CN106268657A - 光学异构体用分离剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供光学异构体用分离剂，该光学异构体用分离剂包括新的木聚糖衍生物和载体。本发明的课5题通过下述光学异构体用分离剂而解决，所述光学异构体用分离剂包括：木聚糖的羟基被下述(I)或(Ⅱ)所示的基团取代而成的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物，和载体。(在式(I)中，R1为卤素或碳原子数1～5的烷基，R1的取代位置为间位或对位。在式(Ⅱ)中，R2及R3彼此独立，为卤素或碳原子数1～5的烷基，R2与R3为不同的基团)。
Description
技术领域
本发明涉及光学异构体用分离剂，其涉及具有以下结构的光学异构体用分离剂：木聚糖的羟基被具有特定结构的氨基甲酸酯衍生物取代。
背景技术
光学异构体作为医药、医药的原料而使用。在这样作用于生物体的用途中，就光学异构体而言，通常仅用其中一种光学异构体，所以要求光学纯度非常高。作为这样的要求高光学纯度的光学异构体的制备方法，已知以下方法：在液相色谱法、模拟移动床色谱法及超临界流体色谱法等色谱法中，使用容纳有具有光学拆分能力的光学异构体用分离剂的柱，从消旋体这样的光学异构体混合物中分离出其中一种光学异构体的方法。
光学异构体用分离剂中，可以使用具有光学活性部位的高分子。就这样的光学异构体用分离剂而言，通常包括硅胶等载体、以及负载于该载体表面的上述高分子，并容纳于柱管中用于进行光学拆分。
作为具有光学活性部位的高分子，以往已知：多糖、所述多糖的羟基被烷基取代苯基氨基甲酸酯所取代的多糖衍生物(专利文献1)。
作为所述多糖，已知使用纤维素、直链淀粉，还已知有使用壳聚糖的多糖。
另一方面，还已知，使用木聚糖作为多糖，该木聚糖的羟基被3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯取代而成的衍生物、被3,5-二氯苯基氨基甲酸酯取代而成的衍生物作为光学异构体用分离剂而利用(非专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭63-178101号公报
非专利文献1：Y.Okamoto等、Reactive&Functional Polymers 37(1998)183-188
发明内容
发明要解决的问题
非专利文献1所述的光学异构体用分离剂中，所使用的苯基氨基甲酸酯的种类仅为3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯和3，5-二氯苯基氨基甲酸酯，对于取代木聚糖的羟基的苯基氨基甲酸酯基而言，没有针对使用在苯基上取代有其他取代基的高分子的情况进行研究。
本发明的目的是提供光学异构体用分离剂，该光学异构体用分离剂包括新的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物和载体，该木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物是以与上述具有取代基的苯基氨基甲酸酯基不同的、具有其他取代基的苯基氨基甲酸酯基来取代木聚糖的羟基而得到的。
解决问题的手段
本发明人们为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，目前为止尚不知道的、木聚糖的羟基被与3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯和3,5-二氯苯基氨基甲酸酯不同的具有其他取代基的苯基氨基甲酸酯基所取代而得到的木聚糖衍生物，与以往的木聚糖-3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯衍生物和木聚糖-3,5-二氯苯基氨基甲酸酯衍生物相比，对于特定的消旋体具有优异的光学拆分能力，进而完成了本发明。
即，本发明如下所述。
[1]光学异构体用分离剂，其包括：
木聚糖的羟基被下述(I)或(Ⅱ)所示的基团取代的木聚糖-苯基氨基甲酸酯(xylan-phenyl carbamate group)衍生物，和
载体，
在式(I)中，R1为卤素或碳原子数1～5的烷基，R1的取代位置为间位或对位，
在式(Ⅱ)中，R2及R3彼此独立，为卤素或碳原子数1～5的烷基，R2与R3为不同的基团。
[2]根据[1]所述的光学异构体用分离剂，其中，取代木聚糖的羟基的基团为式(I)所示的基团，R1为碳原子数1～5的烷基。
[3]根据[2]所述的光学异构体用分离剂，其中，R1的取代位置为间位，R1为甲基或乙基。
[4]根据[1]所述的光学异构体用分离剂，其中，取代木聚糖的羟基的基团为式(Ⅱ)所示的基团，式(Ⅱ)中的R2为卤素，R3为碳原子数1～5的烷基。
[5]根据[4]所述的光学异构体用分离剂，其中，R2为氯，R3为甲基或乙基。
[6]根据[1]～[5]中任一所述的光学异构体用分离剂，其中，载体为硅胶。
发明效果
根据本发明，可提供对于特定的消旋体具有良好的分离能力的光学异构体用分离剂。
附图说明
[图1]为显示在80℃DMSO-d6中，木聚糖-3-甲基苯基氨基甲酸酯衍生物的1H-NMR谱的图。
[图2]为显示使用实施例1中制备的光学异构体用分离剂，对特定的消旋体进行分离而得到的色谱图的图。
[图3]为显示使用实施例2、4、以及比较例3中制备的光学异构体用分离剂，对特定的消旋体进行分离而得到的色谱图的图。
具体实施方式
本发明的光学异构体用分离剂包括：木聚糖的羟基被下述(I)或(Ⅱ)所示的基团取代而成的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物，和载体。
(在式(I)中，R1为卤素或碳原子数1～5的烷基，R1的取代位置为间位或对位。)
(在式(Ⅱ)中，R2及R3彼此独立，为卤素或碳原子数1～5的烷基，R2与R3为不同的基团。)
本发明的光学异构体用分离剂可以仅由本发明的前述木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物和载体构成。
本发明中使用的木聚糖可以为β-1,4-木聚糖、β-1,3-木聚糖中的任一种，也可以为它们的混合物。
木聚糖的数均聚合度(1分子中包含的吡喃糖环的平均数)优选为5以上，更优选为10以上，没有特别的上限，但从容易操作的观点出发，优选为1000以下、更优选为5～1000、进一步优选为10～1000、特别优选为10～500。
在上述的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物中，对于木聚糖的羟基而言，可以存在未反应的羟基，另外只要不损伤本发明的效果，也可以用其他的取代基进行取代。作为前述未反应的羟基、用其他的取代基进行取代的羟基这样的羟基的总比例，可以列举为占全部羟基的大约20％以下的情形。
关于利用上述式(Ⅰ)或(Ⅱ)所表示的具有取代基的苯基氨基甲酸酯基，对木聚糖的羟基的氢原子进行取代的方法，可列举如以下的方法。
将芳香族环上的氢被如上述式(I)所述的R1取代而成的苯基异氰酸酯化合物、或被如上述式(Ⅱ)所述的R2及R3取代而成的苯基异氰酸酯化合物，溶解在溶解有氯化锂的例如N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮及1，3-二甲基-2-咪唑烷酮等酰胺系溶剂中，向该溶液中加入木聚糖，于适当的温度及时间(20～100℃、1～24小时)开始反应，使苯基异氰酸酯化合物的异氰酸酯基与木聚糖的羟基进行反应。
也可以同时使用上述酰胺系溶剂之外的其他溶剂，例如吡啶。
在上述的式(I)中，作为卤素可列举氯、溴或氟，优选氯。另外，作为碳原子数1～5的烷基，优选甲基或乙基。
另外，R1位于间位或对位，但为间位时，对特定的光学异构体的光学拆分能力更优异。
另外，从对特定的光学异构体的光学拆分能力优异的观点出发，优选R1为碳原子数1～5的烷基。
在式(Ⅱ)中，作为卤素可以列举氯、溴或氟、优选氯。另外，作为碳原子数1～5的烷基，优选甲基或乙基。
在R2与R3不是同样的基团，且R2或R3中的一个基团为卤素的情况下，从对特定的光学异构体的光学拆分能力优异的观点出发，优选剩下的基团为碳原子数1～5的烷基。
具体而言，在R2或R3的任一者中，优选用氯作为卤素取代，甲基或乙基作为非卤素的基团取代。例如，优选R2为卤素、更优选为氯。另外，R3优选为碳原子数1～5的烷基、更优选为甲基。
作为用于负载木聚糖衍生物的载体，可列举多孔有机载体或者多孔无机载体，优选可以列举多孔无机载体。作为多孔有机载体的适当的载体为，选自聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯酸酯等高分子物质；作为多孔无机载体的适当的载体为，硅胶、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化镁、玻璃、高岭土，氧化钛、硅酸盐、羟基磷灰石等。优选的载体为硅胶、氧化铝或者玻璃。
关于上述载体，通过对其进行表面处理，可以抑制分离对象物质过量地吸附于载体本身。作为表面处理剂，可以列举氨基丙基硅烷这样的硅烷偶联剂、钛酸盐类·铝酸盐类偶联剂。
本发明中可以用的载体的平均粒径通常为0.1～1000μm，优选为1～50μm。载体的平均孔径通常为优选为
另外，载体的比表面积通常为5～1000m2/g，优选为10～500m2/g。
本发明的光学异构体用分离剂的平均粒径，可利用使用显微镜图像进行测定的装置，例如Malvern公司制Mastersizer 2000E进行测定。
在本发明的光学异构体用分离剂中，负载于载体的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物的量，可以列举相对于载体为1～100重量％的情形、优选为5～50重量％。
该负载量可以利用热重分析求出。
将上述的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物负载于载体的方法，既可为化学的方法，也可为物理的方法。作为物理的方法，有将木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物溶解于可溶性的溶剂，与载体充分混合，在减压或升温下利用气流将溶剂馏去的方法；将木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物溶解于可溶性的溶剂，与载体充分混合后，通过在对于木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物不溶性的溶剂中分散，而使可溶性溶剂扩散的方法。以这种方式得到的分离剂也可以通过进行加热、添加溶剂、洗涤等适当的处理，改善分离剂的分离能力。
本发明的光学异构体用分离剂，可以通过公知的方法填充于具有公知尺寸的柱中，作为HPLC用的柱使用。
在使用填充了本发明的光学异构体用分离剂的柱，以HPLC进行光学异构体的分离时，HPLC的流速可以适宜地调整使用，可列举0.1～5ml/min左右的情形。
本发明的光学异构体用分离剂，除HPLC以外，还可以作为气相色谱法用、电泳用、特别是毛细管电泳色谱法用(CEC用)、CZE(毛细管区带电泳)法、MEKC(胶束电动色谱法)法的毛细管柱的填充剂使用。
[实施例]
以下，结合实施例对本发明进行详细的说明。但本发明并不限定于以下的实施例的方式。
＜实施例1＞
将来源于山毛榉材(ナブ材)的木聚糖(Sigma-Aldrich)分散于60℃的水中，作为不溶于丙酮的级分回收木聚糖，从而进行了预处理。
以下述反应式所显示的方式，使进行了预处理的木聚糖、与过量的间位被甲基取代的苯基异氰酸酯在80℃的溶液(二甲基乙酰胺、氯化锂、无水吡啶)中进行反应，使木聚糖的羟基被氨甲酰化，导入了以下的(1)所示的间-甲基苯基氨基甲酸酯基，得到木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物(a)。
得到的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物的1H-NMR谱示于图1。1H-NMR谱(500MHz)是使用Brucker-500Spectrometer(Brucker,USA)进行的。
针对被(1)所示的具有取代基的苯基氨基甲酸酯基取代而成的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物进行热重分析的结果，示于以下的表1。
[表1]
| 测量值 | C％：64.47 | H％：6.59 | N％：6.54 |
| 理论值 | C％：64.25 | H％：6.54 | N％：6.32 |
＜实施例2～7＞
除使用取代基的种类不同的苯基异氰酸酯以外，通过与实施例1相同的顺序，得到导入了以下的式(2)～(7)所示的具有取代基的苯基氨基甲酸酯基的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物(b)～(g)。
＜比较例1～4＞
除使用取代基的种类不同的苯基异氰酸酯以外，通过与实施例1相同的顺序，得到导入了以下式(8)～(11)所示的具有取代基的苯基氨基甲酸酯基的比较例1～4的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物(h)～(k)。
以下示出实施例及比较例中制备的各木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物的1H NMR数据(DMSO-d6、80℃)。就木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物(j)与(k)而言，因为是公知的所以省略数据。
(b):1H NMR(DMSO‐d6):δ3.1-5.7(葡萄糖质子，6H),6.6‐7.9(芳香族的，8H),9.2‐10.1(NH,2H).
(c):1H NMR(DMSO‐d6):δ3.2‐5.3(葡萄糖质子，6H),6.6-7.7(芳香族的，8H),9.0-9.8(NH,2H).
(d):1H NMR(DMSO‐d6):δ3.1‐5.2(葡萄糖质子，6H),6,9-7.8(芳香族的，8H),9.1-9.9(NH,2H).
(e):1H NMR(DMSO‐d6):δl.8‐2.5(CH3,6H),3.1‐5.3(葡萄糖质子，6H),6.6‐7.6(芳香族的，8H),8.7-9.6(NH,2H).
(f):1H NMR(DMSO‐d6):δ0.7‐1.4(CH3,6H),2.1-2.7(CH2,4H),3.1-5,4(葡萄糖质子，6H),6.6-7.8(芳香族的，8H),8.7‐9.8(NH,2H).
(g):1H NMR(DMSO‐d6):δl.9-2.4(CH3,6H),3.1-5,3(葡萄糖质子，6H),6.8-7,9(芳香族的，6H)9.1-10.0(NH,2H).
(h):1H NMR(DMSO‐d6):δ3.1-5.6(葡萄糖质子，6H),7.2‐8.5(芳香族的，8H),9.7‐10.5(NH,2H).
(i):1H NMR(DMSO‐d6):δ3.4-4.0(CH3,6H),3.1-5.2(葡萄糖质子，6H),6.3-7.5(芳香族的,8H),8.6-9.4(NH,2H).
＜光学异构体用分离剂的配制及色谱柱的制备＞
将实施例1中制备的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物(a)(0.35g)完全溶解于四氢呋喃(8mL)后，包覆在预先用氨基丙基三乙氧基硅烷进行了表面处理的硅胶(平均粒径7μm、平均孔径100nm)(1.40g)的表面，得到光学异构用分离剂-1。
通过浆料法将光学异构体用分离剂-1填充于不锈钢制的柱(25cm×0.20cm i.d.)中，而得到柱-1。
在以苯作为对象，使用己烷/2-丙醇(90/10,v/v)的混合物作为洗脱液、将流速设定为0.1ml/min.进行测定时，柱-1的理论板数为1500-3000。
死时间(t0)，使用1,3,5-三-叔丁基苯作为不保留物质进行测定。
作为HPLC装置，使用带UV/Vis(Jasco UV-2070)及圆二色性检测器(JASCO CD-2095)的JASCO PU-2089色谱仪。
样品(消旋体(2mg/mL)的溶液)向色谱仪系统的注入，使用Intelligentsampler(JASCO AS-2055)进行。
对具有以下结构的消旋体进行分离而得到的色谱图示于图2。
与光学异构体用分离剂-1相同地，使用实施例2～7、比较例1～4中得到的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物(b)～(k)，得到光学异构体用分离剂-2～11。然后，用与实施例1相同的方式，将各光学异构体用分离剂填充于不锈钢制的柱中。
使用填充了光学异构体用分离剂-1～11的柱-1～11，对具有以下结构的消旋体1及2进行分离。在使用各柱的分析中，使用己烷/2-丙醇(90/10,v/v)作为洗脱液，使流速为0.1mL/min.，检测波长为254nm。
使用各柱对消旋体1及2进行分离得到的结果，示于表2及3。
表中所示化合物的手性识别能力(分离因子α值)以如下所示的方式，根据保留因子(k1')算出。
另外，利用使用实施例2、4及比较例3的光学异构体用分离剂柱，对消旋体1进行分离而得到的色谱图示于图3。
保留因子(k1’)
k1’＝[(对映体的保留时间)-(死时间)]/死时间
分离因子(α)
α＝(较强保留的对映体的保留因子)/(较弱保留的对映体的保留因子)
[表2]
＊表中，括号内显示最初洗脱的对映体在254nm处的旋光度。
[表3]
＊表中，括号内显示最初洗脱的对映体在254nm处的旋光度。
从表2和3的结果可知，与具有极性取代基的比较例1及2相比，具有非极性取代基的实施例1～6的光学异构体用分离剂对消旋体1及2的分离因子高。
从表2及表3的消旋体2的分离结果来看，相比于取代有两个甲基的比较例4，仅取代有1个甲基的实施例1及5的分离因子高。
另外，对于消旋体1及2的任一者而言，乙基取代在对位的实施例6，与实施例1及5具有基本同等的分离能力。
表2及表3的光学异构体用分离剂中，针对在苯基上取代有氯的分离剂进行比较，消旋体1及2的分离因子按以下的顺序升高：间位被氯单取代的实施例2＞对位被氯取代的实施例4＞间位被氯、且对位被甲基取代的实施例7＞间位被氯二取代的比较例3。
从表2的实施例1及5、与实施例2及4的比较可知，苯基的间位被取代基取代的分离剂对消旋体1及2的分离能力更优异。
另外，从表2的实施例2与实施例1的比较、以及表3的比较例3与比较例4的比较可知，具有作为供电子性取代基的甲基的分离剂，相比于具有作为吸电子性取代基的氯的分离剂，对消旋体1及2的分离能力更优异。
工业实用性
根据本发明，可以提供使用木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物的光学异构体用分离剂，相比于木聚糖的羟基被在苯基的3,5位被氯或甲基取代的苯基氨基甲酸酯基取代而成的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物，本发明的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物对于特定的消旋体具有优异的分离能力。
Claims (6)
1.光学异构体用分离剂，其包括：
木聚糖的羟基被下述(I)或(Ⅱ)所示的基团取代而成的木聚糖-苯基氨基甲酸酯衍生物，和
载体，
在式(I)中，R1为卤素或碳原子数1～5的烷基，R1的取代位置为间位或对位，
在式(Ⅱ)中，R2及R3彼此独立，为卤素或碳原子数1～5的烷基，R2与R3为不同的基团。
2.根据权利要求1所述的光学异构体用分离剂，其中，取代木聚糖的羟基的基团为式(I)所示的基团，R1为碳原子数1～5的烷基。
3.根据权利要求2所述的光学异构体用分离剂，其中，R1的取代位置为间位，R1为甲基或乙基。
4.根据权利要求1所述的光学异构体用分离剂，其中，取代木聚糖的羟基的基团为式(Ⅱ)所示的基团，式(Ⅱ)中的R2为卤素，R3为碳原子数1～5的烷基。
5.根据权利要求4所述的光学异构体用分离剂，其中，R2为氯，R3为甲基或乙基。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的光学异构体用分离剂，其中，载体为硅胶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170104 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |