6,12-二苯基二苯并b,f1,5二氮杂环辛四烯的手性制备及构型确定

摘要

本发明涉及一种确定绝对构型的方法。一种6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯的手性制备及构型确定，步骤为：利用超临界色谱仪，以超临界手性柱为色谱柱，以含有超临界流体的有机溶剂为流动相，检测波长为254nm，分析并制备出6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯的两种光学纯异构体，并通过x-ray单晶衍射仪确定其绝对构型。本发明方法具有操作简便、快速、准确的优点，能够简单、快速制备出具有光学纯的6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯光学异构体，对于其在生物和制药领域的应用研究具有重要的现实意义。

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定绝对构型的方法，特别涉及一种用液相色谱与X-Ray单晶衍射结合确定6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯光学纯异构体绝对构型的方法。

背景技术

6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯在一个世纪之前被首次合成（A.Sondheimer,Chem.Ber.,1896,29,1272），但直到人们发现其具有促进雌性激素分泌的功效，这类化合物才备受瞩目。最近，材料科学家们认为由于此类结构在氧化还原过程中发生可逆的构象变化从而可以构建人造肌肉（M.J.Marsella,Acc.Chem.Res.,2002,35,944）。此外，含有此类芳辛四烯结构单元的聚合物在机械和电化学方面也被广泛研究（T.Suga,S.Wi and T.E.Long,Macromolecules,2009,42,1526）。实验过程中我们首次发现6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯为手性分子，其结构式如下：

对于类似马鞍结构的6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯的手性制备及构型确定更是尚未有人报道。因此，制备并研究6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯光学异构体的绝对构型对于其在生物和制药领域的应用研究具有重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯的手性制备及构型确定的方法。

一种6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯的手性制备及构型确定，其特征在于：利用超临界色谱仪，以超临界手性柱为色谱柱，以含有超临界流体的有机溶剂为流动相，检测波长为254nm，分析并制备出6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯的两种光学纯异构体，并通过x-ray单晶衍射仪确定其绝对构型。

进一步地，所述的手性柱为Chiralcel IA(SFC)(Daicel,150mm×4.6mm,5μm)分析型手性柱和Chiralcel IA(SFC)(Daicel,250mm×30mm,5μm)制备型手性柱。

进一步地，所述的流动相为异丙醇、二氯甲烷和液体二氧化碳。

作为优选，液态二氧化碳与异丙醇和二氯甲烷混合物的体积比为85：15，异丙醇与二氯甲烷体积比为80/20。

作为优选，所述的分析采用的超临界色谱仪为JASCO超临界液相色谱仪。

进一步地，采用JASCO超临界液相色谱仪进行分析的步骤为：

（1）取6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯样品，用异丙醇/二氯甲烷=80/20(v/v)溶解，得到1mL含0.5mg6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯的样品溶液；

（2）设置流动相流速为2.0mL/min，检测波长为254nm，色谱柱柱温箱温度为25℃；

（3）取步骤（1）的样品溶液5μL注入超临界液相色谱仪，记录色谱图。

作为优选，所述的制备采用的超临界色谱仪为Novasep-3050超临界高压液相制备色谱仪。

进一步地，采用Novasep-3050超临界高压液相制备色谱仪进行制备的步骤为：

（1）取6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯样品适量，用异丙醇/二氯甲烷=80/20(v/v)溶解，得到1mL含2mg6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯的样品溶液；

（2）设置流动相流速为5.0g/min，检测波长为254nm，色谱柱柱温箱温度为25℃；

（3）取步骤（1）的样品溶液2mL注入超临界高压液相制备色谱仪，收集两种异构体馏分；

（4）重复（1）-（3）步骤，循环操作100次；

（5）将收集到的两种异构体的所有馏分低温蒸除溶剂，真空干燥。

本发明的有益效果如下：

本发明利用超临界液相色谱与X-Ray单晶衍射结合首次制备了6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯并确定了光学纯异构体绝对构型，本发明方法具有操作简便、快速、准确的优点；本发明方法能够简单、快速制备出具有光学纯的6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯光学异构体，可实现该类化合物的光学异构体在制药上的光学质量可控，对于其在生物和制药领域的应用研究具有重要的现实意义。

附图说明

图1实施例1,液态二氧化碳与异丙醇和二氯甲烷混合物的体积比为85：15，异丙醇与二氯甲体积比为80/20，流速：2.0mL/min,Chiralcel IA(SFC)手性柱上的液相色谱图；

图2实施例2,液态二氧化碳与异丙醇和二氯甲烷混合物的体积比为85：15，异丙醇与二氯甲体积比为80/20，流速：5.0g/min,Chiralcel IA(SFC)手性柱上的组分Ⅰ和组分Ⅱ的液相色谱图；

图3实施例2,6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯消旋体的x-ray单晶衍射结构；

图4实施例2,6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯组分Ⅱ的x-ray单晶衍射结构。

具体实施方式

实施例1

仪器与条件

高效液相色谱仪：JASCO超临界液相色谱仪；

色谱柱：Chiralcel IA(SFC)（Daicel，150mm×4.6mm，5μm）硅胶表面键合有直链淀粉-三(3,5-二甲苯基氨基甲酸酯)超临界流体色谱用手性柱；

流动相体积比：液态二氧化碳与异丙醇和二氯甲烷混合物的体积比为85：15，异丙醇与二氯甲烷体积比为80/20；

检测波长：254nm；

流速：2.0mL/min；

进样体积：5μL；

柱温：25℃。

实验步骤：

取6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯样品，用异丙醇/二氯甲烷=80/20(v/v)溶解，得到1mL含0.5mg6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯的样品溶液，用滤膜过滤作为待测溶液。取待测溶液按上述条件进行高效液相色谱分析，记录色谱图。结果见附图1，可以看出该条件下，6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯完全达到基线分离。

实施例2

仪器与条件

制备液相色谱仪：Novasep-3050超临界高压液相制备色谱仪；

色谱柱：Chiralcel IA(SFC)（Daicel，250mm×50mm，5μm）硅胶表面键合直链淀粉-三（3,5-二甲苯基氨基甲酸酯）超临界流体色谱用手性制备色谱柱；

流动相体积比：液态二氧化碳与异丙醇和二氯甲烷混合物的体积比为85：15，异丙醇与二氯甲烷体积比为80/20；

检测波长：254nm；

流速：5.0g/min；

压力：5MPa；

进样体积：2mL；

柱温：25℃。

实验步骤：

采用实施例1的方法分析上述经超临界高压液相制备色谱仪拆分得到的两种6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯对映异构体的光学纯度，结果见附图2，可以看出两个异构体（组分I和II）的光学纯度（ee值）均大于99%。

熔点测定（SGW X-4显微熔点仪）：mp(消旋体)=185.1～186.6℃，mp(组分Ⅰ)=153.9～154.7℃，mp(组分Ⅱ)=152.8～153.2℃。6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯消旋体与两种光学纯异构体的熔点相差约32℃，由此可以说明我们拆分出来的两种物质与消旋体（拆分前）不是同一种构型，说明我们拆分的物质具有手性结构。

比旋光度测定（Rudolph Autopol IV旋光仪）：组分Ⅰ；组分。通过比旋光度的测定说明我们拆分出来的两种物质手性结构不同。

6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯晶体结构测定（Bruker APEX-ⅡCCD）：表1为6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯消旋体的单晶衍射得到的数据。表2为组分Ⅱ的单晶衍射得到的数据。根据6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯消旋体（图3）及其组分Ⅱ构型（图4）的单晶衍射分子结构图，由Cahn-Ingold–Prelog规则可以确定组分II的绝对构型为R-构型，从而可以进一步确定组分I的绝对构型为S-构型，并将它们与液相色谱图中的位置、旋光方向一一对应。由此，可以准确地给出两种6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯光学异构体的各种手性相关物理参数（表3）。

表16,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯消旋体的单晶衍射数据

表2组分Ⅱ的单晶衍射数据

表3两种6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯光学异构体的各种手性相关物理参数

对比实施例1

仪器与条件

高效液相色谱仪：LC-20AP高效液相制备色谱仪；

色谱柱：Chiralcel AD-H（Daicel，250mm×10mm，5μm）硅胶表面键合有纤维素-三(3,5-二甲苯基氨基甲酸酯)色谱用手性制备柱；

流动相体积比：正己烷/异丙醇=80:20；

检测波长：254nm；

流速：5.0mL/min；

柱温：25℃。

实验步骤：

取6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯样品，用异丙醇溶解，6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯几乎不溶于异丙醇。尽管此类柱子仪器可以将其分离开，但由于溶解度太低，无法用常规的制备仪、手性柱制备。

对比实施例2

仪器与条件

制备液相色谱仪：Novasep-3050超临界高压液相制备色谱仪；

色谱柱：Chiralcel IA(SFC)（Daicel，250mm×50mm，5μm）硅胶表面键合直链淀粉-三（3,5-二甲苯基氨基甲酸酯）超临界流体色谱用手性制备色谱柱；

流动相体积比：液态二氧化碳与异丙醇和二氯甲烷混合物的体积比为80：20，异丙醇与二氯烷甲体积比为80/20；

检测波长：254nm；

流速：5.0g/min；

压力：5MPa；

进样体积：2mL；

柱温：25℃。

实验步骤：

取6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯样品，用异丙醇和二氯甲烷溶解，但是液态二氧化碳比例较少，无法将其分离开。实验中还发现使用的液态二氧化碳含量过高时也无法将其分离开。

对比实施例3

仪器与条件

制备液相色谱仪：Novasep-3050超临界高压液相制备色谱仪；

色谱柱：Chiralcel IA(SFC)（Daicel，250mm×50mm，5μm）硅胶表面键合直链淀粉-三（3,5-二甲苯基氨基甲酸酯）超临界流体色谱用手性制备色谱柱；

流动相体积比：液态二氧化碳与异丙醇和二氯甲烷混合物的体积比为85：15，异丙醇与二氯甲烷体积比为85/15；

检测波长：254nm；

流速：5.0g/min；

压力：5MPa；

进样体积：2mL；

柱温：25℃。

实验步骤：

取6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯样品，用异丙醇和二氯甲烷溶解，两者体积比为85:15，由于溶解度不够，无法将其分离开。经实验还发现使用其他比例的异丙醇和二氯甲烷混合溶剂由于6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯溶解性问题，也无法理想将其分离开。

对比实施例4

仪器与条件

制备液相色谱仪：Novasep-3050超临界高压液相制备色谱仪；

色谱柱：Chiralcel AD-H（Daicel，250mm×10mm，5μm）硅胶表面键合有纤维素-三(3,5-二甲苯基氨基甲酸酯)色谱用手性制备柱；

流动相体积比：液态二氧化碳与异丙醇和二氯甲烷混合物的体积比为85：15，异丙醇与二氯甲烷体积比为80/20；

检测波长：254nm；

流速：5.0g/min；

压力：5MPa；

进样体积：2mL；

柱温：25℃。

实验步骤：

取6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮环辛四烯样品，用异丙醇和二氯甲烷溶解，但是使用Chiralcel AD-H（Daicel，250mm×10mm，5μm）硅胶表面键合有纤维素-三(3,5-二甲苯基氨基甲酸酯)色谱用手性制备柱无法将其分离开。