CN104826619A - 键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相在手性分析和/或分离盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相在手性分析和/或分离盐酸舍曲林中间体（±）-Tetralone的应用。本发明还公开了一种在键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相上模拟移动床色谱手性分离盐酸舍曲林中间体（±）-Tetralone的应用。采用本发明所述环糊精手性固定相可以在相同条件下获得较现有的手性固定相更好的分离效果。采用四区模拟移动床系统，以键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相作为手性柱填料、正己烷-脂肪醇的混合溶液为流动相的分离方法具有连续进样、自动化程度高、产品纯度高、流动相消耗少的优点，适于工业化色谱分离（±）-Tetralone得到光学纯Tetralone异构体产品，拓展环糊精手性固定相在制备色谱系统中应用。

Description

键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相在手性分析和/或分离盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone的应用

技术领域

本发明涉及手性化合物的分析和分离领域，具体涉及键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相在手性分析和/或分离盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone的应用。

背景技术

手性在自然界普遍存在。空间构象不同的对映异构体在生物体内可能表现出截然不同的药理活性、代谢过程或毒性等。快速、高效获得光学纯的手性药物及其中间体成为当前研究热点之一。其中，色谱分离技术不仅能对手性对映体进行定性、定量分析，还可用于制备规模的分离。

盐酸舍曲林是美国辉瑞(Pfizer)制药有限公司在20世纪90年代初开发的抗精神抑郁药，商品名为Zoloft(左洛复)，化学名为(1S,4S)-4-(3,4-二氯苯基)-1,2,3,4-四氢-N-甲基-1-萘啶胺盐酸盐(见下式)，具有长效和副作用少的优势。1990年12月率先在英国上市，1992年在美国上市，迄今在全球96个国家和地区上市销售。1998年该药获批进入我国市场，2013年在国内的销售额超过1.5亿元。目前，盐酸舍曲林的工业制备主要采用美国辉瑞制药有限公司开发的化学合成-拆分工艺(见下式，USPatentNo.4536518和JournalofMedicinal Chemistry，1984，27(11),1508)。该工艺具有步骤短和操作相对简单的特点，但由于没有对手性中心进行控制，四种手性异构体同时生成，最终拆分得到目标产物的产率较低(约为19.2％)。

在生产盐酸舍曲林的新工艺中，若先对中间体(±)-Tetralone进行手性拆分得到光学纯(4S)-(+)-Tetralone再继续反应可望大幅提高产品的收率。但由于(±)-Tetralone消旋体没有 羟基、羧基或氨基等活性基团，无法采用化学方法拆分。因此，筛选出能高效分离(±)-Tetralone对映异构体的手性固定相材料，并开发连续运行、低成本的色谱分离工艺(如模拟移动床色谱)成为工业生产盐酸舍曲林的关键。在中国发明专利申请CN201410315738.7中，应用涂覆型纤维素/直链淀粉-三(3，5-二甲基苯氨基甲酸酯)手性固定相对其进行色谱分析，最大分离度Rs为2.037，然而涂覆型手性固定相在非常规流动相中易发生溶胀或溶解，在制备色谱中应用时受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相的新应用，具体是应用于手性分析和分离盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone。

本发明的另一个目的在于提供上述β-环糊精手性固定相在模拟移动床色谱上拆分盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone对映异构体的方法。

本发明的上述目的通过如下方案予以实现：

键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相在手性分析和/或分离盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone的应用。

其中，所述的键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相的结构如式Ⅰ所示：

本发明所述环糊精手性固定相可以在相同条件下获得较现有的手性固定相更好的分离盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone的效果。

所述分析可以是在液相色谱仪下进行，以所述键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相作为色谱柱填料。

优选地，所述分离采用模拟移动床色谱分离系统进行，以所述键合3,5-二甲基苯氨基甲 酰化β-环糊精手性固定相为手性填料。

模拟移动床(简写为SMB)发展于20世纪50年代，通过多柱串联、切换物料进出口的方法来模拟液固逆流，实现快慢组分的完全分离，同时，双进料双出料模式非常适于分离二元组分物系(如手性药物对映体的分离)。E.Covay等采用直链淀粉手性固定相在四区模拟移动床上手性分离盐酸曲马多(J.Chromatogr.A,1997,769(1):49)；M.Bechtold等在替考拉宁手性固定相上采用模拟移动床色谱手性分离氨基酸(J.ChromatogrA,2012,1236:123)；中国发明专利CN200510049387.0公开了纤维素手性固定相-模拟移动床色谱法分离奥美拉唑对映体的技术；中国发明专利申请CN201110253360.9则公开了纤维素手性固定相-模拟移动床色谱法拆分甲霜灵对映体的方法；WangX.等在苯氨基甲酰化环糊精手性固定相使用五区模拟移动床制备分离纳多洛尔(Chem.Eng.Sci.,2005,60(5):1337)。与传统高效液相制备色谱相比，SMB分离具有自动连续进样、固定相和流动相利用率高、生产成本低、适于规模化生产的优点。

一种β-环糊精手性固定相在模拟移动床色谱上拆分盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone对映异构体的方法，在四区模拟移动床色谱系统上，采用式Ⅰ所示键合3，5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相，以正己烷与脂肪醇混合物为流动相，手性分离分别得到光学纯盐酸舍曲林中间体产品，即(4R)-(-)-Tetralone和(4S)-(+)-Tetralone。

优选地，所述在模拟移动床色谱上拆分盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone对映异构体的方法，包括如下步骤：

S1.以流动相溶解盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone，使形成样品浓度为0.1～10mg·mL^-1的溶液；

S2.将S1.所得溶液通过进样泵泵入模拟移动床色谱系统；所述模拟移动床色谱系统由4～8根性质相同的色谱柱组成，分为4个区，每区有1～2根色谱柱，其中介于进流动相口与提取口的为固定相再生区(ZoneI)；介于提取口与进样口之间为过渡区(ZoneII)；介于进样口与提余口之间的为吸附区(ZoneIII)；介于提余口与进流动相口的为流动相再生区(ZoneIV)；

S3.从S2.中模拟移动床色谱系统的提取口和提余口分别收集产品溶液，经蒸发浓缩干燥后，分别得到光学纯(4R)-(-)-Tetralone和(4S)-(+)-Tetralone。

优选地，所述正己烷与脂肪醇混合物中，正己烷与脂肪醇的体积比(v/v)为80～99：20～1。

更优选地，所述正己烷与脂肪醇混合物中，正己烷与脂肪醇的体积比(v/v)为90：10。

优选地，所述正己烷与脂肪醇混合物为正己烷与乙醇或正己烷与异丙醇的混合物。

优选地，所述四区模拟移动床色谱分离系统中，洗脱泵流速为不高于20mL·min^-1，压强不高于10MPa；进样泵流速为不高于5mL·min^-1，压强不高于10MPa；提取泵流速为不高于 10mL·min^-1，压强不高于10MPa；提余泵流速为不高于10mL·min^-1，压强不高于10MPa。

优选地，所述色谱柱填料的粒径为5～30μm。

更优选地，所述色谱柱填料的粒径为10～20μm。

优选地，所述模拟移动床色谱分离系统中多通旋转阀的切换时间为2～20min。

优选地，所述模拟移动床色谱系统的操作温度为10～30℃。

更优选地，所述模拟移动床色谱系统的操作温度为25℃。

与现有技术相比，本发明具有下列有益效果：

本发明公开的键合3，5-二甲基苯基氨甲酰化β-环糊精手性固定相对盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone对映体具有良好的分离效果；结合模拟移动床系统，可从(±)-Tetralone外消旋混合物中分离得到纯度不低于95％的对映体产品，工艺简单、生产连续自动化、产品纯度高和质量稳定；流动相后处理简单，循环利用降低流动相的消耗；并且在进样量大的程度下，依然具有高的分离度。

附图说明

图1为本发明所述的制备分离盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone的模拟移动床系统示意图(柱组成2-2-2-2)；

图2为环糊精(a/b)和键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相(c)的结构示意图；

图3为盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone外消旋体和分离得到的两种对映体的液相色谱图。

具体的实施方式

以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规市购的原料试剂。

采用本发明所述的手性固定相，在常规的制备色谱中也能对(±)-Tetralone外消旋体进行制备分离，但普遍存在流动相消耗大、自动化程度低、难以连续运行的缺陷，因此本发明优选采用模拟移动床对(±)-Tetralone外消旋体进行分离。

采用模拟移动床色谱系统分离的条件

1、设备及操作条件的选择

本发明采用的模拟移动床系统如图1所示。该系统由进样泵、流动相泵、提取泵、提余泵、多通旋转阀(未在图中标出)和色谱柱组成，通过恒流泵控制进液出液量，此外还有控制多通旋转阀周期性切换的软件和计算机。样品溶液和流动相分别由进样口及流动相入口注入系统，(±)-Tetralone的两个对映体溶液分别从提取液和提余液出口中流出。四个出入口随切换时间t*沿着流动相流动的方向进行周期性切换。操作温度的范围为10～30℃，最佳操作温度为25℃。

2、色谱柱填料及流动相选择

本发明采用的色谱填料为键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相(见图2)，从广州研创生物技术发展有限公司获得，其合成参考CN200810030153.5、Journalof ChromatographyA,1993,628(1)，11和2008,1213(2)，162实现。先得到3，5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精衍生物，再与3-氨丙基硅胶发生施陶丁格反应得到键合3，5-二甲基苯氨基甲酰化环糊精手性固定相。填料粒径范围为5～30μm，填料粒径越小，粒径分布越窄，分离效果越好；但在相同流速下，粒径小的填料会使系统压力显著升高，对系统耐压性能要求增高。综合考虑分离效果及系统压力，选择粒径为10～20μm的色谱填料。流动相为正己烷和脂肪醇的混合物。

在中国发明专利申请CN201410315738.7中，发明人在涂覆纤维素-三(3，5-二甲基苯氨基甲酸酯)手性固定相上对(±)-Tetralone外消旋体进行手性色谱分析，最大分离度为2.037。

然后，以载样量为评价指标，优选出键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相，用于模拟移动床系统对(±)-Tetralone外消旋体进行分离。

3、分离步骤 

1)用流动相溶解(±)-Tetralone外消旋体，浓度为0.1～10mg·mL^-1。由进样泵注入色谱系统，进样浓度越高，产率越高，但进样浓度受其在流动相中的溶解度限制，同时随进样浓度的增大，产品纯度也会下降。本发明所述的模拟移动床系统由4～8根色谱柱组成，分4个区，每区的色谱柱越多，分离效果越好，处理量越大，但是增多色谱柱会使系统压力剧增和系统变复杂。通过系统软件定期控制多通旋转阀的切换，使流动相入口、进样口、提取液口及提余液口沿着流动相流动的方向进行周期性切换，最终使Tetralone的两个对映体分别从提取液出口和提余液出口流出系统；

2)从模拟移动床系统的提取口和提余口分别收集两个对映体产品溶液，浓缩干燥后收集(4R)-(-)-Tetralone和(4S)-(+)-Tetralone的产品，纯度均在95％以上。

3)产品的纯度检测：

流动相：正己烷：低级醇＝90：10(v/v)，低级醇为碳原子数为1～3个的脂肪醇。

流速：1.0mL·min^-1

仪器型号：岛津LC-15C液相色谱仪 

色谱柱规格：I.D.4.6×250mm、5μm；填料为键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相；

检测波长：214nm

计算方法：采用色谱峰面积归一法计算产品中单一对映体的纯度。

下面结合实例进一步说明本发明。

实施方式： 

1.流动相的选择 

流动相组成影响(±)-Tetralone外消旋体的分离，还影响模拟移动床的生产效率。如表1所示，随流动相的极性减小(以异丙醇代替乙醇、或降低醇含量)，(±)-Tetralone对映体在手性固定相上分离度增大，选择性因子变大，但保留时间延长会显著降低设备的生产效率，增加溶剂消耗，故以正己烷：醇＝90:10(v/v)开展后续工作。

表1流动相的选择

测试条件：岛津LC-15C液相色谱仪；色谱柱规格：I.D.4.6×250mm；填料为键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相(5μm)；检测波长：214nm；流速：1.0mL·min^-1。

2.手性填料的选择

分别在涂覆纤维素-三(3，5-二甲基苯氨基甲酸酯)手性固定相和键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相上完成对(±)-Tetralone的载样量实验，见表2。

首先，随着进样量的增大，(±)-Tetralone的保留因子变化较小，但分离度显著降低，在键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相，进样量从25μg增大到100μg，分离度从1.701降低到1.068；在涂覆纤维素-三(3，5-二甲基苯氨基甲酸酯)手性固定相上，进样量 从5μg增大到75μg，分离度从1.561降低到0.958。以分离度1.0为基准，键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相对(±)-Tetralone外消旋体的载样量为100μg，高于涂覆3,5-二甲基苯氨基甲酰化纤维素手性固定相，以处理相同量的样品计算，前者具有更高的生产效率。此外，与涂覆型纤维素手性固定相比，键合型手性固定相在非常规流动相中具有更高的化学稳定性，且能耐更高压力，在制备色谱中应用更广。因此，本发明优选键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相在模拟移动床上对(±)-Tetralone外消旋体进行制备分离。

表2色谱柱载样量实验 

测试条件：岛津LC-15C液相色谱仪；色谱柱规格：I.D.4.6×250mm；检测波长：214nm；流速：1.0mL·min^-1；进样浓度为：1mg·mL^-1；流动相：正己烷：乙醇＝90：10(v/v)

3、模拟移动床的分离实例

分离实例1

a、操作条件 

流动相：正己烷：乙醇＝90:10(v/v)

进样浓度：0.50mg·mL^-1

进样液流速：0.05mL·min^-1

洗脱液流速：1.80mL·min^-1

萃余液流速：1.25mL·min^-1

萃取液流速：0.60mL·min^-1

切换时间：5min

系统温度：25℃

b、产品分析 

在模拟移动床连续运行24小时，分别在提余出口和提取出口收集样品溶液，然后对产品进行分析。在提余液中，(4S)-(+)-Tetralone的纯度为95.64％；在提取液中，(4R)-(-)-Tetralone的纯度为95.44％。每公斤手性固定相每天可生产两种异构体产品各0.50g，流动相消耗74L/g，产品的回收率为94％。

分离实例2

a.操作条件

流动相：正己烷：异丙醇＝90:10(v/v)

进样浓度：0.50mg·mL^-1

进样液流速：0.10mL·min^-1

洗脱液流速：1.80mL·min^-1

萃余液流速：0.90mL·min^-1

萃取液流速：1.00mL·min^-1

切换时间：5min

系统温度：25℃

b、产品分析 

在模拟移动床连续运行24小时，分别在提余出口和提取出口收集样品溶液，然后对产品进行分析。在提余液中，(4S)-(+)-Tetralone的纯度为96.69％；在提取液中，(4R)-(-)-Tetralone的纯度为97.69％。每公斤手性固定相每天可生产两种异构体产品各1.00g，流动相消耗37L/g，产品的回收率为90.64％。

上述实施实例用来解释说明本发明，而不对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相在手性分析和/或分离盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相的结构如式Ⅰ所示：

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述分离在模拟移动床色谱分离系统上进行，以键合3,5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相为手性填料。

4.一种β-环糊精手性固定相在模拟移动床色谱上拆分盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone对映异构体的方法，其特征在于，在四区模拟移动床色谱系统上，采用键合3，5-二甲基苯氨基甲酰化β-环糊精手性固定相，以正己烷与脂肪醇的混合物为流动相，手性分离分别得到光学纯盐酸舍曲林中间体产品，即(4R)-(-)-Tetralone和(4S)-(±)-Tetralone。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.以流动相溶解盐酸舍曲林中间体(±)-Tetralone，使形成样品浓度为0.1～10mg·mL^-1的溶液；

S2.将S1.所得溶液通过进样泵泵入模拟移动床色谱系统；所述模拟移动床色谱系统由4～8根性质相同的色谱柱组成，分为4个区，每区有1～2根色谱柱，其中介于进流动相口与提取口的为固定相再生区(Zone I)；介于提取口与进样口之间为过渡区(Zone II)；介于进样口与提余口之间的为吸附区(Zone III)；介于提余口与进流动相口的为流动相再生区(Zone IV)；

S3.从S2.中模拟移动床色谱系统的提取口和提余口分别收集产品溶液，经蒸发浓缩干燥后，分别得到光学纯(4R)-(-)-Tetralone和(4S)-(+)-Tetralone。

6.根据权利要求4或5所述环糊精手性固定相模拟移动床色谱分离盐酸舍曲林中间体对映体的方法，其特征在于，所述正己烷与脂肪醇混合物中，正己烷与脂肪醇的体积比(v/v)为80～99：20～1。

7.根据权利要求4或5所述环糊精手性固定相模拟移动床色谱分离盐酸舍曲林中间体对映体的方法，其特征在于，所述四区模拟移动床色谱分离系统中，洗脱泵流速为不高于20mL·min^-1，压强不高于10MPa；进样泵流速为不高于5mL·min^-1，压强不高于10MPa；提取泵流速为不高于10mL·min^-1，压强不高于10MPa；提余泵流速为不高于10mL·min^-1，压强不高于10MPa。

8.根据权利要求4或5所述环糊精手性固定相模拟移动床色谱分离盐酸舍曲林中间体对映体的方法，其特征在于，所述色谱柱填料的粒径为5～30μm。

9.根据权利要求4所述环糊精手性固定相模拟移动床色谱分离盐酸舍曲林中间体对映体的方法，其特征在于，所述模拟移动床色谱分离系统中多通旋转阀的切换时间为2～20min。

10.根据权利要求4所述环糊精手性固定相模拟移动床色谱分离盐酸舍曲林中间体对映体的方法，其特征在于，所述模拟移动床色谱系统的操作温度为10～30℃。