硅胶。

7.根据权利要求5所述手性液相色谱填料的合成方法，其特征在于：所述硅烷封端试剂是单硅烷或二硅烷。

8.根据权利要求7所述手性液相色谱填料的合成方法，其特征在于：单硅烷选自三甲基氯硅烷、N,N-二甲基三甲基硅胺、三甲基硅基咪唑、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、三甲基硅醇、N-三甲基硅基乙酰胺；二硅烷为六甲基二硅氮烷或1,3-二甲氧基四甲基二硅氧烷。