СОРБЕНТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B01J20/22 B01J20/30 B01D15/08 

Изобретение относится к сорбентам для разделения рацематов оптически активных соединений и может быть использовано для выделения индивидуальных изомеров различных производных аминокислот и кумарина и контроля энантиомерной чистоты аминокислот, пестицидов, биологически активных соединений.

Известны хроматографические сорбенты для разделения рацемических смесей, получаемые иммобилизацией путем адсорбции на минеральном носителе гидрофобных производных оптически активных аминокислот (US 4851382, B 01 J 20/22, 1989).

Недостатком известных сорбентов является отсутствие ковалентной связи между используемым носителем и хиральными селекторами. Последние легко вымываются из хроматографической колонки органическими растворителями и потому колонка может использоваться только в водных средах и для разделения только водорастворимых рацематов.

Для хроматографического разделения оптических изомеров фармацевтических препаратов известен сорбент, содержащий носитель с ковалентно связанными производными хитозана в качестве хиральных селекторов (A.Senso at al., J. Chromatogr. , v. 839, 1999, p. 15-21, "Chitosan derivatives as chiral selectors bonded on allyl silica gel). Способ получения вышеуказанных сорбентов включает много стадий, в том числе получение силикагеля с привитыми аллильными функциональными группами, получение хитозана с 10-ундеценоильными и бензоильными или фениламинокарбонильными группами и, наконец, сополимеризацию по двойным связям носителя и хирального селектора. Эти сорбенты обеспечивает разделение оптических изомеров благодаря Ван-дер-Ваальсовым и дипольным взаимодействиям.

Недостатком вышеуказанных сорбентов является их относительно низкая селективность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сорбент, содержащий носитель и хиральный селектор на основе производных β-циклодекстрина (β-ЦД), а именно β-ЦД, сшитый эпихлоргидрином и модифицированный 2,3-эпоксипропилтриметиламмоний хлоридом. Способ получения известного сорбента заключается в адсорбционной иммобилизации сополимера эпихлоргидрин-β-ЦД на кремнеземе за счет ионных взаимодействий, но без образования ковалентной связи с носителем.

Разделение оптических изомеров варфарина и ряда дансильных производных аминокислот осуществляется на данном сорбенте за счет образования комплексов включения энантиомеров с циклодекстрином (N. Thuaud et al., J. Chromatogr., v. 555, 1991, p. 53-64, "Retention behavior and chiral recognition of β-cyclodextrin-derivative polymer adsorbed on silica for warfarin, structurally related compounds and Dns-amino acids").

Недостатком сорбента опять-таки является постепенная потеря носителем хирального селектора.

Задачей настоящего изобретения является разработка стабильного сорбента, пригодного для разделения большого круга веществ.

Поставленная задача решается описываемым сорбентом для разделения рацематов оптически активных соединений, содержащим носитель и хиральный селектор, выбранный из группы пер-6-аминопроизводные α-, β- или γ-циклодекстрина либо их ацетилированные аналоги.

Поставленная задача решается также описываемым способом получения сорбента для разделения рацематов оптически активных соединений, включающим ковалентную иммобилизацию на носителе производных циклодекстрина, которую осуществляют путем последовательного взаимодействия аминированного носителя вначале с конденсирующим агентом, затем с реагентом из группы: пер-6-амино-α-циклодекстрин, пер-6-амино-β-циклодекстрин, пер-6-амино-γ-циклодекстрин, а затем с боргидридом металла. Дополнительно, полученный сорбент подвергают ацетилированию. Предпочтительно, в качестве носителя используют кремнезем, а в качестве конденсирующего агента - глутаровый диальдегид. Предпочтительно взаимодействия проводят в натрий-фосфатном буферном растворе.

Ниже приведены примеры осуществления способа получения сорбента и примеры на его использование.

Пример 1. К 5 г Лихросорба Si-100 (Merk), суспендированного в 25 мл 0,1 М натрий-фосфатного буфера с рН 6,5 добавляют 0,25 мл 3-аминопропил-триэтоксисилана. Реакционную смесь нагревают до 95^oС и инкубируют в течение 2 часов при перемешивании при той же температуре. Затем аминированный Лихросорб Si-100 промывают на стеклянном пористом фильтре водой. Полученный аминированный Лихросорб Si-100 суспендируют в 20 мл 0,01 М натрий-фосфатного буферного раствора с рН 7, добавляют 5 мл 25% глутарового диальдегида и перемешивают 1 час при 20^oС, после чего полученный продукт 1 промывают водой на пористом фильтре. 0,2 г амино-β-циклодекстрина (амино-β-ЦД) растворяют в 50 мл 0,1 М натрий-фосфатного буфера с рН 6,0 (контролируя величину рН, которая должна быть в интервале 6,5-7,0). В полученном растворе суспедируют 5 г продукта 1, ведут реакцию 16 ч при перемешивании при 20^oС и полученный сорбент 2 промывают водой. Концентрация аминогрупп в продукте 2 составляет 150 мкМ на 1 г, что соответствует 25 мкМ амино-β-циклодекстрина на 1 г.

5 г продукта 2 суспендируют в 50 мл 0,3 М натрий-фосфатного буферного раствора с рН 6,0 и добавляют 90 мг NaBH₄. Реакцию проводят в течение 6 часов при перемешивании при 20^oС. Полученный сорбент перамино-β-циклодекстрином (сорбент А) отделяют и промывают на пористом фильтре последовательно водой, этанолом и ацетоном и высушивают.

Пример 2. Аналогично примеру 1 получают сорбент А. После обработки NaBH₄ 5 г сорбента А суспендируют в смеси 20 мл воды, 4 мл метанола и 8 мл уксусного ангидрида. Реакционную смесь перемешивают при 20^oС 8 часов. Отделяют полученный сорбент В с перацетиламино-β-циклодекстрином и промывают его водой на пористом фильтре. Свободных аминогрупп в сорбенте В не обнаружено.

Пример 3. Аналогично примеру 1 получают продукт 1. 0,2 г перамино-α-ЦД растворяют в 50 мл 0,1 М натрий-фосфатного буфера с рН 6,0 (контролируя величину рН, которая должна быть в интервале 6,5-7,0). В полученном растворе суспендируют 5 г продукта 1 и ведут реакцию 16 часов при перемешивании при 20^oС. Полученный продукт 3 фильтруют с помощью стеклянного пористого фильтра и промывают водой.

5 г продукта 3 суспендируют в 50 мл 0,3 М натрий-фосфатного буферного раствора с рН 6,0 и добавляют 90 мг NaBH₄. Реакцию проводят в течение 6 часов при перемешивании при 20^oС. Полученный сорбент с перамино-α-циклодекстрином (сорбент С) отделяют и промывают на пористом фильтре последовательно водой, этанолом и ацетоном и высушивают.

Пример 4. Получают сорбент С аналогично примеру 3. После обработки NaBH₄ 5 г сорбента С суспендируют в смеси 20 мл воды, 4 мл метанола и 8 мл уксусного ангидрида. Реакционную смесь перемешивают при 20^oС 8 часов. Отделяют полученный сорбент D с перацетиламино-α-циклодекстрином и промывают его водой на пористом фильтре.

Пример 5. Аналогично примеру 1 получают продукт 1. 0,2 г перамино-γ-ЦД растворяют в 50 мл 0,1 М натрий-фосфатного буфера с рН 6,0 (контролируя величину рН, которая должна быть в интервале 6,5-7,0). В полученном растворе суспендируют 5 г продукта 1 и ведут реакцию 16 часов при перемешивании при 20^oС. Полученный продукт 4 фильтруют с помощью пористого фильтра и промывают водой.

5 г продукта 4 суспендируют в 50 мл 0,3 М натрий-фосфатного буферного раствора с рН 6,0 и добавляют 90 мг NaBH₄. Реакцию проводят в течение 6 часов при перемешивании при 20^oС. Полученный сорбент с перамино-γ-циклодекстрином (сорбент Е) отделяют и промывают на пористом фильтре последовательно водой, этанолом и ацетоном и высушивают.

Пример 6. Аналогично примеру 5 получают сорбент Е. После обработки NaBH₄ сорбент Е суспендируют в смеси 20 мл воды, 4 мл метанола и 8 мл уксусного ангидрида. Реакционную смесь перемешивают при 20^oС 8 часов. Отделяют полученный сорбент F с перацетиламино-γ-циклодекстрином и промывают его водой на пористом фильтре.

Таким образом, получены сорбенты с ковалентно иммобилизованными на носителе пер-6-аминоциклодекстринами (А, С, Е), являющимися циклическими аналогами хитозана, и с ковалентно иммобилизованными пер-6-ацетиламиноциклодекстринами (В, D, F), являющимися циклическими аналогами хитина.

Предлагаемые сорбенты позволяют проводить разделение изомеров оптически активных производных аминокислот с различными по структуре модификаторами аминогруппы - 5-диметиламинонафтален-1-сульфонилом (Дансил), N-9-флуоренилметоксикарбонилом (ФМОК), 2,4-динитрофенилом (ДНФ), 3,5-динитропиридилом (ДНП), фталилом (Фталил), карбоксибензоилом (КБЗ), о-фталевым альдегидом (ОФА), бензоилом (Бензоил), бутоксикарбонилом (БОК) и некоторых производных кумарина: варфарина и кумохлора (см. таблицу). Кроме того, на новом сорбенте разделяются производные аминокислот с бутоксикарбонилом, которые нельзя разделить ни на сорбенте прототипа на основе циклодекстрина, ни на сорбенте-аналоге на основе хитозановых производных. На полученных сорбентах проведено хроматографическое разделение рацематов различных оптически активных соединений. Некоторые результаты разделения на полученных сорбентах (сорбент А) представлены в таблице.

Таким образом, решена задача расширения круга разделяемых соединений благодаря использованию новых хиральных селекторов, сочетающих механизмы разделения оптических изомеров, характерных для линейных и циклических олигосахаридов, т.е. за счет сочетания различных механизмов разделения оптических изомеров, а именно за счет образования комплексов включения и за счет Ван-дер-Ваальсовых и дипольных взаимодействий. Также решена проблема стабильности полученных сорбентов за счет использования в качестве носителя кремнезема и ковалентной иммобилизации на нем хиральных селекторов.

Изобретение относится к области разделения рацематов оптически активных соединений путем хроматографии. Предложен сорбент на основе производных циклодекстринов, ковалентно иммобилизованных на носителях, при этом в качестве хиральных селекторов используют пер-6-аминопроизводные α-,β- или γ-циклодекстрина либо их ацетилированные аналоги. Предложен также способ получения сорбента. Изобретение позволяет расширить круг разделяемых веществ. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Сорбент для разделения рацематов оптически активных соединений, содержащий носитель и хиральный селектор на основе производных циклодекстринов, отличающийся тем, что в качестве хиральных селекторов он содержит пер-6-аминопроизводные α-, β-, или γ-циклодекстрина или их ацетилированные аналоги. 2. Способ получения сорбента для разделения рацематов оптически активных соединений, включающий ковалентную иммобилизацию производных циклодекстринов на носителе, отличающийся тем, что иммобилизацию осуществляют путем последовательного взаимодействия аминированного носителя с конденсирующим агентом, затем с реагентом, выбранным из группы: пер-6-амино-α-циклодекстрин, пер-6-амино-β-циклодекстрин, пер-6-амино-γ-циклодекстрин, а затем с боргидридом металла. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что полученный сорбент дополнительно подвергают ацетилированию. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве носителя используют кремнезем. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве конденсирующего агента используют глутаровый диальдегид. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что взаимодействие ведут в натрий-фосфатных буферных растворах.