专利名称：硅胶键合双手性活性中心色谱填料、制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及色谱柱填料的制备，尤其涉及键合于硅胶基质上微晶纤维素 类衍生物双手性高效液相色谱手性色谱填料的制备。
背景技术：
分离柱是色谱技术的核心，而固定相的研究则是各种高效液相色谱法赖 以建立和发展的基础。面对科研和生产中对高纯度物质的需求，开发更有效 的制备分离技术、制备色谱的新型填料和手性化合物分离填料是至关重要的。 研究开发与手性化合物相适应的分离效率高、选择性好、活性回收和质量回 收好、寿命长的固定相是人们始终追求的目标。目前己开发出很多用于液相 色谱的手性固定相，主要有多糖衍生物、环糊精和蛋白质等。最常用的手性 固定相是多糖衍生物，与其它手性固定相相比，它具有适用范围广、稳定性 好和柱容量高等显著优点。因此对该类手性固定相的研究具有重要的意义。
HPLC-CSP法之所以能拆分对映体，是因为在CSP与外消旋体相互作用时，其中 一个对映体与CSP生成不稳定的短暂的对映体复合物，造成柱淋洗时保留时间 不同，从而达到拆分的目的。目前，国内外对HPLC手性色谱柱的研究大多为 涂敷型固定相，该类固定相寿命短，流动相种类少，合成新型键合型手性固 定相尤为重要。与涂敷型固定相相比，键合型手性固定流动相选择范围更广。 国外Okamoto的研究组在手性CSP的研究是最具代表性和贡献性的，我们跟踪 其在高效液相色谱纤多糖类手性固定相的研究进展，发现目前研究的多糖类 手性固定相大多数是涂敷型的，虽然有键合的手性固定相合成，但商品化的 键合型手性固定相很少，并且衍生化试剂存在手性中心的很少，只有多糖类 本身有手性中心，国外有简单介绍涂覆型双手性色谱填料的报道，但未有键 合型双手性色谱填料报道，国内对双手性色谱填料没有报道。
发明内容
本发明目的是提供一种硅胶基质上键合微晶纤维素类衍生物高效液相色 谱手性色谱填料及其制备。
硅胶键合双手性活性中心色谱填料，其结构式为；<formula>formula see original document page 5</formula>
(1) 硅胶活化按盐酸与硅胶体积质量比2-6ml/g，将体积百分比为20% 盐酸与30nm-300nm孔径硅胶配制成混合物，加热至90-100。C反应回流2-6小 时，抽滤、用去离子水洗涤至中性，105i:烘4-8小时，并于5(TC真空干燥4-6 小时，得活化硅胶备用；
(2) 微晶纤维素6—位羟基保护将微晶纤维素与三苯基氯甲垸按质量比 1: 4混合，再加无水吡啶，无水吡啶的加入量为反应容器体积的1/3-2/3 ; 在80-IO(TC、机械搅拌、通N2的反应条件下回流18-24小时后用甲醇抽滤、 洗涤，得6—位羟基保护微晶纤维素；
反应式n=40-400
(3)羧酸酰氯化DL-2-苯基丙酸和DL-2-苯基丙酸摩尔量1_3倍的氯化亚 砜于50。C、机械搅拌、回流18-24小时，得到DL-2-苯基丙酰氯。
反应式
<formula>formula see original document page 6</formula>
(4)微晶纤维素2， 3—位羟基衍生化和6—位羟基去保护称取上述6 —
位羟基保护微晶纤维素，再加入与6 —位羟基保护微晶纤维素质量体积比为1:
5 — 1: 15 g /ml的DL-2-苯基丙酰氯，以无水甲苯和吡啶体积比为3: 1的混 合液为溶剂，60 —IO(TC、机械搅拌、回流18-34小时后，反应完成后先用 无水甲苯抽滤、洗涤，再用甲醇和盐酸反复抽滤、洗涤，产物在40-8(TC下干 燥4h，再真空干燥4-8h。得到2， 3—位键合6—位去保护微晶纤维素。 反应式；
<formula>formula see original document page 6</formula>(5)硅胶键合2， 3 —位键合6—位去保护微晶纤维素反应和活化硅胶未
反应硅羟基钝化得到键合型手性固定相
称取上述反应得到的2， 3—位键合6—位去保护微晶纤维素和活化硅胶
按照质量比l: 2 — 1: 5混合，加入吡啶和甲苯体积比为1: 3的混合液体作 为溶剂，再加入六亚甲基二异氰酸酯反应，六亚甲基二异氰酸酯体积和活化
硅胶质量比为l: l一Hg/ml， 80 — 9(TC、机械搅拌、回流24—48小时后， 冷却至30—6(TC，加入三甲基氯硅烷，三甲基氯硅烷体积和硅胶质量比为1: l一h 4g /ml，机械搅拌、回流8 — 24时后，冷却至室温。反应完成后先用 无水甲苯抽滤、洗涤，再用甲醇反复抽滤、洗涤，产物在8(TC下干燥4h， 60 。C真空干燥8h。n=40-400
应用上述双手性键合型手性固定相分离不对称合成手性化合物，以正己 烷一异丙醇作为流动相，对苯乙醇，硫代乙酸酯，进行分离，获得五个色谱 图。液相色谱仪安捷伦-LC2000;检测波长254nm。
本发明与现有技术相比，具有柱效高、分离时间短、对手性化合物分离 效果好。本实验的研究不仅在双手性中心上进行研究，并且也合成柱效更高 的键合型手性固定相。该种新型填料在溶剂中也不会发生溶胀，渗透性能好， 柱压低，在100。/。正己烷，流速lml/min，色谱柱150x4.6mm i. d条件下，柱压 仅为3. 3MPa，因此能适应高溶剂流速下的快速洗脱分离。
图1为对戊氧基异苯乙醇样品液相色谱图
样品RS-对戊氧基异苯乙醇样品
流动相正己烷-异丙醇；等度条件体积比9: 1
图2为对戊氧基异苯乙醇样品液相色谱图
样品R-对戊氧基异苯乙醇样品
流动相正己烷-异丙醇；等度条件体积比9: 1 图3为DL-苯乙醇进样的液相色谱图 样品DL-苯乙醇
流动相正己垸-异丙醇；等度条件体积比8: 2
图4为(±) —3-对氯苯基一4一硝基硫代乙酸丁酯样品液相色谱图
样品(±) —3-对氯苯基一4一硝基硫代乙酸丁酯样品
流动相正己垸-异丙醇；等度条件体积比9: 1
图5 ( ± ) —2-对氯苯基一3 —硝基硫代乙酸丙酯进样的液相色谱图 样品2-对氯苯基一3 —硝基硫代乙酸丙酯样品流动相正己烷-异丙醇； 等度条件体积比8: 2
色谱柱150x4.6ram i. d.硅胶键合填料，流动相A:正己烷溶液，B: 异丙醇溶液，流速1.5ml/min， UV-256nm.
具体实施例方式
实施例1:(1) 硅胶活化按盐酸与硅胶体积质量比2ml/g，将体积百分比为20%盐酸 与硅胶30nm孔径配制成混合物，加热9(TC反应回流6小时，抽滤、用去离子 水洗涤至中性，105。C烘4小时，并5(TC真空干燥6小时，得活化硅胶备用；
(2) 微晶纤维素6—位羟基保护1.6g微晶纤维素、7.0g三苯基氯甲垸、， 再加入50ml无水吡啶于100ml的三口烧瓶中反应，在80。C、机械搅拌、通N2 的反应条件下回流24小时，反应完成用甲醇抽滤、洗涤，得6-位羟基保护微 晶纤维素；
(3) 羧酸酰氯化10mlDL-2-苯基丙酸和6ml氯化亚砜于5(TC、机械搅拌、 通N2反应条件下回流18小时，得到DL-2-苯基丙酰氯。
(4) 微晶纤维素2， 3—位羟基衍生化和6—位羟基去保护称上述6—位 羟基保护微晶纤维素0. 8g和10ml DL-2-苯基丙酰氯混合加入无水甲苯和吡啶 体积比为3: 1的40ml溶液中，60°C、机械搅拌、通^条件下回流18小时后， 反应后先用无水甲苯抽滤、洗涤，再用甲醇和每次0.3ml浓盐酸(体积百分 比37%，下同)反复抽滤、洗漆，产物在4(TC下干燥8h，再真空干燥4h.称取上述反应得到的1.0g2， 3—位键合6—位去保护微晶纤维素质量 和活化硅胶质量3g混合，加入以吡啶和甲苯体积比为l: 3的混合液为溶剂 40ml，加入lml六亚甲基二异氰酸酯反应，8CTC、机械搅拌、回流24小时后， 冷却至30。C，加入1.5ml三甲基氯硅垸，机械搅拌、回流8时后，冷却至室温。 反应完成后先用无水甲苯抽滤、洗漆，再用甲醇反复抽滤、洗涤，产物在80 。C下干燥4h， 6(TC真空千燥8h。
实施例2:
(1) 硅胶活化按盐酸与硅胶体积质量比质量比3ml/g，将体积百分比为 20。/Q盐酸与硅胶100nm孔径配制成混合物，加热93"C反应回流6小时，抽滤、 用去离子水洗涤至中性，105'C烘4小时，并5(TC真空干燥6小时，得活化硅 胶备用；
(2) 微晶纤维素6—位羟基保护微晶纤维素2.0g、三苯基氯甲垸8.0g、 以50ml无水吡啶为溶剂，在9(TC、机械搅拌、通N2的反应条件下回流24小 时，反应完成用甲醇抽滤、洗涤，得6-位羟基保护微晶纤维素；
(3) 羧酸酰氯化12mlDL-2-苯基丙酸和7.5ml氯化亚砜于5(TC、机械搅 拌、通N2反应条件下回流18小时，得到DL-2-苯基丙酰氯。
④微晶纤维素2， 3 —衍生化和6—位羟基去保护称取上述6—位羟基 保护微晶纤维素1. Og和12ml DL-2-苯基丙酰氯以无水甲苯和吡啶体积比为3:1的混合液40ml为溶剂，70°C、机械搅拌、通N2条件下回流22小时后，反应 完成后先用无水甲苯抽滤、洗涤，再用甲醇和每次0.5ml浓盐酸反复抽滤、 洗涤，产物在50。C下干燥7h，再真空干燥5h.称取上述反应得到的2， 3 —位键合6—位去保护微晶纤维素1.5g和硅 胶质量4g，以吡啶和甲苯体积比为l: 3为溶剂，加入2ml六亚甲基二异氰酸酯 反应，80°C、机械搅拌、回流24小时后，冷却至40。C，加入2ml三甲基氯硅烷， 机械搅拌、回流16时后，冷却至室温。反应完成后先用无水甲苯抽滤、洗涤， 再用甲醇反复抽滤、洗涤，产物在8(TC下干燥4h， 60。C真空干燥8h。
实施例3:
(1) 硅胶活化按盐酸与硅胶体积质量比2-6ml/g，将体积百分比为20% 盐酸与硅胶孔径200nm配制成混合物，加热90-10(TC反应回流6小时，抽滤、 用去离子水洗涤至中性，105。C烘4小时，并5(TC真空干燥6小时，得活化硅
(2) 微晶纤维素6—位羟基保护微晶纤维素3.0g、三苯基氯甲烷10.5g 以50ml无水吡啶，在90。C、机械搅拌、通N2的反应条件下回流24小时，反 应完成用甲醇抽滤、洗涤，得6—位羟基保护微晶纤维素；
(3) 羧酸酰氯化12mlDL-2-苯基丙酸和7ml氯化亚砜于5(TC、机械搅拌、 通N2反应条件下回流18小时，得到DL-2-苯基丙酰氯。
(4) 微晶纤维素2， 3—衍生化和6—位羟基去保护称取上述6—位羟基 保护微晶纤维素1. 2g和13ml DL-2-苯基丙酰氯在无水甲苯和吡啶体积比为3: 140ml的混合液为溶剂，80°C、机械搅拌、通N2条件下回流26小时后，反应 完成后先用无水甲苯抽滤、洗涤，再用甲醇和少量浓盐酸反复抽滤、洗涤， 产物在6(TC下干燥6h，再真空干燥6h.称取上述反应得到的2， 3—位键合6—位去保护微晶纤维素质量1.3g 和硅胶4g，以吡啶和甲苯体积比为l: 3 40ml为溶剂，加入3ml六亚甲基二异 氰酸酯反应，80°C、机械搅拌、回流24—48小时后，冷却至50。C，加入2ml三 甲基氯硅烷，机械搅拌、回流16时后，冷却至室温。反应完成后先用无水甲 苯抽滤、洗涤，再用甲醇反复抽滤、洗涤，产物在8(TC下干燥4h， 6(TC真空 干燥8h。
实施例4:
(1)硅胶活化按盐酸与硅胶体积质量比2-6ml/g，将体积百分比为200/0 盐酸与硅胶200nm、孔径配制成混合物，加热90-100。C反应回流6小时，抽滤、用去离子水洗漆至中性，105。C烘4小时，并50。C真空干燥6小时，得活化硅 胶备用；
(2) 微晶纤维素6—位羟基保护微晶纤维素3.0、三苯基氯甲烷10.5g 以50ml无水吡啶为溶剂，在10(TC、机械搅拌、通N2的反应条件下回流24小 时，反应完成用甲醇抽滤、洗涤，得6—位羟基保护微晶纤维素；
(3) 羧酸酰氯化14mlDL-2-苯基丙酸8ml氯化亚砜于50。C、机械搅拌、 通N2反应条件下回流18小时，得到DL-2-苯基丙酰氯。
(4) 微晶纤维素2， 3 —衍生化和6—位羟基去保护称取上述6—位羟基 保护微晶纤维素1. 5g和14ml DL-2-苯基丙酰氯在无水甲苯和吡啶体积比为3: 1的的混合液40ml溶剂中，9CTC、机械搅拌、通N2条件下回流30小时后，反
应完成后先用无水甲苯抽滤、洗涤，再用甲醇和少量浓盐酸反复抽滤、洗涤， 产物在7(TC下干燥5h，再真空干燥7h.称取上述反应得到的2， 3 —位键合6—位去保护微晶纤维素质量1.2g 和2.8g硅胶，以吡啶和甲苯体积比l: 3 40ml为溶剂，加入4ml六亚甲基二异 氰酸酯反应，8(TC、机械搅拌、回流36小时后，冷却至6(TC， 1.4ml三甲基氯 硅垸，机械搅拌、回流24时后，冷却至室温。反应完成后先用无水甲苯抽滤、 洗漆，再用甲醇反复抽滤、洗涤，产物在8(TC下干燥4h， 6(TC真空干燥8h。
实施例5:
(1) 硅胶活化按盐酸与硅胶体积质量比2-6ml/g，将体积百分比为20% 盐酸与硅胶300nm孔径配制成混合物，加热90-10(TC反应回流6小时，抽滤、 用去离子水洗涤至中性，105。C烘4小时，并5(TC真空干燥6小时，得活化硅 胶备用；
(2) 微晶纤维素6—位羟基保护微晶纤维素3.0g、三苯基氯甲烷llg， 再加入50ml无水吡啶为溶剂，在10(TC、机械搅拌、通N2的反应条件下回流 24小时，反应完成用甲醇抽滤、洗涤，得6—位羟基保护微晶纤维素；
(3) 羧酸酰氯化15mlDL-2-苯基丙酸8ml氯化亚砜于5(TC、机械搅拌、 通N2反应条件下回流18小时，得到DL-2-苯基丙酰氯。
(4) 微晶纤维素2， 3—衍生化和6—位羟基去保护称取上述6—位羟基 保护微晶纤维素2. Og和15ml DL-2-苯基丙酰氯在无水甲苯和吡啶体积比为3: l的混合液40ml为溶剂，IO(TC、机械搅拌、通N2条件下回流34小时后，反 应完成后先用无水甲苯抽滤、洗涤，再用甲醇和少量浓盐酸反复抽滤、洗涤， 产物在8(TC下干燥4h，再真空干燥8h.[5]称取上述反应得到的2， 3—位键合6—位去保护微晶纤维素1.5g和硅 胶4g，以吡啶和甲苯体积比为l: 3 40ml为溶剂，加入2ml六亚甲基二异氰酸 酯反应，80°C、机械搅拌、回流48小时后，冷却至6(TC，加入2ml三甲基氯硅 烷，机械搅拌、回流24时后，冷却至室温。反应完成后先用无水甲苯抽滤、 洗涤，再用甲醇反复抽滤、洗涤，产物在80。C下干燥4h， 60。C真空干燥8h。
色谱填料的评价
应用上述双手性硅胶键合色谱柱填料，以正己烷-异丙醇作为流动相，流 速1. 5ml/min，对苯乙醇进行分离，得到附图所示的色谱图。从图中可以看出， 实现了基线分离，峰形对称，响应值高，无拖尾，分析速度快。液相色谱仪； 检测波长254nm，检测时间为8分钟。
应用上述双手性硅胶键合色谱柱填料，以正己垸-异丙醇作为流动相，流 速1.5ml/min，。以实施例子1合成双手性色谱填料装柱，进行色谱评价。图 l为(±)-对戊氧基异苯乙醇色谱分离图，图2为(R)-对戊氧基异苯乙醇 色谱分离图，发现自制合成双手性硅胶键合色谱填料可以对手性化合物进行 分离，组分R在外消旋和单旋的色谱分离图中保留时间相等，也可以判断在 外消旋中，组分(S)-对戊氧基异苯乙醇先出峰，(R)-对戊氧基异苯乙醇 后出峰。组分峰实现了较好的分离，分析速度快，在十五分钟内出峰完成。 以实施例子2 — 5合成双手性色谱填料装柱，进行色谱评价，该四种填料均可 以对对戊氧基异苯乙醇、DL-苯乙醇、(±) _3-对氯苯基一4一硝基硫代乙 酸丁酯、(±) —2-对氯苯基一3—硝基硫代乙酸丙酯进行分离，各物质保留 时间在液相检测误差范围内，并且硅胶孔径小分离效果较好。液相色谱仪 安捷伦-LC2000;检测波长254nm。
色谱柱150x4.6mm i. d.硅胶键合填料，流动相A:正己垸溶液，B: 异丙醇溶液，流速1.5ml/min， UV-256nm.
权利要求
1. 一种硅胶键合双手性活性中心色谱填料，其结构式为；其中n＝40-400，n为聚合度。
2.制备权利要求1所述的硅胶键合双手性活性中心色谱填料，其特征在于 包括以下步骤(1)硅胶活化按盐酸与硅胶体积质量比2-6ml/g，将体积百分比为20% 盐酸与30nm-300nm孔径硅胶配制成混合物，加热至90-10(TC反应回流2-6小 时，抽滤、用去离子水洗涤至中性，105t:烘4-8小时，并于50。C真空干燥4-6 小时，得活化硅胶备用；(2)微晶纤维素6—位羟基保护将微晶纤维素与三苯基氯甲烷按质量比l: 4 混合，再加无水吡啶，无水吡啶的加入量为反应容器体积的1/3-2/3 ;在 80-100°C、机械搅拌、通N2的反应条件下回流18-24小时后用甲醇抽滤、洗涤， 得6—位羟基保护微晶纤维素；(3)羧酸酰氯化DL-2-苯基丙酸和DL-2-苯基丙酸摩尔量1-3倍的氯化亚 砜于5(TC、机械搅拌、回流18-24小时，得到DL-2-苯基丙酰氯；(4)微晶纤维素2， 3—位羟基衍生化和6—位羟基去保护称取上述6 —位羟基保护微晶纤维素，再加入与6 —位羟基保护微晶纤维素质量体积比为1:、5 — 1: 15 g /ml的DL-2-苯基丙酰氯，以无水甲苯和吡啶体积比为3: 1的混 合液为溶剂，60 — 10(TC、机械搅拌、回流18-34小时后，反应完成后先用 无水甲苯抽滤、洗涤，再用甲醇和盐酸反复抽滤、洗涤，产物在40-8(TC下干 燥4h，再真空干燥4-8h;得到2， 3—位键合6—位去保护微晶纤维素；(5)硅胶键合2， 3—位键合6—位去保护微晶纤维素反应和活化硅胶未 反应硅羟基钝化得到键合型手性固定相称取上述反应得到的2， 3—位键合6—位去保护微晶纤维素和活化硅胶按照质量比1: 2—1: 5混合，加入吡啶和甲苯体积比为1: 3的混合液体作为溶剂，再加入六亚甲基二异氰酸酯反应，六亚甲基二异氰酸酯体积和活化硅胶质量比为l: 1 — 1—4g/ml， 80—90。C、机械搅拌、回流24—48小时后， 冷却至30 — 60。C，加入三甲基氯硅烷，三甲基氯硅烷体积和硅胶质量比为1: l一l: 4g /ml，机械搅拌、回流8—24时后，冷却至室温；反应完成后先用 无水甲苯抽滤、洗涤，再用甲醇反复抽滤、洗涤，产物在8(TC下干燥4h， 60 。C真空干燥8h。
3.根据权利要求l所述的硅胶键合双手性活性中心色谱填料的应用，其特 征在于，以正己烷一异丙醇作为流动相，对苯乙醇，硫代乙酸酯，进行分离， 获得色谱图。
全文摘要
硅胶键合双手性活性中心色谱填料、制备方法及其应用属于色谱柱填料领域。制备方法步骤(1)硅胶活化(2)微晶纤维素6-位羟基保护；(3)羧酸酰氯化；(4)微晶纤维素2，3-位羟基衍生化和6-位羟基去保护；(5)硅胶键合2，3-位键合6-位去保护微晶纤维素反应和活化硅胶未反应硅羟基钝化得到键合型手性固定相。应用上述双手性键合型手性固定相分离不对称合成手性化合物，以正己烷-异丙醇作为流动相，对苯乙醇，硫代乙酸酯，进行分离，获得色谱图。本发明具有柱效高、分离时间短、对手性化合物分离效果好。该填料在溶剂中也不会发生溶胀，渗透性能好，柱压低，在100％正己烷，流速1ml/min，色谱柱150x4.6mm i.d条件下，柱压仅为3.3MPa。
文档编号B01J20/30GK101417227SQ200810225348
公开日2009年4月29日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者芳 张, 芸 魏 申请人:北京化工大学