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新型手性毛细管柱的研制及对手性物质的分离
作者:佚名    技术进步来源:本站原创    点击数:5903    更新时间:2007/9/2

 

               新型手性毛细管柱的研制及对手性物质的分离

郭登峰等

摘要:以b-环糊精衍生物为固定相,色谱法分离对映体时现代科学研究的重点之一。研究了合成两种新的b-环糊精衍生物色谱固定相,236-三-O-三庚基-bCDTHPCD)和26O-二庚基-3O-乙酰基-bCDDHACD),以OV1701为稀释剂,采用动态法,制备了新型毛细管色谱柱,从柱的分离选择性、惰性、柱效、稀释剂的配比等方面作了较为系统的研究,并初步探讨了b-环糊精衍生物固定相可能的手性拆分机理。

关键词:环糊精衍生物;气相色谱;拆分;对映体

中图分类号:O 653.1TS 236.9     文献标识码:A

    手性分子特有的物理、化学或生物功能,使其成为现代科学研究的重点之一,气相色谱手性毛细管柱分离对映体是一种非常重要的技术。由于b-环糊精(bcyclodextrinbCD)在结构上的特殊性,自1988Konig等人将改性环糊精用于毛细管气象色谱固定相拆分对映体以来,环糊精衍生物以其高选择性,适应范围广,成为气相色谱手性分离研究中发展最快的固定相。环糊精分子取代基的位置和类型是影响选择性的主要因素,采用不同的衍生化方法对环糊精分子上的不同活性羟基进行衍生,可得到性质各异,选择性不同的手性固定相。本研究采用全烷基化和部分酰基化方法合成了两种环糊精衍生物236-三-O-三庚基-bCDTHPCD)和26O-二庚基-3O-乙酰基-bCD,用硫酸钡微晶对 玻璃毛细管内壁进行改性,以中等极性的聚硅氧烷OV1701作稀释剂,制备了柱效高、热稳定性好的手性石英毛细管柱,并考察了手性柱的色谱性能和稀释剂的用量的影响,并对色谱柱手性拆分性能进行了讨论。

1 试验部分

1.1仪器和试剂

G9790J型气象色谱仪(浙江温岭福立分析仪器有限公司);Wdl95气相色谱工作站(大连化物所);CDMC-2A型色谱处理机(上海计算技术研究所);FID检测器;0.32mmI. D石英毛细管(河北永年光纤厂);超声波振荡仪;b-环糊精(bCD)(苏州味精厂),BaSO4微晶(自制)。二甲亚砜(DMSO)。四氢呋喃(THF),乙酸酐等试剂均为市售分析纯。

1.2环糊精衍生物合成

按文献[6]方法合成THPCD,文献[7]方法合成DHACD。称取10g bCD置于干燥的500ml三口烧瓶中,加入160mlDMSO,搅拌溶解后加入10g研细的NaOH粉末,搅拌1h,再加入20ml溴庚烷,升温至70℃,反应4h,用二氯甲烷萃取后,有机相用水洗至中性,用无水Na2SO4干燥。60℃蒸去二氯甲烷,用硅胶柱纯化,得到26O-二庚基-bCDDHPCD.

再称取2gDHPCD溶于30ml四氢呋喃(THF),加3g研细的氰化钠粉末,加热回流,再加入20ml溴庚烷,回流24h。冷却后加水终止反应,蒸去未反应的溴庚烷,产物用二氯甲烷萃取,用50NaHCO3溶液和水洗涤,无水Na2SO4干燥,60℃蒸去溶剂,用硅胶柱分离纯化,得到THPCD

2gDHPCD溶于30mlTHF,再加5ml乙酸酐,回流24h,冷却。用异丙醚萃取,5NaHCO3溶液和水洗涤,无水NaSO4干燥。60℃蒸去溶剂,用硅胶柱分离纯化,得到DHAD

1.3手性毛细管色谱柱制备

将硫酸钡微晶的13丙二醇悬浮液用超声波处理30min后,动态涂于毛细管内壁,异2/min速率程序升温至240℃并保温4h,除去溶剂。

THPCDDHACD分别与OV1701以不同比例混合,以V(二氯甲烷):V(异丙醚)=11作溶剂配成质量分数为2%的固定液,用快速超动态法涂固定液,涂好的柱子先在60℃保温2h,然后以3/min程序升温到180℃,老化10h

2 结果和讨论

  21 环湖精衍生物与稀释剂配比的 选择

Ov17017 %氰丙基和5%苯基,是常用环糊精气相色谱手性固定相。为选择合适固定液配比,本文选取ov1701DHACD以不同的混合比例配备毛细管色谱性,以难分离的间、对二氯苯为基准物,考察分离因子a,结果见表1

从表1可以看出,随着固定液混合比中DHACD含量的 增加,间、对二氯苯的分离系数先是明显增加,后来趋于平缓,同时,柱温明显增加。这是由于DHACD具有独特的空间结构,对分离对象选择性保留能力比OV-1701要强。所以,为达到最佳分离效果,柱温明显升高。选择最佳色谱分离条件应为高分离度,低柱温,兼顾这两因素影响,选择固定液配比41较为合适。

  22 手性毛细管柱效与热稳定性评价

环糊精衍生物作为色谱固定相制备毛细管柱,一直用腐蚀的方法进行涂柱,这种制柱方法比较复杂,对玻璃表面硅醇基减活要求液比较严格,否则会导致色谱峰拖尾严重,有报道直接将bCD衍生物石英玻璃毛细管上,结果在柱温180℃就起液滴,柱效严重下降。本研究采用硫酸钡微晶处理毛细管内壁,再涂bCD衍生物,柱效较高,柱温可升到200℃,在200℃保温6h后柱容量和柱效基本保持不变。

选用十二烷为基准物测试毛细管柱效,测试温度为120℃,结果列于表2。从表2可以看出,毛细管柱柱效较高,用Grob试剂对柱的惰性进行检验,Grob试剂中各组分得到很好分离,峰形对称,表明柱子有很好的惰性,柱温200℃时基线无漂移。多次测定萘,正辛烷,十二烷等保留值,相差很小,说明色谱柱稳定性较好。

  23 手性化合物的拆分

3列出了一些对映体在b-环糊精手性柱的色谱分离参数,可以看出,制备的手性毛细管柱,对醇、烷手性化合物都具有手性拆分能力,DHACDTHPCD极性稍强,拆分效果也不同。从表3可以看出,DHACD在分离极性对映体如醇、胺时,较THPCD具有更强的选择性,这可能时因为bCD3位羟基(指向笼穴内)酰基化,乙酰基上的氧可作为受体,与对映体上氢形成氢键,导致选择性增加,亦有可能是偶极-偶极作用所致。同时也可以看出,THPCD对烷烃具有更强的选择性,且随着烷链的增长,起选择性有下降的趋势,可能在对映体的分离过程中,空间包络作用和范得华力相互作用得结果。笔者亦将DHPCD1701混合制备毛细管色谱柱,发现其对上述手性化合物立体选择性较差,可见3位取代基得结构和大小对立体选择性影响较大。

3         结论

(1)       采用烷基化和乙酰基化对b-环糊精改性,降低了熔点,增强了成膜性,毛细管色谱柱具有较高得热稳定性、分离效能和很好得惰性。

(2)       DHACDTHPCD在分离较强极性对映体如醇胺时,具有更强得拆分能力,而对极性较弱得对映体拆分能力减弱。

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