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CN106946926A - 一种具有多齿氨羧类二聚体螯合剂及其制备方法、应用和分离介质 - Google Patents

一种具有多齿氨羧类二聚体螯合剂及其制备方法、应用和分离介质 Download PDF

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CN106946926A
CN106946926A CN201710109559.1A CN201710109559A CN106946926A CN 106946926 A CN106946926 A CN 106946926A CN 201710109559 A CN201710109559 A CN 201710109559A CN 106946926 A CN106946926 A CN 106946926A
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CN
China
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dimer
aminocarboxyl
multidentate
chelating agent
preparation
Prior art date
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Application number
CN201710109559.1A
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English (en)
Inventor
李蓉
陈斌
张开言
栗时玉
马晓迅
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NORTHWEST UNIVERSITY
Original Assignee
NORTHWEST UNIVERSITY
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明提供了一种具有多齿氨羧类二聚体螯合剂及其制备方法、应用和分离介质，该螯合剂具有式A所示的结构，其螯合能力强，制备简便，能够用于制备以多齿氨羧类二聚体为配体的新型分离介质。本发明还提供一种以多齿氨羧类二聚体为配体的新型分离介质及其制备方法和应用，所述新型分离介质其是由所述具有多齿氨羧类二聚体的螯合剂对固定相进行修饰而获得，其合成方法简单，具有离子交换色谱和金属螯合色谱双重作用，能够显著的改善IMAC柱的稳定性。

Description

一种具有多齿氨羧类二聚体螯合剂及其制备方法、应用和分 离介质
技术领域
本发明涉及一类螯合剂，具体涉及一种多齿氨羧类二聚体螯合剂及其制备方法、应用和分离介质。
背景技术
自1975年提出固定金属亲和色谱(IMAC)的概念[Porath,et al.Nature,1975,197-204]以来，以氨羧类分离介质为配体的离子交换剂和金属螯合剂是中药、化工、生物工程等领域分离纯化目标成份的常用方法之一。在该方法中，分离介质是整个分离技术中的关键材料，其消耗占生产成本的50％左右。对于这一类分离介质，不固定金属离子可作为阳离子交换剂在较宽的酸度范围下分离一些带正电荷的目标成份，另一方面，利用氨羧基中N、O原子的配位作用，可除去溶剂中的金属离子，该类分离介质已广泛地应用于食品、石油化工、纺织工业、造纸和重金属萃取等多个领域；此外，固定了金属离子的氨羧类分离介质可作为金属螯合柱通常用来分离对金属离子有亲和性的蛋白质。所以，这类分离介质既可以应用于目标成份的离子交换色谱，金属离子的去除，又可用于蛋白质的金属螯合色谱。
目前，IMAC柱填料的配体主要以多齿氨羧类单体分离介质为主，常见的有三齿螯合剂如亚氨基二乙酸(IDA)，谷氨酸(Glu)，天门冬氨酸(ASP)；以及四齿的氮三乙酸(NTA)和五齿的三羧基乙二胺(TED)和乙二胺四乙酸(EDTA)等[Porath,et al.Biochem.,1983,22：1621]。而在氨羧类多聚体分离介质合成方面的研究较少，且主要集中在NTA二聚体或三聚体的合成[Ebright,et al.J Am Chem.,2001,123:12123；US 7371,754；Piehler,etal.Anal Chem.,2005,77:1092；US 2008/0038750]，以及EDTA二聚体的合成[Mattias,etal.WO 2011/152782 A1,PCT/SE2011/050669]。与单体相比，二聚体作为分离介质对目标产品具有更强的离子交换吸附，对金属离子有着更强的亲和性；同时作为IMAC柱螯合配体，一方面提高了IMAC柱的稳定性，另一方面对生物大分子有着更强的亲和性。上述这些二聚体合成的步骤繁琐，反应中涉及到一些不常见的试剂，且合成方法仅适于NTA或EDTA单体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有多齿氨羧类二聚体的螯合剂，其螯合能力强，制备简便，能够用于制备以多齿氨羧类二聚体为配体的新型分离介质。
本发明的目的还在于提供一种具有多齿氨羧类二聚体的螯合剂的制备方法，该制备方法步骤简短，反应装置简单，实验操作方便安全。
本发明的目的还在于提供一种所述的具有多齿氨羧类二聚体的螯合剂的应用，其能够提供一种以多齿氨羧类二聚体为配体的新型分离介质。该分离介质在制药、环保、化工和生物工程领域内具有广泛的应用前景。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种多齿氨羧类二聚体螯合剂，该多齿氨羧类二聚体螯合剂具有如式A所示结构：
其中，MC为式B1～B5中的一种；
其中，B1的结构式为：
B2的结构式为：
B3的结构式为：
B4的结构式为：
B5的结构式为：
其中，R为羧酸根离子或羧基。
优选地，所述R为羧酸根离子。
优选地，所述MC为B1。
一种所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂的制备方法，其包括步骤：
1)二乙烯三胺与氨基保护试剂反应，对伯胺基团进行保护；
2)伯胺基团保护后的二乙烯三胺与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷反应，将反应产物进行柱色谱分离；
3)步骤2)所得产品进行脱保护反应，脱除保护基团；
4)步骤3)所得产品的伯胺基团与单体氨羧类酯化物反应形成酰胺键，经柱色谱分离，制得多齿氨羧类二聚体螯合剂。
优选地，在步骤1)中，所述二乙烯三胺与氨基保护试剂的摩尔比例为1:1.9～2.1；更进一步优选地，所述二乙烯三胺与氨基保护试剂的摩尔比例为1：2。
优选地，在步骤1)中，对伯胺进行保护的保护基包括叔丁氧基羰基、甲氧羰基类、乙氧羰基、苄氧羰基、三氟乙酰基、苄基中的一种。所述的叔丁氧基羰基、甲氧羰基类、乙氧羰基可以在酸性条件下脱除，苄氧羰基可以通过催化氢解脱除；所述三氟乙酰基可以在碱性条件下脱除。更进一步地，在步骤1)中，所述的氨基保护试剂为Boc试剂，所述Boc试剂能够对伯胺进行Boc保护。更进一步优选地，所述氨基保护试剂包括2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯乙腈。
优选地，在步骤2)中，所述伯胺基团保护后的二乙烯三胺与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比例为1:0.6～0.8；更进一步优选地，所述摩尔比例为1:0.7。优选地，在步骤2)中，将上述伯胺基团保护后的二乙烯三胺溶解在乙醇钠的乙醇溶液中，然后加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，搅拌至反应完全；更进一步优选地，步骤2)中反应温度为75～80℃，反应时间为8～14h。更进一步优选地，步骤2)中，反应完成后，反应体系调节pH至4～7，通过二氯甲烷萃取反应体系。
优选地，在步骤2)中，还包括柱色谱纯化步骤，其中，柱色谱纯化步骤中依次采用石油醚、石油醚与二氯甲烷的混合物、二氯甲烷、二氯甲烷与乙酸乙酯的混合物、乙酸乙酯、乙酸乙酯与乙醇的混合物进行梯度洗脱。进一步优选地，所述柱层析硅胶(精制型)型号：规格3；粒度：300-400目。
在步骤4)中，步骤3)中所得产品与单体螯合剂的摩尔比例为1：2～3；更进一步优选地，所述摩尔比例为1:2.5。
在步骤4)中，向单体螯合剂的四氢呋喃溶液中加入步骤3)中所得产品的四氢呋喃溶液，然后再加入甲醇钠，室温搅拌至反应完全。
在步骤4)中，反应完成后，向反应体系中加入水，然后用乙酸乙酯萃取。
在步骤4)中，还包括柱色谱纯化步骤，其中，柱色谱纯化步骤中依次采用二氯甲烷、二氯甲烷与乙酸乙酯的混合物、乙酸乙酯进行梯度洗脱；其中，所述二氯甲烷与乙酸乙酯的混合物的配比依次包括：8:1，4:1，2:1，1:1，1:2，1:4，1:8。进一步优选地，所述柱层析硅胶(精制型)型号：规格3；粒度：300-400目。
一种所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂用于制备以多齿氨羧类二聚体为配体的分离介质的应用。
一种以多齿氨羧类二聚体为配体的分离介质，其具有如式C所示的结构：
其中，为硅胶，MC为式B1～B5中的一种；
其中，B1的结构式为：
B2的结构式为：
B3的结构式为：
B4的结构式为：
B5的结构式为：
其中，R为羧酸根离子或羧基。
优选地，所述硅胶为球形多孔硅胶，孔径范围为粒径为1μm～100μm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的具有多齿氨羧类二聚体的螯合剂，其具有两组单体螯合剂的螯合基团，螯合能力强；其能够用于制备以多齿氨羧类二聚体为配体的新型分离介质。进一步的，当两组单体螯合剂相同时，该二聚体螯合剂的制备步骤短，反应简单。
本发明提供的所述的具有多齿氨羧类二聚体的螯合剂的制备方法，该制备方法步骤简短，反应装置简单，实验操作方便安全，所建立的合成方法简单易实现，且副产物少，能获得高转化率高纯度的目标产物，且适合大多数多齿氨羧类二聚体分离介质的制备。
本发明提供的所述的具有多齿氨羧类二聚体的螯合剂的应用，其能够提供一种以多齿氨羧类二聚体为配体的新型分离介质，该新型分离介质具有离子交换色谱和金属螯合色谱分离的双重功能。
本发明提供的一种以多齿氨羧类二聚体为配体的新型分离介质，具有离子交换色谱和金属螯合色谱分离的双重功能。与单体相比，二聚体对目标成份均具有较强的离子交换特性；二聚体对金属离子的强螯合特性，一方面有利于提高在使用过程中介质对亲和样品的分离和吸附能力；另一方面可显著提高IMAC柱的稳定性，可有效改善IMAC柱在使用过程中金属离子的流失问题。
附图说明
图1为所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂的合成路线图。
图2为实施例1中TM1的红外图谱。
图3为实施例1中TM1的1H-NMR图谱。
图4为实施例2中TM2的红外图谱。
图5为实施例2中TM2的1H-NMR图谱。
图6为实施例3中TM3的红外图谱。
图7为实施例3中TM3的1H-NMR图谱。
图8为实施例4中TM4的红外图谱。
具体实施方式
一种多齿氨羧类二聚体螯合剂，该多齿氨羧类二聚体螯合剂具有如式A所示结构：
其中，MC为式B1～B5中的一种；
其中，B1的结构式为：
B2的结构式为：
B3的结构式为：
B4的结构式为：
B5的结构式为：
其中，R为羧酸根离子或羧基。
优选地，所述R为羧酸根离子。
优选地，所述MC为B1。
一种所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂的制备方法，其包括步骤：
1)二乙烯三胺与氨基保护试剂反应，对伯胺基团进行保护；
2)伯胺基团保护后的二乙烯三胺与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷反应；
3)步骤2)所得产品进行脱保护反应，脱除伯胺的保护基团；
4)步骤3)所得产品的伯胺基团与氨羧类酯化物反应形成酰胺键。
优选地，在步骤1)中，所述二乙烯三胺与氨基保护试剂的摩尔比例为1:1.9～2.1；更进一步优选地，所述二乙烯三胺与氨基保护试剂的摩尔比例为1:2。
优选地，在步骤1)中，对伯胺进行保护的保护基包括叔丁氧基羰基、甲氧羰基类、乙氧羰基、苄氧羰基、三氟乙酰基、苄基中的一种。所述的叔丁氧基羰基、甲氧羰基类、乙氧羰基可以在酸性条件下脱除，苄氧羰基可以通过催化氢解脱除；所述三氟乙酰基可以在碱性条件下脱除。更进一步地，在步骤1)中，所述的氨基保护试剂为Boc试剂，所述Boc试剂能够对伯胺进行Boc保护。更进一步优选地，所述氨基保护试剂包括2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯乙腈。
优选地，在步骤2)中，所述伯胺基团保护后的二乙烯三胺与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比例为1:0.6～0.8；更进一步优选地，所述摩尔比例为1:0.7。优选地，在步骤2)中，将上述伯胺基团保护后的二乙烯三胺溶解在乙醇钠的乙醇溶液中，然后加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，搅拌至反应完全；更进一步优选地，步骤2)中反应温度为75～80℃，反应时间为8～14h。更进一步优选地，步骤2)中，反应完成后，反应体系调节pH至4～7，通过二氯甲烷萃取反应体系。
优选地，在步骤2)中，还包括柱色谱纯化步骤，其中，柱色谱纯化步骤中依次采用石油醚、石油醚与二氯甲烷的混合物、二氯甲烷、二氯甲烷与乙酸乙酯的混合物、乙酸乙酯、乙酸乙酯与乙醇的混合物进行梯度洗脱。进一步优选地，所述柱层析硅胶(精制型)型号：规格3；粒度：300-400目。
在步骤4)中，步骤3)中所得产品与单体螯合剂的摩尔比例为1：2～3；更进一步优选地，所述摩尔比例为1:2.5。
在步骤4)中，向单体螯合剂的四氢呋喃溶液中加入步骤3)中所得产品的四氢呋喃溶液，然后再加入甲醇钠，室温搅拌至反应完全。
在步骤4)中，反应完成后，向反应体系中加入水，然后用乙酸乙酯萃取。
在步骤4)中，还包括柱色谱纯化步骤，其中，柱色谱纯化步骤中依次采用二氯甲烷、二氯甲烷与乙酸乙酯的混合物、乙酸乙酯进行梯度洗脱；其中，所述二氯甲烷与乙酸乙酯的混合物的配比依次包括：8:1，4:1，2:1，1:1，1:2，1:4，1:8。进一步优选地，所述柱层析硅胶(精制型)型号：规格3、；粒度：300-400目。
一种所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂用于制备以多齿氨羧类二聚体为配体的分离介质的应用。
在图1中，PG表示氨基保护基团。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
TM1的制备
在150mL烧瓶中将1.10mL(10.30mmol)二乙烯三胺(DETA)溶于20mL四氢呋喃中，再加入4.28mL(30.90mmol)三乙胺，在低温反应浴中0℃下搅拌30min；称取5.2131g(20.60mmol)2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯乙腈(Boc-on)，并将其溶于60mL四氢呋喃，置于恒压滴液漏斗中，逐滴滴加到上述溶液中。待2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯乙腈完全滴入烧瓶中，在低温反应浴中于0℃继续反应4h，然后将其置于室温下反应3h。
1.1薄层色谱分析
此步反应对各反应物进行薄层层析，展开剂为二氯甲烷(DCM):甲醇(MeOH)＝9:1，原料DETA的Rf值在0.16，这是由于DETA分子结构中有三个氨基，该物质的极性很大，在该展开剂中不能展开。而另一底物原料Boc-on在展开剂中的Rf值为0.84，该原料分子中有一个叔丁基，叔丁基的极性很小，所以该原料在薄层板(TLC)上的位置较高。待反应结束后，对反应液进行采点并点板，在TLC上显现出三个点：Rf1＝0.16是DETA的点，Rf2＝0.33是产物TM1的点，Rf3＝0.84是Boc-on的点。反应前后的TLC结果对比发现，有新的物质生成，该新生成的物质在DCM与MeOH 9:1的展开剂中的Rf值在0.3左右。
1.2红外结果分析
如图2所示，其中3352cm-1是TM1分子中仲氨基的伸缩振动吸收峰；2985cm-1是甲基及亚甲基伸缩振动吸收峰；1684cm-1是仲氨基变形振动吸收峰；1710cm-1是氨基甲酸酯基中羰基的伸缩振动特征吸收峰；1275cm-1是C-N键伸缩振动吸收峰；1367cm-1是叔丁基的分裂峰。
1.3核磁结果分析
本实验采取用核磁共振光谱对产品进行结构表征，得到产物的1H-NMR谱图。如图3所示，其中4.969ppm是水峰；3.331ppm是氘代MeOH中非氘代化溶剂峰；1.495ppm是叔丁基上甲基上的H，由于(Boc-NH-Et)2NH是对称结构，六个甲基所处的化学环境相同，呈现一个很强的单峰，H原子的个数是18个；2.678～2.710ppm是靠近中间仲氨的两个亚甲基上的4个H(-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH-)；3.170～3.201ppm是离中间仲氨较远的两个亚甲基上的4个H(-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH-)。
TM1的红外和核磁图谱都能与其结构相对应，再结合其TLC检测结果可以确定第一步的反应产物DETA被Boc-on保护后的衍生物(Boc-NH-Et)2NH即TM1的结构正确，与预期的反应结果一致，因此可以断定第一步反应产物TM1的合成正确。第一步的氨基保护反应选用经典的叔丁氧羰基保护基团对伯胺进行保护，实验产率高达90％以上，产品收率高。此外，产物的分离纯化方法简单。反应后的粗产品仅通过萃取洗涤的方法就可获得很高的产品纯度，可直接用于核磁等波谱表征手段进行结构表征。
实施例2
在碱性条件下，TM1与γ-GLDP反应生成TM2：
量取20mL乙醇(EtOH)置于烧杯中，然后称取1.3g金属钠，切成若干小块置于其中，待金属钠完全反应后转移至150mL烧瓶中；称取2.9160g(9.61mmol)TM1加入烧瓶搅拌使其完全溶解；准确量取1.5mL(6.79mmol)γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(γ-GLDP)，溶于3mL乙醇中，在快速搅拌下，逐滴滴入烧瓶中。将烧瓶置于80℃水浴中，在快速搅拌下回流12h。
反应结束后，用旋转蒸发仪将烧瓶中的乙醇完全蒸出；向烧瓶中加入50mL蒸馏水，将EtONa水解；再次对溶液进行旋蒸，旋蒸温度55℃，蒸出水溶液中的乙醇；向该溶液中加入6mol/L HCl，调节pH至酸性；用40mL二氯甲烷对水溶液进行3～4次的萃取，得到有机相。将有机相蒸干，蒸干的有机相中有三种组份，分别是：γ-GLDP、TM1、TM2，留待分离。
用柱层析来分离以上三种组分，在薄层色谱检测下，对上述混合物进行梯度洗脱。洗脱过程中分别考察了常见洗脱剂如石油醚(PE)，二氯甲烷(DCM,)乙酸乙酯(EA)，乙醇(EtOH)等对三种组分的洗脱效果，结果如表1所示。
在洗脱液为PE:DCM(15mL：90mL)时开始收集从层析柱尾端流出的液体，直至完全收集TM2，蒸干得到白色晶体。
表1 γ-GLDP、TM1和TM2的梯度洗脱
2.1薄层色谱检测
反应结束后对反应产物进行薄层层析，展开剂为DCM:MeOH＝9:1，在TLC上可以清晰的得到3个点，其Rf值分别为0.81，0.67，0.3。TM1和γ-GLDP所对应Rf值分别为0.3和0.81，而Rf值为0.67所对应的点即为新生成的物质，其就是目标分离产物TM2。
2.2红外结果分析
如图4所示，其中3602cm-1是TM2分子中-OH的伸缩振动吸收峰；3362cm-1是仲氨基的伸缩振动吸收峰；2985cm-1是甲基及亚甲基伸缩振动吸收峰；1710cm-1是氨基甲酸酯基中羰基的伸缩振动特征吸收峰；1410cm-1是C-Si键的弯曲振动；1368cm-1是叔丁基的分裂峰；1275cm-1是C-N键伸缩振动吸收峰；1020cm-1是Si-O键的伸缩振动。
2.3核磁结果分析
用核磁共振波谱对产物TM2的结构进行表征，如图5所示，其中7.214ppm是氘代氯仿中非氘代溶剂峰；3.522～3.502ppm是靠近中间叔氨基的两个亚甲基上的4个H；3.470～3.462ppm是离中间叔氨基较远的两个亚甲基上的4个H；3.329ppm是三个硅烷氧甲基的H，由于三个甲基所处的化学环境相同，呈现一个较强的单峰，H原子个数为9个；2.05ppm是-OH的1个H；1.495ppm是叔丁基上甲基的氢，6个甲基所处的化学环境相同，呈现一个很强的单峰，H原子个数是18个；0.691ppm是靠近Si原子的碳上的2个H。
TM2的核磁和红外图谱都能与其结构相对应，再结合其TLC检测结果可以确定第二步的反应产物结构正确，与预期的反应结果一致，因此可以断定中间产物TM2合成准确。
实施例3
TM2在三氟乙酸的作用下生成TM3：
称取1.7940g(2mmol)TM2溶于10mL二氯甲烷中，向其中加入10mL三氟乙酸(TFA)，室温搅拌反应2h。
将二氯甲烷溶剂及部分三氟乙酸通过旋蒸仪旋蒸分离出来，向旋蒸后的物质中加入50mL饱和碳酸钠溶液，除去多余的三氟乙酸，并将溶液pH调至9～10。用20mL二氯甲烷萃取三次，将水相蒸干并用50mL四氢呋喃溶解。过滤不溶于四氢呋喃的无机盐，得黄色澄清透明的水溶液，蒸干，得到黄色油状物质即为TM3。
3.1薄层色谱检测
反应结束后对反应产物进行薄层层析，展开剂为DCM:MeOH＝9:1，仅在TLC原点处有物质点，表明TM2完全反应。
3.2红外结果分析
如图6所示，其中3602cm-1是TM3分子中-OH的伸缩振动吸收峰；3362cm-1是伯胺基及仲氨基的伸缩振动吸收峰；1620cm-1是伯胺基和叔氨基的变形振动吸收峰；1410cm-1是C-Si键的弯曲振动；1275cm-1是C-N键伸缩振动吸收峰；1193cm-1是Si-O键的弯曲振动。
3.3核磁结果分析
用核磁共振波谱对产物TM3的结构进行表征，如图7所示，其中4.870ppm是氘代MeOH中的水溶剂峰；4.880～4.890ppm是醚键与连有羟基的碳两者中间位置的碳上的H；3.329ppm是三个硅烷氧甲基的H，由于三个甲基所处的化学环境相同，呈现一个较强的单峰，H原子个数为9个；2.933～2.844ppm是靠近中间叔氨基的两个亚甲基上的4个H；2.785～2.774ppm是离中间叔氨基较远的两个亚甲基上的4个H；1.884ppm是-OH上的H，H原子个数为1；1.273～1.511是与硅原子相邻的两个碳上的H；1.218ppm是两个伯胺基上的H，H个数为4。TM2中叔丁基上甲基的18个H所在1.495ppm位置是未见峰，表明脱保护成功。
TM3的红外和核磁图谱都能与其结构相对应，再结合其TLC检测结果可以确定第三步的反应产物结构正确，与预期的反应结果一致，因此可以断定中间产物TM3合成正确。
用三氟乙酸将氨基的Boc保护完全脱除下来，反应进行的很彻底，TM2完全转化成TM3。TM3因为两个对称伯胺基的存在极性明显增强，通过萃取能完全得到纯净的中间产物，易于操作。
实施例4
TM3与亚氨基二乙酸二乙酯反应生成目标产物TM4，即目标产物：
取0.9mL(5mmol)亚氨基二乙酸二乙酯溶于30mL四氢呋喃并置于烧瓶中，缓慢搅拌下将溶于10mL四氢呋喃的1.1393g(2mmol)TM3溶液逐滴加入烧瓶中。向烧瓶中加入0.5gMeONa，在室温下搅拌24h。
蒸干烧瓶中的四氢呋喃，并向烧瓶中加入50mL蒸馏水；用20mL乙酸乙酯(EA)萃取3次，得有机相并蒸干。蒸干后的混合物有两种组份，分别是亚氨基二乙酸二乙酯和TM4。
用柱层析来分离以上两种组份，在薄层色谱检测下，对上述混合物进行梯度洗脱，得到表2的结果：
在洗脱液为DCM:EA(40mL:80mL)时开始收集从层析柱尾端流出的液体，直至完全收集到目标产物4(TM4)，蒸干得到淡黄色油状物质。
4.1薄层色谱检测
反应结束后对反应产物进行薄层层析，展开剂为EA:PE＝1:1，在TLC上可以清晰的得到3个点，其Rf值分别为0.58，0.11，0.00。TM3和亚氨基二乙酸二乙酯所对应Rf值为0.58和0.00，而Rf值为0.11所对应的点为新生成的物质，就是目标分离产物TM4。
4.2红外检测结果
如图8所示，其中3355cm-1是TM4分子中酰胺键中的氨基和叔胺基的伸缩振动吸收峰；1758cm-1是酰胺键中的羰基伸缩振动吸收峰；1676cm-1是酰胺键中的氨基弯曲振动吸收峰；1446cm-1是酰胺键中C-N键的伸缩振动吸收峰；1274cm-1是叔胺基中C-N键伸缩振动吸收峰；1135cm-1是Si-O键的弯曲振动吸收峰。在3600cm-1左右有一个不明显的峰位置是-OH的伸缩振动吸收峰。
红外结果最明显的一处峰位置是在1758cm-1处出现羰基伸缩振动峰以及在1446处出现的C-N键伸缩振动吸收峰表明分子中存在酰胺键，因此可以推测目标产物TM4合成准确。反应原料能完全在四氢呋喃中溶解，该反应是一个均相氨与酯的氨解反应，反应条件温和，反应速率缓慢，在碱性条件下得到酰胺类产物，经柱层析进行梯度洗脱得到纯净的目标产物。最终得到的TM4就是一个多齿氨羧类二聚体螯合剂，该二聚体可直接修饰在硅胶微球表面，从而制备出高强度多齿氨羧类二聚体分离介质。

Claims (10)

1.一种多齿氨羧类二聚体螯合剂，其特征在于，该多齿氨羧类二聚体螯合剂具有如式A所示结构：
其中，MC为式B1～B5中的一种；
其中，B1的结构式为：
B2的结构式为：
B3的结构式为：
B4的结构式为：
B5的结构式为：
其中，R为羧酸根离子或羧基。
2.如权利要求1所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂，其特征在于，R为羧酸根离子。
3.权利要求1所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：
1)二乙烯三胺与氨基保护试剂反应，对伯胺基团进行保护；
2)伯胺基团保护后的二乙烯三胺与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷反应，将反应产物进行柱色谱分离；
3)步骤2)所得产品进行脱保护反应，脱除保护基团；
4)步骤3)所得产品的伯胺基团与单体氨羧类酯化物反应形成酰胺键，经柱色谱分离，制得多齿氨羧类二聚体螯合剂。
4.如权利要求3所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，对伯胺进行保护的保护基包括叔丁氧基羰基、甲氧羰基类、乙氧羰基、苄氧羰基、三氟乙酰基、苄基中的一种。
5.如权利要求3所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述的氨基保护试剂是2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯乙腈。
6.如权利要求3所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，将伯胺基团保护后的二乙烯三胺溶解在乙醇钠的乙醇溶液中，然后加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，搅拌至反应完全。
7.如权利要求3所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂的制备方法，其特征在于，步骤2)所述柱色谱分离步骤中依次采用石油醚、石油醚与二氯甲烷的混合物、二氯甲烷、二氯甲烷与乙酸乙酯的混合物、乙酸乙酯、乙酸乙酯与乙醇的混合物进行梯度洗脱；
步骤4)所述柱色谱分离步骤中依次采用二氯甲烷、二氯甲烷与乙酸乙酯的混合物、乙酸乙酯进行梯度洗脱；其中，所述二氯甲烷与乙酸乙酯的混合物的配比依次包括：8:1、4:1、2:1、1:1、1:2、1:4、1:8。
8.权利要求1所述的多齿氨羧类二聚体螯合剂用于制备以多齿氨羧类二聚体为配体的分离介质的应用。
9.一种以多齿氨羧类二聚体为配体的分离介质，其特征在于，其具有如式C所示的结构：
其中，为硅胶，MC为式B1～B5中的一种；
其中，B1的结构式为：
B2的结构式为：
B3的结构式为：
B4的结构式为：
B5的结构式为：
其中，R为羧酸根离子或羧基。
10.如权利要求9所述的以多齿氨羧类二聚体为配体的分离介质，其特征在于，所述硅胶为球形多孔硅胶，孔径范围为粒径为1μm～100μm。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108996597A (zh) * 2018-08-02 2018-12-14 西北大学 一种ids金属螯合型吸附剂的废水除氟应用
CN113351191A (zh) * 2021-05-10 2021-09-07 翌圣生物科技（上海）有限公司 多齿配体的新型imac色谱介质及其制备方法
CN113426417A (zh) * 2021-07-19 2021-09-24 西北大学 氨羧类配体修饰的硅胶吸附剂同时去除染料废水中甲基橙与金属离子的应用及处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030050458A1 (en) * 2001-05-11 2003-03-13 Ibc Advanced Technologies, Inc. Compositions and methods for separating heterocyclic aromatic amine bases, nucleosides, nucleotides, and nucleotide sequences
CN1599577A (zh) * 2001-07-30 2005-03-23 埃匹克斯医疗股份有限公司 肽基多聚体靶向的造影介质
CN103364356A (zh) * 2013-07-24 2013-10-23 西北大学 一种测定固定金属亲和柱上金属离子吸附稳定参数的方法
WO2017031034A2 (en) * 2015-08-14 2017-02-23 Rc Biotechnologies, Inc. Covalent linkers in antibody-drug conjugates and methods of making and using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030050458A1 (en) * 2001-05-11 2003-03-13 Ibc Advanced Technologies, Inc. Compositions and methods for separating heterocyclic aromatic amine bases, nucleosides, nucleotides, and nucleotide sequences
CN1599577A (zh) * 2001-07-30 2005-03-23 埃匹克斯医疗股份有限公司 肽基多聚体靶向的造影介质
CN103364356A (zh) * 2013-07-24 2013-10-23 西北大学 一种测定固定金属亲和柱上金属离子吸附稳定参数的方法
WO2017031034A2 (en) * 2015-08-14 2017-02-23 Rc Biotechnologies, Inc. Covalent linkers in antibody-drug conjugates and methods of making and using the same

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. STODDART等: "Synthesis and thermal studies of aliphatic polyurethane dendrimers: a geometric approach to the Flory–Fox equation for dendrimer glass transition temperature", 《SOFT MATTER》 *
D. A. WESTERBERG等,: "Synthesis of Novel Bifunctional Chelators and Their Use in Preparing Monoclonal Antibody Conjugates for Tumor Targeting", 《J. MED. CHEM.》 *
P. L. ABHAYAWARDHANA等: "Complexes Possessing Rare "Tertiary" Sulfonamide Nitrogen-to-Metal Bonds of Normal Length: fac-[Re(CO)3(N(SO2R)dien)]PF6 Complexes with Hydrophilic Sulfonamide Ligands", 《INORG. CHEM.》 *
张彩英: "二聚的三齿螯合配体的合成与表征", 《西北大学硕士学位论文》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108996597A (zh) * 2018-08-02 2018-12-14 西北大学 一种ids金属螯合型吸附剂的废水除氟应用
CN108996597B (zh) * 2018-08-02 2021-06-01 西北大学 一种ids金属螯合型吸附剂的废水除氟应用
CN113351191A (zh) * 2021-05-10 2021-09-07 翌圣生物科技（上海）有限公司 多齿配体的新型imac色谱介质及其制备方法
CN113351191B (zh) * 2021-05-10 2023-12-01 翌圣生物科技（上海）有限公司 多齿配体的新型imac色谱介质及其制备方法
CN113426417A (zh) * 2021-07-19 2021-09-24 西北大学 氨羧类配体修饰的硅胶吸附剂同时去除染料废水中甲基橙与金属离子的应用及处理方法

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