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Abstract

本发明公开了一种用于拆分外消旋化合物的手性MOC液相色谱分离柱。以手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent颗粒作为高效液相色谱的固定相,手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent晶体由1,4‑二(2‑咪唑甲醛)丁烷、(R)‑1‑苯基乙胺和Fe(ClO4)2·6H2O通过分子自组装形成。该手性柱对7种外消旋化合物均表现出了较好的手性识别能力。本发明实现了以手性金属有机笼(MOCs)作为液相色谱分离的固定相用于拆分外消旋化合物,其合成材料廉价易得,制柱成本较低,具有分离速度快、稳定性好、可反复使用的特点,为多孔材料在分离科学领域的应用开辟了新的途径,在手性识别领域具有良好的应用前景。

Description

一种用于拆分外消旋化合物的手性MOC液相色谱分离柱
技术领域
本发明属于液相色谱分离技术领域,具体是涉及一种以具有良好手性识别性能的新型金属有机笼材料作为固定相制备的手性MOC液相色谱柱。
背景技术
手性是自然界的本质属性,在药理学、农用化学、生物学、化学等诸多领域发挥着重要作用。研究手性识别的最主要原动力来自于手性药物。在常用药物中,很大部分是以外消旋体存在。手性药物在生物体内的一系列作用与其构型密切相关,不同旋光活性的对映体所表现出的生物学活性及毒性存在显著差异。因此,对手性药物分离获取单一对映体成为社会的迫切需要。针对手性分离的重要性和挑战,探索了大量的手性识别材料和技术。
笼状化合物,是分子中具有多个环状结构、形状像笼子状的一类化合物。一般较为常见的笼状化合物形状类似于四面体、立方体、八面体、十二面体、二十面体和球形多面体,这些笼型分子形状持久稳固并且具有分子内部空腔。由于其具有特殊的空腔结构、可调的几何形状和易于修饰功能基团等特点,在气体吸附与存储、催化、分子分离领域有着广阔的应用前景。到目前为止,有各种各样的手性多孔有机分子笼,如CC3-R、CC9、CC10和戊基笼,被用作气相色谱固定相分离对映体。但由于多孔有机分子笼的孔窗口尺寸、空腔大小和形状对其手性识别能力有影响,所以要构筑结构稳定的手性多孔有机笼还是一个很大的难题。因此,开发稳定的、拆分能力强的色谱手性柱非常重要。
金属有机笼(Metal-Organic Cages,MOCs)由金属离子或金属簇与有机配体自组装形成的小分子笼状化合物自组装形成,该材料不同于前面的手性多孔有机笼材料。金属有机分子笼作为一种新型的分离介质,由于其通过金属导向自组装,易获得稳定的MOCs材料,在自组装的过程中,更容易精准控制结构的尺寸、几何形状和内部空腔结构,MOCs材料的合成过程简单且产率高。基于以上优点,手性MOCs材料在分离分析领域有着潜在的应用价值,更有希望成为稳定的、拆分能力强、适用范围广、成本更低的手性固定相。
发明内容
本发明的目的在于探索开发新型手性拆分材料,利用手性金属有机笼作为高效液相色谱固定相,制备一种用于拆分外消旋化合物的手性MOC液相色谱分离柱,以实现对多种外消旋化合物良好的手性选择性和拆分能力。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
除非另有说明,本发明所采用的百分数均为质量百分数。
一种用于拆分外消旋化合物的手性MOC液相色谱分离柱,由以下方法制备得到:
(1)手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent的合成:取98.4mg 1,4-二(2-咪唑甲醛)丁烷,97.8mg(R)-1-苯基乙胺和96.8mg Fe(ClO4)2·6H2O,在氮气保护下加入20mL乙腈,在80℃条件下反应2小时,自然冷却到室温,过滤得到紫色溶液,然后在室温下将乙醚扩散到紫色溶液中,使紫色晶体缓慢析出,过滤收集晶体;
(2)手性MOC固定相的制备:对合成的手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent晶体进行研磨,再用无水乙醇进行悬浮筛选,收集粒径在5~10μm的手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent晶体颗粒,干燥备用;
(3)手性MOC液相色谱柱的制备:取备用的手性MOC晶体颗粒作为固定相,采用高压匀浆法进行液相色谱柱填装,得到所需的手性MOC液相色谱分离柱。
所述的液相色谱柱填装具体为:称取1.2g制备好的手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent晶体颗粒置于烧杯中,加入23mL体积比为9:1的正己烷/异丙醇配成悬浮液,然后迅速将混合物倒入匀浆罐中,再以体积比为9:1的正己烷/异丙醇为顶替液在40Mpa的氮气压力下装柱5min,然后将氮气压力缓慢降到25MPa下装柱30min。
进一步的,将制备好的手性MOC液相色谱分离柱先用体积比为9:1的正己烷/异丙醇作为流动相冲洗2h,待基线平稳后进行色谱分离。
相对于现有技术,本发明具有以下优点:
(1)本发明的手性MOC液相色谱分离柱表现出较好的手性识别能力,有7种外消旋化合物得到了拆分,分离效果良好;
(2)本发明的手性MOC液相色谱分离柱具有分离速度快、稳定性好、可反复使用、制柱成本低,原料简单易得、价格低廉的特点;
(3)本发明实现了以手性金属有机笼作为液相色谱分离的固定相,材料新颖,使手性金属有机笼在手性识别领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent的合成路线图;
图2为本发明手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent固定相颗粒的扫描电镜图;
图3为实施例制成的手性MOC[Fe4L6](ClO4)8·Solvent液相色谱分离柱对外消旋化合物拆分的色谱图;
图4为本发明手性MOC[Fe4L6](ClO4)8·Solvent液相色谱柱分离外消旋化合物的过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明,但附图和实施例并不是对本发明技术方案的限定,所有基于本发明教导所做出的变化或等同替换,均属于本发明的保护范围。
实施例
1,4-二(2-咪唑甲醛)丁烷的合成:在N2保护下,加入40mL无水DMF到100mL圆底烧瓶中,然后依次加入2-咪唑甲醛(2.6906g),1,4-二溴丁烷(2.1594g)和碳酸钾(2.7642g),在50℃下,将反应物搅拌72小时,过滤除去残渣,滤液用CH3COOEt萃取4次,收集有机相层用饱和氯化钾溶液洗涤3次,收集有机相并用无水硫酸镁干燥,将固液分离得到滤液,40℃下旋蒸,真空干燥,得到所需黄色针状晶体;
手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent的合成:1,4-二(2-咪唑甲醛)丁烷(98.4mg),(R)-1-苯基乙胺(97.8mg)和Fe(ClO4)2·6H2O(96.8mg)在氮气保护下加入20mL乙腈。在80℃下反应2小时,自然冷却到室温,过滤得到紫色溶液,在室温下将乙醚扩散到滤液中紫色晶体缓慢析出,过滤收集晶体。图1为该手性金属有机笼的合成路线图。
手性MOC固定相的制备:由于合成的手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent晶体颗粒较大且不均匀,为了减小涡流扩散的影响,提高手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent材料在高效液相色谱柱上的柱效,对合成的手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent晶体进行研磨成粉末,将其用无水乙醇进行悬浮筛选,收集粒径在5~10μm的手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent材料作为固定相,干燥备用,图2为得到的手性MOC固定相晶体颗粒的SEM图。
手性MOC液相色谱柱的制备:称取1.2g制备好的手性金属有机笼固定相[Fe4L6](ClO4)8·Solvent材料于烧杯中,加入23mL正己烷/异丙醇(9:1,V/V)配成悬浮液,然后迅速将其倒入匀浆罐中,以正己烷/异丙醇(9:1,V/V)为顶替液在40MPa的N2压力下装柱5min,再将N2压力降到25MPa装柱30min,得到手性MOC色谱柱(250mm×2.1mm i.d.)。
应用实施例
制备好的手性有机金属笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent柱先用正己烷/异丙醇(9:1,V/V)为流动相冲洗2h,待基线平稳后即可进行色谱分离实验。在流动相为正己烷/异丙醇(9:1、8:2、95:1,V/V),流速为0.1mL/min,紫外检测器波长为254nm,柱温为25℃的色谱条件下,测试实施例所得手性MOC液相色谱分离柱对外消旋化合物的分离效果。
采用不同配比的正己烷/异丙醇(V/V)作为流动相,有7种外消旋化合物得到了拆分,并表现出了较好的分离效果,拆分结果见表1。其中色谱参数:保留因子k1=(t1-t0)/t0,k2=(t2-t0)/t0;分离因子α=k2/k1;分离度RS=1.18((t2-t1)/W1/2(1)+W1/2(2),t0为死时间(min),t1和t2分别为第一个流出峰和第二个流出峰的保留时间(min),W1/2(1)和W1/2(2)分别为第一个流出峰和第二个流出峰的半峰宽(min)。
表1手性化合物在手性MOC[Fe4L6](ClO4)8·Solvent液相色谱分离柱上的拆分
Figure BDA0001926268880000051
Figure BDA0001926268880000061
图3为手性MOC[Fe4L6](ClO4)8·Solvent液相色谱柱对外消旋化合物拆分的色谱图。它们分别是吲哚洛尔、左匹克隆、1-(9-蒽基)-2,2,2-三氟乙醇、联糠醛、美托洛尔、苯基甲基亚砜和氧化苯乙烯。
由表1和图3可知,该手性MOC液相色谱分离柱表现出了较好的手性识别能力,能拆分多种不同类型的外消旋化合物,其中7种外消旋化合物在该柱上得到了较好的拆分。

Claims (3)

1.一种用于拆分外消旋化合物的手性MOC液相色谱分离柱,其特征在于:以手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent作为分离柱的固定相;并且采用以下方法制备得到:
(1)手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent的合成:取98.4mg 1,4-二(2-咪唑甲醛)丁烷,97.8mg(R)-1-苯基乙胺和96.8mg Fe(ClO4)2·6H2O,在氮气保护下加入20mL乙腈,在80℃条件下反应2小时,自然冷却到室温,过滤得到紫色溶液,然后在室温下将乙醚扩散到紫色溶液中,使紫色晶体缓慢析出,过滤收集晶体;
(2)手性MOC固定相的制备:对合成的手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent晶体进行研磨,再用无水乙醇进行悬浮筛选,收集粒径在5~10μm的手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent晶体颗粒,干燥备用;
(3)手性MOC液相色谱柱的制备:取备用的手性MOC晶体颗粒作为固定相,采用高压匀浆法进行液相色谱柱填装,得到所需的手性MOC液相色谱分离柱。
2.根据权利要求1所述的用于拆分外消旋化合物的手性MOC液相色谱分离柱,其特征在于:所述的液相色谱柱填装具体为:称取1.2g制备好的手性金属有机笼[Fe4L6](ClO4)8·Solvent晶体颗粒置于烧杯中,加入23mL体积比为9:1的正己烷/异丙醇配成悬浮液,然后迅速将混合物倒入匀浆罐中,再以体积比为9:1的正己烷/异丙醇为顶替液在40Mpa的氮气压力下装柱5min,然后将氮气压力缓慢降到25MPa下装柱30min。
3.根据权利要求1所述的用于拆分外消旋化合物的手性MOC液相色谱分离柱,其特征在于:进一步的,将制备好的手性MOC液相色谱分离柱先用体积比为9:1的正己烷/异丙醇作为流动相冲洗2h,待基线平稳后进行色谱分离。
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