专利名称：双相识别手性制备色谱拆分手性化合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手性化合物对映体的新型拆分技术，属分离技术领域。
背景技术：
当前手性化合物的研究是立体化学、药物化学中最重要最活跃的部分。由于手性化合物的对映异构体通常具有不同的生物活性，因此制备对映体纯的手性化合物在生命科学、药物化学、材料化学等领域均具有重要意义。由于手性化合物的对映体除了光学性质及在不对称合成反应中的活性不同外，其它的物理、化学性质则完全相同，所以获得对映体纯的化合物非常困难。目前国际上制备对映体纯手性化合物的方法主要包括不对称合成法、外消旋体的直接结晶拆分、化学拆分、动力学拆分和生物拆分及液相制备色谱法等。上述这些方法存在的突出问题是适用范围较窄，有许多物质的对映体纯产品仍不能采用这些方法来获得，并且工序繁琐，收率较低，而产品的光学纯度不理想，生产成本过高，导致对映体纯药物等对映体纯化合物的价格均较外消旋体形式高3～200倍。目前我国使用的许多对映体纯手性药物和起始手性原料大量依靠进口，而我国生产的大多数手性合成药物仍是以外消旋体的形式出售的，因此开发手性化合物的新型高效拆分技术对我国制药工业、农药工业的发展尤其具有重要的意义。
液相色谱技术是化工、轻工、食品、生物、医药等工业中广泛采用的一种分离技术。近年来在制药、生物技术、精细化工等领域里，液相制备色谱已经得到了越来越广泛的应用。色谱对不同组分进行分离，其原理是基于待分离物系中的不同组分与色谱固定相表面之间具有不同的吸附性能，导致各种组分在色谱柱中随流动相流动时的迁移速率不同而实现分离。近年出现的用液相制备色谱法拆分手性化合物的技术，这种色谱的固定相的表面是由手性分子构成的，称为手性固定相，利用手性外消旋物系中不同对映体在色谱手性固定相的手性表面上的吸附性的差异，导致不同对映体在色谱柱中随流动相流动时的迁移速率不同，所以吸附力弱的对映体先随流动相流出色谱柱，而吸附力强的对映体后流出色谱柱，从而实现不同对映体的拆分分离。液相制备色谱法拆分手性化合物的技术具有许多其它拆分方法无法替代的优点.如能耗小、分离纯度高、收率高以及可常温操作等，但同时也存在操作费用过高和不可连续操作的弱点，阻碍了其在工业生产中的进一步应用。基于这些倩况，人们发明了许多改进的技术，如循环色谱、连续色谱等，而其中最具吸引力是模拟移动床色谱。90年代后期，比利时科学家率先将模拟移动床液相色谱引入手性化合物的拆分过程中，在优化选择手性固定相的基础上，成功地以甲醇为流动相以20.2g/d的速率连续拆分了曲马多对映体，开辟了以手性模拟移动床液相色谱技术拆分手性化合物的新工艺。大大降低了溶剂的消耗量和操作成本。由于手性模拟移动床液相色谱技术具有可连续操作、运行条件温和、溶剂和分离介质可循环使用的优点，大大降低了溶剂的消耗量和操作成本，一经出现即引起广泛关注，在至今短短的几年时间里得到迅速发展，充分显示了该技术的旺盛发展势头，成为液相制备色谱拆分技术中新的一员。目前液相制备色谱拆分技术存在的问题是①所使用的手性固定相本身对待拆分的外消旋物系中不同对映体的吸附力的差别不大，也就是手性选择性差，导致不同对映体流出色谱柱的时间差较小，致使不同对映体的谱带发生部分重叠而难于有效分离，同时所使用的手性固定相基本为涂敷型，其对流动相中不同对映体分子的选择性吸附仅依赖于硅胶表面涂敷的一层手性分子，造成手性固定相表面的手性成分非常容易流失而导致色谱柱失效；②只有手性固定相表面的手性分子对待拆分的不同对映体具有选择性，而流动相的组成中没有手性成分，因此在拆分过程中对于待拆分物系只起载体和输送者的作用，通过对待拆分物系的适当的溶解性而增大手性固定相的选择性吸附作用，除此之外对拆分过程的选择性没有更直接的作用，尤其未见在手性固定相的基础上同时采用具有手性特点的手性流动相的液相制备色谱拆分技术的报道。上述原因导致目前液相制备色谱拆分技术的溶剂溶质比很大(≈360)，处理能力小，对映体纯度不高而拆分成本仍较高，亟待进一步充分研究以使其尽快适应真正的工业应用的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种对待拆分的外消旋物系中不同对映体具有更好的选择性的液相制备色谱拆分技术，它能使液相制备色谱中的拆分过程变得经济且拆分产品的对映体纯度更高。
为实现本发明的目的，本发明的方法也是由流动相携带待拆分的外消旋物系中的不同对映体流过手性固定相而使待拆分的外消旋物系中的不同对映体得到拆分的，其特征在于流动相中除含有非手性成分外，还含有至少一种与待拆分的外消旋物系中的不同对映体均不相同的手性组分而构成具有手性特点的手性流动相。这些手性组分成为手性助选剂，是针对不同的手性同定相以及不同的待拆分的外消旋物系而经过筛选的，除保持手性流动相对于待拆分的外消旋物系的适当溶解性外，这些手性助选剂还能够在手性固定相表面相对于待拆分物系中的不同对映体发生不同程度的竞争性吸附，从而进一步增大了手性固定相对待拆分物系中的不同对映体的吸附力的差别，使不同对映体流出色谱柱的时间差进一步增大，达到更好的拆分效果。在筛选手性流动相中的手性助选剂时也应注意其与待拆分物系中的不同对映体在沸点、水溶性等性质方面的差别，以便于在拆分完成后通过适当方法与这些对映体进行分离，同收手性流动相循环使用，同时得到高对映体纯的拆分产品。
本发明的这种同时采用手性固定相和手性流动相的液相手性制备色谱拆分技术既具有手性固定相对不同对映体的选择性吸附识别作用，同时还具有手性流动相对不同对映体的辅助识别作用，故可称之为双相识别的手性制备色谱拆分技术。采用双相识别手性制备色谱技术对外消旋体系进行拆分，与单独使用手性固定相的手性拆分技术相比，外消旋体中的不同对映体流出色谱柱的时间差将进一步增大，减少谱带的重叠，使外消旋样品的进样浓度可以更大，增加设备的处理能力，拆分单位产品所使用的流动相更少，同时拆分产品的对映体纯度更高，拆分过程更经济，达到更好的拆分效果。另外手性流动相的辅助识别作用可极大地提高手性固定相的效率，减小色谱柱的段数和长度，减少设备投资，同时，通过在手性流动相中选择适当的助选剂，可使同一手性固定相能够完成对多种手性对映体系统的拆分，提高价格昂贵的手性固定相的通用性。
具体实施例方式
下面结合拆分氯胺酮以及普萘洛尔对映体的具体实施例详细说明本发明的方法和优点。
实施例1氯胺酮是外科临床常用的一种胃肠外神经麻醉药，目前一直以外消旋体形式入药，但药理研究表明，外消旋氯胺酮中R(+)异构体的麻醉作用是S(-)-异构体的3倍，而S(-)-氯胺酮不仅麻醉作用小，且有使病人易激动、容易失去自我控制、甚至失去判断能力的副作用，这不仅限制了外消旋氯胺酮的临床使用，还使近年来外消旋氯胺酮有发展为毒品的趋势，因此研究将外消旋氯胺酮拆分为手性纯的高效R(+)-氯胺酮入药，将S(-)-氯胺酮在生产的源头销毁，不仅可创制高效新药，在抵制毒品泛滥方面也很有意义。我们以粒度5μm的氨丙基硅胶表面键合苯基异氰酸酯衍生化的β-环糊精为手性固定相，装入250mm长，内径4.6mm的色谱柱内，以V(正己烷)/V(异丙醇)＝80/20为流动相，流动相流速1.0mL/min，外消旋氯胺酮样品以流动相溶解，制成20mg/mL的样品溶液，一次瞬时进样0.025mL，在所述色谱条件下进行拆分，两对映体的分离度仅为1.08，未实现较好拆分；当在上述流动相中加入R-2-戊醇为手性助选剂，制成含4.5mmol/LR-2-戊醇的手性流动相后，在上述相同的色谱条件下进行拆分，两对映体的分离度达2.04，对映体产品中含有的手性流动相可经低温旋转蒸发回收，充分显示了双相识别条件下的卓越效果；实施例2以粒度40～60μm的氨丙基硅胶表面键合苯基异氰酸酯衍生化的β-环糊精为手性固定相，装入12根250mm长，内径4.6mm的色谱柱内，组合环形模拟移动床色谱，以V(正己烷)/V(异丙醇)＝80/20为流动相，模拟移动床色谱内流动相流速0.6mL/min，外消旋氯胺酮样品以流动相溶解，制成20mg/mL的样品溶液，进样流速0.1mL/min，在所述色谱条件下进行拆分，得到两对映体产品的对映体纯度仅分别为90.1％和92.3％，未实现较好拆分；当在上述流动相中加入R-2-戊醇为手性助选剂，制成含4.5mmol/LR-2-戊醇的手性流动相后，在上述相同的色谱条件下进行拆分，两对映体产品的对映体纯度分别达到99.91％和99.96％，对映体产品中含有的手性流动相经低温旋转蒸发回收循环使用，也充分显示了双相识别拆分的优点；
实施例3普萘洛尔是一种重要的β受体阻滞剂，一直以外消旋体的形式入药，动物实验表明，S(-)-普萘洛尔对β受体的阻滞程度比R(+)-普萘洛尔约大100倍，而R(+)-普萘洛尔不仅对β受体的阻滞作用很小，而且有避孕作用，可作为一种有效的避孕药，因此以外消旋体形式入药的普萘洛尔不仅治疗心脏系统疾病的效能不佳，而且容易带来副作用，所以将外消旋普萘洛尔拆分为手性纯化合物并作为两种不同的药物分别入药，是创制具有我国自有知识产权的新药，提高我国普萘洛尔药品质量的有效方法。我们以粒度5μm的氨丙基硅胶表面键合苯基异氰酸酯衍生化的β-环糊精为手性固定相，装入250mm长，内径4.6mm的色谱柱内，以V(正己烷)/V(异丙醇)＝80/20为流动相，流动相流速0.6mL/min，外消旋普萘洛尔样品以流动相溶解，制成20mg/mL的样品溶液，一次瞬时进样0.025mL，在所述色谱条件下进行拆分，两对映体的分离度仅为1.06，未实现较好拆分；当在上述流动相中加入R-仲丁胺为手性助选剂，制成含4.5mmol/L R-仲丁胺的手性流动相后，在上述相同的色谱条件下进行拆分，两对映体的分离度达1.82，对映体产品中含有的手性流动相可经低温旋转蒸发回收，充分显示了双相识别色谱拆分的优越性；实施例4以粒度5μm的氨丙基硅胶表面涂覆三苯基异氰酸酯衍生化的纤维素为手性固定相，装入250mm长，内径4.6mm的色谱柱内，以V(正己烷)/V(乙醇)＝85/15为流动相，流动相流速0.8mL/min，含R(+)-普萘洛尔40％其余为S(-)-普萘洛尔的普萘洛尔样品以流动相溶解，制成20mg/mL的样品溶液，一次瞬时进样0.025mL，在所述色谱条件下进行拆分，两对映体的分离度仅为1.05，未实现较好拆分；当在上述流动相中加入R-仲丁醇和R-仲丁胺为混合手性助选剂，制成含0.5mmol/L R-仲丁醇和0.5mmol/L R-仲丁胺的手性流动相后，在上述相同的色谱条件下进行拆分，两对映体的分离度达1.32，对映体产品中含有的手性流动相可经低温旋转蒸发回收，说明双相识别色谱拆分的好效果。
权利要求
1.一种拆分外消旋物系的液相制备色谱拆分技术，该方法也是由流动相携带待拆分的外消旋物系中的不同对映体流过手性固定相而使待拆分的外消旋物系中的不同对映体在手性固定相上的迁移速率不同而得到拆分的，其特征在于流动相中除含有非手性成分外，还含有至少一种与待拆分的外消旋物系中的不同对映体均不相同的称为手性助选剂的手性组分，构成具有手性特点的手性流动相，使得待拆分的外消旋物系中的两种或多种对映体在手性助选剂的作用下，在手性固定相上的迁移速率的差异进一步增大，从而更容易实现拆分。
2.如权利要求1所述的拆分技术，其特征在于所述的手性固定相既可以是键合型也可以是涂覆型的手性固定相。
3.如权利要求1或权利要求2所述的拆分技术，其特征在于所述的待拆分的外消旋物系既可以是完全没有旋光性的外消旋体系，也可以是多种对映体互为旋光异构体但其中一种或一种以上的异构体相对于其他旋光异构体是过量的体系。
4.如权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的拆分技术，其特征在于所述的液相制备色谱既可以是间歇操作的一次进样的液相制备色谱，也可以是连续操作的液相制备色谱，如循环色谱、连续色谱、模拟移动床色谱等。
5.如权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的拆分技术，其特征在于所述的待拆分的外消旋物系是外消旋氯胺酮或是外消旋普萘洛尔。
全文摘要
本发明公开了一种新型的同时采用手性固定相和手性流动相的双相识别手性制备色谱拆分技术，它能使手性制备色谱拆分手性化合物的过程变得经济且拆分产品的对映体纯度更高。
文档编号C07C225/20GK1757620SQ20041007230
公开日2006年4月12日 申请日期2004年10月8日 优先权日2004年10月8日
发明者李乃瑄, 肖如亭 申请人:天津理工大学