一种采用click chemistry反应制备键合型环糊精固定相的方法技术

本发明专利技术涉及环糊精键合固定相的制备，具体的说是一种采用ｃｌｉｃｋｃｈｅｍｉｓｔｒｙ反应制备键合型环糊精固定相的方法，该制备方法包括两个步骤：首先通过硅烷偶联剂在硅胶表面引入叠氮基或者炔基制备叠氮基硅胶衍生物或炔基硅胶衍生物，然后通过叠氮基与炔基的１，３－环加成反应，即ｃｌｉｃｋ　　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，在水溶液中２０～８０℃的条件下反应２４～７２小时，将修饰了炔基或叠氮基的环糊精键合到硅胶表面。本发明专利技术所提供的键合反应选择性高，能很好的保持环糊精的结构，制备方法简便，适用范围广，所制备的环糊精键合固定相表面键合量较高，适合用作高效液相色谱分离材料，特别适用于在亲水液相色谱模式下分离强极性化合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及色谱固定相，具体的说是一种采用click chemistry反应制备 键合型环糊精固定相的方法。 技术背景环糊精是一类由葡萄糖单元通过1 ， 4 一a糖苷键联接起来的环状寡 聚糖，具有特殊的穴腔结构，能与许多分子发生"超分子"相互作用，形 成"包容络合物"，被称为继冠醚之后的"第二代主体分子"。随着色谱分 离技术的快速发展，环糊精在色谱分离(包括毛细管电泳和电色谱)领域 得到了广泛应用。将环糊精或者其衍生物通过化学键合的方式固载到硅胶等基 质表面作为液相色谱分离材料，显示出很好的分离性能，可用于手性分离，位置异构体分离等。固体基质表面键合环糊精的方法受到了 国内外学者的广泛关注，取得了很大进展。前期的研究中，化学键合方法 主要是非选择性的键合反应，即同时将环糊精上的所有羟基或多个羟基进 行衍生化，然后与硅胶表面的活性基团反应，得到的分离材料表面键合量较高。但是，这些键合方法得 到的是交联的环糊精固定相，其表面键合环糊精的结构在一定程度上被破 坏，因而其分离选择性也受到了一定影响。近年来，选择性的键合反应越 来越受重视，即环糊精或其衍生物上只有一个或几个受限制的基团与硅胶 表面的活性基团反应，得到的分离材料表面的环糊精能很好的保持其结构 ，其分离选择性也得到了较大的提高。近年来，在亲水色谱模式下分离强极性化合物越来越受到关注。亲水 作用液相色谱模式类似于正相色谱，使用极性固定相和极性相对较小的流 动相，但与正相色谱不同的是其流动相中含水(水含量一般小于40% )。亲水作用色谱的固定相是亲水色谱的核心。目前，对各类亲水 作用固定相缺乏系统的比较研究，还没有被广泛使用和普遍接受的亲水作 用色谱固定相。由于环糊 精分子上含有多个羟基，是强亲水的功能分子，适合作为亲水色谱固定相 。另外，由于环糊精分子特殊的空间结构，以环糊精分子为功能基团的亲水色谱固定相不仅可以实 现简单强极性化合物的分离，而且可以在亲水模式下实现对强极性对映异构体的分离。但是，这些选 择性的键合环糊精固定相的制备过程较复杂，反应条件也比较苛刻，操作 难度大。因此，发展快速、简便的高选择性键合方法具有重要意义。"点击化学"(click chemistry)是美国斯克利普斯研究所(Scripps Research Institute)的K. B. Sharpless教授(2001年诺贝尔化学奖得主)在 2001年提出的一个合成化学概念,其核心内容是以高选择性，高转化率，条件 温和，操作简单的化学反应来实现功能基团的偶联，达到高效制备功能分 子和功能材料的目的。当前，最为广泛使用的"点击化学"(clickchemistry) 反应是Huisgen 1,3-diploar cycloaddition反应，其反应式如下3zidcs 3cctylcncs"点击化学"(click chemistry)已经被应用到制备高效液相色谱分离 材料的石if究中，并且显示出潜在的优势。目前还没有使用"点击化学"(dick chemistry)制备环糊精键合固定相的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全新的、操作简便、反应条件温和的采用 click chemistry反应制备键合型环糊精键合固定相的方法，以提高环糊精的 键合选择性和键合量，改善环糊精固定相的分离性能，特别是适合于在亲 水色谱模式下分离强极性化合物。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种采用click chemistry作为反应方法制备键合型环糊精固定相，即利 用硅胶表面的叠氮基(或炔基)与环糊精分子上修饰的炔基(或叠氮基) 的1 ， 3 —环加成反应，将单取代环糊精高选择性的键合到硅胶表面。首先通过硅垸偶联剂在硅胶表面引入叠氮基或者炔基制备叠氮基硅胶 衍生物或炔基硅胶衍生物，然后通过叠氮基与炔基的1， 3-环加成反应，即 click chemistry,在水溶液中20 80°C的条件下反应24~72小时，将修饰了 炔基或叠氮基的环糊精键合到硅胶表面，经洗涤、干燥等后处理即得环糊 精键合固定相。所得分离材料经红外光谱和元素分析进行结构和键合量表征，以匀浆 法填充4.6"50mm不锈钢色谱柱，以碱基、核苷和糖等一系列强极性化合 物为探针评价了所得环糊精键合固定相的分离性能。本专利技术所提供的键合 反应选择性高，能很好的保持环糊精的结构，制备方法简便，适用范围较 广，所制备的环糊精键合固定相表面键合率高，适合用作高效液相色谱分离材料，特别适用于在亲水液相色谱模式下分离强极性化合物。 具体制备步骤如下1) .叠氮基硅胶衍生物和炔基硅胶衍生物的制备a. 叠氮基硅胶的制备在有机溶剂中加入硅烷偶联剂、叠氮化钠和催 化剂，硅垸偶联剂、叠氮化钠与催化剂的摩尔比为1 : 1. 2 — 3 : 0. 01 一 0 . 1 ，于60~130°C条件下反应8~24小时，然后加入经160°C加热 6 ]8小时的微球型硅胶，每克硅胶所需硅烷偶联剂为2-8mmol;在 60 130°C条件下继续反应12 24小时，用砂芯漏斗过滤，依次用二氯甲烷， 乙醇，水，丙酮洗涤，所得固体于真空干燥箱中40 80。C条件下干燥6 12 小时，即得叠氮基硅胶衍生物。步骤a所用硅烷偶联剂有如下结构其中，X为-OCH3或-OCH2CH3， A为CK或Bf。所用有机溶剂为乙腈、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺，每克硅胶所需有机 溶剂的量为5-20mL;催化剂为碘化钠或者碘化钾；球形硅胶是粒径和孔 径均匀的全多孔硅胶小球，粒径为5 40um，孔径为60 300A。b. 炔基硅胶的制备在有机溶剂中加入硅烷偶联剂和丙炔胺，硅烷偶联剂丙炔胺的摩尔比为l : 1. 2 — 3，于60 100°C条件下反应8 24小 时，然后加入经160°C加热6 18小时的微球型硅胶，每克硅胶所需硅垸 偶联剂为2-8mmol;在60 100°C条件下继续反应12~24小时，用砂芯漏 斗过滤，依次用二氯甲垸，乙醇，水，丙酮洗涤，所得固体于真空干燥箱 中40 80°C条件下干燥6 12小时，即得炔基硅胶衍生物。 步骤b所用硅垸偶联剂有如下结构其中，X为-OCH3或-OCH2CH3。所用有机溶剂为乙腈、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺，每克硅胶所需有机 溶剂的量为5-20mL;球形硅胶是粒径和孔径均匀的全多孔硅胶小球，粒 径为5~40li m，孔径为60~300A。2) .含叠氮基的单取代环糊精和含炔基的单取代环糊精的制备 a.叠氮基环糊精的制备在DMF中加入单-6-对甲基苯磺酰基-环糊精，叠氮化钠，催化剂。单 -6-对甲基苯磺酰基-环糊精，叠氮化钠与催化剂的摩尔比为1: 3 10: 0.2 1， 于50~100°C反应12 36小时，然后将溶剂DMF浓縮至20% 80%，将浓縮后的反应体系倒入大量的丙酮中析出固体，用水重结晶1 3次即得单-6-叠氮基-环糊精。其中，催化剂为碘化钠或者碘化钾。 步骤a所得叠氮基环糊精的结构可表示为b.炔基环糊精的制备将单-6-对甲基苯磺酰基-环糊精，丙炔胺混合，每克单-6-对甲基苯磺酰基-环糊精所需丙炔胺为1 10ml，于50~85°(3反应 12 36小时，然后将反应体系倒入乙腈中析出固体，用甲醇重结晶1 3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用ｃｌｉｃｋ　　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ反应制备键合型环糊精固定相的方法，其特征在于，按如下步骤进行制备：　　　　１）．叠氮基硅胶衍生物或炔基硅胶衍生物的制备　　　　ａ．叠氮基硅胶衍生物的制备：在有机溶剂中加入硅烷偶联剂、叠氮化钠和催化剂，硅烷偶联剂、叠氮化钠与催化剂的摩尔比为１∶１．２－３∶０．０１－０．１，于６０～１３０℃条件下反应８～２４小时，然后加入经１６０℃加热６～１８小时的微球型硅胶，每克硅胶所需硅烷偶联剂为２－８ｍｍｏｌ；在６０～１３０℃条件下继续反应１２～２４小时，用砂芯漏斗过滤，依次用二氯甲烷，乙醇，水，丙酮洗涤，所得固体于真空干燥箱中４０～８０℃条件下干燥６～１２小时，即得叠氮基硅胶衍生物；　　　　ｂ．炔基硅胶衍生物的制备：在有机溶剂中加入硅烷偶联剂和丙炔胺，硅烷偶联剂丙炔胺的摩尔比为１∶１．２－３，于６０～１００℃条件下反应８～２４小时，然后加入经１６０℃加热６～１８小时的微球型硅胶，每克硅胶所需硅烷偶联剂为２－８ｍｍｏｌ；在６０～１００℃条件下继续反应１２～２４小时，用砂芯漏斗过滤，依次用二氯甲烷，乙醇，水，丙酮洗涤，所得固体于真空干燥箱中４０～８０℃条件下干燥６～１２小时，即得炔基硅胶衍生物；　　　　２）．含叠氮基的单取代环糊精或含炔基的单取代环糊精的制备　　　　ａ．叠氮基环糊精的制备：　　　　在ＤＭＦ中加入单－６－对甲基苯磺酰基－环糊精，叠氮化钠，催化剂；单－６－对甲基苯磺酰基－环糊精，叠氮化钠，催化剂的摩尔比为１∶３～１０∶０．２～１，于５０～１００℃反应１２～３６小时，然后将溶剂ＤＭＦ浓缩至２０％～８０％，将浓缩后的反应体系倒入大量的丙酮中析出固体，用水重结晶１～３次即得单－６－叠氮基－环糊精；　　　　ｂ．炔基环糊精的制备：将单－６－对甲基苯磺酰基－环糊精，丙炔胺混合，每克单－６－对甲基苯磺酰基－环糊精所需丙炔胺为１～１０ｍｌ，于５０～８５℃反应１２～３６小时，然后将反应体系倒入乙腈中析出固体，用甲醇重结晶１～３次即得单－６－去氧－Ｎ－炔丙基胺基－环糊精；　　　　３）．ｃｌｉｃｋ　　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ反应键合环糊精　　　　将上述制备的叠氮基硅胶衍生物或炔基硅胶衍生物加入体积比为１／１０～１０／１的水／甲醇或水／乙醇混合溶剂中，每克硅胶衍生物所需混合溶剂量为２０－５０ｍＬ，再加入单－６－去氧－Ｎ－炔丙基胺－环糊精或单－６－去氧－叠氮基－环糊精、催化剂；催化剂为硫酸铜和抗坏血酸钠，所...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鑫淼，郭志谋，雷爱文，张永平，丰加涛，徐青，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]