有机-无机杂化环糊精手性固定相的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有机-无机杂化环糊精手性介孔固定相的制备方法。具体地说以硅基-β -环糊精衍生物与硅烷化试剂为混合硅源，以表面活性剂为模板剂，采用水热合成法制备出孔道中具有环糊精衍生物基团、平均孔径为2.5纳米、粒径在5-8微米的球形有机-无机杂化环糊精手性介孔硅球固定相。应用于高效液相色谱对映体的手性拆分领域。
【背景技术】
[0002]手性是自然界及生命过程中的一种基本特征。手性药物在药理学性质上有重大差异，有些手性分子药物的一个对映体有很好的药效，而另一对映体却没有药效甚至有毒性。目前，临床使用的药物中，50%以上为手性药物，其中近85%-90%的手性药物仍然属于外消旋体。因此，开展用于手性药物拆分的新型手性固定相制备方法及其相关应用研究对保护人们健康具有重大意义。
[0003]色谱法以其高的分离效能成为手性化合物分离的首选，手性固定相是手性色谱拆分技术的核心，新型手性固定相的制备方法研究是开展手性药物分离的关键。环糊精类手性固定相是一种常用于手性药物拆分的手性固定相之一。近年来，Armsrong等人开发的环糊精衍生物键合硅胶固定相，由于能在反相、正相和极性有机相模式下分离广泛的手性客体而倍受青睐(D.W.Armstrong, Y.B.Liu, K.H.Erthoryott.Chirality, 1995,7(6):474-497)。一些环糊精衍生物键合硅胶固定相柱己被商品化。现有环糊精固定相中大多采用键合技术，即采用后嫁接法通过硅胶表面的硅羟基先于偶联剂反应，再环糊精引入到材料表面。如美国专利(USP4539399.1985)就是采用这种方式。达世禄等人在中国专利(CN 200410013253.9)利用环糊精钠盐与键合卤代丙基在硅胶表面经固相缩合反应，得环糊精键合硅胶固定相，但此类方法过程复杂，反应条件苛刻，而且硅羟基表面羟基的数量限制了环糊精的键合量。
[0004]有机-无机杂化介孔材料是一种新型的功能化介孔材料。通常以含有机基团的硅烷作为硅源，采用共缩聚法将有机基团直接引入到材料中，即得到了目标产品。邹汉法等人在中国专利(CN201110098411.5 )中发明了一种具有特定环糊精衍生物基团的、多孔有机-无机杂化手性分离整体材料制备方法。此外，有机-无机杂化材料对酸碱稳定(I < pH< 14)好渗透性能好，将手性有机配体杂合到基质的孔道中，所得的分离材料具有负载量高和配体分布均匀，从而可克服传统手性固定相负载量低、拆分能力有限的缺点，可避免传统手性固定相复杂的键合反应和后处理过程，有望成为一类新型手性固定相，在高效液相色谱手性拆分领域中得到广泛的应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种有机-无机杂化制备环糊精手性固定相的方法，制备过程简单，避免传统手性固定相复杂的键合反应和后处理过程。该方法制备的环糊精手性固定相具有环糊精负载均匀、负载量可控，拆分性能好等特点。本发明制备的有机-无机杂化环糊精手性固定相在手性化合物拆分方面具有较大的应用潜力。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
本发明主要分为硅基-β -环糊精衍生物合成、水热合成法制备有机-无机杂化环糊精手性固定相以及环糊精手性固定相的疏水性改性三个过程。硅基环糊精衍生物合成是以环糊精单氯三嗪与氨丙基硅烷衍生物制备硅基环糊精衍生物。水热合成法制备有机-无机杂化环糊精手性固定相制备过程分别以硅基-β -环糊精衍生物和硅烷化试剂为混合硅源，以表面活性剂为模板，通过水热反应直接制备出有机-无机杂化环糊精手性固定相。环糊精手性固定相的疏水性改性主要是环糊精羟基与苯基异氰酸酯衍生物反应，生成苯基氨基甲酸酯，增强了杂化环糊精手性固定相的手性识别能力。
[0007]一种有机-无机杂化环糊精手性固定相的制备方法，其特征在于该方法步骤为:
1)硅基-β-环糊精衍生物的制备过程
将β-环糊精衍生物、氨丙基硅烷衍生物和碳酸氢钠置于水中，在50°C中搅拌反应完成后，加入乙醇，硅基-β -环糊精衍生物沉淀析出，过滤收集沉淀，干燥备用；
2)水热合成法制备有机-无机杂化环糊精手性固定相过程
将步骤I)制备的硅基-β -环糊精衍生物、硅烷化试剂和表面活性剂溶于水、乙醇及氢氧化钠混合液中，室温下搅拌溶解，将混合溶液在80°C下反应，过滤，收集白色粉末，60°C干燥；取白色粉末产物，在含有1%的36%盐酸的乙醇溶液中，50°C下搅拌，去除表面活性剂，过滤，产物用乙醇洗剂，50°C下干燥，得到有机-无机杂化环糊精手性固定相；
3)有机-无机杂化环糊精手性固定相疏水性改性
将步骤2)制备的杂化环糊精固定相加入到吡啶，加入苯基异氰酸酯化合物，80-90°C搅拌反应冷却后，抽滤，依次分别用吡啶、甲醇和乙醇洗涤，所得固体在50°C真空干燥，得到苯基氨基甲酸酯衍生化的有机-无机杂化环糊精手性固定相。
[0008]本发明步骤I)所述的β_环糊精衍生物为一氯三嗪-β_环糊精；所述的氨丙基硅烷衍生物包括氨丙基三乙氧基硅烷和氨丙基三甲氧基硅烷；反应过程所用试剂的比例关系为，环糊精衍生物:氨丙基硅烷衍生物:碳酸氢钠:水:乙醇=3_6g:2_4g:1.5g:50mL:80mLo
[0009]本发明步骤2)所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠。所述的硅烷化试剂为正硅酸乙酯、1，2-双(三乙氧基硅基)乙烷、1，2-双(三甲氧基硅基)乙烧、1,4-双(二乙氧基娃基)苯；反应过程所用试剂的比例关系为，娃基_ β _环糊精衍生物:硅烷化试剂:表面活性剂:水:乙醇:氢氧化钠=0.3-0.5g:l.5-2g:l-l.5g:25mL:12mL:15mL。
[0010]本发明步骤3)所述的苯基异氰酸酯衍生物为苯基异氰酸酯、3，5- 二甲基苯基异氰酸酯、3，5- 二氯苯基异氰酸酯、4-氟苯基异氰酸酯和4-甲基苯基异氰酸酯。
[0011]本发明制备的有机-无机杂化环糊精手性固定相结构新颖，材料具有良好的化学稳定性和优越的手性分离环境:一方面，孔道内壁环糊精的包结作用提供了较高的手性分离选择性；另一方面，二氧化硅骨架中杂化了有机基团，材料可在pH=l-14范围使用，能灵活地选用不同模式来分离更广泛的手性客体，这是传统键合环糊精手性固定相所不可比拟的。同时，通透性的孔道有利于待分离手性客体与环糊精进行动态手性识别作用，加快传质，改善柱渗透性，增强固定相手性分离性能。
[0012]为补充现有的环糊精手性固定相制备方法的不足，本发明发展了一种有机-无机杂化环糊精手性固定相的制备方法，该方法制备的环糊精手性固定相具有机械强度高、有机溶剂使用范围广等特点，同时该制备方法还具有以下优点:1、制备方法简单，反应条件温和，容易控制、重现性好；2、环糊精杂化负载量高，并且负载量可控；3、硅胶表面的环糊精均可进行后期改性；4、手性化合物拆分性能好。
【附图说明】
[0013]图1本发明有机-无机杂化环糊精手性固定相扫描电子显微镜图。
[0014]图2是本发明实施例1制备的有机-无机杂化环糊精手性固定相，在反相色谱条件下对手性化合物1-苯基-2-丙醇拆分色谱图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。如下实施例不限制本发明的保护范围，只是作为对本发明的进一步解释和说明。
[0016]实施例1有机-无机杂化环糊精手性固定相的制备方法，具体实施步骤如下:
(I)硅基-β -环糊精衍生物的制备过程
将3g —氯三嗪-β -环糊精、2g氨丙基三乙氧基硅烷和1.5g碳酸氢钠置于盛有50mL水的圆底烧瓶中，在50°C水浴中磁力搅拌30min。反应完成后，加入80mL乙醇，硅基-β -环糊精衍生