从外消旋混合物中分离对映体的方法

专利名称：从外消旋混合物中分离对映体的方法
技术领域：
本发明涉及用至少两种具有互相不同的手性的液体进行逆流萃取以便从外消旋混合物中分离对映体的方法。
这样的方法可从Takeuchi等人发表在“分离科学与技术”(Sep.Sci.and Tehnol.)杂志，25(7＆8)，941至951页(1990)上的一篇论文中得知。在此论文中这一方法描述如下通过用至少两种互不混溶的具有不同手性的液体进行逆流萃取，一种对映体混合物(显然是外消旋缬氨酸)被分离成D-缬氨酸和L-缬氨酸。
为达到这一目的，对于外消旋缬氨酸而言要利用一种对于对映体有选择性的溶剂萃取体系，该体系由正丁醇和水构成，其中含有N-正烷基-L-脯氨酸或N-正烷基-L-羟基脯氨酸和铜(Ⅱ)离子。
上述论文中介绍的方法有一个缺点，即待分离对映体在两种互不混液体之间的分配比偏离1可能较远，以致引起很大的处理技术问题。用已知方法虽能以制备规模得到较好的结果，但其用于工业规模仍需要许多研究开发工作。此外，还需要开发新的对映选择溶剂萃取体系以分离其它对映体。
因此对于能同时有效地分离其它对映体组合的方法有很大的实际需求。这一点也同样适用于农药、香味剂以及很大范围的药物制剂，在这方面由于缺乏恰当的分离方法，有时根本不知道不同的对映体化合物是否在效果方面有所不同。对于由外消旋混合物构成的某些药物制剂来说，已经知道一种光学异构体可具有特定的合乎希望的生理活性，而其另一种光学异构体则在很多场合下不仅是惰性的，并且可能甚至导致令人讨厌的有害的副作用。随着对这种效果的了解越来越多，对于商售药物制品立体选择制备的需求将是显而易见的。
本发明现在提供一种能满足大部分上述需求的方法。
本发明的特征在于，在开头段落中提到的已知类型方法中，这些液体是完全混溶的，只是用另一物相加以互相分离，该物相与这些液体则是互不混溶的。
新建议的方法有双重优点首先可以省去使两个部分互溶相互相分离的步骤，其次是本发明所述的方法使得在萃取柱中可以形成许多平衡单元。
按照本发明，用以下方法可以得到有利的结果，即起分隔作用的不混溶物相加在固体载体中。
这种固体载体可以是由多孔的或者无孔的物料构成。
宜选择液体作为起分隔作用的不混溶物相。这种液体的极性一般与那两种具有互相不同手性的液体的极性相反。
应该指出，借助于一种与混合物不混溶的液体来分离对映体混合物这一点在专利申请书WO-91/17816中就已经提出了。但与使用本发明所述的方法不同，该专利中的分离不是通过用至少两种具有互相不同手性的液体进行萃取来实现，而是将一种手性载体加到不混溶液体中而达到的。
此文中提出的方法的缺点是，为了实现很好的分离需要很多步骤，这样就可以预计到其工业规模应用会遇到问题。
用气体作为分隔相同样可以得到良好结果。尤其是当待分离对映体物料是挥发物时，较有吸引力的是采用充以气体的多孔固体载体。作为挥发性对映体物料的例子可以提到若干芳香化合物和香味剂。
固体载体可由无机或有机物料构成。
无机载体的例子有α-氧化铝、γ-氧化铝、碳、陶瓷材料，或它们的结合，例如多孔碳质载体上的氧化铝。
根据本发明可用作有机物料固体载体的例子有微孔膜和连续膜。微孔膜中孔的最小尺寸决定于待传递物质分子的流体力学容积。作为规律可以这么说，孔的最小尺寸应超过待传递物质的流体力学容积。在实践中孔的大小一般都小于0.1毫米，宜小于10微米。当使用固体连续膜时，待分离物质应能溶于膜中。
膜的形状并不重要。一种可能实施方案是，用平片状的膜分隔两液相。在另一实施方案中，薄膜状的两个膜互相成螺旋状卷绕，小心地在两层膜之间留出足够间隔。由于其重大的技术优点，宜采用中空纤维膜。
特别是当手性互不相同的液体的极性与朝向这些液体的膜侧面的极性相反时，用以下方法可以得到较好的结果，在此方法中根据流经固体载体的液体为极性或非极性，通过化学途径(比如说用丙烯酸酯化合物进行接枝)使固体载体呈亲水性或疏水性。
这里推荐以下方法，在此方法中根据流经固体载体的液体为极性或非极性，通过物理改性(例如用表面活性化合物进行处理)使固体载体呈亲水性或疏水性。
在制作按本发明使用的膜时，可以利用非热塑性聚合物(如铜纺、醋酸纤维素、三醋酸纤维素、硝酸纤维素、聚四氟乙烯、聚丙烯腈或再生纤维素)，也可以利用热塑性材料(如聚烯烃、缩合聚合物、氧化聚合物，以及它们的混合物)。制膜适用聚合物的例子有低压和高压聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚(4-甲基-戊烯-1)、聚丁烯、聚乙烯丁醛、氯化聚乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚二硫乙烯、聚苯氧、聚对苯二甲酸乙酯、聚对苯二甲酸丁酯、芳族聚酰胺，基于对苯二甲酸丁酯和聚氧化乙烯(分子量范围为800至6000)的共聚多醚酯、聚酰胺6、聚酰胺6，6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚碳酸酯、聚醚脲、聚哌嗪、聚哌嗪酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜、聚砜和聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
用热塑性聚合物制备微孔膜曾有报导，其中包括美国专利US-A-4098901。用热塑性聚合物制备中空纤维膜可参考美国专利US-A4564488。
利用中空纤维素纤维膜现已取得很好的结果。
中空纤维膜通常放在中空纤维单元中。这里可区分为两种不同的实施方案。在第一种实施方案中，一种手性物相流经中空纤维，另一相则在纤维外周流动。另一种实施方案由Sengupta等人发表在“分离科学与技术”(Sep.Sci.and Technol.)23(12＆13)，1735至1751页(1988)上的论文作了介绍，其特点在于一种手性物相流经一部分纤维，而另一手性物相则流经另一部分纤维。在此场合中纤维之间的空间为部分分隔相。根据纤维的亲水或疏水物性以及手性相的极性，纤维壁充以手性液体或者充以分隔用的不混溶相。
尤其是当待分离的对映体物质为挥发物时，采用充气膜可能是很有吸引力的。挥发性对映体物质的例子有各种芳族化合物和香料。如果后者比方说可溶于水中时，则选用的膜可以是微孔的疏水膜，膜中的孔充有气体。
按照本发明，宜采用的膜相的厚度应尽可能小。这一厚度一般范围为0.1微米至1毫米，膜厚度范围在1微米至100微米较好。在使用一个手性物相流经一部分纤维而另一手性物相流经另一部分纤维的中空纤维单元时，不混溶相的这一层构成了两种纤维之间的空间，该层厚可以扩大为多孔载体壁厚的两倍。
至少一种萃取液体应为手性活性的。所述手性活性可以来自例如本身就是手性活性的至少一种萃取液体，但也可以是在至少一种萃取液体中加入手性配料而达到这一点。在这种场合下优选采用以下方法，在该方法中通过向每一种萃取液体加入具有相反手性的配料而得到具有互不相同手性的液体。考虑到萃取液体的处理，优选采用的方法中每一种萃取液体均基于同一种溶剂。
当手性互不相同的液体为极性液体(尤其是水相液体)时可以得到较好的结果。在此情况下宜采用非极性液体或气体作为分隔相。
用非极性的，与水不混溶或部分与水混溶的有机液体作为手性互不相同的液体取得了很好的结果。在此情况下宜采用极性液体，尤其是水相液体，作为分隔相。
适合于按本发明使用的非手性萃取液的例子有水、三氯一氟甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、二氯甲烷、或以下一组中的不同的碳氢化合物含至少5个碳原子的(环)烷烃类，含至少6个碳原子的醇类，含至少5个碳原子的(环)烷酮类和含至少6个碳原子的链烯烃类。适用的有机化合物的例子有正丁基苯、邻正丁基甲苯、对异丙基苯、1，4-二乙苯、联苯、二苯基甲烷、乙苯、邻乙基甲苯、异丁苯、异丙苯、1-甲基萘、正壬基苯、正丙苯、间丙基甲苯、邻丙基甲苯、二苯醚、邻二甲苯，二(α-甲基苄基)醚、α-乙基-2-甲基-1，3-二氧戊环、4-甲基四氢呋喃、α-甲基苄基二甲胺、对乙烯基甲苯、溴代苯、对氯苯乙烯、邻二溴苯、对二氯苯、全氯乙烯、1，1，1-三氯乙烷、硫代环戊烷、N-乙基吗啉、N-异丙基吗啉、硝基苯、硝基乙烷、亚油酸甘油三酯，丙烯酸甲酯、氯乙烯、苄基丙酮、甲基异丙烯基酮、二氯丙烯、N-乙基苯胺、苯甲酸乙酯、甲基丙烯醛、六甲氧基甲基三聚氰胺、硫化环戊烷、邻苯二甲酸二乙酯、溴氯甲烷、乙酰乙酸乙酯、环戊酮、1，2-二氯乙烷、四氢呋喃、苯乙酮、苄胺、噻吩、氨基二苯基甲烷、石油溶剂、(环)己烷、苯，或甲苯。在所有这些液体中至少加有一种手性配料。通常用低分子量化合物作为手性配料，但溶解的手性聚合物或手性生物分子也可以使用。
可以使用很宽范围的光学活性化合物作为手性配料。这些化合物(包括它们相应的盐类和衍生物)的例子有1-氨基乙基磷酸、α-溴代丙酸、表氯醇、丝氯酸、2，3-二氨基丙酸、丙二醇、丙氨酸、1-氨基-2-丙醇、天冬氨酸，苹果酸、酒石酸、5-(羟甲基)-2-吡咯烷酮、脯氨酸、顺式-3-羟基脯氨酸、反式-1，2-环戊二醇、2-甲基丁酸、α-羟基异戊酸、甲基-3-羟基丁酸酯、β-羟基异丁酸甲酯、阿戊糖、来苏糖、核糖、木糖、脯氨醇、丙氨酸乙酯、正缬氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、青霉胺、蛋氨酸亚砜、2-戊醇、2，4-戊二醇、阿糖醇、2-甲基-1-丁胺、缬氨醇、1，2-二氨基环己烷、1-氨基-2-(甲氧基甲基)吡咯烷、赖氨酸、精氨酸、2-己醇、2-甲基-2，4-戊二醇、亮氨醇、2-氟苯基丙氨酸、3-氟苯基丙氨酸、5-氟代色氨酸、5-羟基色氨酸、2-苄氧基-1，3，4-丁三醇、异丙基去甲肾上腺素、1-(1-萘基)乙醇，1-(1-萘基)乙胺，反式-2-苯基-1-环己醇、甲状腺素、乙酸
酯、N-(3，5-二硝基苯甲酰基)-α-苯基甘氨酸、N-甲基麻黄碱、3，5-二硝基-N-(1-苯乙基)-苯甲酰胺、α，α-二苯基脯氨醇。
本发明所述的方法可以分离性质变化非常大的外消旋混合物。所述外消旋物可以是药剂类化合物以及合成纤维、芳族化合物和香料，或农药。
按照本发明虽可使用很多种类的旋光性化合物作为手性配料以分离更多种类的外消旋混合物，但很希望使用手性配料与待分离外消旋混合物的某些搭配组合。一般来说，可用的手性配料应显示与待分离外消旋物质有较强的相互作用。这种强相互作用可以是由于比方说手性配料与外消旋化合物之间的氢桥。另外，强相互作用也可能来自库仑力或范德瓦耳斯力。
为分离带有伯胺或仲胺基团、羟基和/或硫醇基团的外消旋混合物，可以很好地利用带有(硫代)羰基、氨基、(硫)醚基、羟基，或硫醇基的手性配料。借助于含伯胺或仲胺基、羟基，或硫醇基的手性配料可以很容易地分离带有叔胺基团的外消旋物。
可用这种方法分离的外消旋混合物的例子有a)β-拟态剂(mimetica)和β-阻断剂，如异丙肾上腺素、间羟异丙肾上腺素、间羟叔丁肾上腺素、吩诺醇(phenoterol)、羟甲叔丁肾上腺素、己双肾上腺素、羟苄羟麻黄碱、多巴酚丁胺、新异丙肾上腺素、吡丁醇、羟哌甲苯二酚、甲醛醇(formoterol)、苯氧丙酚胺，脲基叔丁肾上腺素、萘苯醇(xamoterol)、甲氧苯醇(salmeterol)、萘心安(propranolol)、氨酰心安、甲氧乙心安、噻吗心安、吲哚心安、醋丁酰心安、烯丙心安、苯呋心安、环丙甲氧心安、甲苯甲氧苯心安、双氧氯丙心安(bisoprolol)、吲苯酯心安、喹酮心安、香芹心安(carvedilol)、二乙脲心安、甲氧萘心安(epanolol)、甲丙心安(esmolol)、柳胺心定、左旋丁萘酮心安、三甲苯心安、烯丙氧心安、环戊丁心安、甲磺胺心定和叔异丙心安(tertatolol);
b)α-羟基胺类，如降麻黄碱、ψ＝降麻黄碱、麻黄碱、ψ-麻黄碱、红-2-氨基-1，2-二苯基乙醇、苏-2-氨基-1，2-二苯基乙醇、红-1-氨基-1-苯基-2-丙醇、苏-1-氨基-1-苯基丙醇、苯基甘氨醇、苏-2-氨基-1-苯基-1，3-丙二醇和类似化合物;
c)钙拮抗剂，如余甘子甲酯(amlodipine)、戊脉安、硫氮
酮、双苯吡乙胺、胺棓戊腈、苯乙甲酯(phelodipine)、以斯拉甲酯(is-radipine)、硝吡胺甲酯、硝苯吡酯、硝吡丁甲酯和硝吡乙甲酯;
d)抗抑郁药剂，如丁替林、氰酞氟苯胺、氟苯氧丙胺、甲苯吡
、米塔扎品(mirtazapine)、5-羟色氨酸、氟苯哌苯醚、赛特拉啉(sertraline)，反苯环丙胺和三甲丙咪嗪。
为了分离上述的外消旋混合物可以有利地利用以下的手性配料或由它们衍生的化合物樟脑-10-磺酸、马来酸、扁桃酸、α-甲氧基苯基乙酸、α-甲氧基-α-三氟甲苯基乙酸、酒石酸、薄荷醇、松蒎醇、α-萜品醇、樟脑、葑酮、α-氨基-ε-己内酰胺、α-甲基苄胺、麻黄碱、降麻黄碱和类似化合物。
为了分离羧酸、硫代羧酸和磺酸的外消旋混合物，可以有利地利用含有羰基、氨或羟基的手性配料。在此场合下推荐采用同时含有羰基和羟基的化合物，或者是含氨基与羰基的化合物。作为例子可以提到的有酒石酸、扁桃酸、氨基酸、酰胺和有机酸类的衍生物。可用这种方法分离的外消旋混合物的例子有a)消炎药，如异丁苯丙酸、苯酮苯丙酸、吡丙芬、苯氧苯丙酸、氟联苯丙酸、苯噻丙酸和甲氧萘丙酸;
b)血管紧张肽转化酶(ACE)抑制剂，如甲噻嗯唑丙脯酸(benazepril)、甲巯丙脯酸、苯嘧丙脯酸(Cilazapril)、嗯纳丙脯酸(enalapril)、嗯纳丙脯酸酯、扁桃丙脯酸(lisonopril)、苯嘧丙脯酸、磷肌丙脯酸(phosinopril)、全吲哚丙脯酸(perindopril)、喹哪丙脯酸(quinapril)、拉嘧丙脯酸(ramipril)和螺旋丙脯酸(spirapril);
c)芳族化合物，如香茅酸、2-甲基庚酸、2-甲基己酸、3-甲基戊酸、马来酸和硫羟乳酸;
d)农药，如2-溴代甲基丙酸、2，4-二氯苯氧基丁酸、2，4-二氯苯氧基丙酸、樟脑酸、2-羟甲基丙酸和0-甲基扁桃酸;
e)氨基酸。
为了分离上述混合物可以有利地利用下列手性配料或由它们衍生的化合物α-甲基苄胺、2-氨基丁烷、2-氨基丁醇、1-(1-萘基)乙醇、1-(2-萘基)乙醇、1-(1-萘基)乙胺、麻黄碱和降麻黄碱，以及类似化合物。用酒石酸、扁桃酸和它们所生成的酯以及氨基酸和其衍生的化合物均得到了很好的结果。
可以用氨基酸作为手性配料以分离氨基酸的外消旋混合物。其它适用的手性配料包括手性胺、酸、醇、酮和醛类。目前为止取得特别良好结果的是采用手性氨基酸或其衍生物(此时在铜(Ⅱ)离子帮助下形成配合物)，以及采用酒石酸、扁桃酸和它们的衍生物。
为了分离(硫代)酯类、磷酸酯类、(硫代)酮类和(硫代)醛类的外消旋混合物，宜采用含羟基或氨基的手性配料。用这种方法可以加以分离的外消旋混合物的例子有a)冰片酯、香芹酯、香茅酯、异冰片酯、里哪酯、萜品酯和罗丁酯;
b)3-苄基-4-庚酮、手性内酯、2-甲基-2-丁烯醛、3-巯基-2-丁酮和3-巯基-2-戊酮;
c)钙拮抗剂，如余甘子甲酯、戊脉安、硫氮
酮、双苯吡乙胺、胺棓戊腈、苯乙甲酯、以斯拉甲酯、硝吡胺甲酯、硝苯吡酯、硝吡丁甲酯和硝吡乙甲酯;
d)带有磷酸酯基团的农药，如苯腈磷、二乙基马拉硫磷、福诺磷(phonophos)和溴苯磷。
为此目的，可成功地采用以下化合物或它们的衍生物作为手性配料α-苯基乙胺、α-甲基苄胺、酒石酸、扁桃酸、麻黄碱、降麻黄碱、氨基衍生物。
本发明所述的方法可用单级萃取实现，但宜于采用串联的多个萃取单元进行。在用两种手性互不相同的液相对等摩尔外消旋混合物进行逆流液液分馏萃取时，出来的物流中待分离物质的两种对映体之间的比例(R/S，即右旋体/左旋体)可借助于式(1)进行计算(R)/(S) ＝ (［LR／LR－1］［exP(LR-1)·NTU/LR)-1/LR］)/(［LS／LS－1］［exP(LS-1)·NTU/LS)-1/LS］) (1)式中NTU代表设备中的传质单元数，LR和LS分别代表对映体R和S的萃取因子。LR和LS可借助于式(2)和式(3)计算LR＝mR·Fe/Ff (2)LS＝mS·Fe/Ff (3)式中Fe和Ff分别代表萃取相和溶解有待分离的外消旋物的加料相的体积流量，mR为R对映体在加料相和萃取相之间的分配系数，mS为S对映体在加料相和萃取相之间的分配系数。
本发明将参照以下实施例作进一步说明，在这些实施例中除了其它内容之外，尤其说明，采用本发明所述方法分离两种对映体的混合物时，可以达到超过99%的纯度。此外，还附有很多附图以进一步阐述本发明。
不用赘言，提供这些非限制性的实施例只是为了对本发明有更好的理解。
图2表示用中空纤维单元测定分配系数mR和mS的装置。
图3表示在中空纤维单元中进行“单程”逆流处理的装置。
图4表示与图3相类似的装置，但此时将多个中空纤维单元串联连接。
图5表示将对映体混合物分离成两种单一对映体用的装置。
图6给出用图5所示装置进行分离过程的分析数据。
在图2中上述中空纤维单元一般地以数字9表示。在测量过程中该单元垂直放置，沿纵向充填有中空纤维，纤维的空心端连到接头5和6中。接头5经泵3与通入容器1中的导管相连，该容器中放有含手性配料1的液体。在通过纤维内腔之后，该液体经接头6流回到容器1中。含有手性配料2及待分离外消旋物的液体放在容器2中，混合物从那里经泵4和接头7加到中空纤维组件中。该混合物经接头8回到容器2。
图3表示一种与图2装置相似的装置，只是含手性配料的两种液体在中空纤维单元中的流动方向相反，因而不会再有含手性配料的液体返回到容器1和2之一的问题。接头5经泵3连到通入容器1的导管，容器1中放有含手性配料1及待分离外消旋物的液体。容器2中放有同一种液体，但此时含有手性配料2。这种液体经泵4和接头7加到中空纤维单元中，然后再通过接头8排出。部分分离的混合物经接头6离开单元。
图4示出与图3中相类似的装置，但在此场合中有三个中空纤维单元串联连接。
图5示出与图4相类似的装置，但此时将对映体混合物分离成单个组分的系统具有对称结构。与图4所示装置的又一个差别在于，含手性配料及外消旋混合物的液体不是通过中空纤维的内腔而是通过其周围，这种方式与图2中所示的相似。因此是含手性配料的液体通过纤维内腔。分离后的物质1和2最后分别通过接头8a和8b离开单元。
实施例1结构式如

图1所示的化合物A的对映体混合物先在如图2所示的装置中测定其分配系数m。为此先让含有0.15M柠檬酸/Na2HPO4的水相缓冲液(pH＝1.7)流经中空纤维单元9的中空铜纺纤维，随后该缓冲液用10%(重量)的S，S-二苯甲酰基酒石酸的癸醇溶液置换。在纤维周围的空间中也有癸醇溶液，此溶液中含10%(重量)的R，R-二苯甲酰基酒石酸。将10毫克/毫升的化合物A加入到容器2中的后一种溶液中去之后，两种溶液进行反复循环过程。中间间歇地测定化合物A的两种对映体的分配。根据平衡时测定的值可以得出两种对映体的分配系数，即1.06和0.94。由于体系的对称性(mR＝1/mS)，以下所有实施例中只包含一种对映体分配系数的测定结果。
实施例2发现按实施例1测定的分配系数值与通过完全不同的途径所得到的值非常相似，这后一种途径就是测定外消旋混合物在两个互不混溶相之间的平衡分配，两相中之一溶解有手性配料。随后将一相中的对映体比例除以另一相中的对映体比例而计算出分配系数。
在有10%(重量)的R，R-二苯甲酰基酒石酸存在下，化合物A在水/癸醇体系中的分配系数如下测定。先在一可以密闭的15毫升瓶中让5毫升含有0.15M柠檬酸/Na2HPO4的水相缓冲溶液与5毫升含有10毫克/毫升化合物A及10%(重量)R，R-二苯甲酰基酒石酸的癸醇溶液充分混合。分相后测定两相中化合物A的对映体比例。发现这样所得数值的比例分别完全对应于实施例1中列出的值1.06和0.94。
实施例3用类似于实施例2中介绍的方法测定了下述体系中降麻黄碱的分配系数，该本系的水相含有0.1M的磷酸盐缓冲液(pH＝7)，有机相为10%(重量)的D-酒石酸二己酯的庚烷溶液。
测定以类似于实施全2中介绍的方法进行。为此将4毫克降麻黄碱溶解在可密闭的15毫升瓶中的5克磷酸盐缓冲液中。往其中加入5毫克有机相，随后在摇荡器(瑞士Adolf Kiihner公司制造的小型摇荡器)中摇荡过夜(转速为300转/分)。发现水相和有机相中的旋光性组分含量已达到平衡。完全分层后将两相分离，用1.3克柠檬酸盐缓冲液(0.1M，pH＝3)从有机相中提取降麻黄碱。用毛细管区带电泳法测定水相和被萃取有机相中降麻黄碱的对映体比例。在这些条件下，测得有机相中百分比为5%的降麻黄碱，计算出的分配系数值为1.19。
以类似的方法测定了以下体系中降麻黄碱的分配系数，该体系的水相含0.04M六氟磷酸钠(NaPF6)-0.1M柠檬酸盐缓冲液(pH＝3)，其有机相为10%(重量)的D-酒石酸二己酯的庚烷溶液。达到平衡并分相后，将两相分离，用1.3克磷酸盐缓冲液(0.1M，pH＝2)从有机相中提取麻黄碱。仍用毛细管区带电泳法测定水相和有机相中的对映体比例。在这些条件下，有机相中降麻黄碱的百分比为4%，计算出的分配系数值为1.1。
以类似的方法计算了以下体系中降麻黄碱的分配系数，该体系的水相含0.1M磷酸盐缓冲液(pH＝7)，其有机相为10%(重量)聚-L-乳酸的氯仿溶液。测得的分配系数在室温时为1.07，在4℃时为1.10。
实施例4用类似于实施例3中介绍的方法测定了以下体系中异丁苯丙酸外消旋混合物的分配系数，该本系的水相含0.1M磷酸盐缓冲液(pH＝7)，其有机相为4%(重量)的D-酒石酸二己酯的庚烷溶液。仍用毛细管区带电泳法测定水相和有机相的对映体比例。在这些条件下，测得水相中异丁苯丙酸的百分比为76%，算出的分配系数值为1.10。
实施例5用类似于实施例3中所介绍的方法测定了以下体系中间羟叔丁肾上腺素外消旋混合物的分配系数，该体系的水相含5%(重量)偏亚硫酸氢钠-1N氯化铵缓冲液(pH＝9.5)，其有机相为50%(重量)二甲基-2，3-O-异丙二烯-L-酒石酸酯的环戊酮溶液。水/50%(重量)二甲基-2，3-O-异丙二烯-L-酒石酸酯的环戊酮溶液这一体系中间羟叔丁肾上腺素的分配系数如下进行测定。首先在可密闭的15毫升瓶中将5毫克间羟叔丁肾上腺素溶解在5克水相中。往其中加入5克有机相之后整个瓶子在摇荡器上以300转/分摇荡过夜。此时发现水相和有机相中旋光性组分的含量已达到平衡。完全分层后，将两相分离，用0.05M三(羟甲基)氨基甲烷缓冲液从有机相中提取间羟叔丁肾上腺素并用磷酸调pH值至2.5。用毛细管区带电泳法测定水相和提取后有机相中间羟叔丁肾上腺素的对映体比例。在这些条件下，有机相中间羟叔丁肾上腺素的百分比为25%，选择性为1.02。
实施例6用类似于实施例5中介绍的方法测定了以下体系中间羟叔丁肾上腺素的外消旋混合物的分配系数，该体系的水相含5%(重量)偏亚太硫酸氢钠-1N氯化铵缓冲液(pH＝9.5)，其有机相为10%(重量)葑酮的戊酮溶液。
操作步骤如下。首先在可密闭的15毫升瓶中将5毫克间羟叔丁肾上腺素溶解在5克水相中。往其中加入5克有机相之后，整个瓶子在摇荡器上以300转/分摇荡过夜。此时发现不相和有机相中旋光性组分含量已达到平衡。完全分层后将两相分离，用0.05M三(羟甲基)氨基甲烷缓冲液从有机相中提取间羟叔丁肾上腺素，并且磷酸调pH值至2.5。用毛细管区带电泳法测定水相和提取后有机相中间羟叔丁肾上腺素的对映体比例。在这些条件下，有机相中间羟叔丁肾上腺素的百分比为30%，选择性为1.02。
实施例7用类似于实施例5介绍的方法测定以下体系中苯基甘氨酸的外消旋混合物的分配系数，该体系的水相含0.1M碳酸盐缓冲液(pH＝9.5)，其有机相为50%(重量)酒石酸二己酯的庚烷溶液。
操作步骤如下。先在可密闭的15毫升瓶中将5毫克苯基甘氨酸溶解在5克水相中。往其中加入5克有机相之后，整个瓶子在摇荡器中以300转/分摇荡过夜。此时发现水相和有机相中旋光性组分含量已达到平衡。完全分层后将两相分离，用0.01M高氯酸(pH＝2)从有机相中提取苯基甘氨酸。用高压液相色谱测定水相和有机相中苯基甘氨酸的对映体比例，该液相色谱采用Crwnpak CR+作固定相(日本Daicel化学工业公司提供)，流动相为0.01M高氯酸(pH＝2)，其流量为1毫升/分，采用254纳米紫外探测器检测。在这些条件下，有机相中苯基甘氨酸的百分比为3%，选择性为1.06。
实施例18用类似于实施例3介绍的方法测定以下体系中萘心安外消旋混合物的分配系数，该本系的水相含0.1M柠檬酸/柠檬酸盐缓冲溶液(pH＝3.5)，其有机相为10%(重量)D-酒石酸二己酯的庚烷溶液。仍用毛细管区带电泳法测定水相和有机相中的对映体比例。在这些条件下，测得有机相中萘心安的百分比为40%，算了同的分配系数值为1.03。
实施例9用类似于实施例3介绍的方法测定了羟甲叔丁肾上腺素的外消旋混合物的分配系数。为了能引入像庚烷一类的强非极性物相，利用亲油性阴离子与待分离组分形成配合物。现在在水相中加入0.018M四苯基硼酸钠(NaTFB)，而有机相则含有10%(重量)D-酒石酸二己酯的庚烷溶液。仍用毛细管区带电泳法测定水相和有机相的对映体比例。在这些条件下，测得有机相中羟甲叔丁肾上腺素的百分比为24%，计算的分配系数值为1.06。
实施例10用类似于实施例3介绍的方法测定了羟甲叔丁肾上腺素的外消旋混合物的分配系数，水相含0.0035M四苯基硼酸钠(NaTFB)，有相机含10%(重量)D-酒石酸二己酯的环己烷溶液。完全分层后将两相分离，用1.3克NaOH的水溶液(0.1M)从有机相中提取羟甲叔丁肾上腺素。仍用毛细管区带电泳法测定水相和有机相的对映体比例。在这些条件下，测得有机相中羟甲叔丁肾上腺素的百分比为6%，计算的分配系数值为1.04。
实施例11重复实施例1中的实验，但此时是测定化合物A在己烷溶液中的分配系数，在此己烷溶液中分别加有10%(重量)的R，R-酒石酸二己酯和10%(重量)的S，S-酒石酸二己酯。根据平衡状态下测得的值可以算出分配系数值为1.05。
实施例12用类似于实施例1所介绍的方法，先让含有0.5摩尔/升NaPF6的水溶液流过中空纤维单元的中空铜纺纤维。然后用10%(重量)S，S-酒石酸二己酯的己烷溶液置换上述水相。在纤维周围的空间中也有己烷溶液，此溶液中含有10%(重量)的R，R-酒石酸二己酯。在后一种溶认中加入10毫克/毫升的降麻黄碱之后，让两种溶液经受反复循环过程。根据平衡时测定的数值可以计算出分配系数值为1.2。
实施例13以下实施例表明，如果两个有机相不是经受反复循环过程以测定分配系数(如实施例1，8和9中那样)，而是像图3中所示以“单程”逆流通过中空纤维膜组件，则有可能用含中空铜纺纤维的中空纤维组件分离化合物A的50/50对映体混合物。所用中空纤维膜组件的长度为18厘米，包含4200根纤维。先让加有0.1mM二甲基溴化铵(DTAB)的含0.15M柠檬酸/Na2HPO4的水相缓冲液(pH＝3.5)流经中空纤维，然后用10%(重量)R，R-酒石酸二己酯在庚烷中的水饱和溶液置换纤维之间的水相。纤维内腔中的水相则用加有2毫克/毫或化合物A的对映体混合物的S，S-酒石酸二己酯在庚烷中的水饱和溶液置换。然后，两种庚烷溶液分别在纤维内和纤维周围逆流通过组件，不反复循环，纤维中和纤维周围的体积流量分别为11.7和12.8毫升/时。在含S，S-酒石酸二己酯溶液的出口物流中，化合物A的两种对映体之间的比例为82/18。
实施例14用类似于实施例13所示的方法用降麻黄碱对央体混合物进行了逆流萃取实验，在此过程中先让含磷酸盐缓冲液(pH＝7.8)和0.1M DTAB的水溶液流经中空铜纺纤维。此时S，S-酒石酸二己酯溶液含有4毫克/克(50/50)外消旋降麻黄碱。纤维内和纤维周围的体积流量分别为10.3和18.1毫升/小时，所得出口处含S，S-酒石酸二己酯溶液中的对映体比例为82/18。
实施例15重复实施例14中的萃取操作，但不是用一个中空纤维单元，而是如图4所示将三个中空纤维单元串联连接。这样得到的含S，S-酒石酸二己酯出口溶液中的对映体比例为98/2。
实施例16以下实施例表明可用图5所示的装置将对映体混合物分离为R和S组分。在此例中用参引数字9a和9b表示的柱子各代表串联的7个中空纤维单元。该中空纤维单元与实施例10中所示的类型相同。容器1a和1b中分别装有10%(重量)的R，R-酒石酸二己酯和S，S-酒石酸二己酯各在庚烷中的溶液。容器2a和2b中分别装有S，S-酒石酸二己酯和R，R-酒石酸二己酯各在庚烷中的10%(重量)溶液，其中都溶解有4毫克/毫升的外消旋降麻黄碱。采用以下的泵参数设定值3a97毫升/时3b100毫升/时4b4毫升/时4a4毫升/时测定经8b和8a出来的液流1和2中的对映体比例。这些测定的结果示于图6中。从此图可清楚看到，达到平衡设定值后，两股液流的旋光纯度均达到99%以上，一股液流中含有99%以上的D-降麻黄碱，另一股液流中含有99%以上的L-降麻黄碱。这一装置可以每天将768毫克的外消旋降麻黄碱分离成它的两种对映体成分。
权利要求
1.用至少两种手性互不相同的液体通过逆流萃取从外消旋混合物中分离对映体的方法，其特征在于所述液体是完全互相混溶的，彼此之间用一个与它们不混溶的物相加以分隔。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该分隔用的不混溶相加在固体载体中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该分隔用的不混溶相加在固体多孔载体中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该分隔相为液体。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该分隔相为气体。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该固体载体为连续膜，宜为中空纤维形式。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于该固体多孔载体为微孔膜，宜为中空纤维形式。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于该固体载体根据流经其周围的液体为极性或非极性而用化学方法使之呈亲水性或疏水性。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于该固体载体根据流经其周围的液体为极性或非极性而用物理改性办法例如用表面活性化合物处理使之呈亲水性或疏水性。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的手性互不相同的液体是通过将手性配料加入到至少一种萃取液体中而得到的。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的手性互不相同的液体是通过将具有相反手性的配料加入到每一种萃取液体中而得到的。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于每一种萃取液体均基于相同的溶剂。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的手性互不相同的液体为极性液体。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于分隔相为非极性液体或气体。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的手性互不相同的液体为非极性的，有机的，与水不混溶的，或部分与水混溶的液体。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所说的分隔相为极性液体，更具体地说为水相。
全文摘要
本发明提出了用至少两种手性互异的液体通过逆流萃取从外消旋混合物中分离对映体的方法，所述液体完全互溶，彼此之间由一个与它们互不混溶的物相分隔。分隔用的不混溶相可加在多孔或非多孔的固体载体中，该固体载体宜为中空纤维形式。所述的手性互异液体可以本身就是手性旋光的，或者也可以是通过将手性配料加入到至少一种萃取液体中而得到。
文档编号C07C51/48GK1091411SQ93118618
公开日1994年8月31日 申请日期1993年10月6日 优先权日1992年10月7日
发明者J·T·F·柯伦杰 申请人:阿克佐公司