基于CIL@CNTs新型手性选择剂的合成及其在HSCCC手性分离中的应用基础研究

Efficient chiral separation technique is one of the hot spots of separation science field. High-speed counter current chromatography has many advantages in preparative chiral separation and attract favorable attention in recent years. But because there is the absence of highly efficiently chiral selector that is suitable for HSCCC, it is the key science and technological problem which slow down the technology applied to preparative chiral separation. For this situation, this project plan to synthesize a novel CIL@CNTs chiral selector on the basis of previous work. This chiral selector is modify the surface of carbon nanotubes with chiral ionic liquid and prepare a novel functionalized material which rely on the designable-ability of chiral ionic liquid and the synergistic effect with CNTs for enantioseparation. This is an attempt to provide a material base for preparative chiral separation with HSCCC. On this basis, quantitatively analyze the relationship among chiral selector and enantiomer molecular structure, chiral separation chromatographic conditions and enantiomer chromatographic retention behaviors through chemometrics method. This work will discover the enantiomeric recognition mechanisms and separation rules of novel chiral material, elucidate the synergistic effect of CNTs for stereoselectivity, promote development of design and synthesis novel chiral selector and provide theoretical guidance and technical support for application of HSCCC in chiral separation field.

高效手性分离技术是近年来分离科学领域研究的热点。HSCCC技术在制备型手性分离领域具有诸多优势，近年来获得极大关注。但是适用于HSCCC技术的高效手性选择剂的缺乏，是制约HSCCC技术应用于制备型手性分离领域的关键科学与技术问题。针对此现状，本项目在前期研究的基础上，拟将手性离子液修饰在碳纳米管表面，通过手性离子液的功能化设计和碳纳米管对手性选择剂立体选择性的协同作用，制备具有高立体选择性，仅分散在水相中的新型CIL@CNTs手性选择剂，为HSCCC手性分离研究提供关键的材料基础。在此基础上，利用化学计量学手段，定量研究手性选择剂和手性化合物分子结构、手性分离色谱条件和对映体色谱保留行为之间的关系，揭示新型复合手性选择剂的手性识别机制和分离规律，阐明碳纳米管对立体选择性的协同作用，推动设计和合成新型手性选择剂与相关理论的发展，并为HSCCC技术在手性分离领域的应用提供技术支撑和理论指导。

手性是物质的基本属性之一，广泛存在于自然界中。由于同一化合物对映体的物理化学性质相似，但在药理活性、安全性和催化活性等方面具有较大的差异。因此，获得单一对映体一直是国际分离科学研究中的热点之一。天然的单一对映体数量有效，目前获得单一对映体的主要途径为不对称合成和外消旋体拆分。由于不对称合成需要较长的时间和较高的成本，因此外消旋体拆分仍然是当前获得单一对映体的主要手段。高速逆流色谱由于其高载样量、单位溶剂消耗低、回收率高等优点，近年来在分离领域得到了广泛的应用。同样，该技术也被应用到手性分离中。但是，逆流色谱的手性分离极大的依赖于高立体选择性的手性选择剂的使用。因此，本项目主要着眼于基于手性离子液的手性选择剂的合成，利用离子液体的可设计性，以乳酸和咪唑基离子液为原料，通过功能化设计合成带有不同侧链的手性离子液。然后以苯丙氨酸和酪氨酸外消旋体为目标，以合成的手性离子液体作为手性选择剂，通过流动相添加法进行了合成的手性离子液体的手性拆分能力考察。同时，在该项目的支持下，还开展了高速逆流色谱在天然产物分离方法和模式的研究，以及内壁键合功能基团的新型逆流色谱螺旋管柱极其分离机理的研究。通过本项目的实施，为设计和合成具有高选择性的手性选择剂提供了思路，并进行了探索。在本项目支持下开展的其他高速逆流色谱相关研究，也为高速逆流色谱在天然产物活性化合物分离制备方面的应用提供了技术支持，扩展了高速逆流色谱的应用领域。