對甲/氯苯異氰酸酯修飾的陽離子環(huán)糊精手性拆分材料的點擊制備及應(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，涉及色譜手性拆分材料:通過引入對 氯苯基異氰酸酯和對甲基苯基異氰酸酯基對烯丙基咪唑鹽環(huán)糊精進(jìn)行功能衍生，再經(jīng)過 "巰基-烯"點擊反應(yīng)將烯丙基咪唑鹽環(huán)糊精與巰基修飾硅膠可控橋聯(lián)，在多孔硅膠表面通 過硫醚鍵構(gòu)建了疏水改性環(huán)糊精單分子層，制備了兩種結(jié)構(gòu)明確的具備多重作用位點的新 型環(huán)糊精手性拆分材料。該種分離材料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] 具有手性活性的化合物，例如大多數(shù)藥物，它們的藥理和毒理活性與體內(nèi)大分子 之間的手性匹配密切相關(guān)。因此，手性對映體在生物體內(nèi)的代謝和藥理作用常存在著顯著 差異。起初藥物主要是以外消旋體的形式出售，但后來研究者發(fā)現(xiàn)，手性藥物中一種對映異 構(gòu)體有藥效作用，而另一種對映異構(gòu)體則無藥效作用甚至?xí)a(chǎn)生毒性。因此，選擇合適手性 技術(shù)的重要性日益凸顯，在眾多的手性分離技術(shù)中，高效液相色譜手性固定相分離手性藥 物最為有效。由于環(huán)糊精具有內(nèi)疏水外親水的特性，其疏水空腔對很多化合物具有包合作 用，同時環(huán)糊精可相對容易地進(jìn)行各類功能衍生，所以被廣泛地應(yīng)用于高效液相色譜固定 相。
[0003] 環(huán)糊精是淀粉在環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶作用下生成的一系列環(huán)狀低聚糖的總稱，通常 含有6-12個D-吡喃葡萄糖單元，以1，4-糖苷鍵首尾相連，其廣泛應(yīng)用于分離有機化合物及 用于有機合成，也用作醫(yī)藥輔料、食品添加劑等。1985年，Armstrong通過碳-氧-碳醚鍵連接 方式把β-環(huán)糊精穩(wěn)定鍵合到硅膠上，制成不易水解的鍵合β-環(huán)糊精固定相，該固定相可以 有效地分離位置異構(gòu)體和對映異構(gòu)體(參見:D. W. Armstrong，US-Patent4539399)。。
[0004] Ng等開發(fā)了以脲基作為鍵合臂的結(jié)構(gòu)可控的衍生環(huán)糊精手性固定相，這是第一種 結(jié)構(gòu)可控的鍵合方式（參見美國專利文獻(xiàn)US-Patent6017458,6296768,6720285)。中科院大 連化物所的梁鑫淼課題組將天然環(huán)糊精通過點擊化學(xué)的方法接枝到炔基衍生的硅膠表 面，制備了新型結(jié)構(gòu)可控的三唑鍵合臂天然環(huán)糊精手性固定相，表現(xiàn)出良好的手性拆分能 力及穩(wěn)定性(參見中國專利文獻(xiàn)CN101745371A和CN102343258A)。
[0005] 目前環(huán)糊精手性分離材料的研究主要集中在功能鍵合臂的開發(fā)和以及改性環(huán)糊 精分子的設(shè)計合成兩大方面。
[0006] 環(huán)糊精鍵合硅膠固定相材料已經(jīng)有很好的發(fā)展，酰胺鍵合臂、醚基鍵合臂、脲基鍵 合臂和三唑環(huán)鍵合臂等均已開發(fā)且效果良好。隨著研究的不斷深入，對固定相的拆分性能 提出了更高的要求，研究者們開始致力于對環(huán)糊精羥基的選擇性修飾，從而希望它能拆分 更多的對映異構(gòu)體或?qū)τ钞悩?gòu)體具有更高選擇性。
[0007] 對環(huán)糊精羥基的選擇性修飾，即環(huán)糊精分子的改性。研究表明，環(huán)糊精的改性可以 改變其空腔與對映體的相互作用力。通過引入烷基、烷氧基、苯基異氰酸酯基等基團，使環(huán) 糊精手性分離材料在手性拆分的過程中與対映體有更多的作用位點。
[0008] 點擊化學(xué)又稱鏈接化學(xué)、動態(tài)組合化學(xué)和速配接合組合式化學(xué)。反應(yīng)簡單高效，有 立體選擇性，得到單一的產(chǎn)物，并且能夠在環(huán)境溫度和大氣環(huán)境下反應(yīng)。點擊化學(xué)反應(yīng)選用 易得原料，通過可靠、高效化學(xué)反應(yīng)快速合成大量新化合物，且反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物收率高 和不需要專門的分離提純。點擊化學(xué)主旨是通過小單元的拼接，來快速可靠地完成形形色 色分子的化學(xué)合成。它尤其強調(diào)開辟以碳-雜原子鍵(C-X-C)合成為基礎(chǔ)的組合化學(xué)新方 法，并借助這些反應(yīng)(點擊反應(yīng))來簡單高效地獲得分子多樣性。
[0009] 起初，"疏基-稀"點擊反應(yīng)是制備網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物和材料的一種手段。然而近來 由于對點擊化學(xué)的認(rèn)識，"疏基-稀"點擊反應(yīng)已經(jīng)吸引了研究者在其他領(lǐng)域的探索。
[0010] 綜上所述，目前國內(nèi)外環(huán)糊精手性拆分材料的制備方法已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。 但仍然存在一些問題：（1)功能鍵合臂存在不穩(wěn)定的基團，環(huán)糊精容易發(fā)生脫落，色譜分離 材料重現(xiàn)性差；（2)具有多重識別位點的可控性健合臂的開發(fā)比較困難，只能對幾種特定手 性藥物進(jìn)行拆分；（3)對于環(huán)糊精的改性，雖然能夠引入偶極-偶極、31-31鍵、疏水作用等，但 其難以保證對不同色譜分離條件的穩(wěn)定性;對于不同改性環(huán)糊精手性固定相只能拆分特定 的對映異構(gòu)體，針對性較強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種對甲/氯苯異氰酸酯修飾的陽離子 環(huán)糊精手性拆分材料的點擊制備方法，將具有多重作用位點的苯基異氰酸酯基團引入環(huán)糊 精分子骨架，通過"疏基-烯"反應(yīng)制備具備性能優(yōu)異的環(huán)糊精手性色譜分離材料。一方面考 慮到烯丙基作為健合臂，延長了碳鏈，可以有效地降低衍生化環(huán)糊精固載難度;另一面通過 苯基異氰酸酯基團的引入可以有效地提升色譜拆分材料的手性識別能力，提高分離通量。
[0012] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種對甲/氯苯異氰酸酯修飾的陽離子環(huán) 糊精手性拆分材料的點擊制備方法，包括以下步驟：
[0013] 步驟一、單-6-( 1-烯丙基咪唑)環(huán)糊精的制備：
[0014] 在有機溶劑中加入單-6-對甲基苯磺?；h(huán)糊精和1-烯丙基咪唑，所述單-6-對甲 基苯磺?；h(huán)糊精和1-烯丙基咪唑的摩爾比為1:2~1:5，于50~150°C反應(yīng)20~40小時，然 后將反應(yīng)體系倒入乙腈中析出固體，用乙腈洗兩遍，干燥即得到單-6-(1-烯丙基咪唑)環(huán)糊 精；
[0015] 步驟二、單-6-(1-烯丙基咪唑)環(huán)糊精的離子交換：
[0016] 用水溶解步驟一得到的單-6-(1-烯丙基咪唑）環(huán)糊精，陰離子樹脂裝在離子交換 柱里，用水沖洗直到樹脂呈中性為止，從而得到單-6-(1-烯丙基咪唑)環(huán)糊精溶液;將單-6-(1-烯丙基咪唑)環(huán)糊精溶液倒入離子交換柱中，用大量的水不斷淋洗，得到的濾液用旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)儀旋干即得離子交換的單-6-(1-烯丙基咪唑)環(huán)糊精；
[0017] 步驟三、單-6-(1-烯丙基咪唑)環(huán)糊精的衍生：
[0018]在有機溶液中加入單-6-(1-烯丙基咪唑)環(huán)糊精和對甲/氯苯異氰酸酯，每克單-6-(1-烯丙基咪唑)環(huán)糊精所需的對甲/氯苯異氰酸酯為3~30mL，氮氣保護(hù)下，于30~120°C 下攪拌反應(yīng)10~48小時;將反應(yīng)液減壓蒸餾，得固體產(chǎn)物A;向固體產(chǎn)物A中加入乙酸乙酯和 飽和氯化鈉溶液，每克固體產(chǎn)物A所需的乙酸乙酯溶液為50~80mL，每克固體產(chǎn)物A所需的 飽和氯化鈉溶液為15~30mL，充分?jǐn)嚢韬螅^濾，用乙酸乙酯萃取濾液，旋蒸得粗產(chǎn)品；用二 氯甲烷溶解粗產(chǎn)品，柱色譜提純，干燥后的產(chǎn)品即為對甲/氯苯異氰酸酯修飾的環(huán)糊精；
[0019] 步驟四、巰基硅膠的合成：
[0020] 在有機溶液中加入微球型硅膠和(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷，每克微球型硅膠所 需的（3-巰基丙基)三甲氧基硅烷為0.05~5mL，于30~150°C反應(yīng)4~20小時，然后將反應(yīng)體 系倒入丙酮中，即可得到巰基硅膠；
[0021] 步驟五、點擊化學(xué)反應(yīng)制備對甲/氯苯異氰酸酯修飾的陽離子環(huán)糊精手性色譜分 離材料，步驟如下：
[0022] 在有機溶液中依次加入步驟三制備得到的對甲/氯苯異氰酸酯修飾的環(huán)糊精、步 驟四制得的巰基硅膠和引發(fā)劑，每克對甲/氯苯異氰酸酯修飾的環(huán)糊精所需的巰基硅膠為 0.5~2g，每克對甲/氯苯異氰酸酯修飾的環(huán)糊精所需的引發(fā)劑為5~10mg。氮氣保護(hù)，100~ 150°C下攪拌反應(yīng)10~15小時，過濾，得到固體產(chǎn)物B;將固體產(chǎn)物B依次用乙醇、丙酮分別洗 滌2~3次，40~80°C下真空干燥，即得到對甲/氯苯異氰酸酯修飾的陽離子環(huán)糊精手性色譜 分離材料。
[0023]進(jìn)一步講，本發(fā)明對甲/氯苯異氰酸酯修飾的陽離子環(huán)糊精手性拆分材料的點擊 制備方法，其中：
[0024]步驟一所用的單-6-對甲基苯磺?；h(huán)糊精為單-6-對甲基苯磺?；?α-環(huán)糊精、 單-6-對甲基苯磺酰基-β-環(huán)糊精、單-6-對甲基苯磺?；?γ -環(huán)糊精中的一種。
[0025] 步驟一所用的有機溶劑為甲苯、乙醇、乙腈、吡啶、Ν，Ν_二甲基甲酰胺、二甲基亞砜 中的一種;每克單-6-對甲基苯磺?；h(huán)糊精所需的有機溶劑量為0.5~15mL。
[0026]步驟二中所用的陰離子樹脂為氯型陰離子樹脂、氫氧根型陰離子樹脂、碳酸氫根 型陰離子樹脂、硝酸根型陰離子樹脂中的一種。
[0027]步驟四中所用的微球型硅膠為全多孔或核殼結(jié)構(gòu)硅膠小球，其直徑2_30μπι，其孔 徑為 30-200 A,
[0028] 步驟五所需的有機溶劑為N，N_二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、正丙醇、乙腈或甲苯中 的一種
[0029] 經(jīng)本發(fā)明制備得到的對甲/氯苯異氰酸酯修飾的陽離子環(huán)糊精手性拆分材料可以 應(yīng)用在反向色譜模式下對化合物進(jìn)行手性分離。該類分離材料展現(xiàn)了對異噁唑啉類、黃烷 酮類、節(jié)氟噻嗪、4-二乙酰醇等不同類別藥物優(yōu)異的拆分能力。本發(fā)明"疏基-稀"點擊反應(yīng) 為制備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可控的手性拆分材料提供了一種高度普適的有效途。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0031] 本發(fā)明制備方法中是將具有多重作用位點的苯基異氰酸酯基團引入環(huán)糊精分子 骨架，通過"巰基-烯"反應(yīng)制備具備性能優(yōu)異的環(huán)糊精色譜分離材料。一方面考慮到烯丙基 作為健合臂，延長了碳鏈，可