[發明專利]制備多孔框架材料為基質的色譜固定相用于手性分離

有效

• 申請號: 201811588586.2
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109569026B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 陳瑤;張振杰;張賽男
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B01D15/38
• 分類號: B01D15/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明制備了多孔框架材料為基質的色譜固定相并用于手性分離研究。針對傳統手性色譜柱固定相的載體材料可能存在的穩定性差、手性拆分劑負載率低、手性拆分劑易流失、適用性局限等問題，創造性地設計開發多孔框架材料（如金屬有機框架材料、共價有機框架材料等）作為具有廣泛適用性的新型載體材料，通過共價、吸附、包埋、交聯等手段高效負載手性拆分劑（如蛋白、酶、大環類抗生素等），從而制備高效耐用的各類手性固定相，作為用于色譜法手性分離（如高效液相色譜、毛細管色譜等）的新型高性能色譜柱填料。用此技術制備的各類手性固定相有很好的分離效率，具有高穩定性和耐用性，成功應用于手性氨基酸及手性藥物等各種手性物質的高效分離。此技術大大提高了手性色譜柱分離的適用范圍和使用壽命。

技術領域

本發明屬于色譜手性分離的領域，具體涉及多種適用于高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)、毛細管電泳(CE)等色譜分離方法的以多孔框架材料為載體，以具有天然手性單元的生物分子為手性拆分劑的復合新型手性固定相的制備。該專利要求引用了如下中國發明專利的優先權，申請號201810027487.0，申請日2018年01月11日。

背景技術

在自然界中手性普遍存在，如構成生命體的生物大分子，包括蛋白質、核酸、酶等，以及許多藥物、食品等都具有單一手性結構。手性化合物一般有兩種對應異構體，在物理和化學性質方面幾乎完全相同，但不同旋光活性的對映體所表現出的生物學活性、代謝過程及毒性存在著顯著的差異。因此，如何獲取單一構型的、有高生物活性的異構體是目前的色譜手性分離的研究重點。

目前，色譜法是對映體分離最為常用的一類方法，包括氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、毛細管電泳(CE)等。對于各種色譜方法，色譜柱是色譜儀的心臟，而色譜柱內填充的分離材料(固定相)是實現分離的關鍵。因此，高性能的色譜柱填料是色譜研究中最豐富、最富有創造性的部分之一。手性色譜柱內填充手性固定相(Chiral StationaryPhases,CSP)，通常由具有手性識別分離能力的物質(手性拆分劑)經化學鍵合或物理涂覆等方法負載到載體上制備而成，主要包括：多糖衍生物類CSP、大環抗生素類CSP、蛋白質類CSP、環糊精類CSP、配體交換型CSP、刷型CSP等。前四種手性固定相法在各種色譜法分離中較為常用，可根據分析物的種類和性質選擇合適的手性固定相，達到不同的分離效果。用于負載手性拆分劑的載體的性能對于CSP的分離效果影響很大，理想的載體應具有高負載能力，不易泄露所負載的手性拆分劑，高穩定性，高適用性(可用于負載不同類型的手性拆分劑)等性能。

作為近年來新興的功能性多孔材料，多孔框架材料(如金屬-有機框架材料，MOFs；共價有機框架材料，COFs；氫鍵有機框架材料，HOFs)，憑借高比表面積、孔道大小可調、結構多樣、易于修飾、優良的熱穩定性及化學穩定性等優點，其在氣體吸附與分離、傳感器及催化等領域的應用發展迅猛。但目前尚無關于其在手性固定相載體方面的應用報道。本申請針對傳統手性固定相的載體材料存在穩定性差、手性拆分劑負載率低、手性拆分劑容易泄露等問題，創造性地篩選和設計多孔框架材料作為手性固定相載體，利用其易于修飾，高穩定性，高比表面積和多孔性等優良特性，通過化學鍵合、吸附、包埋等多種手段來負載手性拆分劑(如蛋白質、酶、大環抗生素等)，制備高效手性固定相(CSP)，以克服傳統材料在手性色譜柱方面的應用限制。

通過對框架材料及其孔道進行設計、調控和修飾可以使框架材料與所負載的客體分子產生較強的相互作用，提高多孔框架材料對手性拆分劑的負載能力、效率，有效降低和防止手性拆分劑的泄露，從而提高手性柱的分離效果及重復利用性。另一方面，區別于傳統載體材料(如二氧化硅、瓊脂糖等)，多孔框架材料具有很好的結晶性、確定的結構和孔道環境，便于研究和分析此類材料與其所負載的手性拆分劑之間的相互作用和相關機理，以不斷提升和優化此類CSP的性能。此外，多孔框架材料的組分和結構靈活，可設計性強，可根據所選的手性拆分劑的結構、性質，在材料中方便的引入特定功能的基團或結構，以實現對某些特定手性拆分劑的高效負載。因而此方法可用于設計制備不同類型的手性固定相(CSP)作為高性能手性色譜柱填料，滿足不同的分離需要，因而具有廣泛的應用價值。

發明內容