雙相識別手性製備色譜拆分手性化合物的製作方法

2023-07-11 03:28:31

專利名稱：雙相識別手性製備色譜拆分手性化合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種手性化合物對映體的新型拆分技術，屬分離技術領域。
背景技術：
當前手性化合物的研究是立體化學、藥物化學中最重要最活躍的部分。由於手性化合物的對映異構體通常具有不同的生物活性，因此製備對映體純的手性化合物在生命科學、藥物化學、材料化學等領域均具有重要意義。由於手性化合物的對映體除了光學性質及在不對稱合成反應中的活性不同外，其它的物理、化學性質則完全相同，所以獲得對映體純的化合物非常困難。目前國際上製備對映體純手性化合物的方法主要包括不對稱合成法、外消旋體的直接結晶拆分、化學拆分、動力學拆分和生物拆分及液相製備色譜法等。上述這些方法存在的突出問題是適用範圍較窄，有許多物質的對映體純產品仍不能採用這些方法來獲得，並且工序繁瑣，收率較低，而產品的光學純度不理想，生產成本過高，導致對映體純藥物等對映體純化合物的價格均較外消旋體形式高3～200倍。目前我國使用的許多對映體純手性藥物和起始手性原料大量依靠進口，而我國生產的大多數手性合成藥物仍是以外消旋體的形式出售的，因此開發手性化合物的新型高效拆分技術對我國製藥工業、農藥工業的發展尤其具有重要的意義。
液相色譜技術是化工、輕工、食品、生物、醫藥等工業中廣泛採用的一種分離技術。近年來在製藥、生物技術、精細化工等領域裡，液相製備色譜已經得到了越來越廣泛的應用。色譜對不同組分進行分離，其原理是基於待分離物系中的不同組分與色譜固定相表面之間具有不同的吸附性能，導致各種組分在色譜柱中隨流動相流動時的遷移速率不同而實現分離。近年出現的用液相製備色譜法拆分手性化合物的技術，這種色譜的固定相的表面是由手性分子構成的，稱為手性固定相，利用手性外消旋物系中不同對映體在色譜手性固定相的手性表面上的吸附性的差異，導致不同對映體在色譜柱中隨流動相流動時的遷移速率不同，所以吸附力弱的對映體先隨流動相流出色譜柱，而吸附力強的對映體後流出色譜柱，從而實現不同對映體的拆分分離。液相製備色譜法拆分手性化合物的技術具有許多其它拆分方法無法替代的優點.如能耗小、分離純度高、收率高以及可常溫操作等，但同時也存在操作費用過高和不可連續操作的弱點，阻礙了其在工業生產中的進一步應用。基於這些倩況，人們發明了許多改進的技術，如循環色譜、連續色譜等，而其中最具吸引力是模擬移動床色譜。90年代後期，比利時科學家率先將模擬移動床液相色譜引入手性化合物的拆分過程中，在優化選擇手性固定相的基礎上，成功地以甲醇為流動相以20.2g/d的速率連續拆分了曲馬多對映體，開闢了以手性模擬移動床液相色譜技術拆分手性化合物的新工藝。大大降低了溶劑的消耗量和操作成本。由於手性模擬移動床液相色譜技術具有可連續操作、運行條件溫和、溶劑和分離介質可循環使用的優點，大大降低了溶劑的消耗量和操作成本，一經出現即引起廣泛關注，在至今短短的幾年時間裡得到迅速發展，充分顯示了該技術的旺盛發展勢頭，成為液相製備色譜拆分技術中新的一員。目前液相製備色譜拆分技術存在的問題是①所使用的手性固定相本身對待拆分的外消旋物系中不同對映體的吸附力的差別不大，也就是手性選擇性差，導致不同對映體流出色譜柱的時間差較小，致使不同對映體的譜帶發生部分重疊而難於有效分離，同時所使用的手性固定相基本為塗敷型，其對流動相中不同對映體分子的選擇性吸附僅依賴於矽膠表面塗敷的一層手性分子，造成手性固定相表面的手性成分非常容易流失而導致色譜柱失效；②只有手性固定相表面的手性分子對待拆分的不同對映體具有選擇性，而流動相的組成中沒有手性成分，因此在拆分過程中對於待拆分物系只起載體和輸送者的作用，通過對待拆分物系的適當的溶解性而增大手性固定相的選擇性吸附作用，除此之外對拆分過程的選擇性沒有更直接的作用，尤其未見在手性固定相的基礎上同時採用具有手性特點的手性流動相的液相製備色譜拆分技術的報導。上述原因導致目前液相製備色譜拆分技術的溶劑溶質比很大(≈360)，處理能力小，對映體純度不高而拆分成本仍較高，亟待進一步充分研究以使其儘快適應真正的工業應用的要求。

發明內容
本發明的目的是提供一種對待拆分的外消旋物系中不同對映體具有更好的選擇性的液相製備色譜拆分技術，它能使液相製備色譜中的拆分過程變得經濟且拆分產品的對映體純度更高。
為實現本發明的目的，本發明的方法也是由流動相攜帶待拆分的外消旋物系中的不同對映體流過手性固定相而使待拆分的外消旋物系中的不同對映體得到拆分的，其特徵在於流動相中除含有非手性成分外，還含有至少一種與待拆分的外消旋物系中的不同對映體均不相同的手性組分而構成具有手性特點的手性流動相。這些手性組分成為手性助選劑，是針對不同的手性同定相以及不同的待拆分的外消旋物系而經過篩選的，除保持手性流動相對於待拆分的外消旋物系的適當溶解性外，這些手性助選劑還能夠在手性固定相表面相對於待拆分物系中的不同對映體發生不同程度的競爭性吸附，從而進一步增大了手性固定相對待拆分物系中的不同對映體的吸附力的差別，使不同對映體流出色譜柱的時間差進一步增大，達到更好的拆分效果。在篩選手性流動相中的手性助選劑時也應注意其與待拆分物系中的不同對映體在沸點、水溶性等性質方面的差別，以便於在拆分完成後通過適當方法與這些對映體進行分離，同收手性流動相循環使用，同時得到高對映體純的拆分產品。
本發明的這種同時採用手性固定相和手性流動相的液相手性製備色譜拆分技術既具有手性固定相對不同對映體的選擇性吸附識別作用，同時還具有手性流動相對不同對映體的輔助識別作用，故可稱之為雙相識別的手性製備色譜拆分技術。採用雙相識別手性製備色譜技術對外消旋體系進行拆分，與單獨使用手性固定相的手性拆分技術相比，外消旋體中的不同對映體流出色譜柱的時間差將進一步增大，減少譜帶的重疊，使外消旋樣品的進樣濃度可以更大，增加設備的處理能力，拆分單位產品所使用的流動相更少，同時拆分產品的對映體純度更高，拆分過程更經濟，達到更好的拆分效果。另外手性流動相的輔助識別作用可極大地提高手性固定相的效率，減小色譜柱的段數和長度，減少設備投資，同時，通過在手性流動相中選擇適當的助選劑，可使同一手性固定相能夠完成對多種手性對映體系統的拆分，提高價格昂貴的手性固定相的通用性。
具體實施例方式
下面結合拆分氯胺酮以及普萘洛爾對映體的具體實施例詳細說明本發明的方法和優點。
實施例1氯胺酮是外科臨床常用的一種胃腸外神經麻醉藥，目前一直以外消旋體形式入藥，但藥理研究表明，外消旋氯胺酮中R(+)異構體的麻醉作用是S(-)-異構體的3倍，而S(-)-氯胺酮不僅麻醉作用小，且有使病人易激動、容易失去自我控制、甚至失去判斷能力的副作用，這不僅限制了外消旋氯胺酮的臨床使用，還使近年來外消旋氯胺酮有發展為毒品的趨勢，因此研究將外消旋氯胺酮拆分為手性純的高效R(+)-氯胺酮入藥，將S(-)-氯胺酮在生產的源頭銷毀，不僅可創製高效新藥，在抵製毒品泛濫方面也很有意義。我們以粒度5μm的氨丙基矽膠表面鍵合苯基異氰酸酯衍生化的β-環糊精為手性固定相，裝入250mm長，內徑4.6mm的色譜柱內，以V(正己烷)/V(異丙醇)＝80/20為流動相，流動相流速1.0mL/min，外消旋氯胺酮樣品以流動相溶解，製成20mg/mL的樣品溶液，一次瞬時進樣0.025mL，在所述色譜條件下進行拆分，兩對映體的分離度僅為1.08，未實現較好拆分；當在上述流動相中加入R-2-戊醇為手性助選劑，製成含4.5mmol/LR-2-戊醇的手性流動相後，在上述相同的色譜條件下進行拆分，兩對映體的分離度達2.04，對映體產品中含有的手性流動相可經低溫旋轉蒸發回收，充分顯示了雙相識別條件下的卓越效果；實施例2以粒度40～60μm的氨丙基矽膠表面鍵合苯基異氰酸酯衍生化的β-環糊精為手性固定相，裝入12根250mm長，內徑4.6mm的色譜柱內，組合環形模擬移動床色譜，以V(正己烷)/V(異丙醇)＝80/20為流動相，模擬移動床色譜內流動相流速0.6mL/min，外消旋氯胺酮樣品以流動相溶解，製成20mg/mL的樣品溶液，進樣流速0.1mL/min，在所述色譜條件下進行拆分，得到兩對映體產品的對映體純度僅分別為90.1％和92.3％，未實現較好拆分；當在上述流動相中加入R-2-戊醇為手性助選劑，製成含4.5mmol/LR-2-戊醇的手性流動相後，在上述相同的色譜條件下進行拆分，兩對映體產品的對映體純度分別達到99.91％和99.96％，對映體產品中含有的手性流動相經低溫旋轉蒸發回收循環使用，也充分顯示了雙相識別拆分的優點；
實施例3普萘洛爾是一種重要的β受體阻滯劑，一直以外消旋體的形式入藥，動物實驗表明，S(-)-普萘洛爾對β受體的阻滯程度比R(+)-普萘洛爾約大100倍，而R(+)-普萘洛爾不僅對β受體的阻滯作用很小，而且有避孕作用，可作為一種有效的避孕藥，因此以外消旋體形式入藥的普萘洛爾不僅治療心臟系統疾病的效能不佳，而且容易帶來副作用，所以將外消旋普萘洛爾拆分為手性純化合物並作為兩種不同的藥物分別入藥，是創製具有我國自有智慧財產權的新藥，提高我國普萘洛爾藥品質量的有效方法。我們以粒度5μm的氨丙基矽膠表面鍵合苯基異氰酸酯衍生化的β-環糊精為手性固定相，裝入250mm長，內徑4.6mm的色譜柱內，以V(正己烷)/V(異丙醇)＝80/20為流動相，流動相流速0.6mL/min，外消旋普萘洛爾樣品以流動相溶解，製成20mg/mL的樣品溶液，一次瞬時進樣0.025mL，在所述色譜條件下進行拆分，兩對映體的分離度僅為1.06，未實現較好拆分；當在上述流動相中加入R-仲丁胺為手性助選劑，製成含4.5mmol/L R-仲丁胺的手性流動相後，在上述相同的色譜條件下進行拆分，兩對映體的分離度達1.82，對映體產品中含有的手性流動相可經低溫旋轉蒸發回收，充分顯示了雙相識別色譜拆分的優越性；實施例4以粒度5μm的氨丙基矽膠表面塗覆三苯基異氰酸酯衍生化的纖維素為手性固定相，裝入250mm長，內徑4.6mm的色譜柱內，以V(正己烷)/V(乙醇)＝85/15為流動相，流動相流速0.8mL/min，含R(+)-普萘洛爾40％其餘為S(-)-普萘洛爾的普萘洛爾樣品以流動相溶解，製成20mg/mL的樣品溶液，一次瞬時進樣0.025mL，在所述色譜條件下進行拆分，兩對映體的分離度僅為1.05，未實現較好拆分；當在上述流動相中加入R-仲丁醇和R-仲丁胺為混合手性助選劑，製成含0.5mmol/L R-仲丁醇和0.5mmol/L R-仲丁胺的手性流動相後，在上述相同的色譜條件下進行拆分，兩對映體的分離度達1.32，對映體產品中含有的手性流動相可經低溫旋轉蒸發回收，說明雙相識別色譜拆分的好效果。
權利要求
1.一種拆分外消旋物系的液相製備色譜拆分技術，該方法也是由流動相攜帶待拆分的外消旋物系中的不同對映體流過手性固定相而使待拆分的外消旋物系中的不同對映體在手性固定相上的遷移速率不同而得到拆分的，其特徵在於流動相中除含有非手性成分外，還含有至少一種與待拆分的外消旋物系中的不同對映體均不相同的稱為手性助選劑的手性組分，構成具有手性特點的手性流動相，使得待拆分的外消旋物系中的兩種或多種對映體在手性助選劑的作用下，在手性固定相上的遷移速率的差異進一步增大，從而更容易實現拆分。
2.如權利要求1所述的拆分技術，其特徵在於所述的手性固定相既可以是鍵合型也可以是塗覆型的手性固定相。
3.如權利要求1或權利要求2所述的拆分技術，其特徵在於所述的待拆分的外消旋物系既可以是完全沒有旋光性的外消旋體系，也可以是多種對映體互為旋光異構體但其中一種或一種以上的異構體相對於其他旋光異構體是過量的體系。
4.如權利要求1或權利要求2或權利要求3所述的拆分技術，其特徵在於所述的液相製備色譜既可以是間歇操作的一次進樣的液相製備色譜，也可以是連續操作的液相製備色譜，如循環色譜、連續色譜、模擬移動床色譜等。
5.如權利要求1或權利要求2或權利要求3或權利要求4所述的拆分技術，其特徵在於所述的待拆分的外消旋物系是外消旋氯胺酮或是外消旋普萘洛爾。
全文摘要
本發明公開了一種新型的同時採用手性固定相和手性流動相的雙相識別手性製備色譜拆分技術，它能使手性製備色譜拆分手性化合物的過程變得經濟且拆分產品的對映體純度更高。
文檔編號C07C225/20GK1757620SQ20041007230
公開日2006年4月12日 申請日期2004年10月8日 優先權日2004年10月8日
發明者李乃瑄, 肖如亭 申請人:天津理工大學