CN1879959A

CN1879959A - 一种核壳结构的手性配体交换色谱固定相及其制备方法

Info

Publication number: CN1879959A
Application number: CN 200610020837
Authority: CN
Inventors: 马言顺; 龙远德; 黄天宝
Original assignee: Chengdu Organic Chemicals Co Ltd of CAS
Current assignee: Chengdu Organic Chemicals Co Ltd of CAS
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2006-12-20

Abstract

本发明是涉及一种具有无机－有机核壳结构的手性配体交换色谱固定相及其制备方法，用于拆分手性化合物，特别是拆分DL－氨基酸和DL－羟基酸对映体，属于分析化学领域。在改性无机微粒表面上，通过表面接枝聚合功能高分子单体，合成具有核壳结构的微粒，再采用手性选择子化学修饰的方法，制备手性配体交换色谱固定相。本发明的制备方法简单，用于拆分DL－氨基酸或DL－羟基酸对映体，具有对映体选择性高、拆分速度快、柱容量大、使用寿命长等特点。摘要附图为DL－His(组氨酸)在固定相CS－LEP I上的拆分色谱图。

Description

一种核壳结构的手性配体交换色谱固定相及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有无机-有机核壳结构的手性配体交换色谱固定相及其制备方法，该固定相用于高效液相色谱拆分手性化合物，特别是拆分DL-氨基酸和DL-羟基酸对映体，属于分析化学领域。

背景技术

DL-氨基酸和DL-羟基酸对映体在手性固定相上的色谱拆分，可采用气相色谱和液相色谱方法，但通常需要柱前样品衍生化，衍生程序费时而麻烦，不仅需要衍生试剂，而且有可能发生消旋，影响分析结果。上世纪七十年代发展起来的手性配体交换色谱法，是拆分手性化合物，特别是氨基酸和羟基酸对映体的一种有效方法，其选择性高，不需要进行柱前衍生化程序。

将光活性氨基酸或其衍生物手性选择子，或者作为流动相添加剂，或者用于制备涂渍或键合固定相，是实现手性配体交换色谱拆分对映体的常用途径。Hare等(Science，1979，204：1226)将光活性的脯氨酸与铜离子加至色谱洗脱剂中，在十八烷基键合相上拆分了α-甲基鸟氨酸等对映体。但由于需要添加手性拆分剂，费用高，而且可拆分的范围窄，应用受限。Davankov等(Chromatographia，1980，13：677)分别采用长链烷基取代的光活性脯氨酸和羟脯氨酸作为手性选择子，涂载于十八烷基键合相上，拆分了DL-氨基酸等对映体。王群标等(中国专利ZL 99117305.8)合成了2-(2-羟基-3-烷氧基)丙基-(S)-1，2，3，4-四氢异喹啉-3-羧酸手性选择子，再将其涂渍于反相色谱键合固定相上，制备了两种涂渍手性配体交换色谱固定相，实现了对DL-氨基酸的拆分。Oi等(J.chromatogr.，1992，592：291)用D-青霉胺衍生物为手性选择子，制备了涂渍手性配体交换固定相，拆分了氨基酸、羟基酸，氨基醇对映体。由于涂渍型固定相上的手性配体的流失，稳定性较差，而且难于用作制备性的分离。将手性选择子L-脯氨酸(吴帮贵等，分析化学，1991，19：291)、L-异亮氨酸(黄晓佳等，色谱，2003，21：230)与环氧化的硅胶反应，制备手性配体交换键合固定相，完成了DL-氨基酸的色谱拆分。但由于色谱过程中传质缓慢，这类键合固定相柱效较低，而且柱容量也不高，难以用作制备性的拆分。如何克服这些缺点是配体交换色谱研究的一个重要内容。何炳林等(科学通报，1989，34：1391)将硅胶表面上吸附的功能单体聚合后，再进一步手性功能化制备了具有核壳结构的手性配体交换固定相，拆分了多种外消旋氨基酸。

发明内容

本发明是涉及一种具有无机-有机核壳结构的手性配体交换色谱固定相及其制备方法，可用于直接拆分DL-氨基酸和DL-羟基酸对映体，而不需要柱前衍生化程序。本发明所述的手性固定相以经活化的无机微粒为核，以手性选择子化学修饰的高分子长链为壳，兼顾了硅胶固定相的优良色谱性能和有机聚合物固定相柱容量大和pH范围宽的特点，其制备方法简单，拆分DL-氨基酸和DL-羟基酸对映体的选择性高、拆分速度快、柱容量大、使用寿命长。

本发明采用表面聚合方法，在改性无机微粒上，接枝聚合，再进行手性化学修饰，制备具有核壳结构的手性配体交换色谱固定相

本发明固定相的制备方法如下：首先采用硅烷试剂改性处理无机微粒，再应用接枝聚合方法，在微粒表面聚合功能单体，制备具有核壳结构的微粒，最后用D-或L-氨基酸手性选择子进行化学修饰，得到本发明所述的手性配体交换色谱固定相。

本发明所述的固定相的制备路线如下：

式中AIBN为偶氮二异丁腈，GMA为丙烯酸缩水甘油酯，L-AA为L-氨基酸手性选择子。

实施步骤：

1、在甲苯中，加入硅胶和乙烯基硅烷试剂，在50～110℃反应2～48h，然后抽滤除去溶剂及未反应的硅烷试剂，所得固体依次以甲苯、甲醇、乙醚洗涤，干燥后得改性硅胶。

2、将改性硅胶加入甲苯溶剂中，再加入引发剂和功能单体，在40～110℃反应2～48h，然后抽滤，所得固体依次用甲苯、甲醇洗涤，干燥后得具有核壳结构的硅胶。

3、在甲醇溶剂中，加入L-氨基酸(或D-氨基酸)手性选择子和核壳硅胶，在20～60℃反应2～20h，然后抽滤，所得固体依次以甲醇、甲醇-水(v/v，50/50)、水洗涤，干燥后得本发明所述的具有核壳结构的手性配体交换色谱固定相CS-LEP。将色谱填料填充于色谱柱后，用50～100倍柱体积的2mmol/L Cu(Ac)₂溶液平衡色谱柱后，用于氨基酸和羟基酸对映体的拆分。

附图说明

图1、图2和图3分别为DL-Pro(脯氨酸)、DL-Ser(丝氨酸)、DL-Thr(苏氨酸)在核壳型固定相CS-LEP I上的色谱拆分图。色谱条件：流动相为0.5mmol/L Cu(Ac)₂水溶液，流速1.0ml/min，柱温50℃，检测波长为254nm。

图4、图5和图6分别为DL-Mal(苹果酸)、DL-Mda(扁桃酸)、DL-His(组氨酸)在CS-LEP I上的色谱拆分图。色谱条件：流动相为0.4mmol/L Cu(Ac)₂-0.1mol/L(NaAc-HoAc)(pH 4.6)水溶液，流速1.0ml/min，柱温50℃，检测波长为254nm。

图7为DL-Pro在CS-LEP II上的色谱拆分图。色谱条件：流动相为0.4mmol/L Cu(Ac)₂水溶液，流速1.0ml/min，柱温50℃，检测波长为254nm。

图8为DL-His在CS-LEP II上的色谱拆分图。色谱条件：流动相为0.4mmol/LCu(Ac)₂-0.1mol/L(NaAc-HoAc)(pH 4.6)水溶液，流速1.0ml/min，柱温50℃，检测波长为254nm。

具体实施方式

实施例1

(1)在150mL无水甲苯中，加入5mL乙烯基三甲氧基硅烷和5g硅胶(5μm，无定形)，在回流温度下反应12h后，抽滤除去甲苯及未反应的乙烯基三甲氧基硅烷，所得固体依次以甲苯、甲醇洗涤，干燥后得改性硅胶。

(2)在100mL无水甲苯中，加入3g改性硅胶、3mL丙烯酸缩水甘油酯和60mg偶氮二异丁腈，于80℃反应24h后，抽滤，干燥后所得固体以甲苯、甲醇洗涤得核-壳结构硅胶1。

(3)在100mL无水甲醇中，加入2g核壳结构硅胶1、5mmol L-脯氨酸钠，于40℃反应24h后，抽滤所得固体依次以甲醇、甲醇-水(v/v，5/5)、水洗涤，干燥后得CS-LEP I色谱固定相。元素分析：C 14.88％，H 2.32％，N 0.44％。

(4)采用匀浆法，在300MPa压力下，将2g CS-LEP1固定相填充于不锈钢色谱柱(150×3.9mm I.D.)中，再用60倍柱体积的2mmol/L Cu(Ac)₂溶液平衡色谱柱后，用于对映体的色谱拆分。

实施例2

(1)按实施例1的步骤(1)制备改性硅胶。

(2)在100mL无水甲苯中，加入3g改性硅胶、1mL丙烯酸缩水甘油酯和20mg(AIBN)，于80℃反应2h后，再加入3mL丙烯酸缩水甘油酯和60mg偶氮二异丁腈，于80℃继续反应24h后抽滤，所得固体以甲苯、甲醇洗涤，得核壳结构硅胶2。

(3)用核壳结构硅胶2代替核-壳结构硅胶1，按实施例1的步骤(3)进行，得本发明所述的CS-LEP II手性固定相。元素分析：C 15.28％，H 2.30％，N 0.44％。

(4)用CS-LEP II固定相代替CS-LEP I相，按实施例1的步骤(4)，制得色谱柱和平衡色谱柱，然后用于对映体的拆分。

Claims

1、一种具有无机-有机核壳结构的手性配体交换色谱固定相，用于拆分手性化合物，特别是拆分DL-氨基酸和DL-羟基酸对映体，其特征在于：在改性无机微粒表面上，通过表面接枝聚合功能高分子单体，合成具有核壳结构的微粒，再采用手性选择子化学修饰的方法，制备手性配体交换色谱固定相。

2、权利要求1所述的手性选择子是D-或L-氨基酸。

3、权利要求1所述的功能性高分子单体是丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。

4、权利要求1所述的改性无机微粒是硅烷试剂改性处理的硅胶、氧化锆、氧化钛或氧化铝，微粒粒径为3～30微米。

5、权利要求4所述的硅烷试剂可用下式表示：

式中R₁为甲氧基或乙氧基，R₂为甲氧基、乙氧基、甲基、乙基，R₃为乙烯基、3-丙烯酰氧丙基，3-甲基丙烯酰氧丙基。