同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物的合成及應用方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種直鏈淀粉衍生物的合成方法，本發(fā)明也涉及一種直鏈淀粉衍 生物的應用方法。具體地說是一種同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍 生物的合成方法及其用于手性固定相的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著手性分離和分析領域的迅速發(fā)展，人們對于手性固定相材料的手性 識別效率和拆分適用范圍提出更高的要求，設計和開發(fā)新型具有廣譜高效手性識別能力的 手性固定相已成為生物醫(yī)藥等領域的研究熱點之一。多糖類（包括直鏈淀粉和纖維素）衍 生物是目前最受歡迎且壽星拆分性能最好的手性固定相材料。傳統(tǒng)直鏈淀粉類衍生物通常 在糖單元2-、3-位和6-位上引入結(jié)構(gòu)相同的取代基，而對于在糖單元三個位置上分別引 入不同結(jié)構(gòu)取代基的研究相對較少，這在很大程度上限制了直鏈淀粉類衍生物的發(fā)展及其 手性識別機理的詮釋。對于直鏈淀粉類衍生物而言，已有報道表明可通過6-位保護法實 現(xiàn)2-、3_位與6-位之間的選擇性取代（BullChemSocJpn, 1993, 66, 2225)。除此之外， 近年來申請人已成功實現(xiàn)在直鏈淀粉糖單元2-位與3-、6_位之間的選擇性取代，以及2_、 3-、6_位三個位置之間同時選擇性引入三種不同基團（JChromatogrA，2010, 1217, 1041)。 研究表明，三個位置所引入的取代基對于直鏈淀粉類衍生物的手性識別性能均具有較大影 響。與此同時，這樣的嘗試不僅使得多糖類衍生物的類型與結(jié)構(gòu)組合更趨多樣化，且可開發(fā) 手性識別性能更高的新型手性固定相，并能進一步對多糖類衍生物的手性識別機理進行深 入探索。直至目前，對于在直鏈淀粉糖單元2-、6_位與3-位之間實現(xiàn)選擇性取代的合成方 法還未被報道。而探索在多糖的不同位置引入不同性能與結(jié)構(gòu)取代基的方法對于拓展多糖 類衍生物的合成方法及其手性識別機理的深入研究具有重要意義，對于生命及生物醫(yī)藥領 域具有較大的理論與實際價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種原料來源廣泛、價廉易得，工藝簡單、成熟、易于控制， 產(chǎn)率高的同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物的合成方法。本發(fā)明 的目的還在于提供同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物的應用方 法。
[0004] 本發(fā)明的同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物的合成方 法為：
[0005] (1)先在直鏈淀粉的糖單元2_、6_位上同時引入二甲基叔己基硅酯作為保護基 團；
[0006] (2)然后在直鏈淀粉的糖單元3-位上引入一種苯基氨基甲酸酯基團；
[0007] (3)隨后在堿性溶液中脫掉保護基團還原2_、6_位羥基；
[0008] (4)最后在2-、6_位上同時引入一種苯甲酸酯基團。
[0009] 本發(fā)明的同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物的合成方 法還可以包括：
[0010] 1、在直鏈淀粉的糖單元2-、6-位上同時引入二甲基叔己基硅酯的方法為：直鏈淀 粉于105±5°C溫度下真空干燥2-4h，升溫至120±5°C，然后在無水N，N-二甲基乙酰胺中攪 拌2-6h;冷卻至100±5°C后加入直鏈淀粉質(zhì)量1. 5倍的氯化鋰，繼續(xù)攪拌2-6h，冷卻至室 溫加入咪唑并攪拌均勻，再加入過量的二甲基叔己基氯化硅，重新升溫至100 ± 5°C，持續(xù)攪 拌回流18-24h后停止反應；冷卻至室溫，加入緩沖液沉降過濾，用乙醇和水洗滌，40-60°C 真空干燥至恒重得到中間產(chǎn)物A。
[0011] 2、在直鏈淀粉的糖單元3-位上引入一種苯基氨基甲酸酯基團的方法為：將中間 產(chǎn)物A于80±5°C溫度下真空干燥2-4h，然后在無水吡啶中回流4-10h后加入過量的苯基 異氰酸酯，在l〇〇±5°C下繼續(xù)回流12-16h后停止反應，用甲醇充分洗滌并60±5°C真空干 燥得到中間產(chǎn)物B。
[0012] 3、在堿性溶液中脫掉保護基團還原2-、6_位羥基的方法為：將中間產(chǎn)物B溶解于 含有四丁基氟化銨的四氫呋喃溶液中進行水解，50±5°C下攪拌24h停止反應，用甲醇洗滌 并60±5°C真空干燥得到中間產(chǎn)物C。
[0013] 4、在2-、6_位上同時引入一種苯甲酸酯基團的方法為：上中間產(chǎn)物C溶解于無水 吡啶中80±5°C回流2-6h，再加入過量的苯甲酰氯，80-100°C下繼續(xù)回流10_12h，停止反 應；加入甲醇，充分洗滌、過濾并在40-60°C下真空干燥得到同時具有苯甲酸酯和苯基氨基 甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物。
[0014] 5、所述苯甲酰氯為結(jié)構(gòu)式為COCl-R2的苯甲酰氯，R2為苯基、3, 5-二氯苯基或 4-氣苯基。
[0015] 本發(fā)明的同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物的應用方 法為：同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物用于制備手性固定相。 具體包括：將同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物溶解于四氫呋喃 中，然后運用涂敷法均勻涂覆在大孔氨丙基硅膠的表面，并采用勻漿法裝柱，完成手性固定 相的制備。所述大孔氨丙基硅膠的粒徑為7ym、孔徑為100nm。
[0016] 本發(fā)明以直鏈淀粉為最初原料，先在直鏈淀粉的糖單元2_、6_位上同時引入二甲 基叔己基硅酯作為保護基團，然后在糖單元3-位上引入一種苯基氨基甲酸酯基團，隨后在 堿性溶液中脫掉保護基團還原2-、6_位羥基，最后在2-、6_位上同時引入一種苯甲酸酯基 團，最終實現(xiàn)同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物的合成。在此基 礎上，將所合成的新型直鏈淀粉衍生物充分溶解后，運用涂敷法將聚合物均勻涂覆在硅膠 表面，采用勻漿法裝柱，制備新型直鏈淀粉手性固定相。用高效液相色譜對所制備手性固定 相的手性識別性能進行詳細評價。本發(fā)明合成路線清晰可行、工藝成熟、操作簡單、易于實 現(xiàn)，可用于大規(guī)模的批量生產(chǎn)。
[0017] 本發(fā)明采用的直鏈淀粉來源廣泛、價廉易得，而且整個合成工藝簡單、成熟、易于 控制，產(chǎn)率高。
[0018] 圖3~5分別為所合成的三種新型直鏈淀粉衍生物一一直鏈淀粉-[2, 6-二（苯 甲酸酯）-3- (4-氯苯基氨基甲酸酯）]，直鏈淀粉-[2, 6-二（4-甲基苯甲酸酯）-3- (4-氯苯 基氨基甲酸酯）]，和直鏈淀粉-[2, 6-二（4-氯苯甲酸酯）-3- (4-氯苯基氨基甲酸酯）]的 核磁共振氫譜（1H-NMR)。從圖中可以看到，所合成衍生物的結(jié)構(gòu)規(guī)整，且符合預期合成結(jié)構(gòu) 目標。而圖6中的色譜拆分結(jié)果表明，所合成新型直鏈淀粉衍生物一一直鏈淀粉-[2, 6-二 (苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）]對特羅杰堿（圖2-1)顯示出較好的手性識別能 力。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物的
(苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](la)，直鏈淀粉-[2,6_二（4-甲基苯甲酸 酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](Ib)和直鏈淀粉-[2, 6-二（4-氯苯甲酸酯）-3-(4-氯苯 基氨基甲酸酯）](lc)。
[0020] 圖2-1至圖2-9為用于評價新型手性固定相手性識別性能的九種外消旋體的結(jié) 構(gòu)。其中，圖2_1為特羅杰堿，圖2-2為反式2, 3-二苯基環(huán)氧乙燒，圖2-3為苯偶姻，圖2-4 為2-苯基環(huán)己酮，圖2-5為2, 2, 2-三氟甲基-1-(9-蒽基）-乙醇，圖2-6為三乙?；?酸鈷，圖2-7為黃烷酮，圖2-8為2, 2-二甲基-1-苯基-丙醇，圖2-9為聯(lián)萘酚。
[0021] 圖3為直鏈淀粉-[2,6_二（苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](la)的核磁 共振氫譜（1H-NMR) (500MHz，氘代吡啶，80°C)。
[0022] 圖4新型直鏈淀粉_[2, 6-二（4-甲基苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](Ib) 的核磁共振氫譜（1H-NMR) (500MHz，氘代吡啶，80°C)。
[0023] 圖5新型直鏈淀粉_[2, 6-二（4-氯苯甲酸酯）-3-(4-氯苯基氨基甲酸酯）](Ic) 的核磁共振氫譜（1H-NMR) (500MHz，氘代吡啶，80°C)。
[0024] 圖6為直鏈淀粉-[2, 6-二（苯甲酸酯）-3_(4-氯苯基氨基甲酸酯）](Ia)對于特 洛杰堿對映體的色譜拆分譜圖。
【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明提供了一種同時具有苯甲酸酯和苯基氨基甲酸酯取代基直鏈淀粉衍生物 的合成方法及其手性固定相的制備方法，并利用高效液相色譜實現(xiàn)對其手性識別能力的評 價。
[0026] 本發(fā)明的技術(shù)方案主要包括：
[0027] 1.取直鏈淀粉于高溫下真空干燥2_4h，升溫，然后在無水N，N-二甲基乙酰胺中攪 拌2-6h;適當冷卻后加入氯化鋰（質(zhì)量為直鏈淀粉質(zhì)量的1. 5倍）；繼續(xù)攪拌2-6h，加入咪 唑并攪拌均勻，再加入過量的二甲基叔己基氯化硅，重新升溫，持續(xù)攪拌回流18_24h后停 止反應；冷卻至室溫，加入緩沖液沉降過濾，用乙醇和水洗滌，40-60°C真空干燥至恒重，產(chǎn) 率為 70-95%。
[0028] 2.將上述2-、6_位保護中間產(chǎn)物于高溫下繼續(xù)真空干燥2_4h，然后在無水吡啶中 回流4-10h，升溫后加入過量的苯基異氰酸酯（NC0-R1，其中NCO-為異氰酸酯基團，R1代表 4_氯苯基氨基甲酸酯，如圖1所示），在KKTC下繼續(xù)回流12-16h后停止反應，用甲醇充分 洗滌并60°C真空干燥。
[0029] 3.將上一步所得中間產(chǎn)物溶解于含有四丁基氟化銨的四氫呋喃溶液中進行水解， 50°C下攪拌24h停止反應；仍用甲醇洗滌并真空干燥，產(chǎn)率為60-85%。
[0030] 4.將以上產(chǎn)物充分溶解于無水吡啶中高溫下回流2-6h，再加入一種過量的苯甲 酰氯（C0C1-R2,R2分別代表三種不同取代基，如圖1所示），80-KKTC下繼續(xù)回流10_12h，停 止反應；加入甲醇，充分洗滌、過濾并在40-60°C下真空干燥，產(chǎn)率為85-100%。
[0031] 5.將所合成的最終產(chǎn)物充分溶解于四氫呋喃中，然后運用涂敷法將聚合物均勻涂 覆在大孔氨丙基硅膠（粒徑7ym、孔徑IO