一种用于高效拆分色氨酸对映体的功能性固相载体的制备方法与流程

本发明涉及一种用于高效拆分色氨酸对映体的功能性固相载体的制备方法，属于分离技术及材料制备领域。

背景技术：

二氧化硅微球具有形貌可控、性质稳定、粒度均一等优点，已广泛应用于材料化学、色谱、医药等多个领域。此外，将含有特定官能团的有机分子共价键合到二氧化硅微球表面能够满足某些特定的需求。例如，鉴于硅球表面的大量羟基，将疏水性的碳十八基团键合到硅球表面，可以制备成现在广泛使用的反相色谱填料。因此，硅球表面的功能化处理已经引起了广泛的关注。其常用的合成方法是利用含有有机基团的硅烷基试剂，在甲苯或其他有机溶剂中加热回流制得。但是，必须注意到的是现有的方法存在着一定的缺陷，包括：（1）含硅烷基的有机小分子并不常见，需要进行复杂的有机反应进行多步合成，导致其很难应用于工业生产中；（2）反应步骤的增加会影响二氧化硅微球的单分散性，从而影响其分离效率。因此，设计开发新型的功能化方法具有重要的意义。

离子液体是指在室温下呈液态，且完全由阴、阳离子组成的一类化合物。离子液体具有较低的蒸汽压、良好的导电性且不可燃等优点。在此基础上，众多的课题组尝试将有机官能团引入到离子液体中从而满足特定的需求。经过近二十年的发展，其已广泛应用于各个领域。但是，手性离子液体作为手性修饰分子键合到二氧化硅微球表面的相关报道并不多见。综上所述，我们希望设计一种新的合成方法制备功能性硅球，并作为手性拆分材料用于色氨酸的手性拆分研究。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种用于高效拆分色氨酸对映体的功能性固相载体的制备方法。将制备的功能性二氧化硅微球作为固相萃取剂对色氨酸对映体进行高效拆分研究。

一种用于高效拆分色氨酸对映体的功能性固相载体的制备方法，包括以下步骤：

a、制备手性前体：室温下，称取0.755g左旋苯丙氨醇溶于25-35ml二氯甲烷中，磁力搅拌，随后称取0.525g2-氯乙基异腈酸酯滴加至上述溶液中，反应3-4小时后，减压蒸馏除去溶剂，氯仿洗涤除去副产物，真空干燥，即得手性前体；

b、制备含有咪唑基团的二氧化硅微球：配制80-100ml体积比为9:1的乙醇/水混合溶液，向上述溶液中加入依次加入0.5g二氧化硅微球、1.15gn-3-氯丙基咪唑、5ml氨水，室温下磁力搅拌12-15小时，反应完全后，高速离心得黄色固体，依次用乙醇、水清洗，真空干燥，即得含有咪唑基团的二氧化硅微球；

c、功能性二氧化硅微球：向100ml圆底烧瓶中依次加入0.768g步骤a制备的手性前体、0.7g步骤b制备的含有咪唑基团的二氧化硅微球、50ml乙腈，磁力搅拌，加热回流36-48小时，反应完全后，高速离心得棕色固体，依次用乙醇、水清洗，真空干燥，即得功能性二氧化硅微球；

d、固相萃取：称取30mg外消旋色氨酸对映体和10mg氯化铜溶于20-30ml水中，向其中加入400mg步骤c制备的功能性二氧化硅微球，振荡2分钟，高速离心，取上清液，减压旋蒸除去水，真空干燥，得到光学纯的右旋色氨酸。

进一步地，步骤a中反应磁力搅拌速度为300-400r/min，清洗所用氯仿体积为20ml。

进一步地，步骤b中磁力搅拌速度为300-400r/min，清洗所用乙醇体积为20-30ml，水体积为20-30ml。

进一步地，步骤c中磁力搅拌速度为300-400r/min，清洗所用乙醇体积为20-30ml，清洗所用水体积为20-30ml。

进一步地，步骤d中离心转速为8000-10000r/min。

本发明的有益效果是：功能性二氧化硅微球制备方法简单、手性拆分法具有操作简单、成本低、手性拆分收率高等优点。

附图说明

下面结合附图对本实验进一步说明。

图1为实施例一中制备的功能性二氧化硅微球的场发射扫描电镜图。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

本发明所述拆分得到的色氨酸的光学纯度按下述方法进行识别：

ee=(cl-cd)/(cl-cd)

式中，ee表示l型对映体的过量值，cl和cd分别表示l-色氨酸和d-色氨酸的浓度。

实施例一：

功能性二氧化硅微球的制备包括以下三个步骤：

（1）室温下，称取3.02g左旋苯丙氨醇溶于120ml二氯甲烷中，转速为300r/min磁力搅拌，随后称取2.1g2-氯乙基异腈酸酯滴加至上述溶液中，出现白色沉淀，反应4小时后，减压蒸馏除去溶剂，60ml氯仿洗涤除去副产物，真空干燥，即得手性前体4.88g，产率为95%。

（2）室温下，配制150ml体积比为9:1的乙醇/水混合溶液，向上述溶液中加入依次加入1.0g二氧化硅微球、2.30gn-3-氯丙基咪唑、10ml氨水，转速为300r/min磁力搅拌15小时，反应完全后，转速为10000r/min高速离心得黄色固体，依次用40ml乙醇、40ml水清洗，真空干燥，即得含有咪唑基团的二氧化硅微球1.78g。

（3）向100ml圆底烧瓶中依次加入1.536g步骤a制备的手性前体、1.4g步骤b制备的含有咪唑基团的二氧化硅微球、60ml乙腈，转速为300r/min磁力搅拌，加热回流48小时，反应完全后，转速为10000r/min高速离心得棕色固体，依次用40ml乙醇、40ml水清洗，真空干燥，即得功能性二氧化硅微球2.52g；

实施例二：

称取300mg外消旋色氨酸对映体和100mg氯化铜溶于150ml水中，向其中加入4g步骤c制备的功能性二氧化硅微球，振荡5分钟，10000r/min高速离心，取上清液，减压旋蒸除去水，真空干燥，得到光学纯的右旋色氨酸126mg，产率为84%，ee值为93%。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种用于高效拆分色氨酸对映体的功能性固相载体的制备方法，具体步骤包括：a）以左旋苯丙氨醇为反应原料经一步反应制备手性前体；b）制备含有咪唑基团的二氧化硅微球；c）将上述两步制备的反应原料一步键合得到目标功能性二氧化硅微球；d）以步骤c制备的功能性二氧化硅微球作为固相萃取剂选择性拆分色氨酸对映体，经检测可以得到光学纯度较高的单构型色氨酸，其ee值达93.0％以上。本发明的有益效果是：功能性二氧化硅微球制备方法简单、手性拆分法具有操作简单、成本低、拆分收率高等优点。

技术研发人员：吴大同;潘菲;孔泳
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2019.03.11
技术公布日：2019.07.12