СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНАНТИОСЕЛЕКТИВНОГО СОРБЕНТА
METHOD FOR PREPARATION OF ENANTIOSELECTIVE SORBENT

Изобретение относится к сорбентам для хроматографии, в частности к области разделения энантиомеров и к способам получения энантиоселективных сорбентов на основе хелатов металлов.
Известен сорбент для разделения изомеров оптически активных соединений, который в качестве хирального селектора содержит макроциклический гликопептидный антибиотик эремомицин, ванкомицин, ристомицин А, тейкопланин или их аналоги, а также способ получения данного сорбента для хроматографии оптических изомеров, который включает в себя химическую иммобилизацию гликопептидного антибиотика с помощью кремнийорганического модификатора на поверхности силикагеля. Силикагель в водном буферном растворе обрабатывают 3-глицидоксипропилтриалкоксисиланом, а затем в щелочном водном или водно-органическом растворе к силикагелю, модифицированному эпоксигруппами, прививают макроциклический гликопептидный антибиотик. В качестве антибиотика могут быть использованы эремомицин, ристомицин А, ванкомицин, тейкопланин или их агликоны (патент РФ 2255802, 7 B01J 20/22, 20/30, 7 G01N 30/48, опубл. 2005.07.10).
Недостатком известного сорбента на основе поверхностных слоев сложных органических молекул является его небольшой срок службы, обусловленный как разрушением самих молекул, так и уносом поверхностного слоя подвижной фазы. Недостатком известного способа является потеря вещества на каждой стадии обработки и, как следствие, отклонение от планируемого состава поверхностной фазы сорбента и получения неравномерного поверхностного слоя хиральных селекторов, а также увеличение расхода модификатора.
Известен сорбент для разделения рацематов оптически активных соединений и способ его получения (патент РФ №2203730, 7 B01J 20/22, 20/30, 7 B01D 15/08, опубл. 2003.05.10), который выбран в качестве прототипа.
Сорбент на основе производных циклодекстринов, ковалентно иммобилизованных на носителях, содержащий в качестве хирального селектора пер-6-аминопроизводные α-, β- или γ-циклодекстрина либо их ацетилированные аналоги, обладает селективностью к ограниченному кругу оптически активных веществ, а именно к производным аминокислот и некоторым производным кумарина. Недостатком известного сорбента является селективность к ограниченному кругу оптически активных веществ, а именно производных аминокислот и некоторых производных кумарина. Способ получения данного сорбента включает в себя 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. Недостатком известного способа является сложность его осуществления вследствие многостадийности и использования нестабильных веществ, в частности боргидрида металла.
Задачей настоящего изобретения является получение энантиоселективного сорбента с высокими селективными свойствами для разделения энантиомеров органических соединений, а также разработка способа получения энантиоселективного сорбента.
Поставленная задача решается тем, что энантиоселективный сорбент, содержащий, как и прототип, азотсодержащие хиральные селекторы, привитые к органической молекуле-носителю, в отличие от прототипа молекула-носитель является ацетилацетонатом металла циркония, цинка, кобальта, меди и никеля с замещенными в гамма-положении фрагментами L- или D-энантиомеров аминокислот аргинина, пролина и фениланилина или фрагментов других молекул, включающих хиральный селектор.
Способ получения энантиоселективного сорбента, так же как прототип, включает нанесение на поверхность инертного носителя комплексного соединения металла, содержащего энантиоселективный фрагмент, в отличие от прототипа в качестве комплексного соединения металла используют гамма-замещенный ацетилацетонат металла, а в качестве энантиоселективного фрагмента - остаток энинтиомера аминокислоты. Целесообразно в качестве энантиоселективного фрагмента использовать индивидуальные L- или D-энантиомеры аминокислот аргинина, валина, триптофана, метионина, фенилаланина, треонина, поскольку они обладают хиральным селектором и их прививка к ацетилацетонату металла позволяет получать молекулу с термической устойчивостью до 150°С.
Предпочтительно в качестве энантиоселективного фрагмента использовать L-энантиомеры аминокислот аргинина, валина, триптофана, метионина, фенилаланина, треонина, поскольку по сравнению со свойствами D-энантиомеров они обладают меньшей стоимостью.
Предпочтительно в качестве металла использовать никель, медь, железо, алюминий или цирконий. Эти элементы имеют незаполненную d -орбиталь, что обеспечивает дополнительное донорно-акцепторное взаимодействие с энантиомерами и способствует их удерживанию на поверхности сорбента.
2
Выбор минеральных сорбентов в качестве объектов модифицирования обусловлен рядом их преимуществ перед органополимерами, в числе которых устойчивость к механическим, химическим и термическим воздействиям. Для создания сорбентов использованы минеральные носители Силипор 075 и Силохром С80 (0,200-0,250 мм, CEMAPOL Praha, Czechoslovakia). Большая удельная поверхность 75-105 м/г позволяет получать сорбенты с большой сорбционной емкостью и надежным закреплением модифицирующего комплекса.
В отличие от существующих сорбентов разделение осуществляется за счет слабых донорно-акцепторных взаимодействий, силу которых можно регулировать за счет природы и положения органических лигандов в комплексе.
Синтезированы новые энантиоселективные сорбенты с термической устойчивостью до 150°С на основе гамма-замещенных комплексов ацетилацетонатов металлов кобальта, меди, никеля и аминокислотных фрагментов аргинина, пролина и фенилаланина.
Пример 1
3
2
Для получения ацетилацетоната меди с привитым в гамма-положении фрагментом пролина получали бутиловый эфир пролина. Для этого 0,5 г L-энантиомера пролина (L-пролина) помещают в 30 мл бутилового спирта и добавляют 1-2 мл соляной кислоты, после чего нагревают до температуры 60°С в течении 1-2 часов. Полученный спиртовый раствор эфира нейтрализуют раствором КОН и отгоняют жидкую фазу. Затем в растворе создают щелочную среду (рН=10-12), добавляют ацетилацетон 4-5 мл, нагревают до 50-60°С в течение 1-2 часов и отгоняют избыток ацетилацетона. К полученному раствору добавляют 0.6 г Сu(NО) и выпавший осадок промывают водой, подвергают перекристаллизации из этилового спирта и высушивают.
2
Полученный ацетилацетонат меди с привитым в гамма-положении фрагментом пролина (Cu(acac-L-Pro)) имеет следующую структуру:
Порядок и условия получения других гамма-замещенных ацетилацетонатов анологичны описанию примера 1.
2
3
Полученные комплексы в количестве 5% от массы носителя - силикагеля с удельной поверхностью не менее 60 м/г - наносили из раствора хлороформа, непрерывно помешивая для равномерного распределения фазы. В последствии колонку подвергали 5-ти часовому кондиционированию при температуре 130°С в потоке инертного газа (гелий) со скоростью 5 см/мин. В таблице 1 приведены результаты по разделению энантиомеров аминокислот, циклических эфиров и спиртов в виде величины селективности между энантиомерами.
Из полученных результатов видно, что подобраны предпочтительные условия для заявляемого способа получения энантиоселективного сорбента и энантиоселективный сорбент показывает разделение энантиомеров аминокислот, циклических эфиров и спиртов при температуре выше 100°С с селективностью на уровне 1,1.
Создание композитных сорбентов на основе хелатов металлов позволяет получать материалы для селективного разделения и сорбционного концентрирования широкого круга органических веществ для последующего хроматографического разделения. Полученные сорбенты эффективны для разделения энантиомеров органических соединений, являющихся компонентами медицинских и косметических препаратов.