点击化学制备新型手性配体交换色谱固定相

DO I :10.3724/S P.J .1096.2010.01011

点击化学制备新型手性配体交换色谱固定相

付春梅1

石宏宇2

李章万1

钱广生

*1

1

(四川大学华西药学院,成都610041)

2

(北京东西分析仪器有限公司,北京102308)

摘 要 采用点击化学反应制备了一种新型L 脯氨酰胺衍生物键合手性配体交换色谱固定相。硅胶与 氯丙基三乙氧基硅烷反应后,再与叠氮化钠反应制备得到叠氮化硅胶。在甲醇溶液中,以溴化亚铜为催化剂,叠氮化硅胶与合成的手性选择子N 炔丙基脯氨酰胺,室温反应48h ,而键合上手性官能团。手性选择子的键合量达0.47mmo l/g ,操作简单,反应条件温和。制备的手性固定相以0.2mm o l/L Cu(A c)2水溶液为流动相,在配体交换模式下拆分了8种D,L 氨基酸,对映体选择因子 在1.14~2.42之间。手性分离能力和稳定性研究表明,点击化学在手性配体交换色谱固定相的制备中具有极大潜力。关键词 点击化学;手性配体交换色谱固定相;L 脯氨酰胺;D,L 氨基酸

2009 10 16收稿;2009 11 23接受*E m ai:l s cu001@163.co m

1 引 言

点击化学(C lick che m istry)是近年发展起来的一种快速合成大量化合物的新方法。自诺贝尔化学奖获得者美国化学家Sharpless 等提出点击化学的概念

[1]

,点击化学在众多研究领域得到迅速发展

[2]

。

点击化学形象地把化学反应过程描述为像点击鼠标一样简单、高效、通用。该方法主要具有以下特征:反应原料易得,反应简单可靠,对氧气、水不敏感,产物立体选择性好、产率高,反应后处理及产物分离简

单方便,反应副产物对环境友好。目前,得到广泛应用的点击化学反应是通过Cu +

催化,炔基与叠氮基反应生成单一的反式三氮唑分子

[3,4]

,该反应属于1,3 双偶极H u isgen 环加成反应。目前,点击化学反

应已成功用于色谱固定相的制备,例如文献[5~7]利用点击化学反应制备了多种反相H PLC 固定相和环糊精键合硅胶手性固定相;Kacprzak 等

[8]

利用该反应制备了金鸡纳生物碱键合硅胶手性固定相;

S later 等[9]

利用该反应制备了刷型手性固定相。

本研究利用Cu +

催化的点击化学反应将L 脯氨酰胺衍生物键合到叠氮化改性硅胶上,制备了一种新型手性配体交换色谱固定相(C li c k CSP)。研究表明,合成的C lick CSP 能有效拆分D,L 氨基酸。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

高效液相色谱系统,由W aters 6000A 输液泵、W aters 440紫外检测器、Rheodyne 7725i 进样阀、Pho toelectron CBL M odel 100柱温箱和四川知本ZB 2010色谱工作站组成;A lltech 1666匀浆装柱机(美国A lltech 公司);Carlo E rba 110b 元素分析仪(意大利M ilaro 公司)。无定形硅胶(5 m ,天津市化学试剂二厂);CuB r 、五甲基二乙撑三胺(化学纯,国药集团化学试剂有限公司);所有氨基酸均为生化纯(上海生化试剂厂);水为超纯水;其余试剂均为分析纯。2.2 色谱固定相的制备

手性键合固定相的制备路线如图1所示。2.2.1 N 炔丙基脯氨酰胺的合成 在100mL 圆底烧瓶中分别加入1.14g L 脯氨酰胺、0.4g N a OH 、3 4mL 氯丙炔(60%甲苯溶液)、50mL 乙醇,搅拌,室温反应8h ,减压蒸干得淡黄色粗产物,经硅胶柱分离得1.22g N 炔丙基脯氨酰胺,产率81%。

2.2.2 氯丙基硅胶的制备 在100m L 圆底烧瓶中加入2.0g 无定形硅胶、2.0mL 氯丙基三乙氧基

第38卷2010年7月

分析化学(FENX I HUAXUE ) 研究简报Ch i nese Journal o fA na l y ti ca l Che m istry

第7期1011~1014

图1 手性键合固定相的制备路线

F i g .1 P repa ra tion route of ch ira l stati ona ry phase

(a)L 脯氨酰胺(L Proli na m ide),NaO H,氯丙炔(Propargyl chlori de),乙醇(E thanol),室温8h (Roo m te m perat u re 8h );(b)无定形硅胶(S ilica gel ), 氯丙基三乙氧基硅烷( Ch l orop ropyltri et hoxysilane),甲苯(Tol u ene),回流5h (R efl ux 5h );(c)迭氮化钠(N a N 3),二甲基甲酰胺(N,N D i m et hyl for m a m i de),120 ,5h ;(d)N 炔丙基脯氨酰胺(N Prop argyl p roli na m i de),CuB r ,五甲基二乙撑三胺(Penta m et hy l d i et hy l enetri a m i ne),甲醇(M ethanol),室温48h (Roo m te m perat ure 48h)。

硅烷、50mL 甲苯,回流反应5h ,过滤,依次用甲苯和甲醇洗涤得氯丙基硅胶。

2.2.3 叠氮化硅胶的制备 将氯丙基硅胶置于100圆底烧瓶中,分别加入1.0g 迭氮化钠、50mL D M F ,120 反应5h ,过滤,依次用DMF 和TH F 洗涤得叠氮化硅胶。2.2.4 手性固定相的制备 将叠氮化硅胶置于100mL 三颈瓶中,分别加入1.2g N 炔丙基脯氨酰胺、0.05g CuBr 、0.1mL 五甲基二乙撑三胺、50mL 甲醇,氮气保护下室温反应48h ,过滤,用甲醇洗涤得手性固定相C lick CSP 。2.3 色谱柱的填充及色谱条件

色谱柱(150mm 4.6mm .i d .);装柱压力:35M Pa ;匀浆液:二氧六环 四氯化碳(1!2,V /V );顶替液:甲醇。

色谱条件:流动相为0.2mm o l/L Cu (Ac)2水溶液,柱温:40 ,流速:0.8mL /m i n ,检测波长:254nm 。样品为D,L 氨基酸水溶液,死时间用N a NO 3溶液测定。

3 结果与讨论

3.1 合成手性固定相的表征

对各步键合硅胶进行元素分析,氯丙基硅胶:C 6.17%,H 1.59%,N 0.00%;叠氮化硅胶:C 5.97%,H 1.30%,N 4.25%;C lick CSP 手性固定相:C 10.48%,H 1.74%,N 4.99%。以含碳量的增加计算手性选择子(L 脯氨酰胺)在硅胶上的键合量为0.47mm ol/g 。3.2 D,L 氨基酸的拆分

表1为一些D,L 氨基酸在C lick CSP 色谱柱上的拆分数据,所拆分D,L 氨基酸在该柱上对映体选择因子 为1.14~2.42。图2为D,L Pro 、D,L Ser 和D,L Thr 的拆分色谱图。

对色谱条件(Cu 2+

浓度、柱温、流动相pH 值和流速等)对D,L Pro 、D,L Ser 和D,L Thr 手性拆分的

影响进行了考察。结果表明,随着Cu 2+

浓度在0.1~0.5mm ol/L 范围增加,流动相的洗脱能力增大;柱温从10 升至40 ,样品保留降低, 值变化不大,分离度R s 和柱效随温度升高而增加;流动相p H 值在6.1~4.3范围降低,其洗脱能力增强,分离选择性下降;当流动相流速从0.8mL /m i n 升至1.2mL /m i n 时,D,L Pro 和D,L Ser 在固定相上R s 由2.29, 1.32分别降至1.74,1.17。综合考虑分离选择性和色谱柱的稳定性,选择本实验的色谱条件:流动相为0.2mm o l/L Cu(A c)2溶液,柱温:40 ,流速:0.8mL /m i n ,检测波长:254nm 。

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分析化学第38卷