基于（1 S,2S）-1,2-环己二胺的手性固定相的研究.pdf

采用键合臂法,分别以 异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和,己二异氰酸酯为键合臂,并用,二甲基苯基异氰酸酯衍生制备得到两种(S,S),环己二胺固定相;另外通过巯基烯点击化学制备(S,S),环己二胺手性固定相.采用界面聚合法,分别以均苯三甲酰氯、三异氰酸酯和均苯三甲醛为交联剂,哌嗪为单体,制备了三种(S,S),环己二胺固定相.对种手性固定相进行装柱,制备了根高效液相色谱柱,并在流动相为正己烷/异丙醇(,VV)的条件下拆分手性化合物,结果表明,它们均对多种手性化合物达到了不同程度的分离.关键词:(S,S),环己二胺;固定相;高效液相色谱;手性分离中图分类号:O 文献标志码:AS t u d i e so nC h i r a l S t a t i o n a r yP h a s eB a s e do n(S,S),C y c l o h e x a n e d i a m i n eL iY a n a n,W a n gY a n h u a,Z iM i n g,Y u a nL i m i n g(S c h o o l o fC h e m i s t r ya n dC h e m i c a lE n g i n e e r i n g,Y u n n a nN o r m a lU n i v e r s i t y,K u n m i n g,Y u n n a n ,C h i n a)A b s t r a c t:B yu s i n g i s o c y a n a t o p r o p y l t r i e t h o x y s i l a n ea n d,h e x a m e t h y l e n ed i i s o c y a n a t ea st h eb o n d i n ga r m sa n dd e r i v a t i z i n gw i t h,d i m e t h y l p h e n y l i s o c y a n a t e,t w ok i n d so f(S,S),d i c y c l o h e x a n e d i a m i n es t a t i o n a r yp h a s ew e r ep r e p a r e d A n o t h e rc y c l o h e x a n e d i a m i n ec h i r a l s t a t i o n a r yp h a s ew a sa l s op r e p a r e db yt h i o l e n e c l i c kc h e m i s t r y I na d d i t i o n,w i t h t r i m e s o y l c h l o r i d e,t r i i s o c y a n a t ea n d t r i m e l l i f o r ma s c r o s s l i n k i n ga g e n t a n d p i p e r a z i n e a s m o n o m e r,t h r e e(S,S),c y c l o h e x a n e d i a m i n e s t a t i o n a r y p h a s e s w e r es y n t h e s i z e db y i n t e r f a c i a l p o l y m e r i z a t i o n T h ep a c k e ds i xc h i r a l c o l u m n sw e r e i n v e s t i g a t e du n d e rn h e x a n e/i s o p r o p a n o l(,VV)i nh i g h p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e yc a ns e p a r a t eav a r i e t yo f c h i r a l c o m p o u n d sw i t hd i f f e r e n t r e s o l u t i o n K e yw o r d s:(S,S),c y c l o h e x a n e d i a m i n e;s t a t i o n a r yp h a s e;h i g h p e r f o r m a n c e l i q u i dc h r o m a t o g r a p h y;c h i r a l s e p a r a t i o n外消旋体化合物是指具有两种立体异构体的化合物,而对于外消旋药物来讲,往往这两种立体异构体只有一种具有药效,而另一种立体异构体具有毒副作用或相反的药效,比如:氟氧沙星的S构型具有抗菌消炎的作用,而氟氧沙星的R构型药效很低,甚至会出现副作用,因此获得具有单一“手性”的药物就显得尤为重要.高效液相色谱法是分离外消旋化合物重要方法,硅胶是目前高效液相色谱使用最广泛的固定相材料之一,所以开发新型的高效液相色谱柱,关键在于开发手性硅胶固定相.作为手性化合物的一种 (S,S),环己二胺及其衍生物具有极其独特的物理化学性质,已经被广泛应用于生活的各个方面,例如:在生物医药领域中,环己二胺衍生物及其配合物能够作为有效地抗 C h e mW o r l d,(),化化学学世世界界C h e m i c a lW o r l dD O I:/j c n k i 研究论文A R T I C L E化学世界研究论文肿瘤药物;手性环己二胺类衍生物还能作为催化剂用于催化一系列不对称有机反应 .而将环己二胺用于制备手性固定相的报道较少.本文将(S,S),环己二胺作为手性基团,通过两种方法将其键合并涂覆在硅胶表面,制备成基于硅胶基质的手性固定相,用于手性化合物的拆分 .实验部分 仪器与试剂E l i t eP 高压恒流泵、E l i t eUV 紫外检测仪、AT 恒温箱,大连依利特分析器使用公司;液相色谱装柱机、mm mmi d 不锈钢高效液相色谱空柱,美国A l l t e c h有限公司.粗硅胶(YQG 球形硅胶,粒径m,孔径 n m),青岛美高化工有限公司;精致硅胶(粒径m,孔径 n m),苏州纳微科技股份有限公司;氨丙基三乙氧基硅烷(质量分数)、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(质量分数)、巯丙基三乙氧基硅烷(质量分数)、(S,S),环己二胺(质量分数)、,二甲基苯基异氰酸酯(质量分数)、三乙胺(质量分数)、丙烯酰氯(质量分数)、,己二异氰酸酯(质量分数)、偶氮二异丁腈(质量分数),上海阿达玛斯试剂有限公司;手性化合物,S i g m a A l d r i c h和上海阿达玛斯试剂有限公司.合成 键合臂法制备(S,S),环己二胺高效液相色谱固定相 硅胶的活化将gYQG球形硅胶装入到 m L圆底烧瓶中,抽真空,加入质量分数为 的盐酸 m L,升温至 回流 h,次日冷却至室温后,用蒸馏水离心洗涤至中性,真空干燥h.以 异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷为键合臂的(S,S),环己二胺S i O固定相(C S P)的制备在氮气保护下将 g(S,S),环己二胺(m o l)加入到 m L圆底烧瓶中,依次加入 m L干燥吡啶,m L 异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷,于 搅拌反应h.反应结束冷却至室温,再加入g活化硅胶,氮气保护下于 反应 h.冷 却 后 分 别 用 乙 腈(m L)、水(m L)、甲醇(m L)、二氯甲烷(m L)离心洗涤,真空干燥至恒重备用.称取gYQG球型硅胶,加入 m L干燥吡啶,加入 m L m o l,二甲基苯基异氰酸酯,于 搅拌反应 h,冷却至室温,分别用吡啶(m L)、水(m L)、甲 醇(m L)、丙 酮(m L)和二氯 甲 烷(m L)离 心 洗 涤,真空干燥至恒重,制得手性固定相C S P (图式).图式C S P 的制备 以,己二异氰酸酯为键合臂的(S,S),环己二胺S i O固定相(C S P )的制备将 gYQG球型硅胶加入到 m L两颈烧瓶中,抽真空干燥后,氮气保护下依次加入 m L无水甲苯,m L无水吡啶,m L 氨丙基三乙氧基硅烷,回流反应 h,反应结束后冷却至室温,离心,依次用乙醚(m L)、丙酮(m L)和正己烷(m L)洗涤,最后在 下真空干燥h.把 g氨丙基化硅胶加入到 m L三颈烧瓶中,在冰浴条件下依次加入 m L干燥甲苯,m L,己二异氰酸酯(m o l),搅拌 m i n.反应后冷却至室温,用注射器吸去多余溶剂.再用干燥甲苯洗涤(m L),除去过量的,己二异氰酸酯.将 g(S,S),环己二胺(m o l)加入到 m L干燥吡啶中,搅拌混匀,加热至 搅拌 h.反应结束冷却至室温,分别用吡啶(m L)、水(m L)、甲醇(m L)和二氯甲烷(m L)离心洗涤,于 减压干燥h.称取g氨丙基化硅胶加入到 m L两颈烧瓶中,加入 m L干燥吡啶,加入 m L,二甲基苯基异氰 酸 酯(m o l),于 搅 拌 反 应 C h e mW o r l d,(),C h e m i c a lW o r l dA R T I C L E h,冷 却 至 室 温,分 别 用 吡 啶(m L)、水(m L)、甲醇(m L)和二氯甲烷(m L)离心洗涤,真空干燥至恒重,制得手性固定相C S P (图式).图式C S P 的制备 通过巯基烯点击化学的(S,S),环己二胺S i O固定相(C S P )的制备称取 g活化硅胶,在N保护下,依次加入 m L无水甲苯和m L无水吡啶搅拌 m i n,再加m L 巯丙基三乙氧基硅烷,于 搅拌回流 h,待反应结束冷却至室温后,分别用甲苯(m L)、乙醚(m L)、正己烷(m L)和二氯甲烷(m L)离心洗涤,真空干燥,得到巯基硅胶.称取 g(S,S),环 己 二 胺(m o l)加入到 m L圆底烧瓶中,加入二氯甲烷 m L,三乙胺 m L,在冰浴中缓慢滴加 m L丙烯酰氯(m o l),室温反应下搅拌反应 h,将其旋干.取 g巯基化硅胶加入到 m L圆底烧瓶中,依次加入 g双键化后的(S,S),环己二胺,m L含有 g偶氮二异丁腈(A I B N)的乙腈溶液,于 下搅拌回流 h.反应完成后冷却至室温,依次用乙腈(m L)、水(m L)和甲醇(m L)洗涤,真空干燥后得到C S P (S c h e m e).界面聚合法制备(S,S),环己二胺,环己二胺高效液相色谱手性固定相 硅胶的活化步骤一:称取 g(S,S),环己二胺(m o l)和 g哌 嗪(m o l)置 于图式C S P 的制备 m L容量瓶中,用水稀至刻度,滴加m L三乙胺溶液.步骤二:称取 g硅胶于烧杯中,倒入步骤一中配制的水溶液中,浸泡h(前h隔 m i n搅拌次使硅胶与液体充分接触,最后静置h),除去液体,放置过夜.(S,S),环己二胺均苯三甲酰氯手性固定相(C S P )的制备称取 g的均苯三甲酰氯(m o l)于 m L的容量瓶中,用正己烷稀释至刻度,再将其加入到按 节步骤二方法处理的硅胶中,浸泡h,将多余的液体倒出,再将其放入烘箱中在 条件下加热烘干 m i n,制备了C S P .(S,S),环己二胺三异氰酸酯手性固定相(C S P )的制备将均苯三甲酰氯换为三异氰酸酯(m L,m o l)、正己烷溶液换为二氯甲烷溶液,其余步骤同 节,制备了C S P .(S,S),环己二胺均苯三甲醛手性固定相的制备(C S P )将 三 异 氰 酸 酯 换 为 g,均 苯 三 甲 醛(m o l),其余步骤同 节,制备了C S P.C h e mW o r l d,(),化学世界研究论文 手性柱的填装分别取手性C S P 、C S P 、C S P 、C S P 、C S P、C S P 颗粒作为固定相,采用高压匀浆法对色谱柱进行填充制备.具体步骤:分别称取已过孔径 m筛的 gC S P 、C S P 、C S P 颗粒于烧杯中,用V(正己烷)V(异丙醇)的溶液为顶替液,在压力为 MP a下保持m i n,再将压力调至 MP a保持 m i n,装柱结束后待压力降为零,取下色谱柱,接到高效液相色谱仪上.结果与讨论 手性固定相的扫描电镜表征将种手性固定相进行扫描电镜(S EM)表征,结果如图所示.从图(BD)可以看出,C S P 、C S P 和C S P 手性固定相均是均一、形状规整的球形,粒径约为m,符合液相色谱柱对固定相的要求,适用于高效液相色谱;从图(EG)可以看出,C S P 、C S P 和C S P 固定相与纯硅胶相比,图纯硅胶和种手性固定相的扫描电镜图(A)纯硅胶;(B)C S P ;(C)C S P ;(D)C S P ;(E)C S P ;(F)C S P ;(G)C S P C h e mW o r l d,(),C h e m i c a lW o r l dA R T I C L E界面聚合后的硅胶表面附着一层聚合物,从而可以说明(S,S),环己二胺均苯三甲酰氯、(S,S),环己二胺三异氰酸酯和(S,S),环己二胺均苯三甲醛等通过聚合反应,均已经固载到硅胶的表面上.手性固定相的红外光谱(F T I R)表征及元素分析分别取 m g的纯硅胶和种固定相进行傅里叶红外光谱测定(图)及元素分析(表).从图(A)中a b曲线可以看出,在 c m处为酰胺羰基的特征吸收峰,说明(S,S),环己二胺已被成功键合至硅胶上.从图(A)中c曲线可知,在 c m处有很强的酰胺羰基吸收峰,再结合表元素分析结果可知,(S,S),环己二胺固定相已被成功地衍生化了,并且S i O的特征吸收峰在 、和 c m处出现;从图(A)中b c曲线可以看见,反应并没有破坏裸硅胶的结构与组成.从图(B)中ab曲 线 可 以 看 出,在 c m处为亚甲基的CH伸缩振动所产生的吸收峰,表明(氨丙基)三乙氧基硅烷与S i OH发生缩合反应,合成了氨丙基硅胶;从图(B)中的c曲线可以看出,在 c m处出现了酰胺羰基的特征吸收峰,且在 c m处的亚甲基的CH伸缩振动增强,说明(S,S),环己二胺已被键合至硅胶;从图(B)中c d曲线可以看出,在 c m处有苯环峰出现,再结合表元素分析的结果可以说明,(S,S),环己二胺固定相已被成功地衍生化.从图(C)中ab曲线可以看出,在 c m处为巯基的特征吸收峰,说明合成了巯基硅胶;从图(B)中b c曲线可以看出,巯基的特征吸收峰消失,c m处的亚甲基的CH伸缩振动增强,再结合表元素分析的结果可以说明,手性固定相C S P 已 被 制 备 成 功.对 于 手 性 固 定 相C S P 、C S P 、C S P ,其F I T R表征如图(D)中曲线a d所示,从图(D)中曲线bd可以看出,在 c m处 有 羰 基 特 征 吸 收 峰,在表活化硅胶、C S P 、C S P 和C S P 的元素分析分析物w(N)/w(C)/w(H)/活化硅胶 C S P C S P C S P 图红外光谱图(A)a活化 硅胶,b 异氰酸 酯基丙基 三 乙 氧 基 硅 烷(S,S),环己二胺固定相,c,二甲基苯基异氰酸酯衍生 异氰酸酯 基 丙 基 三 乙 氧 基 硅 烷(S,S),环 己 二 胺 固 定 相(C S P );(B)a活化硅胶,b氨丙基化硅胶,c,己二异氰酸酯(S,S),环己二胺固定相,d,二甲基苯基异氰酸酯衍生,己二异氰酸酯(S,S),环己二胺固定相(C S P);(C)a活化硅胶,b巯基化硅胶,c(S,S),环己二胺 固 定 相(C S P );(D)a纯 硅 胶,bC S P ,cC S P ,dC S P C h e mW o r l d,(),化学世界研究论文 c m有碳氢吸收峰,说明聚合物在硅胶表面形成.再结合图电镜扫描的结果,证明了种手性固定相发生了界面聚合反应.手性柱的手性拆分能力手性样品在手性柱C S P 、C S P 和C S P 上的析分效果见表.液相色谱柱分离效果用保留因子(k,k)、分 离 因 子()、分 离 度(Rs)来 评 价 式()式().k(tt)/t()k(tt)/t()ttttk/k()Rs tt(w()w()()式()式()中,t为用三叔丁基苯测量的色谱柱死时间(m i m);t和t分别为其中一个对映体和另一个对映体的保留时间(m i n);w()和w()分别为其中两个对映体的半峰宽(m i n).Rs 为基线分离.从表可以看出,通过键合臂法制备的三根色谱柱中:C S P 手性柱拆分了种外消旋化合物,C S P 手性柱拆分了 种外消旋化合物,C S P 手性柱拆分了种外消旋化合物,并且有达到基线分离的物质(例如:苄氧基,丙二醇、,二苯乙醇酮、华发林、美托洛尔等).结果说明,通过键合臂法制备(S,S),环己二胺手性固定相具有一定的可行性,并且三种键合臂制备的手性柱能拆分的样品具有一定的互补性.从表可以看出,通过界面聚合法制备的三根色谱柱中,C S P 手性柱拆分了 种外消旋化合物,C S P 手性柱拆分了种外消旋化合物,C S P 手性柱拆分了种外消旋化合物,其中(蒽基),三氟乙醇、联糠醛、苄氧基,丙二醇和 对氯苯基乙醇盐酸西替利嗪等均达到了基线分离,表手性样品在手性柱C S P 、C S P 和C S P 上的拆分效果手性样品C S PkkRsC S PkkRsC S PkkRs,联萘酚 a a a a苄氧基,丙二醇 b b b b二氢黄酮 b b b b a a a a a a a a(萘基)乙醇 a a a a a a a a a a a a特罗格尔碱 a a a a b b b b克伦特罗 a a a a b b b b(蒽基),三氟乙醇 b b b b,二苯基,乙二醇 b b b b,二苯乙醇酮 b b b b,二硝基 N(苯乙基)苯甲酰胺 b b b b b b b b华发林 b b b b吡喹酮 b b b b美托洛尔 b b b b b b b b苯基乙醇 a a a a对氯苯基乙醇 a a a a联糠醛 b b b b a a a a阿替洛尔 a a a aa流动相为V(正己烷)V(异丙醇);b流动相为V(正己烷)V(异丙醇).C h e mW o r l d,(),C h e m i c a lW o r l dA R T I C L E表手性样品在手性柱C S P 、C S P 和C S P 上的拆分效果手性样品C S PkkRsC S PkkRsC S PkkRs二氢黄酮 a a a a a a a a(萘基)乙醇 b b b b a a a a b b b b特罗格尔碱 a a a a克伦特罗 a a a a(蒽基),三氟乙醇 b b b b b b b b a a a a,二苯乙醇酮 a a a a苯基乙醇 b b b b氨氯地平 a a a a对氯苯基乙醇 b b b b b b b b联糠醛 a a a a阿替洛尔 a a a a反,二苯环氧乙烷 a a a a酮洛芬 a a a a氟比洛芬 a a a a a a a a特布他林 b b b b b b b b苄氧基,丙二醇 a a a a a a a a扁桃酸 a a a a盐酸西替利嗪 a a a a美托洛尔 b b b b奥美拉唑 a a a aa流动相为V(正己烷)V(异丙醇);b流动相为V(正己烷)V(异丙醇).说明键合臂法制备的三根色谱柱对手性化合物有一定的拆分效果.综合表和表的拆分结果可以观察到:C S P、C S P 和C S P 手性色谱柱均能对(萘基)乙醇这一对映体进行拆分,以键合臂法制备的C S P 和C S P 的分离度(Rs)分别为 、,均达到了基线分离.综合表的拆分结果可以观察到:界面聚合法制备的C S P 、C S P 和C S P 均未达到基线分离.所以对该物质分离效果来讲,以键合臂法制备的C S P 、C S P 和C S P 手性色谱柱其分离效果要优于通过界面聚合法制备的C S P 、C S P 和C S P 手性色谱柱.综合来看,两种方法制备的手性色谱柱,其分离的物质和分离效果能够相互补充,拓宽了手性拆分的范围.图为手性化合物在所制备的根手性色谱柱(C S P C S P )对代表性化合物的拆分谱图,所有色谱柱的色谱分离条件均为:柱温 ,流速 m L/m i n),紫外检测波长 n m.从图可以看出,根手性固定相分别能对多种手性样品起到分离作用,且分离的样品有一定的互补性.结论选择(S,S),环己二胺作为手性基团,并通过键合臂法和界面聚合法与硅胶进行相关反应,制备了基于(S,S),环己二胺的种手性固定相,并通过扫描电镜、红外光谱和元素分析对这种手性固定相进行了表征.用种手性固定相填充了高效液相的色谱柱,并通过对手性样品的拆分来测 C h e mW o r l d,(),化学世界研究论文图根手性柱对化合物的拆分谱图(A)C S P ,苄氧基,丙二醇;(B)C S P ,联 萘酚;(C)C S P 华发林;(D)C S P ,吡喹酮;(E)C S P ,克伦特罗;(F)C S P ,(萘基)乙醇;(G)C S P ,氟比洛芬;(H)C S P ,反,二苯环氧乙烷;(I)C S P ,奥美拉;(J)C S P ,(萘基)乙醇;(K)C S P ,扁桃酸;(L)C S P ,盐酸西替利嗪试种手性固定相的对手性物质的分离性能.结果表明,种手性固定相分别能对多种手性样品起到分离作用,且分离的样品有一定的互补性,表明了(S,S),环己二胺用于手性固定相的可行性,拓展了(S,S),环 己 二 胺 在 手 性 分 离 上 的应用.参考文献袁黎明手性识别材料(第版)M北京:科学出版社,陈果林,刘育坚,许志刚反相手性色谱法分离三种药物外消旋体的研究J化学世界,():U r a yG,M a i e rN M,L i n d n e rW D i p h e n y l e t h a n e d i a m i n eD e r i v a t i v e sa sC h i r a lS e l e c t o r s,:C o m p a r i s o no fF o u rN e wD i a s t e r e o m e r i cC h i r a lS t a t i o n a r yP h a s e sP r e p a r e db yA d d i t i o no fM o n o ,d i n i t r o b e n z o y l d i p h e n y l e n e d i a m i n eD e r i v a t i v e s t oO p t i c a l l yP u r eE p o x yS i l i c aJ JC h r o m a t o g rA,():张海燕基于反式,环己二胺抗肿瘤位阻铂()配合物的研究D南京:东南大学,C h e mW o r l d,(),C h e m i c a lW o r l dA R T I C L E何龙飞,刘亚军,周辉,等含N O多官能手性配体/C u/S m催化醛的不对称H e n r y反应研究J化学世界,():刘琪基于手性环己二胺衍生物的手性金属有机骨架材料的制备及其性能研究D南京:东南大学,D h u m a lS S,W a g h SJ,S u r e s h A KI n t e r f a c i a lP o l y c o n d e n s a t i o n M o d e l i n g o f K i n e t i c s a n d F i l mP r o p e r t i e sJ J M e m b rS c i,():S i n g hK,D e v iS,B a j a jH C,e ta lB h r a m b h a t t O p t i c a lR e s o l u t i o n o f R a c e m i c M i x t u r e so f Am i n oA c i d s T h r o u g h N a n o f i l t r a t i o n M e m b r a n e P r o c e s sJ S e pS c iT e c h n o l,():I n g o l ePG,B a j a jH C,S i n g hKO p t i c a lR e s o l u t i o no f R a c e m i c L y s i n e M o n o h y d r o c h l o r i d e b y N o v e lE n a n t i o s e l e c t i v e T h i n F i l m C o m p o s i t e M e m b r a n eJ D e s a l i n a t i o n,:S i n g hK,I n g o l ePG,B h r a m b h a tH,e t a l P r e p a r a t i o n,C h a r a c t e r i z a t i o na n dP e r f o r m a n c eE v a l u a t i o no fC h i r a lS e l e c t i v eC o m p o s i t eM e m b r a n e sJ S e pP u r i fT e c h n o l,():Y u n gL,M aH,W a n gX,e t a l F a b r i c a t i o no fT h i n F i l m N a n o f i b r o u sC o m p o s i t e M e m b r a n e sb yI n t e r f a c i a lP o l y m e r i z a t i o nU s i n gI o n i cL i q u i d sa sA d d i t i v e sJ JM e m b rS c i,():李倩,代文丽,何义娟,等利用界面聚合反应制备高效液相色谱手性固定相J分析试验室,():何义娟,李克丽,李倩,等利用”网包法”制备高效液相色谱大环抗生素类手性固定相J色谱,():C h e mW o r l d,(),