（有机化学专业论文）液相色谱手性固定相的合成及性能评价.pdf

中国农业大学硕 学位论文摘要 摘要 通过查阅和分析国内外大量关于高效液相色谱手性固定相的合成及分离应用文献，自行设计 合成了六种新的液相色谱刷型手性键合相，分别是( 向一( + ) - 2 - 甲基- 1 - 对氯苯基- 1 - 丙胺和 ( 匀一( ) 一2 一甲基一1 一对氯苯基一1 一丙胺通过与三光气( b t c ) 反应生成手性异氰酸酯，然后分别与l 一 异亮氨酸、l 一亮氨酸、l 缬氨酸共价键合后再与氨丙基硅胶相连制备的手性固定相 ( v a l - l i ，- v a l _ i i ；l e u i i , - l e a - 1 1 ；i l e - l i ，- l i e - l i ) 咚3 i - c h 2 c h 2 c o 一垂一眦冷c - r = - c h ( c h 3 ) 2o r - c h 2 c h ( c h 3 ) 2o r - c h ( c h 3 ) c h 2 c h 3 r i = - c h ( c 8 3 ) 2 在实验过程中合成得到八个新的化合物，对这八个中间体通过熔点，旋光度、红外光谱、核 磁共振等方法进行了表征：六种新的手性固定相通过元素分析、红外光谱等方法进行了表征，并 测定了柱效。研究结果证明它们对于一些外消旋化合物( 如苯甲酰基亮氨酸甲酯、苯甲酰基丙氨 酸甲酯、苯甲酰基苯丙氨酸甲酯) 和一些手性农药( 如菊酯类杀虫剂、三唑类杀菌剂) 都有一定 的手性拆分能力。这六种新的液相色谱手性键合相的应用还有待进一步研究。 关键词：液相色谱，手性固定相，农药，拆分 中国农业大学硕卜学位论文abstmct a b s t r a c t a f t e rs e a r c h i n g , a n a l y s i sa n ds u m m a r i z i n gal a r g en u m b e ro fl i t e r a t u r e sa b o u tt h ep r o - p a r a t i o nh i g h - p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y ( h p l c ) c h i r a ls t a t i o n a r yp h a s e ( c s p ) a n dt h e i ra p p l i c a t i o ni ne h i r a ls e p a r a t i o n , s i xn e w b r u s h - t y p el i q u i dc h r o m a t o g r a p h yc h i r a l s t a t i o n a r yp h a s e sw e r ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e di nt h i sa s s a y f i r s t , ( r ) ( + ) - 2 - m e t h y l 一1 c h l o r o l p h e n y l 一1 - p r o p y l a m i n ea n d ( s ) 一( - ) - 2 - m e t h y l 1 - c h l o r o p h e n y l - 1 - p r o p y l a m i n ew e r e r e a c t i v e dw i t ht r i p h o s g e n e ( b t c ) t of o r mc h i r a li s o c y a n a t e , t h e nt h ep r o d u c e t i o nr e a e t i v e d w i t hl - i e u c i n e , l l e n e i n e l - v a l i n e , a n dt h e nc o v a l e n tl i n k e dt oa n a i n o p r o p y ls i l i c at o1 0 r e - p a r et h ec h i r a ls t a t i o n a r yp h a s e s ( v a b l l ，- 、7 a l - 1 1 ；l e u - i i ，- l e u ；l i e - h ，1 i e - h ) 睁晏吼啦啦卅o c b 洲最 c l r _ 一c h ( c h 3 ho r - c h 2 c h ( c 8 3 ) 2o r - c h ( c h 3 ) c h 2 c h 3 r l = c h ( c h 3 ) 2 t h es t r u c t u r eo fe i g h ts y n t h e s i z e dn e wc o m p o u n d sa n di n t e r m e d i a t e sw e r ec o n f i r m e d b ym e l t i n gp o i n t ，o p t i c a lr o t a t i o n ，e l e m e n t a la n a l y s i s ，i r ，1 h n m r ；t h es i xf i n a ln e wc h i r a l s t a t i o n a r yp h a s e sw e r ec h a r a c t e r e db ye l e m e n t a la n a l y s i sa n d 瓜t h eh p l cr e s u l t ss h o w t h a ts o m eo fr a c e m i cc o m p o u n d s ( s u c ha sb e n z o y l - m e t h y la m m o m a b e n z o y l p h e n y l a l a n - - i n em e t h y le s t e r , b e n z o y lp h e n y la l a n i n em e t h y le s t e r ) ，a n ds o m ee n a n t i o m e r so fc h i r a l p e s t i c i d e s ( s u c h a sp y r e t h r o i di n s e c t i c i d e s ，f u n g i c i d e ) w e r es e p a r a t e db yt h o s ec h i r a ls t a t i o n a r yp h a s e s i tw a ss h o w nt h a tt h ec h i r a la m i n ep a r to f t h ec s p sh a ss o m ei n f l u e n c eo nt h e c h i r a ls e p a r a t i o n t h ea p p l i c a t i o no ft h o s es i xn e wc h i r a lh p l cb o n d e dp h a s e si ss t i l l n e e d e df u r t h e ri n v e s t i g a t i o n k e y w o r d s ： l i q u i dc h r o m a t o g r a p h y ，c h i m ls t a t i o n a r yp h a s e s ，p e s t i c i d e s ，e n a n t i o s e p a r a t i o n i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名： f 圭 时间：沙哆年名月，2 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 易1 玺 时间：沙司年占月2 日 导师签名： 奇嘞 时间：加叼7 年1 5 月f 明 中国农业大学硕卜学位论文 第一章引言 1 1 手性分离的意义 第一章引言 物质与其镜像不能重叠的性质称为手性( c h i r a l i t y ) 。手性是自然界的本质属性之一。与生 命活动相关的一些重要的生物大分子如蛋白质、多糖、核酸和酶都具有手性特性( 天然的糖大多 为d 构型，氨基酸为l 一构型等) ，他们在生物体内造成手性环境，其药理作用是通过与体内大分 子之间严格的手性匹配与分子识别来实现的。 因此含手性的化学药物，其药物活性与分子的立体构型有着密切的关系，其许多对应异构体 的生物活性、毒性、代谢机制等都有差异。在这种环境下，一种手性药物的两个对映体在药理 和代谢作用上常常表现出不同的生物活性。如普蔡洛尔( p r o p r a n o l o l ，曾用名心得安) 的l 一异构体 比d - 异构体的生物活性强1 0 0 倍。再如索他洛尔( s o t a l 0 1 ) 的d 异构体为3 一型抗心律失常药，而l 一 异构体为r - 受体阻滞剂。更有甚者，某些对映体还具有严重的毒副作用。这方面最典型的例子就 是发生在上个世纪六十年代的“反应停”畸形儿事件。“反应停”化学名称为沙利度胺 ( t h a l i d o m i d e ) ，分子中具有一个手性中心，其r 一异构体对孕妇具有镇静和安眠作用，而s 一异构 体则会导致胎儿发生畸变。鉴于此，美国食品药品管理局规定，今后凡发展具有不对称中心的手 性药物，必须对其对映体的药代动力学作出明确的说明”1 。因此医药工业中测定手性药物对映体 纯度的重要性是不言而喻的，手性药物的拆分是必不可少的! 沙利度胺( t h a l i d o m i d e ) 结构式 在农药研究领域，不当的使用会对生态环境、人体健康造成危害。目前，研究比较多、比较 全面的手性农药主要有三大类：拟除虫菊酯类杀虫剂，三唑类杀菌剂和苯氧羧酸类除草剂。这三 类农药分子结构中大多具有一个或多个手性中心，存在多个手性异构体。例如，丙烯菊酯是第一 个人工合成并投入工业化生产的拟除虫菊酯类杀虫剂品种“1 ，他的化学结构中有3 个手性碳，共有 8 个异构体，这些异构体之间杀虫活性差异甚大，其中以( + ) 一反式酸一( s ) 醇构型的活性最高， 而其对映体活性最低”。 近年来人们对于手性现象与手性拆分表现出越来越多的关注”1 。外消旋农药通过手性拆分获 得分离，有助于深入探讨其对映体的作用机理、抗性原因等。对减缓、控制或修复农药残留对生 态系统的破坏，开发环境友好的高效农药具有十分重要的意义。 中国农业大学硕士学位论文 第一章引言 表i - 1一些手性药物对应体的不同活性 1 2 手性分离的方法 对映体除了使平面偏振光旋转的方向相反外，在非手性条件下其他的物理、化学等性质都相 同，因而不能利用一般的理化方法方便地得到分离。获得单一手性物质的方法主要有：( 1 ) 手 性源合成法即以手性物质为原料合成其他手性化合物。( 2 ) 不对称合成法是在催化剂或酶的作 用下合成得到的过量单一对映体的方法。( 3 ) 外消旋体拆分法是在手性助剂的作用下将外消旋 体拆分为纯对映体。如果外消旋分子含有活性官能团，能与某种纯手性物质( 手性试剂) 反应形成 非对映异构体，可利用非对映异构体之间的物理化学性质的差异进行分离，从而实现外消旋体的 拆分，这就是经典的化学拆分法“。诱导结晶法是在外消旋体的过饱和溶液中，加x - - 定量的一种 旋光体的纯晶体作为晶种，于是溶液中该种旋光体含量较多，且在晶种的诱导下优先结晶析出。将 这种结晶滤出后，则另一种旋光体在滤液中相对较多。再加入外消旋体制成过饱和溶液，于是另 一种旋光体优先结晶析出“”。 总之，用化学拆分法等方法分离对映体，操作相对繁杂，效率低，而色谱拆分法已成为对映 体分离最有效的方法。常用于对映体分离的色谱技术包括高效液相色谱法( h p l c ) ，气相色谱 法( g c ) ，薄层色谱法( t i c ) 等，其中高效液相色谱法具有发展成实验室和工业规模对映体制 各级分离的巨大潜力“。 1 3 液相色谱手性固定相法 由于手性对映异构体具有及其相似的物理和化学性质( 仅旋光性不同) ，因而手性化合物的 分离分析被视为分析化学领域的难点之一“。近二十年来，色谱法在对映体的分离和分析中得到 广泛的应用和巨大的发展“”。 手性色谱直接法又分为手性固定相法( c h i r a ls t a t i o n a r yp h a s e c s p ) 和手性流动添加剂法 ( c h i r a lm o b i l ep h a s e , c m p ) ，是对映体不经过前处理直接用c s p 或c m p 分离，具有不对称中心的 手性固定相的研制，是手性色谱发展的前沿领域。直接法尤其是手性固定相法由于具有适用面广、 操作简单再加上新型的手性固定相的不断出现，而取代成为手性色谱分离对映体的主导方法。 手性固定相一般是把手性化合物键合或涂敷到载体表面，对映体样品于固定相表面的手性分 子形成非对映体络合物，由于能量差和稳定性的不同而达到手性分离的目的。一般大家所认为的 是d a l g l i e s h “”在1 9 5 2 年提出著名的“三点相互作用”理论( t h e r e - p o i n ti n t e r a c t i o n ) ，即对映体之 2 中周农业大学硕卜学位论文第一章引言 一至少同时与手性固定相存在三点作用，而且至少有点作用与其他两点不在同一平面上。根据 这一理论，为了识别两个对映体，手性选择剂与对映体之一处在一个立体相关的三点相互作用的 稳定状态。手性固定相法分离测定对映体速度快、操作简单，在三点作用分离理论的指导下，已 经发展成为对映体分离最迅速的领域。到目前为止已经商品化的手性固定相已超过1 5 0 种，它们 一般可归纳为以下几大类。一是蛋白质手性固定相，现在已经有许多种蛋白质手性固定相被 商品化。第二就是p i r l d e 型手性固定相。第三则是淀粉或纤维素衍生物类手性固定相“1 。另 外还有具有包合作用的环糊精类手性固定相和含有大量手性中心的大环塘肽类固定相。 1 3 1 蛋白质类固定相( p r o t e i n b a s e d s t a t i o n a r y p h a s e s ) 多数蛋白质手性固定相的分离机理目前尚不十分清楚，但是蛋白质类固定相的手性识别能力 可以归纳为他们独特的空间立体结构特征。主要是利用蛋白质结构中的游离的氨基或羧基将其 键合到经修饰的硅胶上。尤其是在对映体的手性识别过程中，三级结构所造成的疏水性口袋、沟 槽或通道对手性拆分具有十分重要的意义。常用的蛋白质重要有：at 一酸性糖蛋白( a g p ) 、牛 血清白蛋白( b s a ) 、人血清白蛋白( h a s ) 以及一些酶。七十年代初有人将牛血清白蛋白键 合在琼脂糖上，制成液相色谱用手性填料，拆分了d l 一色氨酸。进入八十年代后，a l l e n m a r k ”和 h e r m a n s s o r ”1 分别将b s a 和a 一酸性糖蛋白键合到微粒硅胶上制成h p l c 用的手性固定相，其后来商 品名为r c s o l v o s i l 和e n a n f i op a c 。h c r m a n s s o r ”1 s c h i l l 等以e n a n t i op a c 柱拆分了萘普生、麻黄素、 可卡因、阿托平等几十种药物，拆分效果良好，分离系数可达到1 1 4 0 ，而且柱稳定性好，对温 度和溶剂有良好的耐受性。 蛋白质类固定相的色谱行为都很相似，保留时间和手性选择性由流动相和p h 值和有机溶剂的 浓度等决定”。 硅- - o - s - c h 2 c h 2 c n ：一n h ，n 1 0 。 根据交换相互作用的原则，制出t n 一( 2 - 萘基) 颉氨酸衍生化c s p 6 。 鳓薹舸。s 昏矗 凸、o 弋 在d n b 一氨基酸衍生化c s p 上拆分了多种芳基取代的邻羟甲基苯甲酸内酯对映体，发现具 有较大芳香基和甲基取代萘环的化合物分离度较大。因此就制备并评价了具有这些结构特征的 c s p 7 。 5 中国农业大学硕士学位论文第一章引言 c s p 7 将廉价的小分子天然产物键合或涂敷到硅胶上，如青霉素衍生物”1 、维生素、酒石酸衍 生物、胆酸衍生物“等色谱固定相的研制均有报道。最近还报道了以平面手征性的( s ) 一l o 一 对环苯烷一1 3 一羧酸连接到硅胶上的c s p 8 。 o c h 2 c h 3 一。二s 队i h 。5 一吼。 c s p 8 此外c h e n 等报道的以反式一头对头香豆素二聚体( a n t ih e a d - t o h e a dc o u m a r i nd i m e r ) 为手 性选择剂的c s p 9 对反式一1 ，2 - 二苯基环氧乙烷表现出高度的对映体选择性。当c s p 9 中的x = - o h 时，该c s p 还可与c u s 0 4 作用得到配体交换c s p ，对含芳香环的d ，l - 色氨酸、d ，l - 苯丙氨酸和d 。l 一 酪氮酸有很好的拆分能力。 c s p 9 国内方面侯经国等“”在这类固定相方面有过报道，侯士聪等用氦基酸衍生物为手性选择体合 成几种新型固定相、郭瑛等以喹啉衍生物为手性选择剂合成一种新型p i r k l e 型手性固定相。 p i d d e 型手性固定相一般被用于正相色谱体系，主要以异丙醇和正己烷为流动相。 6 中国农业大学硕十学位论文 第一章引言 表1 2 一些商品化p i i l 【l e 型手性固定相 1 3 3 高聚物手性固定相 h p l c 聚合物c s p 包括天然的聚糖类衍生物和合成的高分子手性聚合物。聚糖类手性聚合物主 要包括纤维素、淀粉的衍生物( 乙酯、苯甲酸酯，氨基甲酸酯) 。自然界广泛存在的纤维素是由 d - ( + ) 一葡萄糖单元通过b 一1 ，4 - 糖苷键连接形成的线性高分子聚合物，其中一些葡萄糖单元之间 因形成氢键而产生了具有不对称性的单侧螺旋结构链。每个葡萄糖单元含有五个手性中心，所以 整个纤维素聚合物分子含有大量的手性活性点。因此纤维素的衍生物是具有高度手性识别能力的 固定相，能将大范围的外消旋化合物分离成对映体。到目前为止已合成了几十种纤维素衍生物， 主要是通过酯化或醚化完全取代葡萄糖单元上的羟基从而引入不同的活性基团“一些常见的 纤维素衍生物手性固定相如表1 - 4 。 o k a m o t o 研究小组对纤维素一三苯甲酸酯和三苯氨基甲酸酯及其衍生物的系统研究表明：在苯 基上取代的类型、数目和位置对纤维素衍生物的手性分离能力有显著影响”。 7 中国农业大学硕士学位论文第一章引言 喙? 纤维素三醋酸酯( c t a ) 通常在纤维素衍生物中大都还引入苯基，这有利于提高手性识别能力，常见的纤维素一三苯 甲酸酯的苯环上取代基团有：2 - c h 3 、3 c h 3 、4 c h 3 、4 - o c h 3 、4 - c ( c h 3 ) 3 、4 f 、3 , 4 - ( c h ，) 2 、3 ，5 - ( c h 3 0 h 等。 r r = 2 - c h 3 、3 c h 3 、4 c h 3 、 4 - o c h 3 、4 - c ( c h 3 ) 3 、4 - f ， 3 , 4 - ( c h 3 ) 2 、3 , 5 - ( c h 3 0 ) 2 纤维素三苯甲酯( c t b ) 及其衍生物的结构式 k i r k l a n d 将纤维素氨基甲酸酯类固定相的拆分机理归结为：( 1 ) 氢键作用；( 2 ) 偶极一偶极相互 作用；( 3 ) 一相互作用；( 4 ) 聚合物空间立体配位作用3 。在所有的纤维素衍生物中，3 5 - 二 甲基苯基氨基甲酸酯显示出优越的手性识别能力“”。 直链淀粉与纤维素一样也是由p 葡萄糖单元构成，但直链淀粉葡萄糖单元的a 一糖苷键上存 在一个螺线结构而致使其结构更有序，因此直链淀粉衍生物的手性识别能力与纤维素衍生物 存在很大差别。直链淀粉苯甲酸酯手性识别能力力低，而三一( 3 ，5 - - - 甲基苯基氨基甲酸酯) 即 c h i r a l p a ka d 对绝大部分对映体显示很高的手性识别能力。1 。c h a n k v e t a d z e 等讨论了直链淀粉 的二甲基、二氯、氯甲基苯基氨基甲酸酯固定相的分离性能 5 a o 8 r 审 中国农业大学硕仁学位论文第一章引言 表1 - 3 商品化纤维素和淀粉衍生物固定相 n a n l e c h c m i c a ln a m cs o u r c e c h r i a l c dc t a - i m i c r o c r y s t a l l i n et r a c e t y l a t e dc e l l u l o s e d a i c e l c h r i a l c e lo a c e l l u l o s e 研a c a y t a t e ( c t a ) d a i c c l c h r i a l c c lo b c d l u l o s e 删b c n z o 砒c ( c m ) d a i c e l c h r i a l c e lo c c e l l u l o s et r p h e a y l c a r b a m 州c t p c ) d a i c d c h r i a l c e lo dc e l l u l o s et 喇3 ，5 d i i 粥n d l y l p h 舶y 1 ) 倒= b a 盯l a 忙d a i c e l c h r i a l c e lo e c e l l u l o s e 撕0 , e n z y ld d a i c d c h r i a l c e lo fc e l l u l o s et r ( 4 - c h l o r o p h e n y l ) c a r b a m a t ed a i c e l c h r i a l c e lo gc e l l u l o s et r ( 4 - m c t h y l p h e n y l ) c a r b a m a t e d a i c d c h r i a l c e lo j c e l l u l o s et r ( 4 - m e t h y l b e n z o a t e ) d a i c d c h r i a l o c lo kc d l u l o s e 州c i 衄锄a 把d a i c e l c h d a i p a ka da m y l o s e 州3 ，5 - d i m e n t h y l p h e n y l ) c a r b a m a t e d a i c e l c h r i a l p a ka s a m y l o s ct r i ( r h l - p h e n y l e t h y l ) c a r b a m a t e d a i c d 1 3 4 环糊精类固定相( c y c l o d e x t r i nb a s e ds t a t i o n a r yp h a s e s ) 环糊精( c y c l o d e x t r i n 。c d ) 是d - h l t 喃葡萄糖单元以r l ，4 一糖苷键相结合而形成的环状低聚 糖，可用作色谱固定相的分别为6 ，7 ，8 个葡萄糖单元的q p ，t _ c d 。对于p c d 而言，外表面有7 个伯羟基位于空腔的细口端，“个仲羟基位于空腔的阔口端。空腔内部只有氢原子及糖苷氧原子， 具有疏水性，而空腔端口的羟基使c d 外部具有亲水性。这种结构因素对手性化合物能起到识别 作用。目前，采用环糊精类c s p 拆分对映体的研究已有报道。h e h 等。1 采用b - 环糊精类c s p 成功拆分了对映体去甲羟安定( o x a z e p a m ) 和氯羟安定( l o r a z e p a m ) 。w a r d ”将b - c d 通过6 1 0 碳的间隔基键合到微粒硅胶上，商品名c y c l o b o n di 。a r m s t r o n g 合成了稳定的、不含氮原子 的i l - c d 手性固定相，衍生化的取代基主要有：萘甲酰酯基、甲酰酯基、苯甲酰酯基、羟丙基等 ”。唐课文”1 等合成了一种烷基化和硅基化b _ 环糊精手性固定相，用其分离了醇、酮、烯烃等 一些对映体，取得了很好的拆分。辛梅华”等人将旷环糊精进彳亍了乙酰化用于对肾上腺素来对映 体的测定，也得到了很好的效果。 肛一h 寸0 喝一再0 卜寸0 葑 。一 衍生化的 c d 类固定相 9 h c n o 中国农业大学硕卜学位论文第一章引言 1 3 5配体交换型固定相 当配体给出的电子能够进入过渡金属空的d 轨道，就能形成金属配位络合物。这种配位络合 物具有非常明确的几何形状，配位体在空间只能占据某种给定的位置，这类手性固定相拆分对映 体与手性配体流动相的拆分机理相同，只是手性配体键合到固定相基质成为手性固定相而己。它 一般是将氨基酸固定在载体上，在流动相中使用二价金属阳离子( 多为二价c u 2 + ) ，当样品进入时 在键合氨基酸、二价金属阳离子和被拆分的对映体之间形成三元络合物，利用它们之间的热力学 稳定性的不同进行拆分。 d a v a n k o v t 6 0 1 将l - 脯氨酸键合到树脂上，经吸附c u 2 + 、n f + 、蔚+ 后，可拆分氨基酸对映体。 c m b i t y 1 将l - 脯氨酸和l 一缬氨酸通过间隔基键合到硅胶上制成i - i p l c 用c s p ，以c u s 0 4 水溶液 处理后即可用于氨基酸和二肽类的拆分。此类c s p 已经有四种商品化：c h i r a c e l1 i i ，删和c h i r a l h y p r o - c u ，v a l - c u 。除上述氨基酸外，用为c s p 键合基的尚有：l 一1 ，2 二氮丙烷、1 3 一羟基氨基酸、 麻黄酸、l _ 组氨酸、l - 苯丙氨酸、l - 酒石酸、【广2 哌啶酸以及反一( 一) 一1 ，2 一环己二胺。拆分化合 物包括氨基酸、二肽以及有关药物如甲状腺激素等。 1 4 液相色谱手性固定相对手性农药的分离研究 1 4 1拟除虫菊酯类农药对映体的手性分离 拟除虫菊酯类农药由于其高效、广谱、低毒、低残留等优点，成为2 0 多年来倍受青睐的农 药新型品种。广泛被用于农业和卫生杀虫剂，是目前常规农药的主要品种。在部分高毒的有机磷 农药( 如甲胺磷等) 逐步被禁用后，可以预见拟除虫菊酯的使用更为重要和普遍。拟除虫菊酯主 要有菊酸酯系列( 如丙烯菊酯) 、卤代菊酸酯系列( 氯菊酯) ，环丙烷羧酸酯系列( 甲氰菊酯) 和非环丙烷羧酸酯系列( 氟氰戊菊酯) 等四个类别今5 0 多个品种，表1 - 4 是目前有色谱拆分报 道的拟除虫菊酯类杀虫剂。国内主要有南京红太阳、扬农化工等多家企业生产和销售。拆分除虫 菊酯类化合物经常选用的手性固定相主要是涂敷型纤维素衍生物固定相( 如c h i r a l c e l0 0 ) 、p r i l d e 型键合手性固定相( 如o a - 4 0 0 0 ) 和环糊精类手性固定相等。 表1 - 4 一些手性除虫菊酯杀虫剂 1 0 中国农业大学硕 学位论文第一章引言 1 4 1 1 拟除虫菊酯类杀虫剂的手性分离 由于拟除虫菊酯分子量较大，早期分离多采用液相色谱，而其中又以刷型的p r i k l e 型手性固 定相最为常用，侯士聪曾对拟除虫菊酯的h p l c 手性分离进行过评述”。今年来，随着分离手段 的提高，拟除虫菊酯的手性分离有了新的发展，h p l c 的分离更加完善。 有多种h p l cc s p 均可实现对拟除虫菊酯的手性分离，在这些固定相中，属于“刷型”给体 一配体型的p r i l d e 型c s p 研究的最多。目前已有成熟商品，比较著名的有日本s u m i k ac h e m i c a l a n a l y s i ss e r v i c e 的s u m i c h i r a lo a 系列以及美国p h e n o m e n e x 公司的c h i r e x 系列等。 c h a p m a n 1 最早用d n b p g 进行了甲氰菊酯和氰戊菊酯的对映体分离；d o i 等使用上述固定相， 以正己烷和1 ，2 - 二氯乙烷为流动相，分离了苯醚菊酯的4 个异构体。l i s s e = t e r 等人”1 采用d n b p ( ； 柱对1 5 种菊酯进行了分离。李海燕等选用p r i m e1 a 型固定相分离了氟氯氰菊酯的8 个立体异构 体。 日本的6 i 研究小组在这方面做了大量的工作，合成和制备了一系列的c s p ，并对手性分离 的机理进行了研究一1 。在他们所做的工作中，甲氰菊酯、氟戊菊酯、氯氰菊酯等多种菊酯被成 功拆分，且峰形对称，分离效果好。l i u 等人”1 报道了在o a - 2 5 0 0 1 型c s p 上，顺式苯醚菊酯和 顺式氯菊酯的两个异构体被基线分离，3 0 r a i n 内可以顺利出峰。国内方面，高如瑜等在o a - 4 7 0 0 柱上成功拆分了甲氰菊酯和氟胺氰菊酯中一对光学异构体”；郭瑛等用1 ，2 ，3 ，4 - 四氢异喹啉一3 一 羧酸为手性选择剂合成新的p r i k l e 型手性固定相，对联萘酚及其衍生物有很好的拆分效果。向瑞 礼等采用o a - 4 1 0 0 为固定相，对丙炔菊酯进行对映体的成功拆分”1 。 l - 。o ，- s i i - 吗c h ：c i i ：一葑一苎o 一 叫d 口。 中国农业大学硕士学位论文第一章引言 ：占一c h 2 c h 2 c h 2 ，器一o 苎一。娜一8 吉r 一o 胥 以1 2 ，3 ，4 - 四氢异喹啉一3 一羧酸为手性选择体的两种新的p r i k l e 型手性固定相 1 4 2 三唑类杀菌剂的手性分离 研究发现，三唑类农药分子中手性部位是决定其作为杀菌剂还是植物生长调节剂的关键所 在，例如，三唑醇和多效唑的立体异构体具有不同的杀菌活性和植物生长调节活性，( 1 r ，2 r ) 一三 唑醇具有较强的杀菌功效，而( 1 s ，2 s ) 一三唑醇主要具有植物生长调节作用。具有手性的三唑类杀 菌剂如表卜5 所示。 表1 - 5 一些手性三唑类杀菌剂 在这类杀菌剂的拆分中刷型手性固定相表现出很好的拆分能力，0 i 等用o a4 7 0 0 柱正相分 离了烯效唑和烯唑醇”，分离度达到1 0 。并且他们还利用( i r ，3 r ) 一反一菊酸固定相”“、( r ) 一萘乙 1 2 中国农业大学硕卜学位论文第一章引言 胺以脲键连接的三种氨基酸衍生物固定相”、三嗪连接的l 一缬氨酸三肽衍生物固定相、三种 酒石酸衍生物固定相”分离了烯唑醇对映体。a k a n y a 等使用异亮氨酸、苯丙氨酸衍生物固定相 拆分了三唑酮和三唑醇“。 韩小茜等利用自制的c d m p c 固定相首次对4 种农药三唑酮、戊菌唑、己唑醇和烯唑醇对 映体进行了直接拆分。杨丽萍等在此类柱上拆分了戊唑醇、己唑醇和粉唑醇；并且受用该拄 在正、反相条件下研究三唑类的拆分情况，在正相条件下1 3 个结构类似的三唑类手性化合物获 得基线分离，在反相条件下获得8 个基线分离。周志强”“等用自己合成的c d m p c 手性固定相， 成功拆分了三唑酮、己唑醇。s p i t z e 等受用c h i r a l c e lo j 、c h i r a l c e lo d 、c h i r a l c e la d 、c h r a l c e l a s 等多糖衍生物固定相对三唑醇、己唑醇实现了拆分。f u r u t a 等分别使用b 一环糊精键合固 定相和r 环糊精键合固定相成功拆分了烯唑醇对映体“。q m k v e 协i d 等使用纤维素氯甲基苯 基氨基甲酸酯固定相使三唑酮获得了拆分”1 。 1 4 3 手性除草剂的手性分离 1 4 3 1 苯氧羧酸类手性除草剂的手性分离研究 自1 9 4 2 年美国z i m e r a a n p w 和h i t c h e o c k 在研究植物激素过程中，发现氯代苯氧乙酸化合 物在高浓度下抑制双子叶植物的生长发育具有除草活性以来，除草剂新品种的研制和开发进入有 机化合物的领域。此类除草剂显示出选择性、传导性及除草活性，并成为其后除草剂发展的基础， 促进了化学除草剂的迅速发展。b l e s s i n g t o n 等用p i r k l et y p e1 a 手性固定相分离了2 一甲一4 氯苯 氧丙酸的混合物及其光学异构体，用蛋白质手性固定相( e n a n t i o p a c ) 分离了2 一甲一4 氯苯氧丙酸对 映体”。d e m o n c o u r 等用d n b p g 手性柱分离了2 ，4 一二氯苯氧丙酸甲酯和2 ，4 ，5 一三氯苯氧丙酸 甲酯。国内的徐秀珠等1 采用手性衍生化法，采用高效液相色谱分离萘普生对映体。 1 4 3 2 酰胺及氨基甲酸酯类手性除草剂的手性分离研究 酰胺及氨基甲酸酯类除草剂是一种高效、高选择性的触杀型除草剂。最早开发的酰氨及氨基 甲酸酯类除草剂是二丙烯草胺，主要手性除草剂品种有萘丙胺、异丙甲草胺，麦草氟甲酯、双酰 草胺、溴丁酰草胺等。在国内报道中此类除草剂的分离大多数用h p l c 技术，b u s e r 等在手性柱 c h i r a l c e l o d - r 上反相分离了甲霜灵、乙草胺、异丙甲草胺对映体，用p i r k e l 型o a2 0 0 0 可以部 分分离- - e p 吩草胺”。m t l e l l c r 等使用c h i r a l c e l o d 系统的研究了异丙甲草胺异构体的分离”1 。张 大同等”1 用( s ，s ) - w h e l k - o l 手性柱和涂敷型纤维素三( 3 ，5 一二甲基苯基氨基甲酸酯) ( c d m p c ) 手 性柱上，对异丙甲草胺立体异构体进行了分离。萘丙胺含有萘塞的植物激素类水田除草剂，其中 只有r - 异构体有除草活性，曾在纤维素三苯甲酸酯手性拄1 上进行过光学异构体的分离，但是效 果不佳。 施介华采用高效液相色谱法d n b p g 手性固定相分离水田除草剂萘丙胺光学异构体”1 。蔡小 军等”1 在纤维素三( 3 ，5 一二甲苯基氨基甲酸酯) ( c d m p c ) 和p i r k l e 型( s s ) 一w h e l k - o l 手性固定 相上，改变流动相正己烷中醇类添加剂的种类和浓度，对萘丙胺及其中间体a 一氯代丙酰替苯胺进 1 3 中国农业大学硕士学位论文第一章引言 行了对映体分离。 表1 - 6 已被拆分的手性除草剂 中文名称英文名称光学异构体 2 ，4 - 二氯苯氧丙酸d i c h l o q x o p 2 2 一甲一氯苯氧丙酸 m o p f o p 2 2 。4 。5 - 三氯苯氧丙酸 f e n o p t o p 2 萘丙酰草胺 n a p r o p m l d * 2 禾草灵d i e h l o f o p - m e t h y l 2 毗氟禾草灵 f l u a z i f o p - b u t y l 2 恶唑禾草灵 f e a o x a p r o p 2 氟吡禾灵haloxyfop 2 氟毗乙禾灵h a l o x y f o p - e t o t y l 2 喹禾灵 q e i z a l o f o p - e t h y l 2 地乐酚d i n 曲2 异丙甲草胺m e t o l a c h l o r 4 萘丙胺 n a p r o a n i l i d e 2 炔草灵dflorbufam2 环己隆s l d u r o n2 灭草喹 i m a z a q u i n 2 灭草烟 l m a z 8 p y r 2 丁溴啶b o r o c i l 2 醇草啶 * m e y m i d 0 1 2 麦草氟甲酯 f | a m p r o p - m e t h y l 2 1 4 3 3 芳氧苯氧羧酸酯类手性除草剂的手性分离研究 b e t t o n i 等用( r , r ) 一1 ，2 一二氨基环己烷衍生的d a c h d n b 手性键合柱，以正己烷一乙醇等作 流动相，分离了二十个苯氧羧酸酯类化合物对映体”1 。u r a y 等用l ，2 - - 苯基乙二胺衍生物四种 c s p 分离了芳氧丙酸光学异构体”。p a d i g l i o n i 等用麦角生物碱固定相拆分了禾草灵和恶唑禾草 灵等”1 。p r i k l e 等使用w h e l ko l 固定相分离了禾草灵萘丙酰草胺对映体”。m a r k u s d 等使用酒 石酸衍生物c h i r a l - 固定相拆分了吡氟禾草灵、氟吡禾灵、喹禾灵、禾草灵“。国内陈平等“用 自己合成的纤维素一三( 4 一甲基苯甲酸酯) ( c t m b ) 制备成手性固定相( c s p ) ，用高效液相色谱法在 该手性固定相上对农药禾草灵外消旋体进行了拆分。 国内方面周志强等“”在自己合成的直链淀粉一三( 3 ，5 一二甲基苯基氨基甲酸酯) 手性固定相 上对外消旋体农药喹禾灵进行了直接拆分。刘莹峰等”用高效液相色谱( h p l c ) 法拆分了高效盖 草能乳油中有效成分吡氟禾草灵光学异构体。刘绍仁等”用一根以6 - t b d m p - c i ) + o v i t 0 1 为 固定液的手性毛细管柱，对精喹禾灵的旋光异构体进行分离研究。 1 4 中国农业大学硕 。学位论文第一章引言 1 5 本论文的目标和任务 高效液相色谱手性固定相法拆分对映体具有高效、快速、准确的特点，研究具有使用范围广 或针对性强的手性固定相，对手性农药的合成监测、残留分析和毒理研究等具有重要意义。因此， 寻找一种新型的手性固定相并且进行相应的手性农药的分离是本论文研究的主要方向。本论文的 主要目标和任务是： ( 1 ) 合成六种新的刷型手性固定相：( 励一( + ) 一胺的缬氨酸脲型键合相、( d 一( 一) 一胺的 缬氨酸脲型键合相；( j | i 一( + ) 一胺的亮氨酸脲型键合相、( d 一( 一) 一胺的亮氨酸脲型 键合相；( 励一( 十) 一胺豹异亮氨酸脲型键合相、( 国一( 一) 一胺的缬氨酸脲键合相胺型 键合相。 ( 2 ) 进行这些新的固定相的评价及初步的手性分离研究：用于分离的手性化合物主要 有拟除虫菊酯类杀虫剂、三唑类杀菌剂。 1 5 中国农业大学硕十学位论文第二章两种新亮氮酸脲型键合相的制备及件能研究 第二章两种新亮氨酸脲型键合相的制备及手性分离性能研究 2 1 合成路线设计 2 1 1 ( s ) 一( - ) 一胺一亮氨酸脲型键合相的合成路线 s i l i c ag e l 上塑整熊壁丝 8 二s i c h 2 c h 2 c h 2 n h 2 必喜奄c 。盘一 c h ( c h 陟3 ) 2 c。h2n墨-ch-cooh h o o c h 蠢淼 s i l ( o c h c n h c o n h c h 2 c h ( c h 3 ) 2 心a 竺一 c h ( c h 3 ) 2 弦吗c 帆坠醢霉 l c u i i 2 1 2 ( r ) 一( + ) 一j 按 亮氨酸脲型键合相的合成路线 1 6 p 中国农业大学硕士学位论文 第二章两种新亮氦酸脲型键合相的制各及忭能研究 巩n 乒c 。虫删一c 坶h ( c h 3 ) 2 c ， 删一5 c 。h ，( c h 3 ) 2c 。：二：! 墨篓一一h 沁洲一觚c 。 一铲吣= ) 广a 一b ：蒜聂葛。c 釜影“ h s g o o ( 3 - - h c - n