CN104877034B - 用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物及其制备方法属于有机高分子材料技术领域。采用现有纤维素衍生物作为手性固定相材料要求使用非极性溶剂。本发明之制备方法其特征在于，在纤维素6‑位羟基接入三苯基氯甲烷保护基团；由3，5‑二甲基苯基异氰酸酯、3，5‑二氯苯基异氰酸酯和苯基异氰酸酯之一对纤维素2.3‑位羟基衍生化；由盐酸去掉所述三苯基氯甲烷保护基团；用6‑溴己酸通过酯化反应取代纤维素6‑位羟基；由叠氮化钠与6‑位溴进行亲核取代反应；由富勒烯与叠氮基进行加成反应，得到本发明之用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物，其分子结构式如下：
Description
技术领域
本发明涉及一种用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物及其制备方法，所述手性固定相材料用在高效液相色谱法中，能够分离手性化合物中的两种对映体，例如，分离手性药物中具有药物作用的对映体和具有毒副作用的旋光性相反对映体，属于有机高分子材料技术领域。
背景技术
手性化合物的两种对映体的理化性质如熔点、沸点、溶解度、折光度等虽然完全一致，但是旋光性相反。生命体中的新陈代谢反应是在手性环境中进行，由于手性化合物的两种对映体的旋光性相反，它们在生命体中的反应因此存在很大差异。比如，大多数手性药物在生命体中表现为，在一种对映体表现出药物作用的同时，另一种对映体却表现出毒副作用，可见两种对映体的作用截然不同。
在现有有机化合物药物中，有几乎三分之二的药物都有手性特征，因此，如何高效分离手性化合物的两种对映体成为有机高分子材料技术领域里的一个需要解决的技术问题。在现有各种拆分方法中，高效液相色谱法(HPLC)与本发明直接相关，该方法在填充柱中填充手性固定相材料，将待分离手性药物溶于有机溶剂中制成有机溶液，该有机溶液在流经填充柱中的手性固定相材料过程中，因手性药物中的对映体的不同而出现流速的差异，据此将手性药物中的两种对映体分离开来。现有公认的对手性化合物对映体具有较好分离效果的手性固定相材料为纤维素的衍生物，例如，使纤维素的2,3,6-位羟基衍生化而获得的纤维素衍生物。不过，将现有纤维素衍生物用作手性固定相材料用于手性化合物分离时，要求待分离手性化合物有机溶液使用的溶剂应当为非极性溶剂，这导致待分离手性化合物的种类受到限制，并且，这也使得手性固定相材料的使用寿命缩短，例如，通常只有5000小时。
发明内容
本发明的目的在于获得一种纤维素衍生物，将其用作手性固定相材料分离手性化合物时，将待分离手性化合物制成有机溶液时，所使用的有机溶剂为广谱型，为此，我们发明了一种用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物及其制备方法。
本发明之用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物其特征在于，其分子结构式为：
式中R为以下三种基团之一：
本发明之用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物制备方法其特征在于，在纤维素6-位羟基接入三苯基氯甲烷(trityl)保护基团，得到：
由3,5-二甲基苯基异氰酸酯、3,5-二氯苯基异氰酸酯和苯基异氰酸酯之一对纤维素2,3-位羟基衍生化，得到：
其中R为以下三种基团之一：
由盐酸去掉所述三苯基氯甲烷保护基团，得到：
用6-溴己酸通过酯化反应取代纤维素6-位羟基，得到：
由叠氮化钠与6-位溴进行亲核取代反应，得到：
由富勒烯(C60)与叠氮基进行加成反应，得到用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物：
发明其技术效果在于，采用涂覆法将本发明之用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物涂覆于氨丙基硅胶表面制成手性固定相材料，填充于填充柱中，采用高效液相色谱法分离手性药物中的两种对映体，从而去除手性药物中具有毒副作用的对映体。
所述的涂覆法具体过程为，以四氢呋喃为溶剂，调制5mL用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物的四氢呋喃溶液，将0.8g氨丙基硅胶投入50mL厚壁茄形瓶中。用细针头的注射器将所述溶液逐滴均匀滴加到氨丙基硅胶表面，每滴加3～5滴后充分震荡，以使其混合均匀。每滴加4次后旋蒸所述氨丙基硅胶，除去溶剂四氢呋喃。重复所述滴加、震荡、旋蒸过程，直到5mL四氢呋喃溶液滴完，得到高效液相色谱法所需手性固定相材料。
待分离手性化合物选用手性酮类化合物，不仅溶剂能够采用典型的极性有机溶剂氯仿，而且，所使用的手性固定相材料的使用寿命能够达到9000小时。
附图说明
附图是本发明具体实施方式获得的用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-(6-富勒烯己酸酯)的红外光谱曲线图，图中上方红外光谱曲线为在获得本发明最终产物的前一步骤中的纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-(6-叠氮己酸酯)的红外光谱曲线，该附图同时作为摘要附图。
具体实施方式
本发明之用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物制备方法工艺全过程如下：
现举例详述本发明之富勒烯纤维素衍生物的制备过程。
1、纤维素-6-三苯基甲基醚的制备
取2g微晶纤维素于250mL两口瓶中，在80℃下真空干燥4小时。充入干燥高纯氮气，在氮气保护下加入60mL提纯过的N,N-二甲基乙酰胺，80℃下搅拌12小时。冷却至室温，加入4g无水氯化锂作为催化剂，激烈搅拌至溶液由浑浊变澄清透明后依次加入28mL吡啶和10.8g三苯基氯甲烷。升温至80℃，反应24小时。反应后将橘黄色的产物溶液逐滴滴加到甲醇中，产物析出，抽滤并用甲醇反复洗涤，真空干燥后得白色粉末状产物。本步骤反应式如下：
2、纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-羟基的制备
取1g纤维素-6-三苯基甲基醚于100mL两口瓶中，80℃下真空干燥4小时。充入干燥高纯氮气，氮气保护下加入20mL干燥吡啶。搅拌至完全溶解后，加入4倍于纤维素2,3-位羟基的3,5-二甲基苯基异氰酸酯。80℃下反应24小时，反应结束后将棕黄色产物溶液逐滴滴加到甲醇中，产物析出，抽滤并用甲醇反复洗涤，所得白色粉末状固体分散于200mL甲醇中，激烈搅拌12小时使其均匀分散，加入2.2mL浓盐酸，在25℃室温下搅拌反应12小时，反应结束后抽滤并用甲醇反复洗涤数次，真空干燥后得白色粉末状产物。本步骤反应式如下：
3、纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-(6-溴己酸酯)的制备
取0.5g纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-羟基于三口瓶中，加入10mL量的N,N-二甲基乙酰胺，80℃下搅拌至完全溶解。冷却至室温后，加入4倍于纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-羟基的6-溴己酸和0.05g二甲基氨基吡啶，搅拌至溶解。取2g二环己基碳亚胺溶解于10mL量的N,N-二甲基乙酰胺中，在激烈的搅拌下通过滴液漏斗缓慢逐滴滴加到反应溶液中。室温下反应24小时。所得淡黄色产物溶液逐滴滴加到体积比为乙醇:水＝1:1的溶液中，所得沉淀抽滤并用体积比为乙醇:水＝2:1的溶液反复洗涤，真空干燥后得白色粉末状产物。本步骤反应式如下：
4、纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-(6-叠氮己酸酯)的制备
取0.5g纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-(6-溴己酸酯)于50ml单口瓶中，加入20mL二甲基亚砜，待完全溶解后，加入10倍过量的叠氮化钠。室温下反应24小时。反应结束后，将产物溶液逐滴滴加到体积比为乙醇:水＝1:2的溶液中，产物析出，抽滤并用体积比为乙醇:水＝1:2的溶液反复洗涤，最后真空干燥得白色粉末状产物。本步骤反应式如下：
5、纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-(6-富勒烯己酸酯)的制备
取0.2g纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-(6-叠氮己酸酯)于20mL两口瓶中，在氮气保护下加入10mL二甲基亚砜，80℃下搅拌至完全溶解，加入0.2g富勒烯，80℃下反应24小时。反应结束后产物溶液离心除去过量的富勒烯，剩余的棕色溶液转移至透析膜中，用四氢呋喃反复透析，得到最终产物富勒烯纤维素衍生物的四氢呋喃溶液。由于最终产物富勒烯纤维素衍生物具有析出后难溶的性质，故将该最终产物保存在四氢呋喃溶剂中备用。本步骤反应式如下：
采用1HMR或者红外光谱测试确定上述各步骤的中间产物及最终产物的结构。例如，采用红外光谱测试得到最终产物纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-(6-富勒烯己酸酯)的红外光谱曲线，以及在获得本发明最终产物的前一步骤中的中间产物纤维素-[2,3-二(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]-6-(6-叠氮己酸酯)的红外光谱曲线，如附图所示，可见，2100cm-1处的叠氮基特征吸收峰基本消失，在525cm-1和575cm-1两处出现了富勒烯的特征吸收峰，其余的峰型和峰强均没有明显变化，说明在纤维素衍生物6-位连接上了富勒烯基团。
Claims (3)
1.一种用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物，其特征在于，其分子结构式为：
式中R为以下三种基团之一：
2.一种用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物制备方法，其特征在于，在纤维素6-位羟基接入来自三苯基氯甲烷的保护基团，得到：
由3，5-二甲基苯基异氰酸酯、3，5-二氯苯基异氰酸酯和苯基异氰酸酯之一对纤维素2，3-位羟基衍生化，得到：
其中R为以下三种基团之一：
由盐酸去掉所述来自三苯基氯甲烷的保护基团，得到：
用6-溴己酸通过酯化反应取代纤维素6-位羟基，得到：
由叠氮化钠与6-位溴进行亲核取代反应，得到：
由富勒烯与叠氮基进行加成反应，得到用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物：
3.根据权利要求2所述的用作手性固定相材料的富勒烯纤维素衍生物制备方法，其特征在于，所述纤维素为微晶纤维素。
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