新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法，包括兩個(gè)步驟：首先利用硅烷偶聯(lián)劑通過(guò)醚鍵在硅膠表面引入疊氮基單取代的環(huán)糊精，然后通過(guò)一價(jià)銅催化的1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)（click?chemistry），將炔基取代環(huán)糊精鍵合到疊氮環(huán)糊精硅膠表面，進(jìn)而制備了具有良好協(xié)同效應(yīng)的三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精硅膠手性固定相。該類固定相在液相色譜中展現(xiàn)了對(duì)丹磺酰氨基酸，小分子芳香酸和中性消旋體等不用類別藥物的優(yōu)異拆分能力，可作為色譜手性固定相應(yīng)用于藥物手性拆分領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于藥物外消旋體的手性拆分領(lǐng)域，涉及色譜手性固定相，通過(guò)自下而上的方式在硅膠表面通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)構(gòu)建復(fù)式環(huán)糊精手性分子從而制備出一系列新型環(huán)糊精手性固定相，可用于各種色譜技術(shù)的藥物手性拆分和制備。
【背景技術(shù)】
[0002]手性藥物已成為當(dāng)前醫(yī)藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。許多藥物的兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體在體內(nèi)的藥理活性、代謝過(guò)程、速率及毒性等差異顯著。單一對(duì)映體手性藥物不但可以排除無(wú)效(不良)對(duì)映體引的毒副作用，還能減少代謝負(fù)擔(dān)，提高藥物專一性。手性分離是獲得單一對(duì)映體的有效手段，已成為當(dāng)前醫(yī)藥領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。在眾多的手性分離技術(shù)中，應(yīng)用手性固定相的色譜分析分離技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于手性藥物生產(chǎn)在線分析以及單一對(duì)映體藥物的規(guī)模制備，成為迄今為止應(yīng)用最為成功的分離手段之一。環(huán)糊精手性固定相以其優(yōu)異的手性選擇性以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性始終處在該研究領(lǐng)域的前沿。
[0003]環(huán)糊精具有內(nèi)部疏水外部親水的錐形圓筒中空結(jié)構(gòu)，可基于疏水作用、范德華力以及主客體分子間的匹配等與多種無(wú)機(jī)或有機(jī)分子形成穩(wěn)定的主體-客體包合物，因而被廣泛應(yīng)用于分子識(shí)別、分子組裝、藥物載體、模擬酶以及結(jié)構(gòu)異構(gòu)和手性化合物的分離。目前環(huán)糊精手性固定相的研究主要集中在兩方面:鍵合臂的開(kāi)發(fā)以及新型改性環(huán)糊精的合成。新型鍵合臂的開(kāi)發(fā)是環(huán)糊精固定相研究的一個(gè)重要方面。Armstrong采用醚鍵為鍵合臂首次獲得了對(duì)反相分離模式穩(wěn)定的化學(xué)鍵合環(huán)糊精固定相并實(shí)現(xiàn)了商品化(參見(jiàn):D.ff.Armstrong, US_Patent4539399)。Ng開(kāi)發(fā)了以脲基和胺基作為鍵合臂的結(jié)構(gòu)可控的衍生環(huán)糊精手性固定相(參見(jiàn)美國(guó)專利文獻(xiàn)US-Patent6017458，6296768，6720285 )。中科院大連化物所的梁鑫淼課題組及南京新珞美新型材料有限公司吳小聰?shù)葎t將β-環(huán)糊精通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)的方法接枝到炔基衍生的硅膠表面制備了一種新型三唑鍵合臂天然環(huán)糊精手性固定相(參見(jiàn)中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101745371A和CN102343258A)。
[0004]除了鍵合臂方式，環(huán)糊精固定相的拆分能力更大程度上依賴于對(duì)環(huán)糊精分子進(jìn)行改性。研究表明，環(huán)糊精改性可以改變其疏水空腔的幾何型貌，引入鍵、氫鍵、疏水作用以及偶極作用力等使環(huán)糊精鍵合固定相表現(xiàn)出更高的立體選擇性，并使其能夠適應(yīng)更多的色譜分離模式如:正相、反相以及極性有機(jī)相模式。目前比較成功的衍生基團(tuán)主要包括甲氧基、羥丙基、二硝基苯基(缺電子型)、芳胺甲酰酯(富電子型)以及一些帶有手性碳的基團(tuán)等。北京理工大學(xué)周智明及合作者在Ng等人的研究基礎(chǔ)上發(fā)展了首種化學(xué)鍵合單衍生陽(yáng)離子環(huán)糊精固定相。該課題組還發(fā)展了一系列希夫堿單臂衍生環(huán)糊精手性固定相并成功地分離了包括二茂鐵手性對(duì)映體在內(nèi)的多類手性化合物(Anal.Chim.Acta.2010, 678，208-214;Talanta.2011, 84, 1080-1092)。
[0005]綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外環(huán)糊精固定相的研究主要集中在基于功能型鍵合臂以及新型環(huán)糊精衍生物的單層環(huán)糊精固定相，已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，出現(xiàn)了一系列優(yōu)秀的環(huán)糊精固定相，但仍存在許多問(wèn)題:首先，具有多重作用位點(diǎn)的新型鍵合臂的開(kāi)發(fā)相對(duì)困難且難以保證其對(duì)不同分離條件的穩(wěn)定性，已開(kāi)發(fā)的功能型鍵合臂在提高固定相手性識(shí)別性能方面能力有限；其次，雖然環(huán)糊精改性基團(tuán)通過(guò)引入鍵、氫鍵、疏水作用以及偶極作用等很大程度上提高了其手性選擇性、拓展了應(yīng)用空間，但不同的改性環(huán)糊精往往只能拆分特定類別的對(duì)映體，針對(duì)性較強(qiáng)；再次，環(huán)糊精改性在引入立體作用基團(tuán)的同時(shí)削弱了天然環(huán)糊精羥基的氫鍵作用，導(dǎo)致其對(duì)一些對(duì)映體的拆分能力減弱甚至消失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明制備方法中將性能各異的天然或改性環(huán)糊精相結(jié)合，通過(guò)自下而上地在硅膠表面實(shí)現(xiàn)有序、可控地構(gòu)建復(fù)式三唑橋聯(lián)環(huán)糊精雙分子層，以提高環(huán)糊精固定相的分離性能和分離通量，同時(shí)豐富環(huán)糊精固定相的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。發(fā)展功能復(fù)合型環(huán)糊精手性固定相是解決目前環(huán)糊精固定相發(fā)展瓶頸的重要途徑，對(duì)于實(shí)現(xiàn)手性對(duì)映體的高通量、高選擇性拆分具有重要的意義。一方面，將不同環(huán)糊精及其衍生物結(jié)合，可以利用各自特殊的手性識(shí)別能力，有效提高固定相的分離通量；另一方面，通過(guò)功能橋構(gòu)建環(huán)糊精雙分子層，可以充分發(fā)揮雙分子層間以及與橋鏈的協(xié)同作用，顯著增強(qiáng)固定相的手性識(shí)別能力。高效、高選擇性的點(diǎn)擊化學(xué)接枝方法的出現(xiàn)為可控橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精的設(shè)計(jì)制備創(chuàng)造了條件，且三唑雜環(huán)能夠提供氫鍵、作用位點(diǎn)，有助于加強(qiáng)固定相的拆分能力。這種復(fù)式環(huán)糊精手性固定相結(jié)構(gòu)如附圖1所示，該類固定相由環(huán)糊精頂層、三唑橋和環(huán)糊精底層組成。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法，其步驟如下:
[0008]步驟一、含疊氮基的單取代環(huán)糊精和含炔基的單取代環(huán)糊精的制備，包括:
[0009]1-1)疊氮環(huán)糊精的制備:水中加入單-6-對(duì)甲基苯磺?；h(huán)糊精和疊氮化鈉；所述單-6-對(duì)甲基苯磺?；h(huán)糊精和疊氮化鈉的摩爾比為1:0.5?1:5，于55?110°C反應(yīng)10?30小時(shí)，然后將反應(yīng)體系倒入丙酮中析出固體，用丙酮洗滌兩次，即得到單-6-疊氮基環(huán)糊精；
[0010]1-2)炔基環(huán)糊精的制備:單-6-對(duì)甲基苯磺?；h(huán)糊精與炔丙胺混合，每克單-6-對(duì)甲基苯磺酰基環(huán)糊精所需的炔丙胺為I?8mL，于40?100°C反應(yīng)10?30小時(shí)，然后將反應(yīng)體系倒入丙酮中析出固體，用丙酮洗滌兩次，即得到單-6-N-炔丙基氨基環(huán)糊
不目；
[0011]步驟二、疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物的制備，包括:
[0012]2-1)疊氮基天然環(huán)糊精硅膠衍生物的制備:在有機(jī)溶劑中加入氫化鈉和由步驟一得到的單-6-疊氮基環(huán)糊精，單-6-疊氮基環(huán)糊精與氫化鈉的摩爾比為1:1?1:20，于室溫條件下反應(yīng)I?5小時(shí)，過(guò)濾，然后加入硅烷偶聯(lián)劑于50?120°C條件下反應(yīng)2?12小時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑與疊氮基環(huán)糊精的摩爾比為0.5:6，最后加入活化的微球型硅膠，每克微球型硅膠所需硅烷偶聯(lián)劑的量為I?5mmol，在60?130°C下繼續(xù)反應(yīng)12?36小時(shí)，用砂芯漏斗過(guò)濾，依次用N，N-二甲基甲酰胺、水、乙醇和丙酮洗滌，所得的固體于真空干燥箱中40?80°C條件下干燥，即得疊氮基天然環(huán)糊精硅膠衍生物；
[0013]2-2)羥基改性疊氮環(huán)糊精硅膠衍生物的制備:在有機(jī)溶劑中加入苯基異氰酸酯和由步驟2-1)得到的疊氮基天然環(huán)糊精硅膠衍生物，每克疊氮基天然環(huán)糊精硅膠衍生物所需苯基異氰酸酯的量為0.1~2mmol，在50~120°C下反應(yīng)8~24小時(shí)，用砂芯漏斗過(guò)濾，然后分別用吡啶和丙酮各洗滌兩次，所得固體于真空干燥箱中40~80°C條件下干燥，即得改性疊氮環(huán)糊精硅膠衍生物；
[0014]步驟三、click chemistry反應(yīng)制備三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精固定相,包括:
[0015]3-1)催化劑的制備:將碘化亞銅和乙腈依次加入反應(yīng)瓶中，再向溶液中加入三苯基膦的乙腈溶液，攪拌反應(yīng)，過(guò)濾，用乙腈洗滌，真空干燥得到產(chǎn)物三苯基膦-碘化亞銅配合物，其中三苯基膦與碘化亞銅的摩爾比為1:1~1:2 ;
[0016]3-2)將催化劑、由步驟一得到的炔基環(huán)糊精、由步驟二得到的天然疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物和改性疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物中的一種加入N，N-二甲基甲酰胺中，所用天然疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物或改性疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物與炔基環(huán)糊精的質(zhì)量比為1:
0.1~1:3，炔基環(huán)糊精與催化劑摩爾比為1:0.1%~1:0.3%;在40~120°C條件下反應(yīng)12~48小時(shí)，用砂芯漏斗過(guò)濾，依次用DMF，丙酮洗滌，所得的固體于真空干燥箱中40~80°C條件下干燥，即得新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相。
[0017]進(jìn)一步講，本發(fā)明新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法，其中，步驟一所用的環(huán)糊精為α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和Y-環(huán)糊精中的一種。
[0018]步驟二中，所用的有機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、甲苯和吡啶中的一種；每克微球型硅膠所用的有機(jī)溶劑的量為5~25mL。
[0019]步驟2-1)中，所用的硅烷偶聯(lián)劑有如下結(jié)構(gòu):
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法，其特征在于，按如下步驟制備: 步驟一、含疊氮基的單取代環(huán)糊精和含炔基的單取代環(huán)糊精的制備，包括: 1-1)疊氮環(huán)糊精的制備:水中加入單-6-對(duì)甲基苯磺?；h(huán)糊精和疊氮化鈉；所述單-6-對(duì)甲基苯磺?；h(huán)糊精和疊氮化鈉的摩爾比為1:0.5~1:5，于55~110°C反應(yīng)10~30小時(shí)，然后將反應(yīng)體系倒入丙酮中析出固體，用丙酮洗滌兩次，即得到單-6-疊氮基環(huán)糊精； 1-2)炔基環(huán)糊精的制備:單-6-對(duì)甲基苯磺?；h(huán)糊精與炔丙胺混合，每克單-6-對(duì)甲基苯磺?；h(huán)糊精所需的炔丙胺為I~8mL，于40~100°C反應(yīng)10~30小時(shí)，然后將反應(yīng)體系倒入丙酮中析出固體，用丙酮洗滌兩次，即得到單-6-N-炔丙基氨基環(huán)糊精； 步驟二、疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物的制備，包括: 2-1)疊氮基天然環(huán)糊精硅膠衍生物的制備:在有機(jī)溶劑中加入氫化鈉和由步驟一得到的單-6-疊氮基環(huán)糊精，單-6-疊氮基環(huán)糊精與氫化鈉的摩爾比為1:1~1:20，于室溫條件下反應(yīng)I~5小時(shí)，過(guò)濾，然后加入硅烷偶聯(lián)劑于50~120°C條件下反應(yīng)2~10小時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑與疊氮基環(huán)糊精的摩爾比為0.5:6，最后加入活化的微球型硅膠，每克微球型硅膠所需硅烷偶聯(lián)劑的量為I~5mmol，在60~130°C下繼續(xù)反應(yīng)12~36小時(shí)，用砂芯漏斗過(guò)濾，依次用N，N- 二甲基甲酰胺、水、乙醇和丙酮洗滌，所得的固體于真空干燥箱中40~80°C條件下干燥，即得疊氮基天然環(huán)糊精硅膠衍生物； 2-2)羥基改性疊氮環(huán)糊精硅膠衍生物的制備:在有機(jī)溶劑中加入苯基異氰酸酯和由步驟2-1)得到的疊氮基天然環(huán).糊精硅膠衍生物，每克疊氮基天然環(huán)糊精硅膠衍生物所需苯基異氰酸酯的量為10~20mmol，在50~120°C下反應(yīng)8~24小時(shí)，用砂芯漏斗過(guò)濾，然后分別用吡啶和丙酮各洗滌兩次，所得固體于真空干燥箱中40~80°C條件下干燥，即得改性疊氮環(huán)糊精硅膠衍生物； 步驟三、click chemistry反應(yīng)制備三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精固定相,包括: 3-1)催化劑的制備:將碘化亞銅和乙腈依次加入反應(yīng)瓶中，再向溶液中加入三苯基膦的乙腈溶液，攪拌反應(yīng)，過(guò)濾，用乙腈洗滌，真空干燥得到產(chǎn)物三苯基膦-碘化亞銅配合物，其中三苯基膦與碘化亞銅的摩爾比為1:1~1:2 ; 3-2)將催化劑、由步驟一得到的炔基環(huán)糊精、由步驟二得到的天然疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物和改性疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物中的一種加入N，N- 二甲基甲酰胺中，所用天然疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物或改性疊氮基環(huán)糊精硅膠衍生物與炔基環(huán)糊精的質(zhì)量比為1:0.1~1:3，炔基環(huán)糊精與催化劑摩爾比為1:0.1%~1:0.3%;在40~120°C條件下反應(yīng)12~48小時(shí)，用砂芯漏斗過(guò)濾，依次用N，N-二甲基甲酰胺，丙酮洗滌，所得的固體于真空干燥箱中40~80°C條件下干燥，即得新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相。
2.按照權(quán)利要求1所述新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法，其中，步驟一所用的單-6-對(duì)甲基苯磺酰基環(huán)糊精為單-6-對(duì)甲基苯磺?；?α -環(huán)糊精、單-6-對(duì)甲基苯磺?；?β -環(huán)糊精和單-6-對(duì)甲基苯磺?；?Y -環(huán)糊精中的一種。
3.按照權(quán)利要求1所述新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法，其中，步驟二中所用的有機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、甲苯和吡啶中的一種；每克微球型硅膠所用的有機(jī)溶劑的量為5~25mL。
4.按照權(quán)利要求1所述新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法，其中，步驟2-1)中，所用的硅烷偶聯(lián)劑有如下結(jié)構(gòu): 其中，X 為-OCH3 或-OCH2CH3 或-Cl 或-Br。
5.按照權(quán)利要求1所述新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相的制備方法，其中，步驟2-1)中，所用的微球型硅膠是全多孔或核殼結(jié)構(gòu)硅膠小球，其粒徑為2~40 μ m，其孔徑為60~300A,,
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述新型三唑橋聯(lián)復(fù)式環(huán)糊精手性固定相在反相色譜模式下對(duì)手性化合物的分離中的應(yīng)用.。
【文檔編號(hào)】B01J20/29GK103464125SQ201310430225
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】王勇, 趙杰 申請(qǐng)人:天津大學(xué)