一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱及其制备方法和应用与流程

本发明涉及液相色谱手性分离，特别涉及一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱及其制备方法和应用。

背景技术：

1、二氧化硅微球由于其稳定的化学性质和良好的传质性能，成为应用最为广泛的色谱填料基质。二氧化硅的孔径大小对色谱分离也会起到至关重要的作用，因而对其孔径进行精准调控具有重要意义。

2、手性是自然界基本属性之一，从微观粒子到宏观物质，手性现象普遍存在。如构成生命体的蛋白质、核酸等大多具有手性，因此手性研究在药理学、分析化学、生命科学等领域发挥着重要的作用。而手性研究的聚焦点主要在于手性药物的分离。在常见的药物中，有相当一部分是以外消旋体形式存在的，发挥药效作用的一般是其中一个对映体，另一对映体通常无药效，甚至会抵消部分效果。因此，探索出能对外消旋体进行有效分离的技术和方法是开发手性药物的重大挑战。

3、目前应用最广的是多糖类手性固定相，近九成的手性化合物可在该类固定相上得以拆分，而纤维素衍生物类手性固定相展现出最优的手性识别能力。由日本daicel公司研发的涂敷型chiralcel od柱具有优秀的手性拆分效果，然而其所能适用的流动相体系仅为烷烃、醇类等溶剂，对于在上述溶剂中不溶或溶解极差的手性样品便无法拆分，当加入氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃等溶解样品时，又会对纤维素衍生物进行溶解或溶胀从而损坏色谱柱；该公司后续研发出键合型chiralpak ib柱可适用于各种溶剂作为流动相，但其上载量与手性识别性能有所降低，以及其硅胶基质在碱性条件下具有不稳定性。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱及其制备方法和应用，可以有效解决手性识别能力不佳、溶剂性耐受性差以及流动相选择范围受限的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、本发明提供一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，利用大孔杂化硅胶作为基质，并对其进行氨基功能化修饰，再通过间隔臂分子使其与纤维素衍生物进行键合，制备得到具有手性识别能力的液相色谱柱；

4、具体包括如下步骤：

5、步骤s1、将小孔径的二氧化硅微球进行孔径扩张处理，并对孔径扩张处理后获得的大孔杂化硅胶进行氨基功能化修饰；

6、步骤s2、制备纤维素衍生物，并将其涂敷在经氨基功能化修饰后的大孔杂化硅胶上；

7、步骤s3、通过间隔臂分子的连接，使纤维素衍生物与经氨基功能化修饰后的大孔杂化硅胶进行键合进而得到目标手性固定相；

8、步骤s4、采用高压匀浆法将所得的目标手性固定相填充到不锈钢柱管中以获得手性液相色谱柱。

9、作为本发明的进一步优化方案，所述步骤s1中二氧化硅微球孔径扩张方法为水热扩孔法、酸碱腐蚀扩孔法或复盐焙烧扩孔法，其中扩孔后的大孔杂化硅胶孔径为80～300nm。

10、作为本发明的进一步优化方案，所述步骤s1中大孔杂化硅胶的氨基功能化修饰方法为将带有氨基的硅烷化试剂与活化后的大孔杂化硅胶进行反应，该修饰方法具体包括固液反应法、浸渍法或气相沉积法，氨基硅烷化试剂为能与硅胶表面的硅羟基发生键合反应且带有氨基烷基的硅烷化试剂；

11、所述大孔杂化硅胶的活化方法包括水热活化、酸浸活化或碱液刻蚀活化方法；其中氨基烷基的硅烷化试剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。

12、作为本发明的进一步优化方案，所述步骤s2中纤维素衍生物的制备过程为将微晶纤维素溶解后，加入羟基保护试剂，加入衍生化试剂对纤维素上的羟基进行取代；

13、其中对纤维素上的羟基进行取代的位点包括6-位单取代、2,3-位二取代、2,3,6-位三取代，羟基保护试剂为三苯基氯甲烷或三苯基甲酰氯，所述衍生化试剂为式中，r＝-ch3或-cl。

14、作为本发明的进一步优化方案，所述纤维素上羟基取代位点为2,3-位二取代，获得的纤维素衍生物与经氨基功能化修饰后的大孔杂化硅胶经涂敷、键合获得键合型纤维素-2,3-二取代衍生物手性固定相。

15、作为本发明的进一步优化方案，所述步骤s2中涂敷方法为将纤维素衍生物均匀地涂敷到氨基化硅胶上，具体包括溶剂蒸发法、浸渍法和气相沉积法，所述溶剂为低沸点溶剂，具体为四氢呋喃、氯仿、丙酮。

16、作为本发明的进一步优化方案，所述键合型纤维素-2,3-二取代衍生物手性固定相的制备方法通过间隔臂的连接，使纤维素衍生物在有机溶剂中与氨基功能化修饰后的大孔杂化硅胶进行键合，具体制备方法包括双官能团法、分子间缩聚法和自由基共聚法；

17、其中所述有机溶剂为甲苯、吡啶、或甲苯与吡啶的混合溶剂，间隔臂为具有双官能团的分子，其一端与氨基功能化修饰后的大孔杂化硅胶表面的氨基相连，另一端连接纤维素衍生物上的羟基，所述间隔臂试剂为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯和甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯。

18、作为本发明的进一步优化方案，所述步骤s4中采用的高压匀浆法以程序升压的方式将所得的目标手性固定相填充到不锈钢柱管中，从而获得手性液相色谱柱。

19、本发明还提供一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱，通过上述制备方法获得。

20、本发明还提供一种上述键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱在外消旋体手性化合物的分离中的应用。

21、作为本发明的进一步优化方案，所述键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱在以正己烷/异丙醇、正己烷/乙酸乙酯、正己烷/氯仿/异丙醇或甲醇/水中的任意一种为流动相的体系下拆分反式-1,2-二苯基环氧乙烷。

22、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

23、本发明中为获得溶剂兼容性较好、手性拆分效果优异和稳定性良好的手性色谱柱，提供一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，利用复盐焙烧扩孔法对自制的小孔径二氧化硅微球进行孔径扩张，并对其表面进行氨基功能化处理，再将制备好的纤维素-2,3-二取代衍生物均匀地涂敷在氨基化二氧化硅微球上，利用间隔臂的连接使纤维素-2,3-二取代衍生物与氨基化硅胶进行键合，从而得到键合型纤维素衍生物手性固定相。最后采用高压匀浆法将所得手性固定相填充到不锈钢柱管中即可获得手性色谱柱。本发明制备所得的手性色谱柱不仅具有较好的手性识别能力，还具有良好的溶剂性耐受性，拓宽了流动相的选择范围，可在一些非常规溶剂中进行色谱分离分析，在手性药物分离领域具有非常可观的应用前景和经济价值。

技术特征：

1.一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，其特征在于：利用大孔杂化硅胶作为基质，并对其进行氨基功能化修饰，再通过间隔臂分子使其与纤维素衍生物进行键合，制备得到具有手性识别能力的液相色谱柱；

2.根据权利要求1所述的一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中二氧化硅微球孔径扩张方法为水热扩孔法、酸碱腐蚀扩孔法或复盐焙烧扩孔法，其中扩孔后的大孔杂化硅胶孔径为80～300nm。

3.根据权利要求1所述的一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中大孔杂化硅胶的氨基功能化修饰方法为将带有氨基的硅烷化试剂与活化后的大孔杂化硅胶进行反应，该修饰方法具体包括固液反应法、浸渍法或气相沉积法，氨基硅烷化试剂为能与硅胶表面的硅羟基发生键合反应且带有氨基烷基的硅烷化试剂；

4.根据权利要求1所述的一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中纤维素衍生物的制备过程为将微晶纤维素溶解后，加入羟基保护试剂，加入衍生化试剂对纤维素上的羟基进行取代；

5.根据权利要求4所述的一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述纤维素上羟基取代位点为2,3-位二取代，获得的纤维素衍生物与经氨基功能化修饰后的大孔杂化硅胶经涂敷、键合获得键合型纤维素-2,3-二取代衍生物手性固定相。

6.根据权利要求1所述的一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中涂敷方法为将纤维素衍生物均匀地涂敷到氨基化硅胶上，具体包括溶剂蒸发法、浸渍法和气相沉积法，所述溶剂为低沸点溶剂，具体为四氢呋喃、氯仿、丙酮。

7.根据权利要求5所述的一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述键合型纤维素-2,3-二取代衍生物手性固定相的制备方法通过间隔臂的连接，使纤维素衍生物在有机溶剂中与氨基功能化修饰后的大孔杂化硅胶进行键合，具体制备方法包括双官能团法、分子间缩聚法和自由基共聚法；

8.根据权利要求1所述的一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中采用的高压匀浆法以程序升压的方式将所得的目标手性固定相填充到不锈钢柱管中，从而获得手性液相色谱柱。

9.一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱，其特征在于：通过权利要求1-8任一所述的制备方法获得。

10.一种如权利要求9所述的键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱在外消旋体手性化合物的分离中的应用。

11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于：所述键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱在以正己烷/异丙醇、正己烷/乙酸乙酯、正己烷/氯仿/异丙醇或甲醇/水中的任意一种为流动相的体系下拆分反式-1,2-二苯基环氧乙烷。

技术总结
本发明公开了一种键合型纤维素衍生物手性液相色谱柱及其制备方法和应用，涉及液相色谱手性分离技术领域，本发明利用大孔杂化硅胶作为基质，并对其进行氨基功能化修饰，再通过间隔臂分子使其与纤维素衍生物进行键合，制备得到具有手性识别能力的液相色谱柱。发明制备所得的手性色谱柱不仅具有较好的手性识别能力，还具有良好的溶剂性耐受性，拓宽了流动相的选择范围，可在一些非常规溶剂中进行色谱分离分析，在手性药物分离领域具有非常可观的应用前景和经济价值。

技术研发人员：张博,陈吉楷
受保护的技术使用者：厦门色谱分析仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13