Адсорбент для разделения энантиомеров методом лигандообменной хроматографии и способ его получения

 

Изобретение относится к лигандообменной жидкостной хроматографии, а именно к созданию адсорбента для разделения энантиомеров методом лигандообменной хроматографии. Адсорбент представляет собой силикагель, содержащий на поверхности полимер общей формулы -|СН,-СН 4- -|:СН,-СЧ JУ fe (R,),SiO, сн.х Of мол. м. 20000-300000, где соотношение т:п от 1:10 до 1:150; Y ( , ,1,3, C,(CH,) ;к;-СНз,С,Н;; X-(L-пролин или L-оксипролин, в количестве 0,20 - 0,28 г полимера на 1 г исходного силикагеля при внутренней поверхности адсорбента 140 350 и количестве аминокислотных групп от 4 до 11 ммоль на 1 м поверхности адсорбента. Адсорбент получают обработкой силикагеля с диаметром пор 760-500 и удельной поверхностью 150-350 в среде органического растворителя при 110130С полимером общей формулы (/) мол. м. 20000-300000, соотношение т:п от 1:10 до 1:150; R,-CH , . , ОС.Н5, СН50(СН ) 0; YC ,(CHj)j , (СНД , k 0,1,3, в количестве 0,25-1,0 г на 1 г силикагеля с последующим взаимодействием образовавшегося продукта с метиловым эфиром L-пролина или L-окснпроЛина в среде смеси диоксан-метанол, взятых в соотношении 6:1, при температуре кипения в присутствии катализатора - NaJ с последукнцим гидролизом полученного продукта. Полученный адсорбент обладает повышенной эффективностью и селективностью разделения. 2 с.п. ф-лы. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СН -CH

V (R1, k;(R,), CH г

,н, СН,СГ

CH -CH 2 .

Y (Й,1, 8; Оо сн -ей

C Н б 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3728349/23-05 (22) 18.04.84 (46) 07.12.86. Бюл. № 45 (71) Ордена Ленина институт элементоорганических соединений им.А.Н.Несмеянова (72) В.А.Даванков, А.А.Курганов и А.Б.Тевлин (53) 678.84(088.8) (56) S Yubits и др. Separation of

optical isomers of aminoacids.

I. Chromatogrephy, 198 1, 203 . р. 377-384. (54) АДСОРБЕНТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЭНАНТИОМЕРОВ МЕТОДОМ ЛИГАНДООБМЕННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к лигандообменной жидкостной хроматографии, а именно к созданию адсорбента для разделения энантиомеров методом лигандообменной хроматографии. Адсорбент представляет собой силикагель, содержащий на поверхности полимер общей формулы мол. м. 20000-300000, где соотноше ние m:n от 1:10 до t:150; Y (СНд)„, k О, t,3, С Н Сн NH(CH );R, СН,С Н

Х-(L-пролин или L-оксййролин, в коÄÄSUÄÄ 1274716 А1 (51)4 В 01 D 15/08, С 08 F 212/08 личестве 0,20 — 0,28 г полимера на

1 r исходного силикагеля при внутренней поверхности адсорбента 140—

350 м2/г и количестве аминокислотных групп от 4 до 11 ммоль на 1 м по-. верхности адсорбента. Адсорбент получают обработкой силикагеля с диаметром пор 760-500 м /г и удельной поверхностью 150-350 м /г в среде органического растворителя при 110130 С полимером общей формулы мол. м. 20000-300000, соотношение

m:n от 1:10 до 1:150; R,--СН, С Н

R =Cl, ОС На, СН 0(CH ) 0; Y в количестве 0 25-1,0 г на 1 г силикагеля с последующим взаимодействием образовавшегося продукта с метиловым эфиром L-пролина или L-оксипролина в среде смеси диоксан-метанол, взятых в соотношении 6:1, при температуре кипения в присутствии катализатора — NaJ с последующим гидролизом полученного продукта. Полученный апсорбент обладает повышенной эффективностью и селективностью разделения.

2 с.п. ф-лы. 2 табл.

1274716

Изобретение относится к области лигандоабменной жидкостной хроматографии, а именно к созданию адсорбента для разделения энантиамеров методом лигандообменной хроматографии.

Цель изобретения — повышение эффективности и селективности разделения.

Адсорбент представляет собой силн- 10 кагель, содержащий на поверхности полимер общей формулы

СН -CH

Н 6 Ч

CH -CH l

IR,1,S О„ мол.м, 20000-300000, где соотношение ш.п от 1. 10 до 1. 150, Y — (СН )

1с-0,1,3; С H СН NH(CH ); R -СН, 26

С Н, X — L-пролин или L-оксипролин, в количестве 0 20-0,28 г полимера на

1 г исходного силикагеля при внутренней поверхности адсорбента 140350 м /г и количестве аминакислатных 25 групп от 4 до 11 ммаль на 1 м поверхности адсорбента.

Используемый для обработки силикагеля полимер получают сополимеризацией стирала и кремнийорганическага ма- щ номера (СН =CH)YSi(R,) В, где R -Cl, С Н5 СН О(СН ) Π— 7, К вЂ” имеют указанное значение. Сополимеризацию проводят в присутствии перекиси: дику, мила при 120 С.

П р и и е р i. 5 r немодифицированного силикагеля (диаметр пор 100 А, удельная поверхность 250 м /г) нагревают в растворе 5 r сополимера хлорметилстирола с винилдиметилэтоксисилана (т:п=1:t4 Y=O м.в. 2000) в

200 мл диглима при 130 С 10 ч.

Силикагель отфильтровывают, промывают горячим диглимам, затем метанолом, ацетоном и высушивают в вакууме при 50 С. 5 r полученного продукта заливают 200 мп смеси диоксин: меч анол (6:1), добавляют 5 r метиловога эфира L-пролина, 0,2 r Na3 и кипятят в течение 24 ч. Полученный сорбент отфильтровывают, промывают диоксаном, метанолом, водой и для гидролиза эфир-, ных групп заливают насыщенным раствором ацетата меди в О, 1 М растворе .ацетата аммония при рН б. Сорбент перемешивают в этом растворе при 50"С

ja течение 24 ч, затем отфильтровыва ют, промывают водой, О, 1. М уксусной кислотой, ацетоном и высушивают в вакууме при 50 С.

Элементный анализ показывает содержание в конечном продукте углерода С 15,57, N 2,27,, Удельная поверхность адсорбента 270 м /г

Примеры получения других адсорбентов приведены в табл. 1.

Селективность разделения представлена в табл. 2.

Пример 5. Получают адсарбент аналогично примеру 1, но соотношение

m:и=-1:8, при этом содержание N в конечном продукте снижается ниже 17., что указывает на недостаточную модификацию поверхности силикагеля оптически активными фрагментами.

Пример б. Соотношение m:n более 1:150 возможно для полимеров с мол.м. более 300000, а такие сополимеры являются труднодоступными.

Пример 7. Получают адсорбент аналогично примеру 4, но температуру реакции 135 0С; при этом получают продукт коричневого цвета, что указывает на осмоление.

Пример 8. Получают адсорбент аналогично примеру 2, но температура о реакции 95 С, при этом содержание С в продукте снижается до 87..

Селективность представляет собой отношение времен выхода разделяемых соединений; Ы-=1 означает, что эти соединения выходят с равным временем.

Зффективность разделения определяется числом теоретических тарелок, достигаемых на данной колонне для разделяемых соединений.

Испытания эффективности адсорбента проводились на колонне размером 25 см

"4 мм.

Проверка эффективности предостав.— ленной колонны по некомплексующемуся соединению — ацетону показала, что она имеет эффективность 5500 теоретических тарелок. Укаэанная колонна использована для проведения энантиомернаго анализа аминокислот, образующижся в процессе гидролиза белков и пептидов.

Для сравнения укаэанные анализы проводились одновременно на колонне для энантиамерного анализа производимой фирмой "Sevva" размером 25 . 0,46 см и наполненную сорбентом с Lоксипралиновыми хиральными фрагментами по известному способу (адсорбент

1274716 по Гюбитцу) . Проверка эффективности этой колонны по некомплексующемуся веществу — ацетону показала, что она имеет величину 6000 теоретических тарелок. 5

Проведенные испытания позволили установить следующее.

Из 20 незаменимых аминокислот, контроль которых особенно важен при энантиомерном анализе, на известном »О адсорбенте не могут быть проанализированы алании, лейцин, глутамин, глутаминовая кислота, цистин, а для аминокислот„- аспарагиновая кислота, аргинин, лизин и метионин возможен 15 лишь качественный анализ, вследствие неполного разделения пиков. На предлагаемом адсорбенте качественный анализ возможен для всех 20 незаменимых аминокислот, но количественный ана- 20 лиз вследствие неполного разделения пиков невозможен для лизина, цистина и аргинина.

Эффективность разделения аминокис-25 лот и на том и на другом адсорбентах .ниже эффективности колонн, определен ных по некомплексующемуся веществу, и она значительно возрастает при проведении анализов при повышенных температурах. При 80 С эффективность для известной колонны 1300 теоретических тарелок для веществ с фактором емкости с =10 и 3000 теоретических тарелок для веществ =10 и 3000 теоретических тарелок для веществ с фактором ем- 35 кости d=6.

С целью получения лучших разделений энантиомерный анализ на обоих сорбентах следует проводить при возможно более высоких температурах @» (порядка 70-90 С). Однако, как показали эксперименты, длительная эксплуатация колонны с адсорбентом по известному способу при таких условиях невозможна и уже в течение 3-5 дней она полностью теряет свои разделяющие свойства. Предлагаемый адсорбент не показал заметного изменения селек,тивности разделения энантиомеров ами-, нокислот при эксплуатации в течение месяца при 80 С, хотя эффективность колонны к концу этого срока и снизилась до 2000 теоретических тарелок.

Попытка разделения смесей рацемических аминокислот на испытанных ад- 55 сорбентах показала, что известный адсорбент может применяться только для анализа индивидуальных аминокисФормула изобретения

1. Адсорбент для разделения энантиомеров методом лигандообменной хроматографии на основе силикагеля, содержащий на поверхности модифицированное аминокислотой кремнийорганическое соединение, о т л и ч д юшийся тем, что, с целью повышения эффективности и селективности разделения, в качестве кремнийорганического соединения он содержит полимер общей формулы

ГН CH с н„

»6 » сН х

C11 -CH

Y

I (R ) ь с мол.м. 20000-300000, где соотношение ш:и от 1: 10 до 1: 150; Y-(СН )„;

k 013, С HСНNH(CH) R СН

С, Н; Х вЂ” L-пролин или»--оксйпролин, в количестве 0,20-0,28 г полимера на 1 г исходного силикагеля при внутренней поверхности адсорбента 140350 м /г и количестве аминокислотных групп от 4 до 11.ммоль на 1 м поверхности адсорбента.

2. Способ получения адсорбента для разделения энантиомеров методом лигандообменной хроматографии обработкой силикагеля кремнийорганическим соединением в среде органическоГЬ растворителя с последующим взаимодействием полученного продукта с аминокислотой при нагревании, о т— л и ч а ю шийся тем, что используют силикагель с диаметром пор

О

60-500 A и удельной поверхностью 150350 м2/г, в качестве кремнийорганилот: вследствие недостаточной эффективности и неблагоприятного сочетания факторов емкости у разделяемых соединений картина носит качественный характер, поскольку пики во многих случаях перекрываются. На предлагаемом удается разделить смесь до 7 рацематов аминокислот (14 пиков) за время порядка 60 мин, тогда как разделение более многокомпонентных смесей уже невозможно вследствие перекрытия пиков. Разделения многокомпонентных смесей требуют проведения анализов при возможно более высокой эффективности колонн и, следователь- . но, при повышенных температурах.

1274716

3 ческого соединения используют поли- 3 мер общей формулы с

CHQ CH

Я1

,н, сн сЕ

СН -CH

У (н,), 3(a,), Таблица 1

Исходный снликагель:диаметр пор (d), А, уд. поверх ность (S)> м /г

НодиФицнрованный сорбент:содернание С и N, уд. поверхность словня реакции соотношение еагентов (поимер:силикаагель) 1 20 22000 С„Н» СТ (CH»»

i 60 сн -снон

Ы / сн-сн а соон

Хлорбензол, 11O С, 12 ч, 0,5:1

С14,2

Т*2,5

8355 м /г

S-350

1:100 300000 СН, 3 Н. 100, S 250,сн,-снон н / сн-cí,, ! соон

С Н СН NH(CH ) Хпорбенаол, 110 С, 12 ч

0,25: 1

С-13,3

N-1,В

S 230 м /г

1".150 300000 СН» СН 0(СН») 0

4 d 500

S 150 сн;сн н сн-сн, l

COOH

С Н СН NH(CH ) Диглим, 3 130 С 8 ч, 0,5:1

С12, 1

Н-2,1

S 140 и /г

Таблица2

Аминокислота от гаемый ент

1,26

1,00

Алании

Валин

1в53

1,00

Лейцин

Глутаминовая кислота

1, 14

1,00

Изолейцин 1, 30

Треонин 1,60

Фенилаланин 2,90

1,40

2,69 мол.м. 20000-300000, где соотношение m:n от 1: 10 до 1: 150;

К - СН3, С НН

R Cl 0С,Н„СН,0(СН ) 0;

4 в количестве 0,25 — 1,0 г на 1 r иликагеля, в качестве аминокислоты а применяют метнловый эфир L-пролина нли Ь-оксипролина и обработку силикагеля проводят при 110-130 Ñ, а взаимодействие с аминокислотой — в среде

Ф смеси диоксан — метанол, взятых в соотношении 6: 1, при температуре кипения реакционной смеси в присутствии

1g катализатора — Над с последующим гидролизом полученного продукта взаимодействия.

1274716,Продолжение табл Я, Аминокислота

Селективность разделения ряда аминокислот

Тирозин

Триптофан

Пролин

Гистидин

Метионин

1,47

3,10

2,49

3 50

0,60

4,30

1,80

0,39

1,34

Составитель В. Комарова

РедактоР С . ПатРУшева ТехРед В . Кадар КоРРектоР С . ШекмаР

Заказ 6510/5 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная, 4