本發(fā)明涉及手性共價(jià)有機(jī)框架領(lǐng)域，具體涉及一種新型的用于手性氨基酸分離的環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、共價(jià)有機(jī)框架(cofs)作為一種全有機(jī)構(gòu)成的二維或三維多孔材料，通過元素如硼、碳、氮、氧和硅的縮合反應(yīng)形成高度有序的網(wǎng)絡(luò)。由于其高比表面積、低密度、固有的孔隙性、可調(diào)節(jié)的孔徑大小和易于定制的結(jié)構(gòu)，這些材料在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的性能，如催化、藥物遞送、氣體儲(chǔ)存與吸附、傳感器設(shè)計(jì)以及色譜技術(shù)等。特別是在非對(duì)稱催化和對(duì)映體選擇性識(shí)別方面，cofs展示了巨大的研究和應(yīng)用潛力。通過選擇合適的手性選擇劑并將其引入cofs中，可以開發(fā)出具有手性識(shí)別和分離功能的手性共價(jià)有機(jī)框架(ccofs)。近年來，科學(xué)界通過采用自底向上和后修飾的策略，成功合成了多種ccofs，并將其應(yīng)用于色譜分離的固定相中。尤其是環(huán)糊精鍵合的共價(jià)有機(jī)框架，因其在手性識(shí)別方面的出色性能，受到了廣泛關(guān)注。

2、手性是自然界的一種基本屬性，廣泛存在于構(gòu)成生物體的關(guān)鍵分子中，如氨基酸、酶和核苷酸等。這種立體化學(xué)的多樣性不僅為分子賦予了獨(dú)特的性質(zhì)，而且在生物過程中的特定相互作用中起著至關(guān)重要的作用，從而影響生物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與功能。眾所周知，一對(duì)手性對(duì)映體雖然在物理和化學(xué)性質(zhì)上幾乎相同，但它們的生物活性可能截然不同，有時(shí)甚至表現(xiàn)出相反的效果或毒性。例如，人體中的氨基酸是一種新型的小分子手性生物標(biāo)志物，其對(duì)映體組成是疾病預(yù)測和診斷研究的關(guān)鍵指標(biāo)。因此，手性氨基酸分析方法的建立迫在眉睫。

3、綜上所述，開發(fā)一種新型的用于手性氨基酸分離的環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種用于手性氨基酸分離的環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相及其制備方法。

2、本發(fā)明通過硅烷偶聯(lián)劑對(duì)硅膠微球改性，再用一鍋法將共價(jià)有機(jī)框架鍵合到硅膠微球的表面，然后再通過“點(diǎn)擊”反應(yīng)的策略將單(6-巰基-6-去氧)倍他環(huán)糊精(β-cd-sh)鍵合到共價(jià)有機(jī)框架中，得到環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相。將本發(fā)明手性固定相填充到不銹鋼柱中，即可用于高效液相色譜對(duì)映體分離。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

4、一種環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相的制備方法，包括以下步驟：

5、(1)將硅膠微球置于鹽酸溶液中，室溫?cái)嚢杌罨?～48h，用純凈水洗滌至中性，冷凍干燥，得到活性硅膠微球(sio2)；

6、硅膠微球的粒徑2～10μm；

7、鹽酸溶液由濃鹽酸與水按體積比4：1～1：1混合配制而成；

8、(2)將步驟(1)所得活性硅膠微球分散在無水甲苯中，加入γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(gpts)，在氮?dú)夥諊拢?10～140℃反應(yīng)12～36h，之后冷卻至室溫，洗滌(依次用乙醇、水充分洗滌)，冷凍干燥，得到硅烷化的硅膠微球(sio2-gpts)；

9、優(yōu)選活性硅膠微球、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量體積比為2～5：10，g/ml；

10、(3)將步驟(2)所得硅烷化的硅膠微球、2,5-雙(丙-2-炔-1-基氧基)對(duì)苯二甲醛(bpta)、1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(tpb)、乙腈混合，超聲分散均勻，攪拌下加入acoh，在25～50℃下攪拌反應(yīng)1～3天，反應(yīng)結(jié)束后洗滌(依次用乙腈、水充分洗滌)，冷凍干燥，得到共價(jià)有機(jī)框架改性的硅膠微球(sio2-cof)；

11、優(yōu)選硅烷化的硅膠微球、2,5-雙(丙-2-炔-1-基氧基)對(duì)苯二甲醛、1,3,5-三(4-氨基苯基)苯的質(zhì)量比為2～5：0.2～0.5：0.2～0.5；

12、(4)將步驟(3)所得共價(jià)有機(jī)框架改性的硅膠微球加入1,4-二氧六環(huán)中超聲分散，然后加入β-cd-sh溶于dmso的溶液，在氮?dú)夥諊拢?00～130℃反應(yīng)8～24h，反應(yīng)結(jié)束后洗滌(依次用乙腈、水充分洗滌)，冷凍干燥，得到所述的環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相(sio2-cof-s-cd)；

13、優(yōu)選共價(jià)有機(jī)框架改性的硅膠微球、β-cd-sh的質(zhì)量比為2～5：1。

14、本發(fā)明涉及上述制備方法制得的環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相。

15、將本發(fā)明環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相填充到色譜柱中，即可用于高效液相色譜分離手性氨基酸；所述手性氨基酸包括但不限于丹磺酰氨基酸，所述丹磺酰氨基酸具體例如：丹磺酰纈氨酸、丹磺酰異亮氨酸、丹磺酰亮氨酸；如圖1所示，所選用的2,5-雙(丙-2-炔-1-基氧基)對(duì)苯二甲醛具有炔烴側(cè)鏈，可與兩分子β-sh-cd發(fā)生反應(yīng)，制備出類似僑聯(lián)環(huán)糊精的手性固定相；通過兩分子環(huán)糊精的協(xié)同作用，有助于提升丹磺酰氨基酸的分離效果。

16、具體的色譜柱填充方法如下：

17、將環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相超聲分散于異丙醇中，以甲醇為置換液，將裝柱機(jī)壓力升到40mpa并保持2h，將手性固定相裝入色譜柱，完成填裝后，色譜柱需用流動(dòng)相平衡兩個(gè)小時(shí)，方可進(jìn)行色譜實(shí)驗(yàn)；

18、色譜柱的規(guī)格為內(nèi)徑：4.6mm、柱長：150mm。

19、本發(fā)明的有益效果在于：

20、本發(fā)明公開了一種環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架改性的硅膠微球新型固定相，作為高效液相色譜的填料。通過席夫堿反應(yīng)一鍋法先制備了共價(jià)有機(jī)框架改性的硅膠微球，然后通過巰基-炔“點(diǎn)擊”反應(yīng)將β-cd-sh鍵合到框架中，得到了一種新型的手性高效液相色譜填料。

21、本發(fā)明制備的填料具有機(jī)械強(qiáng)度高、物理化學(xué)性質(zhì)優(yōu)良以及強(qiáng)大的手性分離能力的優(yōu)點(diǎn)，能夠在hilic模式下高效拆分手性丹磺酰氨基酸化合物，分離速度快且選擇性高。本發(fā)明的制備過程條件溫和、操作簡便，反應(yīng)物產(chǎn)率高，材料穩(wěn)定性好，對(duì)于丹磺酰氨基酸的分離效果顯著，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，硅膠微球的粒徑2～10μm。

3.如權(quán)利要求1所述環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，鹽酸溶液由濃鹽酸與水按體積比4：1～1：1混合配制而成。

4.如權(quán)利要求1所述環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，活性硅膠微球、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量體積比為2～5：10，g/ml。

5.如權(quán)利要求1所述環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，硅烷化的硅膠微球、2,5-雙(丙-2-炔-1-基氧基)對(duì)苯二甲醛、1,3,5-三(4-氨基苯基)苯的質(zhì)量比為2～5：0.2～0.5：0.2～0.5。

6.如權(quán)利要求1所述環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，共價(jià)有機(jī)框架改性的硅膠微球、β-cd-sh的質(zhì)量比為2～5：1。

7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述制備方法制得的環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相。

8.如權(quán)利要求7所述環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相在高效液相色譜分離手性氨基酸中的應(yīng)用。

9.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相填充到色譜柱中，用于高效液相色譜分離手性氨基酸；所述手性氨基酸為如下之一：丹磺酰纈氨酸、丹磺酰異亮氨酸、丹磺酰亮氨酸。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于手性氨基酸分離的環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相及其制備方法；首先使用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)硅膠微球進(jìn)行改性，得到硅烷化的硅膠微球，然后通過一鍋法將硅烷化的硅膠微球與共價(jià)有機(jī)框架進(jìn)行反應(yīng)，制備得到共價(jià)有機(jī)框架改性的硅膠微球，接著使用硫化環(huán)糊精作為功能分子，通過巰基?炔“點(diǎn)擊”策略，制備得到環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架手性固定相；該環(huán)糊精鍵合共價(jià)有機(jī)框架具有強(qiáng)大的手性識(shí)別能力，其填充柱在液相色譜中可以在30分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)12種丹磺酰氨基酸的基線分離，其中纈氨酸、異亮氨酸和亮氨酸的分離度分別達(dá)到了5.017、4.351和3.782，并且制備過程操作簡單，反應(yīng)條件溫和，成本低廉，具有實(shí)際應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：陳松林,朱鈞超,童勝強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2