新型超臨界流體色譜儀在手性物質拆分中的應用研究

陳 海 韓海峰 劉大偉 張大兵* 尤慧艷

(1.江蘇漢邦科技有限公司，淮安 223005；2.大連大學環境與化學工程學院，大連 116622)

?

研究與討論

新型超臨界流體色譜儀在手性物質拆分中的應用研究

陳 海1韓海峰1劉大偉1張大兵1*尤慧艷1，2

(1.江蘇漢邦科技有限公司，淮安 223005；2.大連大學環境與化學工程學院，大連 116622)

采用新型超臨界流體色譜儀成功拆分了反式-二苯乙烯氧化物(TSO)、安息香手性物質，分離度大于3。同時考察了有機改性劑種類、濃度、系統背壓、流速、溫度對分離度的影響，結果表明：有機改性劑種類及濃度對分離均有影響，乙腈及甲醇洗脫能力較乙醇強，改性劑濃度越大，洗脫能力越強，且分離度越小。流速越大，洗脫能力越強，柱溫對洗脫影響較小，柱溫升高，分離度呈減小趨勢。

超臨界流體色譜 手性 優化

超臨界流體色譜(Supercritical Fluid Chromatography ,簡稱SFC)是以超臨界流體作流動相進行分離分析的一種色譜技術。早在60年代，超臨界流體就應用于色譜，但到80年代，隨著毛細管柱的出現，此技術才得到發展。由于缺乏商品化的儀器，SFC的發展受到限制，一直沒有HPLC應用廣泛。近年來，國外儀器廠商開始進行SFC的儀器研發，目前幾個知名廠家已經實現了儀器的商品化，國內SFC的研制剛初具規模，儀器的商品化才剛剛起步。

SFC結合了GC和HPLC二者的特點，不但具有簡單，高效，易于變換操作條件等優點[1]，還可發揮固定相與超臨界流體的協同作用，利用超臨界流體(如二氧化碳)粘度低等特點，加快分離分析速度，同時在與多種檢測器聯用和制備方面也比HPLC更具優勢，因此在手性藥物分離分析和制備等方面發揮著越來越大的作用。2001年，Gerald 等[2]報告了SFC研究進展，重點闡述了SFC適宜分離的對象和分離條件。2004年，陳青等[3]從色譜的流動相，固定相，檢測系統及應用幾個方面介紹了超臨界流體色譜近年來的研究進展，并從SFC所用柱型對固定相的選擇要求等方面進行了闡述。2012年，Wang Ren-Qi等[4]簡述了近年來SFC在手性藥物分析和制備方面的應用，重點討論了18種含有不同性質的電子基團芳香醇對映體在新陽離子型β-環糊精固定相上的分離情況。本課題組也根據SFC固定相和流動相模式不同將其在手性藥物分離中的應用進行了詳細綜述，闡述了SFC方法應用于手性物質分離中的巨大優勢[5]。

本研究中使用自行研制的超臨界流體色譜系統，成功拆分了反式-二苯乙烯氧化物(TSO)、安息香手性物質，考察了有機改性劑種類、濃度、系統背壓、流速、溫度對分離度的影響，得到了較好的分離結果。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

NS8001超臨界流體色譜儀(江蘇漢邦科技有限公司)。反式-二苯乙烯氧化物，純度98%，安息香，純度98%，美國SIGMA公司；CO2，純度99.99%，洪澤寧淮特種氣體有限公司；甲醇，純度99.95%，江蘇漢邦科技有限公司；乙醇，純度99.95%，乙腈，純度99.95%，正己烷,分析純，異丙醇，分析純，國藥試劑有限公司。

1.2 樣品配制

反式-二苯乙烯氧化物和安息香樣品均溶解于正己烷和異丙醇(50∶50)的混合溶液中，濃度均為3mg/mL。

1.3 實驗條件

總流速2(mL/min)，CO2流速1.8(mL/min)，改性劑流速0.2(mL/min)，操作壓力14(MPa)，最高溫度40(℃)，色譜柱直徑4.6(mm)，自制OD手性柱進樣10(μL)，柱室溫度控制精度±0.001℃，系統背壓穩定性±1%，檢測波長：214 nm。

2 結果與討論

2.1 反式-二苯乙烯氧化物(TSO)的手性拆分

流動相：CO2∶甲醇=90∶10，總流速：2mL/min，柱溫：40 ℃，操作壓力：14 Mpa，進樣體積：10 μL。在此實驗條件下，對反式-二苯乙烯氧化物進行了拆分，得到分離譜圖如圖1。得到的分離結果如表1。

圖1 反式-二苯乙烯氧化物(TSO)的SFC分離譜圖

保留時間(min)峰面積(mV)峰值(mV)面積(%)柱效(th.pl)分離度(·)對稱/拖尾(·)4.6172164.700276.49420.277631.1675.3632144.715256.04649.889643.4331.108

2.2 樣品重現性分離譜圖

在與2.1相同的實驗條件下，進行了重現性實驗，RSD值均小于0.2%(圖2)。

圖2 反式-二苯乙烯氧化物(TSO)的SFC分離重現性譜圖

2.3 條件改變對分離度的影響

2.3.1 改性劑的種類

在其它實驗條件與2.1相同的情況下，將改性劑的種類由甲醇變為乙醇和乙腈，可得到圖3的實驗結果。

圖3 不同改性劑條件下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分離譜圖

由圖3可見，乙腈及甲醇洗脫能力較乙醇強。

2.3.2 改性劑比例

在其它實驗條件與2.1相同的情況下，流動相選CO2∶乙腈=90∶2～15，可得到圖4的實驗結果。

圖4 改性劑濃度變化條件下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分離譜圖

由圖4可見，改性劑濃度越大，洗脫能力越強，且分離度越小。

2.3.3 背壓

在其它實驗條件與2.1相同的情況下，在12～16 MPa范圍內改變操作壓力，可得到圖5的實驗結果。

圖5 不同背壓條件下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分離譜圖

由圖5可見，背壓考察范圍較小，對分離影響不明顯。

2.3.4 流速

在其它實驗條件與2.1相同的情況下，在1.8～2.8 mL/min范圍內改變總流速，可得到圖6的實驗結果。

圖6 不同流速下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分離譜圖

由圖6可見，流速越大，洗脫能力越強。

2.3.5 柱溫

在其它實驗條件與2.1相同的情況下，在40～60℃范圍內改變柱溫，可得到圖7的實驗結果。

圖7 不同柱溫條件下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分離譜圖

由圖7可見，此實驗中柱溫對洗脫影響較小，柱溫升高，分離度呈減小趨勢。

2.4 安息香的手性拆分

在流動相為CO2:甲醇=95:5，進樣體積為5 μL，檢測波長為205 nm，其它條件同1.3的情況下，得到如下的實驗結果，見圖8。

圖8 安息香的SFC分離譜圖

實驗結果見表2。

表2 安息香的SFC分離實驗結果

2.5 安息香樣品重現性分離譜圖

在與2.4相同的實驗條件下，得到圖9所示的重現性分離譜圖，其RSD值分別為0.56%和0.41%。

圖9 安息香樣品重現性分離譜圖

3 結論

采用NS8001超臨界流體色譜儀成功拆分了反式-二苯乙烯氧化物(TSO)和安息香兩種手性物質，分離度大于3。同時考察了有機改性劑種類、濃度、系統背壓、流速、溫度對分離度的影響，實驗結果表明，有機改性劑種類及濃度對分離均有影響，乙腈及甲醇洗脫能力較乙醇強，改性劑濃度越大，洗脫能力越強，且分離度越小。流速越大，洗脫能力越強，柱溫對洗脫影響較小，柱溫升高，分離度呈減小趨勢。

[1]武潔，馮芳，等.超臨界流體色譜法分離手性藥物[J].藥學進展：2004,28(7)：300-304.

[2] Gerald T.Enantioseparations in super- and subcritical fluid chromatography[J].Journal of Chromatography A,2001,906(1-2):301-307.

[3]陳青，劉志敏.超臨界流體色譜的研究進展[R].分析化學研究報告,2004,32(8):1104-1109

[4] Wang Renqi,Ong Tengteng,Ng Siuchoon.Recent advances in pharmaceutical separations with supercritical fluid chromatography using chiral stationary phases.TrAC Trends in Analytical Chemistry,2012,37:83-100.

[5]吳夏青，齊建平，王欣然，尤慧艷.超臨界流體色譜分離手性藥物研究進展.分析儀器，2014，(3)：1-6.

Application of supercritical fluid chromatograph in chiral separation.

Chen Hai1, Han Haifeng1, Liu Dawei1, Zhang Dabing1*, You Huiyan1,2

(1.JiangsuHanbonScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Huai'an223005,China; 2.CollegeofEnvironmentalandChemicalEngineering,DalianUiversity,Dalian116622,China)

Chiral materials such as trans two styrene oxide and styrax benzoin were separated successfully by supercritical fluid chromatograph. The resolution was over 3. The effects of some conditions such as modifier, back pressure, flow rete and temperature on the resolution were discussed. The results showed that the elution capacity of methanol and acetonitrile were stronger than ethanol and the resolution decreased with the increase of the concentration of modifier, the flow rate and the temperature.

supercritical fluid chromatography; chiral; optimization

作者簡介:陳海,本科,主要從事超臨界流體色譜應用研究。*通訊作者:張大兵

曹璨，女，1980年出生，碩士，副研究員，主要從事光譜和質譜類分析方法研究，E-mail: sining1998@126.com。

國家重大科學儀器設備開發專項(2013YQ170525)基金資助。

10.3969/j.issn.1001-232x.2017.03.014

2017-02-28