一种化学键合型纤维素类手性固定相及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及色谱填料的制备，具体就是以4-氯甲基苯基甲酸酯纤维素衍生物作为手性选择剂，1，6-己二异氰酸酯为连接臂，通过化学键合的方法将其修饰至载体上，制备出化学性能稳定的键合纤维素(4-氯甲基苯基甲酸酯)手性色谱固定相。
【背景技术】
[0002]在目前大量的手性固定相中，多糖类手性固定相已被证明有着广泛的用途。用纤维素、淀粉等多糖类衍生物制备的手性固定相是高效液相色谱手性拆分中使用最广泛的手性固定相，并具有较好的拆分能力。自1973年Hesse和Hagel第一次用微晶形态的纤维素三醋酸酯直接作为液相色谱的手性固定相以来，纤维素衍生物手性固定相方面的研究已有近30年的历史，对此类手性固定相的研究相对比较深入。
现今，涂敷型纤维素手性固定相发展已比较成熟，但是涂敷型固定相对流动相的选择范围窄的问题依然存在，所以键合型固定相日趋受到人们的关注，且发展较为迅速。随着Chirlpak IA、Chirlpak IB、Chirlpak IC的商品化,新的键合型纤维素固定相必将不断涌现。目前日本的Daicel公司是纤维素类手性色谱柱的主要制造商之一；国内现也有自主研制的涂敷型纤维素CSP色谱柱出售，但键合型纤维素CSP尚未商品化。
因此，我们制备了一种色谱性能优异的化学键合型纤维素类手性色谱固定相，克服了涂覆型手性固定相在有些溶剂中会溶胀或溶解、使用寿命短、不耐高压等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种新型的化学键合纤维素类手性固定相，可对多种结构类型的手性化合物进行分离，同时，所制备的固定相具有良好的稳定性，适用于高效液相色谱填料。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:首先分别制备氨丙基修饰硅胶和纤维素4-氯甲基苯基甲酸酯衍生物，然后通过连接臂1，6己二异氰酸酯，将纤维素衍生物修饰至硅胶表面，制备出键合型纤维素类手性色谱固定相，具体反映步骤如下:
(1)氨丙基硅胶的制备
将硅胶活化干燥，置于圆底烧瓶中，依次加入干燥甲苯、三乙氧基氨丙基硅烷，氮气保护下加热回流24h，趁热过滤、洗涤、干燥，得氨丙基修饰硅胶。
(2)纤维素衍生物制备
将纤维素悬浮于吡啶溶剂中，与三苯基氯甲烷反应24h后，再加入4-氯甲基苯基异氰酸酯反应24h，冷却后过滤，加入到盐酸的甲醇溶液中，常温搅拌反应24h，过滤、洗涤、真空干燥得纤维素衍生物。
(3)化学键合
将上述制备的纤维素衍生物溶于四氢呋喃中，加入氨丙基硅胶，缓慢蒸除四氢呋喃后，移入圆底烧瓶，加入新干燥的甲苯和吡啶溶液及1，6己二异氰酸酯，反应6h，冷却后，过滤、洗涤、真空干燥，即可制得键合型纤维素手性固定相。
[0004]本发明具有以下优点:
1.应用范围广。本发明以1，6己二异氰酸酯作为连接臂，将4-氯甲基苯甲酸酯纤维素衍生物修饰至硅胶表面，得到的手性固定相具有较高分离效率，适用于液相色谱、气相色谱等领域；可用于手性化合物的分离，也可用于手性化合物的制备。此外，本方法还可以与其他类型的纤维素衍生化试剂反应，制备多种纤维素类手性固定相，具有更广泛的应用范围。
2.适用于多种流动相。本发明制备的键合型纤维素类手性固定相，可以弥补商品化同类固定相受流动相限制的不足，具有更广泛的溶剂选择性；可以使用常见的流动相，也可使用四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷等作为流动相添加剂。
3.使用重复性好，可以实现商品化生产。本发明是通过纤维素6-位上的羟基，利用二异氰酸酯双官能团试剂，将纤维素类衍生物修饰至硅胶表面，是一种选择性固载法，重现性好，可实现商品化生产。
【附图说明】
[0005]图1是化学键合型纤维素-(4-氯甲基苯甲酸酯)手性固定相对安息香消旋体拆分分析色谱图，分离条件:正己烷/异丙醇(80/20，体积比)
[0006]图2是化学键合型纤维素-(4-氯甲基苯甲酸酯)手性固定相对反式1，2 二苯乙烯氧化物消旋体拆分分析色谱图，分离条件:正己烷/异丙醇(80/20，体积比)
【具体实施方式】
[0007]实施例1:
(1)将3g硅胶活化并于120°C干燥过夜，置于10ml三口圆底烧瓶中，依次加入30ml干燥甲苯、5ml三乙氧基氨丙基硅烷，在110°C氮气保护下加热下回流24h，趁热过滤、洗涤、80°C下干燥过夜，得氨丙基硅胶。
(2)纤维素衍生物的制备
将Ig纤维素置于盛有40ml吡啶的三口圆底烧瓶中，加入3g三苯基氯甲烷在100°C下反应24h，再加入3g 4-氯甲基苯基异氰酸酯在100°C下继续反应24h，冷却后，将产物倾入10ml盐酸的甲醇溶液中，室温搅拌反应24h，过滤并用甲醇洗涤，真空干燥，得纤维素衍生物。
(3)化学键合
取0.5g纤维素衍生物溶于盛有30 ml四氢呋喃的烧杯中，加入2g氨丙基硅胶，缓慢蒸除去四氣呋喃，移入三口圆底烧瓶中，加入5ml干燥的甲苯卩比唆溶液及20 mg I, 6己二异氰酸酯，90°C下反应6h，冷却后，分别用甲醇、四氢呋喃洗涤，真空干燥，即制得键合型纤维素类手性固定相。
[0008]实施例2:
(1)将15g硅胶活化并于120°C干燥过夜，置于250ml三口圆底烧瓶中，依次加入150ml干燥甲苯、25ml三乙氧基氨丙基硅烷，在110°C氮气保护下加热下回流24h，趁热过滤、洗涤、80°C下干燥过夜，得氨丙基硅胶。
(2)纤维素衍生物的制备将3g纤维素置于盛有10ml吡啶的三口圆底烧瓶中，加入1g三苯基氯甲烷在100°C下反应24h，再加入1g 4-氯甲基苯基异氰酸酯在100°C下继续反应24h，冷却后，将产物倾入300ml盐酸的甲醇溶液中，是文教办反应24h，过滤并用甲醇洗涤，真空干燥，得纤维素衍生物。
(3)化学键合
取3g纤维素衍生物溶于盛有180ml四氢呋喃的烧杯中，加入12g氨丙基硅胶，缓慢蒸除去四氢呋喃，移入三口圆底烧瓶中，加入30ml干燥的甲苯吡啶溶液及120mg 1，6己二异氰酸酯，90°C下反应6h，冷却后，分别用甲醇、四氢呋喃洗涤，真空干燥，即制得键合型纤维素类手性固定相。
【主权项】
1.一种化学键合型纤维素类手性固定相的方法，其特征在于，按如下反应步骤进行: 1)氨丙基硅胶的制备:将硅胶活化干燥，置于容器中，依次加入干燥甲苯、作为连接臂的硅烷试剂，氮气保护下加热回流24h，趁热过滤、洗涤、干燥，得氨丙基修饰硅胶； 2)纤维素衍生物的制备:将干燥纤维素置于盛有重蒸吡啶的圆底烧瓶中回流，缓慢加入适量用于修饰纤维素衍生化试剂，加热回流24h，反应体系冷却至室温，将产物转移至盐酸的甲醇溶液中，室温搅拌24h，过滤、洗涤、干燥备用； 3)化学键合:将上述制备氨丙基硅胶加入到纤维素衍生物的四氢呋喃溶液中，缓慢蒸除溶剂，加入新干燥的甲苯和吡啶溶液及连接臂试剂，反应后冷却，分别用甲醇、四氢呋喃洗涤产物，真空干燥，即可制得化学键合型纤维素类手性固定相。2.根据权利要求1所述合成化学键合型纤维素类手性固定相的方法，其特征在于:所述的步骤I)化学键合所用连接臂的硅烷试剂为三乙氧基氨丙基硅烷。3.根据权利要求1所述合成化学键合型纤维素类手性固定相的方法，其特征在于:所述的步骤2)中的纤维素衍生化试剂为4-氯甲基苯基异氰酸酯。4.根据权利要求1所述合成化学键合型纤维素类手性固定相的方法，其特征在于:所述的步骤3)中键合所用的连接臂为1，6-己二异氰酸酯。5.根据权利要求1所述合成化学键合型纤维素类手性固定相的方法，其特征在于:所述的步骤3)中甲苯和吡啶的体积比为5:1。6.根据权利要求1所述合成化学键合型纤维素类手性固定相的方法，其特征在于:所述硅胶为全多孔硅胶。
【专利摘要】一种化学键合型纤维素类手性固定相的方法，步骤为：（1）在盛有机溶剂的反应容器中，纤维素与其衍生物反应得到纤维素衍生物，洗涤干燥备用；（2）将上述制备的纤维素衍生物涂覆于氨丙基硅胶表面，蒸除溶剂，加入新的溶剂及连接臂试剂，反应后，冷却，再分别用甲醇、四氢呋喃洗涤产物，真空干燥，即可制得化学键合型纤维素类手性固定相。本发明优点：制备的手性固定相应用范围广、色谱性能好、化学稳定性好、可以实现商品化生产。
【IPC分类】B01J20/29, B01J20/30
【公开号】CN105080518
【申请号】CN201410198546
【发明人】韩海峰, 周利娟, 朱建生, 汪青, 王涛
【申请人】中科院大连化学物理研究所淮安化工新材料研究中心
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月13日