CN103958051B - 用于有机分子提纯、表面上具有交联聚乙烯胺的吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明的第一个实施方式涉及一种具有多孔无机固体支承材料的吸附剂,所述吸附剂的表面具有交联聚乙烯胺膜,所述膜包括改性胺基和通过电子供体/受体反应结合到所述支承材料表面的胺基。本发明的第二个实施方式涉及一种具有固体支承材料的吸附剂,所述固体支承材料的表面具有通式(I)的残基,其中所述残基通过共价单键连接到位于固体支承材料表面的聚合物膜表面的官能团或者本体固体支承材料本身表面的官能团。而且,本发明涉及所述吸附剂的用途,优选在色谱应用方面,其用于有机分子尤其是药学活性化合物的提纯。

Description

用于有机分子提纯、表面上具有交联聚乙烯胺的吸附剂
技术领域
本发明的第一个实施方式涉及一种具有多孔无机固体支承材料的吸附剂,所述吸附剂的表面具有交联聚乙烯胺膜,所述膜包括改性胺基和通过电子供体/受体反应结合到所述支承材料表面的胺基。本发明的第二个实施方式涉及一种具有固体支承材料的吸附剂,所述吸附剂的表面具有如以下通式(I)的残基,其中所述残基通过共价单键连接到位于固体支承材料表面上的聚合物膜表面上的官能团或者本体固体支承材料本身表面上的官能团。而且,本发明涉及根据本发明的所述吸附剂的用途,优选在色谱应用方面,其用于有机分子尤其是药学活性化合物的提纯。
背景技术
根据以下一个或多个与试样可能的反应模式,对用于有机分子以及生物分子的色谱介质进行传统分类。
-疏水性反应(反相)
-亲水性反应(正相)
-阳离子交换
-阴离子交换
-体积排阻
-金属离子螯合
通过植物提取或动物性或化学合成等方式提供新化合物往往要求提供新色谱材料、现有色谱材料的进一步研发、或者寻找简单廉价的化合物提纯新方法。即,一直需要高度选择性下游提纯新技术,其能够在相同条件下无需扩大所需液体容积而大规模地处理。
对于给定的分离问题,以上类别色谱的传统步骤应用得到的结果是每个阶段在产品纯度一步步地稳定提高的同时将导致产品损失,最后严重累积,更不用说操作时间和商品成本。将连续系列的顺序色谱步骤缩减为仅一个已经被多次证明,因此将早期阶段的亲和色谱引入下游工艺中会解决这个问题。从化学的观点来看,尽管亲和色谱是基于上述的相同反应模式,但通常是基于两个以上的模式的组合,亲和色谱有时被视为它自身的类别。通过采用亲和色谱,在分析物和吸附剂之间的特定反应可以在分析物和结合于色谱材料基质表面上的活性残基之间、以及在分析物和上述基质自身表面特性之间得到证实。
亲和色谱大多数采用本体凝胶相树脂。优异的凝胶成型材料为中等交联多糖、聚丙烯酰胺、以及聚环氧乙烯。此类水凝胶一般确保相容性界面,由于其软度(变形挠性、弹性模数)、大孔体系、高极性、高含水量以及无反应性或者变性化学基团,所述界面能够很好地容纳所述配位体的活性残基和与之反应的分析物。它们能够保有分析物(诸如蛋白质)于其自然状态,即保持它们正确折叠三维结构、连接状态、以及功能整体性,或者不会以化学方式改变复杂药学活性化合物的结构。但是,由于在施加压力的情况下会被压缩并且不能耐受因搅拌、柱填充或高液流速率导致的剪切应力,这些介质的机械耐性要远弱于无机支承材料。因此,与剧烈的HPLC处理条件完全相容的亲和吸附剂(affinity sorbents)是非常少的。
仅在不久之前,发现固定相的机械耐性是上述吸附剂支承体的主体性质,而仅仅是固定相和流动相之间界面上的薄层负责物质交换及与生物性分析物的反应。因此,结合了机械性能极硬和尺寸稳定性、多孔三维核以及生物相容、凝胶状界面层功能的概念被提出,上述凝胶状界面层运载上述活性残基用于结合上述分析物,并且相关的合成问题已经得到技术性解决。此类混合材料采用了在无机氧化物或紧密交联的低极性聚合物的基体上松散交联的高极性聚合物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种色谱用新吸附剂,即使是应用在考虑机械应力或洗脱剂的溶液性质的情况下需要材料的高稳定性的色谱时,该吸附剂也能简单廉价地提纯有机分子。
因此,本发明的第一种实施方式提供一种具有多孔无机固体支承材料的吸附剂,所述吸附剂的表面具有交联聚乙烯胺膜,所述膜包括改性胺基和通过电子供体/受体反应结合到所述支承材料表面的胺基,其中改性胺基数量与结合到所述表面的胺基数量之比范围为0.33到2.33。
所述聚乙烯胺的交联通过交联剂结合到相同聚乙烯胺链段的两个胺基或两个不同聚乙烯胺链段的胺基进行的。
术语“改性胺基”是指所述聚乙烯胺的胺基,其通过残基改性,所述残基仅通过胺基结合到所述聚合物,即,本定义排除了参与交联的所述胺基。
术语“通过电子供体/受体反应结合到所述支承材料表面的胺基”优选上述聚乙烯胺的伯胺基。
所述残基结合于上述聚乙烯胺的胺基上构成改性胺基,可以是能够与待分离的化合物反应的任一种有机部分,所述反应通过亲水性反应、疏水性反应、氢桥接和/或离子性反应进行。上述残基优选包括任选取代脂肪烃基或任选取代芳环或杂芳环体系。
根据本发明的第一实施方式,脂肪烃基为具有1到30个碳原子的直链脂肪烃基、支链脂肪烃基或脂环烃基,其中,所述基团中的一个或多个CH-部分可以被N取代,所述基团中的一个或多个CH2-部分可以被CO、NH、O或S取代,所述基团中的一个或多个CH-部分可以被N取代,所述基团可以包括一个或多个位于两个碳原子间的双键,并且一个或多个氢原子可以由D、F、Cl、NH2、SH、OH、-CN、-NC、-COOH、-SO3H、-B(OH)或-PO3H2取代。
根据本发明的第一实施方式,优选芳环或杂芳环体系定义如下述,其与通式(II)残基连接。此类环体系可进一步通过一个或多个基团取代,所述基团诸如:D、F、Cl、-OH、-SH、C1-6-烷基、C1-6-烷氧基、-NH2、-NO2、-B(OH)2、-CN、-NC、-COOH、-SO3H或-PO3H2
根据本发明的第一实施方式,优选结合于上述聚乙烯胺的胺基的残基为以下通式(I)以及通式(II)中的一个或多个。
本发明还在第二实施方式中提供含有固体支承材料的吸附剂,其表面包括所述通式(I)的残基:
通式(I)
其中,上述残基通过通式(I)中虚线所示的共价单键连接到位于固体支承材料表面上的聚合物膜表面的官能团或者本体固体支承材料本身表面上的官能团;并且
其中所述符号和标记具备以下含义:
L为具有1到30个碳原子的(n+1)价直链脂肪烃基或具有3到30个碳原子的(n+1)价支链烃基或脂环烃基,
其中,
所述基团中的一个或多个CH2-部分可以被CO、NH、O或S取代,
所述基团中的一个或多个CH-部分可以被N取代,
所述基团可以包括一个或多个位于两个碳原子间的双键,以及
一个或多个氢原子可以由D、F、Cl、或OH取代;
Ar在每处独立地代表具有6到28个芳环原子的单价单或多环芳环体系,其中所述芳环体系中的一个或多个氢原子可以被D、F、Cl、OH、C1-6-烷基、C1-6-烷氧基、NH2、-NO2、-B(OH)2、-CN或-NC取代;以及
n为代表结合到L的Ar-部分的个数的指数,并且n为1、2或3。
在本发明第二实施方式中,优选通式(I)残基通过共价单键结合到位于固体支承材料表面上的聚合物膜表面上的官能团。
在本发明第二实施方式中,优选所述基团L中的一个或多个CH2-部分可以被CO、NH、O或S取代,和/或L包括一个或多个双键,和/或一个或多个氢原子可以由D、F、Cl、或OH取代。
本发明的发明人惊奇地发现,所述(n+1)价直链脂肪烃基中的一个或多个CH2-部分可以被CO、NH、O或S取代,优选CO,显著地提高了本发明吸附剂的提纯能力。从这点来说,更优选仅一个CH2-部分被-C(O)-取代。并且,如果L通过所述-C(O)-部分结合于支承材料本身或支承材料表面上的聚合物膜的官能团上,所述提纯能力可进一步提高。而且,本发明的发明人发现-C(O)-部分的存在对提纯能力的影响超过Ar的任何可能取代基团特性。
进一步优选所述Ar基团由F、Cl、OH、C1-6-烷基、NH2、NO2、B(OH)2、-CN或-NC取代。
具有1到30个碳原子的(n+1)价直链脂肪烃基或具有3到30个碳原子的(n+1)价支链或脂环烃基优选为以下组中之一:亚甲基、亚乙基、正亚丙基、异亚丙基、正亚丁基、异亚丁基、仲亚丁基(1-甲基亚丙基)、叔亚丁基、异亚戊基、正亚戊基、叔亚戊基(1,1-二甲基亚丙基)、1,2-二甲基亚丙基、2,2-二甲基亚丙基(新亚戊基)、1-乙基亚丙基、2-甲基亚丁基、正亚己基、异亚己基、1,2-二甲基亚丁基、1-乙基-l-甲基亚丙基、l-乙基-2-甲基亚丙基、1,1,2-三甲基亚丙基、1,2,2-三甲基亚丙基、1-乙基亚丁基、1-甲基亚丁基、1,1-二甲基亚丁基、2,2-二甲基亚丁基、1,3-二甲基亚丁基、2,3-二甲基亚丁基、3,3-二甲基亚丁基、2-乙基亚丁基、1-甲基亚戊基、2-甲基亚戊基、3-甲基亚戊基、环亚戊基、环亚己基、环亚庚基、环亚辛基、2-乙基亚己基、三氟亚甲基、五氟亚乙基、2,2,2-三氟亚乙基、亚乙烯基、亚丙烯基、亚丁烯基、亚戊烯基、环亚戊烯基、亚己烯基、环亚己烯基、亚庚烯基、环亚庚烯基、亚辛烯基或环亚辛烯基,其中
所述基团中的一个或多个CH2-部分被CO、NH、O或S取代,或,
所述基团可以包括一个或多个位于两个碳原子间的双键,或
一个或多个氢原子由D、F、Cl、或OH取代。
优选地,L为具有1到20个,更优选1到10个碳原子的(n+1)价直链脂肪烃基或具有3到20个,更优选3到10个碳原子的(n+1)价支链或脂环烃基,
其中
所述基团中的一个或多个CH2-部分可以被CO、NH、O或S取代,
所述基团中的一个或多个CH-部分可以被N取代,
所述基团可以包括一个或多个位于两个碳原子间的双键,以及
一个或多个氢原子可以由D、F、Cl、或OH取代;
更优选,L为选自如下组的n-价连接单元:
-(C1-6-亚烷基)-NH-,
-C(O)-,
-C(O)-NH-,
-C(O)-CH(OH)-,
-C(O)-NH-NH-C(O)O-,
-C(O)-(C1-12-亚烷基)-,
-C(O)-NH-(C1-6-亚烷基)-,
-C(O)-(C1-12-亚烷基)-C(O)-,
-C(O)-(C1-12-亚烷基)-NH-C(O)O-,
-C(O)-(C1-6-亚烷基)-C(O)-NH-,
-C(O)-(C1-6-亚烷基)-C(O)-NH-(C1-6-亚烷基)-,
-C(O)-O-(C1-6-亚烷基)-,
-C(O)-(C1-6-亚烷基)-Y-,其中Y为NH、O或S,
-C(O)-(C1-3-亚烷基)-O-(C1-3-亚烷基)-C(O)-NH-,
-C(O)-(C1-3-亚烷基)-O-(C1-3-亚烷基)-C(O)-NH-(C1-6-亚烷基)-,
-C(O)-(C1-6-亚烷基)-C(O)-NH-(C1-6-亚烷基)-NH-C(O)-NH-,
-CH2-CH(OH)-CH2-(OCH2CH2)m-O-,其中m为1、2、3、4、5或6;
-(C1-6-亚烷基)-Y-(C1-6-亚烷基)-,其中Y为S、O、NH或-S(O2)-;
-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2))-NH-C(O)-,
-C(O)-NH-(C1-6-亚烷基)-NH-C(O)-,
-C(O)-(C1-6-亚烷基)-NH-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2))-NH-C(O)-,
以及
其中,L更优选以下基团:
-C(O)-,
-C(O)CH2-,
-C(O)CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2CH2-,
-C(O)-CH=CH-,
-C(O)CH(OH)-,
-C(O)CH(CH3)-,
-C(O)CH2O-,
-C(O)NH-,
-C(O)NHCH2-,
-C(O)NHCH(CH3)-,
-(CH2)4-NH-,
-C(O)CH2CH2C(O)-,
-C(O)CH2CH2C(O)-NH-,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2NHC(O)NH-,
-C(O)OCH2-,
-C(O)OCH2CH2-,
-C(O)CH2S-,
-C(O)CH2OCH2C(O)NHCH2-,
-CH2CH2S(O)2CH2CH2-,
-CH2CH(OH)CH2OCH2CH2OCH2CH(OH)CH2-,
-CH2CH(OH)CH2(OCH2CH2)5O-,
-C(O)(CH2)10-,
-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2))-NH-C(O)-,
-C(O)-(CH2CH2CH2)-NH-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2)-NH-C(O)-,
并且,其中L更优选以下基团
-C(O)-,
-C(O)NH-,
-C(O)NHCH2-,
-C(O)CH2O-,
-C(O)CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NH-,
-(CH2)4-NH-,
-C(O)CH2CH2C(O)NH-CH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NH-CH2CH2,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2NHC(O)NH-,
-C(O)OCH2-,
-C(O)CH2OCH2C(O)NHCH2-,
-CH2CH(OH)CH2(OCH2CH2)5O-,
-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2))-NH-C(O)-,
-C(O)CH(OH)-,
-C(O)CH(CH3)-,
-C(O)NHCH(CH3)-,
-C(O)-(CH2CH2CH2)-NH-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2)-NH-C(O)-
其中,在所有以上L的定义中,虚线表示与所述固体支承材料的官能团或聚合物膜的官能团、以及Ar结合的键,并且其中在所有以上列出的连接L中,优选首次提到的具有一个自由端线的原子于此位置连接到所述固体支承材料。
更优选L为-C(O)-、-C(O)CH2O-或-C(O)NH-,其中所述单元通过其碳酰原子与上述官能团连接;最优选-C(O)-或-C(O)NH-。
对于本发明而言,单价单或多环芳环体系优选具有6到28个碳原子作为芳环原子。对于术语“芳环体系”,可以认为该体系不一定必须仅含有芳香基,而且体系中超过一个芳香单元可以通过短的非芳香单元连接或间断(<10%的原子不同于H,优选<5%的原子不同于H),诸如sp3杂化C、O、N等或-C(O)-。这些芳环体系可以为单或多环,即它们可包括一个(例如苯基)或两个(例如萘基)或多个(例如联苯)芳环,所述芳环可以是稠合或非稠合的,或者,这些芳环可为稠合及共价连接的环。所述环体系的芳环原子可由D、F、Cl、OH、C1-6-烷基、C1-6-烷氧基、NH2、-NO2、-B(OH)2、-CN或-NC取代。
优选芳环体系实例为苯基、联苯、三苯基、萘基、蒽基、联萘、菲基、二氢菲基(dihydrophenanthryl)、芘、二氢芘(dihydropyrene)、苝、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、和二茂铁基。
进一步优选,Ar为具有6到14个芳环原子的单价芳环体系,其可以为取代或未取代。即更优选Ar为苯基、萘基、蒽基、或芘基,其为取代或未取代。更优选Ar上无氢原子被取代,或Ar上的一个或多个氢原子通过一个或多个F或CN来取代。进一步优选Ar为全氟芳环体系,优选全氟苯基。或者,Ar可以一个-CN取代。在这种情况下,Ar可以为苯基,以一个-CN取代,取代优选在相对于L位置的对位。
通式(I)的残基优选为L的优选及最优选实例和Ar最优选实例的所有组合。而且优选n为1或2,更优选1,所以L为二价连接。
通式(I)残基的优选实例如下述:
其中,L为与以上定义相同的一般及优选实例,并且其中更优选(I)-4、(I)-5、(I)-6、(I)-7、(I)-8、(I)-9、(I)-10与(I)-13,并且最优选(I)-4、(I)-10和(I)-13。
最优选通式(I)残基如下:
本发明第二实施方式的吸附剂,进一步可以包括含有Ps基团的其它残基,所述基团为去质子或负离子基团,其中所述其它残基通过共价单键连接于官能团上,所述官能团位于主体固体支承材料本身的表面,或者,取决于所述固体支承材料包括聚合物膜与否,优选地在固体支承材料表面的聚合物膜的表面上。
所述Ps基团为负离子基团或变成溶液中的负离子的一种基团。优选地,这些基团在pH6-8时完全或部分为离子基。所述Ps基团还可为具有氢原子的极性基,能够在强碱条件下分解,其中所述这些氢原子优选结合到杂原子上。
所述Ps基团实例如下:
a)-COOH、-SO3H、-CONH2、-CONHNH2、-SO2NH2、-PO3H2、-PO(OH)(NH2)、-CO(NHOH)、-CO(NH(O-C1-4-烷基))、-CSNH2、-NHCONH2、-N(OH)CONH2、-NHCSNH2、-CSNHNH2;
b)
其中R=-(C1-4-烷基)、-O(C1-4-烷基)、-NH(C1-4-烷基)、(取代)芳基、(取代)O-芳基、(取代)NH-芳基、-CF3以及其它氟代烷基;
c)
其中R=-OH、-CN、-NO2
d)
其中R=(C1-4-烷基)、(取代)芳基、-CF3以及其它氟代烷基;
e)
其中R=-(C1-4-烷基)、-O(C1-4-烷基)、-NH(C1-4-烷基)、-NH(C2-4-链烯基)、(取代)芳基、(取代)O-芳基、(取代)NH-芳基、-CF3以及其它氟代烷基;
f)
其中R=H、-(C1-4-烷基)、-CF3以及其它氟代烷基;
g)-OH和-SH。
更优选地,所述基团Ps为-SO3H、-COOH或-PO3H2,并且进一步优选-SO3H或-COOH。
含有Ps基团的残基优选为以下通式(IIa)或(IIb)的残基。
通式(IIa)通式(IIb)
其中所述残基通过由通式(IIa)或(IIb)中的虚线所示的共价单键连接于官能团上,所述官能团位于主体固体支承材料本身的表面,或者,优选地在固体支承材料表面的聚合物膜的表面上,取决于所述固体支承材料包括聚合物膜与否;以及
其中,所用符号和标记具备以下含义:
L1为(q+1)价连接(linker),其具有与L相同的一般实例,
L2为(h+1)价连接,其具有与L相同的一般实例,
Ar1在每处独立地代表具有6到28、优选6到14、最优选6个芳环原子的(p+1)价单或多环芳环体系或具有5到28、优选5到14、最优选5个芳环原子的(p+1)价单或多环杂芳环体系,其中所述芳环体系或杂芳环体系中的一个或多个氢原子可以被R1残基取代;
R1选自由C1-6-烷基、C1-6-烷氧基、D、F、Cl、Br、-CN、-NC以及(羧酸、磷酸、硼酸)-C1-6-烷基酯组成的组;
p为1、2或3,更优选1或2以及最优选1;
h为1、2或3,更优选1或2以及最优选1;
q为1或2,更优选1。
L1更优选选自以下的组:
-C(O)-,
-C(O)CH2-,
-C(O)CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2CH2-,
-C(O)-CH=CH-,
-C(O)CH(OH)-,
-C(O)CH(CH3)-,
-C(O)CH2O-,
-C(O)NH-,
-C(O)NHCH2-,
-C(O)NHCH(CH3)-,
-CH2CH2-
-(CH2)4-NH-
-C(O)CH2CH2C(O)-,
-C(O)CH2CH2C(O)-NH-,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2NHC(O)NH-,
-C(O)OCH2-,
-C(O)OCH2CH2-,
-C(O)CH2S-,
-C(O)CH2OCH2C(O)NHCH2-,
-CH2CH2S(O)2CH2CH2-,
-CH2CH(OH)CH2OCH2CH2OCH2CH(OH)CH2-,
-CH2CH(OH)CH2(OCH2CH2)5O-,
-C(O)(CH2)10-,
-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2))-NH-C(O)-,
-C(O)-(CH2CH2CH2)-NH-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2)-NH-C(O)–,
-C(O)-CH(CH2CH2CH2NHC(=NH)NH2)NHC(O)-,
并且,其中L1进一步优选以下基团
-C(O)-
-CH2CH2-
-C(O)NH-,
-C(O)NHCH2-,
-C(O)CH2O-,
-C(O)CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NH-,
-(CH2)4-NH-
-C(O)CH2CH2C(O)NH-CH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NH-CH2CH2,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2NHC(O)NH-,
-C(O)OCH2-,
-C(O)CH2OCH2C(O)NHCH2-,
-CH2CH(OH)CH2(OCH2CH2)5O-,
-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2))-NH-C(O)-,
-C(O)CH(OH)-,
-C(O)CH(CH3)-,
-C(O)NHCH(CH3)-,
-C(O)-(CH2CH2CH2)-NH-C(O)-(CH(CH2CH(CH3)2))-NH-C(O)-,
-C(O)-CH(CH2CH2CH2NHC(=NH)NH2)NHC(O)-
其中,在所有以上L1的定义中,虚线表示与所述固体支承材料或聚合物膜的官能团、以及Ar1结合的键,并且其中在所有以上列出的连接L1中,优选首次提到的具有一个自由端线(free ending line)的原子于此位置连接到所述固体支承材料。
更优选L1为-C(O)-、-CH2CH2-、-C(O)CH2O-或-C(O)NH-,其中上述单元通过其羰基原子连接至所述官能团,最优选-C(O)-。
L2优选选自如下组:
-(C1-6-亚烷基)-,
-C(O)-(C1-6-亚烷基)-C(O)-NH-(C1-6-亚烷基)-,
-C(O)-(C1-6-亚烷基)-,
-C(O)-CH(NH(C(O)OC(CH3)3))-(C1-3-亚烷基)-,
-C(O)CH(NH2)(C1-3-亚烷基)-,
-C(O)-CH(NH(C(=NH)(NH2)))-(C1-6-亚烷基)-,
-C(O)-(C1-3-亚烷基)-C(=CH2)-,
-C(O)C(=CH2)-(C1-3-亚烷基)-,
-C(O)CH=CH-,
-C(O)-(C1-3-亚烷基)-CH(OH)-(C1-3-亚烷基)-,
-C(O)-(C1-3-亚烷基)CH=CH-,
-C(O)-(C1-3-亚烷基)CH(CH2OH)-,
-C(O)-(C1-3-亚烷基)-C(=CH2)-,
以及
L2更优选选自如下组:
-CH2CH2CH2-,
-C(O)CH2-,
-C(O)CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2CH2-,
-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2-,
-C(O)-CH(NH2)CH2-,
-C(O)-CH(NH(C(O)OC(CH3)3))CH2-,
-C(O)CH2OCH2-,
-C(O)CH2C(=CH2)-,
-C(O)C(=CH2)CH2-,
-C(O)CH=CH-,
-C(O)CH2CH(OH)CH2-,
-C(O)CH2CH=CH-,
-C(O)CH2CH(CH2OH)-,
-C(O)CH2C(=CH2)-,
以及
其中,在所有以上列出的L2定义中,虚线表示与所述固体支承材料或聚合物膜的官能团以及Ps结合的键,并且其中在所有以上列出的连接L2中,优选首次提到的具有一个自由端线的原子于此位置连接到所述固体支承材料。
更优选L2为-C(O)-(C1-6-亚烷基)-,最优选-C(O)CH2CH2-。
在通式(IIb)残基的情况下,Ps优选为-SO3H或-COOH,更优选-COOH。
最优选的通式(IIb)残基如下:
对于本发明而言,具有6到28个、优选6到14个、最优选6个芳环原子的(p+1)价单或多环芳环体系优选为具有6到28个、优选6到14个、最优选6个碳原子作为芳环原子的芳环体系。对于术语“芳环体系”,可以认为该体系不一定必须仅含有芳香基,而且体系中超过一个芳香单元可以通过短的非芳香单元连接或间断(<10%的原子不同于H,优选<5%的原子不同于H),诸如sp3杂化C、O、N等或-C(O)-。这些芳环体系可以为单或多环,即它们可包括一个(例如苯基)或两个(例如萘基)或多个(例如联苯)芳环,所述芳环可以是稠合或非稠合的,或者,这些芳环可为稠合及共价连接的环。
优选芳环体系实例为苯基、联苯、三苯基、萘基、蒽基、联萘、菲基、二氢菲基(dihydrophenanthryl)、芘、二氢芘(dihydropyrene)、苝、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、和二茂铁基。
进一步优选Ar1为苯基、萘基、蒽基、芘基或苝基,更优选苯基和萘基。根据上述指数p的定义,Ar1可被一、二或三个基团Ps取代,基团Ps可以相同或不同。优选当p为2或3时,基团Ps可以是相同的或-COOH与-SO3H的组合。
对于本发明而言,具有5到28个、优选5到14个、最优选5个芳环原子的(p+1)价单或多环杂芳环体系优选为具有5到28个、优选5到14个、最优选5个原子作为芳环原子的芳环体系。所述杂芳环体系含有至少一个选自N、O、S和Se(其余原子为碳)作为杂原子。对于术语“杂芳环体系”,可以认为该体系不一定必须仅含有芳香基和/或杂芳基,而且体系中超过一个(杂)芳香单元可以通过短的非芳香单元连接或间断(<10%的原子不同于H,优选<5%的原子不同于H),诸如sp3杂化C、O、N等或-C(O)-。这些杂芳环体系可以为单或多环,即它们可包括一个(例如吡啶基)或两个或多个芳环,所述芳环可以是稠合或非稠合的,或者,这些芳环可为稠合及共价连接的环。
优选杂芳环体系例如为五元环,诸如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、异噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑,1,2,5-噻二唑,1,3,4-噻二唑、六元环如吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪、或稠合基、例如吲哚、异吲哚、吲哚嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘咪唑、菲并咪唑、吡啶咪唑(pyridimidazole,吡啶并咪唑)、吡嗪并咪唑(pyrazinimidazole)、喹噁啉咪唑(chinoxalinimidazole)、苯并噁唑、萘噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、异噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、异喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并6,7-喹啉、苯并7,8-喹啉、苯并异喹啉、吖啶、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并哒嗪、苯并嘧啶、喹噁啉、吩嗪、萘啶、氮杂咔唑(azacarbazole)、苯并咔啉(benzocarboline)、菲啶、邻二氮菲、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、异苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩或它们的组合。更优选咪唑、苯并咪唑和吡啶。
但是,优选地,Ar1为(p+1)价单或多环芳环体系。
通式(IIa)残基实例如下:
其中,通式(IIa)-1的残基是特别优选的。
在通式(IIa)残基的情况下,Ps优选为-COOH或-SO3H,更优选-SO3H。
最优选的通式(IIa)残基如下。
(IIa)-1-1
在一个实施方式中,除了通式(I)残基,本发明的吸附剂不包括任何其它残基。
在一个实施方式中,本发明的吸附剂包括通式(I)残基和通式(IIa)残基。在本实施方式中,更优选通式(I)中Ar为全氟芳环体系,更优选Ar为全氟苯基。而且,在本实施方式中,进一步优选Ar1为苯基。独立地,但是优选结合本实施方式的优选变形,Ps为-SO3H。
在一个实施方式中,本发明的吸附剂包括如下通式(I)结构的残基
如下通式(IIa)结构的残基。
其中,L、L1以及Ps彼此独立,优选但不限于具有如下含义:
L为-C(O)-NH-,其中N结合于Ar,
L1为-C(O)-,以及
Ps为-SO3H。
进一步优选,在前述实施方式中,所有的标记L、L1以及Ps具有与本实施方式相同的含义。
如果本发明吸附剂含有通式(IIa)残基和通式(I)残基,通式(IIa)残基与通式(I)残基的摩尔比范围优选为0.01到1,更优选0.03到0.5,再更优选0.05到0.3,又更优选0.07到0.1,其中通过元素分析测定残基量。
在一个实施方式中,本发明的吸附剂包括通式(I)残基和通式(IIa)残基,在本实施方式中,更优选通式(I)中Ar为全氟芳环体系,更优选以苯基作为Ar。而且,在本实施方式中,进一步优选Ar1为苯基。独立地,但是优选结合本实施方式的优选变形,Ps为-SO3H。
在一个实施方式中,本发明的吸附剂包括如下通式(I)结构的残基
如下通式(IIb)结构的残基。
其中,L、L2以及Ps彼此独立,优选但不限于具有如下含义:
L为-C(O),
L2为-C(O)-(C1-6-亚烷基)-,其中最优选-C(O)CH2CH2
Ps为-COOH。
进一步优选,在前述实施方式中,所有的标记L、L2以及Ps(优选)具有所述的含义。
如果本发明吸附剂含有通式(IIb)残基和通式(I)残基,通式(IIb)残基与通式(I)残基的摩尔比范围优选为0.5到2,更优选0.75到1.25,再更优选0.9到1.1,其中,在应用了通式(I)残基之后并随之应用通式(IIb)残基之后,通过滴定分析(参见实施例部分)测定所述聚合物的官能团数量而计算得到残基量。
根据本发明,C1-6-烷基为直链、支链或环烷基。直链烷基优选具有1到6个、更优选1到3个碳原子。支链或环烷基优选具有3到6个碳原子。这些烷基的一个或多个氢原子可以被氟原子取代。而且,一个或多个CH2-基可以被NR、O或S(R优选为H或C1-6-烷基)取代。如果一个或多个CH2-基团被NR、O或S取代,则优选这些基团中的仅一个被取代;更优选被一个O原子取代。这些化合物包括实例如下:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己基、环己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、2-乙基己基、三氟甲基、五氟乙基以及2,2,2-三氟乙基。
C1-6-烷氧基为通过O原子连接的C1-6-烷基。
C1-12-亚烷基、C1-10-亚烷基、C1-6-亚烷基或C1-3-亚烷基为如上述的烷基,其中一个氢原子缺位,并且所得二价单元具有两个键。
C2-4-烯基为具有2到4个碳原子的直链或支链烯基。这些烯基的一个或多个氢原子可以被氟原子取代。而且,一个或多个CH2-基团可以被NR、O或S(R优选为H或C1-6-烷基)取代。如果一个或多个CH2-基团被NR、O或S取代,则优选这些基团中的仅一个被取代;更优选被O原子取代。这些基团的实例为乙烯基、丙烯基和丁烯基。
芳基为具有5到20个、更优选5到10个、最优选5或6个芳环原子的单或多环芳香烃或杂芳烃残基。如果这个单元为芳香族单元,则其优选含有6到20个、更优选6到10个、最优选6个碳原子作为环原子。如果这个单元为杂芳族单元,则其优选含有5到20个、更优选5到10个、最优选5个碳原子作为环原子。所述杂原子优选选自N、O和/或S。(杂)芳族单元为简单芳环,诸如苯,或简单杂芳环,诸如吡啶、嘧啶、噻吩等,或者稠合芳基-或稠合杂芳基,诸如萘、蒽、菲、喹啉、异喹啉、苯并噻吩、苯并呋喃以及吲哚等等。
(杂)芳族单元实例如下:
苯、萘、蒽、菲、芘、苯并蒽、苝、并四苯、并五苯、苯并芘、呋喃、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、噻吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、二苯并噻吩、吡咯、吲哚、异吲哚、吡啶、喹啉、异喹啉、吖啶、菲啶、苯并5,6-喹啉、苯并6,7-喹啉、苯并7,8-喹啉、吩噻嗪、吩噁嗪、吡唑、吲唑、咪唑、苯并咪唑、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑,
喹噁啉并咪唑、噁唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、异噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、苯并噻唑、哒嗪、苯并哒嗪、嘧啶、苯并嘧啶、喹噁啉、1,5-二氮杂蒽、2,7-二氮杂芘、2,3-二氮杂芘、1,6-二氮杂芘、1,8-二氮杂芘、4,5-二氮杂芘、4,5,9,10-四氮杂苝、吡嗪、吩嗪、吩噁嗪、吩噻嗪、荧红环、萘啶、苯并咔啉(benzocarboline)、邻二氮菲、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、苯并三唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、四唑、1,2,4,5-四嗪,1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪、嘌呤、蝶啶、吲哚嗪和苯并噻二唑。
只要没有另外强调,此处提到的所有优选实施方式涉及本发明吸附剂的第一和第二实施方式。
所述(多孔)固体支承材料优选为大孔材料。所述(多孔)固体支承材料的孔径优选至少6nm,更优选20到400nm,并且最优选20到250nm。孔径处于这个范围对于确保足够高的提纯能力是重要的。如果所述孔径超出以上高限,在表面上的必定交联的聚合物越多,导致聚合物不够柔韧。人们认为,所述结合基团可能无法进入到对于结合待充分提纯的化合物来说很重要的位置上。如果所述孔径太小,则聚合物膜可能会覆盖/堵住所述孔,并且所述吸附剂的孔隙效应丧失了。
根据本发明吸附剂的一个实施方式,所述(多孔)固体支承材料具有1m2/g到1000m2/g,更优选30m2/g到800m2/g,以及最优选50m2/g到500m2/g的比表面积。
优选所述(多孔)固体支承材料具有30到80%(按体积计),优选40到70%(按体积计),最优选50到60%(按体积计)的孔隙度。上述孔隙度可以依照DIN66133通过压汞法来测定的。上述固体支承材料的孔径也可以利用依照DIN66133的压汞法通过孔填充来测定。上述比表面积可以利用依照DIN66132的BET法通过氮吸附来测定。
在本发明的第二实施方式中,所述固体支承材料可为有机聚合物材料或无机材料。特别是在本发明具有一个以上残基时,所述固体支承材料优选无机材料。
如果上述固体支承材料为有机聚合物材料,它基本是不膨胀的。出于这个原因,最优选所述聚合物材料具有高交联度。
上述聚合物材料,基于聚合物材料中的可交联基团的总量,优选以至少5%,更优选至少10%以及最优选至少15%的程度进行交联。优选地,所述聚合物材料的交联度不超过50%。
优选用于所述固体支承材料的聚合物材料选自由普通或表面改性聚苯乙烯(例如,聚(苯乙烯-共-二乙烯基苯)),聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、多糖(诸如淀粉、纤维素、纤维素酯、直链淀粉、琼脂糖、琼脂糖(凝胶)、甘露聚糖、黄原胶以及右旋糖酐),以及其混合物组成的组。
本发明可用的聚合物材料,在所述交联实施前,优选具有10到10000,特别优选20到5000并且非常特别优选50到2000个重复单元。所述聚合物材料交联前的分子重量MW范围优选10000到2000000g/mol、特别优选100000到1500000g/mol、并且非常特别优选200000到1000000g/mol。根据现有标准技术通过利用凝胶渗透色谱(GPC)采用聚苯乙烯(例如)作为内标,可以进行MW的测定。
如果上述(多孔)固体支承材料为无机材料,上述无机材料为某种无机矿物氧化物,优选选自由氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氟硅酸盐、磁铁矿、沸石、硅酸盐(硅藻土(cellite),kieselguhr)、云母、羟磷灰石、氟磷灰石、金属有机框架、陶瓷以及玻璃、如可控孔度玻璃(例如Trisoperl)、金属诸如铝、硅、铁、钛、铜、银、金以及石墨或无定型碳组成的组。氧化硅或硅凝胶优选为无机材料。
无论所述固体支承材料是聚合物材料或无机材料,所述固体支承材料提供作为不溶性支撑的最小刚度和硬度的固体基础,并且提供一种基础,所述基础增加了固定相和流动相间的界面,所述界面为与分析物反应的场所,作为所述相之间的分离工艺的分子基础,并且所述基础特别在流动和/或压力条件下可用于提高机械强度和磨损性。
本发明的所述固体支承材料可为均质或多相复合物,并且由此可包括一种或多种以上所述材料的复合物,特别是多层复合物。
所述固体支承材料可为粒状材料,优选具有5到500μm的粒度。所述固体支承材料可为片状或纤维状材料诸如膜。所述固体支承材料的外部表面可以是平坦的(板、片、箔、盘、滑板(slides)、滤片(filters)、膜、织物或无纺物、纸),或为弯曲的(凹形或者凸形、球、珠、粒、(空心)纤维、管、毛细管、瓶、样品盘中的孔)。
所述固体支承材料的内部表面的孔结构,其中包括构成规则、连续毛细管道或者构成不规则(不规则碎片)几何形状的空腔。微观地,其为平滑或粗糙的,取决于制作的方式。所述孔体系将连续地延伸贯穿整个固体支承材料或者终结于(分支)空腔。分析物在其溶解于流动相和保留在固定相表面之间的界面平衡速率、以及连续流动分离体系的效率,主要由通过扩散穿过上述固体支承材料的孔的物质传递和颗粒的特性分布及孔径来决定。孔径可任选地表示为非对称、多峰地(multimodal)和/或螺旋(例如,剖面)的不均匀分布。
如上述,上述固体支承材料的表面优选覆盖聚合物膜,所述聚合物包括独立链段或由独立链段组成。上述聚合物链优选彼此共价键交联。所述聚合物优选不是共价连接到上述固体支承材料的表面。本发明的发明人惊奇地发现,特别是用于提纯同时具有疏水性和亲水性部分的化合物时,重要的是所述聚合物容易弯曲足以变形到可以让疏水性和亲水性(例如,氢供体或受体反应)部分均可以与待提纯的化合物的疏水性和亲水性部分接触。本发明的发明人观察发现,如果使用共价连接到所述支承材料的表面的聚合物膜,提纯能力显著减小了。即,采用非表面结合交联聚合物作为聚合物膜具有三个优点:(1)聚合物的柔性,由于其不是表面结合;(2)交联确保所述膜结合于所述支承材料的表面且不丢失;(3)如果所述聚合物不共价连接到所述聚合物,则聚合物的厚度就能够被调整到所需薄的程度。
进一步优选,覆盖所述支承材料的聚合物为亲水性聚合物。聚合物的亲水性确保亲水反应在吸附剂和待提纯的化合物间得以发生。
所述可交联聚合物的优选聚合物优选至少包括亲水基的单体(优选在其侧链)。优选亲水基为-NH2、-NH-、-OH、-COOH、-OOCCH3、酸酐、-NHC(O)-以及糖,其中更优选-NH2和-OH,并且最优选-NH2
如果采用共聚物,优选共聚单体为简单烯烃单体或极性、惰性单体如乙烯基吡咯烷酮。
覆盖所述支承材料的聚合物实例:聚胺诸如聚乙烯胺、聚乙烯亚胺、聚烯丙胺、如聚赖氨酸等的聚氨基酸、以及除了那些含有氨基之外的功能聚合物诸如聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸,其前体聚合物诸如聚马来酸酐、聚酰胺或多糖(纤维素、右旋糖酐、支链淀粉等),其中聚酰胺诸如聚乙烯胺和聚烯丙胺是优选的,并且聚乙烯胺是最优选的。
优选地,根据本发明的第二实施方式,结合于所述聚合物官能团的残基数量与通过电子供体/受体反应结合到所述支承材料表面的聚合物官能团数量之比范围为0.33到2.33。进一步优选,根据本发明第一和第二实施方式,以上所述范围为0.42到2.03。本发明发明人惊奇地发现,所述比例决定了待提纯的化合物是否能完全结合于上述吸附剂。在所述比值低于以上比例时,可以发现,由于改性官能团或胺基的含量低,所述结合强度降低了。人们认为,由于改性基团含量较低,它们将无法与待提纯化合物充分接触。另一方面,如果所述比例高于所述高限,在上述固体支承材料表面上的所得聚合物膜太厚,因此将覆盖或堵住上述支承材料的孔,进而导致提纯能力变差。
优选地,在本发明第一和第二实施方式中,改性官能团或胺基的摩尔量相对于非交联官能团或胺基的总量或所述聚合物/聚乙烯胺的总量的范围为25到70mol%,优选为30到67mol%。在以上范围之外的低值或高值都会导致分离能力降低。
优选地,在本发明第一和第二实施方式中,相对于非交联官能团或胺基的总量或所述聚合物/聚乙烯胺的总量,结合于所述支承材料表面的官能团或胺基摩尔量为30到75mol%,优选为33到70mol%。如果这些基团的量太低,所述聚合物膜将太厚而覆盖或堵住上述固体支承材料的孔。如果这些基团的量太高,所得聚合物膜太薄,因此对于足够的分离能力来说,改性官能团或胺基密度过低。
本发明的吸附剂的非交联胺基总量优选为300到1000μmol/mL,更优选400到800μmol/mL。
在本发明第一和第二实施方式中,通过电子供体/受体反应结合到所述支承材料表面的官能团或胺基数量是这样确定的,将自由或改性官能团或胺基的总量从上述聚合物/聚乙烯胺的非交联官能团或胺基总量中减掉。
所述聚合物/聚乙烯胺的非交联官能团或胺基总量通过元素分析来确定。所述聚合物/聚乙烯胺的改性官能团或胺基的量通过元素分析来确定。所述自由官能团或胺基的量通过如下实施例部分所述的滴定法来确定。
所述聚合物可以通过本领域已知的所有涂覆方式应用于所述大孔支承体,所述涂覆方式诸如:吸附、气相沉积、(液相、气相或等离子相)聚合反应、旋涂、表面凝结、浸润、浸泡、浸渍、冲洗、喷涂、湿润加工(damping)、蒸涂、施加电场或压力,以及基于分子自组装法,诸如(例如)液晶、LB膜技术或层膜成型(layer-by-layer film formation)。因此,所述聚合物可以直接涂覆作为单层或多层或在各层之上作为单独单层按顺序进行。优选在本发明中,所述聚合物涂覆于所述支承材料,其中所述非交联聚合物以水溶液形式应用到所述支承材料之后交联。
在本发明的吸附剂中,覆盖所述支承材料的聚合物重量与所述支承材料的重量之比优选范围为0.03到0.2,更优选0.06到0.15。如果上述比例超出高限,上述聚合物膜太厚,并且所述支承材料的孔被完全覆盖,导致吸附剂没有可用的孔。如果上述比例低于所述低限,所述聚合物的量不足以覆盖全部支承材料。而且,在后一种情况下,不得不使用更多交联剂以将所述聚合物固定于上述支承材料上,再次导致聚合物膜不够柔韧。
根据本发明的吸附剂的优选实施方式,基于所述交联聚合物中的可交联基团的总数量,所述交联聚合物的交联度为至少2%。基于所述交联聚合物中的可交联基团的总数量,更优选所述交联度为5到50%,再优选5到30%,最优选10到20%。所述交联度通过所使用的上述交联剂的化学计量予以方便地调节。据推断,将近100mol%的交联剂发生反应并形成交联。这点可以通过分析方法证实。上述交联度可以通过MAS-NMR光谱法和所述交联剂量与聚合物量的关系的定量测定来确定。本方法是最优选的。所述交联度还可以通过红外光谱法例如采用基于C-O-C或OH振动的校正曲线来确定。这两种方法都是本领域常规的标准分析方法。如果上述交联度超出高限,则上述聚合物膜不够柔韧,导致提纯能力较差。如果所述交联度低于上述低限,则所述膜在上述支承材料的表面上不够稳定。
用于交联所述聚合物的交联剂优选选自由二羧酸、二胺、二醇、脲和双环氧基化合物组成的组,更优选二羧酸和双环氧化合物组成的组,诸如乙二醇二缩水甘油醚、对苯二甲酸、联苯二羧酸、以及1,12-双-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)-癸烷二羧酸,更为优选乙二醇二缩水甘油醚以及1,12-双-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)-癸烷二羧酸。在一个实施方式中,所述至少一个交联剂为直链,柔韧可变形的分子长度为4-20个原子。
优选所述聚合物的分子量使用范围为5000到50000g/mol,但不限于该范围,所述范围特别适用于聚乙烯胺。具有接近以上给定范围低限分子量的聚合物表现出能穿透载体上很窄的孔,所以具有高表面积及良好物质传递动力学、溶解率以及结合能力的固态材料可以用于本发明的吸附剂。
根据另一个实施方式,所述交联聚合物具有官能团,即以上提到的亲水基。
术语“官能团”是指任意简单清楚的化学部分,其属于位于所述固体支承材料表面上的交联聚合物,或属于在所述固体支承材料表面上聚合物膜的制备过程中的可交联聚合物。因此,所述官能团可作为化学连接位点或锚。官能团优选含有至少一个弱键和/或一个杂原子,优选基团作为亲核试剂或亲电试剂。
当前述通式(I)、(IIa)或(IIb)的残基结合于所述基团,优选官能团为伯和仲胺、羟基、以及羧酸或酯基。当所述残基与官能团结合,这些基团的性质将根据上述结合残基的结构而变化。
本发明还涉及一种制备吸附剂的方法,优选地,本发明的吸附剂包括:
(i)提供具有官能团的聚合物;
(ii)将所述聚合物的膜吸附到载体表面;
(iii)所述吸附的聚合物的官能团上是限定部分与至少一种交联剂进行交联;
(iv)所述交联聚合物的所述官能团上的其他限定部分与一个或多个通式(I)、(IIa)或/和(IIb)的残基结合(derivatising)。
优选被吸附在所述载体表面的聚合物溶解于水性介质中,其中水性介质的pH可以适当调整以溶解或悬浮所述聚合物。所述聚合物在所述载体表面的吸附优选通过将所述载体浸渍于含有所述聚合物的溶液或悬浮液中进行。然后,所述混合物优选振荡以实现所述成分的充分混合。毛细力确保所述载体的孔吸满所述溶液或悬浮液。然后,优选所述水在40-60℃的温度下真空蒸发,由此将所述聚合物以膜形式沉积在所述孔的壁上。然后,所述涂覆材料优选在有机溶剂诸如异丙醇或二甲基甲酰胺(DMF)中悬浮,并且优选通过交联剂如乙二醇二缩水甘油醚进行交联,优选在25-60℃的温度下交联4到8小时。
依据所述官能团的种类并依据通式(I)、(IIa)和(IIb)的残基,可以采用所述固体支承体的各种衍生方法(derivatization strategies)。如果所述固体支承材料含有氨基作为官能团,含有羧酸基团的残基可通过羧基碳原子并通过肽化学采用耦合剂或通过采用试剂中的反应性基团被连接到胺基氮原子上,所述耦合剂例如2-(lH-苯并三唑-l-基)-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU)、O-(lH-6-氯代苯并三唑-l-基)-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸盐(HCTU)、六氟磷酸苯并三唑-l-基-氧基-三-吡咯烷基磷(PyBOP)、丙基磷酸酐(T3P)等,所述试剂如异氰酸酯、环氧化物或酸酐。如果所述固体支承材料含有氨基,通式(I)、(IIa)和(IIb)的残基的脂族碳原子可通过饱和碳原子亲核取代反应结合于所述胺基氮原子。如果通式(IIa)和(IIb)的残基含有羧酸基团作为Ps,这些基团必须被保护以确保所述连接的羧酸基(在连接到上述固体支承材料之前)而非所述基团Ps结合于所述固体支承材料表面的官能团上。
如果所述固体支承材料含有羟基,在连接到所述官能团上之前,含有羧酸基团的通式(I)、(IIa)和(IIb)的残基可采用羧酸酰氯或羧酸酯通过羧基碳原子连接到所述羟基的氧原子上。如果上述固体支承材料含有羟基,通式(I)、(IIa)和(IIb)的残基的脂族碳原子可通过饱和碳原子亲核取代反应连接到上述羟基的氧原子上。
如果所述固体支承材料含有羧酸基团、羧酸酯或羧酸酐,通式(I)和(II)的残基可通过诸如-NH2、-OH、-SH等亲核基团的亲核攻击而结合在羧酸基团、羧酸酯或羧酸酐的亲电碳原子上,从而形成酰胺、酯或硫酯。
在本发明的吸附剂的一个实施方式中,优选L和/或L1通过羰基与所述官能团结合。而且,优选上述官能团为胺基,其确保生成酰胺,酰胺可作为电子供体及电子受体。而且,进一步优选衍生度(derivatization degree)为100%以下,优选90%以下,以确保所述聚合物膜包括可质子化的自由氨基由此形成正离子以提供一种吸附剂,这种吸附剂能形成离子键用于待提纯的化合物。并且所述芳基Ar确保本发明吸附剂还提供疏水性基团。所有这些反应一并优选以确保本发明吸附剂的充分提纯能力。对于术语衍生度,可以理解为聚合物的改性胺基/官能团与非交联胺基/官能团总量的比例。
本发明吸附剂可用于有机分子(有机化合物)的提纯或源自特定有机分子的溶液的提纯。即,本发明进一步涉及本发明吸附剂用于有机分子的提纯或有机分子的溶液的提纯。
术语“提纯”是指包括从含有所述有机分子分离或增加有机分子的浓度和/或纯度。
换言之,本发明涉及提纯有机分子的方法,其还包括通过使用本发明吸附剂从溶液中分离不需要的有机分子。
本发明吸附剂在提纯有机分子或分离有机分子(有机化合物)上的应用,或者通过使用本发明吸附剂用于提纯有机分子的方法或从溶液中分离有机分子的方法,包括以下步骤:
(i)将溶解或悬浮在液体中的含有有机分子的粗混合物应用在具有本发明吸附剂或本发明方法制备的吸附剂的色谱柱;
(ii)通过采用洗脱剂将所述有机分子从所述色谱柱中洗脱。
在步骤(ii)中使用的洗脱剂可以是与步骤(i)中所用液体相同的溶剂,但也可以不同,这取决于提纯有机分子的必需条件。作为步骤(i)的液体或步骤(ii)的洗脱剂,可以采用色谱领域内采用的各种溶剂或缓冲体系。在本发明中,所述溶剂可为纯水、水与水溶性有机溶剂的混合物或含水缓冲体系与低分子量醇的组合,有机溶剂诸如乙腈,或低分子量醇诸如甲醇或乙醇。进一步地,有机酸的盐和有机酸可作为缓冲剂,诸如甲酸钠或甲酸钠与抗坏血酸的组合。
通过本发明吸附剂提纯的有机分子优选为药学活性化合物。
待提纯的有机分子优选其分子中具有亲水性及疏水性部分的化合物。更优选地,上述有机分子除上述之外还(beneath)具有可作为氢供体或氢受体的疏水性烃部分基团的化合物。上述有机分子优选为具有选自由胺、-OH、-O-以及-C(O)-组成的组中的一个或多个部分的化合物。最优选所述待提纯的有机分子为具有多个羟基或CO基团的分子。
有机分子优选分子量范围为300到200000g/mol、更优选300到150000g/mol、最优选300到2500g/mol。
特别优选本发明的用途/工艺中使用的有机分子为抑念珠菌素(partricine)、大环哌喃、伊立替康(irinotecane)、伏格列波糖(voglibose)、它们的衍生物或糖,优选二-或三-糖,诸如蔗糖、麦芽糖、乳糖以及棉子糖,最优选有机分子具有如下结构:
抑念珠菌素衍生物
大环哌喃
伊立替康、以及
伏格列波糖。
而且,本发明吸附剂还可用于从溶液中分离内毒素。本发明中使用的术语“内毒素”是指一类生物化学物质。内毒素为细菌的分解产物,其可以引起人体中的多种生理反应。内毒素为革兰氏阴性菌或蓝藻的外细胞膜(OM)的成分。从化学的角度来说,内毒素为脂多糖类(LPS),其由亲水性多糖组分和亲脂性脂质组分构成。与上述起源于细菌的内毒素对比,内毒素热稳定性非常好并且耐受杀菌。目前最灵敏的内毒素测定方法是通过活化从鲎(Limulus polyphemus)中分离的阿米巴菌的溶菌产物中的凝血级联来实现的。该测试就是众所周知的LAL测试。
在抑念珠菌素、大环哌喃、伊立替康、或其衍生物的提纯过程中,优选以上所述抑念珠菌素衍生物、大环哌喃或伊立替康的提纯过程中,优选使用本发明吸附剂,其含有通式(I)的残基。在这种情况下,特别优选所述吸附剂含有通式(I)-4-1的残基。
在大环哌喃、伊立替康、或其衍生物的提纯过程中,优选以上所述大环哌喃或伊立替康的提纯过程中,优选使用本发明吸附剂,其含有通式(I)的残基。在这种情况下,特别优选所述吸附剂含有通式(I)-4-1的残基。
在糖的提纯过程中,优选使用本发明吸附剂,其含有通式(I)的残基。在这种情况下,特别优选所述吸附剂含有通式(I)-13的残基。
在糖的提纯过程中,优选使用本发明吸附剂,其仅含有通式(I)的残基。在这种情况下,特别优选所述吸附剂含有通式(I)-13的残基。
在抑念珠菌素或其衍生物的提纯过程中,优选以上所示抑念珠菌素衍生物,优选使用本发明吸附剂,其含有通式(I)的残基和通式(IIa)的残基。进一步优选,通式(I)的残基为通式(I)-4-1的残基,通式(IIa)的残基为通式(IIa)-1-1的残基。
在伏格列波糖或其衍生物的提纯过程中,优选以上所示伏格列波糖,优选使用本发明吸附剂,其含有通式(I)的残基。在这种情况下,特别优选所述吸附剂包括通式(I)-10-1的残基。
在伏格列波糖或其衍生物的提纯过程中,优选以上所示伏格列波糖,优选使用本发明吸附剂,其含有通式(I)的残基和通式(IIb)的残基。在这种情况下,特别优选通式(I)的残基为通式(I)-10-1的残基,通式(IIb)的残基为通式-C(O)-(CH2CH2)-COOH。
本发明还涉及用于液相色谱或固相提取柱,所述柱包括本发明吸附剂或本发明方法制备的吸附剂作为管状容器中的固定相,以及可选择的其他部件诸如:筛板(frits)、过滤板、流动分配器、密封件、连接件、螺栓、阀门或其他流体处理或连接元件。在一个实施方式中,上述方法进一步特征在于其物理及化学耐性,可承受高达20bar的处理压力、高达110℃的加热、以及常规消毒方法(sanitisation protocols),因此其重复使用次数可高达1,000次,优选高达5,000次。本发明还涉及一批多个相同或不同的本发明吸附剂,或一批本发明方法制备的吸附剂,或一批微板或微芯片阵列形式的本发明的柱,亦或是能够并行处理的多毛细管或微流体装置。
本发明还涉及诊断或实验室提纯试剂盒,所述试剂盒具有本发明吸附剂,或本发明方法制备的吸附剂,或本发明的柱,或一批本发明吸附剂或柱,并且在同一包装单元中,进一步包括用于实现本发明方法或不同的分析、诊断或实验方法所需的其他化学或生物试剂和/或一次性产品。
本发明还涉及以下实施方式:
(i)通过使用本发明吸附剂提纯有机分子的方法。
(ii)根据实施方式(i)的方法,其中所述有机分子为药学活性化合物。
(iii)根据实施方式(i)或(ii)的方法,其中所述有机分子的分子量范围为300到200000g/mol。
(iv)根据实施方式(i)到(iii)中的任一个方法,其中所述有机分子选自由抑念珠菌素、大环哌喃、伊立替康、伏格列波糖、它们的衍生物、糖以及内毒素组成的组。
附图说明
通过以下附图和实施例进一步解释说明本发明,所述附图与实施例不应当理解为对本发明保护范围的限制。
图1.通过实施例1制备的本发明吸附剂分离的大环哌喃和几种杂质的粗混合物试样馏分的(实施例5)色谱。
图2.实施例(5)中的所述粗混合物(1)和组合馏分R13-R16(2)的分析色谱叠加。
图3.通过实施例2制备的本发明吸附剂分离的抑念珠菌素衍生物的粗混合物试样馏分的(实施例7)色谱。
图4.将所述粗混合物(短划线)和所述提纯产品(实线)一起与工作标准(短划线及虚线)对比的分析色谱。
图5.实施例8中的伏格列波糖提纯的分级色谱。
图6.实施例8中的馏分产品(6a)和杂质混合物(6b)的LC-MS分析。
图7.实施例6中的伊立替康提纯的分级色谱。
图8.通过采用4-甲苯磺酸(滴定)(前期分析)突破测试确定胺基数量的试样曲线。
图9.通过实施例9制备的本发明吸附剂分离的糖(见实施例10)粗混合物试样馏分的色谱。
图10.通过市售吸附剂Kromasil-APS(氨基-丙基相、NH2、10010μm)分离的糖(见实施例11)粗混合物试样馏分的色谱。
具体实施方式
分析方法:
通过采用4-甲苯磺酸(前期分析)突破测试确定胺基数量(滴定法)。
向尺寸33.5x4mm(床容量0.42mL)的柱中填充各自的吸附剂。所述填充柱采用以下介质以1.0mL/min的流速冲洗:
·5mL水
·10mL100mM乙酸铵水溶液
·1mL水
·10mL100mM三氟乙酸水溶液
·10mL水
在水以0.5mL/min速率被泵送通过上述装置5分钟之后,在具有泵和紫外检测仪的HPLC装置中检测到基线。在10mM的4-甲苯磺酸水溶液被泵送后,检测到在274nm处洗脱剂消失。在数分钟内,所述消失升高到约700mAU的水平,并且在这个水平(冲洗曲线)保持稳定。在25分钟后,上述柱被应用在泵和检测仪之间,并且用10mM4-甲苯磺酸以0.5mL/min的速度冲洗。由于上述柱结合4-甲苯磺酸,上述消失下降到0mAU。如果所述柱的容量被耗尽,上述洗脱剂的消失再次上升至开始的水平约为700mAU。
为了确定4-甲苯磺酸的能力,在冲洗曲线水平下方的区域被集成为一个对照区,因此获得表面区和4-甲苯磺酸的量之间的关系。之后,滴定由柱吸附的所述甲苯磺酸溶液区域(突破区),并且减去所述装置的容积和所述柱的死体积(0.5mL)。所述突破区直接表示结合到上述柱上的上述4-甲苯磺酸的数量。将该数量除以上述柱的容量则得到每mL吸附剂的甲苯磺酸容量,还得到吸附剂的胺基数量。为了更好地理解本方法,图4给出这样的试验曲线。
实施例1:含有通式(I)-4-1的残基的本发明吸附剂制备方法A;
用聚乙烯胺涂覆来自DAISO的硅凝胶SP-1000-10获得100g硅凝胶,所述聚乙烯胺采用pH调整为9.0到9.5的范围的66.7g的12%聚乙烯胺水溶液。上述混合物在振筛机上搅拌直到所述溶液在上述硅凝胶的孔中完全吸满。之后,所述吸附剂在50℃下真空干燥直到上述水被完全蒸发。然后,干燥的吸附剂悬浮于150mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)并且在25℃下和1.28g1,12-双-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)-癸烷二羧酸搅拌16小时。然后,所述吸附剂经过滤并以230mL DMF、390mL0.5M三氟乙酸(TFA)的DMF溶液、780mL0.1M TFA水溶液、230mL水以及230mL MeOH洗涤。干燥后,上述吸附剂已经可以进一步改性。
3g已涂覆的交联吸附剂悬浮于10mL DMF,以10mL0.5M三乙胺(TEA)洗涤三次,并且再次悬浮于10mL DMF。加入0.22g五氟亚苯基异氰酸酯,并且在25℃下搅拌混合物4小时。之后,上述混合物经过滤,并且所述吸附剂分别以60mL0.5M TEA的DMF溶液、40mL DMF、60mL0.5M TEA的DMF溶液以及40mL DMF再次洗涤。所述吸附剂悬浮于10mL DMF,并且加入0.11g五氟亚苯基异氰酸酯。并且所述混合物再次在25℃下搅拌18小时。之后,上述溶液经过滤,并且所述吸附剂分别以50mL DMF、100mL0.5M三氟乙酸的水溶液、100mL水以及100mL甲醇洗涤。之后于50℃下真空干燥,所述吸附剂备用。
结合于上述支承材料(B)的胺基量为约210μmol/mL。改性胺基(A)的量为约193μmol/mL。所述全部非交联胺基的量为约506μmol/mL。A/B比值为约0.92。
实施例2:含有通式(I)-4-1和通式(IIa)-1-1的残基的本发明吸附剂制备方法;
来自Phenomenex的Jupiter300-15硅凝胶由20.4g的pH调整到9.0-9.5的10%聚乙烯胺水溶液涂覆,得到25g硅凝胶。上述混合物在振筛机上搅拌直到所述溶液在上述硅凝胶的孔中完全吸满。之后,所述吸附剂在50℃下真空干燥直到上述水被完全蒸发。然后,干燥的吸附剂悬浮于150mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)并且在25℃下和1.28g1,12-双-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)-癸烷二羧酸搅拌16小时。然后,所述吸附剂经过滤并以230mLDMF、390mL0.5M TFA的DMF溶液、780mL0.1M TFA水溶液、230mL水以及230mL MeOH洗涤。干燥后,上述吸附剂已经可以进一步改性。
11g已涂覆的交联吸附剂悬浮于30mL DMF,以30mL0.5M三乙胺洗涤三次,并且再次悬浮于30mL DMF。加入2.4g五氟亚苯基异氰酸酯,并且在25℃下搅拌混合物4小时。之后,上述混合物经过滤,并且所述吸附剂分别以60mL0.5M TEA的DMF溶液、40mL DMF、60mL0.5MTEA的DMF溶液以及40mL DMF再次洗涤。所述吸附剂悬浮于25mL DMF,并且加入0.76g五氟亚苯基异氰酸酯。并且所述混合物再次在25℃下搅拌18小时。之后,上述溶液经过滤,并且所述吸附剂分别以50mL DMF、100mL0.5M三氟乙酸的DMF溶液、50mL DMF、100mL0.5M三乙胺、以及50mL DMF洗涤。
为了导入所述第二个配体(ligand),3g所述吸附剂悬浮于20mL DMF。加入0.57g2-硫代苯甲酸酐和0.43mL三乙胺,并且所述混合物在25℃下搅拌16小时。之后,上述溶液经过滤,并且所述吸附剂分别以140mL DMF、140mL0.5M TFA的DMF溶液、140mL DMF、140mL0.5MTEA的DMF溶液以及140mL DMF洗涤。所述吸附剂再次悬浮于15mL DMF并且在25℃下与0.29g2-硫代苯甲酸酐和0.22mL三乙胺搅拌16小时。之后所述溶液经过滤,并且所述吸附剂分别以140mL0.5M TFA的DMF溶液、140mL0.5MTFA的水溶液、140mL水以及140mL甲醇洗涤。然后,所述吸附剂在50℃下真空干燥。
结合于所述支承材料(B)的胺基数量为约281μmol/mL。改性胺基(A)数量为约465μmol/mL。全部非交联胺基的数量为约768μmol/mL。A/B比例为约1.65。
实施例3:含有通式(I)-4-1的残基的本发明吸附剂制备方法B;
Jupiter300-10硅凝胶用聚乙烯胺涂覆得到32g硅凝胶,所述聚乙烯胺为10%聚乙烯胺水溶液另行加入14.3mL水进行稀释、并将pH调整到9.25。上述混合物在振筛机上搅拌直到所述溶液在上述硅凝胶的孔中完全吸满。这个过程在约2.5小时内完成。之后,所述吸附剂在40℃下真空干燥直到上述水被完全蒸发。然后,干燥的吸附剂悬浮于150mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)并且在25℃下和1.66g1,12-双-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)-癸烷二羧酸搅拌20小时。然后,所述吸附剂经过滤并以300mL DMF、500mL0.5M TFA的DMF溶液、1000mL0.1M TFA水溶液、300mL水以及300mLMeOH洗涤。干燥后,上述吸附剂已经可以进一步改性。
10g已涂覆交联的吸附剂悬浮于25mL DMF,以25mL0.5M三乙胺(triethylenamine)洗涤三次,并且再次悬浮于25mL DMF。加入1.84g五氟亚苯基异氰酸酯,并且在25℃下搅拌混合物4小时。之后,上述混合物经过滤,并且所述吸附剂分别以50mL DMF、100mL0.5M TFA的DMF溶液、100mL DMF、100mL0.5M TEA的DMF溶液以及40mL DMF再次洗涤。所述吸附剂悬浮于25mL DMF,并且加入0.81g五氟亚苯基异氰酸酯。并且所述混合物再次在25℃下搅拌4小时。之后,上述溶液经过滤,并且所述吸附剂分别以50mL DMF、100mL0.5M三氟乙酸的水溶液、100mL水、以及100mL甲醇洗涤。之后于40℃下真空干燥,所述吸附剂备用。
结合于上述支承材料(B)的胺基量为约282μmol/mL。改性胺基(A)的量为约419μmol/mL。所述全部非交联胺基的量为约725μmol/mL。A/B比值为约1.49。
实施例4:含有通式(I)-10-1的残基及通式-C(O)-CH2CH2COOH的残基的本发明吸附剂制备方法;
根据实施例1进行所述吸附剂涂覆及交联。进一步改性如下:10g吸附剂以150mL0.5M TEA的DMF溶液洗涤,并随后在30mL DMF中悬浮。于15ml DMF中稀释640mg4-氰基苯甲酸、1.72g HBTU、590mg N-羟基苯并三唑(HOBt)以及605μL TEA,并且加入到所述悬浮液中。所述混合物经搅拌12小时并随后过滤。所述吸附剂以150mL DMF、150mL0.1M TFA的DMF溶液、150mL DMF、150mL0.5M TEA的DMF溶液以及150mL DMF洗涤。之后,所述吸附剂再次悬浮于20mL DMF,并且加入213mg4-氰基苯甲酸、549mg HBTU、196mg HOBt以及203μL TEA。所述混合物经搅拌24小时,并且随后以100mL DMF、150mL0.5M TFA的DMF溶液、150mLDMF、150mL0.5M TEA的DMF溶液以及150mL DMF洗涤。之后,将其悬浮于30mL DMF中。加入724mg琥珀酸酐和1mL TEA,并且所述混合物在25℃下搅拌16小时。在上述吸附剂以150mL DMF、150mL0.5M TFA的DMF溶液、150mL0.5M TFA的水溶液、150mL水以及150mL甲醇洗涤之前,要进行另外三次洗涤及反应步骤,并且在50℃下真空干燥。
结合于上述支承材料(B)的胺基量为约160μmol/mL。改性胺基(A)的量为约300μmol/mL。所述全部非交联胺基的量为约526μmol/mL。A/B比值为约1.88。
实施例5:通过使用实施例1中制备的吸附剂提纯大环哌喃
通过采用四通道低压梯度泵(LPG580、LPG680、或LPG3400)、自动进样器(Gina50、ASI-100或WPS-300)、六通道柱转换阀(Besta)、柱式加热器以及二极管阵列紫外检测仪(UVD170U、UVD340S、或VWD3400)构成的Dionex HPLC系统,得以分离所述大环哌喃和几种杂质的粗混合物。实施例1中制备的吸附剂被填充于250x4mm钢柱。分离方法为采用水/乙腈为70/30的等度分级。分级过程如图1以及下述表1中的几种馏分分析所示。通过将纯度90.4%及产率85%的R13到R16馏分合并而得到大环哌喃,主要杂质互变异构体为4.4%,并且其他杂质低于1%(表1)。图2所示为从色谱1(粗)到色谱2(提纯)除去主要杂质。
表1:所述分级的分析结果
实施例6:通过使用实施例3制备的吸附剂提纯伊立替康
通过采用四通道低压梯度泵(LPG580、LPG680、或LPG3400)、自动进样器(Gina50、ASI-100或WPS-300)、六通道柱转换阀(Besta)、柱式加热器以及二极管阵列紫外检测仪(UVD170U、UVD340S、或VWD3400)构成的Dionex HPLC系统,得以分离所述伊立替康和几种杂质的粗混合物。所述吸附剂被填充于33x4mm钢柱。以20%甲醇和50mM甲酸钠水缓冲液(pH4)中进行分级。图7所示为分级过程。收集馏分4到16,将得到98.8%纯度和89%产率的产品。
实施例7:通过使用实施例制备的吸附剂提纯抑念珠菌素衍生物
实施例2中制备的吸附剂填充到250x4mm钢柱,并且以50mM抗坏血酸和500mM甲酸钠(pH=3)的50%甲醇溶液在Dionex3000体系上平衡所述吸附剂。以试样载荷1.0%(w/w)注入所述含有抑念珠菌素衍生物和几种杂质的粗混合物。
图3中的色谱表明所述制备进程(run)和所述被收集的馏分。从下表2中可以看出,收集J4到J7获得产率63%、纯度96%的产品,并且两种主要杂质减少到低于目标阈值。图4中的所述分析色谱表明从所述粗混合物(短划线)中减少所述杂质成为提纯产品(实线)。工作标准表示为短划线及虚线。
表2:实施例3中收集的不同馏分、及其产品和不同杂质的含量概览:
实施例8:通过使用实施例4制备的吸附剂提纯伏格列波糖
通过采用四通道低压梯度泵(LPG580、LPG680、或LPG3400)、自动进样器(Gina50、ASI-100或WPS-300)、六通道柱转换阀(Besta)、柱式加热器以及二极管阵列紫外检测仪(UVD170U、UVD340S、VWD3400)构成的Dionex HPLC系统,得以分离所述伏格列波糖和几种杂质的粗混合物。实施例4中制备的所述吸附剂被填充于250x4mm钢柱。流动相仅包括纯水。如图5中所示,在两种主要杂质在约17到19分钟洗脱之后所述产品馏分被取出,直到99分钟所述产品峰才达到基线。通过采用如图6a(不含杂质的产品馏分)以及图6b(杂质)所示的LC-MS分析所述产品馏分和粗混合物。根据LC-MS,所述关键杂质被很好地除去,含量低于所述标准混合物的0.047%。
实施例9:含有通式(I)-13-1残基的本发明吸附剂的制备方法
聚乙烯胺水溶液(80g溶于834g水,通过加入TFA调整为pH为9.3)给入1000g具有30nm孔和15μm粒径的木星硅胶。所述混合物在振筛机上搅拌6个小时,并且之后所述吸附剂在50℃下真空干燥。在达到重量恒定后,所述吸附剂悬浮于2600mL DMF并且加入溶于750mLDMF的51.4g1,12-双-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)-癸烷二羧酸。所述混合物在25℃下搅拌4小时。之后,所述吸附剂经过滤,并且所述吸附剂分别以2000mL DMF、5000mL0.5M TFA的DMF溶液、5000mL0.1M TFA的水溶液、5000mL水以及5000mL甲醇洗涤。所述吸附剂干燥备用。
5g所述吸附剂分别以50mL二甲基甲酰胺(DMF)、50mL0.5M三乙胺(TEA)的DMF溶液以及50mL DMF再次洗涤。最后,所述吸附剂悬浮于10mL DMF,并且加入695mg4-羧基苯硼酸、1.59g HBTU以及583μL三乙胺。所述混合物在25℃下搅拌18小时,之后过滤,并且在用试剂第二次处理之前,所述吸附剂分别以70mL DMF、140mL0.5M三氟乙酸(TFA)的DMF溶液、70mLDMF、140mL0.5M三乙胺的DMF溶液以及70mL DMF洗涤。向悬浮于10mL DMF的吸附剂中加入349mg4-羧基苯硼酸、796gHBTU以及292μL三乙胺。所述混合物在25℃下搅拌22小时,之后分别以70mL DMF、140mL0.5M TFA的DMF溶液、140mL0.5M TFA的水溶液、140mL水以及140mL甲醇洗涤。在50℃下真空干燥,所述吸附剂备用。
结合于上述支承材料(B)的胺基量为约107μmol/mL。改性胺基(A)的量为202μmol/mL。所述全部非交联胺基的量为482μmol/mL。A/B比值为约1.89。
实施例10:通过使用实施例9制备的吸附剂提纯含有蔗糖、乳糖、麦芽糖及棉子糖的糖混合物
通过采用四通道低压梯度泵(LPG580、LPG680、LPG3400)、自动进样器(Gina50、ASI-100或WPS-300)、六通道柱转换阀(Besta)、柱式加热器以及二极管阵列紫外检测仪(UVD170U、UVD340S、VWD3400)构成的Dionex HPLC系统,得以分离所述含有蔗糖、乳糖、麦芽糖以及棉子糖(5mg/mL每种糖)的糖混合物。所述吸附剂被填充于33.5x4mm钢柱。为了提纯,可以采用不同梯度的两种洗脱剂(A和B),见以下表3。洗脱剂A为含有1wt.%甲酸的水溶液,并且洗脱剂B为含有1wt.%甲酸的乙腈溶液。
图9所示为分级过程。
表3:
实施例11(对照例):通过使用吸附剂Kromasil-APS(氨丙基-相,NH2,10010μm)提纯含有蔗糖、乳糖、麦芽糖及棉子糖的糖混合物
除了采用吸附剂Kromasil-APS(氨丙基-相,NH2,10μm)外,应用与实施例10中完全相同的分离方法。分级过程如图10所示。
实施例12:观察结果
恰如实施例1到4及9中制备的吸附剂,其中结合于所述聚合物官能团的残基与通过电子供体/受体反应结合到所述支承材料表面的聚合物官能团的数量之比高于2.33,导致没有待提纯混合物的分离基线和/或所述物质保有率非常低。所得产品的纯度显著提高,和/或所述产率也很低。对于低于所述比例低限的情况,也是如此。

Claims (13)

1.一种具有多孔无机固体支承材料的吸附剂,所述吸附剂的表面具有交联聚乙烯胺膜,所述膜包括改性胺基和通过电子供体/受体反应结合到所述支承材料表面的伯胺基,其中改性胺基是通过胺基结合的残基改性的基团,改性胺基的数量与结合到表面的伯胺基数量之比的范围为0.33到2.33,所述残基具有以下通式(I):
其中符号和标记具备以下含义:
L为具有1到20个碳原子的n+1价直链脂肪烃基或具有3到20个碳原子的n+1价支链烃基或脂环烃基,
其中,
所述烃基中的一个或多个CH2-部分被CO、NH、O或S取代,
所述烃基中的一个或多个CH-部分可以被N取代,
所述烃基可以包括一个或多个位于两个碳原子间的双键,以及
一个或多个氢原子可以由D、F、Cl或OH取代;
Ar在每处独立地代表具有6到28个芳环原子的单价单或多环芳环体系,其中一个或多个氢原子被F、Cl、OH、C1-6-烷氧基、NH2、-NO2、-B(OH)2、-CN或-NC取代;以及
n为代表结合到L的Ar-部分的个数,并且n为1、2或3;
其中,相对于所述聚乙烯胺的非交联胺基的总量,改性胺基的摩尔量范围为25到70mol%。
2.权利要求1所述的吸附剂,其中所述多孔无机支承体包括氧化硅。
3.权利要求1所述的吸附剂,其中,相对于所述聚乙烯胺的非交联胺基的总量,改性胺基的摩尔量范围为30到67mol%。
4.权利要求2所述的吸附剂,其中,相对于所述聚乙烯胺的非交联胺基的总量,改性胺基的摩尔量范围为30到67mol%。
5.权利要求1到4中任一项所述的吸附剂,其中,相对于所述聚乙烯胺的非交联胺基的总量,结合到上述支承材料表面的伯胺基的摩尔量范围是30到75mol%。
6.权利要求1到4中任一项所述的吸附剂,其中所述无机固体支承材料的孔径范围为6到400nm。
7.权利要求5所述的吸附剂,其中所述无机固体支承材料的孔径范围为6到400nm。
8.一种具有固体支承材料的吸附剂,所述吸附剂的表面具有如以下通式(I)的残基,
其中所述残基通过通式(I)中虚线所示的共价单键连接到位于固体支承材料表面的聚合物膜表面上的官能团;以及
其中所述符号和标记具备以下含义:
L为具有1到20个碳原子的(n+1)价直链脂肪烃基或具有3到20个碳原子的(n+1)价支链烃基或脂环烃基,
其中,
所述烃基中的一个或多个CH2-部分被CO、NH、O或S取代,
所述烃基中的一个或多个CH-部分可以被N取代,
所述烃基可以包括一个或多个位于两个碳原子间的双键,以及
一个或多个氢原子可以由D、F、Cl或OH取代;
Ar在每处独立地代表具有6到28个芳环原子的单价单或多环芳环体系,其中一个或多个氢原子被F、Cl、OH、C1-6-烷氧基、NH2、-NO2、-B(OH)2、-CN或-NC取代;以及
n为代表结合到L的Ar-部分的个数,并且n为1、2或3。
9.如权利要求1到8中任一项所述的吸附剂在有机分子提纯中的应用。
10.如权利要求9所述的应用,其中所述有机分子具有能够起到作为氢供体或氢受体的疏水性烃部分和基团。
11.如权利要求9所述的应用,其中所述有机分子的分子量范围为500到200000g/mol。
12.如权利要求10所述的应用,其中所述有机分子的分子量范围为500到200000g/mol。
13.如权利要求9到12中任一项所述的应用,其中所述有机分子选自由抑念珠菌素、大环哌喃、伊立替康、伏格列波糖、前述有机分子的衍生物、蔗糖、麦芽糖、乳糖、棉子糖以及内毒素组成的组。
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