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L-苯丙氨醇的制备及分析方法研究

2019-09-10孙多龙贺凯张正颂

现代盐化工 2019年6期
关键词:制备分析方法

孙多龙 贺凯 张正颂

摘   要:L-苯丙氨醇(L-phenylalaninol)分子式为C9H13NO,是应用最广泛的一种手性氨基醇。手性氨基醇是一种重要的氨基酸衍生物,由天然氨基酸衍生得到的氨基醇具有一定的生物活性,是蛋白质合成的强效可逆抑制剂。近年来研究发现手性氨基醇及其衍生物是一类很出色的手性配体,它可用于不对称催化反应,因其适用范围廣、催化活性高、对应选择性好、合成简便等,引起人们的广泛关注,从其制备及分析方法进行了探讨。

关键词:L-苯丙氨醇;制备;分析方法

L-苯丙氨醇可以作为许多手性化合物的手性源,如光学拆分试剂、制备血管紧张肽原酶抑制剂,用于多肽药物中肽醇的合成。

L-苯丙氨醇的制备目前主要由L-苯丙氨酸或其衍生物还原得到,常用的还原剂是LiAlH4,BH3-THF,DIBAL等。使用LiAlH4将氨基酸酯还原可得到氨基醇。LiAlH4难以保存,且价格较贵,用NaBH4还原酰氯和酸酐中羰基虽然也可以得到氨基醇,但不能单独使用,王宇成等[1]用KBH4添加CaCl2的方法,比较顺利地使氨基酸酯还原成相应的氨基醇。何洪华等[2]采用了NaBH4添加LiCl的方法,顺利地合成了L-苯丙氨醇,并找出了反应的最佳条件,总收率达到78.1%,光学纯度大于99%,以上这些方法都避免了采用LiAlH4,BH3-THF,DIBAL等活性很强的还原剂,使得生产过程易于控制。

1    L-苯丙氨醇的合成

在250 mL三口烧瓶中,加入35 mL无水甲醇和3.3 g(0.02 mol)L-苯丙氨酸,室温搅拌下通入干燥的氯化氢,直至饱和。放置过夜,蒸出甲醇,用甲醇-乙醚重结晶,真空干燥得L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐。然后用NaHCO3饱和溶液中和至pH=8,用无水乙醚(10 mL×4)萃取,无水CaCl2干燥,蒸出乙醚,得L-苯丙氨酸甲酯,为油状物。

在250 mL三口烧瓶中,依次加入3.58 g(0.006 mol)L-苯丙氨酸甲酯、35 mL无水甲醇、2.42 g(0.010 mol)氯化锂,搅拌使之溶解。分批加入1.52 g(0.001 mol) NaBH4,室温搅拌,TLC(展开剂∶V(丙酮)∶V(苯)=2∶1)检测至酯点消失。滴加6.4 mL水,再滴加6 mol/L盐酸使pH=1,蒸出大部分溶剂,用7.5 mol/L NaOH中和至pH=12,过滤除去沉淀,用CH2Cl2(5 mL×3)洗涤,接着用CH2Cl2(10 mL×4)萃取,无水Na2SO4干燥,蒸出溶剂,并用乙酸乙酯-正己烷重结晶,真空干燥得L-苯丙氨醇。

2    溶液的配制

2.1  标准品溶液的配制

称取L-苯丙氨醇标准品(纯度97.5%)1.014 2 g(准确至0.000 1 g),置于100 mL容量瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度,得质量浓度为9.89 mg/mL的标准品储备液,摇匀后分别吸取1 mL,2 mL,3 mL,4 mL,5 mL置于5个10 mL的容量瓶中,加甲醇释至刻度,摇匀后备用。

2.2  样品溶液的配制

称取合成的L-苯丙氨醇样品0.980 7 g(准确至0.000 1 g),置于100 mL容量瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度,知其质量浓度为9.81 mg/mL,摇匀后备用。

3    结果与讨论

HPLC色谱分析条件的确定有两种方法。

3.1  紫外检测器参数的确定

设置PDA检测器扫描范围为200~400 nm,带宽为1.2 nm,取L-苯丙氨醇标准品溶液进样分析,采用乙腈∶水=50∶50的流动相,得到三维色谱如图1所示,该图反映了在0~10 min的洗脱时间内,各个色谱峰在200~400 nm波长范围内的紫外吸收情况,在4.258 min处出现L-苯丙氨醇的主峰。从该三维色谱上的4.258 min处抽提出200~400 nm的紫外吸收图谱(见图2),该紫外图谱上反映出L-苯丙氨醇在206.4 nm和260.6 nm分别有两个最大吸收峰,图2所示的L-苯丙氨醇的两个紫外吸收峰分别在206.4 nm和260.6 nm,可以选择206 nm和260 nm作为其紫外检测的波长。206 nm处的紫外吸收强烈,检测的灵敏度显然高于260 nm处。但是206 nm靠近远紫外区,流动相或者样品中杂质的干扰大,只能将乙腈/水系统作为流动相。

如果选择260 nm作为紫外检测的波长,可以消除流动相、样品中有关杂质的干扰,且可以使用价格和毒性都相对较低的甲醇/水作为流动相,存在的主要问题是检测的灵敏度不够高。本研究主要是建立L-苯丙氨醇的定量分析方法,用于终产品含量的分析,样品的配制质量浓度可以适当增加,因此,本研究选择260 nm作为紫外检测的最佳波长。

3.2  流动相配比的确定

设置检测器的波长为260 nm,按照3.1.1的方案进行实验,分别考察了流动相配比为乙腈∶水=100∶0,90∶10,80∶20,70∶30,60∶40,50∶50的分离情况。

100%乙腈洗脱时只有一个色谱峰,峰形很宽,主峰、杂质包裹在一起,随着乙腈比例的降低,各峰逐渐分开。在所有色谱图上主要的峰有3个,保留时间最长的为L-苯丙氨醇,前面的一个峰为L-苯丙氨酸,比较不同条件下此物质的分离度,考察分离情况,如表1所示。

从表1可以看出,当水的比例增加时,分离度逐渐增加,当配比为50∶50的流动相时,最难分离两峰的分离度大于1.5。一般色谱定量分析中,当R大于1.5时,相邻两峰有99.7%以上完全分离,对定量分析的误差可以忽略,随着流动相的改变,分离度会进一步增加,分析时间也会相应延长,峰形变宽。因此,确定乙腈∶水=50∶50为最佳流动相的流动相配比。

将乙腈替换为甲醇,使用甲醇∶水=50∶50作为流动相,考察甲醇流动相的分离能力,结果如表2所示。

分离度与乙腈/水体系作为流动相时的分离度并没有太大差别,推断甲醇∶水=50∶50同样也可以达到相同的分离度。

[参考文献]

[1]王宇成,丁秋水,马  威,等.最新色谱检测方法及应用技术实用手册[M].长春:吉林出版社,2004.

[2]何洪华,龚大春,韦  萍.L-苯丙氨醇的制备[J].化学试剂,2005(2):115-116.

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