对甲/氯苯异氰酸酯修饰的阳离子环糊精手性拆分材料的点击制备及应用
【技术领域】
[0001 ]本发明属于药物外消旋体的手性拆分领域，涉及色谱手性拆分材料:通过引入对 氯苯基异氰酸酯和对甲基苯基异氰酸酯基对烯丙基咪唑盐环糊精进行功能衍生，再经过 "巯基-烯"点击反应将烯丙基咪唑盐环糊精与巯基修饰硅胶可控桥联，在多孔硅胶表面通 过硫醚键构建了疏水改性环糊精单分子层，制备了两种结构明确的具备多重作用位点的新 型环糊精手性拆分材料。该种分离材料可用于各种色谱技术的药物手性拆分和制备。
【背景技术】
[0002] 具有手性活性的化合物，例如大多数药物，它们的药理和毒理活性与体内大分子 之间的手性匹配密切相关。因此，手性对映体在生物体内的代谢和药理作用常存在着显著 差异。起初药物主要是以外消旋体的形式出售，但后来研究者发现，手性药物中一种对映异 构体有药效作用，而另一种对映异构体则无药效作用甚至会产生毒性。因此，选择合适手性 技术的重要性日益凸显，在众多的手性分离技术中，高效液相色谱手性固定相分离手性药 物最为有效。由于环糊精具有内疏水外亲水的特性，其疏水空腔对很多化合物具有包合作 用，同时环糊精可相对容易地进行各类功能衍生，所以被广泛地应用于高效液相色谱固定 相。
[0003] 环糊精是淀粉在环糊精糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常 含有6-12个D-吡喃葡萄糖单元，以1，4-糖苷键首尾相连，其广泛应用于分离有机化合物及 用于有机合成，也用作医药辅料、食品添加剂等。1985年，Armstrong通过碳-氧-碳醚键连接 方式把β-环糊精稳定键合到硅胶上，制成不易水解的键合β-环糊精固定相，该固定相可以 有效地分离位置异构体和对映异构体(参见:D. W. Armstrong，US-Patent4539399)。。
[0004] Ng等开发了以脲基作为键合臂的结构可控的衍生环糊精手性固定相，这是第一种 结构可控的键合方式（参见美国专利文献US-Patent6017458,6296768,6720285)。中科院大 连化物所的梁鑫淼课题组将天然环糊精通过点击化学的方法接枝到炔基衍生的硅胶表 面，制备了新型结构可控的三唑键合臂天然环糊精手性固定相，表现出良好的手性拆分能 力及稳定性(参见中国专利文献CN101745371A和CN102343258A)。
[0005] 目前环糊精手性分离材料的研究主要集中在功能键合臂的开发和以及改性环糊 精分子的设计合成两大方面。
[0006] 环糊精键合硅胶固定相材料已经有很好的发展，酰胺键合臂、醚基键合臂、脲基键 合臂和三唑环键合臂等均已开发且效果良好。随着研究的不断深入，对固定相的拆分性能 提出了更高的要求，研究者们开始致力于对环糊精羟基的选择性修饰，从而希望它能拆分 更多的对映异构体或对对映异构体具有更高选择性。
[0007] 对环糊精羟基的选择性修饰，即环糊精分子的改性。研究表明，环糊精的改性可以 改变其空腔与对映体的相互作用力。通过引入烷基、烷氧基、苯基异氰酸酯基等基团，使环 糊精手性分离材料在手性拆分的过程中与対映体有更多的作用位点。
[0008] 点击化学又称链接化学、动态组合化学和速配接合组合式化学。反应简单高效，有 立体选择性，得到单一的产物，并且能够在环境温度和大气环境下反应。点击化学反应选用 易得原料，通过可靠、高效化学反应快速合成大量新化合物，且反应条件温和、产物收率高 和不需要专门的分离提纯。点击化学主旨是通过小单元的拼接，来快速可靠地完成形形色 色分子的化学合成。它尤其强调开辟以碳-杂原子键(C-X-C)合成为基础的组合化学新方 法，并借助这些反应(点击反应)来简单高效地获得分子多样性。
[0009] 起初，"疏基-稀"点击反应是制备网状结构的聚合物和材料的一种手段。然而近来 由于对点击化学的认识，"疏基-稀"点击反应已经吸引了研究者在其他领域的探索。
[0010] 综上所述，目前国内外环糊精手性拆分材料的制备方法已经取得了长足的进步。 但仍然存在一些问题：（1)功能键合臂存在不稳定的基团，环糊精容易发生脱落，色谱分离 材料重现性差；（2)具有多重识别位点的可控性健合臂的开发比较困难，只能对几种特定手 性药物进行拆分；（3)对于环糊精的改性，虽然能够引入偶极-偶极、31-31键、疏水作用等，但 其难以保证对不同色谱分离条件的稳定性;对于不同改性环糊精手性固定相只能拆分特定 的对映异构体，针对性较强。
【发明内容】
[0011] 针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种对甲/氯苯异氰酸酯修饰的阳离子 环糊精手性拆分材料的点击制备方法，将具有多重作用位点的苯基异氰酸酯基团引入环糊 精分子骨架，通过"疏基-烯"反应制备具备性能优异的环糊精手性色谱分离材料。一方面考 虑到烯丙基作为健合臂，延长了碳链，可以有效地降低衍生化环糊精固载难度;另一面通过 苯基异氰酸酯基团的引入可以有效地提升色谱拆分材料的手性识别能力，提高分离通量。
[0012] 为了解决上述技术问题，本发明提出的一种对甲/氯苯异氰酸酯修饰的阳离子环 糊精手性拆分材料的点击制备方法，包括以下步骤：
[0013] 步骤一、单-6-( 1-烯丙基咪唑)环糊精的制备：
[0014] 在有机溶剂中加入单-6-对甲基苯磺酰基环糊精和1-烯丙基咪唑，所述单-6-对甲 基苯磺酰基环糊精和1-烯丙基咪唑的摩尔比为1:2~1:5，于50~150°C反应20~40小时，然 后将反应体系倒入乙腈中析出固体，用乙腈洗两遍，干燥即得到单-6-(1-烯丙基咪唑)环糊 精；
[0015] 步骤二、单-6-(1-烯丙基咪唑)环糊精的离子交换：
[0016] 用水溶解步骤一得到的单-6-(1-烯丙基咪唑）环糊精，阴离子树脂装在离子交换 柱里，用水冲洗直到树脂呈中性为止，从而得到单-6-(1-烯丙基咪唑)环糊精溶液;将单-6-(1-烯丙基咪唑)环糊精溶液倒入离子交换柱中，用大量的水不断淋洗，得到的滤液用旋转 蒸发仪旋干即得离子交换的单-6-(1-烯丙基咪唑)环糊精；
[0017] 步骤三、单-6-(1-烯丙基咪唑)环糊精的衍生：
[0018]在有机溶液中加入单-6-(1-烯丙基咪唑)环糊精和对甲/氯苯异氰酸酯，每克单-6-(1-烯丙基咪唑)环糊精所需的对甲/氯苯异氰酸酯为3~30mL，氮气保护下，于30~120°C 下搅拌反应10~48小时;将反应液减压蒸馏，得固体产物A;向固体产物A中加入乙酸乙酯和 饱和氯化钠溶液，每克固体产物A所需的乙酸乙酯溶液为50~80mL，每克固体产物A所需的 饱和氯化钠溶液为15~30mL，充分搅拌后，过滤，用乙酸乙酯萃取滤液，旋蒸得粗产品；用二 氯甲烷溶解粗产品，柱色谱提纯，干燥后的产品即为对甲/氯苯异氰酸酯修饰的环糊精；
[0019] 步骤四、巯基硅胶的合成：
[0020] 在有机溶液中加入微球型硅胶和(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷，每克微球型硅胶所 需的（3-巯基丙基)三甲氧基硅烷为0.05~5mL，于30~150°C反应4~20小时，然后将反应体 系倒入丙酮中，即可得到巯基硅胶；
[0021] 步骤五、点击化学反应制备对甲/氯苯异氰酸酯修饰的阳离子环糊精手性色谱分 离材料，步骤如下：
[0022] 在有机溶液中依次加入步骤三制备得到的对甲/氯苯异氰酸酯修饰的环糊精、步 骤四制得的巯基硅胶和引发剂，每克对甲/氯苯异氰酸酯修饰的环糊精所需的巯基硅胶为 0.5~2g，每克对甲/氯苯异氰酸酯修饰的环糊精所需的引发剂为5~10mg。氮气保护，100~ 150°C下搅拌反应10~15小时，过滤，得到固体产物B;将固体产物B依次用乙醇、丙酮分别洗 涤2~3次，40~80°C下真空干燥，即得到对甲/氯苯异氰酸酯修饰的阳离子环糊精手性色谱 分离材料。
[0023]进一步讲，本发明对甲/氯苯异氰酸酯修饰的阳离子环糊精手性拆分材料的点击 制备方法，其中：
[0024]步骤一所用的单-6-对甲基苯磺酰基环糊精为单-6-对甲基苯磺酰基-α-环糊精、 单-6-对甲基苯磺酰基-β-环糊精、单-6-对甲基苯磺酰基-γ -环糊精中的一种。
[0025] 步骤一所用的有机溶剂为甲苯、乙醇、乙腈、吡啶、Ν，Ν_二甲基甲酰胺、二甲基亚砜 中的一种;每克单-6-对甲基苯磺酰基环糊精所需的有机溶剂量为0.5~15mL。
[0026]步骤二中所用的阴离子树脂为氯型阴离子树脂、氢氧根型阴离子树脂、碳酸氢根 型阴离子树脂、硝酸根型阴离子树脂中的一种。
[0027]步骤四中所用的微球型硅胶为全多孔或核壳结构硅胶小球，其直径2_30μπι，其孔 径为 30-200 A,
[0028] 步骤五所需的有机溶剂为N，N_二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、正丙醇、乙腈或甲苯中 的一种
[0029] 经本发明制备得到的对甲/氯苯异氰酸酯修饰的阳离子环糊精手性拆分材料可以 应用在反向色谱模式下对化合物进行手性分离。该类分离材料展现了对异噁唑啉类、黄烷 酮类、节氟噻嗪、4-二乙酰醇等不同类别药物优异的拆分能力。本发明"疏基-稀"点击反应 为制备结构稳定、可控的手性拆分材料提供了一种高度普适的有效途。
[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0031] 本发明制备方法中是将具有多重作用位点的苯基异氰酸酯基团引入环糊精分子 骨架，通过"巯基-烯"反应制备具备性能优异的环糊精色谱分离材料。一方面考虑到烯丙基 作为健合臂，延长了碳链，可