专利名称：用于分离对映体混合物的新型手性选择物及固定相的制作方法
技术领域：
本发明涉及α -未被取代的β -氨基酸尤其是其衍生物作为手性选择物用于分离 物质混合物、优选手性物质的混合物、更优选对映体混合物、特别是选自β _氨基酸及其衍 生物、α-氨基酸和α-羟基酸中的物质的对映体的用途，本发明还涉及包含α-未被取代 的氨基酸尤其是其衍生物作为中心手性物质的手性固定相(CSP)、它们的合成、以及利 用这些固定相分离物质混合物、优选手性物质的混合物、更优选对映体混合物、特别是选自 β-氨基酸及其衍生物、α-氨基酸和α-羟基酸中的物质的对映体混合物的方法。
背景技术：
对用于化学和药物用途的对映体纯物质和活性成分的增长的需要已经导致大量 立体选择性分离技术的发展，特别是在色谱领域，其可以以分析级使用，用于控制对映体纯 度并抑制外消旋过程、用于药物质量控制和用于药物代谢动力学研究，或者以制备级使用， 以提供对映体纯的化合物。与非对映体相反，对映体在非手性的环境中具有完全相同的化学及物理特性。因 此，色谱对映体分离可以用间接法来进行，即，使分析物与手性衍生化试剂反应以生成非对 映体混合物，该混合物与对映体混合物不同，其可以在非手性相材料上分离；或者通过所谓 的使用能结合进移动或固定相的手性选择物的直接法来进行。此时，分离性能取决于分析 物和选择物之间通过非共价相互作用形成的非对映体络合物的不同稳定性。在对映体分离的领域中，已经发现了直接法和间接法，以各种各样的色谱和电 泳的方法，例如气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(也称为高压液相色谱法，HPLOd^ 层色谱法(TLC)、超-和亚临界液体色谱法(SLC)、毛细管电色谱法(CEC)和毛细管电泳 法(CE) (Giibitz and Schmid (Eds.)，Methods in Molecular Biology, Vol. 243 Chiral Separations :Methods and Protocols，Humana Press Inc :Totowa，NJ :2004 ；Giibitz und Schmid，Biopharm. Drug Dispos. 2001，22，291-336)。分析物的衍生化意味着至少一个加入反应步骤，其会导致生成不希望的副产物和 分解产物并导致(部分)消旋化。此外，在分析物中必须存在用于衍生化的合适的官能 团，并且手性衍生试剂必须可以以高对映体纯度获得(Giibitz and Schmid,Biopharm. Drug Dispos. 2001，22，291-336)，这就是为什么现在更优选非衍生的直接色谱法或电泳法。虽然就操作而言，将手性选择物加入到色谱或电泳体系的流动相中是用于对映体 分离的简单方法，但其费用非常高且并非在任何场合都可行。使用其中手性选择物共价健合或吸附到载体材料上的手性固定相的直接色谱方 法就操作而言是很方便的，并且-假定手性相材料有足够的分离性能-也适用于制备级。具 体地说，在手性固定相领域中，一方面，手性选择物使得手性化合物的两种对映体可有效地 分离，但另一方面，要求其具有足够的可变性以使其可应用于宽范围的化合物。直接法的一种改型是配体交换方法(LE)，其是基于在金属离子、手性选择物与分 析物之间形成的三重混合的络合物，手性选择物与分析物二者在金属离子上都起配位体的作用。成功分离的关键在于混合络合物与分析物的(R)和(S)对映体之间不同的稳定常 数。配体交换原则已经在上述的许多方法中成功地用于对映体分离首先，在毛细管电泳中 将手性选择物加入到电解液中，其次，在经典的柱色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法和 毛细管电色谱法中使用手性固定相，在这些情况下手性选择物可共价健合或吸附到载体材 料上。然而，因为手性分离至今还不能预期，所以寻找有效和快速的手性固定和流 动相的适当组合仍然是对色谱法的一大挑战(Subramanian，Practical Approach to Chiral Separations by Liquid Chromatography, Wiley-VCH :ffeinheim 1994 ；Giibitz and Schmid(Eds. ), Methods in Molecular Biology, Vol243 :Chiral Separations Methods and Protocols, Humana Press Inc :Totowa, NJ 2004 ；Francotte, GIT Labor-Fachzeitschrift 5/2006，452-455)，而且深入的研究已经导致新的和改善的相 材料(Lammerhofer and Lindner, In !Separation Methods in Drug Synthesis and Purification, Valko (Ed.), Elsevier :Amsterdam2000, 337-437)。按照 Armstrong 等人 报导(Anal. Chem. 2001，73，557A-561A)，早在2001年，仅用于高效液相色谱，就有超过100 种基于不同选择物的手性固定相可以通过商业获得。每家厂商都提供综合利用手册，其中 有品种繁多的各种各样的分离情况，例如对于脂肪族的、芳香族的、脂环族的或杂环的手性 胺、酒精、氨基醇或α-氨基酸及其衍生物，在特定产品的方法中几乎都专门列出。这种大 量能够通过商业获得的手性固定相，首先表明这些分离方法有巨大的意义并且人们对其有 兴趣，但应当说明，迄今为止，影响手性固定相直接色谱和电泳法利用的一大弊病在于通 常来说，要获得高效的分离，需要一系列(昂贵的)手性固定相，即使是结构上密切相关的 单元的情况下。因此，内部研究以及文献数据表明，迄今为止，对于手性色谱法，需要大量能 用于气相色谱法(GC)或液相色谱法(例如HPLC)的固定相，例如β-氨基酸及其衍 生物。例如，现有技术已经公开，纤维素氨基甲酸酯相、多糖衍生物、冠醚(Berkecz et al. , J.Chromatogr. A,2006,1125, 138-143 ；Hyun et al. , J.Sep.Sci. 2005,28, 421-427)、配体交换相(Hyun et al. , J. Sep. Sci. 2003, 26,1615-1622 ；Hyun et al.， Biomed. Chromatogr. 2003,17,292-296)或大环糖肽相(Sztojkov-Ivanov et al.， Chromatographia 2006,64,89-94 ；Illisz et al.，J. S印· Sci. 2006，29，1305-1321 以及其 中引用的文献；D’ Acquarica et al. , Tetrahedron =Asymmetry 2000，11，2375-2385)。近几年，由于具有独特的药理学的性质，β-氨基酸已经作为关键组分结合进大量 的拟肽物和其他生理活性物质(Kuhl et al.，Amino Acids 2005，29，89-100)。与此有关 的是对用于检测合成单元和最终产物的对映体纯度的分析方法的高涨需要，具体地说，也 在于存在显著过量的旋光对映体的情况下检测一种对映体痕量的痕量测定需求(Jimristi and Soloshonok,Enantioselective Synthesis of β—Amino Acids,Wiley-VCH :New York 2005)。
发明内容
本发明的目的是提供新的手性选择物，基于该手性选择物，能提供用于分离物质 混合物、优选手性物质的混合物、更优选对映体混合物、特别是选自β-氨基酸及其衍生物、α-氨基酸和α-羟基酸中的物质的对映体的新手性相，这使得可以用色谱法、特别是 借助于高效液相色谱法在分析和预备级上高效且基本上非常通用地分离手性化合物的对 映体对。如今已经发现，十分令人惊讶地，在分离物质混合物、优选手性物质的混合物、更 优选对映体混合物、特别是β-氨基酸及其衍生物中，α-未被取代的β-氨基酸衍生物是 柔性的且是具有非常高选择性的手性选择物。可以使用本发明的选择物进行对映体分离的 其他物质种类是，例如，α-氨基酸和α-羟基酸。因此，本发明的一个独特的优势在于包 含基于α-未被取代的氨基酸衍生物的手性相可令人惊讶地普遍应用于大量物质种类 的色谱分离。因此，本发明提供结构⑴的手性选择物的用途
权利要求
结构(I)的α 未被取代的β 氨基酸衍生物的用途，其作为手性选择物用于分离物质混合物、优选手性物质混合物、更优选对映体、特别是选自β 氨基酸及其衍生物、α 氨基酸和α 羟基酸中的物质的对映体的方法中其中，n＝1 5，优选n＝1或n＝2，R1＝(C1 C4) 烷基、(C6 C10) 芳基、(C7 C13) 芳烷基、(C7 C10) 杂芳烷基、吡啶基、羟甲基、CH(OH)CH3、CH2CONH2、CH2COOH、(CH2)2CONH2、(CH2)2COOH、(CH2)4NH2、(CH2)2SCH3或(CH2)3NHC(NH)NH2；并且当X是共价地连接至载体材料的连接基时，R2＝3，5 二硝基苯甲酰基或萘基，或者当X＝OH时，R2＝CH2CHR3R4，其中R3＝H或OH且R4＝(C1 C20) 烷基、(C6 C10) 芳基或(C7 C13) 芳烷基。FPA00001216757900011.tif
2.如权利要求1所述的氨基酸衍生物的用途，其特征在于，对于C3碳原子(β-碳 原子)，所述手性选择物主要以一种绝对构型存在。
3.如权利要求1或2所述的β-氨基酸衍生物的用途，其特征在于，R1=苯基。
4.如权利要求1-3中任一项所述的氨基酸衍生物的用途，其特征在于，R4= (C8-C18)-烷基，优选(C6-C16)-烷基，特别是(Cltl-C12)-烷基，且更优选R4=正癸基。
5.如权利要求1-3中任一项所述的氨基酸衍生物的用途，其特征在于，R4=苯基 且 η = 1。
6.如权利要求1-5中任一项所述的β-氨基酸衍生物的用途，其用于制备对物质混合 物、优选手性物质混合物、更优选对映体、特别是选自β _氨基酸及其衍生物、α -氨基酸和 α-羟基酸中的物质的对映体进行色谱分离的方法中的固定相，其特征在于，所述手性选择 物共价键合到或吸附到基于硅胶或整块料的载体材料上。
7.手性固定相，其用于对物质混合物、优选手性物质混合物、更优选对映体、特别是选 自β-氨基酸及其衍生物、α-氨基酸和α-羟基酸中的物质的对映体进行色谱分离，所述 手性固定相包括载体材料和手性选择物，其特征在于所述手性选择物是结构(II)的α-未 被取代的β-氨基酸衍生物R1 OH(II)其中 n = H，优选 n = i 或 n = 2，Ri = (C1-C4)-烷基、(C6-C10)-芳基、(C7-C13)-芳烷基、 (C7-Cltl)-杂芳烷基、批啶基、羟甲基、CH(OH) CH3、CH2CONH2、CH2C00H、(CH2)2CONH2, (CH2)2C00H、 (CH2) 4-NH2、(CH2) 2-SCH3 或(CH2) 3NHC (NH) NH2, R2 = 3, 5- 二硝基苯甲酰基或萘基，并且 X 是 共价连接到载体材料上的连接基。
8.如权利要求7所述的手性固定相，其特征在于，对于C3碳原子(0_碳原子)，所述 手性选择物主要以一种绝对构型存在。
9.如权利要求7或8所述的手性固定相，其特征在于，R1=苯基。
10.如权利要求7-9任一项所述的手性固定相，其特征在于，X是氨烷基连接基，优选是 氨丙基连接基，并且所述手性选择物作为酰胺键合到所述载体材料上。
11.如权利要求7-10任一项所述的手性固定相，其特征在于，所述载体材料是硅胶相 或整块料相。
12.—种制备如权利要求7-11任一项所述的手性固定相的方法，包括以下步骤(ia)用适于酰化的3，5-二硝基苯甲酰衍生物、优选3，5-二硝基苯甲酰氯对α-未被 取代的-β-氨基酸或相应的β-氨基酸酯进行酰化(R2 = 3，5_ 二硝基苯甲酰基)，或(ib)合成α-未被取代的N-萘基化的β-氨基酸或相应的β-氨基酸酯(R2=萘基) ( )任选地，水解所述酯官能团，(iii)任选地，偶合其他的α-未被取代的-β-氨基酸单元，(iv)使所述手性选择物以共价方式，任选地，通过连接基连接至载体材料上。
13.一种对物质混合物、优选手性物质混合物、更优选对映体、特别是选自β-氨基酸 及其衍生物、α -氨基酸和α -羟基酸中的物质的对映体进行色谱分离的方法，包括以下步 骤(i)使待分离的所述物质混合物的溶液与权利要求7-11任一项所述的手性固定相接触，( )使用流动相，基于所述物质混合物中各个成分与固定相之间的不同相互作用来分 离各个成分，(iii)任选地，收集所述流动相的馏分并从其中分离经色谱纯化的物质。
14.如权利要求13所述的方法，其用于对映体特别是α-和氨基酸对映体的微量 痕量检测。
15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述方法是液相色谱方法，优选 HPLC方法。
16.手性固定相，其用于对物质混合物、优选手性物质混合物、更优选对映体、特别是 选自β-氨基酸及其衍生物、α-氨基酸和α-羟基酸中的物质的对映体进行色谱分离， 所述手性固定相包括载体材料和手性选择物，其特征在于所述手性选择物是结构(III)的 α -未被取代的_ β _氨基酸衍生物
17.如权利要求16所述的手性固定相，其特征在于，对于C3碳原子(0_碳原子)，所 述手性选择物主要以一种绝对构型存在，而在2'位置上潜在的立构中心则不必主要以一 种绝对构型存在。
18.如权利要求16或17所述的手性固定相，其特征在于，R1=苯基。
19.如权利要求16-18任一项所述的手性固定相，其特征在于，R4=(C4-C18)-烷基，优 选(C6-C16)-烷基，特别是(Cltl-C12)-烷基，且更优选R4 =正癸基。
20.如权利要求16-18任一项所述的手性固定相，其特征在于，R4=苯基。
21.如权利要求16-20任一项所述的手性固定相，其特征在于，所述手性选择物吸附接 合至基于硅胶或整块料的载体材料上。
22.如权利要求21所述的手性固定相，其特征在于，所述载体材料是反相材料。
23.如权利要求22所述的手性固定相，其特征在于，所述载体材料选自RP-2、RP-4、 RP-5、RP-6、RP-8、RP-12 相，并且特别是 RP-18 相。
24.制备如权利要求16-23任一项所述的手性固定相的方法，包括以下步骤(i)制备N-烷基化的氨基酸，( )使所述N-烷基化的氨基酸吸附至载体材料上。
25.—种对物质混合物、优选手性物质混合物、更优选对映体、特别是选自β-氨基酸 及其衍生物、α -氨基酸和α -羟基酸中的物质的对映体进行色谱分离的方法，包括以下步 骤(i)使待分离的所述物质混合物的溶液与权利要求16-23任一项所述的含有手性选择 物的手性固定相接触，( )使用含有二价过渡金属离子且优选铜(II)离子的流动相，基于所述物质混合物 中各个成分与所述手性选择物之间的不同相互作用，来分离所述物质混合物中的各个成 分，(iii)任选地，收集所述流动相的馏分并从其中分离经色谱纯化的物质。
26.如权利要求25所述的方法，其用于对映体特别是α-和β-氨基酸对映体的微量 痕量检测。
全文摘要
本发明涉及结构(I)的α-未被取代的β-氨基酸衍生物在分离物质混合物、优选手性物质混合物、更优选对映体、特别是选自β-氨基酸及其衍生物、α-氨基酸和α-羟基酸中的物质的对映体的方法中作为手性选择物的用途，其中，n＝1-5、优选n＝1或n＝2，R1＝(C1-C4)-烷基、(C6-C10)-芳基、(C7-C13)-芳烷基、(C7-C10)-杂芳烷基、吡啶基、羟甲基、CH(OH)CH3、CH2CONH2、CH2COOH、(CH2)2CONH2、(CH2)2COOH、(CH2)4NH2、(CH2)2SCH3或(CH2)3NHC(NH)NH2；并且当X是共价地连接至载体材料的连接基时，R2＝3，5-二硝基苯甲酰基或萘基，或者当X＝OH时，R2＝CH2CHR3R4，其中R3＝H或OH且R4＝(C1-C20)-烷基、(C6-C10)-芳基或(C7-C13)-芳烷基，本发明还涉及所述选择物在生产手性固定相中的用途。本发明进一步涉及出自上述选择物的手性固定相及其生产方法，还涉及对物质混合物、优选手性物质混合物、更优选对映体，特别是选自β-氨基酸及其衍生物、α-氨基酸和α-羟基酸中的物质的对映体进行色谱分离的方法。
文档编号B01J20/29GK101970100SQ200980108520
公开日2011年2月9日 申请日期2009年2月16日 优先权日2008年3月10日
发明者F-R·孔茨, P·里希特, R·辛格, S·默格特, T·米勒 申请人:赢创德固赛有限公司