具有不同氨基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物的区域选择性合成及应用方法技术

本发明专利技术提供了一种具有不同氨基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物的区域选择性合成及应用方法。以直链淀粉为最初原料，先在直链淀粉的糖单元2-、6-位上同时引入二甲基叔己基硅酯作为保护基团，然后在糖单元3-位上引入一种苯基氨基甲酸酯基团，随后在碱性溶液中脱掉保护基团还原2-、6-位羟基，最后在2-、6-位上同时引入另一种苯基氨基甲酸酯基团，最终实现直链淀粉衍生物的区域选择性合成。在此基础上，将所合成的新型直链淀粉衍生物充分溶解后，运用涂敷法将聚合物均匀涂覆在硅胶表面，采用匀浆法装柱，制备新型直链淀粉手性固定相。用高效液相色谱对所制备手性固定相的手性识别性能进行详细评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种直链淀粉类衍生物的合成方法及其手性固定相的制备方法。
技术介绍
随着生物工程与生命科学的发展，人们对具有新型高效手性识别能力的手性固定 相材料的需求量不断增加，对手性固定相的手性识别效率及适用范围的要求也越来越高。 直至目前，多糖类（尤其是淀粉和纤维素）衍生物是应用最有效和最广泛的手性固定相材 料之一。这是因为多糖是地球上最丰富和重要的光学活性高分子，而且其葡萄糖单元上三 个位置的羟基很容易被取代，改性后的多糖类衍生物对各类光学对映体的手性识别能力较 为优秀。传统直链淀粉类衍生物通常在糖单元2-、3-位和6-位上引入结构相同的取代 基，而对于在糖单元三个位置上分别引入不同结构取代基的研究相对较少，这在很大程度 上限制了直链淀粉类衍生物的发展及其手性识别机理的诠释。对于直链淀粉类衍生物而 言，已有报道表明可通过6-位保护法实现2-、3_位与6-位之间的选择性取代（Bull Chem Soc Jpn，1993, 66, 2225)。除此之外，近年来申请人已成功实现在直链淀粉糖单元2-位与 3-、6_位之间的选择性取代，以及2-、3-、6_位三个位置之间同时选择性引入三种不同基团 (J Chromatogr A，2010, 1217, 1041)。研究表明，三个位置所引入的取代基对于直链淀粉 类衍生物的手性识别性能均具有较大影响。与此同时，这样的尝试不仅使得多糖类衍生物 的类型与结构组合更趋多样化，且可开发手性识别性能更高的新型手性固定相，并能进一 步对多糖类衍生物的手性识别机理进行深入探索。直至目前，对于在直链淀粉糖单元2_、 6-位与3-位之间实现选择性取代的合成方法还未被报道。而探索在多糖的不同位置引入 不同性能与结构取代基的方法对于拓展多糖类衍生物的合成方法及其手性识别机理的深 入研究具有重要意义，对于生命及生物医药领域具有较大的理论与实际价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种原料来源广泛、价廉易得，合成工艺简单、易于控制， 产率高的具有不同氨基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物的区域选择性合成方法。本专利技术的目 的还在于提供一种具有不同氨基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物的应用方法。 本专利技术的具有不同氨基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物的区域选择性合成方法包 括： 步骤一：将干燥的直链淀粉在120°C ±5°C温度下，在无水N，N_二甲基乙酰胺中搅 拌2-6h ;冷却至100°C ±5°C后加入直链淀粉质量的1. 5~2倍的氯化锂；继续搅拌2-6h， 加入咪唑并搅拌均匀，再加入过量的二甲基叔己基氯化硅，重新升温至l〇〇°C ±5°C，持续 搅拌回流18-24h ;冷却至室温，加入缓冲液沉降过滤，用乙醇和水洗涤，40-60°C真空干燥 至恒重，得到2-、6_位保护中间产物； 步骤二：将上述2_、6_位保护中间产物于80°C ±5°C温度下真空干燥2_4h，然 后在无水吡啶中回流4-10h，升温至100°C ±5°C后加入过量的苯基异氰酸酯NCO-R1，在 100°C ±5°C下继续回流12-16h，用甲醇充分洗涤并真空干燥； 步骤三：将步骤二所得中间产物溶解于含有四丁基氟化铵的四氢呋喃溶液中进行 水解，50°C下搅拌24h，用甲醇洗涤并真空干燥； 步骤四：将步骤三所得产物溶解于无水吡啶中100°C ±5°C下回流4-10h，再加入 另一种过量的苯基异氰酸酯％0-1?2,80-100°(：下继续回流12-1611，检测反应体系中异氰酸 酯已过量，停止反应；加入甲醇，充分洗涤、过滤并在40-60°C下真空干燥得到具有不同氨 基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物； 其中NCO-为异氰酸酯基团，R1为3, 5-二氯苯基、R2为3-氯苯基；R 1为4-氯苯基、 R2为3-甲基苯基；R1为苯基、R2为3-甲基苯基。 本专利技术的具有不同氨基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物的应用方法为：具有不同氨 基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物用于制备手性固定相，具有不同氨基甲酸酯侧基直链淀粉 类衍生物充分溶解于四氢呋喃中，然后运用涂敷法均匀涂覆在大孔氨丙基硅胶的表面，并 采用匀浆法装柱，完成手性固定相的制备，所述大孔氨丙基硅胶的粒径7 μ m、孔径100nm。 本专利技术以直链淀粉为最初原料，先在直链淀粉的糖单元2-、6-位上同时引入二甲 基叔己基硅酯作为保护基团，然后在糖单元3-位上引入一种苯基氨基甲酸酯基团，随后在 碱性溶液中脱掉保护基团还原2_、6_位羟基，最后在2_、6_位上同时引入另一种苯基氨基 甲酸酯基团，最终实现直链淀粉衍生物的区域选择性合成。在此基础上，将所合成的新型直 链淀粉衍生物充分溶解后，运用涂敷法将聚合物均匀涂覆在硅胶表面，采用匀浆法装柱，制 备新型直链淀粉手性固定相。用高效液相色谱对所制备手性固定相的手性识别性能进行详 细评价。 以上合成路线清晰可行、工艺成熟、操作简单、且易于实现，可用于大规模的批量 生产。所合成衍生物的结构规整，且符合预期合成结构目标。 图7的表1中的色谱结果表明，该新型直链淀粉区域选择性取代衍生物对各种外 消旋体显示出优秀的手性识别性能，尤其对于文中六种对映体，分别为特罗杰碱（图2-1)、 反式2, 3-二苯基环氧乙烷（图2-2)、苯偶姻（图2-3)、三乙酰基丙酮酸钴（图2-6)、黄烷 酮（图2-7)和（+/-）-盐酸普萘洛尔（图2-10)，可实现完全的基线分离，而且对于特罗 杰碱（图2-1)、苯偶姻（图2-3)和黄烷酮（图2-7)三种对映体的分离效果已超过了目前 市售商品化手性柱中效果最优且单一取代的ChiralcelAD柱，表明所制备的新型区域选择 性直链淀粉衍生物手性固定相具有较大的实用价值和市场开发潜力。其中，新型直链淀粉 衍生物一一直链淀粉-对于黄烷 酮（图2-7)对映体的色谱拆分谱图示于图6中，从图中可以看到该衍生物对于黄烷酮对映 体实现了完全的基线分离，且分离效果远远超过手性商品柱ChiralcelAD。 【附图说明】 图1为本专利技术的直链淀粉衍生物的区域选择性合成路线。图1中所合成的三种直 链淀粉衍生物所引入的取代基分别为：R1为3, 5-二氯苯基-R2为3-甲基苯基 图2-1至图2-10为用于评价新型手性固定相手性识别性能的10种外消旋体的结 构。其中，图2_1为特罗杰碱，图2-2为反式2, 3-二苯基环氧乙烧，图2-3为苯偶姻，图2-4 为2-苯基环己，图2-5为2, 2, 2-三氟甲基-1-(9-蒽基）-乙醇，图2-6为三乙酰基丙酮酸 钴，图2-7为黄烷酮，图2-8为2, 2-二甲基-1-苯基-丙醇，图2-9为联萘酚，图2-10为盐 酸普萘洛尔。 图3为所合成的直链淀粉_(Ia)的核磁共振氢谱（1H-NMR) (500MHz，氘代吡啶，80°C )。 图4为所合成的直链淀粉_(Ib)的核磁共振氢谱（1H-NMR) (500MHz，氘代吡啶，80°C )。 图5为所合成的直链淀粉-(Ic)的核磁共振氢谱（1H-NMR) (500MHz，氘代吡啶，80°C )。 图6为所合成的直链淀粉-(Ic)对于黄烷酮对映体的色谱拆分谱图。 图7为三种直链淀粉衍生物对于十种外消旋体的手性拆分结果表。【具体实施方式】 本专利技术的技术方案主要包括： 1.取直链淀粉于高温下真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有不同氨基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物的区域选择性合成方法，其特征是：步骤一：将干燥的直链淀粉在120℃±5℃温度下，在无水N,N‑二甲基乙酰胺中搅拌2‑6h；冷却至100℃±5℃后加入直链淀粉质量的1.5～2倍的氯化锂；继续搅拌2‑6h，加入咪唑并搅拌均匀，再加入过量的二甲基叔己基氯化硅，重新升温至100℃±5℃，持续搅拌回流18‑24h；冷却至室温，加入缓冲液沉降过滤，用乙醇和水洗涤，40‑60℃真空干燥至恒重，得到2‑、6‑位保护中间产物；步骤二：将上述2‑、6‑位保护中间产物于80℃±5℃温度下真空干燥2‑4h，然后在无水吡啶中回流4‑10h，升温至100℃±5℃后加入过量的苯基异氰酸酯NCO‑R1，在100℃±5℃下继续回流12‑16h，用甲醇充分洗涤并真空干燥；步骤三：将步骤二所得中间产物溶解于含有四丁基氟化铵的四氢呋喃溶液中进行水解，50℃下搅拌24h，用甲醇洗涤并真空干燥；步骤四：将步骤三所得产物溶解于无水吡啶中100℃±5℃下回流4‑10h，再加入另一种过量的苯基异氰酸酯NCO‑R2，80‑100℃下继续回流12‑16h，检测反应体系中异氰酸酯已过量，停止反应；加入甲醇，充分洗涤、过滤并在40‑60℃下真空干燥得到具有不同氨基甲酸酯侧基直链淀粉类衍生物；其中NCO‑为异氰酸酯基团，R1为3,5‑二氯苯基、R2为3‑氯苯基；R1为4‑氯苯基、R2为3‑甲基苯基；R1为苯基、R2为3‑甲基苯基。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈军，杨忠正，李庚，赵勇强，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23