新型聚合物手性固定相的制备及其对映体拆分性能

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在过去的几十年里,手性化合物尤其是手性药物的对映体分离一直吸引着学术界和工业界的极大关注,因为对映异构体常常表现出不同的生理学特性。对映体的色谱分离,特别是利用高效液相色谱拆分对映体被认为是获取纯对映体最重要的手段之一。对于该分离技术而言,制备具有高效手性识别能力的手性固定相是其关键所在。由纤维素和直链淀粉衍生物制造的手性固定相已经商品化,是目前的主流手性分离材料。与此同时,许多研究证实,主链螺旋手性的合成高分子及人工合成聚肽作为手性固定相材料具有独特的优势和潜在的应用前景。探索手性识别机理,开发新型聚合物基手性固定相依然是该领域的一个重要研究方向。2-噁唑啉是含有氧、氮原子的五元杂环化合物,经开环聚合反应得到的聚合物是一类被看作拟聚肽的聚酰胺类高分子材料。由于良好的生物相容性,近十多年来,聚(2-噁唑啉)作为潜在的生物医用材料引起人们广泛的研究兴趣;同时,在其它领域的应用研究也在不断拓展。本文利用2-噁唑啉衍生物分子设计灵活、聚合反应可控的特点,设计、合成了新型的聚合物手性选择剂及相应的硅基手性固定相,并应用于高效液相色谱的对映体分离。主要研究内容如下:  在论文的第一部份,我们首先合成了两个功能单体:PyOXBoc和BuOX,两者分别衍生于Boc-L-脯氨酸和4-戊烯酸。经开环共聚、脱保护并与另一分子L-脯氨酸偶合后得到了侧链含脯氨酸二聚体残基的聚(2-噁唑啉)衍生物,最后将其巯-烯点击键合到二氧化硅载体表面,成功制备得到预期的手性固定相。选择17种外消旋体分析物作为拆分对象研究了这些手性固定相在高效液相色谱中的对映体识别性能,考察聚合物的结构、二氧化硅表面游离硅羟基、色谱条件(如流动相组成、柱温)等对其色谱分离性能的影响。结果表明,与侧链仅含一个脯酰胺基的聚合物固定相CSP-1相比,二肽侧基的手性固定相(CSP-2)的对映体识别能力显著提高,且对1,1-联萘酚和偶姻类化合物表现出优良的拆分效果。同时发现,高分子量的聚合物选择剂表现出更好的手性识别能力和色谱分离性能;二肽侧链上的封端基团、分析物的结构特点与拆分效果存在明显的相关性。此外,硅羟基封端处理后,分析物的洗脱时间可明显缩短,并且可改善分离度。  在论文的第二部份,我们设计、合成了新的功能单体:(4R)/(4S)-EtPyOXBoc,将其与BuOX共聚得到了主链手性聚合物,作为CS与二氧化硅共价键合后制备得到相应的手性固定相。HPLC研究结果表明,与CS1相比,主链手性聚合物固定相CSP-5的对映体分离能力显著增强,成功拆分了α-甲基苄胺、安息香、1-萘基乙胺等分析物。色谱分离结果以及CD测试结果初步表明主链手性聚合物的某种特定构象在对映体识别中起到了重要作用。
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