使用超临界流体色谱分析仪对芳香成分进行手性分离

本文介绍了使用Nexera UC手性筛选系统分离芳香成分的异构体的示例。成功在几分钟内分离了芳香成分的异构体。通过方法开发软件，可以节省分析条件研究的时间和精力，提升研究效率。此外，二氧化碳比HPLC所使用的许多有机溶剂价格更为便宜，而且无需花费废液处理成本，因此有望降低分析的运行成本。SFC分析还可应用于分馏纯化处理。从分析到分馏纯化，SFC具有广泛的适应性，有望为香料原料的开发做出贡献。岛津SHIMADZU Application News香芹酮 (Carvone))异构体的分离 Appl i c a t i on Ne w s 超临界流体色谱分析仪 NexeraTM UC 使用超临界流体色谱分析仪对芳香成分 进行手性分离 01-00435-CN 增田佑亮 特点描述 ◆通过超临界流体色谱法(SFC)，能够在短时间内快速分析芳香成分的异构体。 通过方法开发软件，能够轻松开发新化合物的分析方法。 ◆二氧化碳比有机试剂成本更低，作为流动相有利于降低成本。 简介 食品、饮料、个人护理用品和精油中所含芳香成分多为小 分子的挥发性化合物。这些芳香成分是一些差向异构的手性化 合物。正如在药品中不同的手性化合物之间会具有不同的药理 作用一样，芳香成分中不同的手性异构体香味不同，其存在比 例会影响香气的质量和强度。因此在香料原料的开发过程中，手性化合物的分离十分重要。 本文将介绍使用 Nexera UC 手性筛选系统建立芳香成分的 手性分离的方法。 Nexera UC 手性筛选系统 Nexera UC 手性筛选系统能够分析过程中自动切换12根色谱 柱和4种不同的改性剂，极大的减少了整体的工作量。色谱柱和 改性剂可以在方法开发软件的数据库进行管理，在软件界面(图1)可以通过简单选择批量的应用多个条件。另外，软件还能通过筛 选结果选择最优的分析条件。 *1本文使用了分析方法开发支持软件 “M eth o d Sc out i ng S ol u t i on ”。截止本文 发行时 ， “L abso lu ti on sTM MD”与 SFC 尚不兼容。 图1 分析方法开发支持软件的设置界面 芳樟醇异构体分析条件的筛选 芳樟醇分子存在两种异构体。各异构体的结构式如图2所 示。 在芳樟醇的对映体中，(+)-芳樟醇具有甜甜的水果芳香，橘 子精油中富含该物质。另一方面，(-)-芳樟醇具有类似薰衣草的 木质香气，薰衣草精油和柠檬精油中富含该物质。两个异构体 中均有能够令人心情舒缓的芳香成分，因此被用于化妆品、香 水和食品等多种用途。 本文中共对48种不同的条件进行了筛选，包括4种改性剂 和12种色谱柱。筛选条件如表1所示，得到的典型色谱图如图 3所示。 图2 芳樟醇的结构式 表1 改性剂和色谱柱的色谱条件 系统 NexeraUC 手性筛选系统 色谱柱 CHIRALPAKIA-3 (100 mm × 3.0 mml.D.， 3um) CHIRALPAK"IB-3 (100 mm × 3.0 mml.D.，3 pm) CHIRALPAK" IC-3 (100 mm × 3.0 mml.D.， 3 um) CHIRALPAKID-3 (100 mm × 3.0 mml.D.， 3 um) CHIRALPAKIE-3(100 mm ×3.0 mml.D.， 3 pm) CHIRALPAK IF-3 (100 mm × 3.0 mml.D.， 3 pm) CHIRALPAK"IG-3(100 mm × 3.0 mml.D.， 3 pm) CHIRALPAKAD-3 (100 mm × 3.0 mml.D.， 3um) CHIRALPAKAS-3(100 mm ×3.0 mml.D.， 3 pm) CHIRALPAKAY-3(100 mm × 3.0 mml.D.，3 pm) CHIRALCELOD-3(100 mm × 3.0mml.D.， 3 pm) CHIRALCELOJ-3(100 mm × 3.0 mml.D.， 3 um) 流动相A CO 流动相B 甲醇 乙腈 乙醇 2-丙烷 流速 1.5 mL/min 时间程序 B. 浓度 5%(0 min)→ 30%(5.01-6.0 min)→5% (6.01-8.0 min) 柱温 40°C 进样量 2 uL甲醇溶液 小瓶 岛津 LabTotal， LC 1.5 mL， 玻璃*2 BPR 压力 15 MPa 检测 UV 220 nm (带耐高压流通池的 PDA) T 2 P/N ：227-34001-01 图3 通过考察不同色谱柱得到的芳樟醇色谱图*3 (改性剂 ：甲醇) *3色谱图 的 比例相同 。 芳樟醇异构体分析条件的优化 筛选结果如图3的红框所示， 当改性剂为甲醇，色谱柱为 CHIRALPAK I G-3时，可以获得最佳分离效果。 此外，基于筛选的条件，在等强度洗脱条件下，对分析条件 进行了优化。结果仅用2.5分钟便成功分离出芳樟醇的对映体。优化后的色谱条件如表2所示，得到的色谱图如图4所示。 图 4 优化条件下的芳樟醇色谱图 香芹酮分子内存在两种异构体。各异构体的结构式如图5所 示。 香芹酮是绿薄荷的主要成分，具有清新的芳香，因此被用于 食品和牙 膏 等。 与上述芳樟醇相同，根据筛选结果，对分析条件进行了优化。结果仅用1.7分钟便成功分离了香芹酮的对映体。优化后的色谱 条件如表3所示，得到的色谱图如图6所示。 图 5 香芹 酮 的结构式 图6 香芹酮的色谱图 结论 本文介绍了使用 Nexera UC 手性筛选系统分离芳香成分的异 构体的示例。成功在几分钟内分离了芳香成分的异构体。通过方 法开发软件，可以节省分析条件研究的时间和精力，提升研究效 率 。此外，二氧化碳比 HPLC 所使用的许多有机溶剂价格更为便 宜，而且无需花费废液处理成本，因此有望降低分析的运行成本。 SFC 分析还可应用于分馏纯化处理。从分析到分馏纯化， SFC具 有广泛的适应性，有望为香料原料的开发做出贡献。 Nexe r a、Labso lu tion s 及 SHIMADZULabTotal 是株式会社岛津制作所在日本及其他国家的商标。 CHIRALPAK、CHIRALCEL 是株式会社 Daicel 的注册商标。 岛津企业管理(中国)有限公司 岛津(香港)有限公司 免责声明： *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 如有变动，恕不另行通知。 第一版发行日：2022年09月