CN118125909B - 一种连续工业化制备左旋麝香酮的方法 - Google Patents

一种连续工业化制备左旋麝香酮的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于麝香酮制备技术领域,公开了一种连续工业化制备左旋麝香酮的方法,包括如下步骤:采用超临界流体技术制备左旋麝香酮;流动相为二氧化碳和夹带剂;色谱柱包括串联的第一色谱柱和第二色谱柱;第一色谱柱内填充的手性填料为直链淀粉‑三[(S)‑α‑苯乙基氨基甲酸酯],第二色谱柱内填充的手性填料为直链淀粉‑三[(S)‑α‑甲基苄基氨基甲酸酯,第一色谱柱位于第二色谱柱的上游。本发明基于SFC超临界流体技术,使用少量填料以特定组合串联方式完成了消旋体麝香酮的工业化高效手性拆分,操作简单,分离效果好,使左旋麝香酮制备产能得到了很大的提升。

Description

一种连续工业化制备左旋麝香酮的方法
技术领域
本发明属于麝香酮制备技术领域,具体涉及一种连续工业化制备左旋麝香酮的方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术,而不必然地构成现有技术。
麝香酮分子是十五个碳的环状结构,手性位置仅有一个甲基无特殊官能团加持。因此,左旋麝香酮和右旋麝香酮的物理、化学性质差异化非常小,导致手性柱拆分过程中附着点少,分离难度极大;麝香酮的吸光度非常低,即使在很高分离浓度下仅有常规手性化合物的1/100。基于以上麝香酮结构本身特点,导致其在线检测和连续工业化手性拆分中有非常高的技术难度。
现有的从麝香酮中分离制备左旋麝香酮的方法主要包括层析分离方法和高效液相色谱分离方法,这些左旋麝香酮的制备工艺有以下缺点:操作过程复杂,步骤繁多;进样量低导致制备产能低,难以连续工业化生产;提高进样量则需要使用大量昂贵的手性填料,导致生产成本骤增;制备过程需要添加催化剂和大量的有机溶剂,环境不友好等一系列问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种连续工业化制备左旋麝香酮的方法。本发明基于SFC超临界流体技术,使用少量填料以特定组合串联方式完成了消旋体麝香酮的工业化高效手性拆分,操作简单,分离效果好,使左旋麝香酮制备产能得到了很大的提升。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
一种连续工业化制备左旋麝香酮的方法,包括如下步骤:采用超临界流体技术制备左旋麝香酮;
流动相为二氧化碳和夹带剂;
单一色谱柱内填充的手性填料为直链淀粉-三[(S)-α-苯乙基氨基甲酸酯]和/或直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯];
或,色谱柱包括串联的两个色谱柱,两个色谱柱内填充的填料为直链淀粉-三[(S)-α-苯乙基氨基甲酸酯]或直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯];
或,色谱柱包括串联的第一色谱柱和第二色谱柱;
第一色谱柱内填充的手性填料为直链淀粉-三[(S)-α-苯乙基氨基甲酸酯],第二色谱柱内填充的手性填料为直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯]。
在一些实施例中,第一色谱柱位于第二色谱柱的上游。
优选的,第一色谱柱与第二色谱柱中的手性填料的填充量质量比为1:1-3。
进一步优选的,第一色谱柱与第二色谱柱中的手性填料的质量比为1:1.5-2.5。
更进一步优选的,第一色谱柱和第二色谱柱中的手性填料的质量比为1:2。
所述夹带剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或正庚烷、正己烷中的一种或其组合。
流动相中,夹带剂与二氧化碳的体积比为1:1-10。
在一些实施例中,紫外检测波长为270-290nm,优选为280nm。
在一些实施例中,制备过程中的柱温为20-30℃。
在一些实施例中,进样量为填料量的0.01wt%-2wt%。
在一些实施例中,采用超临界流体技术制备的左旋麝香酮经过减压浓缩得到左旋麝香酮。
在一些实施例中,采用超临界流体技术制备左旋麝香酮过程中,洗脱时,流动相的流速为0.4-4柱体积/h。
优选的,采用超临界流体技术制备左旋麝香酮过程中,洗脱时,流动相的流速为1-3柱体积/h。
上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下:
1.本发明建立了一种利用SFC超临界流体色谱系统高效制备左旋麝香酮的方法,该方法实现了左旋麝香酮的连续化制备,适用于工业化生产。
2. 两种类型手性填料的特定组合串联方式(250g三[(S)-α-苯乙基氨基甲酸酯]和500g直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯],是同种类型手性填料串联制备产能的2.0倍,是传统层析液相进样量的141倍。相同制备产能下,手性填料的采购成本降至原来的1/238,极大的降低了生产成本。
3. 本发明的制备方法是一种更“绿色”的色谱制备方法,极大的降低了有机溶剂的使用,且溶剂可回收再利用。
4. 本发明制备的高纯度左旋麝香酮产品,适合生物、医药、香料等领域。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是对比例1中,传统液相柱层析分离,上样量30~60μL层析分离对比谱图;
图2是实施例1中,使用SFC设备,基于不同有机相,进样量0.1mL的分离图谱;
图3是实施例2中,使用SFC设备,250b+500ag组合,进样量3.1mL分离图谱。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
基于SFC工艺制备左旋麝香酮的溶剂筛选:
柱温为25℃,紫外检测波长为280nm,洗脱时流动相的流速为1个柱体积/h;手性填料类型:a:直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯],其他信息见表1。
表1流动相的有机溶剂筛选试验
使用SFC设备工艺拆分麝香酮,工艺优化数据统计显示,基于填料质量一定的情况下,不同溶剂上样量0.1mL下,溶剂为正丙醇时,α=1.23,Rs=1.40;溶剂为乙醇时,α=1.23,Rs=1.71;溶剂为甲醇时,α=1.29,Rs=2.21;溶剂为正丁醇时,α=1.36,Rs=2.49,如图2所示。所以,正丁醇的分离效果是最好的。
实施例2
使用SFC工艺制备左旋麝香酮,柱温为25℃,紫外检测波长为280nm,洗脱时流动相的流速为1个柱体积/h,流动相为异丙醇和二氧化碳的混合物,异丙醇和二氧化碳的体积比为1:1;其他数据见表2。每根色谱柱的单位填充量为1.5g/cm3,填料粒径为5μm。
表2 柱子填料及柱子连接方式的配合方式
表2中,手性填料类型,a:直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯],b:直链淀粉-三[(S)-α-苯乙基氨基甲酸酯],c:直链淀粉-三[(S)-α-甲基苯基氨基甲酸酯]。250b+500ag的串联方式是指,流动相先流经250b的柱子,再流经500a的柱子;250b是指该柱子的填料为b填料,且b填料的质量为250g,其他柱子的含义可参照该解释。
使用该SFC工艺拆分麝香酮,工艺优化数据统计显示,基于填料质量一定的情况下,采用两种类型填料特定组合串联方式(250bg+500ag)日处理量约为643g,是单一(250ag+500ag)型手性填料串联的2.1倍,是单一(250bg+500bg)型手性填料串联方式的2.0倍,是单一(250cg+500cg)型手性填料串联方式的2.0倍,是混合(250ag+500bg)型手性填料串联方式的2.1倍。综上所述,两种类型填料特定组合串联方式(250bg+500ag)的分离效果最佳。
对比例1 使用传统制备液相拆分麝香酮
传统液相手性拆分麝香酮工艺条件:色谱柱:ChiralGel AS(7μm,20mm*250mm)两根串联;流动相:异丙醇和正己烷的混合物,体积比99.5:0.5;流速:5mL/min;温度:25℃;检测波长:280nm;进样量:30μL、40μL、50μL、60μL(~0.027%)。
表3 不同上样量层析分离对比数据统计表
传统液相分离,在使用两根相同类型手性填料(直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯])手性柱串联进行手性拆分,由以上数据分析可以看出,上样量在30~60μL之间每增大10μL,分离效果逐渐降低,浓缩收率下降1.0%,最佳进样量为30μL。
表4 基于最佳进样量的中试工艺参数核算表
中试工艺参数核算表显示,手性填料质量提高至40kg,提高了约400倍后,使用最佳的上样量约为1.2mL,左旋收率为42%下日制备产能约为146.5g。
对比例2
传统液相的具体工艺条件同对比例1,仅对柱子填料种类进行修改。
表5 传统液相与SFC超临界色谱技术等量填料分离数据汇算
注:手性填料类型,a:直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯],b:直链淀粉-三[(S)-α-苯乙基氨基甲酸酯],c:直链淀粉-三[(S)-α-甲基苯基氨基甲酸酯]。传统液相工艺手性拆分与对比例1操作条件一样,基于质量相同手性填料串联,核心工艺参数等比例扩大。
传统液相与SFC超临界色谱工艺分离数据统计显示:环保角度上SFC超临界色谱分离技术使用有机溶剂更少,环境更友好;基于手性填料质量一定(750g),采用两种手性填料特定组合串联模式的工艺,SFC工艺明显优于传统液相分离,进样量是传统进样量的141倍;样品日处理量提升至643g,是传统液相制备分离的238倍;手性填料质量采购降为原来的1/238,有效降低了生产成本;单一溶剂的使用使得操作更简单,产品的质量控制更精准,为连续工业化高效制备高纯度的左旋麝香酮铺平了道路。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种连续工业化制备左旋麝香酮的方法,其特征在于:包括如下步骤:采用超临界流体技术制备左旋麝香酮;
流动相为二氧化碳和夹带剂;
单一色谱柱内填充的手性填料为直链淀粉-三[(S)-α-苯乙基氨基甲酸酯]和/或直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯];
或,色谱柱包括串联的两个色谱柱,两个色谱柱内填充的填料为直链淀粉-三[(S)-α-苯乙基氨基甲酸酯]或直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯];
或,色谱柱包括串联的第一色谱柱和第二色谱柱;
第一色谱柱内填充的手性填料为直链淀粉-三[(S)-α-苯乙基氨基甲酸酯],第二色谱柱内填充的手性填料为直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯];
所述夹带剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇或正丁醇中的一种或其组合。
2.根据权利要求1所述的连续工业化制备左旋麝香酮的方法,其特征在于:第一色谱柱位于第二色谱柱的上游;
或,第一色谱柱与第二色谱柱中的手性填料的填充量质量比为1:1-3。
3.根据权利要求2所述的连续工业化制备左旋麝香酮的方法,其特征在于:第一色谱柱与第二色谱柱中的手性填料的质量比为1:1.5-2.5。
4.根据权利要求1所述的连续工业化制备左旋麝香酮的方法,其特征在于:流动相中,夹带剂与二氧化碳的体积比为1:1-10。
5.根据权利要求4所述的连续工业化制备左旋麝香酮的方法,其特征在于:紫外检测波长为270-290nm。
6.根据权利要求1所述的连续工业化制备左旋麝香酮的方法,其特征在于:制备过程中的柱温为20-30℃。
7.根据权利要求1所述的连续工业化制备左旋麝香酮的方法,其特征在于:进样量为填料量的0.01wt%-2wt%。
8.根据权利要求1所述的连续工业化制备左旋麝香酮的方法,其特征在于:采用超临界流体技术制备的左旋麝香酮经过减压浓缩得到左旋麝香酮。
9.根据权利要求1所述的连续工业化制备左旋麝香酮的方法,其特征在于:采用超临界流体技术制备左旋麝香酮过程中,洗脱时,流动相的流速为0.4-4柱体积/h。
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