纖維素手性固定相對聯(lián)萘酚對映體的拆分

馬思佳，賈 欣，孫慧斌，金建聞，龐 麗，陳 政，杜 斌，張振中#

1)鄭州大學(xué)藥學(xué)院 鄭州 450001 2)吉林大學(xué)藥學(xué)院 長春 130000

近年來，具有C2對稱軸的手性化合物聯(lián)萘酚(2，2’-二羥基-1，1’-聯(lián)萘)及其衍生物在不對稱合成中特別是在制備手性醫(yī)藥、農(nóng)藥及食品添加劑等方面得到了廣泛的應(yīng)用。聯(lián)萘酚化合物不含有手性中心，但具有C2對稱軸，是一類難溶于水的阻轉(zhuǎn)異構(gòu)化合物。在合成功能高分子過程中，聯(lián)萘酚的絕大多數(shù)光學(xué)純異構(gòu)體都可以作為單體原料來使用，對映體除外[1]。隨著不對稱合成方法的深入研究，聯(lián)萘酚體系取得了快速的發(fā)展，由其制備的一系列高手性效率催化劑和手性配體為大量不對稱藥物的合成提供了一條高收率、高選擇性、低成本的途徑，聯(lián)萘酚的合成和拆分在不對稱合成中的應(yīng)用越來越受到重視。聯(lián)萘酚的拆分方法主要有化學(xué)拆分法[2-3]、酶法[4]和色譜法[5-6]等。色譜法分離能力強(qiáng)、快速穩(wěn)定、重復(fù)性好。作者采用CHIRALPAK? IC[纖維素-三(3，5-二氯苯基氨基甲酸酯)]手性柱，對聯(lián)萘酚對映體進(jìn)行了手性拆分研究，以建立一種用于聯(lián)萘酚拆分過程監(jiān)控及光學(xué)純度檢驗(yàn)的高效、準(zhǔn)確的分析方法。

1 材料與方法

1.1儀器與試劑HP1100 高效液相色譜儀(美國Ageilent公司)；KQ-300DE型數(shù)控超聲波清洗機(jī)(昆山市舒美超聲儀器有限公司)；聯(lián)萘酚(純度≥ 99.0%)，R-聯(lián)萘酚、S-聯(lián)萘酚標(biāo)準(zhǔn)品(連云港手性化學(xué)有限公司)；正己烷、異丙醇、無水乙醇(色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)。

1.2色譜條件色譜柱為CHIRALPAK? IC手性柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)(日本大賽璐公司)；流動相正己烷醇(6040～955，VV)；柱溫15～35 ℃；流速1.0～0.4 mL/min；進(jìn)樣量20 μL；紫外檢測波長254 nm。

1.3樣品和流動相的制備分別稱取聯(lián)萘酚、R-聯(lián)萘酚和S-聯(lián)萘酚樣品粉末各10.0 mg，置10 mL容量瓶中，加入無水乙醇溶解，稀釋至刻度，搖勻，使各樣品濃度均為1.0 g/L，經(jīng)0.45 μm微孔膜過濾后進(jìn)樣分析，流動相經(jīng)0.45 μm微孔膜過濾。

2 結(jié)果

2.1流動相種類及比例對分離的影響利用CHIRALPAK? IC手性柱，在流動相正己烷中加入醇類改性劑，固定流速0.8 mL/min，室溫條件下對聯(lián)萘酚進(jìn)行了拆分研究。以異丙醇和無水乙醇作為極性調(diào)節(jié)劑(8020，VV)時，聯(lián)萘酚對映體在10 min內(nèi)達(dá)到基線分離，結(jié)果見表1。

2.2流速和溫度對分離的影響

2.3對映異構(gòu)體峰位的確定最終確定的優(yōu)化色譜條件為：CHIRALPAK? IC柱，正己烷無水乙醇=8020(VV)，流速0.8 mL/min，柱溫25 ℃。在此條件下，對映體和各異構(gòu)體分離色譜圖見圖1。

配制濃度分別為75.00、18.75、1.50 mg/L的聯(lián)萘酚對映體溶液各5份，每個濃度測定3次，取平均值，測定兩對映體峰面積和保留時間，計(jì)算日內(nèi)精密度。連續(xù)進(jìn)樣3 d，計(jì)算日間精密度。結(jié)果顯示R-聯(lián)萘酚保留時間和峰面積的RSD分別小于0.80%和1.95%，S-聯(lián)萘酚保留時間和峰面積的RSD分別小于0.71%和1.90%。

表1 流動相添加劑種類及比例對分離的影響

表2 流速對分離的影響

圖1 聯(lián)萘酚對映體(A)、R-聯(lián)萘酚(B)及S-聯(lián)萘酚(C)在優(yōu)化條件下的分離圖譜

3 討論

CHIRALPAK?IC柱在硅膠表面共價鍵合了3，5-二氯苯基氨基甲酸酯，這類纖維素衍生柱具有左旋三重螺旋結(jié)構(gòu)，苯基氨基甲酸酯基團(tuán)環(huán)繞主鏈形成了許多手性空穴[7]。當(dāng)聯(lián)萘酚順利進(jìn)入手性空腔后，溶質(zhì)結(jié)構(gòu)中的羥基可與固定相氨基甲酸酯殘基上羰基發(fā)生氫鍵作用，溶質(zhì)中的苯環(huán)可與固定上的苯環(huán)間發(fā)生π-π作用。正己烷作為非極性溶劑，對溶質(zhì)和手性固定相之間的作用力強(qiáng)度影響較小，而醇作為質(zhì)子性溶劑，可以與溶質(zhì)競爭固定相上的氫鍵作用點(diǎn)。與乙醇相比，異丙醇的極性減弱，體積增大，空間位阻增強(qiáng)，對固定相上的氫鍵作用點(diǎn)競爭減弱，聯(lián)萘酚對映體與固定相之間的氫鍵作用增加，保留增強(qiáng)，容量因子增大。但由于溶質(zhì)在添加異丙醇的流動相中的遷移率下降，遷移時間延長，峰形展寬，柱效降低，導(dǎo)致分離度降低。用異丙醇作為有機(jī)改性劑時保留時間大于乙醇，但分離度低于乙醇，因此選擇乙醇作為極性調(diào)節(jié)劑更有利于分離。調(diào)節(jié)乙醇的體積分?jǐn)?shù)為5%～40%時，在室溫和流速0.8 mL/min的條件下，測量兩對映體的分離參數(shù)，結(jié)果顯示流動相中乙醇體積分?jǐn)?shù)在30%以下時能得到基線分離，隨著極性成分的減少，分離因子和分離度上升，保留時間和保留因子明顯增加。隨著流動相中乙醇含量的降低，其與對映體競爭固定相氫鍵作用點(diǎn)的能力減弱，手性柱的手性識別能力提高，流動相洗脫能力減弱，從而使各對映體的保留增強(qiáng)，分離度增大。由上述結(jié)果可知，纖維素衍生物手性固定相拆分手性化合物是一個非常復(fù)雜的過程，溶質(zhì)結(jié)構(gòu)對其與固定相之間的識別作用的影響不僅與固定相本身結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與流動相中極性添加劑有關(guān)。

隨著流速的減小，分離因子α不變，說明流速對固定相的手性空穴構(gòu)型沒有影響。由于對映體在CHIRALPAK? IC柱上的手性識別作用能量差極小，對映體間的分離在于溶質(zhì)與固定相間的多次作用[8]，當(dāng)流速由1.0 mL/min降至0.4 mL/min時，聯(lián)萘酚對映體在固定相上的保留時間增加，理論塔板數(shù)上升，雖峰形加寬，分離度仍有較大的提高。1.0 mL/min流速時，兩對映體已達(dá)基線分離，但柱壓較高，與0.8 mL/min相比分離度無明顯改善。0.4 mL/min時，分離度雖有較大提高，但保留時間與0.8 mL/min相比延長了一倍。綜合考慮分析時間和分離度，選擇0.8 mL/min為實(shí)驗(yàn)流速。固定流速為0.8 mL/min，正己烷無水乙醇=8020(VV)的色譜條件，改變柱溫，考察分離溫度在15～35 ℃范圍內(nèi)對對映體分離的影響，結(jié)果顯示隨著溫度的提高，出峰時間略有提前，容量因子和分離因子逐漸減小，分離度從2.56降低到2.11。其原因可能是隨著溫度的升高，固定相的空穴構(gòu)型沒有發(fā)生變化，而流動相的黏度減小，組分在流動相中的傳質(zhì)阻力減小，對映體分子被更快地洗脫出來，與固定相的相互作用時間減少，分離度有所下降。

總之，作者利用CHIRALPAK? IC柱，在正相條件下成功拆分了聯(lián)萘酚對映體。最終優(yōu)化的色譜條件為正己烷無水乙醇=8020(VV)，流速0.8 mL/min，柱溫25 ℃，對映體在 6 min內(nèi)分離度達(dá)到2.43。該文的方法與文獻(xiàn)[5-6]報(bào)道的色譜拆分法相比，分析時間更短，分離度更高，且操作簡單，穩(wěn)定性好，可用于聯(lián)萘酚的分離及其在不對稱合成中光學(xué)純度的快速檢測。

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