同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物的合成及应用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种直链淀粉衍生物的合成方法，本发明也涉及一种直链淀粉衍 生物的应用方法。具体地说是一种同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍 生物的合成方法及其用于手性固定相的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着手性分离和分析领域的迅速发展，人们对于手性固定相材料的手性 识别效率和拆分适用范围提出更高的要求，设计和开发新型具有广谱高效手性识别能力的 手性固定相已成为生物医药等领域的研究热点之一。多糖类（包括直链淀粉和纤维素）衍 生物是目前最受欢迎且寿星拆分性能最好的手性固定相材料。传统直链淀粉类衍生物通常 在糖单元2-、3-位和6-位上引入结构相同的取代基，而对于在糖单元三个位置上分别引 入不同结构取代基的研究相对较少，这在很大程度上限制了直链淀粉类衍生物的发展及其 手性识别机理的诠释。对于直链淀粉类衍生物而言，已有报道表明可通过6-位保护法实 现2-、3_位与6-位之间的选择性取代（BullChemSocJpn, 1993, 66, 2225)。除此之外， 近年来申请人已成功实现在直链淀粉糖单元2-位与3-、6_位之间的选择性取代，以及2_、 3-、6_位三个位置之间同时选择性引入三种不同基团（JChromatogrA，2010, 1217, 1041)。 研究表明，三个位置所引入的取代基对于直链淀粉类衍生物的手性识别性能均具有较大影 响。与此同时，这样的尝试不仅使得多糖类衍生物的类型与结构组合更趋多样化，且可开发 手性识别性能更高的新型手性固定相，并能进一步对多糖类衍生物的手性识别机理进行深 入探索。直至目前，对于在直链淀粉糖单元2-、6_位与3-位之间实现选择性取代的合成方 法还未被报道。而探索在多糖的不同位置引入不同性能与结构取代基的方法对于拓展多糖 类衍生物的合成方法及其手性识别机理的深入研究具有重要意义，对于生命及生物医药领 域具有较大的理论与实际价值。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种原料来源广泛、价廉易得，工艺简单、成熟、易于控制， 产率高的同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物的合成方法。本发明 的目的还在于提供同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物的应用方 法。
[0004] 本发明的同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物的合成方 法为：
[0005] (1)先在直链淀粉的糖单元2_、6_位上同时引入二甲基叔己基硅酯作为保护基 团；
[0006] (2)然后在直链淀粉的糖单元3-位上引入一种苯基氨基甲酸酯基团；
[0007] (3)随后在碱性溶液中脱掉保护基团还原2_、6_位羟基；
[0008] (4)最后在2-、6_位上同时引入一种苯甲酸酯基团。
[0009] 本发明的同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物的合成方 法还可以包括：
[0010] 1、在直链淀粉的糖单元2-、6-位上同时引入二甲基叔己基硅酯的方法为：直链淀 粉于105±5°C温度下真空干燥2-4h，升温至120±5°C，然后在无水N，N-二甲基乙酰胺中搅 拌2-6h;冷却至100±5°C后加入直链淀粉质量1. 5倍的氯化锂，继续搅拌2-6h，冷却至室 温加入咪唑并搅拌均匀，再加入过量的二甲基叔己基氯化硅，重新升温至100 ± 5°C，持续搅 拌回流18-24h后停止反应；冷却至室温，加入缓冲液沉降过滤，用乙醇和水洗涤，40-60°C 真空干燥至恒重得到中间产物A。
[0011] 2、在直链淀粉的糖单元3-位上引入一种苯基氨基甲酸酯基团的方法为：将中间 产物A于80±5°C温度下真空干燥2-4h，然后在无水吡啶中回流4-10h后加入过量的苯基 异氰酸酯，在l〇〇±5°C下继续回流12-16h后停止反应，用甲醇充分洗涤并60±5°C真空干 燥得到中间产物B。
[0012] 3、在碱性溶液中脱掉保护基团还原2-、6_位羟基的方法为：将中间产物B溶解于 含有四丁基氟化铵的四氢呋喃溶液中进行水解，50±5°C下搅拌24h停止反应，用甲醇洗涤 并60±5°C真空干燥得到中间产物C。
[0013] 4、在2-、6_位上同时引入一种苯甲酸酯基团的方法为：上中间产物C溶解于无水 吡啶中80±5°C回流2-6h，再加入过量的苯甲酰氯，80-100°C下继续回流10_12h，停止反 应；加入甲醇，充分洗涤、过滤并在40-60°C下真空干燥得到同时具有苯甲酸酯和苯基氨基 甲酸酯取代基直链淀粉衍生物。
[0014] 5、所述苯甲酰氯为结构式为COCl-R2的苯甲酰氯，R2为苯基、3, 5-二氯苯基或 4-氣苯基。
[0015] 本发明的同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物的应用方 法为：同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物用于制备手性固定相。 具体包括：将同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物溶解于四氢呋喃 中，然后运用涂敷法均匀涂覆在大孔氨丙基硅胶的表面，并采用匀浆法装柱，完成手性固定 相的制备。所述大孔氨丙基硅胶的粒径为7ym、孔径为100nm。
[0016] 本发明以直链淀粉为最初原料，先在直链淀粉的糖单元2_、6_位上同时引入二甲 基叔己基硅酯作为保护基团，然后在糖单元3-位上引入一种苯基氨基甲酸酯基团，随后在 碱性溶液中脱掉保护基团还原2-、6_位羟基，最后在2-、6_位上同时引入一种苯甲酸酯基 团，最终实现同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物的合成。在此基 础上，将所合成的新型直链淀粉衍生物充分溶解后，运用涂敷法将聚合物均匀涂覆在硅胶 表面，采用匀浆法装柱，制备新型直链淀粉手性固定相。用高效液相色谱对所制备手性固定 相的手性识别性能进行详细评价。本发明合成路线清晰可行、工艺成熟、操作简单、易于实 现，可用于大规模的批量生产。
[0017] 本发明采用的直链淀粉来源广泛、价廉易得，而且整个合成工艺简单、成熟、易于 控制，产率高。
[0018] 图3~5分别为所合成的三种新型直链淀粉衍生物一一直链淀粉-[2, 6-二（苯 甲酸酯）-3- (4-氯苯基氨基甲酸酯）]，直链淀粉-[2, 6-二（4-甲基苯甲酸酯）-3- (4-氯苯 基氨基甲酸酯）]，和直链淀粉-[2, 6-二（4-氯苯甲酸酯）-3- (4-氯苯基氨基甲酸酯）]的 核磁共振氢谱（1H-NMR)。从图中可以看到，所合成衍生物的结构规整，且符合预期合成结构 目标。而图6中的色谱拆分结果表明，所合成新型直链淀粉衍生物一一直链淀粉-[2, 6-二 (苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）]对特罗杰碱（图2-1)显示出较好的手性识别能 力。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物的
(苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](la)，直链淀粉-[2,6_二（4-甲基苯甲酸 酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](Ib)和直链淀粉-[2, 6-二（4-氯苯甲酸酯）-3-(4-氯苯 基氨基甲酸酯）](lc)。
[0020] 图2-1至图2-9为用于评价新型手性固定相手性识别性能的九种外消旋体的结 构。其中，图2_1为特罗杰碱，图2-2为反式2, 3-二苯基环氧乙烧，图2-3为苯偶姻，图2-4 为2-苯基环己酮，图2-5为2, 2, 2-三氟甲基-1-(9-蒽基）-乙醇，图2-6为三乙酰基丙酮 酸钴，图2-7为黄烷酮，图2-8为2, 2-二甲基-1-苯基-丙醇，图2-9为联萘酚。
[0021] 图3为直链淀粉-[2,6_二（苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](la)的核磁 共振氢谱（1H-NMR) (500MHz，氘代吡啶，80°C)。
[0022] 图4新型直链淀粉_[2, 6-二（4-甲基苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](Ib) 的核磁共振氢谱（1H-NMR) (500MHz，氘代吡啶，80°C)。
[0023] 图5新型直链淀粉_[2, 6-二（4-氯苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](Ic) 的核磁共振氢谱（1H-NMR) (500MHz，氘代吡啶，80°C)。
[0024] 图6为直链淀粉-[2, 6-二（苯甲酸酯）-3_(4-氯苯基氨基甲酸酯）](Ia)对于特 洛杰碱对映体的色谱拆分谱图。
【具体实施方式】
[0025] 本发明提供了一种同时具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直链淀粉衍生物 的合成方法及其手性固定相的制备方法，并利用高效液相色谱实现对其手性识别能力的评 价。
[0026] 本发明的技术方案主要包括：
[0027] 1.取直链淀粉于高温下真空干燥2_4h，升温，然后在无水N，N-二甲基乙酰胺中搅 拌2-6h;适当冷却后加入氯化锂（质量为直链淀粉质量的1. 5倍）；继续搅拌2-6h，加入咪 唑并搅拌均匀，再加入过量的二甲基叔己基氯化硅，重新升温，持续搅拌回流18_24h后停 止反应；冷却至室温，加入缓冲液沉降过滤，用乙醇和水洗涤，40-60°C真空干燥至恒重，产 率为 70-95%。
[0028] 2.将上述2-、6_位保护中间产物于高温下继续真空干燥2_4h，然后在无水吡啶中 回流4-10h，升温后加入过量的苯基异氰酸酯（NC0-R1，其中NCO-为异氰酸酯基团，R1代表 4_氯苯基氨基甲酸酯，如图1所示），在KKTC下继续回流12-16h后停止反应，用甲醇充分 洗涤并60°C真空干燥。
[0029] 3.将上一步所得中间产物溶解于含有四丁基氟化铵的四氢呋喃溶液中进行水解， 50°C下搅拌24h停止反应；仍用甲醇洗涤并真空干燥，产率为60-85%。
[0030] 4.将以上产物充分溶解于无水吡啶中高温下回流2-6h，再加入一种过量的苯甲 酰氯（C0C1-R2,R2分别代表三种不同取代基，如图1所示），80-KKTC下继续回流10_12h，停 止反应；加入甲醇，充分洗涤、过滤并在40-60°C下真空干燥，产率为85-100%。
[0031] 5.将所合成的最终产物充分溶解于四氢呋喃中，然后运用涂敷法将聚合物均匀涂 覆在大孔氨丙基硅胶（粒径7ym、孔径IO