手性双偶氮颜料及其应用 【技术领域】
本发明涉及了一种手性双偶氮颜料及其应用。
背景技术
1952年，Dalgliesh采用纸层析分离氨基酸对映体(J Chem Soc，1952，47：3940-3942.)，并提出“三点作用”分离机理，发现色谱技术分离手性分子的巨大潜力。上世纪80年代，Pirkle在深入研究手性色谱立体识别机理过程中，重新阐述了三点作用分离机理：“手性识别要求手性固定相至少与对映体之一同时有三个相互作用，且三者中至少有一个与立体化学因素有关”(Chem Rev，1989，89：347-362)。近几十年来，高效手性色谱分离科学和技术的发展，导致与有机立体化学相关的手性药物学、分子生物学、材料学、地球化学、天然有机化学等前沿领域取得许多突破性发现和发展，例如在医药领域，许多孕妇服用镇定剂Thalidomide后，发生胎儿畸变，曾在欧洲掀起一场风波，后来才发现使胎儿致畸的是其S-异构体(Knoche B.Blaschke G..Investigations on the in vitroracemization of thalidomide by high-performance liquid chromatography[J].J Chromatogr，1994，666：235-240)。据1990年统计，523种天然及半合成药物中的80％是手性化合物(达世禄，徐伟，董亚琼.手性高效液相色谱固定相[J].化学通报，1992，2：33-44)，限于分离测定技术上的困难，其大部分对映体的疗效及药物动力学的差异远未被深入研究。基于已发现许多手性药物各个对映体生物活性的显著差异和产生的严重后果，1990年，美国食品药物管理局作出第一个政策性规定：今后凡研制含有不对称中心的药物，必须对其各个对映体进行测试和评价。鉴于手性因素已经成为药物研究和开发过程中极其重要的环节，所有手性生物活性分子的消旋体都要进行分离然后分别测试。基于手性固定相的高效液相色谱已经成为分离手性化合物的主要方法，并逐渐走向成熟。目前手性高效液相色谱还主要用于分析，但是手性制备级高效液相色谱也广泛被化学家使用，用以分离光学活性化合物和手性合成子(Francotte E.Contribution ofpreparative chromatographic resolution to the investigation of chiralphenomena[J].J Chromatogr A，1994，666：565-601)。由于人们对健康的重视，近几十年药物工业的发展迅速，也推动了制备级手性色谱的发展，特别是模拟流动床技术的发展和应用(Francotte E.Enantioselective chromatographyas a powerful alternative for the preparation of drug enantiomers[J].JChromatogr A，2001，906：379-397)。蛋白和糖蛋白含有氨基酸和糖，它们都是手性化合物，具有识别手性化合物地功能，但是用做手性固定相的蛋白质只有很少几种(Wainter I W.Drug Stereochemistry：Analytical Methods andPharmacology[M]，2nd ed，New York：Marcel Dekker，1993)。
目前对于手性固定相的研究主要集中于：将手性源通过离子键或共价键“接枝”在高分子聚合物上，这样得到的固定相虽然具有成性容易等优点，但其存在最大的不足是，由于单位重量的手性固定相中手性源的含量不高，从而导致其分离(拆分)效果不佳。
【发明内容】
本发明需要解决的技术问题是：设计并合成，用于手性柱固定相，具有良好拆分手性化合物外消旋体性能的化合物。
本发明的构思是这样的：
双偶氮缩合化合物是汽巴公司于上世纪七十年代末开发出的一种新型颜料，由于它优秀的着色性能和化学稳定性，很快就被广泛应用。该化合物结构中主要有两个偶氮基，通过酰胺键将不同的组份键合在一起。其主要特点是稳定性高、分子量很大、溶解度低。发明人正是利用双偶氮缩合化合物其稳定性高、分子量较大及溶解度低这一特点，将手性源通过共价键接在不熔不溶的该类化合物上。由于该类化合物的分子量在几百到一千多，与高分子聚合物的分子量(几万到几十万)相比较还是较小，所以能提高单位重量的手性固定相中手性源的含量，从而改善拆分性能，克服现有技术中存在的不足。
技术方案：
本发明所说的手性双偶氮颜料，其具有如下(a)或(b)式所示的结构：
式中：R1、R2为卤素、硝基、氰基中的一种；R3为氢、烷基、烷氧基、卤素、硝基、氰基中的一种；R4为氢、羟基、卤素、烷氧基、烷基、苯基、取代苯基或杂环中的一种；R5为氢、烷基或卤代苯基中的一种。
优选：R1＝R2＝Cl；R3为H或Cl；R4为苯基、苯酚基或吲哚基；R5氯代苯基。
合成本发明所说颜料的主要步骤如下：
以乙酰乙酰氨基酸为原料，在芳香溶剂(如氯苯、邻二氯苯)中通入甲基亚硝酸使氨基苯甲酸类化合物发生重氮化，然后与乙酰乙酰氨基酸发生偶合反应。生成的单偶氮颜料在芳香溶剂(如氯苯、邻二氯苯)中酰氯化后与二苯胺类化合物发生缩合反应从而得到手性双偶氮颜料(目标化合物)。
本发明所说的手性双偶氮颜料可作为手性固定相，用于分离对映异构体(手性化合物的外消旋体)。其最大的优点在于，提高了单位重量的手性固定相中手性源的含量，从而改善拆分性能，克服了现有技术中存在的不足。
【附图说明】
图1为比旋光度-流出样品个数曲线图。
其中横轴为流出样品的个数(即样品的编号)；纵轴为比旋光度。
【具体实施方式】
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，所举之例并不限制本发明的保护范围：
实施例1
在四口烧瓶中搅拌加热条件下，将9.96克的乙酰乙酰苯丙氨酸溶于340克的氯苯中。完全溶解后，在30℃时于15分钟内滴加7.5克二氯亚砜。在烧瓶的回流冷凝管接上干燥器。混合物缓慢加热到80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。将在100克氯苯中溶解3.54克2，5-二氯对苯二胺形成的溶液于5分钟内加入到烧瓶中，再加入40ml的氯苯，继续搅拌加热到轻微沸腾直至氯化氢释放完全。冷却滤出固体，经过酸析、洗涤，得化合物(1)。
在四口烧瓶中，将上面得到的化合物(1)加入到300ml的氯苯中，再加入6.68克3-氨基-4-氯苯甲酸，冷却至18℃，在15分钟内将甲基亚硝酸气体通入液面以下(在小三口烧瓶中加入21.2克33.3％亚硝酸钠水溶液和3.4克甲醇，在20℃条件下搅拌，滴加9.8克50％的硫酸，残余的气体吹入反应瓶中)。得到的颜料悬浮液在一小时内加热到30℃，再在一小时内加热到60℃。然后冷却、过滤，将得到的固体经过酸析、洗涤，得化合物(2)。
在四口烧瓶中，将上面的得到的化合物(2)加入到300ml的无水氯苯中，在30℃时，于5分钟内滴加7.5克二氯亚砜，在烧瓶的回流冷凝管接上干燥器。混合物缓慢加热至80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。随后将在100克无水氯苯中加入5.2克的对氯苯胺形成的热溶液在5分钟内加入到烧瓶，在加入40ml无水氯苯，继续搅拌加热至轻微沸腾直至氯化氢释放完全。然后冷却、过滤，得到的固体经酸析、洗涤、干燥后得目标化合物。
IR(KBr，cm-1)：3362，3059，2926，2855，1689，1755，1510，1379，1242，1082，1034，884，760，696，618，577。
实施例2
在四口烧瓶中搅拌加热条件下，将9.96克的乙酰乙酰苯丙氨酸溶于340克的氯苯中。完全溶解后，在30℃时于15分钟内滴加7.5克二氯亚砜。在烧瓶的回流冷凝管接上干燥器。混合物缓慢加热到80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。将在100克氯苯中溶解5.2克对氯苯胺形成的溶液于5分钟内加入到烧瓶中，再加入40ml的氯苯，继续搅拌加热到轻微沸腾直至氯化氢释放完全。冷却滤出固体，经过酸析、洗涤得化合物(3)。
在四口烧瓶中，将上面得到的化合物(3)加入到300ml的氯苯中，再加入6.68克3-氨基-4-氯苯甲酸，冷却至18℃，在15分钟内将甲基亚硝酸气体通入液面以下(在小三口烧瓶中加入21.2克33.3％亚硝酸钠水溶液和3.4克甲醇，在20℃条件下搅拌，滴加9.8克50％的硫酸，残余的气体吹入反应瓶中)。得到的颜料悬浮液在一小时内加热到30℃，再在一小时内加热到60℃。然后冷却、过滤，将得到的固体经过酸析、洗涤得化合物(4)。
在四口烧瓶中，将上面的得到的化合物(4)加入到300ml的无水氯苯中，在30℃时，于5分钟内滴加7.5克二氯亚砜，在烧瓶的回流冷凝管上接上干燥器。混合物缓慢加热至80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。随后将在100克无水氯苯中加入3.54克2，5-二氯对苯二胺形成的热溶液在5分钟内加入到烧瓶，在加入40ml无水氯苯，继续搅拌加热至轻微沸腾直至氯化氢释放完全。然后冷却、过滤，得到的固体经酸析、洗涤、干燥后得目标化合物。
IR(KBr，cm-1)：3364，3060，2924，2856，1690，1755，1510，1377，1240，1081，1035，885，761，696，620，577。
实施例3
在四口烧瓶中搅拌加热条件下，将10.61克的乙酰乙酰酪氨酸溶于340克的氯苯中。完全溶解后，在30℃时于15分钟内滴加7.5克二氯亚砜。在烧瓶的回流冷凝管接上干燥器。混合物缓慢加热到80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。将在100克氯苯中溶解3.54克2，5-二氯对苯二胺形成的溶液于5分钟内加入到烧瓶中，再加入40ml的氯苯，继续搅拌加热到轻微沸腾直至氯化氢释放完全。冷却滤出固体，经过酸析、洗涤得化合物(5)。
在四口烧瓶中，将上面得到的化合物(5)加入到300ml的氯苯中，再加入6.68克3-氨基-4-氯苯甲酸，冷却至18℃，在15分钟内将甲基亚硝酸气体通入液面以下(在小三口烧瓶中加入21.2克33.3％亚硝酸钠水溶液和3.4克甲醇，在20℃条件下搅拌，滴加9.8克50％的硫酸，残余的气体吹入反应瓶中)。得到的颜料悬浮液在一小时内加热到30℃，再在一小时内加热到60℃。然后冷却、过滤，将得到的固体经过酸析、洗涤得化合物(6)。
在四口烧瓶中，将上面的得到的化合物(6)加入到300ml的无水氯苯中，在30℃时，于5分钟内滴加7.5克二氯亚砜，在烧瓶的回流冷凝管接上干燥器。混合物缓慢加热至80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。随后将在100克无水氯苯中加入5.2克的对氯苯胺形成的热溶液在5分钟内加入到烧瓶，在加入40ml无水氯苯，继续搅拌加热至轻微沸腾直至氯化氢释放完全。然后冷却、过滤，得到的固体经酸析、洗涤、干燥后得目标化合物。
IR(KBr，cm-1)：3066，1713，1656，1601，1512，1493，1425，1205，1166，1087，1018，880，831，752，731，702，629，579。
实施例4
在四口烧瓶中搅拌加热条件下，将10.61克的乙酰乙酰酪氨酸溶于340克的氯苯中。完全溶解后，在30℃时于15分钟内滴加7.5克二氯亚砜。在烧瓶的回流冷凝管接上干燥器。混合物缓慢加热到80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。将在100克氯苯中溶解5.2克对氯苯胺形成的溶液于5分钟内加入到烧瓶中，再加入40ml的氯苯，继续搅拌加热到轻微沸腾直至氯化氢释放完全。冷却滤出固体，经过酸析、洗涤得化合物(7)。
在四口烧瓶中，将上面得到的化合物(7)加入到300ml的氯苯中，再加入6.68克3-氨基-4-氯苯甲酸，冷却至18℃，在15分钟内将甲基亚硝酸气体通入液面以下(在小三口烧瓶中加入21.2克33.3％亚硝酸钠水溶液和3.4克甲醇，在20℃条件下搅拌，滴加9.8克50％的硫酸，残余的气体吹入反应瓶中)。得到的颜料悬浮液在一小时内加热到30℃，再在一小时内加热到60℃。然后冷却、过滤，将得到的固体经过酸析、洗涤得化合物(8)。
在四口烧瓶中，将上面的得到的化合物(8)加入到300ml的无水氯苯中，在30℃时，于5分钟内滴加7.5克二氯亚砜，在烧瓶的回流冷凝管上接上干燥器。混合物缓慢加热至80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。随后将在100克无水氯苯中加入3.54克2，5-二氯对苯二胺形成的热溶液在5分钟内加入到烧瓶，在加入40ml无水氯苯，继续搅拌加热至轻微沸腾直至氯化氢释放完全。然后冷却、过滤，得到的固体经酸析、洗涤、干燥后得目标化合物。
IR(KBr，cm-1)：3066，1715，1658，1600，1513，1495，1423，1206，1167，1089，1020，881，833，754，732，703，630，579。
实施例5
在四口烧瓶中搅拌加热条件下，将11.53克的乙酰乙酰色氨酸溶于340克的氯苯中。完全溶解后，在30℃时于15分钟内滴加7.5克二氯亚砜。在烧瓶的回流冷凝管接上干燥器。混合物缓慢加热到80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。将在100克氯苯中溶解3.54克2，5-二氯对苯二胺形成的溶液于5分钟内加入到烧瓶中，再加入40ml的氯苯，继续搅拌加热到轻微沸腾直至氯化氢释放完全。冷却滤出固体，经过酸析、洗涤得化合物(9)。
在四口烧瓶中，将上面得到的化合物(9)加入到300ml的氯苯中，再加入6.68克3-氨基-4-氯苯甲酸，冷却至18℃，在15分钟内将甲基亚硝酸气体通入液面以下(在小三口烧瓶中加入21.2克33.3％亚硝酸钠水溶液和3.4克甲醇，在20℃条件下搅拌，滴加9.8克50％的硫酸，残余的气体吹入反应瓶中)。得到的颜料悬浮液在一小时内加热到30℃，再在一小时内加热到60℃。然后冷却、过滤，将得到的固体经过酸析、洗涤得化合物(10)。
在四口烧瓶中，将上面的得到的化合物(10)加入到300ml的无水氯苯中，在30℃时，于5分钟内滴加7.5克二氯亚砜，在烧瓶的回流冷凝管接上干燥器。混合物缓慢加热至80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。随后将在100克无水氯苯中加入5.2克的对氯苯胺形成的热溶液在5分钟内加入到烧瓶，在加入40ml无水氯苯，继续搅拌加热至轻微沸腾直至氯化氢释放完全。然后冷却、过滤，得到的固体经酸析、洗涤、干燥后得目标化合物。
IR(KBr，cm-1)：3383，3098，2956，2924，2853，1675，1596，1528，1492，1401，1380，1304，1236，1176，1092，1029，881，827，750，700。
实施例6
在500ml四口烧瓶中搅拌加热条件下，将11.53克的乙酰乙酰色氨酸溶于340克的氯苯中。完全溶解后，在30℃时于15分钟内滴加7.5克二氯亚砜。在烧瓶的回流冷凝管接上干燥器。混合物缓慢加热到80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。将在100克氯苯中溶解5.2克对氯苯胺形成的溶液于5分钟内加入到烧瓶中，再加入40ml的氯苯，继续搅拌加热到轻微沸腾直至氯化氢释放完全。冷却滤出固体，经过酸析、洗涤得化合物(11)。
在四口烧瓶中，将上面得到的化合物(11)加入到300ml的氯苯中，再加入6.68克3-氨基-4-氯苯甲酸，冷却至18℃，在15分钟内将甲基亚硝酸气体通入液面以下(在小三口烧瓶中加入21.2克33.3％亚硝酸钠水溶液和3.4克甲醇，在20℃条件下搅拌，滴加9.8克50％的硫酸，残余的气体吹入反应瓶中)。得到的颜料悬浮液在一小时内加热到30℃，再在一小时内加热到60℃。然后冷却、过滤，将得到的固体经过酸析、洗涤得化合物(12)。
在四口烧瓶中，将上面的得到的化合物(12)加入到300ml的无水氯苯中，在30℃时，于5分钟内滴加7.5克二氯亚砜，在烧瓶的回流冷凝管上接上干燥器。混合物缓慢加热至80℃，在80-85℃下搅拌直至氯化氢释放完全。然后加热至沸腾，蒸出40ml的氯苯。随后将在100克无水氯苯中加入3.54克2，5-二氯对苯二胺形成的热溶液在5分钟内加入到烧瓶，在加入40ml无水氯苯，继续搅拌加热至轻微沸腾直至氯化氢释放完全。然后冷却、过滤，得到的固体经酸析、洗涤、干燥后得目标化合物。
IR(KBr，cm-1)：3385，3100，2955，2922，2855，1676，1595，1529，1493，1402，1381，1305，1235，1177，1093，1030，882，827，752，698。
实施例7
(1)制备外消旋试剂：
在三口烧瓶中加入3.29扁桃酸、10.61克环己酮和25毫升含有催化量浓硫酸的苯，反应共沸回流8小时。冷却后产物分别用饱和的食盐水洗涤一次、饱和的碳酸氢钠水溶液洗涤三次。用硫酸钠干燥后蒸干溶剂后的黄色液体，将黄色液体放在冰箱中冷却数小时直到不再有晶体析出，抽滤得黄色固体，柱层析分离得到白色固体(洗脱液石油醚∶乙酸乙酯＝300∶7)。
(2)拆分外消旋体
称取0.65克外消旋试剂加入到装有本发明所说化合物的层析柱中，每隔流出液为5毫升时取一次样，根据取样的先后顺序为样品编号，然后测定样品的浓度和旋光度，由此计算出样品的比旋光[α]：拆分结果见下表及附图： 编号 浓度(mmol/l) 旋光度 比旋光 32 0 0 0 35 0.0054 +0.09 +39.91 37 0.0074 +0.05 +29.12 39 0.0084 -0.02 -11.29 52 0.0013 -0.01 -33.16 60 0 0 0