KR101915010B1 - 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상 및 이의 제조방법 - Google Patents

라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상 및 이의 제조방법 Download PDF

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성지영
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이수민
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한국기초과학지원연구원
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    • C07B57/00—Separation of optically-active compounds

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Abstract

본 발명의 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상과 그 제조방법은 실리가 표면과 (+)- 또는 (-)- (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 간격을 조정하여 비교적 긴 체인을 갖도록 하고 자유 아미노알킬기 생성을 실질적으로 억제하여 라세미 화합물, 특히 다양한 아미노산 등의 광학 분리능이 우수하면서도 제조과정이 비교적 단순하여 산업적으로 활용도가 높은 키랄고정상과 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상 및 이의 제조방법{CHIRAL STATIONARY PHASES FOR THE RESOLUTION OF RACEMIC COMPOUNDS AND PREPERATION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상과 그 제조방법에 관한 것으로, 실리카 표면에 잔여 아미노알킬기가 생성되지 않도록 제조하여 종래 키랄칼럼에 대비하여 라세미 화합물의 분리능을 향상시킨 키랄고정상과 그 제조방법에 관한 것이다.
아미노산은 단백질의 기본 구성단위로 아미노기(NH2)와 카르복실기(COOH)를 포함하며, 측쇄에 따라 그 화학적 특성이 결정된다. 아미노산은 세포를 구성하는 필수 물질로서, 인공합성 여부에 따라 천연 아미노산과 비천연 아미노산으로 나뉘어지고, 생체 내에서 생성 여부에 따라 필수 아미노산과 비필수 아미노산으로 나뉘어진다.
아미노산은 20 여종의 천연 아미노산과 700 여종의 비천연 아미노산이 알려져 있다. 대부분의 천연 아미노산은 L-형이며 산업적 생산단가가 낮다. 대부분의 비천연 아미노산은 D-형으로서 L-형에 비해 상대적으로 생산단가 및 산업적 부가가치가 높다. 아미노산이 L-형과 D-형으로 나뉘는 것을 광학 이성질체(enantiomer) 또는 키랄(chiral) 특성이라 하며, 분자량과 분자식은 동일하다. 그러나, L-글루타민은 감칠맛을 가지지만 D-글루타민은 신맛을 내고, L-발린은 저알부민병의 치료제로 사용되지만, D-발린은 농약, 살충제로 사용되는 것처럼 동일한 분자량과 분자식에도 불구하고 판이한 특성을 나타낸다.
L-형만 또는 D-형만으로 구성된, 광학적으로 순수한(D형 또는 L형 단일) 아미노산은 비대칭 촉매(asymmetric catalyst)의 리간드로 사용되거나, 각종 의약품 및 생리활성 물질을 합성하는데 필요한 출발물질 또는 중간체로 광범위하게 사용되므로 산업적으로 매우 중요한 화합물이다(Helmchen, G.; Pfaltz, A. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 336-345).
이러한 아미노산은 자연상태로 발효를 통해 생산되거나 또는 화학적으로 합성되며, 화학적으로 합성된 아미노산은 L-형 또는 라세미(racemic) 혼합물로 존재한다. 발효를 통해 얻을 수 있는 아미노산은 천연 아미노산 중 L-아미노산에 국한되어 있다. 광학적으로 순수한 D-아미노산 및 비천연 아미노산은 효소법, 광학분할법을 통해 생산되고 있으나, 제조비용이 많이 들어 발효로 제조되는 천연 L-아미노산에 비해 단가가 5 내지 10배 가까이 높게 형성되고 있으며 대량생산에 어려움을 겪고 있다(Maruoka, K.; Ooi, T. Chem. Rev. 2003, 103, 3013).
최근까지, 산업적 활용도에 맞게 L-형과 D-형 아미노산을 분리하든지, L-형과 D-형 아미노산을 서로 전환시키는 기술, 즉 광학활성 화합물 제조기술(chirotechnology, 키랄 기술)이 지속적으로 개발되어 왔으며, 키랄선택적 수용체인, 알데하이드기를 갖는 바이나프톨 유도체를 사용하여 이민 결합을 통해 키랄 아미노알코올 및 아미노산의 키랄성을 인식하고 L-아미노산을 D-아미노산으로 전환시키고 이를 분리하는 방법 등이 제시된 있다((a)Park, H.; Kim, K. M.; Lee, A.; Ham, S.; Nam, W.; Chin, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1518-1519;(b) Kim, K. M.; Park, H.; Kim, H.; Chin, J.; Nam, W. Org. Lett. 2005, 7, 3525-3527, 대한민국 등록특허공보 10-0661280호, 대한민국 공개특허공보 10-2011-0111007호, 대한민국 공개특허공보 10-2010-0114483호).
생리활성을 나타내는 많은 의약품들이 광학활성일 뿐만 아니라, 라세미 의약품을 구성하는 서로 거울상의 관계에 있는 두 개의 광학이성질체가 인체 내에서 서로 다른 생리활성을 나타내는 예들이 많이 알려짐에 따라 라세미 의약품을 구성하는 두 개의 광학이성질체를 분리하고 광학활성 의약품들의 광학순도를 측정할 수 있는 LC 용 키랄 고정상 및 키랄 칼럼에 관한 필요성이 키랄 의약품을 개발하고 생산하는 과정에서 크게 요구되고 있다.
많은 키랄 의약품들이 일차 아미노기를 가지고 있기 때문에 일차 아미노기를 가지고 있는 라세미 의약품을 광학분할할 수 있는 LC 용 키랄고정상과 이 키랄고정상으로 충진된 키랄 칼럼의 필요성은 매우 높다. 이에 따라 광학활성인 (+)- 또는 (-)- (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물을 아미노프로필실리카 겔에 공유결합시켜 일차 아미노기를 가지고 있는 라세미 의약품을 효율적으로 광학분할 할 수 있는 크라운 에테르 키랄고정상(crown ether-based chiral stationary phases (이하, CSP라 함))이 합성되었고, 이것을 충진하여 키랄 칼럼을 제조하는 과정이 이미 본 발명자가 개발하여 특허 등록 받은 바 있다(특허 제0263872호).
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 목적은 라세미 화합물의 분리능이 우수하며 그 제조방법이 간편하여 산업적 활용도가 높은 키랄고정상과 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 키랄고정상의 제조방법은 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물을 아미노알킬트리에톡시실란과 반응시켜 반응결과물을 얻는 반응단계; 그리고 상기 반응결과물과 수분이 제거된 실리카 겔을 혼합하고 반응시켜 아래 화학식 1로 표시되는 표면관능기를 갖는 실리카 겔인 광학분할용 키랄고정상을 제조하는 제조단계;를 포함한다.
상기 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물은, 비활성 분위기 하에서 수분의 유입을 차단하며 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산과 아세틸클로라이드를 반응시켜 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물을 제조하는 무수물제조단계;로 제조될 수 있다.
상기 반응단계의 아미노알킬트리에톡시실란은 11-아미노운데실트리에톡시실란이며, 상기 화학식 1로 표시되는 표면관능기는 아래 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.
상기 제조단계의 반응은 용매 하에서 72시간 내지 120 시간 동안 진행될 수 있다.
상기 제조단계의 반응결과물은 메틸렌클로라이드에 용해된 상태로 상기 제조단계의 반응에 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학분할용 키랄고정상은, 아래 화학식 1로 표시되는 표면관능기를 갖는 실리카 겔이다.
상기 실리카 겔은 표면에 자유 아미노알킬 기를 포함하지 않는 것일 수 있다.
본 발명의 발명자들은 (+)- 또는 (-)- (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산을 기반으로 하는 CSP를 다양한 방법으로 개량되도록 시도하던 중, CSP에서 실리카 표면에 위치한 자유 아미노알킬기(free aminoalkyl group)가 키랄화합물에 미치는 상호작용을 고려하고 키랄 화합물과의 반응 적합성을 높이기 위해, 실리카 표면과 (+)- 또는 (-)- (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 거리를 조절하는 목적으로 스페이서를 개량하고, 자우 프로필기를 실질적으로 제거하면서 실리카 표면에 (+)- 또는 (-)- (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산이 결합되도록 하고, 이러한 키랄고정상을 활용하여 키랄화합물의 분리능이 우수하다는 점을 확인하여, 그 합성방법이 간편하여 산업적 활용도가 높은 본 발명을 완성하였다,
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상의 제조방법은, (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 무수물 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 무수물을 아미노알킬트리에톡시실란과 반응시켜 반응결과물을 얻는 반응단계; 그리고 상기 반응결과물과 수분이 제거된 실리카 겔을 혼합하고 반응시켜 아래 화학식 1로 표시되는 표면관능기를 갖는 실리카 겔인 광학분할용 키랄고정상을 제조하는 제조단계;를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112018101457214-pat00014
상기 화학식 1에서 n은 5 내지 15의 정수이다.
상기 제조방법은, 아미노알킬알콕시실란 화합물을 실리카 표면에 결합시킨 후 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산과의 반응을 유도하는 것이 아니라, 아미노알킬알콕시실란과 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 또는 (-)- (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산을 먼저 결합시킨 후 실리카 표면과 알콕시실란의 결합을 유도하여, 아미노산의 이성질체 분리능에 방해가 되는 자유아미노기 생성을 배제한 것을 발명의 특징 중 하나로 한다.
상기 방법은, 자유 아미노기 없이 롱 체인 CSP을 비교적 간단한 방법으로 합성할 수 있다는 장점도 갖는다.
상기 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 무수물 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 무수물은, 비활성 분위기 하에서 수분의 유입을 차단하며 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 또는 (-)- (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산과 아세틸클로라이드를 반응시켜 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 무수물 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 무수물을 제조하는 무수물제조단계;로 제조된 것일 수 있다.
상기 아미노알킬알콕시실란 화합물의 알킬은 스페이서 역할을 하면서 실리카 겔의 표면과 광학 활성을 갖는 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 사이의 거리를 조절하는 역할을 한다. 따라서, 상기 아미노알킬알콕시실란 화합물은, 탄소수가 6 내지 16인 것이 적용될 수 있으며, 이렇게 비교적 롱 체인을 적용하는 것이, 탄소수 5 이하의 숏 체인을 적용하는 경우와 비교하여 우수한 광학분할 효과를 가져올 수 있다.
구체적으로, 상기 반응단계의 아미노알킬트리에톡시실란은 11-아미노운데실트리에톡시실란일 수 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 표면관능기는 아래 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112018101457214-pat00015
이러한 표면관능기를 실리카 표면에 적용하는 경우 더욱 우수한 광학분할 효과를 가져올 수 있다.
상기 제조단계의 반응은 용매 하에서 72시간 내지 120 시간 동안 진행되는 것일 수 있다. 이때, 용매는 톨루엔, 벤젠, 테트라하이드로퓨란, 디클로로메탄 또는 이들의 혼합물이 함유된 것일 수 있다.
상기 제조단계의 반응결과물은 메틸렌클로라이드에 용해된 상태로 제조단계의 실리카 겔과 혼합되어 반응이 진행될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학분할용 키랄고정상은, 상기 화학식 1로 표시되는 표면관능기를 갖는 실리카 겔이다. 상기 키랄고정상은, 컬럼 내에 패킹되어 LC 컬럼으로 활용될 수 있으며, 아미노산과 같은 광학이성질체의 효율적인 분리를 가능하게 한다.
이때, 상기 컬럼 내에 적용되는 키랄고정상은, 위의 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산만을 적용한 키랄고정상이 적용되거나 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산만이 적용된 키랄고정상이 적용된다. 이들 키랄고정상은 그 제조에 적용되는 (+)- 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산이 갖는 광학활성에 따라, 상기 키랄고정상의 광학분할에서 L-형과 D-형의 용리 순서가 바뀔 수 있다.
상기 광학분할용 키랄고정상은 실질적으로 자유 아미노기를 갖는 아미노알킬실란기를 포함하지 않는다. 이러한 자유 아미노기는 광학이성질체 분리능에 방해가 될 수 있는데, 다른 화합물과 결합하여 차단하는 등의 방법이 아니라, 제조 단계에서부터 자오 아미노기의 생성을 실질적으로 배재할 수 있도록 하여, 비교적 단순화된 공정으로 키랄고정상이 제조될 수 있을 뿐만 아니라 라세미 화합물의 분리능이 우수하다.
상기 키랄고정상은 위의 방법에 따르지 않고 제조한 유사 키랄고정상과 비교하여 원소분석 결과 N의 at% 값이 적을 수 있고, 예를 들어 5.0 이하일 수 있다.
본 발명이 또 다른 일 실시예에 따른 광학분할용 키랄고정상을 이용한 라세미 화합물의 분리방법은, 위에서 설명한 광학분할용 키랄고정상이 충진된 키랄칼럼을 제조하는 칼럼준비단계; 상기 키랄컬럼에 이동상으로 혼합용매를 흘려주면서 시료를 주입하는 실시단계; 그리고, 이동상을 따라 분리되는 시료를 구분하여 회수하는 회수단계;를 포함한다.
이때, 상기 혼합용매는, 시료의 종류에 따라서 황산수용액과 메틴올의 혼합용매, 또는 메탄올/아세토니트릴/트리플루오로아세트산/트리에틸아민의 혼합용매일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상과 그 제조방법은 실리가 표면과 (+)- 또는 (-)- (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 간격을 조정하여 비교적 긴 체인을 갖도록 하고 자유 아미노알킬기 생성을 실질적으로 억제하여 라세미 화합물, 특히 다양한 아미노산 등의 광학 분리능이 우수하면서도 제조과정이 비교적 단순하여 산업적으로 활용도가 높은 키랄고정상과 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1는 본 발명의 실시예에서 적용한 11-아미노운데실트리에톡시실란의 NMR 측정 결과.
도 2는 본 발명의 실시예에서 합성한 반응결과물2의 NMR 측정 결과.
도 3은 본 발명의 실시예 중 실험예 5(광학분할 효과 검증 2)에 활용된 화합물 20종을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예 중 실험예 5(광학분할 효과 검증 2)에 활용된 화합물 11의 광학분할 효과를 CSP 1과 CSP 2을 각각 적용한 컬럼을 이용해 비교한 결과.
도 5는 본 발명의 실시예 중 실험예 5(광학분할 효과 검증 2)에 활용된 화합물 9의 광학분할 효과를 CSP 1과 CSP 2을 각각 적용한 컬럼을 이용해 비교한 결과.
도 6은 본 발명의 실시예 중 실험예 5(광학분할 효과 검증 2)에 활용된 화합물별 CSP 1과 CSP 2의 광학분할효과를 비교한 그래프.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
제조예 1. 크라운에테르 키랄고정상 (CSP 1)의 제조
본 발명에 따른 크라운에테르 키랄고정상을 제조하는 구체적인 방법의 제조예로서 키랄고정상의 구체적인 제조방법은 다음과 같다.
(1) 아미노디프로필실리카 겔의 합성
딘-스타크 트랩 (Dean-Stark trap)이 장치된 500㎖ 둥근바닥 플라스크에 5.0 g의 실리카 겔과 정제한 300㎖의 톨루엔을 가하고, 2시간 동안 환류하여 실리카 겔에 흡착되어 있는 수분을 완전히 제거하였다.
상기 수분이 제거된 실리카 겔에 11-아미노운데실트리에톡시실란(11-aminoundecyltriethoxysilane) 5.0㎖를 가하여 15시간 더 환류하였다.
합성된 아미노운데실 실리카 겔은 유리 여과기를 이용하여 거르고 메탄올, 아세톤, 아세트산 에틸, 디클로로메탄, 헥산의 순으로 씻고 건조하였다.
(2) 키랄고정상 (CSP 1)의 제조
2.8g의 아미노운데실 실리카 겔을 딘-스타크 트랩 (Dean-Stark trap)이 장치된 250㎖의 이구 둥근바닥 플라스크에 가하고 여기에 정제된 톨루엔 100㎖를 가하여 2시간 동안 환류하여, 아미노운데실 실리카 겔에 흡착되어 있는 수분을 완전히 제거하였고 감압증발기를 사용하여 톨루엔을 완전히 증발시켰다.
톨루엔이 완전히 제거된 후 아미노운데실 실리카 겔에 30㎖의 디클로로메탄과 0.30㎖의 2,6-루티딘(2,6-Dimethylpyridine)을 가하고 0℃에서 30분간 저어주었다.
여기에 10㎖의 정제한 디클로로메탄에 용해된 광학활성인 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물 (300㎎)을 저어주면서 천천히 가한 후 전체 반응 혼합물을 상온에서 48시간 동안 저어주었다.
48시간 후 변형 실리카 겔은 유리 여과기를 이용하여 걸렀고, 메탄올, 20%의 메탄올을 포함하는 10 mM의 황산 수용액, 메탄올, 아세톤, 아세트산 에틸, 디클로로메탄 및 헥산의 순서로 씻고 건조하여 키랄 고정상(CSP 1)을 얻었다.
상기 방법으로 합성된 CSP1의 구조는 아래 [화학식3]과 같다.
[화학식 3]
Figure 112018101457214-pat00016
제조예 2. 잔여 자유 아미노알킬기(Extra free aminoalkyl group)를 포함하지 않는 키랄고정상 (CSP 2)의 제조
질소 가스(Nitrogen gas)를 주입한 플라스크(one-neck flask)에 (+)- (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 0.61g과 아세틸클로라이드(Acetyl chloride) 약 15ml를 넣어 52 ℃ 조건에서 환류시키고 저어주면서 수분이 들어가지 않도록 주의하면서 하루 동안 반응시켜, 반응결과물 1을 얻었다. 반응이 끝난 후 회전증발농축기(rotavapor)로 용매를 제거하였고, 진공상태를 만들어 반응 잔여물인 아세틸클로라이드를 완전히 제거하였다.
건조된 상기 결과물(반응결과물1)에 메틸렌클로라이드(Methylene chloride) 약 100ml를 넣고 상온에서 저어주었다. 질소가스와 2,6-루티딘(2,6-lutidine) 0.4ml을 주사기로 넣은 후, 11-아미노운데실트리에톡시실란(11-aminoundecyl-triethoxysilane) 0.94g을 천천히 넣으며 반응을 진행했고, 반응결과물2를 얻었다.
상기 11-아미노운데실트리에톡시실란과 상기 반응결과물2 각각의 NMR을측정하여 합성이 잘 진행되었는지를 확인하였다(도 1 및 도 2 참고). 도 1의 11-아미노운데실트리에톡시실란의 NMR 결과와 도 2의 반응결과물2의 NMR 결과를 비교하면, 아마이드 결합 생상의 영향으로 4-5 사이에 피크가 생성되었고, 총 피크를 비교하여도 반응결과물 2가 잘 합성되었음을 확인할 수 있었다.
합성이 완료된 위의 반응결과물2를 건조된 플라스크(two-neck flask)에 딘스타크트랩(dean-stark trap)과 환류기(reflux)를 설치하고 질소 가스를 불어넣어주었다.
5μm 실리카 겔 6.184g과 톨루엔 200ml을 넣고 150 내지 180℃에서 저어주면서 3 내지 5일간 물을 제거한 후에 회전증발농축기를 이용해 용매를 제거하였다.
상기 반응결과물2를 메틸렌클로라이드(Methylene chloride)에 녹이고 위의 5μm 실리카 겔(silica gel)이 들어있는 플라스크(two-neck flask)에 넣고 3일 내지 5일간 저어주면서 반응을 진행시켰다. 반응이 완료되면 글라스 필터로 필터하여 CSP2을 제조하였다.
상기 제조예 2의 방법으로 제조한 CSP2의 구조는 하기 [화학식 2]와 같다.
[화학식 2]
Figure 112018101457214-pat00017
위에서 제조한 CSP1과 CSP2를 이용하여 원소분석(elementary analysis)을 실시했고, 그 결과를 아래 표 1에 나타냈다.
(at%) N C H S
CSP1 0.58 9.41 1.5 0.26
CSP2 0.5 8.47 1.39 0.19
상기 표 1의 결과를 참고하면, CSP2의 경우가 CSP1과 비교하여 N의 함량이 적은 것을 확인할 수 있었다. 이는 실리카 표면에 자유아미운데실 그룹의 생성이 실질적으로 억제되었기 때문이라 판단된다.
제조예 3. 크라운에테르 키랄고정상이 충진된 키랄칼럼의 제조
상기에서 합성한 키랄 고정상을 메탄올에 부유시킨 후 슬러리 충진기를 이용하여 HPLC 용 혹은 LC 용 공 칼럼에 충진하여 키랄 칼럼을 제조한다.
실험예 4. 광학분할의 효과 검증 1
본 발명에서 그 제조한 자유 아미노알킬 그룹이 있는 키랄 고정상(CSP 1)과 본 발명의 자유 아미노알킬 그룹이 없이 합성된 키랄고정상(CSP2)이 충진된 키랄칼럼을 HPLC 장비에 장치하고 키랄칼럼(각각 CSP1, CSP2, n = 1)을 통하여 10mM의 황산을 함유하는 물-메탄올 (50:50, v:v) 혼합용매를 흘려주었다.
20℃에서 검출기는 210nm UV 조건으로 하고 아래 표 2에 나타낸 라세미 일차 아미노 화합물 시료들을 주입하여 광학분할을 실시하였으며, 그 결과를 아래 표 2에 나타냈다.
CSP1 CSP2
Sample α (separation factor)
1. Alanine 1.4 1.58
2. Arginine 1.32 -
3. Aspartic acid 1.13 -
4. Cysteine 1.17 1.16
5. Glutamic acid 1.44 1.3
6. Leucine 1.99 2.25
7. Methionine 1.97 2.23
8. Phenylalanine 2.16 2.37
9. Phenylglycine 2.03 2.37
10. Tyrosine 1.79 2.06
11. Valine - 1.29
이동상 A: 50% 메탄올 수용액 + H2SO4(10mM). 유속: 0.5㎖/min. 온도: 20 ℃. 검출: 210nm UV.
위의 표 2에서, 특히 7 메티오닌, 9 페닐글리신, 및 6 류신 등에서 뛰어난 분리능을 보여주었다.
실험예 5. 광학분할의 효과 검증 2
본 발명에서 그 제조한 자유 아미노알킬 그룹이 있는 키랄 고정상(CSP 1)과 본 발명의 자유 아미노알킬 그룹이 없이 합성된 키랄고정상(CSP2)이 충진된 키랄칼럼을 HPLC 장비에 장치하고 키랄칼럼(각각 CSP1, CSP2, n = 1)을 이용하여 도 3에 나타낸 화합물 20종 샘플의 광학분할을 실시하였으며, 그 결과를 아래 표 3에 나타냈다. 또한, 도 3의 화합물 11과 화합물 9의 광학분할효과를 각각 도 4와 도 5에 나타냈으며, 각각 CSP1와 CSP2을 적용한 컬럼에 대해 도 3의 20개의 화합물을 적용하여 얻은 결과 중 a(분리인자) 값을 도 6에 비교하여 그래프로 나타냈다.
샘플 CSP 1 CSP 2
k1 k2 α k1 k2 α
1 2.66 3.01 1.13 3.39 4.58 1.35
2 8.61 9.20 1.07 11.60 14.82 1.28
3 8.41 8.41 1.00 10.63 13.84 1.30
4 9.33 9.33 1.00 12.11 15.43 1.27
5 9.39 9.39 1.00 13.90 16.19 1.17
6 9.23 9.23 1.00 11.54 14.78 1.28
7 8.77 8.77 1.00 11.13 14.39 1.29
8 7.39 7.39 1.00 8.68 10.35 1.19
9 9.81 9.81 1.00 12.70 16.24 1.28
10 8.93 8.93 1.00 11.69 14.87 1.27
11 5.36 5.61 1.05 6.77 9.94 1.47
12 7.39 7.39 1.00 9.00 10.39 1.15
13 10.65 10.65 1.00 14.13 17.29 1.22
14 8.94 8.94 1.00 11.93 14.86 1.25
15 8.76 8.76 1.00 12.23 14.85 1.21
16 9.88 9.88 1.00 14.51 17.38 1.20
17 6.24 6.24 1.00 7.77 9.40 1.21
18 6.84 6.84 1.00 7.83 8.92 1.14
19 9.98 9.98 1.00 11.46 13.36 1.17
20 6.65 6.65 1.00 8.78 10.43 1.19
Mobile phase : methanol-acetonitrile-trifluoroacetic acid-triethylamine (80/20/0.1/0.3, v/v/v/v). Flow rate : 1.0ml/min. Detection : 254nm UV. Temperature : 20℃
위의 표 3에서, k1 및 k2는 각각 첫 번째 피크와 두 번째 피크에 대한 머무름 상수(retention facto), α는 분리인자(separation factor)를 의미함.
위의 결과들을 참고하면, 자유 아미노알킬 그룹이 있는 키랄 고정상(CSP 1)과 비교하여 자유 아미노알킬 그룹이 없이 합성된 키랄고정상(CSP2)이 월등하기 키랄 화합물의 분해능이 뛰어나다는 점을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물을 아미노알킬트리에톡시실란과 반응시켜 반응결과물을 얻는 반응단계; 그리고
    상기 반응결과물과 수분이 제거된 실리카 겔을 혼합하고 반응시켜 아래 화학식 1로 표시되는 표면관능기를 갖으며, 표면에 자유 아미노알킬기를 포함하지 않는 실리카 겔인 광학분할용 키랄고정상을 제조하는 제조단계;를 포함하는, 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상의 제조방법;
    [화학식 1]
    Figure 112018101457214-pat00018

    상기 화학식 1에서 n은 5 내지 15의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물은,
    비활성 분위기 하에서 수분의 유입을 차단하며 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산과 아세틸클로라이드를 반응시켜 (+)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산 무수물 또는 (-)-(18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복시산의 무수물을 제조하는 무수물제조단계;로 제조되는 것인, 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반응단계의 아미노알킬트리에톡시실란은 11-아미노운데실트리에톡시실란이며, 상기 화학식 1로 표시되는 표면관능기는 아래 화학식 2로 표시되는 것인, 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상의 제조방법.
    [화학식 2]
    Figure 112018101457214-pat00019
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제조단계의 반응은 용매 하에서 72시간 내지 120 시간 동안 진행되는 것인, 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제조단계의 반응결과물은 메틸렌클로라이드에 용해된 것인, 라세미 화합물의 광학분할용 키랄고정상의 제조방법.
  6. 아래 화학식 2로 표시되는 표면관능기를 갖으며, 표면에 자유 아미노알킬기를 포함하지 않는 실리카 겔인, 광학분할용 키랄고정상.
    [화학식 2]
    Figure 112018101457214-pat00020

  7. 삭제
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bulletin of the Korean Chemical Society, Vol.26, No.8, pp.1153-1163, 2005
Journal of Separation Science, Vol.28, pp.31-38, 2005

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