一种新型两性手性选择剂CEC整体柱的制备及用途制造技术

本发明专利技术涉及毛细管电色谱整体柱的制备及应用技术领域，公开了一种双[‑6‑N‑(咪唑基‑2‑氨基‑丙酸‑3‑)]‑β‑CD（β‑CD‑E

【技术实现步骤摘要】
一种新型两性手性选择剂CEC整体柱的制备及用途
本专利技术涉及手性毛细管电色谱(CEC)整体柱的制备及应用
，具体涉及一种双[-6-N-(咪唑基-2-氨基-丙酸-3-)]-β-CD(β-CD-E2)手性CEC柱的制备及应用，即将β-CD-E2作为两性手性选择剂制备成CEC整体柱的方法及对手性物质对映异构体的拆分研究和应用。
技术介绍
手性化合物在药物、环境、临床、生物和食品分析中起着重要的作用。手性农药占常用农药的40％以上，在200多种临床使用的药物中，有114种为手性药物，可见手性药物运用之广泛。植物和生物中的许多分子具有特定的对映体特性，在药理学、药代动力学、代谢和毒性等方面存在差异，其对非靶标生物或人类会造成不可预测的对映选择性生态风险。正如Z.C.Rao等学者2019年在Nature上所阐述的：由于手性污染物的对映选择性生物降解，包括对映体结合、新陈代谢、生物清除等特定的生物学过程。对人类的健康和环境而言，生物分子区分对映异构体的能力对生命系统至关重要。因此，对映体的分离分析对于确保药物安全和环境保护具有重要意义，这一需求对微量手性分离分析领域提出了更高更迫切的要求。β-环糊精类(β-CDs)由于其优良的超分子特性已成为使用最广泛的手性选择剂之一。目前，根据β-CD衍生化官能团的不同可分为阴离子型、中性和阳离子型三种。阴离子型β-CD衍生物在分离酸性、中性和碱性手性化合物方面都具有广泛的应用。硫酸化、乙酰化、磺酰基化、磷酸化、和羧甲基化等阴离子型β-CD由于其结构中的酸性基团与手性分子亲和作用较强，由于静电相互作用易于形成包含，显现出较好的对映体选择性；作为手性选择剂的中性β-CD主要是羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)和天然β-CD等，中性β-CD存在情况下，疏水相互作用被认为在复杂的配合物形成过程中起主要作用；关于阳离子型β-CD作为手性选择剂用于对映体分离的研究相对阴离子型β-CD少，部分含有苯基、咪唑、铵和吡啶功能化的阳离子β-CD衍生物由于具有了各种相互作用位点，包括π-π共轭、偶极-偶极、离子对位、静电吸引和空间排斥等，对手性化合物的分离表现出巨大的潜力，烷基链较短表现出更强的手性识别能力。毛细管电色谱(CEC)是毛细管电泳和高效液相色谱的结合，是一种非常有用的混合微分离技术，采用EOF(电渗流)作为驱动力；加压毛细管电色谱(pCEC)将压力流引入CEC系统中，有助于解决了气泡、干柱等问题，但操作较繁琐。CEC对映体分离的关键要素是手性色谱柱，可以使用已经制备成功的HPLC固定相，或是将固定相与其他具有足够孔隙度和功能性的材料结合，例如金纳米颗粒(GNP)，二氧化硅颗粒(SiNP)，磁性纳米颗粒(MNP)，碳纳米管和金属涂层有机框架等，更加快速准确地调整对复杂样品的对映体选择性，得以有效分离外消旋手性化合物。CDs类固定相修饰的CEC在对映体分离领域得到了广泛应用，包括临床药物、氨基酸、农药等手性化合物的分离。CEC柱可分为填充毛细管柱、开放管状柱和整体毛细管柱三种。与传统的CEC填充柱相比，毛细管整体柱的主要优点是传质速度快，渗透率高，孔径可改变。同时，整体柱表现出令人满意的选择性和承载能力优于开管柱。到目前为止，功能化β-CD衍生物主要通过化学键合固定在整体材料上，包括三唑键、氨基键或乙醚键等共价键结合。据报道，大约有三种不同的制备方法可将β-CDs键合在毛细管内，可将其表示为两步法，单步法和一锅法。两步法首先通过原位共聚或溶胶-凝胶法制备具有适当孔结构和活性官能团的基体材料，然后通过这些活性基团与柱内壁的化学反应来固定手性选择剂，这种多步法可以有效地将柱形态与对映选择性的控制分离开来，是共价键合手性选择剂通用的方法。两步法制备整体柱，能够独立控制柱形貌，在仔细优化基质柱的形貌后，可以实现对对映选择性的调控。然而，如何以适当的耦合方式固定足够数量的手性选择剂、后修饰方法耗时长以及重复性差等问题仍然是这种制备方法的一个主要挑战。单步法利用商业上可用的或实验室合成的手性前驱体(单体或硅烷氧化物)，通过原位共聚或溶胶-凝胶法可以很容易地制备出整体柱。对于有机聚合物或有机-二氧化硅杂化CSP，所需的手性选择剂需要转化为可聚合的手性单体，如甲基丙烯酸、丙烯酸或烯丙基化手性选择剂。单步法结合了整体形貌的控制和对映选择性的操控。然而，在每种情况下，为了获得满意的形貌和对映选择性，对共聚条件的选择性优化是不可避免的。由于所需的手性前驱体大多不是商品化的，它们的合成有时是困难的。此外，手性选择剂是否被封装在整体骨架内继而影响对映选择性，仍然是一个问题。与两步法和单步法相比，一锅法是一种提高化学反应效率的策略，即反应物在单个反应容器中进行连续的化学反应，这种方法避免了中间体的冗长纯化程序。一锅法制备毛细管整体柱，因其制备工艺简单、整体柱具有更高的稳定性和更长的使用寿命而受到广泛应用。近年来，采用β-CDs作为流动相添加剂来分离手性农药的研究有见报道，但利用CDs固定相修饰CEC分离手性农药的研究报道较少，已成为一项具有挑战的工作。
技术实现思路
手性选择剂的独有选择性也往往是其局限性，哪怕是商品柱分离手性化合物的能力也往往是特定的、有局限性的。针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供了一种新型两性手性高效毛细管电泳(HPCE)整体柱的制备及应用技术，具体涉及了一种双[-6-氮-(咪唑基-2-氨基-丙酸-3-)]-β-环糊精(β-CD-E2)手性CEC整体柱的制备及应用，即涉及一种将β-CD-E2制备成CEC手性整体柱的方法及对手性化合物对映异构体的拆分应用研究。这些工作是基于以下步骤进行：(1)、用三步法合成了双[-6-氮-(咪唑基-2-氨基-丙酸-3-)]-β-环糊精(β-CD-E2)。(2)、用β-CD-E2构建手性环境，制备成手性CEC整体柱，应用于高效毛细管电泳(HPCE)中。(3)用所制得的β-CD-E2手性柱可建立碱性物质盐酸特拉唑嗪、盐酸异丙嗪、羟丙哌嗪和两性物质甲磺酸多沙唑嗪等手性受体拮抗剂的对映体拆分和定量分析方法，部分手性药物给出了可通过该手性柱制备获得电泳纯的单一对映体的可能性。(4)用所制得的β-CD-E2手性CEC柱可拆分酸性物质咪唑乙烟酸和甲咪唑烟酸两种除草剂对映体，并建立定性定量分析方法，为获得电泳纯单一对映体提供可能。本专利技术将双[-6-氮-(咪唑基-2-氨基-丙酸-3-)]-β-环糊精用于高效毛细管电泳(HPCE)领域，将其制备成手性CEC整体柱，用于多种手性对映体的拆分。首先将准备作为CEC手性单体的β-CD-E2合成后用紫外分光光度法(UV)、傅里叶红外光谱(FTIR)、元素分析、核磁共振(NMR)、液-质联用(LC-MS)等手段进行表征，确定是所要目标化合物。然后，对得到的β-CD-E2手性CEC整体柱，用扫描电镜(SEM)对其筛选、表征和确认，同时利用光学显微镜和扫描电镜证实了β-CD-E2整体柱内的微孔结构。该手性CEC整体柱可用于盐酸特拉唑嗪(TER)、盐酸异丙嗪(PMZ)、甲磺酸多沙唑嗪(DOX)、羟丙哌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.将双[-6-氮-(咪唑基-2-氨基-丙酸-3-)]-β-环糊精作为两性手性选择剂，并作为功能单体制备手性CEC整体柱。/n

【技术特征摘要】
1.将双[-6-氮-(咪唑基-2-氨基-丙酸-3-)]-β-环糊精作为两性手性选择剂，并作为功能单体制备手性CEC整体柱。


2.权利要求1所述的手性CEC整体柱，其制备方法如下：先将毛细管柱内壁充分活化备用；将双[-6-氮-(咪唑基-2-氨基-丙酸-3-)]-β-环糊精、次功能单体、引发剂、致孔剂和交联剂均填充到预处理过的毛细管柱中，用橡胶塞密封，然后“一锅”法聚合反应完成后，通过氮气冲洗毛细管，完成后毛细管柱两端用硅胶封口备用。

【专利技术属性】
技术研发人员：沈静茹，张思，陆金富，覃信铭，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42