DE69728043T2

DE69728043T2 - Thermisch immobilisierte polysaccharidderivate

Info

Publication number: DE69728043T2
Application number: DE69728043T
Authority: DE
Inventors: Eric Francotte
Original assignee: Novartis AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2017-06-21
Also published as: JP4275737B2; PT907663E; JP2000512678A; DE69728043D1; ATE261453T1; EP0907663A1; WO1997049733A1; AU3261997A; DK0907663T3; EP0907663B1; ES2217418T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen durch radikalische Reaktion initiierte thermisch vernetzte Polysaccharidderivate, die vor Vernetzung keine polymerisierbaren funktionellen Gruppen enthielten und die als Trägermaterialien für die chromatographische Trennung von Enantiomeren verwendet werden.
In Anal. Methods and Instrumentation, Band 1 (1993), 23, beschreiben K. Kimata et al. die Herstellung eines chiralen Trägermaterials, das in Lösemitteln stabil ist und das durch Polymerisieren von Cellulosevinylbenzoat erhalten wird. Die stationären Phasen, die chemisch gebunden sind und aus Cellulose bestehen, wurden mit nicht polymerisierten analogen Phasen bezüglich chiraler Selektivität und Stabilität gegenüber Lösemitteln verglichen und es wurde beobachtet, dass bei der chemisch gebundenen Cellulose die Stabilität gegenüber organischen Lösemitteln verbessert und die chirale Selektivität etwas verringert war.
In J. Liquid Chromatogr. 18 (1995), 1521, beschreiben C. Oliveros et al. stationäre Phasen aus Cellulosederivaten, die 10-Undecenoylseitenketten enthalten und die an einem Träger immobilisiert sind. Die erhaltenen chiralen stationären Phasen können beispielsweise an Trägern, z. B. Silicagel, immobilisiert werden und wurden gegenüber herkömmlichen Lösemitteln resistent, so dass das in dieser Arbeit verwendete Immobilisierungsverfahren bereits auf dem einschlägigen Fachgebiet (z. B. US 1 690 620 A ) offenbart worden war.
Die DE 24 22 365 A beschreibt Polymere, die sich zur Photopolymerisation eignen und die anhydridhaltige Gruppen aufweisen. Diese Polymere werden durch mechanisch aktives Licht in resistente Substanzen umgewandelt, die sich zur Verwendung als Schutzdruckzusammensetzung oder in anderer Weise zur Herstellung von Schutzdruckschablonen für Druckplatten eignen. Eine Verwendung als Trägermaterial für chromatographische Trennungen von Entantiomeren ist nicht erwähnt.
In J. Appl. Polymer Sci, Band 15 (1971), 1743, beschreiben N. R. Bertoniere et al. Baumwolltücher, die als Substituenten Cinnamoylreste enthalten, die bei Bestrahlung mit Licht einer speziellen Wellenlänge (2573A) zuerst isomerisieren und anschließend dimerisieren, wobei Derivate von Truxinsäure und Truxinsäure erhalten werden, wobei die photochemische Reaktion jedoch hauptsächlich lediglich auf der Oberfläche des Gewebes stattfindet.
Die beiden US Patente US 2 682 481 A und US 2 682 482 A beschreiben Verfahren, wie lösliche Kohlenhydrate, insbesondere Cellulosederivate, an die ungesättigten funktionellen Gruppen gebunden sind, durch Erwärmen mit Peroxidkatalysatoren und Dimerisierung oder weitere Vernetzung unter Bildung von Formgegenständen mit einer unlöslichen Oberfläche umgewandelt werden können.
In einem Papier vom Staatlichen Forschungsinstitut für makromolekulare Chemie, Freiburg im Breisgau [State Research Institute for Macromolecular Chemistry] (1957), 233, beschreiben H. Engelmann et al. ein Syntheseverfahren für Cellulosetricrotonat und Celluloseacetocrotonate und die Reaktion dieser Produkte bei Vernetzung mit Sauerstoff oder Licht und die Additionsreaktion mit Halogen und Diaminen. Es ist erwähnt, dass alle gebildeten Produkte, selbst die, die sehr wenig Crotonyl enthalten, in organischen Lösemitteln unlöslich wurden. Es findet sich jedoch keine Erwähnung einer Eignung als Trägermaterial für chromatographische Trennungen von Entantiomeren.
In Journal of Chromatography A, 728 (1996), Seiten 407 bis 414, werden stationäre Phasen aus Polysaccharidderivaten durch Vernetzen von 10-Undecenoylseitenketten mit Allylsiliciumdioxid hergestellt, wobei die Selektivität dieser Phasen in den meisten Fällen durch Einführen der 10-Undecenoylseitenketten verringert wird.
Die FR 2 714 671 A beschreibt auch stationäre Phasen von Polysaccharidderivaten, die notwendigerweise ungesättigte Seitenketten, beispielsweise eine 10-Undecenoylseitenkette enthalten müssen, so dass eine geeignete Immobilisierung erfolgen kann. In diesem Fall muss auch eine mehrstufige Synthese vor der Immobilisierung durchgeführt werden, um die 10-Undecenoylgruppe einzuführen, übereinstimmende Ergebnisse können jedoch lediglich unter Schwierigkeiten erhalten werden und die Selektivität der stationären Phase ist in den meisten Fällen verringert.
Die WO 97 04 011 A betrifft im Wesentlichen photochemisch vernetzte Polysaccharidderivate, die keine photopolymerisierbaren funktionellen Gruppen vor einer Vernetzung enthalten und die auch als Trägermaterialien für die chromatographische Trennung von Enantiomeren verwendet werden können.
Alle angegebenen Literaturstellen verwenden Ausgangsmaterialien, die polymerisierbare Gruppen zur Vernetzung enthalten, d. h. die Vernetzung erfolgt durch Polymerisieren einer oder mehrerer Doppelbindungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere durch radikalische Reaktion gestartete, thermisch vernetzte Polysaccharidderivate, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen substituierten oder nicht substituierten Aryl-, Arylalkyl-, Heteroaryl- oder Heteroarylalkylester oder in ein Aryl-, Arylalkyl-, Heteroaryl- oder Heteroarylalkylcarbamat (Urethan) oder Mischungen hiervon umgewandelt wurden, wobei gilt, dass die OR-Gruppen vor der Vernetzung keine polymerisierbaren Doppelbindungen enthielten. Besonders bedeutend sind thermisch vernetzte Polysaccharidderivate, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen substituierten oder nicht substituierten Aryl- oder Arylalkylester oder in ein substituiertes oder nicht substituiertes Aryl- oder Arylalkylcarbamat oder Gemische hiervon umgewandelt wurden, wobei gilt, dass die OR-Gruppen vor der Vernetzung keine polymerisierbaren Doppelbindungen enthielten.
Noch stärker bedeutend sind thermische vernetzte Cellulose- oder Amylosederivate, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen Aryl- oder Arylalkylester oder in ein Aryl- oder Arylalkylcarbamat, der bzw. das nicht substituiert oder durch Niedrigalkyl und/oder Halogen mono- oder polysubstituiert ist, oder Gemische hiervon umgewandelt wurden, wobei gilt, dass die OR-Gruppen vor der Vernetzung keine polymerisierbaren Doppelbindungen enthielten.
Sehr speziell von Bedeutung sind thermisch vernetzte Cellulose- oder Amylosederivate, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen Phenyl- oder Benzylester oder in ein Phenyl- oder Benzylcarbamat, der bzw. das nicht substituiert oder durch Niedrigalkyl und/oder Halogen mono- oder polysubstituiert ist, oder Gemische hiervon umgewandelt wurden, wobei gilt, dass die OR-Gruppen vor der Vernetzung keine polymerisierbaren Doppelbindungen enthielten.
Wenn die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen verestert werden oder einer Carbamatumwandlung unterzogen werden, wird der Wasserstoff der OH-Gruppe durch einen Acylrest der Formel R'-C(=O)- oder durch den Acylrest der Carbaminsäure R'-NH-C(=O)- ersetzt, wobei nicht notwendig ist, dass alle OH-Gruppen in die entsprechenden OR-Gruppen umgewandelt werden.
Niedrigere Reste und Verbindungen sollen die oben genannte und nachfolgende Bedeutung besitzen, beispielsweise sollen sie solche Reste und Verbindungen bedeuten, die bis zu und einschließlich 7, vorzugsweise bis zu und einschließlich 4, Kohlenstoffatome (C Atome) aufweisen.
Beispiele für Polysaccharide sind Cellulose, Amylose, Chitosan, Dextrin, Xylan, Amylopectin und Curdlan, Chitin und Inulin, die als ultrareine Polysaccharide erhalten werden können.
Bevorzugte Polysaccharide sind solche, die einen Polymerisationsgrad (Zahl von Pyranose- und Furanoseringen) von mindestens einer Zahl von 5 und speziell bevorzugt von mindestens einer Zahl von 10 aufweisen, um eine einfache Handhabung zu garantieren.
Niedrigalkyl ist beispielsweise C₁-C₄ Alkyl, wie Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl, die alle nicht substituiert oder durch Halogen, z. B. Fluor oder Chlor, substituiert sein können, wie Trifluormethyl oder Trichlormethyl.
Aryl als solches ist beispielsweise Phenyl oder Naphthyl, z. B. 1- oder 2-Naphthyl oder substituiertes Phenyl oder Naphthyl, z. B. Phenyl oder Naphthyl, das durch Niedrigalkyl, Halogenniedrigalkyl, Hydroxyl, Niedrigalkoxy, Niedrigalkanoyloxy, Halogen und/oder Cyano substituiert ist.
Aryl ist vorzugsweise Phenyl, das nicht substituiert oder, wie oben angegeben, substituiert ist, speziell Phenyl.
Arylalkyl ist vorzugsweise Arylniedrigalkyl, speziell Phenylniedrigalkyl, sehr speziell Phenylethyl oder Benzyl.
Niedrigalkoxy ist beispielsweise n-Propoxy, Isopropoxy, n-Butoxy oder tert-Butoxy, vorzugsweise Ethoxy und hauptsächlich Methoxy.
Niedrigalkanoyloxy ist beispielsweise Propionyloxy oder Pivaloyloxy, vorzugsweise Acetyloxy.
Halogen ist beispielsweise Chlor oder Fluor, des weiteren auch Brom und Iod, Halogenniedrigalkyl ist beispielsweise 2- oder 3-Halogenniedrigalkyl, z. B. 2-Halogenpropyl, 3-Halogenpropyl oder 3-Halogen-2-methylpropyl.
Heteroaryl soll insbesondere einen monocyclischen, jedoch auch einen bi- oder polycyclischen Rest mit aromatischem Charakter bedeuten. Bi- und polycyclisches Heteroaryl kann aus mehreren heterocyclischen Ringen oder vorzugsweise aus einem Heterocyclus und einem oder mehreren, z. B. einem oder zwei und insbesondere einem, ankondensierten carbocyclischen Ring, speziell einem Benzolring, bestehen. Jeder einzelne Ring enthält beispielsweise 3, 5, 6, 7 und insbesondere 5 oder 6 Ringglieder. Heteroaryl ist insbesondere ein aza-, thia-, oxa-, thiaza-, thiadiaza-, oxaza-, diaza- und tetraazacyclischer Rest.
Heteroaryl ist hauptsächlich ein monocyclischer, monoaza-, monothia- oder monooxacyclischer Rest, z. B. Pyrryl, wie 2-Pyrryl oder 3-Pyrryl, Pyridyl, z. B. 2-, 3- oder 4-Pyridyl, Thienyl, z. B. 2- oder 3-Thienyl, oder Furyl, z. B. 2-Furyl, ein bicyclischer monoaza-, monooxa- oder monothiacyclischer Rest, wie Indolyl, z. B. 2- oder 3-Indolyl, Chinolinyl, z. B. 2- oder 4-Chinolinyl, Isochinolinyl, z. B. 1-Isochinolinyl, Benzofuranyl, z. B. 2- oder 3-Benzofuranyl, oder Benzothienyl, z. B. 2- oder 3-Benzothienyl, ein monocyclischer diaza-, triaza-, tetraaza-, oxaza-, thiaza- oder thiadiazacyclischer Rest, wie Imidazolyl, z. B. 2-Imidazolyl, Pyrimidinyl, z. B. 2- oder 4-Pyrimidinyl, Triazolyl, z. B. 1,2,4-Triazol-3-yl, Tetrazolyl, z. B. 1- oder 5-Tetrazolyl, Oxazolyl, z. B. 2-Oxazolyl, Isooxazolyl, z. B. 3- oder 4-Isooxazolyl, Thiazolyl, z. B. 2-Thiazolyl, Isothiazolyl, z. B. 3- oder 4-Isothiazolyl oder 1,2,4- oder 1,3,4-Thiadiazolyl, z. B. 1,2,4-Thiadiazol-3-yl oder 1,3,4-Thiadiazol-2-yl, oder ein bicyclischer diaza-, oxaza- oder thiazacyclischer Rest, wie Benzimidazolyl, z. B. 2-Benzimidazolyl, Benzoxazolyl, z. B. 2-Benzoxazolyl oder Benzothiazolyl, z. B. 2-Benzothiazolyl.
Die Heteroarylreste sind nicht substituierte Reste oder weisen an sie gebundene Substituenten auf. Geeignete Substituenten an Ringkohlenstoffatomen sind beispielsweise die oben für Arykeste erwähnten Substituenten und zusätzlich Oxo (=O). Ringstickstoffatome können beispielsweise durch Niedrigalkyl, Arylniedrigalkyl, Niedrigalkanoyl, Benzyl, Carboxyl, Niedrigalkoxycarbonyl, Hydroxyl, Niedrigalkoxy, Niedrigalkanoyloxy oder Oxido (-O) substituiert sein. Heteroaryl ist insbesondere Pyridyl, Thienyl, Pyrryl oder Furyl.
Heteroarylalkyheste bestehen aus den oben genannten Heteroarylresten und den vorher genannten Alkylresten, insbesondere Niedrigalkylresten. Heteroarylniedrigalkyl ist insbesondere Pyridyl-, Thienyl-, Pyrryl- oder Furylmethyl.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden hergestellt, indem Polysaccharidderivate, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen verestert oder in ein Carbamat umgewandelt wurden, einer thermischen Vernet zung unterzogen werden, nachdem sie zuvor auf einen Träger aufgetragen wurden oder nachdem ein vorhergehendes Konditionieren als reines Material stattgefunden hat.
Die Cellulosederivate können nach einer Vielzahl von Verfahren thermisch immobilisiert werden:

a) Einerseits kann die thermische Behandlung nach Applizieren eines Überzugs des Cellulosederivats, beispielsweise nach Auftragen des Cellulosederivats auf einen Träger, beispielsweise ein makroporöses Silicagel, in Gegenwart eines Radikalkettenstarters, z. B. α,α'-Azoisobutyronitril (AIBN) durchgeführt werden.
b) In einem anderen Verfahren wird das Cellulosederivat auf einen Träger, beispielsweise ein makroporöses Silicagel, aufgetragen und das beschichtete Silicagel des weiteren mit einer AIBN-Lösung vor Durchführen der thermischen Behandlung beschichtet.
c) In einem weiteren Verfahren können die erfindungsgemäßen Verbindungen hergestellt werden, indem Polysaccharide, die zuvor als reines Material, beispielsweise als Perlen oder Membranen, konditioniert wurden, einer thermischen Vernetzung unter Verwendung eines Radikalkettenstarters, beispielsweise AIBN, unterzogen werden, wobei die erfindungsgemäßen Verbindungen erhalten werden.

Die thermische Behandlung erfolgt durch Erwärmen des beschichteten Trägermaterials oder des konditionierten reinen Materials auf 50 bis 150°C, jedoch vorzugsweise auf 100 bis 120°C. Geeignete Träger, die verwendet werden können, sind Siliciumdioxide, z. B. Silicagel oder modifiziertes Silicagel, insbesondere aminosilanisiertes Silicagel, Glas, ferner Aluminiumoxide (Aluminiumoxid), Graphit, Zirconiumoxid (Zirconia).
Die als Ausgangsverbindungen verwendeten Polysaccharide, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen verestert oder in ein Carbamat (Urethan) umgewandelt wurden, werden durch Verestern der freien OH-Gruppen der Polysaccharidverbindungen oder Umwandeln derselben in ein Carbamat (Urethan) hergestellt.
Ein Verestern oder eine Herstellung des Carbamats erfolgt in per se bekannter Weise durch Umsetzen des Materials mit einem Isocyanat oder mit einem reaktiven funktionellen Carbonsäurederivat.
Beispielsweise kann die Veresterung mit nicht substituierten oder substituierten Benzoylhalogeniden, insbesondere Benzoylchloriden, den entsprechenden Carbonsäureanhydriden oder ansonsten einem Gemisch der entsprechenden Carbonsäure und einem geeigneten Dehydratisierungsmittel durchgeführt werden. Jedes beliebige inerte Lösemittel, das die Veresterung nicht behindert, kann für die Veresterung verwendet werden, und als Regel wird ferner ein Katalysator, beispielsweise ein tertiäres Amin, z. B. 4-(N,N-Dimethylamino)pyridin, zugegeben.
Das Carbamat wird normalerweise hergestellt, indem das Material mit einem geeigneten Isocyanat in Gegenwart des geeigneten Katalysators umgesetzt wird. Verwendbare Katalysatoren sind Lewis-Basen, z. B. tertiäre Amine, oder ansonsten Lewis-Säuren, z. B. eine Zinnerbindung, z. B. Dibutylzinndilaurat.
Die Reaktion wird vorzugsweise in Gegenwart einer tertiären Base, z. B. in Gegenwart von Pyridin oder Chinolin, die gleichzeitig auch als Lösemittel fungiert, wobei jedoch 4-(N,N-Dimethylamino)pyridin vorzugsweise auch als tertiäre Base als Reaktionsbeschleuniger verwendet wird, durchgeführt. Substanzen, die insbesondere zur Umwandlung der OH-Gruppen in die entsprechenden OR-Gruppen durch Veresterung oder Carbamatherstellung verwendet werden, sind nicht substituierte oder substituierte Benzoylchloride oder Phenylisocyanate.
Chlor- oder methylsubstituierte Phenylisocyanate oder Benzylchloride werden bevorzugt verwendet, wobei es möglich ist, dass die Methylgruppen und die Chloratome in Meta- oder Orthoposition relativ zueinander angeordnet sind.
Die thermisch vernetzten Polysaccharidderivate gemäß der vorliegenden Erfindung werden als chirale Träger für die chromatographische Trennung von Enantiomeren verwendet.
Überraschenderweise erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine Immobilisierung der Polysaccharidderivate ohne polymerisierbare funktionelle Gruppen, wobei als Ergebnis eine hohe Beständigkeit gegenüber Lösemitteln erreicht wird. Überraschenderweise wird die hohe Trennkapazität vollständig nach der Immobilisierung beibehalten.
Die Immobilisierung erlaubt die Verwendung von mobilen Phasen, die beispielsweise Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Chloroform, Dioxan oder Ethylacetat enthalten und die die nicht immobilisierten Polysaccharidderivate lösen würden.
Die Verwendung derartiger mobiler Phasen liefert bei der Enantiomerentrennung einer großen Vielzahl von Racematen bessere Ergebnisse und ermöglicht ferner, dass Proben, die gering löslich sind, gelöst werden.
Die thermisch vernetzten Polysaccharide gemäß der vorliegenden Erfindung in konditionierter Form können auch als reine Polymere für die chromatographische Trennung von Entantiomeren verwendet werden.
Eine weitere mögliche Anwendung ist die Verwendung der vernetzten Polysaccharidderivate zur Herstellung von Überzügen von verschiedenen Materialien, wie Holz, Papier, Polymeren und Metallen.
Des weiteren können die thermisch vernetzten Polysaccharide gemäß der vorliegenden Erfindung als Material zur Herstellung einer Vielzahl von Membranen für beliebige Zwecke verwendet werden.
Die verschiedenen chromatographischen Entantiomerentrennungen werden detaillierter nach dem präparativen Teil (Beispiele) beschrieben und veranschaulicht.
Die nachfolgenden Beispiele (einschließlich der Herstellung der Ausgangsmaterialien und der Zwischenprodukte) sollen die vorliegende Erfindung veranschaulichen und weiter erhellen. Temperaturen sind in Grad Celsius und der Druck, sofern nicht anders angegeben, in bar angegeben.
Beispiel 1
1,6 g Cellulose Tris(4-methylbenzoat) (Herstellung folgt einem bekannten Protokoll: J. Chromatogr. 595 (1992), 63) werden zusammen mit 1,6 g α,α'-Azoisobutyronitril (AIBN) in 60 ml Methylenchlorid gelöst. 3,5 g aminosilanisiertes Siliciumdioxid (hergestellt gemäß einem bekannten Verfahren aus Nucleosil-4000, Teilchengröße 10 μm, Macherey-Nagel) werden in dieser Lösung suspendiert. Diese Suspension wird nachfolgend auf einem Verdampfungsgerät Rotavapor eingeengt und im Hochvakuum getrocknet.
Ausbeute 6,7 g.
Das erhaltene Pulver wird in einem trockenen Zustand in einem Rundkolben 6 h unter Stickstoff auf 120°C erwärmt. Das Produkt wird in 150 ml Methanol suspendiert und die Suspension wird 1 h verrührt. Die Suspension wird nachfolgend filtriert und der Rückstand mit Methanol gewaschen und getrocknet. Ausbeute 5,03 g. Zur Entfernung von nicht immobilisiertem Material wird das Produkt 17 h in einer Soxhlet-Apparatur unter Verwendung von Methylenchlorid extrahiert. Der unlösliche Rückstand wird in etwa 30 ml Methylenchlorid suspendiert und die Suspension etwa 30 min verrührt. Anschließend werden 300 ml Hexan zugegeben (Zugaberate: 1,6 ml/min). Das Produkt wird abfiltriert und mit Hexan gewaschen.
Ausbeute 3,7 g
Elementaranalyse: C 8,18; H 0,80.
Beispiel 2
1,42 g Cellulose Tris(phenylcarbamat) (Herstellung gemäß einem bekannten Protokoll: J. Chromatogr. 363 (1986), 173) werden zusammen mit 1,42 g AIBN in einem Gemisch aus 10 ml Methylenchlorid und 30 ml Tetrahydrofuran gelöst. 3,25 g aminosilanisiertes Siliciumdioxid (Nucleosil-4000, Teilchengröße 7 μm, Macherey-Nagel) werden in dieser Lösung suspendiert. Diese Suspension wird 1 h bei Raumtemperatur in einem Ultraschallbad ho mogenisiert und nachfolgend auf einem Rotationsverdampfer Rotavapor eingeengt. Das erhaltene Pulver wird im trocknen Zustand in einem Rundkolben 7 h unter Stickstoff auf 120°C erwärmt. Das Produkt wird in 150 ml Methanol suspendiert und die Suspension wird 1 h verrührt. Die Suspension wird nachfolgend filtriert und der Rückstand mit Methanol gewaschen und getrocknet.
Ausbeute 4,5 g.
Zur Entfernung von nicht immobilisiertem Material wird as Produkt mit Tetrahydrofuran 17 h in einer Soxhlet-Apparatur extrahiert. Nach Trocknen im Vakuum werden 3,58 g isoliert. Der unlösliche Rückstand wird in etwa 30 ml Tetrahydrofuran suspendiert und die Suspension etwa 30 min verrührt. Anschließend werden 300 ml Hexan zugegeben (Zugaberate: 1,6 ml/min). Das Produkt wird abfiltriert und mit Hexan gewaschen.
Ausbeute 3,5 g
Elementaranalyse: C 9,75; H 0,88.
Beispiel 3
1 g Cellulose Tris(3,5-dimethylphenylcarbamat) (Herstellung gemäß einem bekannten Protokoll: J. Chromatogr. 363 (1986), 173) wird zusammen mit 1 g AIBN in 25 ml Tetrahydrofuran gelöst. Diese Lösung wird in drei Teile geteilt. 3 g aminosilanisiertes Siliciumdioxid (Nucleosil-4000, Teilchengröße 7 μm, Macherey-Nagel) werden nach einander mit den drei Teilen vermischt und in jedem Fall erfolgt danach ein Eindampfen bei 30°C an einem Rotationsverdampfer Rotavapor. 4 g werden nach dem Trocknen im Vakuum isoliert.
Das Pulver wird im trockenen Zustand in einem Rundkolben 15 h unter Stickstoff auf 120°C erwärmt. Das Produkt wird in 100 ml Methanol suspendiert und die Suspension wird 1 h verrührt. Die Suspension wird nachfolgend filtriert und der Rückstand mit Methanol gewaschen und getrocknet.
Ausbeute 3,94 g. Zur Entfernung von nicht immobilisiertem Material wird as Produkt 17 h in einer Soxhlet-Apparatur mit Tetrahydrofuran extrahiert. Der unlösliche Rückstand wird in etwa 30 ml Tetrahydrofuran suspendiert, worauf 300 ml Hexan zugegeben werden (Zugaberate: 1,6 ml/min). Das Produkt wird abfiltriert und mit Hexan gewaschen (3,2 g).
Elementaranalyse: C 7,63; H 0,81; N 0,89.
Beispiel 4
3,5 g eines mit 25 Gew.-% Cellulose Tris(3,5-dimethylphenylcarbamat) (Herstellung gemäß einem bekannten Protokoll: J. Chromatogr. 363 (1986), 173) beschichteten aminosilanisierten Siliciumdioxid (Nucleosil-4000, Teilchengröße 7 μm, Macherey-Nagel) werden in einer Lösung von 525 mg AIBN in 15 ml Methanol suspendiert. Diese Suspension wird nachfolgend an einem Rotationsverdampfer Rotavapor eingedampft und im Hochvakuum getrocknet. Das Pulver wird in trockenem Zustand in einem Rundkolben 14 h unter Stickstoff auf 120°C erwärmt. Das Produkt wird in 80 ml Methanol suspendiert und die Suspension wird 0,5 h verrührt. Die Suspension wird nachfolgend filtriert und das Produkt mit Methanol gewaschen und getrocknet. Ausbeute 3,33 g. Zur Entfernung von nicht immobilisiertem Material wird as Produkt 17 h in einer Soxhlet-Apparatur mit Tetrahydrofuran extrahiert. Der unlösliche Rückstand wird in etwa 30 ml Tetrahydrofuran suspendiert, worauf 300 ml Hexan zugegeben werden (Zugaberate: 1,6 ml/min). Das Produkt wird abfiltriert und mit Hexan gewaschen (2,6 g).
Elementaranalyse: C 7,78; H 0,85; N 1,00.
Packen der Säule
2,5 g des erhaltenen Materials werden in 25 ml Hexan/Ethanol (90/10 Vol.-%) suspendiert und die Suspension zum Packen einer Stahlsäule (25 cm × 0,4 cm) nach dem Aufschlämmungsverfahren bei einem Druck von 100 bar verwendet.
Test der chiralen stationären Phasen
Die Phasen der Beispiele 1 bis 4 wurden unter Verwendung verschiedener racemischer Strukturen und verschiedener mobiler Phasen (siehe Tabellen) getestet.
Eine HPLC-Chromatographie wurde mit Hilfe eines Shimadzu LC-6A-Systems bei einer Strömungsrate von 0,7 ml/min und bei Raumtemperatur durchgeführt. Der Nachweis erfolgte durch UV-Spektroskopie und Polarimetrie (Perkin Elmer 241 LC). Der gemessene Wert war der Trennungsfaktor α.
wobei k'₂ und k'₁ die Kapazitätsfaktoren des zweiten und ersten Enantiomers, die eluiert werden, sind und t₂ und t₁ ihre Retentionszeiten sind. t₀ ist die Elutionszeit von Tritertbutylbenzol (nicht zurückgehaltene Verbindung).
Trennungsfaktor bei chromatographischen Trennungen unter Verwendung des Produkts von Beispiel 1
Trennungsfaktor bei chromatographischen Trennungen unter Verwendung des Produkts von Beispiel 2
Trennungsfaktor bei chromatographischen Trennungen unter Verwendung des Produkts von Beispiel 3
Trennungsfaktor bei chromatographischen Trennungen unter Verwendung des Produkts von Beispiel 4

Claims

Polysaccharidderivat, das durch eine thermisch induzierte, radikalisch initiierte Vernetzung immobilisiert ist, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen substituierten oder unsubstituierten Aryl-, Arylalkyl-, Heteroaryl- oder Heteroarylalkylester oder in ein Aryl-, Arylalkyl-, Heteroaryl- oder Heteroarylalkylcarbamat (Urethan) oder Gemische hiervon umgewandelt wurden, wobei gilt, dass die OR-Gruppen vor der Vernetzung keine polymerisierbaren Doppelbindungen enthielten.
Polysaccharidderivat, das durch eine thermisch induzierte, radikalisch initiierte Vernetzung immobilisiert ist, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen substituierten oder unsubstituierten Aryl- oder Arylalkylester oder in ein substituiertes oder unsubstituiertes Aryl- oder Arylalkylcarbamat oder Gemische hiervon umgewandelt wurden, wobei gilt, dass die OR-Gruppen vor der Vernetzung keine polymerisierbaren Doppelbindungen enthielten.
Cellulose- oder Amylosederivat, das durch eine thermisch induzierte, radikalisch initiierte Vernetzung immobilisiert ist, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen Aryl- oder Arylalkylester oder in ein Aryl- oder Arylalkylcarbamat, der bzw. das nicht substituiert oder durch Niedrigalkyl und/oder Halogen mono- oder polysubstituiert ist, oder Gemische hiervon umgewandelt wurden, wobei gilt, dass die OR-Gruppen vor der Vernetzung keine polymerisierbaren Doppelbindungen enthielten.
Cellulose- oder Amylosederivat, das durch eine thermisch induzierte, radikalisch initiierte Vernetzung immobilisiert ist, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen Phenyl- oder Benzylester oder in ein Phenyl- oder Benzylcarbamat, der bzw. das nicht substituiert oder durch Niedrigalkyl und/oder Halogen mono- oder polysubstituiert ist, oder Gemische hiervon umgewandelt wurden, wobei gilt, dass die OR-Gruppen vor der Vernetzung keine polymerisierbaren Doppelbindungen enthielten.
Verfahren zur Herstellung von vernetzten Poylsaccharidderivaten gemäß Anspruch 1, das ein thermisches Vernetzen von Polysaccharidderivaten umfasst, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen verestert oder in ein Carbamat (Urethan) umgewandelt wurden, a) nachdem das Cellulosederivat in Gegenwart eines Radikalstarters zuvor auf einen Träger aufgetragen wurde, b) nachdem das Cellulosederivat auf einen Träger aufgetragen wurde und ferner der Träger mit einer Lösung eines Radikalstarters beschichtet wurde, oder c) nachdem sie als reines Material zuvor in Gegenwart eines Radikalstarters konditioniert wurden, wobei die Verbindung nach Anspruch 1 erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Polysaccharidderivate, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen unsubstituierten oder substituierten Aryl-, Arylalkyl-, Heteroaryl- oder Heteroarylalkylester oder in ein unsubstituiertes oder substituiertes Aryl-, Arylalkyl-, Heteroaryl- oder Heteroarylalkylcarbamat umgewandelt wurden, einer thermischen Vernetzung unterzogen werden, a) nachdem das Cellulosederivat in Gegenwart eines Radikalstarters zuvor auf einen Träger aufgetragen wurde, b) nachdem das Cellulosederivat auf einen Träger aufgetragen wurde und ferner der Träger mit einer Lösung eines Radikalstarters beschichtet wurde, oder c) nachdem sie als reines Material zuvor in Gegenwart eines Radikalstarters konditioniert wurden, wobei die Verbindung nach Anspruch 1 erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Polysaccharidderivate, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen unsubstituierten oder substituierten Aryl- oder Arylalkylester oder in ein unsubstituiertes Aryl- oder Arylalkylcarbamat umgewandelt wurden, einer thermischen Vernetzung unterzogen werden, a) nachdem das Cellulosederivat in Gegenwart eines Radikalstarters zuvor auf einen Träger aufgetragen wurde, b) nachdem das Cellulosederivat auf einen Träger aufgetragen wurde und ferner der Träger mit einer Lösung eines Radikalstarters beschichtet wurde, oder c) nachdem sie als reines Material zuvor in Gegenwart eines Radikalstarters konditioniert wurden, wobei die Verbindung nach Anspruch 2 erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Cellulose- oder Amylosederivate, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen Aryl- oder Arylalkylester, der nicht substituiert ist oder durch Niedrigalkyl und/oder Halogen mono- oder polysubstituiert ist, oder in ein Aryl- oder Arylalkylcarbamat, das nicht substituiert ist oder durch Niedrigalkyl und/oder Halogen mono- oder polysubstituiert ist, umgewandelt wurden, einer thermischen Vernetzung unterzogen werden, a) nachdem das Cellulosederivat in Gegenwart eines Radikalstarters zuvor auf einen Träger aufgetragen wurde, b) nachdem das Cellulosederivat auf einen Träger aufgetragen wurde und ferner der Träger mit einer Lösung eines Radikalstarters beschichtet wurde, oder e) nachdem sie als reines Material zuvor in Gegenwart eines Radikalstarters konditioniert wurden, wobei die Verbindung nach Anspruch 3 erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Cellulose- oder Amylosederivate, worin die OH-Gruppen in Form von OR-Gruppen in einen Phenyl- oder Benzylester, der nicht substituiert ist oder durch Niedrigalkyl und/oder Halogen mono- oder polysubstituiert ist, oder in ein Phenyl- oder Benzylcarbamat, das nicht substituiert ist oder durch Niedrigalkyl und/oder Halogen mono- oder polysubstituiert ist, umgewandelt wurden, einer thermischen Vernetzung unterzogen werden, a) nachdem das Cellulosederivat in Gegenwart eines Radikalstarters zuvor auf einen Träger aufgetragen wurde, b) nachdem das Cellulosederivat auf einen Träger aufgetragen wurde und ferner der Träger mit einer Lösung eines Radikalstarters beschichtet wurde, oder e) nachdem sie als reines Material zuvor in Gegenwart eines Radikalstarters konditioniert wurden, wobei die Verbindung nach Anspruch 4 erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Vernetzung thermisch durch Erwärmen auf 50 bis 150°C erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Vernetzung thermisch durch Erwärmen auf 100 bis 120°C erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der verwendete Radikalstarter α, α'-Azobisisobutyronitril (AIBN) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei als Träger für den Überzug ein Silicagel, modifiziertes Silicagel, Aluminiumoxid (Alaunerde), Glas, Graphit oder Zirkoniumdioxid verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei als Träger für den Überzug makroporöses Silicagel verwendet wird.
Verwendung von thermisch vernetzten Polysaccharidderivaten nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als stationäre Phase in chromatographischen Verfahren, insbesondere zur Trennung von Enantiomeren.
Verwendung von thermisch vernetzten Polysaccharidderivaten nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Material zur Herstellung von Membranen für verschiedene Verwendungen.
Verwendung von thermisch vernetzten Polysaccharidderivaten nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Überzügen für verschiedene Materialien, beispielsweise Holz, Papier, Polymere und Metalle.