用于疏水性置換色譜法的中性兩性離子置換劑分子的制作方法
【專利摘要】通過反相置換色譜法從混合物中分離有機化合物的方法，包括提供疏水性固定相；向疏水性固定相施加包含待分離的有機化合物的混合物；通過向疏水性固定相施加包含非-表面活性疏水性中性兩性離子置換劑分子和任選的有機溶劑的水性組合物而從疏水性固定相置換有機化合物；以及收集從疏水性固定相洗脫的含有被分離的有機化合物的多個餾分；其中所述非-表面活性疏水性中性兩性離子置換劑分子包含具有如說明書中所定義的通式[CM-R*-CM’]的疏水性兩性離子。
【專利說明】用于疏水性置換色譜法的中性兩性離子置換劑分子
【背景技術】
[0001 ] 置換色譜法(DC)是三種已知的柱色譜形式一洗脫色譜法、置換色譜法、前沿色譜法——之一。DC主要是一種制備方法，但也有使用具有填充的“窄孔”或毛細管柱的“微制備” DC的分析應用。
[0002]當有可用的合適的高純度置換劑分子時，可以使用四種常規的色譜方法中的任一種來進行置換色譜法。DC用于(a)離子交換色譜(陽離子交換、陰離子交換)，(b)疏水性色譜(反相、疏水相互作用、疏水電荷誘導、嗜硫)，(C)正相色譜，包括親水相互作用色譜(HILIC)，和(d)固定化金屬離子親和色譜(IMAC)。
[0003]采用優化的DC，可以同時獲得高純度(高分辨率)、高回收率(高收率)和高柱加載(高容量)——后者大大高于過載的制備洗脫色譜法。在大多數情況下，這些優勢不僅僅補償了 DC的缺點(較慢的流速、較長的運行時間、需要高純度置換劑)。
[0004]通過選擇(a)合適的色譜方法、(b)適當的具有合適尺寸的色譜柱、(C)合適的流動相條件、(d)適當的置換劑分子和(e)適當的操作方案與適當配置的LC裝置來進行置換色譜法。最初，選擇適當的“弱置換的流動相”(載體)，且在適當的流速下使柱平衡。載體可以含有被調節至有用的PH值的pH緩沖化合物。最佳的置換流速傾向于低，通常在35-105cm/hr的范圍內，雖然有時候會更高。在樣品加載流速下將適量的樣品溶液加載到柱上。樣品溶液含有載體中的待純化的物質以及，若樣品或置換劑分子帶有電荷或為兩性離子的，則含有適當水平的離子配對劑或離子配對鹽。通常的樣品加載量為有效穿透容量(operative breakthrough capacity)的50-80%。隨后,將由適當的置換劑化合物在載體溶液中以適當的濃度制備的置換劑流動相(置換劑緩沖劑)在置換流速下泵送到柱上直至觀察到置換劑穿透。純化的樣品在置換劑穿透的前沿之前從柱中出來。收集從柱中出來的餾分，并單獨分析其含量和純度。最后，使用“置換劑去除溶液”從柱中去除置換劑，隨后將柱清潔并再生至其原始狀態用于保存或用于隨后的使用。
[0005]盡管不同于洗脫色譜法，但在某些方面，置換色譜法易于理解和易于實施。在DC中，樣品被置換劑從柱中“置換”，而不是被流動相從柱中“洗脫”。當在線監測(例如，經UV吸收、PH或電導率)柱的輸出時，獲得“置換隊列(displacement train) ”，而不是“洗脫色譜圖”。置換隊列由并列的“置換帶(displacement bands) ”組成，而不是在色譜圖中由溶劑分離的“洗脫峰”組成。當置換帶足夠大，以至于使固定相飽和時，形成梯形的“飽和帶”。當置換帶不大到足以使固定相飽和時，形成小的、三角形的“非飽和帶”。飽和帶的高度通過操作點的結合等溫線來確定；梯形帶或三角形帶的面積與組分的量成正比。
[0006]疏水性色譜法幾乎完全取決于水的獨特的溶劑化性質，這些性質來自該高度結構化的、自身締合的、氫鍵結合的液體。對于常規的反相色譜固定相(不帶電荷的C18柱)，結合通常由熵驅動(+τ Λ S)，其經常必須克服不利的焓(+ΛΗ)。因此，在色譜工作者經常使用的溫度范圍內(10-7(TC)，被分析物結合和置換劑結合經常隨著溫度增加而增強。疏水性色譜的另一有用的特征是使用添加劑，其改變水基溶劑的自身氫鍵結合的結構和強度。這些添加劑包括:色譜緩沖劑中的鹽(NaCl、K2HP04、(NH4) 2S04)、有機溶劑(MeCN、MeOH、EtOH)和極性有機分子(尿素、寡聚乙二醇)。
[0007]可以使用手性被分析物、手性置換劑和手性色譜基質來實施疏水性置換色譜法。在這些條件下，可以使用非手性置換劑，但不能使用手性置換劑的外消旋混合物。還可以使用非手性色譜柱和非手性置換劑來純化外消旋手性被分析物。在這種情況下，將包括非對映異構體在內的雜質從所關注的外消旋化合物中去除，但沒有對映體的手性拆分。適當的高純度置換劑分子的不可得已阻礙了有用的制備疏水性置換色譜的開發。我們在此描述了新的置換劑分子和使用它們的方法，其可用于各種形式的疏水性置換色譜法。
[0008]好的疏水性置換劑分子應當具有化學和物理性質的獨特組合，以便使其有效地起作用。某些可溶的疏水性分子可以用作置換劑，但僅有少數幾種很好地起作用。本文件所述的很多分子滿足對于很好地起作用的置換劑的必要的要求。
[0009]由于適當的高純度置換劑分子的不可得，已阻礙了有用的反相制備置換色譜法的開發。例如美國專利第6，239，262號描述了使用低分子量表面活性化合物作為置換劑的各種反相液相色譜系統。美國專利第6，239，262號公開了極寬范圍的可以與疏水性部分偶聯以形成用作所公開的置換劑的表面活性化合物的可能的帶電荷部分，但公開了必須包括大量的有機溶劑以減輕所公開的置換劑的表面活性。這樣大量有機溶劑的存在顯著改變了該過程，減少了反相疏水性置換色譜法的益處。此外，美國專利第6，239，262號所公開的強表面活性的置換劑化合物不能很好地起作用，導致相對從差到中等質量的置換隊列，其中在“純化的”產物中可以存在顯著水平的雜質。
【發明內容】
[0010]我們已發現并開發了很多類中性疏水性兩性離子或二兩性離子化合物，其獨特地具有對于疏水性置換色譜法中好的置換劑行為所必需的化學和物理性質的組合。
[0011]因此，在一個實施方案中，本發明涉及通過反相置換色譜法從混合物分離有機化合物的方法，其包括:
[0012]提供疏水性固定相；
[0013]向所述疏水性固定相施加包含待分離的有機化合物的混合物；
[0014]通過向所述疏水性固定相施加包含非-表面活性疏水性中性兩性離子置換劑分子的水性組合物而從所述疏水性固定相置換所述有機化合物；以及
[0015]收集從所述疏水性固定相洗脫的含有被分離的化合物的多個餾分；
[0016]其中所述非-表面活性疏水性中性兩性離子置換劑分子包含具有以下通式的疏水性中性兩性離子:
[0017][CM-R*-CM，]
[0018]其中在所述通式中，CM為獨立的帶有形式正(+)電荷的疏水性化學部分，其選自:季銨(I)、季鱗(II)、锍(III)、氧化锍(IV)、咪唑啉鎗(脒鎗)(V)、胍鎗(VI)、咪唑鎗(VII)U, 2，3，4-四氫異喹啉鎗(VIII)U, 2，3，4-四氫喹啉鎗(IX)、異吲哚啉鎗⑴J引哚啉鎗(XI)、苯并咪唑鎗(XII)、吡啶鎗(XIIIa、XIIIb、XIIIc、XIIId)、喹啉鎗(XIV)、異喹啉鎗(XV)，且CM’為獨立的帶有形式負(-)電荷的疏水性化學部分，其選自:羧酸鹽(XVI)、N-酰基-α -氨基酸(XVII)、磺酸鹽(XVIII)、硫酸鹽單酯(XIX)、磷酸鹽單酯(XX)、磷酸鹽二酯(XXI)、膦酸鹽單酯(XXII)、膦酸鹽(XXIII)、四芳基硼酸鹽(XXIV)、硼酸鹽(XXV)、硼酸鹽酯(XXVI);其中所述化學部分(I)-(XXVI)具有以下化學結構:
[0019]
【權利要求】
1.通過反相置換色譜法從混合物分離有機化合物的方法，包括: 提供疏水性固定相； 向所述疏水性固定相施加包含待分離的有機化合物的混合物； 通過向所述疏水性固定相施加包含非-表面活性疏水性中性兩性離子置換劑分子的水性組合物而從所述疏水性固定相置換所述有機化合物；以及 收集從所述疏水性固定相洗脫的含有被分離的有機化合物的多個餾分； 其中所述非-表面活性疏水性中性兩性離子置換劑分子包含具有以下通式的疏水性中性兩性離子:
[CM-R*-CM，] 其中在所述通式中，CM為獨立的帶有形式正(+)電荷的疏水性化學部分，其選自:季銨(I)、季鱗(II)、锍(III)、氧化锍(IV)、咪唑啉鎗(脒鎗)(V)、胍鎗(VI)、咪唑鎗(VII)、1，2，3，4-四氫異喹啉鎗(VIII)、1，2，3，4-四氫喹啉鎗(IX)、異吲哚啉鎗(X)、吲哚啉鎗(XI)、苯并咪唑鐵(XII)、吡啶鐵(Xllla、Xlllb、XIIIc、XIIId)、喹啉鐵(XIV)、異喹啉鐵(XV)，且CM’為獨立的帶有形式負(-)電荷的疏水性化學部分，其選自:羧酸鹽(XVI)、N-酰基-α -氨基酸(XVII)、磺酸鹽(XVIII)、硫酸鹽單酯(XIX)、磷酸鹽單酯(XX)、磷酸鹽二酯(XXI)、膦酸鹽單酯(XXII)、膦酸鹽(XXIII)、四芳基硼酸鹽(XXIV)、硼酸鹽(XXV)、硼酸鹽酯(XXVI);其中所述化學部分(I)-(XXVI)具有以下化學結構:
2.如權利要求1所述的方法，其中包含非-表面活性疏水性置換劑分子的水性組合物除了 PH緩沖劑之外不含有添加的鹽。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
4.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
5.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式VII1、IX、X或XI，R1是C5-C11烷基且R2是C1-C8烷基。
6.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
7.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
8.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式I或I1:
9.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式[(R1R2R3NCH2)2C6H3G]2+，其中R1是C4-C11烷基，R2和R3獨立地是C1-C6烷基或者R2和R3 —起是-(CH2) 4_，且G是H或F。
10.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式[R1R2R3NCH2C6H4-C6H4CH2NRiR2R3]2+，其中R1是C4-C11烷基，R2和R3獨立地是C1-C6烷基或者R2和R3 —起是-(CH2) 4_。
11.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式III或IV:
12.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式XIV或XV:
13.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式Xllla、XIIIb,XIIIc, XIIId或XIIIe:
14.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式VII:
15.如權利要求1或2所述的方法，其中CM具有通式XII:
16.如權利要求1-15中任一項所述的方法，其中CM’具有通式XXIV或XXV:
17.如權利要求1-15中任一項所述的方法，其中CM’具有選自以下的通式:A-RlC6H4SO3HJ-R1HO-C6H3SO3Hd-R1-C6H4-C6H3X-V -SO3H 和 ^R1-C6H4-C6H3X-S ’ -SO3H,其中 Rl 是 CH3 (CH2)n，其中 η = 4-10 且 X 是 H 或 0Η。
18.如權利要求1-15中任一項所述的方法，其中CM’具有通式XVIII或XXIII:
19.如權利要求1-15中任一項所述的方法，其中CM’具有選自以下的通式:S-R1HO-C6H3CO2H 和 R1C (O) NHCH(C6H5) CO2H，其中 R1 是 CH3 (CH2)n-,其中 η = 4-10。
20.如權利要求1-15中任一項所述的方法，其中CM’具有通式^R1C6H4PO3H2，其中R1是CH3 (CH2)n-,其中 η = 4-10。
21.如前述任一權利要求所述的方法，其中所述水性組合物進一步包括有機溶劑，其量為低于約25體積％，或低于約20體積％，或低于約15體積％，或低于約10體積％，或低于約5體積％。
【文檔編號】B01D15/32GK103958016SQ201280059452
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月3日 優先權日:2011年10月3日
【發明者】百瑞·L·海莫爾 申請人:塞克姆公司