專利名稱：一種氨基酸分離載體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能高分子領(lǐng)域，具體涉及一種氨基酸分離載體及其制備方法。
背景技術(shù)：
氨基酸分離載體是分離載體的一種，其用途廣泛。在生物化學(xué)方面，氨基酸分離載體可以用于氨基酸等多種生化產(chǎn)品的分離、提取、及純化等；在藥物分離領(lǐng)域，氨基酸分離載體不僅可用于許多化學(xué)合成藥物和天然藥的分離及純化，且在手性分離中，氨基酸分離載體還可以用于手性藥物的拆分。
手性藥物的拆分一直是限制手性藥物工業(yè)發(fā)展的一個重要因素。手性對映體的拆分和定量方法在制藥工業(yè)和藥理學(xué)研究中發(fā)揮著極其重要的作用。不僅如此，手性分子在功能材料領(lǐng)域，如液晶、非線性光學(xué)材料、導(dǎo)電高分子方面也顯示出誘人的前景。因此，手性分離具有十分重要的意義。手性分離中具有不對稱手性中心或手性識別能力的手性分離載體的開發(fā)與研究，則是手性分離發(fā)展的關(guān)鍵和核心。
通常的制備聚苯乙烯氨基酸分離載體的方法要用到氯甲基化聚苯乙烯樹脂，而氯甲基化聚苯乙烯樹脂的制備通常要用到具有強(qiáng)致癌性的氯甲醚或二氯甲醚等原料。另外，氯甲基化反應(yīng)還存在著烷基化多取代和二次交聯(lián)等問題，使得氯甲基化樹脂的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，吸附性能下降。
何炳林等(何炳林、王文同等，含α氨基酸功能基的聚苯乙烯-二乙烯基苯不對稱樹脂的合成，高分子通訊，1982 3(6)，219-224)報道了通過氯甲基樹脂(擔(dān)載量5.66mmol-Cl/g)來制備的L-苯丙氨酸樹脂(擔(dān)載量1.69mmol/g)。該法制得的樹脂其氯甲基轉(zhuǎn)化率僅45.8％，產(chǎn)物樹脂的殘留氯甲基較多。同時，該文獻(xiàn)還考察了通過氯甲基樹脂先與二甲基苯胺反應(yīng)轉(zhuǎn)化為苯胺樹脂，再與α-氨基酸進(jìn)行縮合反應(yīng)來制備，盡管擔(dān)載量有所改善(L-苯丙氨酸樹脂擔(dān)載量2.24mmol/g)，但對于氯甲基為5.66mmol/g的高擔(dān)載量而言其轉(zhuǎn)化率也僅60.7％，且該法要多經(jīng)苯胺轉(zhuǎn)化反應(yīng)這一步驟。
M.A.JACQUOT DOURGES等(M.A.JACQUOT DOURGES and D.GULINO，Affinitychromatography of fibroblast growth factors on substituted polystyrene，Journal of Chromatography，1990，526，35-45)報道了通過先將聚苯乙烯磺化再引入氨基酸功能基團(tuán)的合成方法，其磺酸基的轉(zhuǎn)化率僅19.5％。大量磺酸基團(tuán)的殘留，會對樹脂的性能產(chǎn)生復(fù)雜影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種具有廣泛用途的氨基酸分離載體，并克服已有技術(shù)中使用強(qiáng)致癌性的氯甲醚或二氯甲醚等原料的問題，提供了一種用料安全，反應(yīng)步驟簡單、可直接由?；郾揭蚁┲频冒被岱蛛x載體的方法。
本發(fā)明所用的聚苯乙烯是由芳香族單乙烯基化合物(或和非芳香族單乙烯基化合物)及交聯(lián)劑多乙烯基化合物，進(jìn)行聚合(或共聚合)制備得到。
本發(fā)明的氨基酸分離載體具有如下結(jié)構(gòu) 或 其中R為 該氨基酸分離載體的擔(dān)載量為0.5-3.0meq/g干劑。
本發(fā)明的氨基酸分離載體可按以下步驟制備(1)α-鹵代乙?；郾揭蚁┑闹苽鋵⒕郾揭蚁┙?jīng)溶劑I溶解或溶脹后，在催化劑存在下與α-鹵代酰基化試劑進(jìn)行Friedel-Crafts反應(yīng)。得到α-鹵代乙?；郾揭蚁?br> 所述的聚苯乙烯可為線性的，交聯(lián)的，大孔的或凝膠的，交聯(lián)度為0-85％，粒徑為3-1200μm。
所述的溶劑I為N，N-二甲基甲酰胺，水，1，2-二氯乙烷，甲醇，四氫呋喃，甲苯，硝基苯，二氯甲烷或乙醇。
所述的α-鹵代?；噭┑慕Y(jié)構(gòu)為 X為Cl或Br，Y為Cl或Br；X，Y可以相同也可以不相同。
(2)氨基酸分離載體的制備將(1)中所得到的α-鹵代乙?；郾揭蚁┙?jīng)溶劑II溶解或溶脹1-36小時，然后加入15％-50％的NaOH溶液、氨基酸和催化劑在0-100℃，反應(yīng)1-48小時，得到氨基酸分離載體。
所述的溶劑II為水，甲醇，乙醇，N，N-二甲基甲酰胺，四氫呋喃，二甲亞砜，甲苯，硝基苯，二氯甲烷或1，2-二氯乙烷。
所述的氨基酸為D-或L-絲氨酸，D-或L-蘇氨酸，D-或L-苯甘氨酸，D-或L-苯丙氨酸，D-或L-酪氨酸，D-或L-色氨酸，D-或L-組氨酸，D-或L-天冬氨酸，D-或L-谷氨酸，D-或L-精氨酸，D-或L-賴氨酸，D-或L-脯氨酸。
所述的催化劑為芐基三乙基氯化銨，溴化銨，四正丁基氯化銨或三辛基丙基氯化銨。
本發(fā)明的氨基酸分離載體的擔(dān)載量為0.5-3.0meq/g干劑。
本發(fā)明使用的單取代鹵乙酰化樹脂結(jié)構(gòu)清楚，擔(dān)載量在0.5-3.0meq/g干劑范圍內(nèi)可定量控制。與氯甲基樹脂相比避免了使用氯甲醚等致癌原料，且改善了氯甲基烷基化過程中多取代與后交聯(lián)等問題，鹵乙?；D(zhuǎn)化率高，反應(yīng)步驟少，過程簡單，條件較溫和。
具體實(shí)施方案實(shí)施例1取1g聚苯乙烯(交聯(lián)度7％DVB，粒徑8μm)加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水二氯甲烷溶脹，攪拌使其分散均勻，滴加0.8ml氯乙酰氯，通入氮?dú)?，攪拌下加?.3g三氯化鋁，常溫常壓反應(yīng)4.5h。即得到擔(dān)載量為4.1meq/g的氯乙?；郾揭蚁?。
取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml四氫呋喃，溶脹12h，加入50％NaOH溶液5ml，攪拌均勻，再加入1.0gL-苯丙氨酸和0.15g四正丁基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下90℃反應(yīng)24h。即得到擔(dān)載量為1.8meq/g氨基酸樹脂。
實(shí)施例2取1g聚苯乙烯(交聯(lián)度7％DVB，粒徑200μm)加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水二氯甲烷溶脹，攪拌使其分散均勻，滴加0.16ml氯乙酰氯，通入氮?dú)?，攪拌下加?.26g三氯化鋁，常溫常壓反應(yīng)1h。即得到擔(dān)載量為1.5meq/g氯乙?；郾揭蚁?。
取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml四氫呋喃，溶脹12h，加入45％NaOH溶液10ml，攪拌均勻，再加入0.8gL-酪氨酸和0.2g芐基三乙基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下90℃反應(yīng)48h。即得到擔(dān)載量為1.2meq/g氨基酸樹脂。
實(shí)施例3取10g聚苯乙烯(交聯(lián)度7％DVB，粒徑200μm)加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水二氯甲烷溶脹，攪拌使其分散均勻，滴加0.3ml溴乙酰溴，通入氮?dú)猓瑪嚢柘录尤?.4g氯化鋅，常溫常壓反應(yīng)0.5h。即得到擔(dān)載量為0.98meq/g溴乙?；郾揭蚁?。
取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml乙醇，溶脹12h，加入33％NaOH溶液10ml，攪拌均勻，再加入0.8gL-苯丙氨酸和0.2g芐基三乙基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下70℃反應(yīng)6h。即得到擔(dān)載量為0.6meq/g氨基酸樹脂。
實(shí)施例4取1g聚苯乙烯(交聯(lián)度7％DVB，粒徑200μm)加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水二硫化碳溶脹，攪拌使其分散均勻，滴加0.8ml氯乙酰氯，通入氮?dú)?，攪拌下加?.3g三氯化鋁，常溫常壓反應(yīng)2.5h。即得到擔(dān)載量為2.6meq/g氯乙?；郾揭蚁?br> 取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml1，2-二氯乙烷，溶脹12h，加入40％NaOH溶液5ml，攪拌均勻，再加入1.2gL-組氨酸和0.15g四正丁基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下80℃反應(yīng)24h。即得到擔(dān)載量為1.5meq/g氨基酸樹脂。
實(shí)施例5取1g線性的聚苯乙烯加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水硝基苯溶解后，滴加0.9ml氯乙酰氯，通入氮?dú)?，攪拌下加?.1g三氯化鋁，常溫常壓反應(yīng)4.5h。即得到擔(dān)載量為5.1meq/g氯乙?；郾揭蚁?br> 取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml N，N-二甲基甲酰胺，溶脹12h，加入50％NaOH溶液5ml，攪拌均勻，再加入1.5gL-酪氨酸和0.2g芐基三乙基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下100℃反應(yīng)6h。即得到擔(dān)載量為1.9meq/g氨基酸樹脂。
實(shí)施例6取1g聚苯乙烯(交聯(lián)度1％DVB，粒徑10μm)加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水二氯甲烷溶脹后，滴加1.2ml氯乙酰氯，通入氮?dú)猓瑪嚢柘录尤?.1g三氯化鋁，常溫常壓反應(yīng)6h。即得到擔(dān)載量為5.0meq/g的氯乙?；郾揭蚁?。
取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml N，N-二甲基甲酰胺，溶脹12h，加入50％NaOH溶液5ml，攪拌均勻，再加入1.5gL-苯丙氨酸和0.15g四正丁基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下100℃反應(yīng)24h。即得到擔(dān)載量為2.1meq/g氨基酸樹脂。
實(shí)施例7取1g聚苯乙烯(交聯(lián)度7％DVB，粒徑1000μm)加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水硝基苯溶脹，攪拌使其分散均勻，滴加1.0ml氯乙酰氯，通入氮?dú)?，攪拌下加?.4g三氯化鋁，常溫常壓反應(yīng)6h。即得到擔(dān)載量為1.8meq/g的氯乙?；郾揭蚁?。
取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml硝基苯，溶脹12h，加入50％NaOH溶液10ml，攪拌均勻，再加入1.2gL-酪氨酸和0.2g芐基三乙基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下90℃反應(yīng)12h。即得到擔(dān)載量為1.2meq/g氨基酸樹脂。
實(shí)施例8取1g聚苯乙烯(交聯(lián)度53％DVB，粒徑1000μm)加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水硝基苯溶脹，攪拌使其分散均勻，滴加0.9ml氯乙酰氯，通入氮?dú)猓瑪嚢柘录尤?.8g三氯化鋁，常溫常壓反應(yīng)6h。即得到擔(dān)載量為2.1meq/g的氯乙?；郾揭蚁?。
取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml二氯甲烷，溶脹12h，加入40％NaOH溶液10ml，攪拌均勻，再加入1.2gL-蘇氨酸和0.1g芐基三乙基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下60℃反應(yīng)24h。即得到擔(dān)載量為1.1meq/g氨基酸樹脂。
實(shí)施例9取1g聚苯乙烯(交聯(lián)度7％DVB，粒徑1000μm)加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水硝基苯溶脹，攪拌使其分散均勻，滴加0.9ml氯乙酰氯，通入氮?dú)?，攪拌下加?.8g三氯化鋁，常溫常壓反應(yīng)6h。即得到擔(dān)載量為3.8meq/g的氯乙?；郾揭蚁?br> 取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml二氯甲烷，溶脹12h，加入40％NaOH溶液10ml，攪拌均勻，再加入1.2gL-苯丙氨酸和0.2g芐基三乙基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下70℃反應(yīng)24h。即得到擔(dān)載量為1.7meq/g氨基酸樹脂。
實(shí)施例10取1g聚苯乙烯(交聯(lián)度7％DVB，粒徑200μm)加入三口反應(yīng)瓶中，加入無水二硫化碳溶脹，攪拌使其分散均勻，滴加0.9ml氯乙酰氯，通入氮?dú)猓瑪嚢柘录尤?.5g三氯化鋁，常溫常壓反應(yīng)2.5h。即得到擔(dān)載量為3.5meq/g氯乙?；郾揭蚁?。
取1g上述樹脂于圓底燒杯中，加入5ml二氯甲烷，溶脹12h，加入40％NaOH溶液5ml，攪拌均勻，再加入1.2gL-組氨酸和0.15g四正丁基氯化銨，攪拌使其分散均勻，常壓下70℃反應(yīng)48h。即得到擔(dān)載量為1.6meq/g氨基酸樹脂。
權(quán)利要求
1.一種氨基酸分離載體，其特征在于所述的氨基酸分離載體帶有氨基酸手性基團(tuán)，其結(jié)構(gòu)式如下 或 其中R為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的R優(yōu)選為
3.一種氨基酸分離載體的制備方法，其特征在于按以下順序步驟進(jìn)行(1)α-鹵代乙酰化聚苯乙烯的制備將聚苯乙烯經(jīng)溶劑I溶解或溶脹后，在催化劑存在下與α-鹵代酰基化試劑進(jìn)行Friedel-Crafts反應(yīng)，得到α-鹵代乙?；郾揭蚁?2)氨基酸分離載體的制備將(1)中所得到的α-鹵代乙?；郾揭蚁┙?jīng)溶劑II溶解或溶脹1-36小時后，與氨基酸在催化劑的作用下，于0-100℃，反應(yīng)1-48小時，得到氨基酸分離載體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的聚苯乙烯為線性的，交聯(lián)的，大孔的或凝膠的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的聚苯乙烯的交聯(lián)度為0-85％，粒徑為3-1200μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的溶劑I為N，N-二甲基甲酰胺，水，1，2-二氯乙烷，甲醇，四氫呋喃，甲苯，硝基苯，二氯甲烷或乙醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的α-鹵代酰基化試劑的結(jié)構(gòu)為 X為Cl或Br，Y為Cl或Br；X，Y可以相同也可以不相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的溶劑II為水，甲醇，乙醇，N，N-二甲基甲酰胺，四氫呋喃，二甲亞砜，甲苯，硝基苯，二氯甲烷或1，2-二氯乙烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的氨基酸為D-或L-絲氨酸，D-或L-蘇氨酸，D-或L-苯甘氨酸，D-或L-苯丙氨酸，D-或L-酪氨酸，D-或L-色氨酸，D-或L-組氨酸，D-或L-天冬氨酸，D-或L-谷氨酸，D-或L-精氨酸，D-或L-賴氨酸，D-或L-脯氨酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氨基酸分離載體，其特征在于所述的催化劑為芐基三乙基氯化銨，溴化銨，四正丁基氯化銨或三辛基丙基氯化銨。
全文摘要
本發(fā)明屬于功能高分子領(lǐng)域。具體涉及一種氨基酸分離載體及其制備方法。本發(fā)明所制備的氨基酸分離載體的交換容量為0.5－3.0meq/g干劑。主要路線是通過Friedel－Crafts?；磻?yīng)在交聯(lián)聚苯乙烯樹脂上引入鹵乙?；缓蠼?jīng)相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)引入氨基酸得到氨基酸分離載體。該發(fā)明不用氯甲基樹脂，因此避免了使用氯甲基醚等致癌化合物和氯甲基化反應(yīng)帶來的多取代和二次交聯(lián)，使氯甲基化樹脂結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、吸附量下降等問題；且無需經(jīng)氯甲基樹脂苯胺化后再固載氨基酸，反應(yīng)步驟少，過程簡單；鹵乙?；c氨基酸的反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率高；通過鹵乙?；鶕?dān)載量的控制，易于制得不同交換容量的氨基酸分離載體。
文檔編號C08F112/00GK1687152SQ20051003876
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者劉曉寧, 魏榮卿, 沈珺, 歐陽平凱 申請人:南京工業(yè)大學(xué)