一种键合纤维素3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种键合纤维素3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相，特征结构单元为：其中：n=200。本发明还公开了一种上述键合纤维素3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相的制备方法。本发明的产品通过实验证明对手性化合物选择性好，柱效高，并在碱性条件pH为11的长时间使用下仍能保持良好的效果。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高效液相色谱手性固定相，具体涉及一种键合纤维素3, 5-二甲基苯 基氨基甲酸酯固定相及其制备方法。 一种键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相及其 制备方法
【背景技术】
[0002] 近年来，各类旋光性化合物的制备、合成、性能和外消旋体的手性拆分方面的研究 相当活跃，己成为国内外许多研究工作者和工艺开发者致力研究的热点。而利用高效液相 色谱手性固定相（CSPs)直接拆分手性化合物备受重视，尤其在不对称合成、不对称催化及 外消旋药物的研究中起着非常重要的作用。
[0003] 多糖类手性固定相是高效液相色谱手性固定相的一种，其应用广、柱效高，并且有 良好的稳定性，手性空腔适用于许多光学异构体。Okmoto小组继CTA-CSPs以后，成功地开 发了一系列用作CSPs的纤维素和直链淀粉衍生物，并由日本Diacel公司商品化。目前，有 90%的手性化合物可以在多糖类CSPs上得到拆分。
[0004] 对于世界多糖类手性固定相市场来看，日本Diacel公司独占64%的市场份额，而 中国多糖类手性固定相市场份额日本Diacel公司却达到了 90%。其接近垄断的地位决定 了高昂的价格和利润，极大的限制了我国在医药，不对称合成，生物化学等方面的研发和发 展，打破外国品牌的垄断和技术壁垒，创立拥有自主知识产权的国内品牌已经刻不容缓。 [0005] 目前日本Diacel公司的主流产品以硅胶基质多糖类涂覆手性柱为主，这种产品 的缺点非常明显，一方面对于流动相的选择性有极大的限制，如四氢呋喃，三氯甲烷等常用 的手性流动相添加剂都不能使用；另一方面硅胶在碱性条件下的不稳定性，以及表面残存 硅羟基都对在碱性条件下的手性拆分造成极大的影响。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨 基甲酸酯固定相，具有选择性好，柱效高的特点。
[0007] 本发明的另一个目的是提供一种上述键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固 定相的制备方法。
[0008] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0009] 本发明提供了一种键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相，特征结构单 元为：
[0010] NH-CONH-R -NHOG-0 ◎胶於， .翁 / OCONHRt '緊苯乙，二乙麗w OCON叫 i
[0011] €Β? Ri= -^
[0012] 其中：n=200。
[0013] 本发明还提供了 一种上述键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相的制备 方法，包括以下步骤：
[0014] 第一步：将聚（苯乙基-二乙烯基苯）包覆硅胶加入浓盐酸和水中，第一次加热回 流，冷却，静置，倾出酸液，用水洗数次至呈中性为止；干燥后加入甲苯和三乙氧基硅烷，第 二次加热回流，加入过量的三甲基氯硅烷反应；
[0015] 第二步，微晶纤维素加入吡啶中，然后加入三苯基氯甲烷，第一次加热回流，再加 入过量的3, 5-二甲基苯基异氰酸酯，第二次加热回流，进行后处理；
[0016] 第三步，取第二步的产物溶于THF中，并加入第一步的产物，蒸除THF后将反应混 合物加入甲苯和吡啶的混合溶液中，加热条件下加入键合试剂进行反应，反应完成后冷却， 分别用甲醇和THF洗涤产物，真空干燥后得到键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定 相。
[0017] 优选地，所述第一步的第一次加热回流的温度为90°C，时间为4h。
[0018] 优选地，所述第一步的三乙氧基硅烷与聚（苯乙基-二乙烯基苯）包覆硅胶的质量 比为1:10。
[0019] 优选地，所述第一步的第二次加热回流的温度为100?110°C，时间为24h。
[0020] 优选地，所述第一步通过加入三甲基氯硅烷的量控制聚（苯乙基-二乙烯基苯）包 覆硅胶为基质表面的氨丙基数量为〇. 4?0. 8 μ mol/m2。
[0021] 优选地，所述第二步加入的微晶纤维素与吡啶的比例为l:20g/mL。
[0022] 优选地，所述第二步加入的微晶纤维素与三苯基氯甲烷的质量比为1?30:3。
[0023] 优选地，所述第二步中第一次加热回流和第二次加热回流的温度均为80? 100°C，时间均为24h。
[0024] 优选地，所述第二步中的后处理包括以下步骤：冷却后倒入含10%盐酸的甲醇溶 液中，室温下搅拌24h，过滤并用甲醇洗涤，50°C下真空干燥12h。
[0025] 优选地，所述第三步中加入的第二步的产物和第一步的产物的质量比为4:1。
[0026] 优选地，所述第三步中加热的温度为80?100°C。
[0027] 优选地，所述第三步中加入的键合试剂为六亚甲基二异氰酸酯，所述反应混合物 与键合试剂的质量比为25?500:1。
[0028] 优选地，所述第三步中加入键合试剂进行反应的时间为5h。
[0029] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
[0030] 1、本发明的方法通过控制键合试剂六亚甲基二异氰酸酯的量，实现了纤维素空间 螺旋结构的完整性，从实现了优异的手性选择性。
[0031] 2、本发明通过封尾技术、试剂量的配比控制了键合臂的数量，实现该固定相在强 溶剂(如四氢呋喃）下的稳定性，同时保证完美纤维素空间螺旋结构和优异的手性选择性。
[0032] 3、本发明通过使用聚（苯乙基-二乙烯基苯）包覆硅胶为基质，保证了该固定相在 碱性条件的稳定性。
[0033] 4、本发明的产品通过实验证明对手性化合物选择性好，柱效高，并在碱性条件pH 为11的长时间使用下仍能保持良好的效果。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0035] 实施例1
[0036] l、10g聚(苯乙基-二乙烯基苯)包覆硅胶加入300mL体积比为1:1的浓盐酸和水 中，电磁搅拌下，油浴90°C加热回流4h，冷却，静置，倾出酸液，用水洗数次至呈中性为止； 干燥后加入70mL甲苯和lg三乙氧基硅烷，KKTC反应24h后，加入15mL三甲基氯硅烷，从 而控制聚(苯乙基-二乙烯基苯）包覆硅胶为基质表面的氨丙基数量为0. 8 μ mol/m2。
[0037] 2、lg微晶纤维素悬浮于20mL的吡啶（新干燥）中，加入0.2g三苯基氯甲烷，在 80°C下反应24h，再与3. 5mL3, 5-二甲基苯基异氰酸酯在80°C下继续反应24h。冷却后倒入 300mL含10%盐酸的甲醇溶液中，室温下搅拌24h，过滤并用甲醇洗涤，50°C下真空干燥12h。
[0038] 3、取步骤2产物4g溶于30mL THF中，并加入步骤1产物lg，搅拌微热缓慢蒸除 THF，然后将该产物加入新干燥的甲苯和吡啶混合溶液中，于温度为80°C下加入0. 02g的键 合试剂六亚甲基二异氰酸酯反应5h，冷却后，分别用甲醇和THF洗涤产物，真空干燥后得到 键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相。
[0039] 4、将步骤3产物在40MPa下匀浆法装柱，柱管规格为4. 6 X 150 (mm)不锈钢柱管。
[0040] 实施例2
[0041] l、10g聚(苯乙基-二乙烯基苯)包覆硅胶加入300mL体积比为1:1的浓盐酸和水 中，电磁搅拌下，油浴90°C加热回流4h，冷却，静置，倾出酸液，用水洗数次至呈中性为止。 干燥后加入70mL甲苯和25g三乙氧基硅烷，105°C反应24h。加入15mL三甲基氯硅烷，从而 控制聚(苯乙基-二乙烯基苯）包覆硅胶为基质表面的氨丙基数量为0. 6 μ mol/m2。
[0042] 2、lg微晶纤维素悬浮于20mL的吡啶(新干燥)中，与3g三苯基氯甲烷在80°C下反 应24h，再与3mL3, 5-二甲基苯基异氰酸酯在90°C下继续反应24h。冷却后倒入300mL含 10%盐酸的甲醇溶液中，室温下搅拌24h，过滤并用甲醇洗涤，50°C下真空干燥12h。
[0043] 3、取步骤2产物4g溶于THF (30mL)中，并加入步骤1产物lg，搅拌微热缓慢蒸 除THF，然后将该产物加入新干燥的甲苯和吡啶混合溶液中，于90°C下加入0. 2g的键合试 剂六亚甲基二异氰酸酯反应5h，冷却后，分别用甲醇，THF洗涤产物，真空干燥后得到键合 纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相。
[0044] 4、将步骤三产物在40MPa下匀浆法装柱，柱管规格为4. 6 X 150 (mm)不锈钢柱管。
[0045] 实施例3
[0046] l、10g聚(苯乙基-二乙烯基苯)包覆硅胶加入300mL体积比为1:1的浓盐酸和水 中，电磁搅拌下，油浴90°C加热回流4h，冷却，静置，倾出酸液，用水洗数次至呈中性为止。 干燥后加入70mL甲苯和0. 5g三乙氧基硅烷，110°C反应24h。加入15mL三甲基氯硅烷，从 而控制聚(苯乙基-二乙烯基苯）包覆硅胶为基质表面的氨丙基数量为0. 4 μ mol/m2。
[0047] 2、lg微晶纤维素悬浮于20mL的吡啶（新干燥）中，与0. lg三苯基氯甲烷在100°C 下反应24h，再与3mL3, 5-二甲基苯基异氰酸酯在100°C下继续反应24h。冷却后倒入300mL 含10%盐酸的甲醇溶液中，室温下搅拌24h，过滤并用甲醇洗涤，50°C下真空干燥12h。
[0048] 3、取步骤2产物4g溶于THF (30mL)中，并加入步骤1产物lg，搅拌微热缓慢蒸 除THF，然后将该产物加入新干燥的甲苯和吡啶混合溶液中，于KKTC下加入0. Olg的键合 试剂六亚甲基二异氰酸酯反应5h，冷却后，分别用甲醇，THF洗涤产物，真空干燥后得到键 合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相。
[0049] 4、将步骤三产物在40MPa下匀浆法装柱，柱管规格为4. 6 X 150 (mm)不锈钢柱管。
[0050] 实施例4
[0051] 将实施例1中制得4.6X150(mm)不锈钢柱在pH为11的三乙胺流动相体系以 0. 5mL/min的流速下冲洗2000分钟。
[0052] 比较例1
[0053] l、10g普通球形硅胶加入300mL体积比为1:1的浓盐酸和水中，电磁搅拌下，油浴 9(TC加热回流4h,冷却，静置，倾出酸液，用水洗数次至呈中性为止。干燥后加入70mL甲苯 和lg三乙氧基硅烷，KKTC反应24h后，加入15mL三甲基氯硅烧，从而控制聚（苯乙基-二 乙烯基苯）包覆硅胶为基质表面的氨丙基数量为0. 8 μ mol/m2。
[0054] 2、lg微晶纤维素悬浮于20mL的吡啶(新干燥)中，与0. 2g三苯基氯甲烷在80°C下 反应24h，再与3. 5mL3, 5-二甲基苯基异氰酸酯在80?100°C下继续反应24h。冷却后倒入 300mL含10%盐酸的甲醇溶液中，室温下搅拌24h，过滤并用甲醇洗涤，50°C下真空干燥12h。
[0055] 3、取步骤2产物4g溶于THF (30mL)中，并加入步骤1产物lg，搅拌微热缓慢蒸除 THF，然后将该产物加入新干燥的甲苯和吡啶混合溶液中，于80?KKTC下加入0. 02g的键 合试剂六亚甲基二异氰酸酯反应5h，冷却后，分别用甲醇，THF洗涤产物，真空干燥后得到 键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相。
[0056] 4、将步骤三产物在40MPa下匀浆法装柱，柱管规格为4. 6 X 150 (mm)不锈钢柱管。
[0057] 在下列条件下进行高效液相色谱表征测试的结果如表1所示：
[0058] 流动相条件：正己烷：异丙醇90:10 ;
[0059] 检测波长：254nm ;
[0060] 流速：0· 5mL/min ；
[0061 ] 样品：反-苯基环氧乙烧。
[0062] 表 1 分离度R 柱效N块/米 实施例 1 8.57__76000 实施例 2 1.35 24000
[0063] --- 实施例 3 3.52__19000 实施例 4 7.38__69000 比较例1 110__6000
[0064] 从表1中可以看出，采用本发明的固定相分离度和柱效都有很大提高，尤其与传 统硅胶基质相比在耐碱性上有很大的提高。在碱性条件的冲洗下与比较例1普通硅胶手性 固定相相比，本发明的固定相非常稳定能保持手性样品的分离度和高柱效。
【权利要求】
1. 一种键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相，其特征在于，特征结构单元 为： NH-CONH-R -NHOC-O / OCONHR, 賢苯乙烯-二乙歸》 〇C〇N HR1 ， ch3 R= -<4"?Ηι·~ Ri~ -《》 ， 其中：n=200。
2. -种权利要求1所述的键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤： 第一步，将聚（苯乙基-二乙烯基苯）包覆硅胶加入浓盐酸和水中，第一次加热回流，冷 却，静置，倾出酸液，用水洗数次至呈中性为止；干燥后加入甲苯和三乙氧基硅烷，第二次加 热回流，加入过量的三甲基氯硅烷反应； 第二步，微晶纤维素加入吡啶中，然后加入三苯基氯甲烷，第一次加热回流，再加入过 量的3, 5-二甲基苯基异氰酸酯，第二次加热回流，进行后处理； 第三步，取第二步的产物溶于THF中，并加入第一步的产物，蒸除THF后将反应混合物 加入甲苯和吡啶的混合溶液中，加热条件下加入键合试剂进行反应，反应完成后冷却，分别 用甲醇和THF洗涤产物，真空干燥后得到键合纤维素3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯固定相。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一步的第一次加热回流的温 度为90°C，时间为4h; 所述第一步的三乙氧基硅烷与聚(苯乙基-二乙烯基苯）包覆硅胶的质量比为1:10 ; 所述第一步的第二次加热回流的温度为100?ll〇°C，时间为24h。
4. 根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述第一步通过加入三甲基 氯硅烷的量控制聚（苯乙基-二乙烯基苯）包覆硅胶为基质表面的氨丙基数量为0. 4? 0· 8 μ mol/m2。
5. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二步加入的微晶纤维素与吡 啶的比例为l:20g/mL ; 所述第二步加入的微晶纤维素与三苯基氯甲烷的质量比为1?30:3 ; 所述第二步中第一次加热回流和第二次加热回流的温度均为80?100°C，时间均为 24h。
6. 根据权利要求2或5所述的制备方法，其特征在于，所述第二步中的后处理包括以下 步骤：冷却后倒入含10%盐酸的甲醇溶液中，室温下搅拌24h，过滤并用甲醇洗涤，50°C下真 空干燥12h。
7. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第三步中加入的第二步的产物 和第一步的产物的质量比为4:1。
8. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第三步中加热的温度为80? 100。。。
9. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第三步中加入的键合试剂为六 亚甲基二异氰酸酯，所述反应混合物与键合试剂的质量比为25?500:1。
10. 根据权利要求2、7?9任一所述的制备方法，其特征在于，所述第三步中加入键合 试剂进行反应的时间为5h。
【文档编号】B01J20/30GK104117346SQ201310151175
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】王明亮, 肖伟忠, 仇伟 申请人:上海易创分析仪器有限公司