CN112375226B - 键合型直链淀粉衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

键合型直链淀粉衍生物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种键合型直链淀粉衍生物及其制备方法和应用。该键合型直链淀粉衍生物具有式(I)所示的结构。通过化学键合的方式将淀粉固定在硅胶上形成色谱柱固定相，柱效高，可用于液相色谱对手性対映异构体的分析与分离。并且，对于流动相的选择限制小，可用各种极性的溶剂作为流动相，比如极性较小的二氯甲烷或三氯甲烷，极性较大的甲醇或四氢呋喃等。同时，键合后的硅胶，表面硅羟基的含量大大减少，显著提高了硅胶的稳定性，使手性拆分分离效果显著提高，制备方法简单，具有广阔的应用前景。
Figure DDA0002718986620000011

Description

键合型直链淀粉衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及有机化学领域，特别是涉及一种键合型直链淀粉衍生物及其制 备方法和应用。
背景技术
在自然界中手性普遍存在，如构成生命体的生物大分子，包括蛋白质、核 酸、酶等，以及许多药物、食品等都具有单一手性结构。手性化合物一般有两 种对应异构体，在物理和化学性质方面几乎完全相同，但不同旋光活性的对映 体所表现出的生物学活性、代谢过程及毒性存在着显著的差异。因此，如何获 取单一构型的、有高生物活性的异构体是目前的色谱手性分离的研究重点。目 前，色谱法是对映体分离最为常用的一类方法，包括气相色谱法(GC)、高效液 相色谱法(HPLC)、毛细管电泳(CE)等。对于各种色谱方法，色谱柱是色谱仪的 心脏，而色谱柱内填充的分离材料(固定相)是实现分离的关键。因此，高性能的色谱柱填料是色谱研究中最丰富、最富有创造性的部分之一。手性色谱柱内填 充手性固定相(Chiral Stationary Phases,CSP)。
目前日本Diacel公司的主流产品以硅胶基质多糖类涂覆手性柱为主，这种 产品的缺点非常明显，一方面对于流动相的选择性有极大的限制，如四氢呋喃， 三氯甲烷等常用的手性流动相添加剂都不能使用；另一方面硅胶在碱性条件下 很不稳定，同时，硅胶表面残存的大量的硅羟基，在碱性条件下，会对手性拆 分造成极大的影响。
发明内容
基于此，有必要提供一种新型的、稳定好、对手性化合物分离效果好的键 合直链淀粉衍生物，将其用于手性固定相，解决现有技术中多糖类手性柱在碱 性条件下不稳定、手性选择性不够高，以及不耐DMF、THF、DCM等有机溶剂 的技术问题。
技术方案如下：
一种键合型直链淀粉衍生物，具有式(I)所示的结构：
Figure BDA0002718986600000021
Figure BDA0002718986600000022
表示硅胶主体；
R每次出现时分别独立地选自被取代的苯环；
Z表示
Figure BDA0002718986600000023
X选自S或NH；
R1表示氢或烃基；
n表示聚合度，
Figure BDA0002718986600000024
表示连接位置。
在其中一个实施例中，n＝10-10000。
在其中一个实施例中，所述苯环上的取代基选自C1-C6烷基、氯、酰胺基或 羰基；所述C1-C6烷基被一个或多个R2取代。
在其中一个实施例中，所述苯环上的取代基选自C1-C3烷基、氯、酰胺基或 羰基。
在其中一个实施例中，所述R2选自甲基或酰胺基。
在其中一个实施例中，所述R1选自氢或C1-C6烷基。
在其中一个实施例中，所述R1选自氢或甲基。
在其中一个实施例中，所述的R选自以下基团中的任意一种：
Figure BDA0002718986600000031
本发明还提供上述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，包括如下步骤：
将键合直链淀粉硅胶、溶剂A、被取代的苯环衍生物试剂混合，反应；
所述键合直链淀粉硅胶具有式(II)所示的结构：
Figure BDA0002718986600000032
Z表示
Figure BDA0002718986600000034
或
Figure BDA0002718986600000033
X选自S或NH；
R1表示氢或烃基。
在其中一个实施例中，所述被取代的苯环衍生物试剂选自含有被取代的苯 环的异氰酸酯类试剂或含有被取代的苯环的酰氯衍生物试剂。
在其中一个实施例中，所述被取代的苯环衍生物试剂选自3,5-二甲基苯基异 氰酸酯、3-氯-4-甲基-苯基异氰酸酯、对甲基苯甲酰氯、4-氯苯基异氰酸酯、苯 基异氰酸酯、3-甲基-4-氯苯基异氰酸酯、3,5-二氯苯基异氰酸酯、4-甲基苯基异 氰酸酯、3-氯-5-甲基苯基异氰酸酯、3-氯-6-甲基苯基异氰酸酯、3-甲基苯基异氰 酸酯、3-氯苯基异氰酸酯、4-氯苯甲酰氯或3,5-二甲基苯甲酰氯。
在其中一个实施例中，所述键合直链淀粉硅胶上的糖单元与被取代的苯环 衍生物试剂的摩尔比为1:1-1:9。
在其中一个实施例中，所述反应的温度为80℃-120℃，时间6h-50h。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂A选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚 砜、吡啶、甲苯、二甲基乙酰胺或二甲苯。
在其中一个实施例中，还包括后处理的步骤，所述后处理的步骤包括过滤、 洗涤滤饼及干燥。洗涤滤饼用的溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四 氢呋喃、甲醇、乙醇或二氯甲烷，干燥的温度为20℃-80℃。
在其中一个实施例中，当Z表示
Figure BDA0002718986600000041
时，所述键合直链淀粉硅胶 的制备方法包括如下步骤：
将
Figure BDA0002718986600000042
有机溶剂B和
Figure BDA0002718986600000043
混合，反应。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000051
质量比 1:0.1-1:1
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000052
时反应的温度为50℃-70℃，时间10h-20h。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂B选自二甲基亚砜。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000053
的制备方法包括如下步骤：
将
Figure BDA0002718986600000054
氢化钠和有机溶剂C混合，反应，制备混合物A；
向所述混合物A中加入环氧溴丙烷，继续反应。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000055
中的羟基和环氧溴丙烷的摩尔 比为1:0.01-1:0.2。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂C选自二甲基亚砜。
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000056
时的反应温度为15-40℃， 时间为2-10h。
在其中一个实施例中，当Z表示
Figure BDA0002718986600000061
时，所述键合直链淀粉硅 胶的制备方法包括如下步骤：
将
Figure BDA0002718986600000062
有机溶剂D、引发剂和
Figure BDA0002718986600000063
混合，反应。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000064
质量 比1:0.1-1:1。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000065
和引发剂的质量比为1:0.01-1:0.2。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂D选自二甲基亚砜。
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000066
时的反应温度为70-100℃，反应时间为10-20h。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000067
的制备方法包括如下步骤：
将
Figure BDA0002718986600000071
丙烯酸类化合物和有机溶剂E混合，反应。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000072
中的羟基和丙烯酸类化合物的摩尔比为100:1-100:20。
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000073
的反应温度为70-100℃， 反应时间为10-20h。
在其中一个实施例中，所述丙烯酸类化合物选自丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯、 丙烯酸或甲基丙烯酸。优选地，所述丙烯酸类化合物选自丙烯酰氯或甲基丙烯 酰氯。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂E选自二甲基亚砜。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000074
的制备方法包括如下步 骤：
将
Figure BDA0002718986600000075
含XH基的硅烷偶联剂和有机溶剂F混合，反应；
X选自S或NH。
在其中一个实施例中，所述含XH基的硅烷偶联剂选自KH550或KH580。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂F选自四氢呋喃。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000076
和含XH基的硅烷偶联剂的质量比为 1:0.05-1:1。
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000081
的反应温度为 20-110℃，反应时间为10-20h。
本发明还提供一种手性固定相，技术方案如下：
一种手性固定相，其制备原料包括上述的键合型直链淀粉衍生物或根据上 述键合型直链淀粉衍生物的制备方法制备得到的键合型直链淀粉衍生物。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的键合型直链淀粉衍生物，通过化学键合的方式将淀粉固定在 硅胶上然后衍生形成色谱固定相，柱效高，可用于液相色谱对手性対映异构体 的分析与分离。并且，对于流动相的选择限制小，可用各种极性的溶剂作为流 动相，比如极性较小的二氯甲烷或三氯甲烷，极性较大的甲醇或四氢呋喃等。 同时，键合后的硅胶，表面硅羟基的含量大大减少，显著提高了硅胶的稳定性， 使手性拆分分离效果显著提高，制备方法简单，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是采用实施例1的键合型直链淀粉衍生物作为固定相，二氯甲烷、乙 醇(比例为90:10)作为流动相，分离氯噻酮的液相色谱图；
图2是采用实施例2的键合型直链淀粉衍生物作为固定相，甲醇作为流动 相，分离氯甲酮的液相色谱图；
图3是采用实施例3的键合型直链淀粉衍生物作为固定相，甲醇作为流动 相，分离黄烷酮的液相色谱图；
图4是采用实施例4的键合型直链淀粉衍生物作为固定相，正己烷、乙醇(比例为90:10)作为流动相，分离反式二苯乙烯的液相色谱图；
图5是直接采用硅胶键合直链淀粉三-(3,5-二甲苯基氨基甲酸酯)作为固定 相，正己烷:异丙醇(比例为90:10)作为流动相，分离反式2,3-二苯基-环氧乙 烷的色谱图；
图6是分别采用经DMF、THF、DCM冲洗色谱柱16小时后的硅胶键合直 链淀粉三-(3,5-二甲苯基氨基甲酸酯)作为固定相，正己烷:异丙醇(比例为90:10) 作为流动相，分离反式2,3-二苯基-环氧乙烷的色谱图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不 同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方 式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
现有技术中多糖类手性柱存在在碱性条件下不稳定、手性选择性不够高的 问题，对此本发明提供了一种新型的、稳定好、对手性化合物分离效果好的键 合直链淀粉衍生物，将其用于手性固定相，
技术方案如下：
一种键合型直链淀粉衍生物，具有式(I)所示的结构：
Figure BDA0002718986600000101
Figure BDA0002718986600000102
表示硅胶主体；
R每次出现时分别独立地选自被取代的苯环；
Z表示
Figure BDA0002718986600000103
X选自S或NH，R1表示氢或烃 基；
n表示聚合度，
Figure BDA0002718986600000104
表示连接位置。
本发明提供的键合型直链淀粉衍生物，通过化学键合的方式将淀粉固定在 硅胶上然后衍生形成色谱固定相，柱效高，可用于液相色谱对手性対映异构体 的分析与分离。并且，对于流动相的选择限制小，可用各种极性的溶剂作为流 动相，比如极性较小的二氯甲烷或三氯甲烷，极性较大的甲醇或四氢呋喃等。 同时，键合后的硅胶，表面硅羟基的含量大大减少，显著提高了硅胶的稳定性， 使手性拆分分离效果显著提高，制备方法简单，具有广阔的应用前景。
在其中一个实施例中，n＝10-10000。
在其中一个实施例中，所述苯环上的取代基选自C1-C6烷基、氯、酰胺基或 羰基；所述C1-C6烷基被一个或多个R2取代。
在其中一个较为优选的实施例中，所述苯环上的取代基选自C1-C3烷基、氯、 酰胺基或羰基。
在其中一个更为优选的实施例中，所述R2选自甲基或酰胺基。
在其中一个实施例中，所述R1选自氢或C1-C6烷基。
在其中一个较为优选的实施例中，所述R1选自氢或甲基。
在其中一个较为优选的实施例中，所述的R选自以下基团中的任意一种：
Figure BDA0002718986600000111
本发明还提供上述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，包括如下步骤：
将键合直链淀粉硅胶、溶剂A、被取代的苯环衍生物试剂混合，反应；
所述键合直链淀粉硅胶具有式(II)所示的结构：
Figure BDA0002718986600000112
Z表示
Figure BDA0002718986600000114
或
Figure BDA0002718986600000113
X选自S或NH；
R1表示氢或烃基。
优选地，当Z表示
Figure BDA0002718986600000121
时，上述键合型直链淀粉衍生物的合成路 线如下：
Figure RE-GDA0002839814800000122
(1)和(2)没有固定的先后顺序之分。
(1)制备
Figure BDA0002718986600000123
包括如下步骤：将
Figure BDA0002718986600000124
氢化钠和有机溶剂C混合，反应，制 备混合物A；
向所述混合物A中加入环氧溴丙烷，继续反应。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000125
中的羟基和环氧溴丙烷的摩尔 比为100:1-100:20。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂C选自二甲基亚砜。
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000126
时的反应温度为15-40℃， 时间为2-10h。
后处理步骤：产物沉淀于石油醚后，抽滤，用甲醇或乙醇反复洗涤滤饼， 真空干燥。
(2)制备
Figure BDA0002718986600000131
包括如下步骤：将
Figure BDA0002718986600000132
含XH基的硅烷偶联剂和有机溶剂F混合， 反应；
X选自S或NH。
在其中一个实施例中，所述含XH基的硅烷偶联剂选自KH550或KH580。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂B选自四氢呋喃。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000133
和含XH基的硅烷偶联剂的摩尔比为 1:0.8-1:2.0。
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000134
的反应温度为 90-110℃，反应时间为10-20h。
后处理步骤：抽滤，用甲苯、丙酮、甲醇或乙醇洗涤滤饼，真空干燥。
(3)制备键合直链淀粉硅胶：
将
Figure BDA0002718986600000135
有机溶剂B和
Figure BDA0002718986600000136
混合，反应。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000137
质量比1:0.1-1:1。
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000141
时反应的温度为50℃-70℃，时间10h-20h。采用的溶剂为二甲基亚砜。
后处理步骤：抽滤，用二甲基亚砜、甲醇或乙醇反复洗涤滤饼，真空干燥。
(4)制备键合型直链淀粉衍生物：
在其中一个实施例中，所述被取代的苯环衍生物试剂选自异氰酸酯类试剂 或酰氯衍生物试剂。
在其中一个实施例中，所述被取代的苯环衍生物试剂选自3,5-二甲基苯基异 氰酸酯、3-氯-4-甲基-苯基异氰酸酯、对甲基苯甲酰氯、4-氯苯基异氰酸酯、苯 基异氰酸酯、3-甲基-4-氯苯基异氰酸酯、3,5-二氯苯基异氰酸酯、4-甲基苯基异 氰酸酯、3-氯-5-甲基苯基异氰酸酯、3-氯-6-甲基苯基异氰酸酯、3-甲基苯基异氰 酸酯、3-氯苯基异氰酸酯、4-氯苯甲酰氯或3,5-二甲基苯甲酰氯，该试剂与R相 对应。
在其中一个实施例中，所述键合直链淀粉硅胶上的糖单元与被取代的苯环 衍生物试剂的摩尔比为1:1-1:9。
在其中一个实施例中，所述反应的温度为80℃-120℃，时间6h-50h。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂A选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚 砜、吡啶、甲苯、二甲基乙酰胺或二甲苯。
在其中一个实施例中，还包括后处理的步骤，所述后处理的步骤包括过滤、 洗涤滤饼及干燥。洗涤滤饼用的溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四 氢呋喃、甲醇、乙醇或二氯甲烷，干燥的温度为20-80℃。
在其中一个实施例中，当Z表示
Figure BDA0002718986600000151
时，上述键合型直链淀粉 衍生物的合成路线如下：
Figure RE-GDA0002839814800000152
(1)和(2)没有固定的先后顺序之分。
(1)制备
Figure BDA0002718986600000153
包括如下步骤：将
Figure BDA0002718986600000154
丙烯酸类化合物和有机溶剂E混合， 反应。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000155
中的羟基和丙烯酸类化合物的摩尔比为1:0.05-1:0.2。
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000156
的反应温度为20-100℃， 反应时间为10-20h。
在其中一个实施例中，所述丙烯酸类化合物选自丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯、 丙烯酸或甲基丙烯酸。优选地，所述丙烯酸类化合物选自丙烯酰氯或甲基丙烯 酰氯。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂D选自二甲基亚砜。
后处理步骤：产物沉淀于石油醚后，抽滤，用甲醇或乙醇反复洗涤滤饼， 真空干燥。
(2)制备
Figure BDA0002718986600000161
该步骤与Z为
Figure BDA0002718986600000162
时相同。
(3)制备键合直链淀粉硅胶：
包括如下步骤：将
Figure BDA0002718986600000163
有机溶剂D、引发剂和
Figure BDA0002718986600000164
混合，反应。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000165
的质 量比1:0.1-1:1。
在其中一个实施例中，所述
Figure BDA0002718986600000166
和引发剂的质量比 1:0.01-1:0.30
在其中一个实施例中，制备所述
Figure BDA0002718986600000167
时的反应温度为70-100℃，反应时间为10-20h。采用的溶剂为二甲基亚砜。
后处理步骤：抽滤，用二甲基亚砜、甲醇或乙醇反复洗涤滤饼，真空干燥。
(4)制备键合型直链淀粉衍生物：该步骤与Z为
Figure BDA0002718986600000171
时相同。
优选地，在本发明中，当含XH基的硅烷偶联剂为KH550时，目标化合物 的结构如下：
Figure BDA0002718986600000172
当含XH基的硅烷偶联剂为KH580时，目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002718986600000173
本发明还提供一种手性固定相，技术方案如下：
一种手性固定相，其制备原料包括上述的键合型直链淀粉衍生物或根据上 述键合型直链淀粉衍生物的制备方法制备得到的键合型直链淀粉衍生物。
以下为具体实施例部分。
如无特殊说明，实施例和对比例中所用的原料均为市售产品。
实施例1
本实施例提供一种键合型直链淀粉衍生物及其制备方法和应用。
(1)制备功能化硅胶
取50g苏州纳微科技生产的Unisil系列大孔硅胶，加入500mL甲苯， 10gKH550，在100℃及氮气保护的条件下，回流16小时。抽滤，采用乙醇抽洗， 再在80℃条件下真空干燥16小时，备用。
(2)制备环氧改性直链淀粉：
取直链淀粉(n为10-10000)20g，加入100mL无水二甲基亚砜，氮气保 护下搅拌，直链淀粉溶解后，加入一定量的氢化钠，搅拌30分钟后，向反应体 系里滴加不超过直链淀粉羟基5％当量的环氧溴丙烷，滴加完成后，在室温条件 下反应5h。产物沉淀于石油醚中，抽滤，用乙醇反复抽洗，再在80℃条件下真 空干燥16h，备用。
(3)制备键合直链淀粉硅胶：
取氨丙基硅胶20g，环氧改性直链淀粉5g，加入200mL二甲基亚砜，在60℃ 及氮气保护下反应16小时；抽滤，用二甲基亚砜反复抽洗，再在80℃真空干燥 24小时，备用。
(4)制备键合型直链淀粉衍生物：
取键合直链淀粉硅胶50g，加入300ml二甲基亚砜、30g 3,5-二甲基苯基异 氰酸酯，在100℃条件下回流40h；抽滤，采用THF，DMF，甲醇反复冲洗滤饼 后，在80℃的条件下干燥20h，得到键合型直链淀粉衍生物1，命名为硅胶键合 直链淀粉三-(3,5-二甲苯基氨基甲酸酯)。
实施例2
本实施例提供一种键合型直链淀粉衍生物及其制备方法和应用。
(1)制备功能化硅胶：
取50g苏州纳微科技生产的Unisil系列大孔硅胶，加入500mL甲苯， 10gKH580，在100℃及氮气保护的条件下，回流16小时。抽滤，采用甲醇抽洗， 再在80℃条件下真空干燥16小时，备用。
(2)制备环氧改性直链淀粉：
取直链淀粉(n为10-10000)20g，加入100mL无水二甲基亚砜，氮气保 护下搅拌，直链淀粉溶解后，加入一定量的氢化钠，搅拌30分钟后，向反应体 系里滴加不超过直链淀粉羟基5％当量的环氧溴丙烷，滴加完成后，在室温条件 下反应5h。产物沉淀于石油醚中，抽滤，用乙醇反复抽洗，再在80℃条件下真 空干燥16h，备用。
(3)制备键合直链淀粉硅胶：
取巯丙基硅胶20g，环氧改性直链淀粉5g，加入200mL二甲基亚砜，在60℃ 及氮气保护下反应16小时；抽滤，用二甲基亚砜反复抽洗，再在80℃真空干燥 24小时，备用。
(4)制备键合型直链淀粉衍生物：
取键合直链淀粉硅胶50g，加入300ml DMF、30g 3-氯-4-甲基苯基异氰酸酯， 在100℃条件下回流40h；抽滤，采用THF，DMF，甲醇反复冲洗滤饼后，在 80℃的条件下干燥20h，得到键合型直链淀粉衍生物2。
实施例3
本实施例提供一种键合型直链淀粉衍生物及其制备方法和应用。
(1)制备功能化硅胶：同实施例2
(2)在直链淀粉中引入碳碳双键：
取直链淀粉(n为10-10000)20g，加入100mL无水二甲基亚砜，氮气保 护下搅拌，直链淀粉溶解后，向反应体系里滴加不超过直链淀粉羟基5％当量的 甲基丙烯酰氯，滴加完成后，在80℃条件下反应16h。产物沉淀于石油醚中， 抽滤，用乙醇反复抽洗，再在80℃条件下真空干燥16h，备用。
(3)制备键合直链淀粉硅胶：
取巯丙基硅胶20g，已引入碳碳双键的直链淀粉5g，AIBN1g，加入200mL 二甲基亚砜，在85℃及氮气保护下反应16小时；抽滤，用二甲基亚砜反复抽洗， 再在80℃真空干燥24小时，备用。
(4)制备键合型直链淀粉衍生物：
取键合直链淀粉硅胶50g，加入300ml，DMF、30g对甲基苯基酰氯，在 100℃条件下回流40h；抽滤，采用THF，DMF，甲醇反复冲洗滤饼后，在80℃ 的条件下干燥20h，得到键合型直链淀粉衍生物3。
实施例4
本实施例提供一种键合型直链淀粉衍生物及其制备方法和应用。
(1)制备功能化硅胶
取50g苏州纳微科技生产的Unisil系列大孔硅胶，加入500mL甲苯， 10gKH550，在100℃及氮气保护的条件下，回流16小时。抽滤，采用乙醇抽洗， 再在80℃条件下真空干燥16小时，备用。
(2)制备环氧改性直链淀粉：
取直链淀粉(n为10-10000)20g，加入100mL无水二甲基亚砜，氮气保 护下搅拌，直链淀粉溶解后，加入一定量的氢化钠，搅拌30分钟后，向反应体 系里滴加不超过直链淀粉羟基5％当量的环氧溴丙烷，滴加完成后，在室温条件 下反应5h。产物沉淀于石油醚中，抽滤，用乙醇反复抽洗，再在80℃条件下真 空干燥16h，备用。
(3)制备键合直链淀粉硅胶：
取氨丙基硅胶20g，环氧改性直链淀粉5g，加入200mL二甲基亚砜，在60℃ 及氮气保护下反应16小时；抽滤，用二甲基亚砜反复抽洗，再在80℃真空干燥 24小时，备用。
(4)制备键合型直链淀粉衍生物：
取键合直链淀粉硅胶50g，加入300ml DMF、30g 3,5-二氯苯基异氰酸酯， 在100℃条件下回流40h；抽滤，采用THF，DMF，甲醇反复冲洗滤饼后，在80℃的条件下干燥20h，得到键合型直链淀粉衍生物4。
实施例5
本实施例提供一种键合型直链淀粉衍生物及其制备方法和应用。
(1)制备功能化硅胶：
取50g苏州纳微科技生产的Unisil系列大孔硅胶，加入500mL甲苯， 10gKH580，在100℃及氮气保护的条件下，回流16小时。抽滤，采用甲醇抽洗， 再在80℃条件下真空干燥16小时，备用。
(2)制备环氧改性直链淀粉：
取直链淀粉(n为10-10000)20g，加入100mL无水二甲基亚砜，氮气保 护下搅拌，直链淀粉溶解后，加入一定量的氢化钠，搅拌30分钟后，向反应体 系里滴加不超过直链淀粉羟基5％当量的环氧溴丙烷，滴加完成后，在室温条件 下反应5h。产物沉淀于石油醚中，抽滤，用乙醇反复抽洗，再在80℃条件下真 空干燥16h，备用。
(3)制备键合直链淀粉硅胶：
取巯丙基硅胶20g，环氧改性直链淀粉5g，加入200mL二甲基亚砜，在60℃ 及氮气保护下反应16小时；抽滤，用二甲基亚砜反复抽洗，再在80℃真空干燥 24小时，备用。
(4)制备键合型直链淀粉衍生物：
取键合直链淀粉硅胶50g，加入300ml，DMF、30g 3-甲基-4-氯苯基异氰 酸酯，在100℃条件下回流40h；抽滤，采用THF，DMF，甲醇反复冲洗滤饼后， 在80℃的条件下干燥20h，得到键合型直链淀粉衍生物5。
试验例
1、分离效果测试：
分别将本发明实施例1至4的键合型直链淀粉衍生物作为固定相，测试其 对手性化合物的分离效果。
测试条件：
柱温25℃，流速1.0mL/min，规格为4.6*250mm的层析柱。
图1是采用实施例1的键合型直链淀粉衍生物作为固定相，二氯甲烷、乙 醇(v/v＝90:10)作为流动相，分离氯噻酮的液相色谱图，检测波长为254nm； 从图1中可以看出，两个主峰之间无交叠，说明分离效果很好。
图2是采用实施例2的键合型直链淀粉衍生物作为固定相，甲醇作为流动 相，分离氯甲酮的液相色谱图，检测波长为214nm；从图2中可以看出，两个 主峰之间无交叠，说明分离效果很好。
图3是采用实施例3的键合型直链淀粉衍生物作为固定相，甲醇作为流动 相，分离黄烷酮的液相色谱图，检测波长为210nm；从图3中可以看出，两个 主峰之间无交叠，说明分离效果很好。
图4是采用实施例4的键合型直链淀粉衍生物作为固定相，正己烷、乙醇 (v/v＝90:10)作为流动相，分离反式二苯乙烯的液相色谱图，检测波长为254nm； 从图4中可以看出，两个主峰之间无交叠，说明分离效果很好。
2、键合型手性固定相对于极性溶剂的耐受性测试
采用实施例1制备得到的硅胶键合直链淀粉三-(3,5-二甲苯基氨基甲酸酯) 作为固定相，填充装柱，得到Unichiral BMA-5H 4.6*250色谱柱(无良性溶剂 冲洗)。
检测条件：柱温25℃，流速1.0mL/min，检测波长为254nm。
采用正己烷:异丙醇(比例为90:10)分离反式2,3-二苯基-环氧乙烷。
无良性溶剂冲洗的结果如图5和表1所示。
表1
Figure BDA0002718986600000231
(1)冲洗测试方法：
Unichiral BAM-5H 4.6*250色谱柱(分别采用DMF THF DCM各冲洗16 小时)
100％DMF 0.25ml/min冲洗16h；
100％THF 0.25ml/min冲洗16h；
100％DCM 0.25ml/min冲洗16h；
100％乙醇0.25ml/min冲洗10个柱体积后切换成正己烷:异丙醇90:10平衡 色谱柱后测试柱效。
(2)良性溶剂冲洗后，采用正己烷:异丙醇(比例为90:10)分离反式2,3- 二苯基-环氧乙烷。
良性溶剂冲洗后的结果如图6和表2所示。
表2
Figure BDA0002718986600000232
比较图5和图6可知，说明：Unichiral BMA-5H键合型手性固定相经良性 溶剂冲洗后其对标品的选择性依然无变化，说明Unichiral BMA-5H键合型手性 固定相有良好的耐溶剂性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。

Claims (13)

1.一种键合型直链淀粉衍生物，其特征在于，具有式(I)所示的结构：
Figure FDA0003952620090000011
Figure FDA0003952620090000012
表示硅胶主体；
R每次出现时分别独立地选自被取代的苯环；
Z表示
Figure FDA0003952620090000013
X为NH，R1表示氢或C1-C6烷基；
n表示聚合度，n＝10-10000；
Figure FDA0003952620090000014
表示连接位置；
所述苯环上的取代基选自C1-C3烷基、氯、酰胺基或羰基；
其中，所述式(I)采用如下步骤制备：将键合直链淀粉硅胶、有机溶剂A、被取代的苯环衍生物试剂混合，反应；
所述键合直链淀粉硅胶具有式(II)所示的结构：
Figure FDA0003952620090000015
所述被取代的苯环衍生物试剂选自含有被取代的苯环的异氰酸酯类试剂或含有被取代的苯环的酰氯衍生物试剂。
2.根据权利要求1所述的键合型直链淀粉衍生物，其特征在于，所述R1选自氢或甲基。
3.根据权利要求1-2任一项所述的键合型直链淀粉衍生物，其特征在于，所述的R选自以下基团中的任意一种：
Figure FDA0003952620090000021
4.权利要求1-3任一项所述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将键合直链淀粉硅胶、有机溶剂A、被取代的苯环衍生物试剂混合，反应；
所述键合直链淀粉硅胶具有式(II)所示的结构：
Figure FDA0003952620090000022
Z表示
Figure FDA0003952620090000023
X为NH；
R1表示氢或C1-C6烷基；
n表示聚合度，n＝10-10000；
Figure FDA0003952620090000031
表示连接位置，
所述被取代的苯环衍生物试剂选自含有被取代的苯环的异氰酸酯类试剂或含有被取代的苯环的酰氯衍生物试剂。
5.根据权利要求4所述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述被取代的苯环衍生物试剂选自3,5-二甲基苯基异氰酸酯、3-氯-4-甲基-苯基异氰酸酯、对甲基苯甲酰氯、4-氯苯基异氰酸酯、苯基异氰酸酯、3-甲基-4-氯苯基异氰酸酯、3,5-二氯苯基异氰酸酯、4-甲基苯基异氰酸酯、3-氯-5-甲基苯基异氰酸酯、3-氯-6-甲基苯基异氰酸酯、3-甲基苯基异氰酸酯、3-氯苯基异氰酸酯、4-氯苯甲酰氯或3,5-二甲基苯甲酰氯。
6.根据权利要求4所述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述键合直链淀粉硅胶上的糖单元与被取代的苯环衍生物试剂的摩尔比例为(1:1)-(1:9)；及/或，
所述反应的温度为80℃-120℃，时间6h-50h。
7.根据权利要求4所述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述键合直链淀粉硅胶的制备方法包括如下步骤：
将
Figure FDA0003952620090000032
有机溶剂B和
Figure FDA0003952620090000033
混合，反应；
所述
Figure FDA0003952620090000034
的质量比为(1:0.1)-(1:1)。
8.根据权利要求7所述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述
Figure FDA0003952620090000041
的制备方法包括如下步骤：
将
Figure FDA0003952620090000042
氢化钠和有机溶剂C混合，反应，制备混合物A；
向所述混合物A中加入环氧溴丙烷，继续反应；
所述
Figure FDA0003952620090000043
中的羟基和环氧溴丙烷的摩尔比为(1:0.01)-(1:0.20)。
9.根据权利要求4所述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述键合直链淀粉硅胶的制备方法包括如下步骤：
将
Figure FDA0003952620090000044
有机溶剂D、引发剂和
Figure FDA0003952620090000045
混合，反应；
所述
Figure FDA0003952620090000046
的质量比为(1:0.1)-(1:1)。
10.根据权利要求9所述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述
Figure FDA0003952620090000047
的制备方法包括如下步骤：
将
Figure FDA0003952620090000048
丙烯酸类化合物和有机溶剂E混合，反应；
所述
Figure FDA0003952620090000051
中的羟基和丙烯酸类化合物的摩尔比为(1:0.01)-(1:0.2)。
11.根据权利要求8-10任一项所述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述的
Figure FDA0003952620090000052
的制备方法包括如下步骤：
将
Figure FDA0003952620090000053
含XH基的硅烷偶联剂和有机溶剂F混合，反应；
X为NH；
所述
Figure FDA0003952620090000054
和含XH基的硅烷偶联剂的摩尔比为(1:0.8)-(1:2.0)。
12.根据权利要求11所述的键合型直链淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述含XH基的硅烷偶联剂选自KH550。
13.一种手性固定相，其特征在于，其制备原料包括权利要求1-3任一项所述的键合型直链淀粉衍生物，或包括根据权利要求4-12任一项所述的制备方法制备得到的键合型直链淀粉衍生物。
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