含4—取代苯基4—羥基—丁—2—酮類衍生物對映異構體的HPLC手性分離研究

金玲亞++黃超群

【摘 要】7個含4-取代苯基4-羥基-丁-2-酮類衍生物對映異構體首次在【關鍵詞】含4-取代苯基4-羥基-丁-2-酮類衍生物；手性分離；光學活性

【Abstract】Seven enantiomers of containing 4-substituted phenyl 4-hydroxy-butan-2-ketone derivativesfirsrwere obtained on chiral stationary phases Chiralpak IA [amylose tris （3，5-dimethylphenylcarbamate）]， through investigating different mobile phase （hexane/ethanol， hexane/i-propanol， n-hexane/dichloromethane），the important basis for resolution（Rs>2）. Respectively， n-hexane/dichloromethane=70/30（V/V）andhexane/ i-propanol = 97/3 （V/V） as mobile phase system，the resolution of racemes have successfullyobtained， and measuredoptical activityof its catalytic products， ee values up to 79.5%.

【Key words】Containing 4-substituted phenyl 4-hydroxy-butan-2-ketone derivatives； Chiral separation； Optical activity

自然界里存在很多手性化合物，這些手性化合物具有兩個異構體，它們如同實物和鏡像的關系，通常叫做對映異構體。對映異構體很像人的左右手，它們看起來非常相似，但是不完全相同。當一個手性化合物進入生命體時，它的兩個對映異構體通常會表現出不同的生物活性[1]。對于手性藥物，一個異構體是有效的，而另一個異構體可能是無效甚至是有害的。以前由于對此缺少認識，人類曾經有過慘痛的教訓。例如沙利度胺（thalidomide）——反應停，造成了數以千計的兒童畸形。后來發現反應停中一種構型有致畸作用，而另一構型沒有致畸作用[2]。很明顯，研究單一手性異構體對于科學研究以及人類健康有著重要意義。目前，最廣泛采用制備單一手性異構體的方法是外消旋體拆分法和不對稱合成法[3-5]。高效液相色譜法（HPLC）拆分手性化合物的對映體異構體或測定催化產物光學活性，是研究兩種制備方法的基礎工作，也是目前有機分析最熱門的領域之一[6-8]。本工作為了檢驗新型手性環己二胺-酰胺硫脲衍生物催化劑對Aldol反應的催化活性，采用高效液相色譜手性固定相法，對催化不對稱合成的Aldol反應產物系列含4-取代苯基的4-羥基-丁-2-酮類衍生物對映異構體進行了手性分離分析。本實驗使用Chiralpak IA（直鏈淀粉-三[3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯]鍵合型）手性柱分離該類衍生物的7個外消旋體，通過對保留因子、分離因子和分離度等方面考察，研究不同流動相體系（正己烷/乙醇、正己烷/異丙醇、正己烷/二氯甲烷）對7個外消旋體分離的影響，找到最佳的分離條件，并根據最優化分離條件，對7個催化合成產物光學活性進行測定[9-13]。

1 實驗部分

1.1 材料和試劑

7個含4-取代苯基4-羥基-丁-2-酮類衍生物由溫嶺市食品藥品檢驗檢測中心提供，通過紅外光譜、核磁共振氫譜和氟譜、質譜、元素分析對其結構進行了表征，結構式見表1。

表1 化合物結構式

Tab.1 The structures of the studied compounds

試劑正己烷、異丙醇、乙醇、二氯甲烷均為色譜純，購自江蘇漢邦科技有限公司。

1.2 儀器

Angilent 1200高效液相色譜儀：配有G1379A在線脫氣機，G1311A四元泵，G1313A自動進樣器，G1315B二極管陣列檢測器；1316A柱溫箱，HP 1100化學工作站。

1.3 色譜條件

色譜柱：（1）Chiralpak IA（250mm×4.6mm，I.D. 5μm），購自日本Daicel公司；流動相組成：（1）Hexane：Dichloromethane（70：30，V/V）；（2）Hexane：i-propanol（97：3，V/V）；流速：1.0ml/min；檢測波長：270nm（參比360nm）；樣品溶液：樣品均用色譜級乙醇溶解；進樣量：5μL。

2 結果與討論

2.1 外消旋體分離

在1.3節色譜條件下，考察了此類化合物在IA柱上，不同流動相體系的分離效果，實驗結果如表2所示。結果表明，在正己烷-乙醇（70：30，V/V）為流動相時，7個化合物對映異構體在IA柱上都沒有分離跡象，嘗試減少流動相乙醇比例，延長洗脫時間，但是都沒有出現異構體分離跡象，說明在IA柱上采用正己烷-乙醇流動相體系，該系列化合物對映異構體不能被識別；換用正己烷-二氯甲烷（70：30，V/V）為流動相時，化合物A-1～A-4在該分離條件下的分離度依次為2.1、2.03、1.85、4.57，而化合物A-5～A-7對映體不能被識別。最后，采用正己烷-異丙醇（97：3，V/V）為流動相時，化合物A-1～A7在該分離條件下的分離度依次為1.08、1.14、1.30、0.56、3.06、3.22、3.85，A-5～A-7對映體的Rs>2，實現了完全分離。

化合物A-1在Chiralpak IA柱上，不同流動相體系下的手性分離色譜圖如圖1所示。由圖示可以直觀的看出，化合物A-1在選定的三種流動相下的不同手性分離效果，分離度大小順序為Rs（c）>Rs（b）>Rs（a）。

根據以上分離實驗結果，發現正己烷-異丙醇體系的分離因子明顯好于其他流動相體系；當R苯環上含硝基取代時，正己烷-二氯甲烷體系優于正己烷-異丙醇體系。推測分析其手性識別機理：根據苯環上連接的基團吸電子誘導效應大小不同（NO2>F>Cl），推測當化合物在極性較弱的正己烷-二氯甲烷流動相體系中，苯環上有強吸電子效應時，使苯環上電子云密度減小，而IA（直鏈淀粉-三[3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯]）手性柱衍生化基團由于3，5-二甲基及氨基的取代使苯環上的電子云密度增大，固定相的π-π給電子效應和被分離物的π-π吸電子效應增加了固定相對化合物對映體的手性識別；但是當苯環上吸電子效應變弱時，不利于固定相的π-π給電子效應和被分離物的π-π吸電子效應的相互作用，使用極性改性劑異丙醇來增大流動相極性，增強固定相對對映體的識別能力和分離效果。綜上分析，正己烷-二氯甲烷體系適合含有硝基取代的化合物A-1～A-4分離；而正己烷-異丙醇體系適合不含硝基取代的化合物T5～T7。

3 結論

本工作在Chiralpak IA糖類手性固定相上，考察了7個含4-取代苯基4-羥基-丁-2-酮類衍生物外消旋體分離效果，并對其催化產物進行光學活性測定。實驗結果表明，分別在正己烷-二氯甲烷（70：30，V/V）和正己烷-異丙醇（97：3，V/V）流動相體系下該系列對應異構體都實現了分離，分離度都在1.85以上。推測色譜保留機理：含4-取代苯基4-羥基-丁-2-酮類衍生物化合物的手性拆分不僅與溶質分子苯環上取代基吸電子效應有關，而且與流動相極性有關。對于化合物光學活性測定結果，得出苯環上取代基吸電子效應強弱對ee值影響很大，為該催化劑催化反應的底物基團優化提供參考依據。

【參考文獻】

[1]尤啟東，林國強.手性藥物——研究與應用[M].北京：化學工業出版社，2003.

[2]何煦昌.手性藥物的發展[J].中國醫藥工業雜志，1997，28（11）：519-524.

[3]任國賓，詹予忠，郭士嶺.手性拆分技術進展[J].河南化工，2002，1：1-3.

[4]黃蓓，楊立榮，吳堅平.手性拆分技術的工業應用[J].化工進展，2002，21（6）：375-380.

[5]戴立信，陸熙炎，朱光美.手性技術的興起[J].化學通報，1995，6：15-22.

[6]陳慧，呂憲禹，高如瑜，王琴孫.正相條件下溫度和流速對衍生化環糊精鍵合手性高效液相色譜固定相立體異構體選擇性的影響[J].高等學校化學學報，2000，21（2）：233-236.

[7]黃君珉，陳慧，王琴孫，高如瑜，陳茹玉.N-芐氧甲?；?α-氨基膦酸二苯酯有機磷化合物高效液相色譜保留和手性識別機理的研究[J].化學學報，2001，59（11）：1975-1981.

[8]黃君珉，陳慧，王琴孫，高如瑜，陳茹玉.衍生化環糊精鍵合固定相對N-芐氧甲?；?α-氨基膦酸酯化合物色譜保留和手性識別機理的研究[J].化學學報，2001，59（8）：1299-1305.

[責任編輯：湯靜]

根據以上分離實驗結果，發現正己烷-異丙醇體系的分離因子明顯好于其他流動相體系；當R苯環上含硝基取代時，正己烷-二氯甲烷體系優于正己烷-異丙醇體系。推測分析其手性識別機理：根據苯環上連接的基團吸電子誘導效應大小不同（NO2>F>Cl），推測當化合物在極性較弱的正己烷-二氯甲烷流動相體系中，苯環上有強吸電子效應時，使苯環上電子云密度減小，而IA（直鏈淀粉-三[3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯]）手性柱衍生化基團由于3，5-二甲基及氨基的取代使苯環上的電子云密度增大，固定相的π-π給電子效應和被分離物的π-π吸電子效應增加了固定相對化合物對映體的手性識別；但是當苯環上吸電子效應變弱時，不利于固定相的π-π給電子效應和被分離物的π-π吸電子效應的相互作用，使用極性改性劑異丙醇來增大流動相極性，增強固定相對對映體的識別能力和分離效果。綜上分析，正己烷-二氯甲烷體系適合含有硝基取代的化合物A-1～A-4分離；而正己烷-異丙醇體系適合不含硝基取代的化合物T5～T7。

3 結論

本工作在Chiralpak IA糖類手性固定相上，考察了7個含4-取代苯基4-羥基-丁-2-酮類衍生物外消旋體分離效果，并對其催化產物進行光學活性測定。實驗結果表明，分別在正己烷-二氯甲烷（70：30，V/V）和正己烷-異丙醇（97：3，V/V）流動相體系下該系列對應異構體都實現了分離，分離度都在1.85以上。推測色譜保留機理：含4-取代苯基4-羥基-丁-2-酮類衍生物化合物的手性拆分不僅與溶質分子苯環上取代基吸電子效應有關，而且與流動相極性有關。對于化合物光學活性測定結果，得出苯環上取代基吸電子效應強弱對ee值影響很大，為該催化劑催化反應的底物基團優化提供參考依據。

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[7]黃君珉，陳慧，王琴孫，高如瑜，陳茹玉.N-芐氧甲?；?α-氨基膦酸二苯酯有機磷化合物高效液相色譜保留和手性識別機理的研究[J].化學學報，2001，59（11）：1975-1981.

[8]黃君珉，陳慧，王琴孫，高如瑜，陳茹玉.衍生化環糊精鍵合固定相對N-芐氧甲?；?α-氨基膦酸酯化合物色譜保留和手性識別機理的研究[J].化學學報，2001，59（8）：1299-1305.

[責任編輯：湯靜]

根據以上分離實驗結果，發現正己烷-異丙醇體系的分離因子明顯好于其他流動相體系；當R苯環上含硝基取代時，正己烷-二氯甲烷體系優于正己烷-異丙醇體系。推測分析其手性識別機理：根據苯環上連接的基團吸電子誘導效應大小不同（NO2>F>Cl），推測當化合物在極性較弱的正己烷-二氯甲烷流動相體系中，苯環上有強吸電子效應時，使苯環上電子云密度減小，而IA（直鏈淀粉-三[3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯]）手性柱衍生化基團由于3，5-二甲基及氨基的取代使苯環上的電子云密度增大，固定相的π-π給電子效應和被分離物的π-π吸電子效應增加了固定相對化合物對映體的手性識別；但是當苯環上吸電子效應變弱時，不利于固定相的π-π給電子效應和被分離物的π-π吸電子效應的相互作用，使用極性改性劑異丙醇來增大流動相極性，增強固定相對對映體的識別能力和分離效果。綜上分析，正己烷-二氯甲烷體系適合含有硝基取代的化合物A-1～A-4分離；而正己烷-異丙醇體系適合不含硝基取代的化合物T5～T7。

3 結論

本工作在Chiralpak IA糖類手性固定相上，考察了7個含4-取代苯基4-羥基-丁-2-酮類衍生物外消旋體分離效果，并對其催化產物進行光學活性測定。實驗結果表明，分別在正己烷-二氯甲烷（70：30，V/V）和正己烷-異丙醇（97：3，V/V）流動相體系下該系列對應異構體都實現了分離，分離度都在1.85以上。推測色譜保留機理：含4-取代苯基4-羥基-丁-2-酮類衍生物化合物的手性拆分不僅與溶質分子苯環上取代基吸電子效應有關，而且與流動相極性有關。對于化合物光學活性測定結果，得出苯環上取代基吸電子效應強弱對ee值影響很大，為該催化劑催化反應的底物基團優化提供參考依據。

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[7]黃君珉，陳慧，王琴孫，高如瑜，陳茹玉.N-芐氧甲酰基-α-氨基膦酸二苯酯有機磷化合物高效液相色譜保留和手性識別機理的研究[J].化學學報，2001，59（11）：1975-1981.

[8]黃君珉，陳慧，王琴孫，高如瑜，陳茹玉.衍生化環糊精鍵合固定相對N-芐氧甲?；?α-氨基膦酸酯化合物色譜保留和手性識別機理的研究[J].化學學報，2001，59（8）：1299-1305.

[責任編輯：湯靜]