CN110743517A - 一种多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，该工艺以烷基化的大孔硅胶作基质，加入溶解多糖衍生物的四氢呋喃、二氯甲烷或氯仿溶液，再加入一定量添加剂，如N,N’‑二甲基甲酰胺、苯酚、苯甲酸甲酯、苯乙酮或硝基苯，拌匀后加入玻璃珠，于旋转蒸发仪上将溶剂缓慢旋干，加乙醇分散，过滤，洗涤，乙醇回流，过滤，干燥，得到最终手性固定相。本工艺制备的固定相稳定性好，适合正、反相条件下的分离，多糖衍生物涂层均匀，填料分散性好，便于放大生产。通过调节涂覆时添加剂的种类或者量，甚至可以改善某些对映体在固定相上的分离，对于工业制备分离具有较大意义。

Description

一种多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺
技术领域
本发明涉及手性固定相技术领域，具体来说是多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺。
背景技术
作为生命活动重要基础的生物大分子，如蛋白质、多糖、核酸和酶等几乎全是手性的，因而许多与生物体密切相关的生化反应均与物质的手性相关联。手性化学药物的对映体在人体内的药理活性、代谢过程及毒性存在着显著的差异。广泛应用于农业的手性除草剂、杀虫剂和植物生长调节剂也同样表现出强烈的生物识别作用。为此，美国食品与药品管理局(FDA)于1992年发布了手性药物指导原则，要求所有在美国上市的消旋体类新药，生产者都必须提供报告，说明药物中所含的对映体各自的药理作用、毒性和临床效果。因而，手性化合物的分离、分析在药品研发与生产中变得越来越重要。
目前使用最为广泛、有效的手性分离方法为高效液相色谱法，其主要依赖于手性固定相对于对映体的区分能力。多糖衍生物涂覆型固定相是公认的手性识别能力最广泛的一类固定相。特别是由直链淀粉-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)和直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯]涂覆的固定相选择性最优越，总共可以分离大约90％的对映体。
此类固定相制备时最大的问题是不易保证大分子多糖涂层的均匀性，特别是放大制备中，在溶剂接近蒸干时往往由于局部溶剂蒸发过快导致涂覆不均匀和结块现象。为此，许多报道以氨基化的硅胶作基质，通过氨基的偶极、氢键作用增强对涂层的吸附，并以多次涂覆的方式改善涂层的均匀性。但氨基化的硅胶易发生自腐蚀，特别是反相条件稳定性更差，而且易与某些样品发生较强的作用从而影响峰型与分离；多次涂覆更是增加了制备时的工作量和溶剂使用量。因而，多糖衍生物涂覆型固定相的制备工艺仍有待于改进。
发明内容
为改善多糖衍生物涂覆型固定相的稳定性和涂层均匀性，本发明公开了一种改进的多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺。
本发明技术方案如下：
一种多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，其特征在于：以烷基化的大孔硅胶作基质，加入溶解多糖衍生物的四氢呋喃、二氯甲烷或氯仿溶液，再加入一定量添加剂，拌匀后加入一定量玻璃珠，于旋转蒸发仪上将溶剂缓慢旋干，加乙醇分散，过滤，洗涤，乙醇回流，过滤，干燥，得到最终手性固定相。
本发明所述多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，其特征在于：
所述的多糖衍生物为直链淀粉-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)，直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯]，直链淀粉-三(3,5-二氯苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(4-氯苯甲酸酯)，纤维素-三苯甲酸酯，直链淀粉-三(5-氯-2-甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(3-氯-4-甲基苯基氨基甲酸酯)或纤维素-三(4-氯-3-甲基苯基氨基甲酸酯)。
固定相以烷基化的大孔硅胶作基质，修饰硅胶的硅烷包含一个或多个烷基，烷基碳链长度1～10，硅烷通过硅上的甲氧基、乙氧基或氯与硅胶进行反应键合；硅胶基质由一种或多种硅烷修饰。修饰硅胶的硅烷优选为正辛基三氯硅烷、正辛基二甲基氯硅烷、三甲基氯硅烷之一种或多种。
所述添加剂为N,N’-二甲基甲酰胺、苯酚、苯甲酸甲酯、苯乙酮或硝基苯。
本发明所述多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，其特征在于，该工艺具体包括以下步骤：
①将多糖衍生物溶解于8-20倍体积(v/w)四氢呋喃、二氯甲烷或氯仿中，加入3-5倍质量的烷基化硅胶，再加入0-2倍质量的添加剂，搅拌均匀，加入4-8倍质量直径3-10mm的玻璃珠；
②于旋转蒸发仪上将上述混合物溶剂蒸干，旋转速度控制10-60转每分钟，通过调节温度与真空度控制2-8小时内将溶剂旋干；
③加1-3倍体积(v/w)乙醇分散固定相，过滤，用1-2倍体积(v/w)乙醇洗涤；
④用2-5倍体积(v/w)乙醇分散固定相，回流2-5小时，过滤，干燥，得到最终手性固定相。
本发明工艺涂覆用的基质为烷基化硅胶，稳定性好，适合正、反相条件下的分离。涂覆时加入了一定添加剂，可以在旋蒸后期减缓溶剂蒸发速度，同时改善多糖衍生物在硅胶表面的传质，保证涂层的均匀性。另外涂覆时加入一些玻璃珠，加强了固定相涂覆时的流动性，也可以改善涂层的均匀性。通过调节添加剂的种类或者用量，甚至可以改善某些对映体在固定相上的分离，对于工业制备分离具有较大意义。
采用本发明工艺涂覆的多糖衍生物固定相涂层均匀，填料分散性好，便于放大生产。
附图说明
图1为实施例1制备的固定相放大1千倍的扫描电镜图；
图2为实施例1制备的固定相放大3万倍的扫描电镜图；
图3为实施例1制备的固定相装柱后对N-(2,3-环氧丙基)邻苯二甲酰亚胺的分离色谱图(色谱柱4.6mm*150mm，乙腈/水＝40/60，流速0.5mL/min，波长254nm，柱温25℃)；
图4为实施例2制备的固定相装柱后对佐匹克隆消旋体的分离色谱图(色谱柱4.6mm*150mm，乙腈/0.01M Na2HPO4(pH＝6.5)＝43/57，流速0.5mL/min，波长305nm，柱温25℃)；
图5为实施例6制备的固定相装柱后对酮咯酸消旋体的模拟制备谱图(色谱柱4.6mm*250mm，甲醇+0.1％甲酸，流速1mL/min，波长254nm，单针上样10mg)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明一种多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺改进作具体说明。
实施例1
将21g直链淀粉-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)溶解于240mL四氢呋喃中，加入80g由正辛基三氯硅烷反应修饰的大孔硅胶(5μm，)，加入20mL N,N’-二甲基甲酰胺。搅拌均匀后，再加入100g直径3mm的玻璃珠。缓慢将溶剂旋干(转速～20转/分钟，～8小时旋干)，加入200mL乙醇，超声分散固定相，过滤，加100mL乙醇洗涤，之后将固定相分散于300mL乙醇中，机械搅拌回流3小时。过滤，干燥得100g固定相。
固定相装填成4.6mm*250mm的色谱柱后，用反-氧化吡烯进行评价(正己烷/异丙醇＝90/10；流速1.0mL/min；温度25℃；波长230nm)，保留时间：5.145min，10.036min；分离因子：3.09；单柱理论塔板数：9700，9300。
装填的4.6mm*150mm色谱柱，于反相条件下，用2-甲基-1-四氢萘酮进行了评价(水/乙腈＝60/40；流速0.5mL/min；温度25℃；波长254nm)，保留时间：24.254min，26.057min；分离因子：1.09；单柱理论塔板数：12800，10800。
实施例2
将22g纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)溶解于240mL四氢呋喃中，加入80g由正辛基三氯硅烷反应修饰的大孔硅胶(5μm，
Figure BDA0001725790560000052
)，加入10mL N,N’-二甲基甲酰胺。搅拌均匀后，再加入120g直径5mm的玻璃珠。缓慢将溶剂旋干(转速～20转/分钟，～7小时旋干)，加入200mL乙醇，超声分散固定相，过滤，加100mL乙醇洗涤，之后将固定相分散于300mL乙醇中，机械搅拌回流2.5小时。过滤，干燥得100g固定相。
装填的4.6mm*150mm色谱柱，于反相条件下，用安息香进行了评价(0.2M KH2PO4/乙腈＝60/40；流速0.5mL/min；温度25℃；波长254nm)，保留时间：17.805min，21.747min；分离因子：1.27；单柱理论塔板数：9300，9500。
实施例3
将75g纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)溶解于750mL四氢呋喃中，加入300g由正辛基二甲基氯硅烷与三甲基氯硅烷共同反应修饰的大孔硅胶(5μm，)，加入150mL N,N’-二甲基甲酰胺。搅拌均匀后，再加入450g直径7mm的玻璃珠。缓慢将溶剂旋干(转速～20转/分钟，～7.5小时旋干)，加入700mL乙醇，超声分散固定相，过滤，加400mL乙醇洗涤，之后将固定相分散于1500mL乙醇中，机械搅拌回流3小时。过滤，干燥得370g固定相。
固定相装填成4.6mm*250mm的色谱柱后，用反-氧化吡烯进行评价(正己烷/异丙醇＝90/10；流速1.0mL/min；温度25℃；波长230nm)，保留时间：5.596min，9.423min；分离因子：2.47；单柱理论塔板数：9500，8800。
实施例4
将107g纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)溶解于1L四氢呋喃中，加入417g由三甲基氯硅烷反应修饰的大孔硅胶(5μm，
Figure BDA0001725790560000062
)，加入100mL硝基苯。搅拌均匀后，再加入620g直径10mm的玻璃珠。缓慢将溶剂旋干(转速～20转/分钟，～6小时旋干)，加入1200mL乙醇，超声分散固定相，过滤，加1L乙醇洗涤，之后将固定相分散于1500mL乙醇中，机械搅拌回流4小时。过滤，干燥得520g固定相。
固定相装填成4.6mm*250mm的色谱柱后，用反-氧化吡烯进行评价(正己烷/异丙醇＝90/10；流速1.0mL/min；温度20℃；波长230nm)，保留时间：5.977min，11.426min；分离因子：2.83；单柱理论塔板数：11500，10800。
实施例5
将30g直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯])溶解于300mL四氢呋喃中，加入90g由三甲基氯硅烷反应修饰的大孔硅胶(7μm，
Figure BDA0001725790560000071
)，加入20mL N,N’-二甲基甲酰胺。搅拌均匀后，再加入160g直径8mm的玻璃珠。缓慢将溶剂旋干(转速～30转/分钟，～6.5小时旋干)，加入200mL乙醇，超声分散固定相，过滤，加150mL乙醇洗涤，之后将固定相分散于400mL乙醇中，机械搅拌回流5小时。过滤，干燥得120g固定相。
固定相装填成4.6mm*250mm的色谱柱后，用反-氧化吡烯进行评价(正己烷/异丙醇＝90/10；流速1.0mL/min；温度25℃；波长230nm)，保留时间：4.329min，4.742min；分离因子：1.31；单柱理论塔板数：6500，5800。
实施例6
将100g纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)溶解于1L二氯甲烷中，加入405g由正辛基二甲基氯硅烷与三甲基氯硅烷共同反应修饰的大孔硅胶(7μm，
Figure BDA0001725790560000072
)，加入100mL苯乙酮。搅拌均匀后，再加入600g直径4mm的玻璃珠。缓慢将溶剂旋干(转速～30转/分钟，～6小时旋干)，加入1.2L乙醇，超声分散固定相，过滤，加1L乙醇洗涤，之后将固定相分散于1.5L乙醇中，机械搅拌回流4小时。过滤，干燥得502g固定相。
固定相装填成4.6mm*250mm的色谱柱后，用反-氧化吡烯进行评价(正己烷/异丙醇＝90/10；流速1.0mL/min；温度25℃；波长230nm)，保留时间：7.512min，9.104min；分离因子：1.34；单柱理论塔板数：8500，8200。
实施例7
将2g纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)溶解于40mL氯仿中，加入8g由正辛基二甲基氯硅烷与三甲基氯硅烷共同反应修饰的大孔硅胶(5μm，
Figure BDA0001725790560000081
)。搅拌均匀后，再加入15g直径5mm的玻璃珠。缓慢将溶剂旋干(转速～30转/分钟，～3小时旋干)，加入30mL乙醇，超声分散固定相，过滤，加20mL乙醇洗涤，之后将固定相分散于50mL乙醇中，搅拌回流3小时。过滤，干燥得10g固定相。
实施例8
投料量、操作与实施例7相同，涂覆时加入了0.6g苯甲酸甲酯。
实施例9
投料量、操作与实施例7相同，涂覆时加入了0.6g苯酚。
实施例10
投料量、操作与实施例7相同，涂覆时加入了0.6g硝基苯。
实施例11
投料量、操作与实施例7相同，涂覆时加入了1.6g苯甲酸甲酯。
实施例12
投料量、操作与实施例7相同，涂覆时加入了2g苯甲酸甲酯。
实施例13
投料量、操作与实施例7相同，涂覆时加入了3g苯甲酸甲酯。
实施例14
投料量、操作与实施例7相同，涂覆时加入了4g苯甲酸甲酯。
实施例15
投料量、操作与实施例7相同，涂覆时加入了2g苯乙酮。
应用实施例
将实施例7-15制得的固定相装填成4.6mm*250mm的色谱柱，记为CSP7-15。以下为7个消旋体化合物在CSP7-15上的分离对比。色谱条件：流速，1.0mL/min；温度，25℃；消旋体1-4的流动相为正己烷/异丙醇(90/10)，消旋体5-7的流动相为正己烷/异丙醇/三氟乙酸(80/20/0.1)。
表1消旋体化合物在CSP7-15上的分离对比
t1表示先出峰的对映体的保留时间；α表示分离因子。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，其特征在于：以烷基化的大孔硅胶作基质，加入溶解多糖衍生物的四氢呋喃、二氯甲烷或氯仿溶液，再加入一定量添加剂，拌匀后加入一定量玻璃珠，于旋转蒸发仪上将溶剂旋干，加乙醇分散，过滤，洗涤，乙醇回流，过滤，干燥，得到最终手性固定相。
2.根据权利要求1所述多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，其特征在于：所述的多糖衍生物为直链淀粉-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)，直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯]，直链淀粉-三(3,5-二氯苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(4-氯苯甲酸酯)，纤维素-三苯甲酸酯，直链淀粉-三(5-氯-2-甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(3-氯-4-甲基苯基氨基甲酸酯)或纤维素-三(4-氯-3-甲基苯基氨基甲酸酯)。
3.根据权利要求1所述多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，其特征在于：固定相以烷基化的大孔硅胶作基质，修饰硅胶的硅烷包含一个或多个烷基，烷基碳链长度1～10，硅烷通过硅上的甲氧基、乙氧基或氯与硅胶进行反应键合；硅胶基质由一种或多种硅烷修饰。
4.根据权利要求3所述多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，其特征在于：修饰硅胶的硅烷为正辛基三氯硅烷、正辛基二甲基氯硅烷、三甲基氯硅烷之一种或多种。
5.根据权利要求1所述多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，其特征在于：所述添加剂为N,N’-二甲基甲酰胺、苯酚、苯甲酸甲酯、苯乙酮或硝基苯。
6.根据权利要求1-5任一所述多糖衍生物涂覆型手性固定相的制备工艺，其特征在于，该工艺具体包括以下步骤：
①将多糖衍生物溶解于8-20倍体积(v/w)四氢呋喃、二氯甲烷或氯仿中，加入3-5倍质量的烷基化硅胶，再加入0-2倍质量的添加剂，搅拌均匀，加入4-8倍质量直径3-10mm的玻璃珠；
②于旋转蒸发仪上将上述混合物溶剂蒸干，旋转速度控制10-60转每分钟，通过调节温度与真空度控制2-8小时内将溶剂旋干；
③加1-3倍体积(v/w)乙醇分散固定相，过滤，用1-2倍体积乙醇洗涤；
④用2-5倍体积乙醇分散固定相，回流2-5小时，过滤，干燥，得到最终手性固定相。
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