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1、手性农药的环境行为手性农药的环境行为摘要摘要：以 D-3,5-二硝基苯甲酰苯甘氨酸和 3-氨丙基硅烷化硅胶合成了 D-苯甘氨酸衍生手性固定相，并自制了手性高效液相色谱分离柱，用正己烷异丙醇作流动相，对非衍生化的氨基酸、胺、醇和羧酸类等 10 种手性化合物进行了高效液相色谱拆分。结果表明：所拆分的 10 种手性化合物，有 7 种手性化合物能得到基线分离，最好的分离度 R=5.56。该文还用苯对柱性能进行了评价，理论塔板数达每米 8 万块。在键合纤维素（4-甲基苯甲酸酯）手性固定相的制备及其手性拆分中，我们采用了包夹聚合法，将硅小球同硅烷化试剂反应制得乙烯基硅胶同经十一烯酰氯、4-甲基苯甲酰氯衍生
2、的纤维素共聚，制备出含不同官能团的聚合物包夹硅基的键合型纤维素（4-甲基苯甲酸酯）类手性固定相。分别以正己烷异丙醇、正己烷四氢呋喃为流动相，对此键合型手性固定相的手性识别能力进行了评价。为了与同类型的涂敷型纤维素（4-甲基苯甲酸酯）手性固定相作比较，合成了涂敷型纤维素（4-甲基苯甲酸酯）手性固定相。结果表明，键合型纤维素（4-甲基苯甲酸酯）手性固定相具有一定的手性识别能力，可以拆分所研究的 6 种手性化合物中的 4 种。关键字：关键字：D-苯甘氨酸衍生手性固定相苯甘氨酸衍生手性固定相 高效液相色谱高效液相色谱 包夹聚合法包夹聚合法 纤维素（纤维素（4-甲基苯甲酸酯）甲基苯甲酸酯） 手性拆分手性
3、拆分1. D-苯甘氨酸手性固定相的制备苯甘氨酸手性固定相的制备手性药物的不同对映体间往往显示出不同的药理学和毒理学特性以及不同的药代动力学性质，在分离和检验光学对映体纯度的方法中，色谱已成为一种重要手段。高效液相色谱的手性拆分对手性化合物的研究和开发起到了关键作用，其主要有手性固定相法、手性试剂衍生化法和手性流动相添加剂法，其中手性固定相法是最常用的方法。1980 年，W.H.Pirkle 等人开创了合成氨基酸类手性固定相的先河，所以该类固定相又称为 Pirkle 型固定相，对大量氨基酸、醇和羧酸类的 3,5-二硝基苯甲酰衍生物进行了对映异构体拆分，有较好的拆分效果。本文参考的文献合成了 D-
4、苯甘氨酸衍生手性固定相，对非衍生化的氨基酸、胺、醇和羧酸类手性化合物进行了直接拆分，获得较好的分离效果。实验部分实验部分1.1 仪器与药品仪器与药品LC-6A 型高效液相色谱仪（日本岛津） ，SPD-10AVP 紫外可见波长检测器(日本岛津)，C-R5A 色谱数据处理器（日本岛津） ，液相色谱装柱机（美国，Alltech） ，色谱柱：250mm4.6mm(美国，Alltech)。球形硅胶 YQC80(青岛海洋化工厂，5m),D-苯甘氨酸（Acros）,3-氨丙基-3-乙氧基硅烷（Fluka）,EEDQ(2-ethoxy-1,2-dihydrochinolin-1-carbonsaeareeth
5、ylester(Acros)，3,5-二硝基苯甲酰氯（Fluka） 。所有的外消旋化合物购于 Fluka 公司，其余试剂均为国产分析纯。1.21.2 色谱柱的制备色谱柱的制备3-3-氨丙基硅烷化硅胶氨丙基硅烷化硅胶(APS)(APS)的合成的合成 将 8g 球形硅胶装入 150ml 的三口烧瓶内，在 180真空干燥 5h,冷却到室温，加入 80ml 无水苯，1.2ml 无水吡啶，1.6ml 3-氨丙基-3-乙氧基硅烷，在80下回流 24h。整个过程需在 N2保护下进行。冷却后，过滤，再分别用适量的甲醇、丙酮及正己烷洗涤，洗涤过程需轻轻搅拌。在 60下真空干燥 5h,得到白色固体 8.8g。D-
6、3,5-D-3,5-二硝基苯甲酰苯甘氨酸二硝基苯甲酰苯甘氨酸 在真空干燥的 100ml 两口烧瓶中，放入 5g D-苯甘氨酸，40ml 无水四氢呋喃，搅拌均匀后，慢慢滴加含有 7.2g 3,5-二硝基苯甲酰氯的无水四氢呋喃溶液 20ml,在常温下反应 7d。真空抽去四氢呋喃，加入 100ml 5%NaHCO3溶液，分别加入 10ml 的乙醚萃取两次，弃去醚层，用 HCl 将水相 PH 值调至 5.3，用乙酸乙酯萃取至不再有物质进入有机相。乙酸乙酯层加入无水 MgSO4干燥过夜，过滤，减压浓缩，真空干燥，得白色固体 6.1g，产率 57%。产物的 NMR：(丙酮)5.81(d,1H),7.30-
7、7.65(m,5H),8.48(s,1H),8.90-9.20(m,4H)。固定相的合成固定相的合成 在真空干燥好的 150ml 三口烧瓶中，放入 3g D-3,5-二硝基苯甲酰苯甘氨酸，70ml 无水四氢呋喃，混合均匀后，加入 3.2g 干燥的 3-氨丙基硅烷化硅胶，2.6gEEDQ,室温反应 24h。过滤，分别用甲醇、丙酮和乙醚冲洗，真空干燥后的3.6g 白色固体。柱子的填充柱子的填充 采用湿法装柱。取 D-苯甘氨酸衍生手性固定相 3.6g，以体积比 95:5 的正己烷异丙醇为匀浆液，在 40MPa 压力下，进行装柱。色谱条件及柱性能色谱条件及柱性能 采用 95:5 的正己烷异丙醇作流动相
8、，流速为 0.5ml/min,柱温 30，检测波长 254nm，以 1,3,5-三叔丁基苯作溶质，测定死时间to=5.211min,以苯作溶质，测得理论塔板数 N=80000m。结果与讨论结果与讨论在 D-3,5-二硝基苯甲酰苯甘氨酸键合 3-氨丙基硅烷化硅胶柱（CSP1）上，对（）-苯基-1,2-乙二醇、DL-苯丙氨酸、DL-甲基苄胺、DL-苯基丁二酸、DL-扁桃酸、 （）苯甘氨酸、DL-色氨酸、 （）-3-苄氧基-1,2-丙二醇、DL-酪氨酸、 （）-o,o-二对甲基苯甲酰-D-酒石酸这些手性化合物进行了拆分，其中有 7 种能得到基线分离。从结果中我们可以看出CSP1 对手性化合物拆分效果
9、较好。可拆分的 7 种手性化合物是二醇、氨基酸、胺和二羧酸类物质，对一醇和一羧酸类物质拆分效果较差，对DL-苯丙氨酸和DL-酪氨酸拆分效果也较差。所以该手性柱的选择性倾向于拆分二醇、氨基酸、胺和二羧酸类物质。手性拆分机理：立体作用来自酰胺，与具有羟基或氨基对映体发生氢键等作用，偶极-偶极相互作用，另外苯环还可与具有苯环结构的物质发生 - 相互作用，以及相互吸引-空间适应作用，使手性识别作用更强。这些手性化合物在纤维素三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）手性固定相(CSP2)上的拆分结果，可以看出，在 CSP1 上可拆分的（）-苯基-1,2-乙二醇、DL-苯基丁二酸、 （）-苯甘氨酸、DL-色氨酸
10、和（）-o,o-二对甲基苯甲酰-D-酒石酸这几种外消旋体，在 CSP2 上得不到拆分；而在 CSP1 上得不到拆分的DL-扁桃酸和 DL-酪氨酸在 CSP2 上可以拆分。所以 D-苯甘氨酸氨基酸类手性固定相与纤维素衍生物类手性固定相可以起到相互补充作用。2.2. 键合纤维素（键合纤维素（4-4-甲基苯甲酸酯）手性固定相的制备及其手性拆分甲基苯甲酸酯）手性固定相的制备及其手性拆分色谱对映异构体，特别是用高效液相色谱手性固定相法直接分离对映异构体被广泛应用于医药、农药等领域，获得光学纯的、毒副作用小的单一对映体药物已成为现代药物研究的重要内容。在众多手性固定相中，纤维素、淀粉衍生物作为手性固定相被
11、广泛地用于各种类型外消旋化合物的分析或制备拆分中。到目前为止，这类手性固定相中有许多已有商品化手性柱出售。本实验以十一烯酰氯、4-甲基苯甲酰氯为衍生试剂，将纤维素衍生为纤维素（10-十一烯酸酯/4-甲基苯甲酸酯） ，然后采用包夹聚合法，以乙烯基硅胶为基质，制备了键合型维生素（4-甲基苯甲酸酯）手性固定相，此类键合型手性固定相目前未报道。同时，还合成涂敷型纤维素（4-甲基苯甲酸酯）手性固定相，与键合型维生素（4-甲基苯甲酸酯）手性固定相作比较研究。实验部分实验部分1.11.1 仪器和试剂仪器和试剂色谱柱为 150mm4.6mm 装柱机（北京分析仪器厂） 。色谱分离是在岛津LC-6A 高效液相色谱
12、仪（日本岛津公司）上进行，该仪器配有 SPD-6A 紫外可见波长检测器和 C-R3A 色谱数据处理器（日本岛津公司） 。检测波长 254nm，灵敏度 0.02A.U.F。流动相为正己烷/异丙醇，正己烷/四氢呋喃：流速 1.0ml/min所有色谱分离均在室温下进行。球形硅胶系，粒径 5m；比表面积 150m/g 平均孔径 13nm；微晶纤维素（上海市制剂四厂） ；乙烯基-3-乙氧基硅烷（哈尔滨化工研究所） ；4-甲基苯甲酰氯和十一烯酰氯（Fluka 公司） 。吡啶、甲苯均为分析纯，用前经蒸馏。1.21.2 键合型手性固定相制备键合型手性固定相制备乙烯基硅胶的制备乙烯基硅胶的制备 6g 堆积硅珠经
13、酸活化并在 100干燥 6h 后置于 150ml 三颈瓶中，加入 30ml干燥甲苯，15ml 乙烯基-3-乙氧基硅烷，在 110氮气保护下回流 24h 过滤，分别用甲苯和无水甲醇洗涤 3 次，60真空干燥 24h，制得碳含量为 2.69%-3.7%的乙烯基硅胶。纤维素（纤维素（10-10-十一烯酸酯十一烯酸酯/4-/4-甲基苯甲酸酯）衍生物的制备甲基苯甲酸酯）衍生物的制备 将 1g 干燥的微晶纤维素置于 40ml 新蒸吡啶中回流 6h，然后加入 3ml 十一烯酰氯和 10ml 4-甲基苯甲酰氯，回流 48h。冷却后，倾入装有 300ml 甲醇的大烧杯中使产物沉淀，经过滤、洗涤后，再以热乙醇洗去
14、副产物 N,N-二苯基脲，再用甲醇洗涤 2 次，过滤后，60真空干燥 12h，得产物纤维素（10-十一烯酸酯/4-甲基苯甲酸酯）衍生物。键合型纤维素（键合型纤维素（4-4-甲基苯甲酸酯）手性固定相的制备甲基苯甲酸酯）手性固定相的制备称 0.5g 纤维素（10-十一烯酸酯/4-甲基苯甲酸酯）衍生物溶于 30ml 四氢呋喃中，将该溶液加入 3g 乙烯基硅胶，同时加入少量引发剂偶氮异丁腈在磁力搅拌下，让溶剂挥发，是纤维素衍生物均匀涂于硅胶表面，在 100下，加热交联 2h，然后用氯仿、四氢呋喃洗去未挥发共聚的纤维素衍生物，真空干燥4h，制得键合型纤维素（4-甲基苯甲酸酯）手性固定相，匀浆装柱。结果与
15、讨论结果与讨论将上述合成的纤维素（10-十一烯酸酯/4-甲基苯甲酸酯）衍生物及其与乙烯基共聚所得键合型纤维素（4-甲基苯甲酸酯）手性固定相进行了红外光谱分析。对纤维素（10-十一烯酸酯/4-甲基苯甲酸酯）衍生物和纤维素的红外光谱比较：微晶纤维素在 3360cm附近的羟基吸收峰几乎完全消失，同时在1750cm处出现了苯甲酰基的CO 吸收峰，另外在 2927、2854cm处出现了CH=CH2特征吸收峰，说明微晶纤维素中羟基酯化的比较完全。而纤维素（10-十一烯酸酯/4-甲基苯甲酸酯）和乙烯基硅胶共聚之后的红外光谱上CH=CH2的特征吸收峰几乎完全消失。3.3.手性有机磷农药在土壤中对映体选择性降解特征手性有机磷农药在土壤中对映体选择性降解特征马拉硫磷和丙溴磷是 2 种常用的有机磷杀虫剂，均有一个手性中心，存在两个对映体。采用室内避光培养的方法，在对映体水平上研究了马拉硫磷和内溴磷在 2 种土壤中的降解情况。结果表明，2 种农药在土壤中的降解均较快，马拉硫磷和丙溴磷的降解半衰期分别为：黄土中 3.5h 和 21.5h，红土中 4.3h和 29.4h。进一步的手性测定表明 2 种农药的降解均存在一定的对映体差异，丙溴磷的对映体的选择性明显
