專利名稱：新型環(huán)糊精聚合物手性拆分劑的合成及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類新型手性拆分劑一磺酸化環(huán)糊精聚合物的合成方法及應(yīng)用，該類聚合物可作為手性拆分劑添加至毛細(xì)管電泳運(yùn)行緩沖液中，用于毛細(xì)管電泳手性化合物的分離，具有合成方法簡單，步驟少，提純和回收容易，合成成本低等優(yōu)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了環(huán)糊精衍生化取代在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的均一化，提高了柱效和分離度，同時(shí)改善環(huán)糊精溶解度，減小了電泳分離時(shí)焦耳熱，有利于工業(yè)化大規(guī)模使用，具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用前景。
背景技術(shù)：
手性是自然界的一種普遍現(xiàn)象，構(gòu)成生物體的基本物質(zhì)，如氨基酸、糖類等都是手性分子。手性分離尤其是手性藥物的拆分主要具有兩方面的意義藥理毒理學(xué)意義和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。與高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)等技術(shù)相比，用毛細(xì)管電泳(CE，capillary electrophoresis)技術(shù)進(jìn)行手性拆分具有費(fèi)用低,分析速度快,手性衍生化簡單，所需樣品量少，靈敏度和柱效高等優(yōu)點(diǎn)。對于CE手性分離，利用手性選擇劑來構(gòu)建立體選擇性環(huán)境是實(shí)現(xiàn)對映體區(qū)分的關(guān)鍵。手性選擇劑的種類很多，其中，環(huán)糊精(CDs, cyclodextrins)及其衍生物是應(yīng)用最為廣泛的一類手性拆分劑，其對多種結(jié)構(gòu)各異的手性化合物顯示出優(yōu)良的手性識(shí)別能力。環(huán)糊精的空間結(jié)構(gòu)具有一個(gè)疏水的桶狀空腔，空腔與對映體間的包合作用的差異，以及包合后遷移率的變化導(dǎo)致了對映體的分離。天然環(huán)糊精及其中性衍生物，如環(huán)糊精，雖已成功分離了一些手性化合物，但是其溶解度低和難以拆分中性對映體等缺點(diǎn)限制了其實(shí)際應(yīng)用，參見 Salvatore Fanali 的文章“Fanali S. J. Chromatogr. A, 1996，735:77 121. ”。帶電CDs衍生物因具有自身電泳淌度而能將中性對映體分離開。對環(huán)糊精進(jìn)行衍生化不僅可以提高選擇性，還可以擴(kuò)大手性分離范圍。環(huán)糊精分子中有多個(gè)反應(yīng)活性相似的羥基，以此環(huán)糊精為母體的衍生化產(chǎn)物也有其局限性1)帶電CDs衍生物通常是不同離子基團(tuán)取代度和取代位置不同的混合物，會(huì)對手性化合物的分離產(chǎn)生不利影響，如重現(xiàn)性差、柱效低等；2)帶電CDs衍生物對緩沖液的離子強(qiáng)度貢獻(xiàn)高，隨之產(chǎn)生較高的運(yùn)行電流，增加了電泳中的焦耳熱；3)難以實(shí)現(xiàn)對昂貴的帶電CDs衍生物的回收?；撬峄沫h(huán)糊精衍生物的手性選擇能力很強(qiáng)，應(yīng)用范圍非常的廣泛，大量文獻(xiàn)記載了各種類型的磺酸化環(huán)糊精應(yīng)用于手性毛細(xì)管電泳分離。使用混合取代的環(huán)糊精不可避免的造成手性選擇性下降，柱效降低，批次重現(xiàn)性差的問題，分析學(xué)者們采用了各種各樣的化學(xué)合成手段，以期待從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度獲得高純度均一化的磺酸化環(huán)糊精帶電衍生物。比較典型的是Vincent等構(gòu)造的一系列的磺酸化環(huán)糊精對映體,參見“VincentJ B, Sokolowski A D, Nguyen T, Anal. Chem. 1997，69:4226 4233” 和“Vincent J B, KirbyD M, Nguyen T V，Vigh G,Anal. Chem. 1997，69 (21) : 4419 4428” 等，他們使用了繁瑣的化學(xué)合成過程，得到了單一的磺酸化對映體，并成功的實(shí)現(xiàn)了手性分離。但是，這類負(fù)電CDs衍生物的制備過程包括羥基的保護(hù)及脫保護(hù)，各步產(chǎn)物的色譜柱純化等復(fù)雜步驟，產(chǎn)物不但價(jià)格昂貴且無法回收再利用，故在很大程度上限制了其廣泛使用。另外，F(xiàn)u-Tai A. Chen等人更早的高磺化環(huán)糊精也是一類,參見“Chen F T, ShenG, Evangelista R A, J. Chromatogr. A, 2001，924:523 532，，和 “Chen F T, EvangelistaR, American lavoratory, 2002, 8:30 37”等,他們通過空間上的球形對稱,從而達(dá)到了獲得均一化環(huán)糊精的目的。環(huán)糊精本身化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)造成制備和回收這些化學(xué)結(jié)構(gòu)上均一的環(huán)糊精非常困難，使得價(jià)格非常昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種新型環(huán)糊精聚合物手性拆分劑的合成方法，以新型合成思路獲得取代位置和取代度均一的衍生化環(huán)糊精手性拆分劑，將取代不均一的衍生化環(huán)糊精連接成聚合物，此法不僅具有合成方法簡單，步驟少，提純和回收容易，合成成本低等優(yōu)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了環(huán)糊精衍生化取代在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的均一化，提高了柱效和分離度，同時(shí)改善環(huán)糊精溶解度，減小了電泳分離時(shí)焦耳熱。通過合成磺酸化環(huán)糊精聚合物并對其進(jìn)行的表征結(jié)果證明本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的優(yōu)勢，并將此聚合物作為緩沖液添加劑分別用于CE手性化合物分離中。本發(fā)明的主要目的如下I.以制備帶電環(huán)糊精聚合物為例闡述一種新型手性拆分劑設(shè)計(jì)思想以解決天然環(huán)糊精(如β -環(huán)糊精)水溶性低，帶電CDs衍生物離子強(qiáng)度高、取代度和取代位置難以控制、價(jià)格昂貴等難題；2.通過自由基聚合反應(yīng)制備新型、高效、價(jià)廉、可回收再利用的手性拆分劑——磺酸化環(huán)糊精聚合物。3.將磺酸化環(huán)糊精聚合物添加至CE緩沖液中用于手性化合物拆分。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明新型磺酸化環(huán)糊精聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)是
權(quán)利要求
1.一種新型合成思路以獲得取代位置和取代度均一的衍生化環(huán)糊精手性拆分劑，其特征在于，將取代不均一的衍生化環(huán)糊精連接成聚合物。
2.一種新型磺酸化環(huán)糊精聚合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為
3.一種根據(jù)權(quán)利要求2所述新型磺酸化環(huán)糊精聚合物的合成方法，其特征在于，由β -環(huán)糊精經(jīng)過聚合和磺酸化反應(yīng)制備得到，制備的反應(yīng)路線如下
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述新型磺酸化環(huán)糊精聚合物的合成方法，其特征在于，包括以下步驟 I)室溫下將純化的β -環(huán)糊精溶解在29Γ5%的氫氧化鈉溶液中，攪拌至完全溶解，氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢滴加廣5倍當(dāng)量的烯丙基縮水甘油醚，維持溫度在4(T65°C，反應(yīng)36飛Oh小時(shí)結(jié)束，稀鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液至中性，并加入丙酮沉淀產(chǎn)物，過濾，烘干得白色固體烯丙基β -環(huán)糊精，研細(xì)備用； 2)將濃硫酸于冰鹽浴中冷卻至0°C后，緩慢加入烯丙基β-環(huán)糊精細(xì)粉，控制溫度<5°C，磁力攪拌反應(yīng)I. 5^3h后將反應(yīng)液倒至大量水中，加碳酸鈣中和，濾去硫酸鈣沉淀，濾液中加入乙醇，低溫過夜，過濾，用碳酸鈉調(diào)節(jié)濾液pH至10. 50，過濾，濾液減壓濃縮；濃縮液倒入大量無水乙醇中，得到沉淀，沉淀干燥得淺黃色固體即為磺酸化烯丙基β_環(huán)糊精； 3)將合成的磺酸化烯丙基β-環(huán)糊精溶解于水中，真空脫氣30-60min,加入1^5倍當(dāng)量的丙烯酰胺，氮?dú)庀聰嚢?0-60min，加入過硫酸鉀引發(fā)反應(yīng)，40 65°C下攪拌反應(yīng)24 48小時(shí)；反應(yīng)完全后，將反應(yīng)液稍加稀釋后 倒入截留分子量為14，000的透析袋中透析，透析液過濾后凍干得到磺酸化環(huán)糊精聚合物產(chǎn)品。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求2新型磺酸化環(huán)糊精聚合物在毛細(xì)管電泳手性化合物拆分中的應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述新型磺酸化環(huán)糊精聚合物在毛細(xì)管電泳手性化合物拆分中的應(yīng)用，是將磺酸化β -環(huán)糊精聚合物作為緩沖液添加劑，在毛細(xì)管電泳中對手性化合物對映體進(jìn)行分尚。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述新型磺酸化環(huán)糊精聚合物在毛細(xì)管電泳手性化合物拆分中的應(yīng)用，其具體步驟包括 配制不同PH值的基質(zhì)緩沖液，經(jīng)O. 45 μ m水系濾膜過濾后，向其中加入磺酸化β -環(huán)糊精聚合物得電泳運(yùn)行緩沖液； 使用毛細(xì)管電泳儀設(shè)備，將毛細(xì)管活化沖洗后，向毛細(xì)管中充滿不含磺酸化環(huán)糊精聚合物的緩沖液，在毛細(xì)管中推入一段含有磺酸化β -環(huán)糊精聚合物的緩沖液，使其未到檢測窗口處，進(jìn)樣，將毛細(xì)管兩端放入不含磺酸化環(huán)糊精聚合物的緩沖液中加電壓電泳；開啟電泳電壓，電泳場強(qiáng)為50-1000V/cm，根據(jù)不同手性藥物的性質(zhì)選擇檢測方法測試手性化合物； 分離條件為所述磺酸化β -環(huán)糊精聚合物添加濃度為O. 1%-6. 0% ；電泳運(yùn)行緩沖液pHl. 50-12. 50 ;電泳運(yùn)行緩沖液濃度為5-200mmol/L ;運(yùn)行電壓I-IlkV ’溫度17_37°C;有機(jī)添加劑含量0_50%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型環(huán)糊精聚合物手性拆分劑的合成方法，以新型合成思路獲得取代位置和取代度均一的衍生化環(huán)糊精手性拆分劑，這種新型手性拆分劑是由環(huán)糊精經(jīng)過聚合和磺酸化反應(yīng)制備得到，將取代不均一的衍生化環(huán)糊精連接成聚合物，此法不僅具有合成方法簡單，步驟少，提純和回收容易，合成成本低等優(yōu)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了環(huán)糊精衍生化取代在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的均一化，提高了柱效和分離度，同時(shí)改善環(huán)糊精溶解度，減小了電泳分離時(shí)焦耳熱。通過合成磺酸化β-環(huán)糊精聚合物并對其進(jìn)行的表征結(jié)果證明本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的優(yōu)勢，將此聚合物作為緩沖液添加劑可以用于毛細(xì)管電泳手性化合物分離中。
文檔編號(hào)C25B7/00GK102924670SQ20121043043
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者包建民, 李優(yōu)鑫, 賈菲菲, 梁清剛 申請人:天津大學(xué)