高穩(wěn)定性硅基雜化纖維素衍生物手性固定相的制備及其色譜拆分性能.pdf

1、光學(xué)活性化合物（或單一對(duì)映體）在生物醫(yī)藥、農(nóng)用化學(xué)品、食品添加劑和功能材料等領(lǐng)域有著重要作用，市場(chǎng)需求量極大。而由于對(duì)映體性質(zhì)幾乎相同，一直以來(lái)對(duì)其進(jìn)行拆分都是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。目前為止，獲得單一對(duì)映體主要有手性源合成法、不對(duì)稱催化合成法和外消旋體拆分法，相對(duì)而言，拆分法因?yàn)槟軌蛲瑫r(shí)得到兩種異構(gòu)體而應(yīng)用最廣，而且其他兩種方法得到的產(chǎn)物有時(shí)純度不夠高，仍需進(jìn)一步拆分。在已有的多種拆分方法中，色譜法是其中發(fā)展較快、應(yīng)用較廣的方法之一，其技術(shù)的

2、關(guān)鍵和核心是手性固定相(chiral stationary phase，CSP)的制備。在已報(bào)道的眾多CSP中，纖維素衍生物類CSP憑借上載量大、手性識(shí)別范圍廣等優(yōu)點(diǎn)在色譜拆分中廣為應(yīng)用。但是，目前市售商品柱（Chiralcel OD和Chiralpak IB）一般通過(guò)涂敷或鍵合手段得到，纖維素載量較低（約20wt％），上載量有限，限制了其在制備色譜領(lǐng)域的應(yīng)用。Okamoto小組采用少量3-（三乙氧基硅）丙基氨基甲酸酯的纖維素3，5-二

3、甲基苯基氨基甲酸酯衍生物(CDMPC)作為手性識(shí)別體，使用溶膠-凝膠反應(yīng)交聯(lián)正硅酸乙酯(TEOS)制備得到有機(jī)無(wú)機(jī)雜化的硅球(CSP-T)，其纖維素衍生物含量高達(dá)70％，具備遠(yuǎn)高于商品柱的載量。然而，CSP-T因其有機(jī)含量過(guò)高而容易在氯仿等溶劑中溶脹甚至部分溶解，限制了其適用的流動(dòng)相范圍。本文在此基礎(chǔ)上選用了更為柔性的硅烷偶聯(lián)劑1，2-二（三乙氧基硅基）乙烷(BTSE)，優(yōu)化了制備工藝，從而得到了更優(yōu)的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化硅球(CSP-B)。<

4、br>　　本文建立了從纖維素出發(fā)，對(duì)其上的羥基進(jìn)行修飾衍生，合成CDMPC的方法。依靠紅外和核磁的表征，定性證明獲得了預(yù)期的產(chǎn)物，再通過(guò)核磁、元素分析和熱重等表征手段，定量確定了各反應(yīng)物的用量與纖維素上羥基取代率以及兩種異氰酸酯的比例關(guān)系，并優(yōu)選了兩種異氰酸酯衍生比例約為98∶2的CDMPC作為后續(xù)反應(yīng)的前提。
　　研究了通過(guò)溶膠-凝膠法使CDMPC交聯(lián)上BTSE的方法，通過(guò)粒度分析儀和熱重分析確定了CSP-B的粒徑分布和有機(jī)無(wú)機(jī)

5、比例，并以變異系數(shù)（CV值）和平均粒徑為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察了表面活性劑用量、攪拌器轉(zhuǎn)速、溶膠濃度和陳化時(shí)間這四個(gè)參數(shù)對(duì)微球粒徑和均一度的影響，綜合選取最優(yōu)的陳化工藝條件為表面活性劑用量0.2％、攪拌器轉(zhuǎn)速5 krpm、溶膠濃度7.0％和陳化時(shí)間1h。
　　制備了不同有機(jī)無(wú)機(jī)比例的CSP-B，經(jīng)封端后填裝成色譜柱。進(jìn)行色譜分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)有機(jī)比例為80％時(shí)，CSP-B展現(xiàn)了極佳的色譜拆分性能，拆分了全部10種底物（包括6種中性底物、3種堿性底

6、物和1種酸性底物），其中對(duì)2，2，2-三氟-1-（9-蒽基）乙醇、美托洛爾和2-苯氧基丙酸對(duì)映體的分離選擇性分別達(dá)到3.00、2.48和2.55;當(dāng)有機(jī)比例為60％時(shí)，CSP-B的手性拆分性能有了輕微的降低，但是其在酸性流動(dòng)相、堿性流動(dòng)相和含氯仿流動(dòng)相中均保持了良好的手性識(shí)別性能和穩(wěn)定的機(jī)械性能;而當(dāng)有機(jī)比例為50％時(shí)，CSP-B雖然展現(xiàn)了極佳的機(jī)械性能，但手性拆分性能卻有了顯著的降低。除此之外，本文還對(duì)CSP-B的載量做了簡(jiǎn)單的探究，

7、初步驗(yàn)證了其具有較高的載量。
　　通過(guò)本文的工作發(fā)現(xiàn)CSP-B在保持CSP-T良好的手性拆分性能和較高載量的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，在耐壓能力、溶劑耐受性以及可用作制備色譜填料的有機(jī)比例范圍均優(yōu)于CSP-T。而與商品柱相比，CSP-B有著優(yōu)于Chiralpak IB的手性拆分性能和多于Chiralcel OD的適用的流動(dòng)相種類，和較之兩者遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出的底物載量。由于CSP-B能在含氯仿的流動(dòng)相中保持良好的手性識(shí)別性能和機(jī)械性能，克服了傳統(tǒng)涂敷型纖