[发明专利]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

说明书

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,et al.Anal Chem.,2005,77:1092；US 2008/0038750]，以及EDTA二聚体的合成[Mattias,et al.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。