手性金属-有机骨架材料{[Co(L-trp)(bpe)(H2O)]·H2O·NO3}n用于高效液相色谱的拆分性能

doi:10.7503/cjcu20120521

摘要/Abstract

摘要：

以L-色氨酸(L-trp)和1,2-二(4-吡啶基)乙烯(bpe)为配体与钴离子反应, 通过水热法合成了一种具有二维手性层面结构的手性金属-有机骨架(MOFs)材料{[Co(L-trp)(bpe)(H₂O)]·H₂O·NO₃}_n; 利用X射线粉末衍射(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征. 将该MOFs材料用作固定相, 制备了液相色谱手性柱, 在正己烷/异丙醇的流动相体系下, 考察了该手性柱对一系列手性化合物的拆分性能. 实验结果表明, 该手性柱对3种苯系物的位置异构体和11种外消旋化合物表现出较好的拆分性能. 在正相色谱条件下, 该手性柱表现出良好的重现性和稳定性.

关键词: 金属-有机骨架材料, 高效液相色谱, 手性拆分

Abstract:

A homochiral MOF {[Co(L-trp)(bpe)(H₂O)]·H₂O·NO₃}_n[L-trp=L-tryptophan, bpe=1,2-bis(4-pyridyl)ethylene] with 2D chiral layers was synthesized and used as a new chiral stationary phase for high-performance liquid chromatographic enantioseparation in this study. The chiral MOFs was characterized by powder X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscope(SEM). The experimental results showed that 3 isomers and 11 recemates were separated on {[Co(L-trp)(bpe)(H₂O)]·H₂O·NO₃}_n packed column. The chiral column also exhibited good reproducibility and stability.

Key words: Metal-organic framework, High-performance liquid chromatography, Chiral enantioseparation

中图分类号:

O657.7

TrendMD:

农蕊瑜, 孔娇, 章俊辉, 陈玲, 汤波, 谢生明, 袁黎明. 手性金属-有机骨架材料{[Co(L-trp)(bpe)(H₂O)]·H₂O·NO₃}_n用于高效液相色谱的拆分性能. 高等学校化学学报, 2016, 37(1): 19.

NONG Ruiyu, KONG Jiao, ZHANG Junhui, CHEN Ling, TANG Bo, XIE Shengming, YUAN Liming. Chiral Metal-organic Framework{[Co(L-trp)(bpe)(H₂O)]·H₂O·NO₃}_n Used for High Performance Liquid Chromatographic Separation^†. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(1): 19.

图/表 8

Fig.1 Molecular structures of the positional isomers and racemates

Fig.2 XRD patterns of Co-MOF^a. Simulated; b. as-synthesized; c. after HPLC measurement for more than 60 d.

Fig.3 SEM image of the prepared Co-Trp-MOF

Table 1 Separations of the positional isomers on the Co-Trp-MOF-column

Positional isomer	Mobile phase V(Hexane)/V(Isopropanol)	Retention factor, k'			Separation factor, α
Positional isomer	Mobile phase V(Hexane)/V(Isopropanol)	o-			m-	p-
o,m,p-Nitroaniline	9∶1	1.75	2.07	5.60	1.11(m-/o-)	2.15(p-/m-)
o,m,p-Phenylenediamine	98∶2	0.97	1.11	7.39	1.12(m-/o-)	3.47(p-/m-)
o,m,p-Benzenediol	98∶2	2.02	1.03	3.77	2.87(o-/m-)	1.96(p-/o-)

Fig.4 HPLC chromatograms on the packed Co-Trp-MOF-column(250 mm×2.0 mm i.d.) for the separation of positional isomers^(A) o,m,p-Nitroaniline; (B) o,m,p-phenylenediamine; (C) o,m,p-benzenediol. Mobile phase: hexane and isopropanol; flow rate: 0.1 mL/min; UV: 254 nm.

Table 2 Separations of racemates on columns Aa, Bb, Cc and Dd

Racemate	Mobile phase V(Hexane)/V(Isopropanol)	Retention factor, k	Separation factor, α
Racemate	Mobile phase V(Hexane)/V(Isopropanol)	Retention factor, k	Column A	Column B	Column C	Column D
3-Benzylexy-1,2-propanediol	98∶2	1.07	4.68	3.72	1.36	2.69
3,5-Dinitro-N-(1-phenylethyl)benzamide	95∶5	5.08	1.66	1.49		2.26
Propranolol hydrochloride	95∶5	0.84	1.38
1-(9-Anthryl)-2,2,2-trifluoroethanol	90∶10	1.01	1.37		2.60
Pindolol	90∶10	0.78	1.47
DNB-(R,S)-Leucine	90∶10	0.82	2.12
Hydrobenzoin	80∶10	1.02	1.77	1.62
Warfarin sodium	80∶10	4.36	1.74	1.35
Omeprazole	80∶20	2.26	1.85
Chlorpheniramine maleate	80∶20	1.27	1.58
Alprenolol	80∶20	1.28	2.69

Fig.5 HPLC chromatograms on the Co-Trp-MOF-column(250 mm× 2.0 mm i.d.) for the separation of racemates^(A) 3,5-Dinitro-N-(1-phenylethyl)benzamide; (B) 1-(9-anthryl)-2,2,2-trifluoroethanol; (C) hydrobenzoin; (D) pindolol; (E) 3-benzylexy-1,2-propanediol; (F) warfarin sodium; (G) omeprazole; (H) chlorpheniramine maleate; (I) alprenolol. Mobile phase: hexane and isopropanol(Table 2); flow rate: 0.1 mL/min; UV: 254 nm.

Fig.6 Structure of {[Co(L-trp)(bpe)(H2O)]·H2O·NO3}n^(A) 1D chiral chain having L-trp units arranged in a syn-anti mode; (B) 2D homochiral metal-tryptophanate coordination (4,4)-layer structure along the a axis.

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手性金属-有机骨架材料{[Co(L-trp)(bpe)(H₂O)]·H₂O·NO₃}_n用于高效液相色谱的拆分性能

Chiral Metal-organic Framework{[Co(L-trp)(bpe)(H₂O)]·H₂O·NO₃}_n Used for High Performance Liquid Chromatographic Separation^†

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