8種手性化合物在不同載體涂敷的纖維素-苯基氨基甲酸酯類手性固定相上的拆分及比較

仵佩佩　韓小茜　李文玲

(蘭州交通大學 化學與生物工程學院，蘭州 730070)

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研究與討論

8種手性化合物在不同載體涂敷的纖維素-苯基氨基甲酸酯類手性固定相上的拆分及比較

仵佩佩韓小茜*李文玲

(蘭州交通大學 化學與生物工程學院，蘭州 730070)

將自行合成的纖維素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(CDMPC)、纖維素-三(4-氯苯基氨基甲酸酯)(CClPC)分別涂敷在SBA-15或氨丙基化的SBA-15或氨丙基硅膠上，制得4種手性固定相(CSPs)：SBA-CDMPC、SBA-NH2-CDMPC、SBA-CClPC、SiO2-NH2-CClPC。在正相條件下，采用8種手性化合物對自制CSPs進行了評價，并與Chiralcel OD-H上的拆分結果作比較。實驗結果表明：SBA-CDMPC的手性識別能力比SBA-NH2-CDMPC的手性識別能力好；SiO2-NH2-CCLPC的手性識別能力比SBA-CCLPC的手性識別能力好，但在SiO2-NH2-CCLPC上未獲拆分的化合物7和8在SBA-CCLPC上獲得分離，SBA-15作為色譜填料基質的條件仍需不斷的探索和發(fā)現。

SBA-15纖維素-苯基氨基甲酸酯類衍生物手性拆分

介孔硅基分子篩SBA-15因具有高度有序的六邊形直孔結構，比表面大，壁厚且水熱穩(wěn)定性很高，孔徑可調，表面可官能團化為疏水或親水環(huán)境，在催化、吸附分離、色譜等領域有著廣泛的應用前景[1-4]。郭丹麗[5]將纖維素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)衍生物直接涂敷于未修飾的SBA-15，而杜明霞[6]將纖維素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)衍生物于氨丙基化SBA-15分別制得纖維素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)手性固定相，正相條件下成功的分離了多種手性化合物。本實驗制得以氨丙基化的SBA-15和未修飾的SBA-15為基質的涂敷型纖維素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)手性固定相，比較了8種手性化合物在所得固定相上的色譜行為，同時與商品柱Chiralcel OD-H的拆分結果進行了比較，比較了氨丙基化和未氨丙基化SBA-15作為基質的同一種手性固定相的手性識別能力。同時，合成了纖維素-三(4-氯苯基氨基甲酸酯)衍生物，分別涂敷于氨丙基硅膠和未修飾的SBA-15上，比較了8種手性化合物在所得固定相上的色譜行為。

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

色譜系統(tǒng)包括LC-10AT泵配DGU-12A脫氣設備，SPDM-10A二極管陣列檢測器和SCL-10ASP色譜數據處理器(日本，島津)；色譜拆分在室溫下進行，檢測波長254 nm，靈敏度0.02 A.U.F；5m球形硅膠、SBA-15系本實驗室合成；-氨丙基三乙氧基硅烷購自遼寧蓋縣化工廠；3,5-二甲基苯基異氰酸酯、4-氯苯基異氰酸酯購自北京百靈威科技有限公司；微晶纖維素購自中國醫(yī)藥集團上?；瘜W試劑公司；其它試劑如正己烷、異丙醇等均為國產分析純試劑。所有流動相均經超聲波脫氣后使用，流速均為0.5 mL/min。圖1為所拆分的8種手性化合物的結構(1.反-2,3-二苯基環(huán)氧乙烷；2.托葛爾堿；3.黃烷酮；4.苯偶姻；5.己唑醇；6.禾草靈；7.乳氟禾草靈；8.惡唑禾草靈)。

圖1　8種手性化合物的結構

1.2手性固定相的制備

纖維素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(CDMPC)、纖維素-三(4-氯苯基氨基甲酸酯)(CClPC)及氨丙基化SBA-15、氨丙基化硅膠的制備參照文獻[7]由本實驗室自行合成，纖維素衍生物經IR及1HNMR表征，證明纖維素上的羥基酯化比較完全。手性固定相的制備：將自制的纖維素衍生物溶于四氫呋喃中，采用溶劑蒸發(fā)法，分別均勻涂敷于SBA-15、氨丙基化的SBA-15和氨丙基硅膠的表面上，制得4種涂敷量為17%的CSPs：SBA-CDMPC、SBA-NH2-CDMPC、SBA-CClPC、SiO2-NH2-CClPC。所得填料采用勻漿法裝柱(15cm×4.6mmID)，頂替液為正己烷/異丙醇(90/10，V/V)。

1.3色譜計算

色譜柱死體積(t0)用1,3,5-三叔丁基苯測定，分離因子(α)按α=k2′/k1′，容量因子(k′)按k1′=(t1- t0)/ t0，k2′=(t2-t0)/t0計算，這里的t1和t2分別為先后洗脫的對映體的保留時間。分離度Rs=2(t2-t1)/(w1+w2)，w1和w2分別為第一個洗脫峰和第二個洗脫峰之基線峰寬。

2　結果與討論

2.1自制手性柱的評價及比較

在正相色譜模式下，以不同體積比的正己烷/異丙醇為流動相，8個手性化合物對自制的SBA-CDMPC、SBA-NH2-CDMPC進行了評價，最佳拆分結果如表1所示。實驗結果顯示隨流動相中異丙醇體積百分含量的減小，化合物的保留因子都呈增大趨勢，化合物的分離因子()和分離度(R)的變化則各不相同?；衔?、3和4在SBA-CDMPC得到了基線分離，化合物2和5得到了部分分離，化合物6～8未獲分離；化合物1～5在SBA-NH2-CDMPC得到了部分分離，化合物6～8未獲分離；化合物1、3～6在Chiralcel OD-H得到了基線分離，化合物2得到了部分分離，化合物7、8未獲分離。由實驗結果可知，Chiralcel OD-H的手性識別能力最強，SBA-CDMPC的手性識別能力比SBA-NH2-CDMPC的手性識別能力更好，這與硅膠基質的手性固定相表現正好相反，很多研究表明氨丙基化硅膠作為基質的手性固定相的效果明顯優(yōu)于未氨丙基化硅膠的。此外，化合物3和4在SBA-CDMPC上的拆分結果比文獻[5]中在SBA-CDMPC上的拆分結果好；化合物4在SBA-CDMPC上的拆分結果比文獻[6]中在SBA-NH2-CDMPC上的拆分結果好，化合物2和4在SBA-NH2-CDMPC上的拆分結果不如文獻[6]中在SBA-NH2-CDMPC上的拆分結果，這可能與SBA-15的粒徑、比表面積、涂敷量等不同有關。

表1　手性化合物1～8在流動相為正己烷/異丙醇(V/V)中的拆分結果

* 流動相組成(V/V)A：正己烷/異丙醇=90/10；B：正己烷/異丙醇=95/5；C：正己烷/異丙醇=98/2；流速：0.5mL/min；室溫

2.2醇對自制柱手性拆分的影響

纖維素(4-氯苯基氨基甲酸酯)的研究和應用很少，本實驗采用不同結構的醇、不同體積百分含量的異丙醇作為流動相極性改性劑對8種手性化合物在自制的SBA-CCLPC、SiO2-NH2-CCLPC上進行了手性拆分，最佳拆分結果見表2。從表2可以看到，隨流動相中異丙醇體積百分含量的減小，樣品的保留因子都呈增大趨勢，兩種CSP都表現出正相色譜的特征。化合物的和R的變化則各不相同，化合物1、6～8在SBA-CCLPC得到了分離，化合物2～5未獲分離；化合物1～6在SiO2-NH2-CCLPC得到了分離，化合物7～8未獲分離。由實驗結果可知，SiO2-NH2-CCLPC的手性識別能力比SBA-CCLPC的手性識別能力好，但化合物7和8在SBA-CCLPC上獲得分離。由此可以看到SBA-15作為色譜填料基質的條件仍需不斷的探索和發(fā)現。

表2　化合物1在流動相為正己烷/醇(V/V)中的拆分結果

*流動相組成(V/V)A：正己烷/異丙醇=80/20；B：正己烷/異丙醇=95/5；C：正己烷/異丙醇=98/2；D：正己烷/正丁醇=90/10；E：正己烷/正丁醇=98/2；F：正己烷/叔丁醇=98/2；流速：0.5mL/min；室溫；

3　結論

實驗數據顯示SBA-CDMPC的手性識別能力比SBA-NH2-CDMPC的手性識別能力更好，SiO2-NH2-CCLPC的手性識別能力比SBA-CCLPC的手性識別能力好。SBA-15可用作高效液相色譜填料基質，但是其粒徑、比表面積、涂敷量等條件還需不斷的探索與研究。

[1]呂志卿,吳連斌,蔣劍雄，等.橋聯型有機-無機介孔材料[J].化學進展,2010,22(6):1152-1160.

[2] Wan Y,Shi Y F,Zhao D Y.Designed Synthesis of Mesoporous Solids via Nonionic-surfactant templating Approach[J].Chem Commun,2007,(9):897-926.

[4] Zhao D Y,Feng J L,Huo Q S,et al.Triblock Copolymer Syntheses of Mesoporous Silica with Periodic 50 to 300 Angstrom Pores[J].Science,1998,279(5350):548-552.

[5]郭丹麗,張華,胡秋云,蔡三燕,陳梓云,翁文.不同載體涂敷的纖維素酯手性固定相的制備及性能[J].應用化學,2013,30(10):1231-1236.

[6]杜明霞,徐茂震,邵鑫,蒲錫鵬,李文智.幾種手性化合物在纖維素衍生物涂敷的SBA-15手性固定相上的直接拆分[J].化學學報,2011,69(22):2746-2750.

[7] Oliveros L,Senso A,Minguillon C.Benzoates of cellulose bonded on silica gel:chiral discrimination ability as high-performance liquid chromatographic chiral stationary phases[J].Chirality,1997,9:145-148.

Chiral separation of eight enantiomers on cellulose phenylcarbamate-based chiral stationary phases.

Wu Peipei,Han Xiaoqian*,Li Wenling

(The College of Chemical Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China)

The cellulose phenylcarbamate derivatives were prepared and coated on SiO2spheric particles,aminopropylied SiO2spheric particles,SBA-15 and aminopropylied SBA-15,respectively.The obtained chiral stationary phases (SBA-CDMPC,SBA-NH2-CDMPC,SBA-CClPC,SiO2-NH2-CClPC)were separated for eight enantiomers with n-hexane/alcohol as the mobile phases by high-performance liquid chromatography (HPLC).The results showed that chiral recognition ability of SBA-CDMPC was higher than SBA-NH2-CDMPC,chiral recognition ability of SiO2-NH2-CCLPC was higher than SBA-CCLPC,but partial enantioseparation of compounds 7 and 8 could be obtained on SBA-CCLPC.

SBA-15;Cellulose derivatives;Chiral Separation

國家自然基金項目(項目編號：21462024)

仵佩佩，女，1989年出生，碩士研究生，主要研究方向為高效液相色譜手性分離，Email：hanxq@mail.lzjtu.cn。

10.3936/j.issn.1001-232x.2016.04.009

2016-03-16