环糊精类手性固定相汇总
环糊精
Song W J，Wei J P，Wang S Y，et al． Anal Chim Acta，2014，832: 58
有机 / 无机杂化制备 CDs 色谱柱
展望
鉴于手性分离在药物、农业化学、石油化工和食品安 全领域的重要性，仍需开发出功能强大且实用性强的手性 固定相。CD 具有强大的包合作用和手性分离性能，CDCSP 将继续在异构分离科学与技术中发挥重要作用。新型 CD-CSP 的开发主要集中于两方面: 一是新型衍生化 CD 的开发，使其具有多重作用位点，增强空间识别能力; 二 是制备方法的优化，变繁为简，使其具有更高的稳定性和 实用性。
介绍
环糊精( CDs) 是一种天然形成的环状低聚糖，通常由6， 7，8个吡喃葡萄糖单元构成，通 过α－1，4－糖苷键连 接，分别称之为 α，β，γ－环糊精。CDs的形状像一个中 空的杯子，空腔内部具有疏水性，外部具有亲水性。
介绍
CDs 环上的-OH 为其衍生、改性、键合提供了结构基础， 使其具有更多的功能基团，增加其与分析物之间的包合、 π － π、偶极 － 偶极、离子对、氢键、静电相互作用和 立体效应。CDs 不仅具有多功能性，而且在不同色谱条件 中的耐受性很好。CDs进行手性拆分主要依赖于内部空腔 对分析物的包合作用与功能基团与分析物之间的相互作用。 CD的包合作用、空腔大小和分析物结构密切相关，当分 析物的疏水基团与空腔匹配较好时，对映体选择性较好， 手性识别能力也比较高。
Lin 等制备了一种七取代( 6-叠氮-6-脱氧-2，3-p- 氯苯 氨基甲酰化)β-CD-CSP，将其应用于手性锇苯配合物的对 映体制备拆分。 Synthesis of a novel cyclodextrin-derived chiral stationary phase with multiple urea linkages and enantioseparation toward chiral osmabenzene complex
手性药物对映体的环糊精手性流动相_手性固定相HPLC法拆分
实验 选 择 最 佳 流 动 相 组 成 为 甲 醇 : 0101 mol·L - 1 KH2 PO4 缓 冲 液 ( 25 ∶75 ) , p H 310 。 8021 ,1 ,1’222联萘酚和去甲基安定对映体药物 被拆分的色谱图如图 3 ,分离度列在表 2 。
配合物时 ,并假设 CD 和 CD2溶质的配合物不 被固定相所保留 ,其拆分过程中可能存在如下 平衡式 :
S +A
K
SA
K
=
[ SA ] [ S ][ A ]
S + CD
K1
S CD
K1
=
[ S CD ] [ S ][ CD ]
其中 , S 是被分离的自由溶质 , A 是固定相的
吸附位点 , CD 是环糊精分子 , SCD 是溶质∶环
1. 4 酸度的影响 通常增大酸度 ,有利于碱性 药物的分离 。随 p H 值减小 ,容量因子先是增 大随后又减小 ,而分离度随酸度增加而增大 ,尤 其是 8018 的对映体 ( 1) 随 p H 值减小至 215 时 ,完全达到基线拆分 。 2 β2环糊精浓度的影响及保留机理
根据 Armst rong 报道[2 ] ,β2环糊精作为手 性流动相添加剂进行手性药物对映体拆分时 , 当被拆分的溶质与β2环糊精只形成 1∶1 的包接
·145 ·
均大于 019992 , 可见前面假设在本体系中成 立 ,证实被拆分的溶质与β2环糊精只形成 1∶1 的包接配合物 ,求得的包络常数分别列在表 1 。
环糊精类手性固定相汇总
环糊精类⼿性固定相汇总8.1引⾔近年来⼿性⾊谱领域的发展，使对映体的分离逐渐趋向于正规化，环糊在这⽅⾯起着重要作⽤。
环糊精由villiers于1891年发现，由于它没有还原性和能被酸分解，在外形上⼜与纤维素⼗分相似，所以称为⽊粉（cellulosine）[1]。
12年后，schardinger⾸次鉴定出环糊精是⼀种低聚糖，同时详细地叙述了它的制备和分离⽅法[2,3]。
Schardinger还成功的分离出纯芽孢杆菌，取名纯化芽孢杆菌（bacillus macerans）⾄今仍是环糊精⽣产和研究中经常⽤的菌种。
环糊精可以由⽔解液选择性的分离，也可⽤吸附⾊谱和纤维素柱⾊谱分离和鉴定环糊精[4]。
Freudenberg等⼈认识到了环糊精配合物的稳定性[5].此后对环糊精及其配合物特性的研究进⾏了⼤量的研究⼯作。
⽬前⾼效液相⾊谱环糊精键合固定相，衍⽣化环糊精键合固定相，在对映体分离领域中已成为很有⽤的⼯具。
环糊精（cyclodextrin,CD）是由⼀定数量的葡萄糖单元通过α－1,4葡苷连接的环状分⼦结构。
由所含葡萄糖单元的个数不同，可分为α－CD,β-CD ,γ-CD . α－CD含有6个葡萄糖单元，β-CD含有7个葡萄糖单元，γ-CD含有8个葡萄糖单元。
⽬前还未发现少于6个葡萄糖单元的环糊精，已鉴定出多于8个葡萄糖单元的环糊精，某些⽀化结构的环糊精已有报告[4]。
环糊精的分⼦⽰意图类似于厚壁截顶圆锥筒（见图8.1）。
图8.1环糊精结构n＝1，α－CD；n＝2，β-CD；n＝3，γ-CD每个葡萄糖单元的2,3位仲羟基在环的⼤⼝⼀⽅，6位伯羟基在环的⼩⼝⼀⽅。
环的内侧是由氢原⼦和成桥氧原⼦形成的，所以环的内侧具有相对疏⽔性。
环糊精分⼦中每个葡萄糖单元含有5个⼿性碳原⼦。
因此α-CD，β-CD，和γ-CD 就分别含有30，35，40个⼿性碳原⼦。
环糊精最突出的特点是能与许多有机分⼦形成包容配合物(inclusion complex),即客体分⼦部分或全部进⼊CD的空腔[5].环糊精的物理性质列在表8.1中表8.1环糊精的物理性质环糊精葡萄糖单元分⼦量腔尺⼨⽔溶性,M外径内径深度α－CD697313.7 5.77.80.114β-CD 7113515.37.87.80.016γ-CD 8129716.99.57.80.179环糊精液相⾊谱固定相的发展⼤致可分为环糊精聚合物固定相，环糊精键合固定相，衍⽣化环糊精固定相或多模式环糊精固定相⼏个阶段。
高效液相手性固定相环糊精及其衍生物
综述收稿日期:2001-10-20;修回日期:2002-02-10作者简介:崔颖(1975—),女,籍贯河北,讲师,硕士学位,主要从事心血管药物的研究。
高效液相手性固定相环糊精及其衍生物High 2performance Liquid Chromatography Chiral Stationary Phase 2cyclodextrin and its derivatives崔颖,张莉,张喜云,刘启斌(武警医学院药剂教研室,天津300162)【关键词】 高效液相;手性固定相;环糊精【文章编号】 100825041(2003)0120067202 【中图分类号】 R91411 【文献标识码】 A1 前言对映异构体具有相同的物理和化学性质。
但在生物系统中由于酶、受体和载体蛋白的相互作用不同,对映异构体可能具有完全不同的行为,这会造成对映异构体生物活性的明显差异,以及其在分布、代谢和排泄方面的差异。
更有甚者,两者可表现不同的药理作用。
如治疗心率失常的药物索他洛尔,进一步的分离表明,其L 构型能够阻断β2受体,而其D 构型为钾通道阻滞剂,能够延长心肌细胞的动作电位时程(APD )。
所以,对于手性药物或代谢产物,若能够区分它们的立体化学形式,将是非常有用的。
采用HPLC 法拆分对映异构体的方法分为:间接法和直接法。
间接法使用常规固定相的非手性固定相,用适当的单一对映异构体形式将分析物衍生化,而后对得到的非对映异构体进行拆分。
直接法同样是建立在非对映异构体能量差异的基础上。
但在这种情况下,非对映异构体的形成只是瞬间状态,而不是形成化学键。
同样需要一种单一对映体的手性选择物,但在直接法中,它构成了色谱系统的一部分。
将选择物固定在色谱柱的载体上,形成手性固定相;或者将手性添加剂加入到流动相中,同时使用常规的非手性固定相。
随着多种手性固定相的商品化,手性固定相的研制与开发受到包括药学在内的多学科的关注。
近十年来,已有80多种HPLC 手性固定相上市,按其结构可分为:蛋白质类手性固定相、刷型手性固定相、环糊精手性固定相和多糖型手性固定相。
改性环糊精气相色谱手性固定相拆分对映体的选择性及拆分机理的讨论
分机理， 目前流行的解释如下。
３ 包结机理 ． １
性部位。 例如： 全甲基化的 或βＣ Ｄ的拆分性能均
较好 ， 己 或更 长链的取代烷 基， 而 基 较大 的空 间位阻 及取代 烷基之间的 较强的相互作 用 ， 种诱导难 使这 以进行 ， 同时也 阻碍了手性 分子 向环糊精 手性 区域
Ａｍ ｔ ｎ［，认为， ｒｓ ｏｇ８］ ｒ １３ ８ 类似于Ｌ Ｃ拆分机理， 对 映体分子可与Ｃ Ｄ形成包结物。这种在液相形成的 包结物已由Ｘｒ 及１－ＭＲ实验证实［， 。对于 － ｙ ＨＮ ａ １８ ９］ ３
（） １氢键相互作用 改性环糊精中引入的三氟 乙酰基或丁酰基上的氟或氧都可作为受体， 与手性
分 子中的氢形成氢键 。由于构 象适 合等 的原因 ，Ｄ Ｃ 仅与对映体 中的某 个构型体形成 氢键 ， 从而使两对 映体被 拆分［， ］例如 ： Ｘ ｒ 分 析证 实， 甲基化 由 －ｙ ａ 全
分子更易进入环糊精的笼穴内， 然而，， 二戊基－－ ２６ － ３ 甲基－ Ｄ却没有拆分能力［ ， ２６ βＣ ３ 而 ，－ ］ 二甲基－－ ３
从 以上 改性 环糊精 固定相 的拆分结 果可 看出
（） １拆分性能好且适用广的Ｃ Ｄ手性固定相有全甲 基α 或βＣ ， ， Ｏ二甲基－－－ Ｄ ２６ － － ３ 三氟乙酰基－ － Ｏ β
Ｃ， Ｄ 全戊基 或 －Ｄ， ， Ｏ 二戊基－ Ｏ 三氟 乙 Ｃ ２６ － － ３ － － 酰基－ ， 或 －Ｄ， ，－－ β Ｃ ２６Ｏ 二戊基－ Ｏ 丁酰基－ － ３ － －
４ 结语
１ 改性环糊精拆分手性分子时， ． 两者的构象 匹 配及相互作用的强弱起决定作用 。
２ 拆分机理可因改性环糊精固定相及手性分 ．
子的结构不同各异 。 ３ 在 环糊精的 ３ ． 位碳 引入极性基团 （ 酰基）在 ， 其它 ２６ ， 位碳引入 ５ 个碳以下的烷基可以增强其选 择性及适用性。
β-环糊精(苯基氨基甲酸酯)类手性固定相在多种模式下拆分能力的比较
β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相在多种模式下拆分能力的比较β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相在多种模式下拆分能力的比较摘要：手性分离技术在药物合成和医药领域中具有重要的应用价值。
目前，固相手性色谱作为一种高效的手性分离方法被广泛采用。
本文通过对比分析β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相在不同模式下的拆分能力，探讨了其应用的优缺点和适用场景。
结果表明，β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相在正相、反相、离子交换和亲和性模式下都具有一定的拆分能力，在实际应用中具有广泛的适用性。
1. 引言手性分离技术是对光学异构体进行分离和纯化的重要手段。
在药物合成和医药领域中，手性控制是一项关键技术，可以影响药物活性和副作用。
固相手性色谱是手性分离的一种常用方法，其中β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类固定相因其拆分能力强和稳定性好而备受研究者关注。
2. β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类是一种常见的手性固定相，可以通过共价键或非共价键的方法固定在色谱柱上。
它具有良好的热稳定性和溶剂稳定性，可以适用于广泛的分离条件。
3. 正相模式下的拆分能力比较正相模式是指流动相为极性溶剂，弱极性的固定相用来进行手性分离。
β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相在正相模式下具有较强的手性选择性，能够成功分离出多种手性化合物。
4. 反相模式下的拆分能力比较反相模式是指流动相为非极性溶剂，极性的固定相用来进行手性分离。
β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相在反相模式下也具有一定的手性选择性，可以分离出一些亲水性的手性化合物。
5. 离子交换模式下的拆分能力比较离子交换模式是指在手性固定相表面固定阳离子或阴离子，通过电荷间作用进行手性分离。
β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相在离子交换模式下也具有一定的手性选择性。
6. 亲和性模式下的拆分能力比较亲和性模式是指通过特定相互作用来进行手性分离，例如手性配体和金属离子之间的配位作用。
β-环糊精(苯基氨基甲酸酯)类手性固定相的制备及评价
β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相的制备及评价β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）类手性固定相的制备及评价摘要：手性分离在药物合成、食品安全和环境监测等领域具有重要应用价值。
而手性固定相则是手性分离的重要工具。
本文主要介绍了一种新型手性固定相β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）的制备方法及其在手性分离中的应用评价。
实验结果表明，该手性固定相具有优异的手性识别能力和高效的手性分离效果，为新型手性固定相的发展和应用提供了新思路。
关键词：β-环糊精；手性固定相；制备方法；手性分离；应用评价引言：手性分离是指将具有镜像对称性质的分子分离为其对映异构体的过程。
手性分离在化学合成、制药、农药、香料和食品工业等领域都具有重要应用价值。
而手性分离的关键在于选择适合的手性固定相。
手性固定相是通过手性相互作用与手性分子结合，实现手性分离的重要工具。
为了开发更加高效与选择性的手性固定相，本研究制备了一种新型手性固定相β-环糊精（苯基氨基甲酸酯），并对其性能进行了评价。
材料与方法：1. β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）的制备β-环糊精为六萜烯，可以通过氨基化反应引入苯基氨基甲酸酯官能团。
具体制备方法为将β-环糊精和苯基氨基甲酸酯在适当条件下反应，通过控制反应时间和温度，获得β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）手性固定相。
2. 手性固定相的表征采用红外光谱、核磁共振等对固定相进行表征，了解其结构和化学性质。
3. 手性分离效能评价使用手性分析方法，选择具有手性的化合物作为模型物质，通过色谱分析技术对比β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）手性固定相与其他手性固定相在手性分离效能上的差异。
结果与讨论：通过实验制备的β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）手性固定相在手性分离中显示出优异的性能。
红外光谱和核磁共振结果证实了β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）的合成成功。
同时，色谱分析结果显示β-环糊精（苯基氨基甲酸酯）手性固定相能够有效地产生手性分离。
与其他手性固定相相比，其手性识别能力更强，分离效率更高。
手性色谱柱知识介绍(4)
由于形成包合物速度较慢，因此可能导致色谱峰峰形较差，同样也影响了其在制备色谱中的应用。
环糊精固定相的选择性取决分析物的分子大小；α-环糊精只能允许单苯基或萘基进入，β-环糊精允许萘基及多取代的苯基进入，γ-环糊精仅用于大分子萜类。
β-环糊精手性固定相应用范围最广。
Ibuprofen通过β-环糊精色谱柱得到分离，说明了pH值对氢键的影响。
当流动相的pH=7时，观察不到拆分的迹象。
pH=4时，可达到好的分离效果。
通常分离氨基酸时，常采用低的pH值，以抑制酸性基团的离子化，同时也增强氨基的质子化。
磷酸三乙胺盐、乙酸三乙胺盐证明对β-环糊精色谱柱来说是很好的缓冲液。
通常缓冲液是0.1%三乙胺溶液，用磷酸或醋酸调节到合适的pH值。
高的流速会降低形成复合物的能力，低流速分离效果较好，0.5-1ml/min的流速最好。
另外，增加缓冲液的浓度可以克服流速的影响，因为它可以增加环糊精洞穴和流动相的吸引力。
常用缓冲液及其使用浓度如下表所示：缓冲液浓度目的TEAA（乙酸三乙胺盐）0.01-2% NH4NO310-500mM（用于减小包埋）柠檬酸盐10-200mM（特别适合于酸性化合物）醋酸铵10-200mM pH值选择见下表: 醇和胺pH4(加强NH的离子化) 酸 pH7 优化手性分离条件要考虑的方面有：pH值对分离度的影响；流速对分离度的影响；柱温、有机相比例、缓冲盐浓度对分离度的影响。
环糊精的修饰：最近，对环糊精的修饰使环糊精型手性色谱柱可以分离更多的化合物，并可用于气相手性色谱分离。
衍生化是通过将不同的基因键合到环糊精洞穴表面的羟基上。
衍生化反应包括乙基化、S-羟基丙基化、生成S或R-萘基乙基氨基甲酸盐、3，5二甲基苯基氨基甲酸盐和环状对甲苯酰酯。
这些新型的环糊精固定相有许多优点，它们可以分离更多化合物，价格上也有竞争力，由于改进了手性识别能力使其更适用于制备色谱。
一种新的β—环糊精衍生物手性固定相的制备及其气相色谱性能
第 ２卷 第 ３ ｌ 期
２０ 年 ５月 ０２
分 析 捌 试 学 报
￣ ＸＩＣＥ ＨＩＸＩＥ ＇ ＥＮ Ｓ Ｌ ＢＡＯｆ ｃ ｍ ａ ｆｌ ｓ ￣ ｎ ａ ｍｏｙ ｉ） Ｊ ￣ ｌｏ ｎ ｔ ｍ ｔｌ？ ］ ｓ ｓ
Ｖ０ ｌ １ ｌ ２ Ｎｏ ３ Ｍｄ ０ ２ ｖ２ ０
１ 实验 部分
１ １ 仪器 与试剂 ．
Ｈ ５９Ａ气相 色谱仪 （ 国惠普公 司 ） Ｐ ８０ 美 ，氢火焰 离 子化检 测器 ＦＤ，３６ Ｉ ３５色谱工 作站 ，１ ５ｍ×０２ ．５ ｎＩｉｄ ） １（．．弹性 石英毛 细管柱 （ Ｉ Ｉ 河北 永年 光纤 厂 ）。
卢 环糊精（ 一 苏州味精厂产品 ， 使用前两次重结晶纯化处理 ， ０℃真空干燥） 手性样品 。 蒎烯、９ ８ ， 一 Ｉ一 蒎烯 、 乳酸乙酯、 － 戊内酯、 一 紫萝酮和 氯代丙酸甲酯等不进行衍生化， ． ａ 苯乙醇和 １２丙二醇 ，－
取 代基 的位 置和类 型是 影 响手性 选择 的主要 因素 ， 用不 同 的衍 生化方 法对具 有 不 同反应 活性 的环 采
糊精分子上 的羟基进行修饰 ， 可得到性质各异 、 选择性不同的手性 固定相。 目前 ， 大多采用烷基化
和酰 基化 改 性 ，以改善其 成 膜 性能 ，提高柱 效 。 同 时 ，采 用聚 硅 氧烷 稀 释 固定 相 ， 获 得 高柱效 、 可 热稳定性 好 ：２Ｏ 一０ —０；怔 回 日期 ： ０２—０ 一ｌ Ｏｌ ６ ３ ２０ ３ ｌ
作者筒 介 ： 唐课文（９０ ） 男 ， １７ 一 ， 湖南岳 阳人 ， 讲师 ， 博士
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第３ 期
庙课 文等： 一种新的 口 环糊精 衍生物手性 固定桐 的制备＆其气相色谱性能 一
两种β-环糊精单臂键合固定相液相色谱法拆分三唑类手性农药
两种β-环糊精单臂键合固定相液相色谱法拆分三唑类手性农药程彪平;李来生;周仁丹;李良;张宏福【摘要】以有序介孔材料SBA-15为基质,β-环糊精和氨基β-环糊精为配体,通过环糊精端口的羟基和氨基与3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷偶联剂上活泼的异氰酸酯基之间的加成反应,制备了2种不同单键合臂的β-环糊精修饰SBA-15手性固定相(CDSP和NCDSP),它们分别含有稳定的氨基甲酸酯基和脲基键合臂.在反相高效液相色谱模式下,以灭菌唑、烯唑醇、己唑醇和戊唑醇等10种常见的三唑类手性农药为探针,考察了CDSP和NCDSP的基本手性色谱性能.研究结果表明,2种新固定相对三唑类农药对映体均有较好的快速拆分能力,所需分离时间较短(＜ 30 min),其中灭菌唑和烯唑醇的选择性因子(α)分别为1.29和1.28,分离度分别达到3.84和3.23.采用甲醇、乙腈和水组成的简单流动相,室温下在CDSP和NCDSP上分别拆分了9种和8种三唑类手性农药对映体.研究发现拥有适当大小和手性碳连接羟基的三唑类农药在上述2种新固定相上有较好的拆分效果,说明固定相上的环糊精配体对溶质的包结、氢键和空间位阻等协同作用对空间手性识别有重要贡献.不同批次CDSP和NCDSP的键合量分别为0.139～0.156和0.120～0.137 μmol/m2,表明2种固定相的制备方法有较好的重现性.与涂覆型纤维素商品柱相比,新的脲基环糊精固定相性能更稳定,反相色谱实用性更强,且制备方法简便,成本较低,在三唑类手性农药对映体残留量检测中具有良好的应用前景.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2015(036)005【总页数】9页(P872-880)【关键词】高效液相色谱法;β-环糊精键合SBA-15固定相;三唑类手性农药;手性分离;分离机理【作者】程彪平;李来生;周仁丹;李良;张宏福【作者单位】南昌大学分析测试中心,南昌330047;南昌大学分析测试中心,南昌330047;南昌大学分析测试中心,南昌330047;南昌大学分析测试中心,南昌330047;南昌大学分析测试中心,南昌330047【正文语种】中文【中图分类】O657手性农药对映异构体在生物体内的活性、毒性和代谢等方面表现出的差异性已引起广泛关注[1]. 三唑类农药(Triazole pesticides)是一类分子结构中含有手性碳和三氮唑的典型手性化合物, 在农业生产、果蔬保鲜和食品加工中被广泛地用作高效杀菌剂. 动物实验结果表明, 三唑类农药对映体对大鼠的肝脏毒性不同, 已被美国环境保护署(EPA)列为潜在的人类手性致癌物[2,3]. 因此, 开发选择性好、模式多样、性能稳定、制备简便且价格低廉的手性固定相, 建立快速检测手性农药对映体含量的新方法, 对深入了解对映体的杀菌活性和生物毒性, 乃至保证食品安全都具有重要的意义.目前, 三唑类手性农药对映体的拆分方法主要包括超临界流体色谱法、毛细管电泳法和高效液相色谱法[4～12]. Toribio等[4]以直链淀粉为手性固定相, 采用超临界流体色谱法拆分了10种三唑类手性化合物对映体. Zhang等[5]制备了一根印迹甲萘威模板有机-无机杂化的毛细管整体柱, 采用毛细管电色谱法拆分了甲萘威、仲丁威和速灭威3种手性农药. Otsuka等[6]以β-环糊精和羟丙基β-环糊精等为手性选择剂, 采用毛细管区带电泳法部分拆分了三唑醇对映体. 杨丽等[7]以β-环糊精为手性添加剂, 采用反相高效液相色谱法在C8柱上拆分了己唑醇和丙烯菊酯2种手性农药对映体, 得到了较好的分离, 但由于β-环糊精的溶解度有限, 流动相不断地消耗手性添加剂, 此方法并未得到广泛应用. 采用液相色谱手性固定相直接拆分三唑类农药不仅色谱重现性好、操作简便, 而且测试成本相对较低, 已成为手性农药对映体拆分的首选方法之一. Pan等[8]使用带有3,5-二硝基苯基的Pirkle型手性固定相, 在正相色谱模式下拆分7种三唑类手性农药, 其中己唑醇和三唑醇2种农药得到了部分拆分, 其余5种农药则未被拆分. Li等[9]采用菲罗门公司的Chirex 3020手性Pirkle柱(S-亮氨酸-R-萘乙胺)对烯效唑、烯唑醇和丙环唑对映体进行手性分离, 其中丙环唑有4个对映体, 在该柱上仅分离得到2个峰. Wang等[10]使用涂覆型的3,5-二甲苯氨基甲酸酯化纤维素固定相, 以正己烷-异丙醇为流动相, 拆分了烯唑醇等5种农药对映体, 该方法溶质被洗脱的时间较长(30～50 min), 且峰有展宽, 将柱温下降至0 ℃时才表现出较好的分离选择性. 李朝阳等[11]利用Daicel公司的Chiralcel OJ-H和Chiralcel OD-H纤维素类商品柱, 在正相色谱条件下拆分了烯唑醇、三唑酮和三唑醇对映体, 并进一步确定了其对映体的绝对构型. 为了克服涂覆型纤维素类固定相只能用于正相色谱分离的不足, Zhang等[12]尝试使用商品化的部分键合型Lux Cellulose-2纤维素手性柱, 在反相色谱模式下实现了一对粉唑醇对映体的拆分, 其分离度为1.82.环糊精(CD)是由D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状分子, 其中每个β-环糊精含有35个规整的手性位点, 已成为高效液相色谱固定相中一类重要的手性选择剂. 环糊精类手性固定相是可以在正相、反相和极性有机溶剂液相色谱条件下使用的多模式固定相[13], 其性能稳定, 且自制的环糊精手性柱的成本约为上述商品柱的1/10, 大大节省了分析成本. 稳定的环糊精键合固定相最早由Armstrong等[14]开发, 主要是通过NaH活化β-环糊精的羟基, 再与含环氧基的KH560偶联剂硅胶反应制得固定相. 后续发展的衍生化β-环糊精固定相多数在全衍生化后会造成环糊精端口的部分拥堵, 不利于发挥环糊精腔体对溶质的包结作用. Zhao等[15]首次合成了有序介孔材料SBA-15, 并用作C18键合基质, 因其具有比表面积大、孔大小可控、孔道结构规则、渗透性好、传质快且水热稳定性良好等优点, 故作为液相色谱填料具有良好的应用前景. 最近, 我们[16]合成了一种新型的双β-环糊精键合SBA-15液相色谱固定相, 利用双环糊精模拟酶手性识别功能,结合SBA-15有序介孔基质, 建立了心血管类β-受体阻滞剂手性药物对映体的快速拆分方法. 迄今, 尚未见环糊精类键合液相色谱固定相拆分三唑类手性农药对映体的报道.本文合成了2种分别含有稳定的氨基甲酸酯基和脲基连接臂的β-环糊精键合有序介孔SBA-15手性固定相(CDSP和NCDSP). 氨基甲酸酯基和脲基既是稳定的键合臂, 又相当于单衍生化的酯基和脲基衍生化基团. 所制备的2种单衍生化β-环糊精手性固定相不会造成环糊精端口的拥堵, 使环糊精配体仍保留对溶质客体较强的包结能力, 具有较好的对映体拆分效果. 采用新固定相拆分了10种常见的三唑类农药对映体(结构见图1), 优化了手性分离条件, 并比较了2种不同连接臂结构对手性分离的影响, 探讨了新环糊精类固定相对三唑类农药的手性分离机理, 期望用于蔬菜、水果、土壤和水体等食品和环境样品中三唑类农药残留量的快速检测及其活性、毒性和代谢等药代动力学研究.1.1 仪器与试剂2695型高效液相色谱, 配有2996型二极管阵列检测器(PAD), Masslynx4.1色谱工作站(美国Waters公司); Vario EL Ⅲ型元素分析仪(德国Elementar公司); 色谱柱填柱装置(美国Haskel公司); Milli-Q超纯水(美国Millipore公司); AR1140型电子天平(美国Ohaus公司).有序介孔SBA-15类球形颗粒(孔径约25 nm, 比表面积420 m2/g, 粒径2.5～4.5μm)为自制[17]; 三嵌段聚合物P123(平均分子量～5800)、正硅酸乙酯(TEOS)、β-环糊精和3-氨丙基三乙氧基硅烷购于Sigma公司; 氨基β-环糊精(纯度≥98%)购于山东滨州智源生物科技有限公司; 1,3,5-三甲苯(TMB)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为分析纯, 购于阿拉丁试剂(上海)有限公司, DMF使用前经过氢化钙除水后减压重蒸; 外消旋的灭菌唑(Triticonazole, 纯度≥98.2%)、烯唑醇(Diniconazole, 纯度≥98.6%)、戊唑醇(Tebuconazole, 纯度≥98.6%)、己唑醇(Hexaconazole, 纯度≥99.9%)、粉唑醇(Flutriafol, 纯度≥98.2%)、烯效唑(Uniconazole, 纯度≥99.8%)、抑霉唑(Imazalil, 纯度≥97.7%)、腈菌唑(Myclobutanil, 纯度99.0%)、三唑醇(Triadimenol, 纯度≥97.9%)和三唑酮(Triadimefon, 纯度≥98.6%)标准品均购于上海市农药研究所; 乙腈(ACN)和甲醇(MeOH)为色谱淋洗剂(美国Tedia公司); 三乙胺(TEA, 分析纯, 国药集团化学试剂有限公司), 使用前重蒸一次; 冰醋酸(HAc, 分析纯, 上海青析化工科技有限公司); 实验用水为超纯水; 其它试剂均为分析纯.1.2 环糊精类键合相CDSP和NCDSP的制备以 P123为模板, TMB为扩孔剂, TEOS为硅源, 在酸性条件下TEOS水解, 自组装后转入水热反应釜中静态晶化, 除模板后得到有序介孔二氧化硅SBA-15类球形颗粒, 表征图谱及合成方法见文献[17].CDSP和NCDSP的制备路线如图2所示. 将1.15 g干燥的β-环糊精(A)在搅拌下溶于20 mL无水DMF中, 室温下缓慢滴加0.3 mL异氰酸丙基三乙氧基硅烷, 滴毕升温至80 ℃反应6 h, 得到产物(B). 向上述溶液中加入3.0 g SBA-15, 升温至110 ℃继续反应24 h, 冷至室温后过滤, 得到粗产品. 将粗产品反复用DMF、甲醇和丙酮洗涤至滤液澄清为止, 再以丙酮为溶剂索氏提取12 h用于清洗孔道, 将固体于50 ℃真空干燥12 h, 得到固定相CDSP(C).将1.15 g干燥的氨基β-环糊精(D)在搅拌下溶于20 mL无水DMF中, 缓慢滴加0.3 mL异氰酸丙基三乙氧基硅烷, 滴毕在室温下继续搅拌反应6 h, 得到产物(E). 加入3.0 g SBA-15, 升温至110 ℃继续反应24 h, 过滤后得到粗产品. 将粗产品反复用DMF、甲醇和丙酮洗涤至滤液澄清, 并以丙酮为溶剂索氏提取12 h, 将固体于50 ℃真空干燥12 h, 得到固定相NCDSP(F).为考察制备方法的重现性, 分别制备了3个不同批次的CDSP和NCDSP固定相, 根据元素分析中碳含量计算出其配体键合量分别为0.139～0.156和0.120～0.137 μmol/m2, 表明2种固定相的制备方法有较好的重现性. 实验中选取键合量较高批次的固定相进行下一步手性色谱性能的研究.1.3 色谱柱的填装分别称取约2.5 g CDSP和NCDSP, 加入适量丙酮, 超声使其均匀分散. 以甲醇为顶替剂, 在恒压(34.5 MPa)下, 将固定相分别装填入2根不锈钢色谱柱中(4.6 mm i.d.×150 mm). 将新柱用甲醇和水反复冲洗, 最后用流动相平衡至基线稳定后进样分析. 以联苯为溶质, 甲醇/水(体积比40/60)为流动相, 流速1.0 mL/min, 检测波长254 nm, 测得2种固定相柱效分别为26198和26710块/m.1.4 色谱方法将外消旋手性药物标准品用甲醇溶解, 配制成浓度为200～300 μg/mL的标准溶液, 经0.22 μm滤膜过滤, 超声脱气, 直接进样分析, 进样量为10 μL. 反相色谱模式利用二次水或体积分数0.1%的醋酸三乙铵缓冲液(TEAA, pH=4.0)并添加一定量的乙腈或甲醇为流动相. 流动相使用前用G4砂芯漏斗过滤, 超声脱气10 min, 流速为1.0 mL/min, 检测波长220 nm, 柱温为20 ℃. 所有样品均平行测定3次. 用1,3,5-三叔丁基苯测定2种环糊精柱的死时间(t0).通过以下3个参数评价色谱的分离性能: (1) 保留因子: k′=(tR-t0)/t0, t0为死时间, tR为溶质的保留时间; (2) 对映体相对保留值, 即选择性因子: α= k2′/k1′, k1′和k2′分别为第一个对映体和第二个对映体的保留因子; (3) 分离度: Rs=1.18(tR2-tR1)/(wh1+wh2), tR2和tR1分别为第一个对映体和第二个对映体的保留时间, wh1和wh2分别为第一个对映体和第二个对映体的半峰宽.2.1 CDSP和NCDSP的结构表征2.1.1 元素分析和热重分析将CDSP和NCDSP干燥后进行元素分析, 结果列于表1, 根据碳含量计算得2种固定相的键合量分别为0.156和0.137 μmol/m2.对固定相CDSP和NCDSP进行热重分析(升温速度: 10 ℃/min; 记录温度: 室温～800 ℃), 根据失重估算得2种固定相键合量分别为0.149和0.129 μmol/m2, 与元素分析结果计算值相近. 实验中发现, 在高于300 ℃时2种固定相才开始明显失重, 说明其具有较高的热稳定性和化学稳定性.2.1.2 红外光谱分析手性固定相CDSP和NCDSP的红外光谱如图3所示. 在CDSP的红外光谱中, 3446.33 cm-1处为环糊精及硅胶残存O—H伸缩振动峰; 2938.47 cm-1处为C—H的伸缩振动峰; 1687.38 cm-1处为氨基甲酸酯的CO伸缩振动峰; 1102.38 cm-1附近的宽峰为环糊精C—O及基质Si—O—Si的吸收峰. 在NCDSP红外光谱图中, 3440.60 cm-1处为环糊精及硅胶残存O—H的伸缩振动峰; 2941.35 cm-1处为C—H的伸缩振动峰; 1664.33 cm-1处为脲基的CO 伸缩振动峰; 1120.41 cm-1附近宽峰为环糊精C—O及基质Si—O—Si的吸收峰. CDSP与NCDSP的红外光谱图中均含有C—H伸缩振动峰, 表明基质表面修饰了一层有机物. O—H和C—O伸缩振动峰与环糊精的骨架有关. 2种固定相的谱图相似, 氨基甲酸酯的羰基的波数高于脲的羰基的波数, 表明环糊精以2种不同方式键合到SBA-15表面. 固定相的手性分离性能也进一步确证环糊精已成功键合.2.2 CDSP和NCDSP拆分三唑类农药的色谱性能2.2.1 对映体拆分效果及机理探讨固定相的手性选择性主要取决于相关热力学因素, 其中溶质(R/S)即两个对映体的相对保留值(即选择性因子α= k2′/k1′)是评价手性选择性的重要参数. 此外, 分离度(Rs)是评价和考察拆分效果的综合指标之一. 首先,采用较便宜的甲醇/水为流动相进行实验, 发现CDSP和NCDSP对粉唑醇均表现出较高的手性选择性, 相对保留值α分别为1.16和1.14, 分离度Rs分别为1.74和1.79(见表2), 分析时间约为15 min(图4和图5). 对灭菌唑、戊唑醇和烯唑醇3种溶质的拆分可接近基线, 分析时间为30～50 min. 实验中虽然延长分析时间, 但拆分其它溶质仍存在困难. 一方面可能是甲醇属典型氢键给体, 会干扰环糊精端口与溶质间的氢键作用; 另一方面在反相色谱条件下, 洗脱能力较弱, 需要用体积分数为30%～55%的甲醇, 较高的有机溶剂浓度不利于手性识别作用. 实验中发现, 除分析时间较长外, 三唑类农药在上述两根柱上的手性分离效果尚不及乙腈. 所以, 后续实验改用乙腈/水体系作为流动相, 分离结果见表2.除采用甲醇/水、乙腈/水作为流动相外, 还尝试用甲醇/0.1%TEAA(pH=5.0)和乙腈/0.1%TEAA(pH=5.0)组成的流动相, 发现在乙腈/水流动相中的整体拆分效果较好, 10种农药在CDSP和NCDSP上的手性分离条件见表2, 色谱图分别见图4和图5. 由表2中的分离度数据可见, 在常温下, 除三唑酮外, CDSP能够分离其余9种三唑类农药, 相对保留值α最大可达1.29, 分离度最大可达3.84; NCDSP也可拆分除腈菌唑和三唑酮外的其余8种三唑类农药, 相对保留值α最大可达1.17, 分离度可达2.42. 由图4和图5可见, 三唑类碱性农药的色谱峰形较对称, 大多数溶质在20 min内有较好的分离效果, 表明2种环糊精固定相对三唑类农药有较强的拆分能力.Armstrong等[18]认为在反相色谱模式下环糊精腔体的包结作用决定了这类固定相的手性色谱性能. CDSP和NCDSP配体结构简单, 除端口含有不同的单取代酯基和脲基外, 其余部分相同. 因此, 环糊精的空腔对三唑类农药的包结作用应该是导致手性分离的重要原因. 三氮唑环属极性基团, 卤代苯环更易进入环糊精疏水性的空腔. 从图1可知, 灭菌唑和烯唑醇的卤代苯基通过双键连接到手性碳附近, 当卤代苯被腔体包结后, 端口手性碳刚性更强, 有利于手性识别, 灭菌唑和烯唑醇的相对保留值α分别为1.29和1.28, 分离度分别为3.84和3.23. 三唑醇与三唑酮结构几乎相同, 前者手性碳上连接羟基, 后者连接羰基. 实验发现2种溶质的拆分效果明显不同, 三唑酮不能被拆分, 而三唑醇的4个对映体在2种固定相上能得到较好的分离. 这可能是因为三唑醇上羟基是典型的氢键给体, 与环糊精端口的氨基甲酸酯或脲键上的羰基形成氢键. 而三唑酮上羰基属氢键接受体, 不存在这种作用, 不能被拆分. 实验中发现, 在10种手性农药中, 手性碳上连接有羟基的农药更易被拆分, 而腈菌唑和三唑酮的手性碳不连接羟基, 拆分效果不好. 所以除包结作用外, 氢键作用对拆分也有贡献.CDSP和NCDSP对三唑类农药对映体的手性选择性规律大致相同. 比较图4和图5发现, CDSP的选择性相对较高, 但已唑醇(α=1.17)、粉唑醇(α=1.14)和三唑醇(α=1.09)在NCDSP上拆分效果更好. 特别是含2个手性碳的三唑醇, 在CDSP上只能拆分其中1个手性碳, 而NCDSP可拆分2个手性碳, 得到4个对映体的色谱峰. 氨基甲酸酯和脲键既是连接臂, 又是环糊精端口的单取代基团, 会参与手性分离过程, 导致2种固定相分离选择性有一定的差别, 但各有特点, NCDSP脲基相对更稳定. 有关2种固定相分离机理的差异性尚需进一步研究.Fig.6 Effect of ACN content in the mobile phase on the resolution(Rs) of triazole pesticides on CDSP(A) and NCDSP(B) a. Diniconazol; b. tebuaconazole; c. hexaconazole. Mobile phase: ACN/H2O, flow rate: 1.0 mL/min.2.2.2 流动相中乙腈含量对分离的影响为了实现三唑类农药对映体的良好分离, 对流动相的组成进行了优化. 以烯唑醇、戊唑醇和己唑醇为例, 研究了流动相中乙腈含量对三唑类农药异构体分离的影响. 由图6可见, 随着流动相中乙腈含量的增加, 所有三唑类农药的分离度呈现先增大后减小的趋势. 这是因为有机改性剂(乙腈)的含量对溶质的保留和分离度有严重的影响. 当乙腈含量过高时, 溶质洗脱速度过快, 与环糊精配体作用时间太短, 在形成稳定的包结物之前即已被洗脱, 分离度变差; 而当乙腈含量过低时, 溶质的洗脱时间较长, 且溶质分子在流动相中的涡流扩散现象严重, 导致分离度变差. 只有加入适量的乙腈后溶质才能在合适的时间内洗脱, 达到最佳分离度. 优化实验结果表明, 烯唑醇、戊唑醇和己唑醇在CDSP上达到最佳分离度时乙腈的含量(体积分数)分别为22.5%, 27.5%和20%; 在NCDSP上达到最佳分离度时乙腈的含量分别为20%, 20%和15%.2.2.3 温度对己唑醇分离的影响除了流动相的组成影响选择性外, 温度对色谱行为也有较大影响, 因为其可从热力学和动力学两方面同时影响分离选择性和柱效[19]. 己唑醇在2种固定相上均有较好的分离度, 故以己唑醇为样本考察了己唑醇在2种固定相上, 不同色谱柱温度(293～313 K)对分离度和选择性因子的影响, 结果见表3. 可见, 随着柱温的升高, 对映体在2种固定相上的保留因子均逐渐减小, 这是因为温度升高使流动相黏度减小, 导致组分在流动相中的扩散速率增大, 溶质与环糊精配体形成的包结物变得不稳定, 2种对映体的分离度也随着温度的升高而减小. 以分离因子的对数lnα为纵坐标、 1/T为横坐标作图得一条直线, 其斜率为-Δ(ΔH0)/R, 截距为Δ(ΔS0)/R(R为气体常数, T为绝对温度), 由此计算出对映体的焓变差Δ(ΔH0)和熵变差Δ(ΔS0). lnα与1/T在2种固定相上均呈良好的线性关系, 其线性方程分别为lnα=206.46/T-0.594(r=0.99)和lnα=283.88/T -0.818(r=0.98). 计算得两柱拆分过程的热力学函数分别为Δ(ΔH0)=-1716.51 J/mol, Δ(ΔS0)=-4.94J/(mol·K)和Δ(ΔH0)=-2360.18 J/mol, Δ(ΔS0)=-6.81 J/(mol\5K), 焓变差和熵变差均为负值, 说明溶质在2种固定相上的分离为焓驱动过程, 温度越低越有利于分离. 故选择分离温度均为293 K.Table 3 Effect of temperature on the chiral separation of hexaconazoleColumnT/K1/Tk1′k2′αlnαRsMobilephase(volumeratio)CDSP2930．0034137．858．771．120．11331．77H2O/ACN(80/20)2980．003356 6．206．851．100．09531．573030．0033005．275．751．090．08621．423080．0032474．464．811．080．07701．233130．0031953．794．051．070．06771．08NCDSP2930．0034139．1710．711．170．15702．42H 2O/ACN(85/15)2980．0033566．727．681．140．13102．023030．00330 05．706．411．120．11331．823080．0032474．745．271．110．10441．633130．0031953．994．371．100．09531．422.3 与相关现行柱分离效果的比较CDSP和NCDSP比涂覆型的纤维素和直链淀粉类手性商品柱更耐用, 色谱性能更稳定. 采用简单流动相水/甲醇或水/乙腈即可取得较好的拆分效果, 反相色谱更有利于建立液相色谱-质谱联用方法, 用于果蔬杀菌剂农药残留量的测定、农药对映体代谢物分析及其水体、土壤环境评价. 周志强等[20]制备键合型的直链淀粉-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(ADMPC)和纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(CDMPC)手性柱反相色谱用于拆分6种三唑类农药, 其分离结果见表2. 比较分离度数据可见, 本文制备的环糊精柱在室温下即可取得较好的分离效果, 且仅需20～30 min, 这可能也与有序介孔SBA-15良好的渗透性和快速传质的特性有关. 所制备的环糊精固定相中的氨基甲酸酯基和脲基既是单取代基, 又是稳定的键合臂, 所填装的色谱柱耐用, 且色谱性能更稳定.参考文献：(Ed.: N, K)† Supported by the National Natural Science Foundation ofChina(No.21165012), the Natural Science Foundation of Jiangxi Province, China(No.2010GZH0089) and Jiangxi Provincial Education CommissionFoundation, China(No.GJJ11274).Enantioseparations of Triazole Chiral Pesticides on Twoβ-Cyclodextrin-bonded Stationary Phases with Different Linkages by HP LC†CHENG Biaoping, LI Laisheng*, ZHOU Rendan, LI Liang, ZHANG Hongfu (Center of Analysis and Testing, Nanchang University, Nanchang 330047, China)Abstract：Two kinds of newβ-cyclodextrin-bonded chiral stationary phases(CDSP and NCDSP) with carbamate and urea linkages were prepared using ordered mesoporous material SBA-15 as matrix, β-cyclodextrin and 6-amino β-cyclodextrin as ligands via the addition reactions of OH and NH2 groups of β-cyclodextrin with active 3-isocyanatopropyltriethoxy silane, respectively. The enantioseparation properties of two new stationary phases were evaluated and compared by adopting 10 kinds of common chiral triazole pesticides as probes including triticonazole, diniconazole, hexaconazole, tebuconazole, etc. in reversed-phase mode. The results show that CDSP and NCDSP exhibited excellent and fast chiral separation ability for triazole pesticides within 30 min. Nine and eight kinds of triazole enantiomers were separated on CDSP and NCDSP at room temperature with methanol/H2O and acetonitrile/H2O as mobile phase, respectively. The chiral selectivity factor(α) are 1.29 for triticonazole with a resolution of 3.84 for CDSP and 1.28 for diniconazole with a resolutions of 3.23 for NCDSP. It was found that triazole pesticides with appropriate size and —OH groups on CDSP and NCDSP had better separation effect, indicating that the inclusion, hydrogen bonding, sterichindance and other synergic forces between β-cyclodextrin ligand and solutes could contribute enantioseparations. The surface loading of CDSP and NCDSP by different batches were 0.139—0.156 and 0.120—0.137μmol/m2, respectively, indicating that the new preparation methods have good reproducibility. Compared with the commodity coated cellulose column, the new cyclodextrin stationary phases with urea and carbamate linkages were more stable, more practical, easy preparation and low cost. The prepared β-cyclodextrin stationary phases have good prospects in the enantiomeric monitoring of triazole pesticides residues.Keywords：High perform ance liquid chromatography;β-Cyclodextrin-based SBA-15 stationary phase; Triazole chiral pesticide; Enantioseparation; Separation mechanismdoi：10.7503/cjcu20141095收稿日期：2014-12-15.网络出版：日期: 2015-04-15.基金项目：国家自然科学基金(批准号: 21165012)、江西省自然科学基金(批准号: 2010GZH0089)和江西省教育厅科技项目(批准号: GJJ11274)资助.中图分类号：O657文献标志码：A联系人简介: 李来生, 男, 博士, 教授, 主要从事色谱分析与生化分析研究. E-mail:********************Armstrong等[18]认为在反相色谱模式下环糊精腔体的包结作用决定了这类固定相的手性色谱性能. CDSP和NCDSP配体结构简单, 除端口含有不同的单取代酯基和脲基外, 其余部分相同. 因此, 环糊精的空腔对三唑类农药的包结作用应该是导致手性分离的重要原因. 三氮唑环属极性基团, 卤代苯环更易进入环糊精疏水性的空腔. 从图1可知, 灭菌唑和烯唑醇的卤代苯基通过双键连接到手性碳附近, 当卤代苯被腔体包结后, 端口手性碳刚性更强, 有利于手性识别, 灭菌唑和烯唑醇的相对保留值α分别为1.29和1.28, 分离度分别为3.84和3.23. 三唑醇与三唑酮结构几乎相同, 前者手性碳上连接羟基, 后者连接羰基. 实验发现2种溶质的拆分效果明显不同, 三唑酮不能被拆分, 而三唑醇的4个对映体在2种固定相上能得到较好的分离. 这可能是因为三唑醇上羟基是典型的氢键给体, 与环糊精端口的氨基甲酸酯或脲键上的羰基形成氢键. 而三唑酮上羰基属氢键接受体, 不存在这种作用, 不能被拆分. 实验中发现, 在10种手性农药中, 手性碳上连接有羟基的农药更易被拆分, 而腈菌唑和三唑酮的手性碳不连接羟基, 拆分效果不好. 所以除包结作用外, 氢键作用对拆分也有贡献.CDSP和NCDSP对三唑类农药对映体的手性选择性规律大致相同. 比较图4和图5发现, CDSP的选择性相对较高, 但已唑醇(α=1.17)、粉唑醇(α=1.14)和三唑醇(α=1.09)在NCDSP上拆分效果更好. 特别是含2个手性碳的三唑醇, 在CDSP上只能拆分其中1个手性碳, 而NCDSP可拆分2个手性碳, 得到4个对映体的色谱峰. 氨基甲酸酯和脲键既是连接臂, 又是环糊精端口的单取代基团, 会参与手性分离过程, 导致2种固定相分离选择性有一定的差别, 但各有特点, NCDSP脲基相对更稳定. 有关2种固定相分离机理的差异性尚需进一步研究.2.2.2 流动相中乙腈含量对分离的影响为了实现三唑类农药对映体的良好分离, 对流动相的组成进行了优化. 以烯唑醇、戊唑醇和己唑醇为例, 研究了流动相中乙腈含量对三唑类农药异构体分离的影响. 由图6可见, 随着流动相中乙腈含量的增加, 所有三唑类农药的分离度呈现先增大后减小的趋势. 这是因为有机改性剂(乙腈)的含量对溶质的保留和分离度有严重的影响. 当乙腈含量过高时, 溶质洗脱速度过快,。
β-环糊精类液相色谱固定相及其手性拆分应用研究进展
环 糊 精 类 色 谱 固定 相 一 般 是 将 卢 Ｃ 或 其 一Ｄ
衍生物键合到硅胶基 质上 ， 硅胶先经过 硅烷化试
剂 预 处 理 ， 用 的硅 烷 化 试 剂有 一 常 氨丙 基 三 乙氧
基 硅烷 （ Ｈ ５ ） 一 水 甘 油 醚 氧 丙 基 三 甲氧 基 Ｋ ５０ 、 缩
硅烷 （ Ｈ５ ０ 和 Ｔ 甲基丙 烯酰 氧 基丙 基 三 甲氧基 Ｋ ６） ．
硅 烷 （ Ｈ ７ ） －Ｄ经 过 修 饰 后 ， 连 有 氨 基 、 Ｋ ５０ 。 Ｃ 常 羟 基 、 基 或 环 氧 基 官 能 团 ， 与 硅 烷 化 硅 胶 键 烯 可
合 ； 有采 用 硅 烷 化 试 剂 将 — Ｄ 衍 生 化 ， 在 无 也 Ｃ 再
硅胶 ， 其余 的羟基分别采用萘基氨基 甲酸酯化、 乙 酰化 、 甲基 化 进 行 全 衍 生 ， 分离 了 １ 手 性 对 映 ２种 体 。邱月 琴等 ¨ 采用异 氰 酸丙基 三 乙氧基 硅 烷做
第２ ４卷第 ８期 ２１ ０ ２年 ８月
化 学 研 究 与 应 用
Ｃｈ ｍｉａ ｓ ａ ｃ ｎ ｐ ｉａ ｉｎ ｅ ｃｌ Ｒｅ ｅ ｒｈ ａ ｄ Ａｐ ｌ ｔ ｃ ｏ
Ｖｏ． ４ ， ． １ ２ Ｎｏ ８ Ａｕｇ ２０１ ．， ２
文章 编 号 ：０４１５ （０２ ０ —１９０ １０ ．６６ ２ １ ）８１６ －７
定相 ， 手性化合物具有 良好 的拆分 能力 。本文介绍 了 环糊精 的结构 和性质 ， 对 综述 了各种衍生 化 的卢 环糊 一
精 液相色谱键合 固定 相及其在手性化合物拆 分 中的应用 。 关 键词 ：一 Ｊ 环糊精 ； Ｂ 高效液相色谱 固定 相 ； 性拆 分 ； 手 衍生化
中 图 分 类 号 ：６ ７ ７ ０ ５ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ
β-环糊精衍生物的合成及手性固定相性能研究的开题报告
β-环糊精衍生物的合成及手性固定相性能研究的开题报告一、研究背景随着现代化科技的发展和人们环保意识的提升，环境污染问题日益严重。
其中，有机化学领域所涵盖的化学物质、化学反应、化学催化、化学分离等方面的问题日益引起人们的关注。
而在有机化学领域中，手性合成、手性固定和手性识别成为了热点研究方向之一。
因此，研究手性有机化合物的合成、分离和固定具有重要的理论意义和实践价值。
β-环糊精是一种重要的手性有机物，具有能力固定小分子的特性，因而在化学分离、药物制剂、生物医学等领域中具有广泛应用。
此外，通过β-环糊精衍生物的合成和修饰，可以得到更多种类的手性固定相，如液相色谱、毛细管电泳和手性立体感应器等。
二、研究目的和内容本文将研究β-环糊精衍生物的合成及手性固定相性能的研究，主要包括以下几个方面：1. β-环糊精衍生物的合成方法研究；2. β-环糊精衍生物的手性固定相性能研究；3. β-环糊精衍生物在药物制剂、生物医学等领域的应用研究。
三、研究方法和步骤1. β-环糊精衍生物的合成方法研究本文将采用化学合成的方法，通过改变β-环糊精分子中的取代基或改变其结构，来合成不同结构的β-环糊精衍生物。
主要步骤包括：（1）选择适宜的取代基，进行反应前处理；（2）按照反应方程式，进行化学反应；（3）通过NMR、IR等分析手段分析反应产物。
2. β-环糊精衍生物的手性固定相性能研究本文将通过手性识别实验、色谱技术、热重分析等手段来分析β-环糊精衍生物的手性固定相性能。
3. β-环糊精衍生物在药物制剂、生物医学等领域的应用研究本文将通过文献调查、实验研究等方法，对β-环糊精衍生物在药物制剂、生物医学等领域的应用进行探究。
四、研究意义1. 通过合成不同结构的β-环糊精衍生物，增加了手性固定剂的种类，拓宽了其应用范围；2. 深入研究β-环糊精衍生物的手性固定相性能，为手性化学理论的研究提供实验基础和理论依据；3. 探究β-环糊精衍生物在药物制剂、生物医学等领域的应用，为开发新型药物和生物功能材料提供参考和借鉴。
能分离手性化合物的固定相-环糊精
能分离手性化合物的固定相-环糊精
能分离手性化合物的固定相-环糊精
介绍了环糊精类化合物在色谱手性分离中的应用及其结构与特性.简单讲述了目前对环糊精能进行手性分离的原因的几种解释.分析了环糊精衍生物的种类及其在手性分离中的应用,特别是近年来,一些新的环糊精固定相和一些新方法的使用,使得环糊精的手性分离范围进一步拓宽.
作者：王东新 Wang Dongxin 作者单位：南京师范大学化学与环境科学学院,江苏,南京,210097 刊名：南京师大学报（自然科学版）ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF NANJING NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年，卷(期)：2008 31(2) 分类号：O658 关键词：环糊精手性分离对映体。
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8.1引言近年来手性色谱领域的发展，使对映体的分离逐渐趋向于正规化，环糊在这方面起着重要作用。
环糊精由villiers于1891年发现，由于它没有还原性和能被酸分解，在外形上又与纤维素十分相似，所以称为木粉（cellulosine）[1]。
12年后，schardinger首次鉴定出环糊精是一种低聚糖，同时详细地叙述了它的制备和分离方法[2,3]。
Schardinger还成功的分离出纯芽孢杆菌，取名纯化芽孢杆菌（bacillus macerans）至今仍是环糊精生产和研究中经常用的菌种。
环糊精可以由水解液选择性的分离，也可用吸附色谱和纤维素柱色谱分离和鉴定环糊精[4]。
Freudenberg等人认识到了环糊精配合物的稳定性[5].此后对环糊精及其配合物特性的研究进行了大量的研究工作。
目前高效液相色谱环糊精键合固定相，衍生化环糊精键合固定相，在对映体分离领域中已成为很有用的工具。
环糊精（cyclodextrin,CD）是由一定数量的葡萄糖单元通过α－1,4葡苷连接的环状分子结构。
由所含葡萄糖单元的个数不同，可分为α－CD,β-CD ,γ-CD . α－CD含有6个葡萄糖单元，β-CD含有7个葡萄糖单元，γ-CD含有8个葡萄糖单元。
目前还未发现少于6个葡萄糖单元的环糊精，已鉴定出多于8个葡萄糖单元的环糊精，某些支化结构的环糊精已有报告[4]。
环糊精的分子示意图类似于厚壁截顶圆锥筒（见图8.1）。
图8.1环糊精结构n＝1，α－CD；n＝2，β-CD；n＝3，γ-CD每个葡萄糖单元的2,3位仲羟基在环的大口一方，6位伯羟基在环的小口一方。
环的内侧是由氢原子和成桥氧原子形成的，所以环的内侧具有相对疏水性。
环糊精分子中每个葡萄糖单元含有5个手性碳原子。
因此α-CD，β-CD，和γ-CD 就分别含有30，35，40个手性碳原子。
环糊精最突出的特点是能与许多有机分子形成包容配合物(inclusion complex),即客体分子部分或全部进入CD的空腔[5].环糊精的物理性质列在表8.1中表8.1环糊精的物理性质环糊精葡萄糖单元分子量腔尺寸水溶性,M外径内径深度α－CD697313.7 5.77.80.114β-CD 7113515.37.87.80.016γ-CD 8129716.99.57.80.179环糊精液相色谱固定相的发展大致可分为环糊精聚合物固定相，环糊精键合固定相，衍生化环糊精固定相或多模式环糊精固定相几个阶段。
1965年，Solms和Enli[6]合成出了保留环糊精包合作用性能的CD聚合物，他们把环糊精与3-氯－1,2还氧丙烷反应，得到适用于液相色谱标准粒径的不溶性聚合物的固定相。
这种固定相对溶质的保留是CD-溶质包合常的函数，且对大量的天然产物，香料，芳香酸，核酸等有分离能力。
其缺点是机械强度差，不能在高压下操作。
以后的研究多集中在如何将环糊精连接在硅胶上，得到能在高压下使用的环糊精键合固定相。
1983年，Fujimura [7]和Kawguchi [8]合成出了硅基氨和酰胺键合固定相，但该固定相稳定性差，易水解。
1985年,Armstrong 研究组[9]合成除了不含硫,氮的环糊精手性固定相,这类固定相稳定性好，不易水解，目前这些稳定的固定相已作为Cyclobond 商品出售，Cyclobond 分别为β-CD，α-CD和γ-CD，对位置异构体和光学异构体都有很好的拆分能力。
但是这类环糊精固定相只有在反相条件下才能使用才能有分离能力。
在正相条件下，由于流动相中的非极性分子占据了环糊精内腔，使得溶质分子很难进入内腔，因而不能对溶质包合。
对于手性化合物常常没有拆分能力，限制了它的应用范围。
为了克服环糊精键合固定相存在的上述不足，Hattori[10,11]报道了两种氨基改性的环糊精手性固定相。
发展出了衍生化的环糊精固定相。
Fujimura[12]合成出了两种氨基甲酸酯改性的环糊精固定相。
Armstroing[13-15]等合成出了一系列酰基和异氰酸酯改性的环糊精手性固定相。
环糊精键合相的衍生化，增大了固定相与溶质分子的疏水相互作用或π-π相互作用，扩大了手性拆分的范围和能力，在正相和反相条件下，都有很好的拆分能力，所以又称多模式手性固定相（multimodal csp,MMcsp）。
与纤维素和淀粉类涂覆型固定相不同，衍生化的环糊精是共价键合到硅胶上的，所以对温度和溶剂的限制较少。
（R,S）-萘乙基氨基甲酸酯β-CD 是最先使用的MMCSP。
Li和Purdy[16]合成了一系列苯基、萘基和吡啶基改性的β-CDMMCSP,Okamoto等[17]合成了3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯β-CD-MMCSP,。
这些固定相由于既具有环糊精疏水空腔的包合作用，又具有芳香环的π－π作用，氢键作用和立体排阻效应，所以又称为多作用手性固定相（Multiple－interraction chiral stationary phase）。
8.2环糊精键合固定相8.2.1键合方式环糊精最重要的特点是能与许多有机分子、离子、游离基、无机分子等形成包容配合物。
这些包容配合物不仅能以固体状态存在，而且在水和某些有机溶剂中也是稳定的。
在配合物中，环糊精被称为主体，进入空腔中的分子或离子被称为客体。
客体分子能进入环糊精空腔，主要是疏水亲脂作用，范德华作用，静电引力作用，释放出包容的高能水分子和体系张力能的作用，而客体分子与环糊精空腔的体积匹配作用是最重要的。
正是由于环糊精的这一特性和良好的手性识别能力，在液相色谱手性分离中常用作流动相添加剂和固定相。
其中，由于环糊精固定相操作简便而得到广泛应用。
前已提及，早期使用的环糊精固定相是通过聚合、交联生成的颗粒。
机械强度差，柱效低，不能进行高速高效分离，以后发展出的化合键合固定相克服了上述不足。
化学键合环糊精是利用环糊精分子中活性羟基，通过间隔垫分子把环糊精共价键合到硅胶表面。
从化学反应活性考虑，环糊精分子中3种－OH的反应活性顺序是C6-OH>C2-OH》C3-OH. C6-OH的化学反应活性最强，而C6-OH又在环糊精分子的小口一方，所以环糊精键合通常都是环糊精的小口边与硅胶上的间隔垫连接。
C 2与C3位羟基的活性也有明显的差别，C3位羟基的活性要比C2位低的多，由于互相处于邻位，影响C3位的取代反应不完全，但C3位羟基磺酰化之后，在碱性条件下也易与C2羟基生成2,3－脱水环糊精。
大体积的反应物优先靠近到C 6-OH，它最容易接近。
C2-OH的酸性最强，Pka＝12.2，在无水条件下易选择性的去质子，进而与亲电试剂反应。
C3-OH反应性最低，在C6，C2位羟基被封锁之后才能选择性的进行反应。
羟基可以直接与烷基卤化物、环氧化物、烷基或芳基酰卤、异氰酸酯以及无机酸的卤化物反应生成酯或醚。
环糊精与硅胶键合连接的方式可以有以下几种：1.胺键连接氨丙基键合相与硅胶反应：2.酰胺键连接羧酸化的氨丙基硅胶键合相与乙二胺基环糊精反应：3.碳氧碳键连接醚基硅胶键合相与环糊精反应：前两种键合方式在连接隔垫上含有氮原子，稳定性差，易水解，第三种不含氮的键合相已证明在标准高效液相色谱条件下，是相对稳定的〔〔[18,19,20]。
目前这类固定相已作为Cyclobond商品出售。
β-CD，γ-CD和α－CD键合相的商品名分别为CyclobondⅠ、Ⅱ、Ⅲ。
Cyclobond被认为是最成功的液相色谱固定相之一。
8.2.2β-环糊精键合相不含氮原子的醚键连接的β-环糊精键合固定相的制备方法有两种。
一种是先将含有环氧基连接体键合在硅胶基质上，而后与环糊精反应得到环糊精键合固定相[21]〔。
另一种合成方法[22]是先将连接体试剂与环糊精反应，再与硅胶反应得到环糊精键合固定相。
我们通过对两种制备方法比较的结果表明[23]，用第二种方法制备的β-CD固定相含碳量高，对评价样品O-,M-,P-硝基苯胺异构体分离度好，说明固定相上β-环糊精的键合量比第一种合成方法得到固定相高。
合成步骤下式所示：在合成的β-环糊精固定相上，对如图8.1所示的三种硫代缩水甘油醚和两种硒代缩水甘油醚进行了拆分。
图 8.1外消旋化合物结构影响手性分离的因素很多，在确定的固定相条件下，对确定的样品来说，流动相的组成是影响分离的关键因素。
流动相的组成对样品保留和拆分的影响参见表8.2。
可以看出，随着流动相中甲醇含量的增加，容量因子k减小除两个硒代缩水甘油醚外，分离因子α总的趋势也是减小的。
这是由于随着流动相这甲醇含量的增大，相对疏水的甲醇分子占据环糊精内腔的几率也会增加，样品芳香环进入内腔的几率减小，故保留值减小。
表8.2 流动相甲醇含量对k’和α的影响甲醇/ 40/60 45/55 50/50缓冲液*（v/v）k1’k2’αk1’k2’αk1’k2’α样品1 4.00 6.74 1.69 2.34 3.38 1.44 1.64 2.09 1.282 6.99 11.23 1.61 3.22 5.13 1.54 1.87 2.71 1.453 12.24 16.53 1.35 5.05 6.71 1.33 2.72 3.51 1.294 8.08 10.31 1.28 4.20 5.35 1.33 1.96 2.50 1.285 4.93 7.27 1.47 3.10 4.04 1.30 1.91 2.61 1.37缓冲液：0.3％醋酸三乙胺（PH5.0）在用环糊精手性键合相拆分对映异构体时，对样品的结构有特殊要求，一是样品分子必须部分能够进入环糊精内腔，二是样品分子手性中心上的极性基团与环糊精腔中的羟基发生缔合作用[23]。
所拆分的5种化合物都含有苯环或萘环，能与环糊精内腔发生包容络合作用。
尽管样品分子中手性中心上的羟基距芳香环较远，但通过合适的取向，仍能与环糊精腔口的羟基形成氢建，所以这几种化合物的对映体在环糊精键合固定相上能得到较好的分离[24]。
（见图8.2）。
图8.2缩水甘油醚对映体拆分图柱：150×4.6mm；固定相：β-环糊精键合相；流动相：甲醇/0.3％醋酸三乙酯（PH5.0）＝40/60（v/v）;流速：1.0ml/min.环糊精键合固定相有良好的化学和物理稳定性，是目前应用最广泛的手性固定相之一。
由于环糊精的内腔是疏水的，所以在反相分离模式条件下，疏水溶质占据环糊精的内腔并生成包合配合物是溶质保留和手性选择性分离的基础。
在正相条件下，疏水性的流动相占据了环糊精的内腔，溶质与环糊精内腔口羟基的相互作用是主要的。
因此，在正相条件下与二醇基柱类似[27]，手性选择性差。
为了扩大环糊精键合相的应用范围，出现了改性环糊精键合固定相。
通常有5种功能团可以连接在环糊精键合固定相上[25]：（1）乙酰基，（2）2－羟丙基，（3）萘乙基氨基甲酸酯，（4）二甲基丙基氨基甲酸酯，（5）对－甲苯甲酰酯。