韋善懷,徐 燕,韋志明,黃 平,黃科潤,穆允玲,莫友彬
(1.廣西化工研究院,廣西 南寧 530001;2.廣西科技情報研究所,廣西 南寧 530004)
自然界的手性化合物所表現(xiàn)的不同生命特性,使得手性藥物成為制藥業(yè)發(fā)展的熱門。具有特定功能的手性醇是許多手性藥物不可或缺的合成中間體,它的有效合成工藝和分析方法使許多手性官能團(tuán)的合成轉(zhuǎn)化成為可能,是新藥合成的重要突破,受到了學(xué)術(shù)界、企業(yè)以及政府的重視[1]。醫(yī)藥手性中間體4-氯-3-羥基丁酸乙酯是一種用途非常廣泛,具有廣闊市場前景,在商業(yè)上具有很高附加值的中間體產(chǎn)品,其主要用于合成阿托伐他汀、左旋肉堿、負(fù)霉素、(R)-4-羥基-2-吡咯酮藥物,抗癲癇藥和神經(jīng)調(diào)節(jié)劑(R)-GABOB,腦新陳代謝的促進(jìn)劑(S)-奧拉西坦以及合成治療艾滋病藥物所需的(S)-3-羥基四氫呋喃,最新一代的抗菌藥物(S)-5-羥甲基-1,3-唑啉-2-酮以及安定劑(S)-3-羥基-4-溴丁酸等9種手性藥物的中間體。同時經(jīng)簡單的轉(zhuǎn)換可得到 (+/-)-3-羥基-r-丁內(nèi)酯,進(jìn)一步反應(yīng)得到具有重要生理活性的(S)-N-甲基-3-羥基吡咯和(R)-N-甲基-3-甲氨基吡咯。由(S)-3-羥基-γ丁內(nèi)酯還可以合成多種天然產(chǎn)物[2]。手性4-氯-3-羥基丁酸乙酯最有效的分析方法有氣相色譜法[3]及膜分離法[4]。因手性4-氯-3-羥基丁酸乙酯的合成工藝在國內(nèi)外研究較多,但分析方法研究較少。本文借鑒手性化合物的分析知識,以1,3-丁二醇為內(nèi)標(biāo)物,選用手性色譜柱LIPODEX-E(25m×0.25mm)對產(chǎn)品和原料進(jìn)行分離和定量分析。在此色譜條件下,色譜峰基本無拖尾,峰形較好,左右旋能得到很好的分離。并采用內(nèi)標(biāo)法以克服因進(jìn)樣不同而引起的誤差,實(shí)驗(yàn)得到較滿意的結(jié)果。
Agilent 6820型氣相色譜儀(Agilent Scientific Inc.),Agilent cerity NDS版色譜工作站。
無水乙醇、4-氯乙酰乙酸乙酯、R-(+)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯、S-(-)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯及1,3-丁二醇標(biāo)準(zhǔn)品為市售,手性4-氯-3-羥基丁酸乙酯樣品為自制產(chǎn)品。
色譜柱:LIPODEX-E (25m×0.25mm ×0.25μm);恒溫,柱溫為110℃,汽化室溫度200℃,檢測器溫度為300℃,F(xiàn)ID( flame ionization detector )氫火焰離子化檢測器。進(jìn)樣量1.0μL。
稱取4-氯乙酰乙酸乙酯0.0500g、0.2500g、1.0000g、2.5000g、5.0000g于 100mL 容量瓶,再各加入內(nèi)標(biāo)物1,3-丁二醇0.5000g,用無水乙醇定容至100mL刻度;分別稱取R-(+)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯 0.0250g、0.1009g、0.5002g、1.2505g、2.5004g 加入100mL容量瓶,加入內(nèi)標(biāo)1,3-丁二醇0.5000g,無水乙醇定容至刻度。
將反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)釜中抽出,稱量,量取約5g(準(zhǔn)確至0.0002g)產(chǎn)物(根據(jù)各組分的含量,適量稱?。┘尤?00mL容量瓶中,再加入1,3-丁二醇0.5g,用乙醇定容,待測定。
由于待分析產(chǎn)品為手性脂肪醇類物質(zhì),故分別選用手性毛細(xì)管Varian capillary column cp-chirasil-Dex CB和LIPODEX-E色譜柱對樣品進(jìn)行分離。試驗(yàn)表明,Varian capillary column cp-chirasil-Dex CB對本樣品分離效果并不理想;而LIPODEX-E經(jīng)選用適當(dāng)?shù)纳V條件能得到較好分離。當(dāng)分離溫度設(shè)定為105℃或更低時,左/右旋4-氯-3-羥基丁酸乙酯的容量因子盡管較大,但色譜峰變矮,峰形不好;當(dāng)分離溫度設(shè)定為115℃或更高時,左/右旋4-氯-3-羥基丁酸乙酯的色譜峰發(fā)生重疊現(xiàn)象,使得在計(jì)算ee值時產(chǎn)生較大誤差。所以探索選用110℃對待測物質(zhì)進(jìn)行分離,在此色譜條件下(見1.2 )合成產(chǎn)物能很好地進(jìn)行分離,峰型好、無拖尾。其典型色譜圖如圖1所示。
圖1 樣品色譜圖Fig.1 Typical chromatogram of samples
在選定色譜條件下測定各標(biāo)準(zhǔn)溶液,以待測組分的峰面積與內(nèi)標(biāo)物的峰面積之比Ai/As為橫坐標(biāo),待測組分的質(zhì)量與內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量之比mi/ms為縱坐標(biāo),用excel軟件繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得出線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)R,以色譜峰高是基線噪聲高度的3倍作為標(biāo)準(zhǔn)求其檢出限,結(jié)果如表1所示。
表1 各組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線和相關(guān)系數(shù)Table 1 The standard curve and correlative coefficient of each component
在相同色譜條件下選取典型的反應(yīng)液樣品分析,重復(fù)測定5次,分別測得各組分及內(nèi)標(biāo)物的峰面積,按式fi=miAs/msAi計(jì)算各組分相對于內(nèi)標(biāo)1,3-丁二醇的校正因子fi。實(shí)驗(yàn)測得原料4-氯乙酰乙酸乙酯的校正因子為1.1654,(R)-(+)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯的校正因子為1.5614。
按選定的色譜條件將典型的樣品溶液平行測定5次,色譜峰高是基線噪聲高度的3倍作為標(biāo)準(zhǔn)求其檢出限,得出4-氯乙酰乙酸乙酯的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為0.42%,檢出限 10.24mg·L-1;因手性物質(zhì)左/右旋的校正因子數(shù)值大小一樣,精密試驗(yàn)時左/右旋面積做同等處理,得出(R)-(+)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯的RSD為0.68%,檢出限19.56mg·L-1。
往取出旋干的反應(yīng)產(chǎn)物中加入已知量的原料和產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)品,按表2中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)安排試驗(yàn),求得實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。
表2 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 The test of recovery
本試驗(yàn)在選定色譜條件下能夠有效分離原料4-氯乙酰乙酸乙酯和產(chǎn)品(R)-(+)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯,產(chǎn)品左右旋分離效果較好,分析結(jié)果穩(wěn)定。選用1,3-丁二醇為內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行色譜分析,方法操作簡單,具有較高的精確度和準(zhǔn)確度,適用于手性(R)-(+)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯合成反應(yīng)的定量分析,為其提供了一種簡單有效的分析方法,并有助于手性化合物的分離和分析的研究。
[1] Rouhi A M.Chiral business[J].Chem Eng News,2003,81(18):45-56.
[2] 孫志浩,何軍邀.生物催化制備光學(xué)活性4-氯-3-羥基丁酸乙酯研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2006,25 (6):623-628.
[3] Huang K,Breitbach Z S.; Armstrong D W.Enantiomeric impurities in chiral synthons, catalysts, and auxiliaries: Part 3[J].Tetrahedron Asymmetry, 2006, 17(19): 2821-2832.
[4] Jeon S J,Hong W H.Separation of ethyl (R) 4- chloro- 3- hydroxybutyrate from racemic mixture by using bulk liquid membrane [C].Frontiers on Separation Science and Technology, Proceedings of the International Conference on Separation Science and Technology[A], Nanning, China,2004: 561-564.