中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室知识库

手性是自然界的本质属性之一，手性对映体具有相似的物理化学性质，但生物特性及药物活性具有显著差异，手性化合物的合成、分析、对映体拆分等方面的研究是当前手性药物研究领域的重要方向。高效液相色谱法结合手性固定相拆分手性化合物具有高分离效率和普遍的适用性，是目前手性拆分最为有效的方法之一。手性固定相是高效液相色谱手性分离的核心和关键部分，其中，多糖类手性固定相是最常用的手性分离材料之一，因此对新型多糖类手性固定相的研究是当前液相色谱手性分离材料研究的热点。 纳米纤维素是一种由微晶纤维素水解得到的新型纳米材料，具有高度的有序结构、大的比表面积、良好的耐溶胀性能以及高的化学反应活性等特性，这些鲜明的优势使其在手性色谱分离中显示出了潜在的应用前景，开展纳米纤维素手性固定相的制备及其色谱性能研究是极具价值的研究课题。本文将纳米纤维素应用于手性固定相的制备与拆分性能评价研究，率先制备了涂敷型、键合型、交联型、核壳型纳米纤维素手性固定相，并进行了拆分性能评价。特别是发展了一种杂化纳米纤维素衍生物核壳型手性固定相的制备方法，该类固定相负载量可控、表现出良好的拆分性能以及广泛的耐溶剂性能。综上所述，本文开发了一系列新型纳米纤维素类手性固定相的制备关键技术，显示了纳米纤维素在手性药物制备及其拆分中的巨大应用潜力。主要研究内容如下：

1. 制备了涂敷型纳米纤维素手性固定相，并进行手性拆分性能评价。通过微晶纤维素水解制备了纳米纤维素，进一步衍生化合成了纳米纤维素三-3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯衍生物，将该衍生物涂敷在氨丙基硅胶表面，制备了涂敷型纳米纤维素手性固定相，并在同样的条件下制备了涂敷型纤维素手性固定相。通过红外光谱、元素分析和热重分析对制备的涂敷型纳米纤维素固定相进行表征。考察了10种手性对映体在两种手性固定相上的拆分性能，与纤维素手性固定相相比，纳米纤维素手性固定相表现出了更好的手性分离能力、更强的保留及更高的柱效，并考察了醇类改性剂种类、浓度、流速等对手性拆分的影响。

2. 制备了键合型纳米纤维素手性固定相，并进行手性拆分性能评价。将纳米纤维素衍生化合成了 2-、3-位衍生的纳米纤维素二-3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯衍生物，通过二异氰酸酯间隔臂与纳米纤维素衍生物上的羟基及氨丙基硅胶表面的氨基之间的反应，将纳米纤维素衍生物共价键合在氨丙基硅胶表面，制备了键合型纳米纤维素固定相。通过红外光谱和元素分析对制备的键合型纳米纤维素固定相进行表征。在正相与反相模式下评价了该固定相的手性拆分性能，正相条件下成功拆分了8种手性对映体，反相条件下拆分了3种手性对映体，并考察了异丙醇浓度、流动相添加剂对手性拆分的影响。

3. 制备了交联型纳米纤维素手性固定相，并进行手性拆分性能评价。通过区域选择性衍生法，合成了6-位带有3-(三乙氧基硅)丙基的纳米纤维素-3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯衍生物，通过在酸催化条件下硅氧基基团分子间缩聚反应，将该衍生物固定在硅胶基质上，制备了交联型纳米纤维素固定相。采用红外光谱、热重分析和元素分析对该手性固定相进行了表征。在正相与反相模式下评价了该固定相的手性拆分性能，成功拆分了8种手性对映体，并考察了流动相组成对交联型纳米纤维素手性固定相手性拆分性能的影响。

4. 制备了杂化纳米纤维素核壳型手性固定相，并进行手性拆分性能评价。通过溶胶凝胶法与层层自组装法， 将纳米纤维素衍生物杂化溶胶组装在硅球表面，制备了杂化纳米纤维素核壳型手性固定相。通过扫描电镜、透射电镜、氮气吸附-脱附测定、元素分析、热重分析及光电子能谱对制备的杂化纳米纤维素核壳型手性固定相进行表征，证明了纳米纤维素衍生物已通过纳米层层自组装过程成功组装在了硅胶基质上。在正相模式及反相模式下评价了手性固定相的拆分性能，10种手性对映体被成功拆分，并考察了流动相组成、添加剂对手性拆分能力的影响，经过100%的四氢呋喃及氯仿冲洗后，该手性固定相仍保持良好的拆分性能，表现出优异的耐溶剂性能。