用于疏水性置换色谱法的中性两性离子置换剂分子的制作方法
【专利摘要】通过反相置换色谱法从混合物中分离有机化合物的方法，包括提供疏水性固定相；向疏水性固定相施加包含待分离的有机化合物的混合物；通过向疏水性固定相施加包含非-表面活性疏水性中性两性离子置换剂分子和任选的有机溶剂的水性组合物而从疏水性固定相置换有机化合物；以及收集从疏水性固定相洗脱的含有被分离的有机化合物的多个馏分；其中所述非-表面活性疏水性中性两性离子置换剂分子包含具有如说明书中所定义的通式[CM-R*-CM’]的疏水性两性离子。
【专利说明】用于疏水性置换色谱法的中性两性离子置换剂分子
【背景技术】
[0001 ] 置换色谱法(DC)是三种已知的柱色谱形式一洗脱色谱法、置换色谱法、前沿色谱法——之一。DC主要是一种制备方法，但也有使用具有填充的“窄孔”或毛细管柱的“微制备” DC的分析应用。
[0002]当有可用的合适的高纯度置换剂分子时，可以使用四种常规的色谱方法中的任一种来进行置换色谱法。DC用于(a)离子交换色谱(阳离子交换、阴离子交换)，(b)疏水性色谱(反相、疏水相互作用、疏水电荷诱导、嗜硫)，(C)正相色谱，包括亲水相互作用色谱(HILIC)，和(d)固定化金属离子亲和色谱(IMAC)。
[0003]采用优化的DC，可以同时获得高纯度(高分辨率)、高回收率(高收率)和高柱加载(高容量)——后者大大高于过载的制备洗脱色谱法。在大多数情况下，这些优势不仅仅补偿了 DC的缺点(较慢的流速、较长的运行时间、需要高纯度置换剂)。
[0004]通过选择(a)合适的色谱方法、(b)适当的具有合适尺寸的色谱柱、(C)合适的流动相条件、(d)适当的置换剂分子和(e)适当的操作方案与适当配置的LC装置来进行置换色谱法。最初，选择适当的“弱置换的流动相”(载体)，且在适当的流速下使柱平衡。载体可以含有被调节至有用的PH值的pH缓冲化合物。最佳的置换流速倾向于低，通常在35-105cm/hr的范围内，虽然有时候会更高。在样品加载流速下将适量的样品溶液加载到柱上。样品溶液含有载体中的待纯化的物质以及，若样品或置换剂分子带有电荷或为两性离子的，则含有适当水平的离子配对剂或离子配对盐。通常的样品加载量为有效穿透容量(operative breakthrough capacity)的50-80%。随后,将由适当的置换剂化合物在载体溶液中以适当的浓度制备的置换剂流动相(置换剂缓冲剂)在置换流速下泵送到柱上直至观察到置换剂穿透。纯化的样品在置换剂穿透的前沿之前从柱中出来。收集从柱中出来的馏分，并单独分析其含量和纯度。最后，使用“置换剂去除溶液”从柱中去除置换剂，随后将柱清洁并再生至其原始状态用于保存或用于随后的使用。
[0005]尽管不同于洗脱色谱法，但在某些方面，置换色谱法易于理解和易于实施。在DC中，样品被置换剂从柱中“置换”，而不是被流动相从柱中“洗脱”。当在线监测(例如，经UV吸收、PH或电导率)柱的输出时，获得“置换队列(displacement train) ”，而不是“洗脱色谱图”。置换队列由并列的“置换带(displacement bands) ”组成，而不是在色谱图中由溶剂分离的“洗脱峰”组成。当置换带足够大，以至于使固定相饱和时，形成梯形的“饱和带”。当置换带不大到足以使固定相饱和时，形成小的、三角形的“非饱和带”。饱和带的高度通过操作点的结合等温线来确定；梯形带或三角形带的面积与组分的量成正比。
[0006]疏水性色谱法几乎完全取决于水的独特的溶剂化性质，这些性质来自该高度结构化的、自身缔合的、氢键结合的液体。对于常规的反相色谱固定相(不带电荷的C18柱)，结合通常由熵驱动(+τ Λ S)，其经常必须克服不利的焓(+ΛΗ)。因此，在色谱工作者经常使用的温度范围内(10-7(TC)，被分析物结合和置换剂结合经常随着温度增加而增强。疏水性色谱的另一有用的特征是使用添加剂，其改变水基溶剂的自身氢键结合的结构和强度。这些添加剂包括:色谱缓冲剂中的盐(NaCl、K2HP04、(NH4) 2S04)、有机溶剂(MeCN、MeOH、EtOH)和极性有机分子(尿素、寡聚乙二醇)。
[0007]可以使用手性被分析物、手性置换剂和手性色谱基质来实施疏水性置换色谱法。在这些条件下，可以使用非手性置换剂，但不能使用手性置换剂的外消旋混合物。还可以使用非手性色谱柱和非手性置换剂来纯化外消旋手性被分析物。在这种情况下，将包括非对映异构体在内的杂质从所关注的外消旋化合物中去除，但没有对映体的手性拆分。适当的高纯度置换剂分子的不可得已阻碍了有用的制备疏水性置换色谱的开发。我们在此描述了新的置换剂分子和使用它们的方法，其可用于各种形式的疏水性置换色谱法。
[0008]好的疏水性置换剂分子应当具有化学和物理性质的独特组合，以便使其有效地起作用。某些可溶的疏水性分子可以用作置换剂，但仅有少数几种很好地起作用。本文件所述的很多分子满足对于很好地起作用的置换剂的必要的要求。
[0009]由于适当的高纯度置换剂分子的不可得，已阻碍了有用的反相制备置换色谱法的开发。例如美国专利第6，239，262号描述了使用低分子量表面活性化合物作为置换剂的各种反相液相色谱系统。美国专利第6，239，262号公开了极宽范围的可以与疏水性部分偶联以形成用作所公开的置换剂的表面活性化合物的可能的带电荷部分，但公开了必须包括大量的有机溶剂以减轻所公开的置换剂的表面活性。这样大量有机溶剂的存在显著改变了该过程，减少了反相疏水性置换色谱法的益处。此外，美国专利第6，239，262号所公开的强表面活性的置换剂化合物不能很好地起作用，导致相对从差到中等质量的置换队列，其中在“纯化的”产物中可以存在显著水平的杂质。
【发明内容】
[0010]我们已发现并开发了很多类中性疏水性两性离子或二两性离子化合物，其独特地具有对于疏水性置换色谱法中好的置换剂行为所必需的化学和物理性质的组合。
[0011]因此，在一个实施方案中，本发明涉及通过反相置换色谱法从混合物分离有机化合物的方法，其包括:
[0012]提供疏水性固定相；
[0013]向所述疏水性固定相施加包含待分离的有机化合物的混合物；
[0014]通过向所述疏水性固定相施加包含非-表面活性疏水性中性两性离子置换剂分子的水性组合物而从所述疏水性固定相置换所述有机化合物；以及
[0015]收集从所述疏水性固定相洗脱的含有被分离的化合物的多个馏分；
[0016]其中所述非-表面活性疏水性中性两性离子置换剂分子包含具有以下通式的疏水性中性两性离子:
[0017][CM-R*-CM，]
[0018]其中在所述通式中，CM为独立的带有形式正(+)电荷的疏水性化学部分，其选自:季铵(I)、季鱗(II)、锍(III)、氧化锍(IV)、咪唑啉鎗(脒鎗)(V)、胍鎗(VI)、咪唑鎗(VII)U, 2，3，4-四氢异喹啉鎗(VIII)U, 2，3，4-四氢喹啉鎗(IX)、异吲哚啉鎗⑴J引哚啉鎗(XI)、苯并咪唑鎗(XII)、吡啶鎗(XIIIa、XIIIb、XIIIc、XIIId)、喹啉鎗(XIV)、异喹啉鎗(XV)，且CM’为独立的带有形式负(-)电荷的疏水性化学部分，其选自:羧酸盐(XVI)、N-酰基-α -氨基酸(XVII)、磺酸盐(XVIII)、硫酸盐单酯(XIX)、磷酸盐单酯(XX)、磷酸盐二酯(XXI)、膦酸盐单酯(XXII)、膦酸盐(XXIII)、四芳基硼酸盐(XXIV)、硼酸盐(XXV)、硼酸盐酯(XXVI);其中所述化学部分(I)-(XXVI)具有以下化学结构:
[0019]
【权利要求】
1.通过反相置换色谱法从混合物分离有机化合物的方法，包括: 提供疏水性固定相； 向所述疏水性固定相施加包含待分离的有机化合物的混合物； 通过向所述疏水性固定相施加包含非-表面活性疏水性中性两性离子置换剂分子的水性组合物而从所述疏水性固定相置换所述有机化合物；以及 收集从所述疏水性固定相洗脱的含有被分离的有机化合物的多个馏分； 其中所述非-表面活性疏水性中性两性离子置换剂分子包含具有以下通式的疏水性中性两性离子:
[CM-R*-CM，] 其中在所述通式中，CM为独立的带有形式正(+)电荷的疏水性化学部分，其选自:季铵(I)、季鱗(II)、锍(III)、氧化锍(IV)、咪唑啉鎗(脒鎗)(V)、胍鎗(VI)、咪唑鎗(VII)、1，2，3，4-四氢异喹啉鎗(VIII)、1，2，3，4-四氢喹啉鎗(IX)、异吲哚啉鎗(X)、吲哚啉鎗(XI)、苯并咪唑鐵(XII)、吡啶鐵(Xllla、Xlllb、XIIIc、XIIId)、喹啉鐵(XIV)、异喹啉鐵(XV)，且CM’为独立的带有形式负(-)电荷的疏水性化学部分，其选自:羧酸盐(XVI)、N-酰基-α -氨基酸(XVII)、磺酸盐(XVIII)、硫酸盐单酯(XIX)、磷酸盐单酯(XX)、磷酸盐二酯(XXI)、膦酸盐单酯(XXII)、膦酸盐(XXIII)、四芳基硼酸盐(XXIV)、硼酸盐(XXV)、硼酸盐酯(XXVI);其中所述化学部分(I)-(XXVI)具有以下化学结构:
2.如权利要求1所述的方法，其中包含非-表面活性疏水性置换剂分子的水性组合物除了 PH缓冲剂之外不含有添加的盐。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
4.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
5.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式VII1、IX、X或XI，R1是C5-C11烷基且R2是C1-C8烷基。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
7.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
8.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
9.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式[(R1R2R3NCH2)2C6H3G]2+，其中R1是C4-C11烷基，R2和R3独立地是C1-C6烷基或者R2和R3 —起是-(CH2) 4_，且G是H或F。
10.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式[R1R2R3NCH2C6H4-C6H4CH2NRiR2R3]2+，其中R1是C4-C11烷基，R2和R3独立地是C1-C6烷基或者R2和R3 —起是-(CH2) 4_。
11.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式III或IV:
12.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式XIV或XV:
13.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式Xllla、XIIIb,XIIIc, XIIId或XIIIe:
14.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式VII:
15.如权利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式XII:
16.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中CM’具有通式XXIV或XXV:
17.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中CM’具有选自以下的通式:A-RlC6H4SO3HJ-R1HO-C6H3SO3Hd-R1-C6H4-C6H3X-V -SO3H 和 ^R1-C6H4-C6H3X-S ’ -SO3H,其中 Rl 是 CH3 (CH2)n，其中 η = 4-10 且 X 是 H 或 0Η。
18.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中CM’具有通式XVIII或XXIII:
19.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中CM’具有选自以下的通式:S-R1HO-C6H3CO2H 和 R1C (O) NHCH(C6H5) CO2H，其中 R1 是 CH3 (CH2)n-,其中 η = 4-10。
20.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中CM’具有通式^R1C6H4PO3H2，其中R1是CH3 (CH2)n-,其中 η = 4-10。
21.如前述任一权利要求所述的方法，其中所述水性组合物进一步包括有机溶剂，其量为低于约25体积％，或低于约20体积％，或低于约15体积％，或低于约10体积％，或低于约5体积％。
【文档编号】B01D15/32GK103958016SQ201280059452
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年10月3日 优先权日:2011年10月3日
【发明者】百瑞·L·海莫尔 申请人:塞克姆公司