手性色譜

手性色譜

採用手性固定相或添加了手性試劑的流動相進行手性異構體(對映體)分離的色譜技術。液相色譜和氣相色譜都可以進行手性異構體分離。它利用手性固定相或手性流動相中的手性試劑與被測手性異構體分子的空間和特異相互作用的差異,將對映體拆分開。手性色譜在生物和醫藥領域具有重要套用。

基本介紹

  • 中文名:手性色譜
  • 外文名:chiral chromatography
  • 技術:手性異構體分離的色譜技術
  • 套用領域生物醫藥
手性藥物,手性藥物分離方法,簡介,手性固定相法,手性流動相法,手性衍生化法,

手性藥物

化合物中某個碳原子上連線4個互不相同的基團時,該碳原子被稱為手性碳原子或手性中心,分子中含有手性中心的藥物稱為手性藥物。
手性藥物一般用左旋體(levorotatory)或右旋體(dextrotatory)表示,左旋體在藥物名稱前冠l-或(一)-;右旋體冠d-或(+)-;左旋體和右旋體的等量混合物稱為外消旋體(racemate or racemic mixture),名稱前冠(dl)-或(±)-。對於糖類、胺基酸等立體化學構型,也可以用D型和L型表示;按照手性中心連線取代基原子序數排列順序,也有用R型、s型表示的。
目前臨床套用的手性藥物中,除天然和半合成藥物外,人工合成的手性藥物仍以外消旋體為主。然而在外消旋體藥物中各對映體間的藥效學,藥動學以及毒性常有很大差異。很多情況是一種對映體有活性,而另一種沒有或活性很低,甚至有較大毒性。因此有必要研究建市快速、準確、靈敏、簡便的分離分析對映體藥物的方法。

手性藥物分離方法

手性藥物分離方法很多,其原理大都是將對映體的混合物轉換成非對映體異構體,然後再利用它們理化性質上的差異使之分離。主要可分為兩大類,即色譜法與非色譜法。非色譜法主要有結晶法,也包括微生物或酶消化法。但是這些方法耗時較長,過程複雜,純度較差,且難於進行微量分離和測定,具有局限性。色譜法成為目前手性藥物分離分析的主要方法,包括薄層色譜、氣相色譜、高效液相色譜、超臨界流體色譜和毛細管電泳等。

簡介

手性色譜法(chiral chromatography)是20世紀80年代以後發展起來的利用手性固定相(chiral stationary phase,CSP)或手性流動相(chiral mobile phase,CMP)以及手性衍生化試劑(chiral derivazation reagent,CDR)分離分析手性化合物的對映異構體的色譜方法。GSP和GMP法稱為直接法;CDR法稱為問接法。
性色譜法的基本原理是對映異構體與於性選擇物(固定相或流動相添加劑)作用,形成瞬間非對映立體異構“配合物”,由於兩對對映異構體形成的“配合物”的穩定性不同,而得到分離。

手性固定相法

手性固定相(CSP)可直接與對映體作用生成穩定性不同的複合物,導致兩對映體的色譜行為產生差異,從而達到分離的目的。目前市售的手性固定相有100多種,按其在分離過程中與對映體相互作用的類型可分吸附型、模擬酶轉移型、電荷轉移型、配體轉換型等;按固定相材料,分為Pirkle型、蛋白質類、胺基酸類、纖維素類、環糊精類、冠醚類、聚醯胺類、聚氨酯類等。CSP法適合於不含活潑反應基團的化合物。製備分離方便,定量準確。

手性流動相法

指在流動相中加入手性添加劑,使其與待測物形成非對映體複合物。根據其穩定常數的不同而分離。手性添加劑有:
1、環糊精類試劑
其手性識別主要來自環內腔對芳烴或脂肪烴側鏈的包合作用及環外殼上的羥基與藥物對映體發生氫鍵作用。環糊精分為α、β、γ三種類型,其空腔大小作用不同。α-環糊精適合於相對分子質量較小的對映體分析;β-環糊精對形成包合物有最佳大小的空腔,適合於多數對映體的位阻和電子特徵,套用廣泛;γ-環糊精則適合於較大分子對映體分析。
2、手性離子對試劑
荷電藥物能與手性離子對締合成電中性配合物,即離子對與固定相作用,其保留特徵取決於離子對濃度和種類,同時亦受外加的手性配位劑控制。常用的手性離子對試劑有奎寧、奎尼丁等。本法適用於正相色譜,固定相可為矽膠、氰基丙基矽膠等,多用於有機酸鹼的分離
3、配基交換型添加劑
配基交換原理是在流動相緩衝溶液中加入金屬離子和配位體交換劑,形成二元配合物,藥物對映體再與其形成穩定性不同的三元配合物而達到手性分離。配給交換系統使用水性流動相。若在流動相中加入有機改性劑(如甲酸、乙腈等),可使疏水性藥物保留時間減少,提高分離度。常用的手性配合試劑多為胺基酸及其衍生物,如L-脯i氨酸等。配位金屬離子有Cu2+、Zn2+等。用於分離胺基酸及其衍生物、氨基醇、多巴胺等。CMP法優點是不必柱前衍生化,對固定相也無特定要求,樣品的非對映異構化配合物具有可逆性,簡便、經濟、易行。

手性衍生化法

對於某些不宜直接分離的藥物,可使對映體與手性試劑反應,生成相應的非對映異構體對。其過程可表示為:
反應過程反應過程
式中SE為光活性試劑,也稱“選擇器”;SA為手性溶質,也稱“選擇靶”。
本法特點是:
①需要高光學純度的手性衍生化試劑;
②手性試劑和反應產物實驗條件下穩定;
③藥物對映體結構中應具有可供衍生化的官能團;
④反應產物要有較高的分離效率;
⑤手性試劑應具有UV或螢光等敏感的結構。
常用的手性衍生化試劑有:
①羧酸衍生物類,如醯氯、磺醯氯、氯甲酸酯等是可與胺、N一胺基酸和醇類反應生成非對映異構化衍生物。
②胺類,一般要求其應具有苯環、萘環、蒽環結構,以提高檢測的靈敏度。主要用於羧酸基、胺基酸、醇和芳基丙酸類非甾體抗炎藥物、類萜酸等。
③異硫氰酸酯和異氰酸酯類,如苯乙基異氰酸酯(PEIC)、萘乙基異氰酸酯(NEIC)等,可與大多數醇類及胺類化合物反應生成氨基甲酸酯類和脲的DSTM而被分離,廣泛用於胺基酸及其衍生物、兒茶酚胺類、苯丙胺類、麻黃鹼類、醇類、腎上腺素拮抗劑等藥物的分離分析。
④光學活性胺基酸類,光學純胺基酸及其衍生物是最早使用的色譜手性試劑,廣泛用於胺、羧酸及醇類藥物,尤其總胺基酸類化合物的手性分離。

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