甲殼素及殼聚糖衍生物手性固定相的制備與性能.pdf

1、涂敷型多糖衍生物類手性固定相（Chiral Stationary Phase，CSP），特別是纖維素和直鏈淀粉衍生物類CSP，被公認(rèn)為具有較強(qiáng)的手性分離性能，能夠分離眾多手性化合物。但因纖維素和直鏈淀粉衍生物在大多數(shù)有機(jī)溶劑中易溶脹甚至溶解，所以這類涂敷型CSP的使用壽命不長，且流動相使用范圍受到限制。有文獻(xiàn)報道，甲殼素衍生物在大多數(shù)有機(jī)溶劑中的溶解度較小。因此，為了拓寬CSP的適用范圍，本文用廉價的手性原料制備出分離性能好且耐用性強(qiáng)的

2、手性固定相。一方面，以甲殼素、纖維素為手性原料制備了兩種雙選擇體CSP；另一方面，以殼聚糖為手性原料，制備了兩種N-?；瘹ぞ厶呛?7種殼聚糖-二（芳香基氨基甲酸酯）-（酰胺）手性選擇體共19種新的高分子化合物，將這些手性選擇體涂敷于3-氨基丙基硅膠表面，得到手性固定相。測試了所有固定相的手性分離性能以及對有機(jī)溶劑的耐受性，初步探討了手性選擇體（ChiralSelector, CS）的結(jié)構(gòu)與手性識別性能之間的關(guān)系。以上工作可概括為：

3、r>　?。?）將手性識別性能較高的纖維素-三（4-甲基苯甲酸酯）[Cellulose Tris(4-methylbenzoate), CMB]和纖維素-三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）[Cellulose Tris(3,5-dimethylphenylcarbamate), CDMPC]分別與穩(wěn)定性較好的甲殼素-二（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）[ChitinBis(3,5-dimethylphenylcarbamate), Chi-

4、DMPC]按等摩爾重復(fù)單元共混，將共混物涂敷于3-氨基丙基硅膠表面，制備成兩種雙選擇體CSP。與相應(yīng)單選擇體CSP相比，這兩種雙選擇體CSP不僅仍然保持著優(yōu)良的手性識別能力，并且在有機(jī)流動相中的耐用性得到很大程度的提高。不僅如此，通過使用含有添加劑的流動相，大多數(shù)手性樣品在雙選擇體CSP上得到了更好的識別與分離。
　?。?）將甲殼素進(jìn)行脫乙?；磻?yīng)，制備了粘均分子量為24萬的殼聚糖I，再用過氧化氫對殼聚糖I進(jìn)行降解得到粘均分子量為

5、14萬的殼聚糖II。用過量的環(huán)丁基甲酸酐對殼聚糖 II上的氨基進(jìn)行選擇性修飾，制得完全?；腘-環(huán)丁基甲酰化殼聚糖II-a。用7種含不同取代基的苯基異氰酸酯對N-環(huán)丁基甲?；瘹ぞ厶荌I-a上的羥基進(jìn)行修飾，得到第一個系列的手性選擇體。將這些手性選擇體涂敷在3-氨基丙基硅膠表面，制得手性固定相。這一系列手性選擇體在氯仿、乙酸乙酯、丙酮等絕大多數(shù)有機(jī)溶劑中均不溶解，只在四氫呋喃（Tetrahydrofuran，THF）中有不同程度的溶脹或

6、者溶解，溶脹和溶解的程度與手性選擇體苯環(huán)上取代基的種類、個數(shù)和位置有關(guān)。與以CDMPC和直鏈淀粉-三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）[Amylose Tris(3,5-dimethylphenylcarbamate), ADMPC]制備的CSP相比，這一系列的CSP大都具有較好的手性識別能力，其中以殼聚糖-二（3-氯-4-甲基苯基氨基甲酸酯）-（環(huán)丁基甲酰胺）制備的CSP表現(xiàn)出最好的手性識別性能，并且可以在含有100％乙酸乙酯、100％

7、氯仿和70％THF的流動相中使用。以CDMPC和ADMPC制備的涂敷型CSP不能在含乙酸乙酯、氯仿、丙酮及THF等有機(jī)溶劑的流動相中使用。與這兩個固定相相比，這一系列的CSP對有機(jī)溶劑具有更好的耐受性。
　　（3）以粘均分子量為24萬的殼聚糖I和粘均分子量為92萬的殼聚糖III為原料，制備了N-環(huán)丁基甲?；瘹ぞ厶荌-a和III-a。分別用5種含鹵素取代的苯基異氰酸酯修飾N-環(huán)丁基甲?；瘹ぞ厶荌-a和III-a，得到第二個系列的手性

8、選擇體，并以此制備成 CSP。與第一個系列的手性選擇體相似，這一系列的手性選擇體在氯仿、乙酸乙酯、丙酮中同樣具有很好的穩(wěn)定性，只在 THF中有不同程度的溶脹或者溶解。所以，用只含鹵素取代的苯基異氰酸酯修飾 N-?；瘹ぞ厶侵苽涫中赃x擇體時，要得到與第一個系列手性選擇體相似的溶脹、溶解特性的產(chǎn)物，就需要用更大分子量的N-酰基化殼聚糖。這一系列CSP有與第一個系列CSP以及CDMPC和ADMPC固定相相當(dāng)甚至更好的手性識別能力。其中以殼聚糖

9、-二（4-三氟甲氧基苯基氨基甲酸酯）-（環(huán)丁基甲酰胺）制備的CSP表現(xiàn)出最好的手性識別性能，并且可以在含有100％氯仿、100％丙酮以及100％THF的流動相中使用，這一系列CSP在有機(jī)溶劑中的耐受性同樣得到顯著提高。
　?。?）以水-NaOH和正戊醇-NaOH作為反應(yīng)體系，采用間歇法制備了粘均分子量為24萬且脫乙酰度達(dá)到100％的殼聚糖 IV，用具有更大空間位阻作用的環(huán)戊基甲酸酐代替環(huán)丁基甲酸酐對殼聚糖IV進(jìn)行修飾，得到N-環(huán)戊

10、基甲酰化殼聚糖IV-a。分別用5種含甲基的苯基異氰酸酯修飾N-環(huán)戊基甲酰化殼聚糖IV-a，得到第三個系列的手性選擇體，并以此制備成CSP。此系列手性選擇體在有機(jī)溶劑中的溶脹及溶解性與第一個系列的手性選擇體相似，說明以N-環(huán)戊基甲?；瘹ぞ厶侵苽涞氖中赃x擇體比以N-環(huán)丁基甲?；瘹ぞ厶侵苽涞氖中赃x擇體在THF中具有更大的溶解度。固定相的分離測試結(jié)果表明，這一系列CSP有與N-環(huán)丁基甲?；瘹ぞ厶茄苌顲SP以及CDMPC和ADMPC固定相相當(dāng)甚

11、至更好的手性識別與分離性能。其中，以殼聚糖-二（4-甲基苯基氨基甲酸酯）-（環(huán)戊基甲酰胺）制備的CSP表現(xiàn)出最好的手性識別性能，并且可以在含有100％丙酮和100％乙酸乙酯的流動相中使用，其在THF中的耐受性測試正在進(jìn)行。
　　綜上所述，本文共成功制備了兩種甲殼素、纖維素衍生物雙選擇體 CSP和17種新的殼聚糖-二（芳香基氨基甲酸酯）-（酰胺）CSP，并且這些殼聚糖衍生物類CSP目前尚未見文獻(xiàn)報道。無論是雙選擇體CSP還是殼聚糖衍