氨基酸修饰的手性多酸的电子结构和光学活性的理论研究
光学异构体与修饰药效学的研究
光学异构体与修饰药效学的研究光学异构体是化学中的一个重要概念，指的是一种化合物分子具有的两种或以上的对映异构体，也就是左旋异构体和右旋异构体。
光学异构体的存在往往会影响化合物的活性、生物利用度、代谢速率等方面，因此对光学异构体进行研究和调控对于药物研究和合成来说尤为重要。
1. 光学异构体与药效学光学异构体对药效学的影响主要表现在以下两个方面：（1）对于生物活性的影响由于光学异构体形态上的不对称性，导致它们在生物的代谢反应中往往会表现出不同的效果。
例如苯达莫司汀就是一种常见的使用多种光学异构体的药物，其中的特定异构体具有明显的药效和治疗效果。
又如红霉素，其中的15位碳原子上还有一对手性中心，而15位去甲基化合物的药效不佳。
这些例子表明光学异构体的研究和筛选对于药物开发和设计来说至关重要。
（2）对于药物代谢的影响光学异构体在体内的代谢速度和产物往往也不相同。
一些研究表明，同一个药物的不同光学异构体进入体内后，它们的代谢酶丰度和作用也不一样，一些药物的光学异构体代谢产物可能会影响整个药物的药效和安全性。
因此，研究和选择合适的光学异构体是药物研发的必要步骤。
2. 光学异构体研究的重要性光学异构体的研究是化学领域中十分重要的课题，因为其研究成果可以应用于很多领域。
同时，光学异构体的研究也是目前药物研发中的一个关键领域。
具体而言，光学异构体研究的重要性表现在以下三个方面：（1）指导药物研发在药物研发中，选择最有效的光学异构体成为药物成分能够增加药物的疗效，减少不良反应。
药物研究人员可以利用光学异构体研究为新药的设计提供方向，用最小的成本成本创建出符合要求的化合物。
（2）提高药物治疗的成功率药物在体内的效果受到多种因素的影响。
其中光学异构体就是一个可能产生影响的因素。
药物研究人员可以通过光学异构体研究，尽可能减少药物的副作用，提高药物的疗效。
同时，光学异构体研究还可以帮助药物拓展适应范围，延长药物的使用寿命。
氨基酸手性色谱分离
218Univ. Chem. 2023, 38 (10), 218–224收稿：2023-01-26；录用：2023-02-13；网络发表：2023-02-28*通讯作者，Email:*******************.cn基金资助：国家重点研发计划(2018YFC1602400)•知识介绍• doi: 10.3866/PKU.DXHX202301022 氨基酸手性色谱分离杜瑾，石宜灵，唐安娜*，孔德明南开大学化学学院，分析科学研究中心，天津市生物传感与分子识别重点实验室，化学国家级实验教学示范中心，天津 300071摘要：光学活性和立体构象不同的氨基酸，具有不同的生理活性和作用，因此，实现氨基酸的有效手性分离具有重要意义。
色谱法是常用的氨基酸手性分离方法，具有分离效率高、速度快、灵敏、成本低和绿色环保等特点，在氨基酸手性分离和检测领域应用广泛。
本文综述了色谱法在氨基酸手性分离方面的最新进展，并对其发展趋势进行了展望。
关键词：氨基酸；手性分离；色谱法中图分类号：G64；O6Chiral Separation of Amino Acids by ChromatographyJin Du, Yiling Shi, Anna Tang *, Deming KongResearch Center for Analytical Sciences, Tianjin Key Laboratory of Biosensing and Molecular Recognition,National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education, College of Chemistry, Nankai University,Tianjin 300071, China.Abstract: Amino acids with different optical activities and stereo-configurations have different physiological activities and effects. Therefore, it is important to achieve the chiral separation of amino acids effectively. Chromatography is a commonly used method for the chiral separation and detection of amino acids, and is characterized by high separation efficiency, high speed, sensitivity, low cost, and environmental friendliness. In this paper, we review the recent progress of chromatographic methods in the chiral separation and analysis of amino acids and provide an outlook on their development trends.Key Words: Amino acids; Chiral separation; Chromatographic methods手性(Chirality)起源于希腊语，表达了某种化合物和其镜像化合物不能重叠的关系，正如人的左手和右手不能完全重叠(图1)。
手性选择剂及其在手性药物分离分析中的应用进展
表2 近年来被授权的有关食管给药的一些专利 处 方实 例 微乳(以硅树脂为基质的乳剂)用于减轻胃食管反流综合征的液体抗酸剂食管和胃肠道的长效保护剂(油包水型乳剂)用于减轻胃食管反流综合征的液体抗酸剂透膜给药的水不溶性处方用于减轻胃食管反流综合征的液体抗酸剂末端修饰的热敏型水凝胶用于减轻胃食管反流综合征的液体抗酸剂2%～50%胶态二氧化钛水溶液液体抗酸剂和硫糖铝海藻酸、黄胞胶、鹿角菜胶、聚葡甘露糖和聚半乳甘露糖等混合聚合物水溶液用于减轻胃食管反流综合征的液体抗酸剂口服的泡腾给药用于食管给药的一般药物 将HPC 和聚羧乙烯两种粘附材料和磁性颗粒相结合可用于食管给药,该技术已在家兔实验中获得证实。
然而,由于该处方不能吸附足够长的时间,因此该处方用于博来霉素治疗食管癌尚有不少困难。
同时已有研究表明,使用粘附性能更强的辅料,处方的吸附时间也会随之增加。
此外,使药物溶于唾液并使其产生高浓度,通过唾液局部作用于食管并延长与食管的作用时间可为食管给药提供另一方案,该方案的处方中包括锭剂和口香糖。
只是通常唾液通过食管很快,相应药物的作用时间也较短。
因此,将快速溶于唾液的药物和粘附型处方相结合将有可能实现食管粘膜给药。
3 结语食管生物粘附的固体给药比较常见,然而相应的片剂和胶囊也可能对食管造成一定的损伤,两者都有很多的研究和报道。
大多数情况下,人们寄希望于将食管给药系统用于食管癌、食管霉菌感染和食管运动功能障碍等疾病的治疗,口服食管粘膜给药系统的新制剂正在进一步的研究和开发中。
手性选择剂及其在手性药物分离分析中的应用进展申 睿综述 谢剑炜审校(军事医学科学院毒物药物研究所,北京 100850)摘要:色谱分离法是一种常用的手性拆分方法,它分为直接法和间接法。
近年来,采用手性选择剂进行手性拆分的直接法发展迅速,应用广泛。
本文则对几类常用的手性选择剂进行了综述,如环糊精、手性冠醚、大环糖肽类抗生素、线性多糖、蛋白质、手性表面活性剂及配体交换复合物等,阐述了其在药物手性分离分析领域中的应用和进展,并探讨了其手性识别机制。
生物化学第3章 氨基酸分析
180多种天然氨基酸； 20种蛋白质氨基酸
二、氨基酸的分类、性质
各种氨基酸的区别在于侧链R基的不同 20种蛋白质氨基酸按R的极性可分为非极性氨基酸、不带电荷极性氨基酸、 带正电R基氨基酸和带负电R基氨基酸
按R基的结构可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸及杂环氨基酸3大类
脂肪族氨基酸：一氨基一羧基（中性氨基酸）:含有硫
Cysteine Methionine (Cys，C) (Met，M)
(1) 两个半胱氨酸的巯基氧化生成二硫键，生成胱氨酸，Cys-S-SCys
(2) 蛋氨酸的甲硫基的硫原子有亲核性，容易发生极化，在生物合成
中是重要的甲基供体
脂肪族氨基酸：一氨基二羧基（酸性氨基酸）
水中心）
极性氨基酸侧链能与水形成氢键，易溶于水 带电荷和极性氨基酸一般位于蛋白表面 蛋白的活性中心：His，Ser，Cys
2.3氨基酸的分类——不常见蛋白质氨基酸
2.4氨基酸的分类——非蛋白质氨基酸
150 多种，不是蛋白质组成，但是有特定生理功能
（1）大多是L型α氨基酸衍生物
（2）有D型氨基酸 （3）还有β-、γ-、δ-氨基酸
四、氨基酸的化学反应
ɑ-氨基参与的反应: 亚硝酸、酰化试剂、烃基、 醛基氧化酶 氨基酸的 化学反应
茚三酮、肽键形成!
ɑ-羧基参与的反应： 成盐、成酯、成酰氯、脱 羧、叠氮
侧链R基参与的反应： 取决于R侧链的官能团
ɑ-氨基参与的反应:
与亚硝酸反应：
通过测定N2的量而计算氨基酸的量，可衡量蛋白质的水解程度 与酰化试剂反应： X=Cl, OH, -OCOR; 可多肽合成中保护氨基；丹磺酰氯可以与肽的N-端氨基 酸反应，生成丹磺酰-肽，水解得到有强烈荧光的丹磺酰-氨基酸，用电泳法 或层析法分析即可得知N-端是何种氨基酸，被广泛用于蛋白质N端测定。 烃基化反应：
有机催化导论第四章不对称催化
a） 不对称毒化 1986年由研究小组提出。采用光学活性分子作为毒化剂，通过分子识别使外消旋催化剂中的一种对映异构体，选择性中毒，失去活性，而另一种对映异构体成为催化反应的活性成分，因而生成光学活性产物。 局限性： 产物的光学纯度不可能超过使用光学纯催化剂时所得产物的光学纯度 b） 不对称活化 1997年由K. Mikami在Nature提出。一种外消旋催化剂或者光学纯催化剂可以被另一种手性活化试剂（Chiral activator）通过分子识别对映选择性活化，从而催化反应生成光学活性产物。 不对称毒化和不对称活化概念的提出，为手性催化的设计提供了一条更经济的途征，因为外消旋体催化剂的获得，比光学纯催化剂要容易得多。 优点：活化的催化剂比单独使用光学纯催化剂，可催化产生更高对映体过量的产物。
以15%ee（-）DAIB可以得到95%ee手性产物，表现出明显的不对称放大作用
例：烷基锌与苯甲醛的加成反应
不对称自催化（asymmetric auto-catalysis）
产物本身作为手性催化剂促进反应，完成产物的转化。 在不对称自催化反应中，手性催化剂和产物是相同的，反应后，无需分离产物和催化剂 例：2－烷基－５－甲醛基－嘧啶催化还原为嘧啶基烷醇
4.2.4 手性碳含N ，O，S等杂原子配体 ⅰ）氮，膦手性配体： 结构特点：含手性碳，配位原子为N（P）和P原子，分子含N，P原子 ⅱ）氮，氮手性配体： 结构特点：含手性碳，配位原子为N和N原子，分子含氮双齿配体
4.2.5 C2对称性配体
结构特点： SP2杂化成键的芳香环骨架，与脂肪族相比具有较高的稳定性 有卓越的空间效应 配位后生成七元环具有较大的刚性和高度扭曲构象
氨基酸修饰的手性多酸的电子结构和光学活性的理论研究
合成了（ Ｎ Ｈ ） （ Ｇ ｌ ｙ ． Ｇ ｌ ｙ ） Ｖ 。 Ｏ ２ ８ ・ ４ Ｈ Ｏ ， 该手性化合物在 医药方面有重要应用． ２ ０ ０ ２年， Ｎ ｇ 等 将 丙 氨酸 与钒酸 反应合 成 了皇冠 型手性钒 酸盐 ［ Ｖ Ｏ （ Ｏ Ｈ） 。 （ Ｏ ： Ｃ Ｃ Ｈ Ｃ Ｈ Ｎ Ｈ ） ・（ Ｓ Ｏ ） ］ ［ Ｎ ａ ］ ［ ｓ ０ ］ ・
－
１ ３ Ｈ ： Ｏ ．同年 ， Ｋ ｏ ｒ ｔ ｚ 等。 ＂ 合成 了丙 氨酸及赖 氨酸 与 ［ Ｘ Ｍｏ Ｏ ］ （ Ｘ＝ Ａ ｓ ， Ｓ ｂ ，Ｂ ｉ ， ｓ ｅ ， Ｔ ｅ ） 相 连
的手性多酸． ２ ０ ０ ６ 年， Ｗａ ｎ ｇ 等 将非手性 的 Ｋ ｅ ｇ ｇ ｉ ｎ 型多酸阴离子［ Ｂ Ｗ Ｏ ∞ ］ 和手性的脯氨酸一 铜配
多金属 氧酸盐 （ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｏ ｘ ｏ ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ａ ｔ ｅ ， Ｐ Ｏ Ｍ） 是一类 由具有 ｄ 【 ｌ 构型 的前过 渡金 属离 子 （ 通 常为 Ｖ ， Ｍｏ ”， Ｗ ） 通 过氧连 接 而成 的多核无 机簇合 物 ， 主要 的结 构单 元 ｛ ＭＯ ｝四 面体 和 ｛ ＭＯ ｝ 八 面体通 过 共 边 、 共 角或 共面 构筑成 不 同功能 和结构 的多 酸 阴离 子．多酸 化合 物具有 多样化 的分子 结构 及 独特 的物理 和 化学 性质 ，因此 在催 化 、 材 料化 学 以及 生物 医药领 域显示 出广 阔 的应 用前 景¨ ｊ ．１ ８ ２ ６年 ， Ｂ ｅ ｒ ｚ ｅ ｌ ｉ ｕ ｓ 将钼 酸铵加 入 到磷酸 中 ， 成功 地合 成 出第 一个 杂 多 酸 ，１ ２ ． 钼 磷 酸铵 ［ （ Ｎ Ｈ ） ， Ｐ Ｍｏ ０ ∞ ・ ｎ Ｈ ０］ ．至 此 ， 开启 了多 酸领域 研究 的大 门．随着对 多酸研 究 的深入 开展 ，发现 手性 多 酸在 催 化 、 化 工 工业 及 临床 分 析 等领域 具有 突 出优 势 ¨ ｏ １ “ Ｊ ， 从 而使 手 性 多酸 的制 备 以及 与 多 酸有 关 的 手性 结 构 的合 成 成 为研 究 热 点¨ ．合成 手性 多酸有 多种 方法 ， 如 构筑多 酸手性 框架 、 形 成缺位 以及 引入手 性配 体 官能 团或 手 性侧 链 及 立体 异构 中心等 ¨ ， 其 中较 为常见 的是 以多肽 作 为手 性 基 团直 接键 连 到 多酸 上 的方 法 ¨ ．通 过 氨基 酸修饰 得 到手性 多酸衍 生物 的实 验研究 也不 断取得 进展 ．１ ９ ９ ４年 ， Ｃ ｒ ａ ｎ ｓ 等¨ 利用 甘 氨 酸与 钒酸
DPPZ_铜_L_氨基酸配合物的电化学性质及SOD活性
1 实验部分
1 . 1 仪器与试剂 TES 1332A 型照度计 , 26W 节能冷光灯 , 501 型超级恒温器 , SVC 500 VA 高精密全自动交流稳压器. [ 9] [ 10] DPPZ 参照文献方法制备 , 配合物参照文献制备 , 天然 SOD 酶( 比活 6 000 μ / m g , 分子量 32 000, 纯度 98 %), L 氨 基酸 、NBT( 硝 基四氮唑蓝 )、 四甲基乙二胺和 VB2 ( 核黄素 ) 为生化试剂 , 其它试剂均 为分析纯 , 用前未做进一步处理 ; 整个实验过程均使用二次蒸馏水 . 1 . 2 配合物的电化学性质测定 在氮气保护下 , 用 0 . 1m o l /L高氯酸四丁基胺 (TBAP) 作为支持电 解质 , 利用辰华 660 C 电化学工作站测定 1 × 10 1 . 3 配合物的 SOD 活性测定 用 p H = 7 . 8 的磷酸缓冲液配制 含 6. 80 ×10
O 2
使 NBT( 氯化硝基四氮唑蓝 ) 还原为蓝紫色的化合物甲 NBT + O2
-
,
kN
甲
( fo r m azane)
第 1期
林庆斌等 : D PPZ铜 (Ⅱ )L氨基酸配合物的电化学性质及 SOD 活性
7
甲
在 560 nm 处有最大光吸收 , 且吸光度与其浓度成正比 , 因此不同时间吸光度 A560对时间 t作图可得
2H 2 O(1), [ Cu(DPPZ)(LIle)] C l O4
1 . 5H 2 O(3) (DPPZ = 二吡啶并 [ 3, 2a:2’ , 3’ c] 吩嗪 , LV al = L缬氨
酸 , LIle =L异亮氨酸 , LTy r = L酪氨酸 )在水溶液中的 SOD 活性 , 并用循环伏安法研究了配合物的电化学性 质 . 结果表明 , 三种配 合物均 具有良 好的 SOD 活性 , 表 观催化 速率常数 分别为 2 . 27 ×107 , 1 . 46 ×107和 1 . 23 ×107 m o l- 1 L s- 1 . 文献标识码 : A 文章编号 : 1008 - 1011(2007)01 - 0005 - 04 关键词 : 铜; 配合物 ; 二吡啶并 [ 3, 2a:2’ , 3’ c] 吩嗪 ;L氨基酸 ; 循环伏安 ;SOD 活性 中图分类号 : O 641. 4
氨基酸的简介
2、苯异硫氰酸酯(PITC)与氨基得反应。 (Edman试剂,测定氨基酸序列)
3、丹磺酰氯与氨基酸得反应(生成荧光 性强和稳定得磺胺衍生物,常用于蛋白质 和氨基酸得微量分析)
非极性氨基酸(八种)
不带电何得极性氨基酸(八种)
带负电荷得氨基酸(2种)
带正电荷得氨基酸(2种)
1、2、3 不常见蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基 酸
有些蛋白质中还含有少数特殊得氨基酸,称为蛋 白质得稀有氨基酸。这些氨基酸都就是正常氨 基酸得衍生物,如弹性蛋白和胶原蛋白中得4-羟 基脯氨酸和5-羟基赖氨酸;肌球蛋白和组蛋白中 含有6-N-甲基赖氨酸;凝血酶原中存在γ-羧基谷 氨酸;酪蛋白中存在磷酸丝氨酸;哺乳动物得肌肉 中存在N-甲基甘氨酸等。蛋白质中得稀有氨基 酸在遗传上就是特殊得,因为她们没有三联体密 码,所有已知得稀有氨基酸都就是在蛋白质合成 后,在常见得氨基酸得基础上经过化学修饰而形 成得。
氨基酸的简介
1、1 氨基酸得一般结构 1、2 氨基酸得分类 1、3 氨基酸得酸碱化学 1、4 氨基酸得特征化学反应 1、5 氨基酸得光学活性和光谱性质 1、6 氨基酸混合物得分离分析
1、1 氨基酸得一般结构
特征: α-碳(与羧酸相邻得碳,Cα )上都有一个氨 基( α-氨基酸 ),此外, Cα 还结合着一个H原子和 一个侧链基团(R)
甘氨酸得解离与等电点——滴定曲线
当甘氨酸在酸性溶液中,她就是以带净得正电荷得形 式存在得,可以看作就是一个二元弱酸,具有两个可 解离得H＋,即－COOH和-NH3+上得H＋。根据上述 甘氨酸得解离方程可得到:
K1、K2为解离常数,当达到等电点时, [Gly+ ]＝ [Gly－ ],即:
则:K1K2=[H+]2 方程两边取负对数: pH=1/2*(PK1+PK2)
胺和酯的动态动力学拆分
胺和酯动态动力学拆分动态动力学拆分就是手性催化剂和一对对映异构体反应时，由于空间位阻的匹配限制，和这对对映异构体中的一个反应速度较快，这样就使另一个异构体得到富集。
如果在反应进行到某个特定阶段，这个残余没有反应的异构体的光学活性达到最高值，就起到了拆分的目的。
这叫动力学拆分，即通过一对对映异构体在手性环境中进行同一个反应的动力学方面的差异实现拆分的过程。
动态动力学拆分是指，在上述动力学拆分过程中，残余的异构体在反应条件下发生消旋化，最终使这对异构体全部转化为具有一定光学活性的产物的过程。
今天我将近期看的几篇关于动态动力学拆分的文献摘抄如下。
Vikram Bhat用手性的溴化物不对称合成了QUINAP[1],该化合物用于酶联免疫吸附测定,免疫印迹,抗体生产,蛋白芯片技术，所以具有广阔的应用前景。
研究员用溴化物在磷化氢手性配合物及Pd[P(o-tol)3]2为催化剂与二苯基膦反应生成目标产物。
研究人员发现当催化剂是0.05mol，手性配体是0.1mol，二苯基膦为1.5equiv时，ee值达到96%。
Peter dman研究员用醛醇和乙烯丁酸盐用CAL-B做手性配体合成了产物[2]。
CAL-B在反应中表现了良好的对应选择性，温度升高对结果影响也很大，研究人员还试验了包括6-甲基-3-酰基-5-庚烯在内的多种相似反应物，均取得良好的实验结果，ee值在94%以上。
Robert W. Clark 研究了不同碳原子数，不同R 基时的拆分效果，通过优化反应，寻找出最佳实验条件，发现当n=1，R 为烯丙基，催化剂为苯并四咪唑(benzotetramisole )，二异丙基-3-苯胺提供碱环境时，-78℃和THF 条件下，产物(S)-6的产率最高可达98%，ee 值达90%，拆分效果较好[3]。
()n BenzotetramisolePh 3SiClO HO R ROiPr 2NEt THF, -78℃()n O HOR RO()nO Ph 3SiO R RO+(rac )-6(S)-6Scott G . Nelson 研究了环丁内酯β位不同的取代基的拆分效果，以PS 脂肪酶为催化剂，应用动力学拆分，优化了反应条件，结果发现底物为β-环丁内酯，丙醚为溶剂，苯甲醇和35℃的条件下达到最佳拆分效果，产物(R)-3的产率达44%，ee 值达99%，此方法具有反应条件温和，副反应较少，能耗低等优点[4]。
手性药物拆分技术研究进展—
药物分析实验论文手性药物拆分技术研究进展专业制药工程班级制药工程101班姓名苏阳学号 3100822018二零一三年七月目录手性药物拆分技术研究进展 (1)摘要 (1)1. 结晶法 (2)2. 组合拆分 (5)3. 复合拆分技术 (5)4. 色谱拆分技术 (6)5. 手性液－液萃取拆分法 (9)6. 膜分离法 (9)7. 酶法拆分技术 (10)8. 总结与期望 (10)手性药物拆分技术研究进展苏阳（西安理工大学应用化学系，西安 710048）【摘要】手性药物在当今世界的药物市场上发展十分迅猛，其根本原因即为当下很多手性药物都具有非常高的药理活性，在对抗一些恶性疾病上发挥着重要的作用。
而由于手性物质的不同对映体对生物体的生理活性有差异，这种差异不但遏制了手性药物的发展，更让人们付出了极大的代价。
基于此，手性药物的合成、分离又变得火热起来。
本文目的即在于综述前人对手性药物的分离方法，如色谱法、结晶法等，总结各种方法的优缺点，并关注当今世界前沿的拆分新技术，以求让手性药物能更好地为人类服务。
关键词：手性药物；拆分分离；外消旋体；Advances in the chiral drug resolutionsSU Yang(Faculty of Applied Chemistry, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048China)Abstract There is a fast development of chiral drugs in the modern medicine market throughout the world, for the essencial reason that so many chiral drugs have a high performance in treating diseases, which other ingredients can’t replace. Whereas the chiral substances, which is called raceme, contain two different enantiomorphs that have distinctive effect on our body. Based on the condition, the essay is to trace the approaches that have discovered for separation as well as the lastest technology of chiral drugs’split. All in all, my aim is to make a clear summary of every way for its disadvantages or drawback and make the full use of the chiral medicine.Key Words: chiral drug; separation ; raceme;所谓手性，是指其分子的立体结构与它的镜像彼此不能互相重合的性质；而对映体则是指互为镜像关系且不能重合的一对分子。
氨基酸手性拆分研究进展
氨基酸手性拆分研究进展摘要：氨基酸广泛应用于医药、食品及化妆品等行业。
大多数氨基酸含有手性中心，存在D型和L型对映异构体。
这两种异构体的生理作用多数情况下是不同或完全相反的。
人工合成的氨基酸大多为外消旋体，必须手性拆分。
本文综合国内外最新研究成果，对氨基酸拆分技术做了较系统综述。
关键词：氨基酸；手性拆分；研究进展引言自20世纪20年代L一谷氨酸钠开始应用以来,人们对氨基酸的利用开发日新月异,特别是近10多年来,氨基酸产品倍受人们关注,其应用更加广泛。
为了更好的借助氨基酸对映体了解生命过程中药物作用的化学基础与生物基础,氨基酸的手性拆分已经引起了国内外广大专家学者的广泛关注,成为了对映体拆分的研究热点。
目前,针对外消旋体的拆分已开发了优先结晶法、形成非对映体立体异构体结晶法、酶促法、色谱法、毛细管电泳法、膜拆分法和萃取法等。
膜拆分法由于具有易于放大、可连续操作和能耗低等特点,所以被认为是一种极具潜力的大规模拆分手性物质的方法。
关于手性拆分的膜分离技术,按膜的形态可分为液膜拆分技术和固膜拆分技术,而手性液膜由于均存在稳定性差的缺点,所以其应用受到了很大限制。
为了获得更稳定的手性拆分系统,人们把更多的注意力投向了固膜拆分技术。
本文研究的正是一种吸附选择型手性拆分固膜,可以用于氨基酸对映体的拆分,同时实现高选择性和高处理量的手性拆分过程,在获得单一光学纯度手性分子的研究中具有重要科学价值和理论意义。
1 氨基酸的手性拆分方法1.1 间接法手性衍生化试剂法（Chiral derivatize tionreagents，CDR），又可被称为间接法。
该方法主要是利用含有手性中心的衍生化试剂对需要拆分的手性化合物进行衍生化，使手性分析物转变成非对映异构体，从而可在非手性柱上实现分离。
常用的手性衍生化试剂包括：异氰酸酯和异硫氰酸酯类、以苯并噁唑和苯并呋喃为母体类、萘衍生物类、三氟甲基磺酸酯类等。
手性衍生化试剂分子中一般含有发色团（紫外、荧光），因此间接法通常灵敏度高。
手性氨基酸的制备及生物活性研究进展
手性氨基酸的合成及生物活性研究进展专业:物理化学学号:M110393 姓名:秦锦摘要:综述了近年来手性氨基酸的制备方法及其生物活性,包括化学拆分法、不对称合成法、结晶法、微生物法、酶法、配位萃取法、膜拆分法以及色谱法等制备方法,还介绍了手性氨基酸作为手性药物的生物活性作用,并对其研究的前景进行了展望。
关键词:手性,氨基酸,制备,拆分,生物活性随着人们对手性氨基酸的深入研究,发现有些物质的D-(-)-异构体和L -(+)-异构体在生物体中的活性差异很大。
对这一问题的探讨,有助于了解生命过程中药物作用的化学基础与生物基础。
本文综述了近年来手性氨基酸的制备方法及其生物活性作用,并展望了其研究的前景。
1 手性氨基酸化合物的制备方法1.1 化学拆分法DL-对羟基苯甘氨酸可用化学拆分剂进行拆分,常用的拆分剂有溴化樟脑磺酸a-苯基乙胺,酒石酸,脱氢枞胺等。
Yamada S.等用溴化樟脑磺酸(d-BCS)作为拆分剂,对DL-对羟基苯甘氧酸进行拆分,D-对羟基苯甘氨酸的收率可达92%。
但此法反应步骤长、收率低,关键是选择使用周期长、回收容易的拆分剂。
严兆明等应用嗜热菌蛋白酶通过酶促由DL-苯丙氨酸-I-C与Z-L-广丙氨酸合成Z-L-Ala-L-Phe-OMe(1-C)二肽,藉此达到消旋苯丙氨酸的拆分,然后将二肽用嗜热菌蛋白酶在N-甲基吗啉缓冲溶液中进行酶促水解反应,从而获得L-苯丙氨酸。
Umemura等开发了由麦芽假丝酵母不对称降解DL-丙氨酸生产制备D-丙氨酸的实用工艺。
最适降解条件为3O摄氏度、pH6.0、通风量1.0vvm和振荡(1200r/min)。
此工艺在200g/L DL-丙氨酸规模下,L-丙氨酸在40h内完全降解,剩余的D-丙氨酸可很容易地从反应混合液中分离出来,最终可得99.0%的化学纯和99.9%旋光纯度的D-丙氨酸90g。
Yokoaeki等以醛为原料,经Bucherer反应合成DL-5-取代乙内酰脲,然后用恶臭假单胞菌的二氢嘧啶酶催化选择性水解为N-氨甲酰D-氨基酸,再经化学法或酶法脱氨甲酰基得D-氨基酸,拆分DL-5-对羟基苯乙内酰胺生产D-对羟基苯甘酸,由30 g/L DL-5氨-对羟基苯乙内酰胺生产D-对羟基苯甘氨酸,收率达92%。
氨基酸作为手性源在有机合成中的应用
氨基酸作为手性源在有机合成中的应用摘要：手性氨基醇是一类重要的具有光学活性的手性化合物。
由于氨基醇分子中具有良好配位能力的N原子和O原子，可与多种元素形成络合物，是合成手性催化剂或配体及某些手性化合物的重要手性源，因此被广泛应用于精细化工、材料、医药、生物学等有机合成和药物中，如苏氨醇、丙胺醇、苯丙氨醇等已被应用于多肽类药物和喹诺酮类手性药物中。
手性氨基醇具有很高的立体选择性和催化效率，最成功的是广泛应用于醛的催化不对称烷基化、芳基化以及不对称迈克尔加成等一系列反应中。
因此，研究手性氨基醇的合成，具有很强的实际应用价值。
关键词：氨基酸；手性源；有机合成；应用1手性氨基酸与手性氨基酸药物中间体的合成及应用手性氨基酸是合成多肽和内酰胺类抗生素等药物的重要原料，其在药物合成、食品添加剂、新材料合成和精细化学品的开发等方面都有巨大的应用前景。
为此，中国科学院成都有机化学研究所的王立新等人在手性氨基酸及手性氨基酸合成方面做了一系列卓有成效的工作，如用固定化青霉素酶（PGA）法制备了一系列非天然手性-氨基酸；创立了高质量医药级-L-缬氨酸的固定化酶法制备新技术；抗丙肝药物特拉匹韦及伯克匹韦、抗艾药物阿扎那韦共性中间体的合成；新型抗血小板药物替卡格雷-氯吡咯雷的合成；喹诺酮抗菌药超级沙星-西他沙星的合成；“重磅炸弹”级抗糖新药—西他列汀系列药物的合成及技术开发；GABA类药物的合成；高效低毒农药L-草铵膦和DL-草铵膦的生物催化及有机合成共性关键技术开发等等[7]。
该系列研究将在医药、农药、材料科学、生命科学、环境科学的研究中得到应用。
2氨基酸作为手性源在有机合成中的应用2.1结晶拆分结晶法具有操作简单、产品纯度高、易于实现工业化生产的优点，缺点是适用于结晶拆分的化合物较少。
过去认为，适合于结晶拆分的化合物应为外消旋混合物(conglomerate)，而外消旋混合物在所有晶体外消旋体中仅占5%～10%。
但优先富集现象的发现，打破了这一传统观念。
铜纳米金属手性向列液晶相的合成及其手性光学性质的研究
摘要由于手性贵金属纳米结构在生物传感、不对称催化及光学器件等方面具有广泛的应用，使得关于其自组装合成及光学性质的研究备受关注。
在众多的手性等离子体纳米结构中，贵金属纳米基元形成的手性向列型液晶因其独特的微观结构和物理性质而具有极其重要的研究潜质。
本论文以两种新颖的铜纳米结构形成的手性向列型液晶相为基础，通过引入不同浓度的半胱氨酸手性分子对其进行表面修饰，最终形成新的向列型手性液晶相。
我们将重点介绍铜纳米线（片）手性向列型液晶相的自组装合成及氨基酸分子对其手性结构及光学活性的影响。
本文中的主要工作：第一章，对贵金属纳米结构材料目前的整体发展状况及手性光学性质的研究做了详细的阐述。
具体包括：手性光学活性基础，液晶材料的研究进展及手性等离子体纳米材料的的进展、特性及应用。
第二章，深入研究亲水性铜纳米线手性向列型液晶相的自组装合成及氨基酸对其表面物理化学性质的影响。
发现这种铜纳米线可在多种溶剂中自发形成手性向列型液晶结构，吸附半胱氨酸后铜纳米线表面性质发生较大变化，而其它氨基酸的影响较弱。
更为有趣的是加入的半胱氨酸后，手性信号依然存在，并在半胱氨酸的浓度达到2.5mM时，手性信号最强，这表明在此浓度下（2.5mM）亲水性铜纳米线的手性向列型液晶结构依然存在。
但是，当手性分子半胱氨酸浓度从2.5mM增加到更高时，亲水性铜手性纳米液晶相结构随着浓度的增加逐渐被破坏，手性信号减弱，表明随着吸附半胱氨酸的量继续增大时，液晶结构将被逐渐破坏。
同时，通过使用疏水性铜纳米线进行了比较，发现亲水性铜纳米线-半胱氨酸手性复合物由于其独特的表面态表现出更强的光学活性。
第三章，铜纳米片也可自发形成手性向列型液晶相，在半胱氨酸的作用下，手性信号发生移动并得到加强，其光学活性的变化源于半胱氨酸的吸附改变了铜纳米片间的相互作用，但它们之间的相互作用的改变并没有破坏手性向列型液晶相的形成。
这再一次证明了可通过控制半胱氨酸的浓度实现对其光学活性的调控。
组氨酸修饰及其调控机制的研究
组氨酸修饰及其调控机制的研究生物体内的蛋白质分子都需要在特定的位置上发生一定的化学修饰，以实现其特定的生物功能。
其中，组氨酸修饰指的就是一种常见的蛋白质修饰方式，它与细胞周期、细胞分化、细胞凋亡等生物学过程密切相关。
组氨酸修饰即将甲基转移酶作用于组氨酸上，使其发生N ε-甲基化，从而改变蛋白质的结构和化学特性。
在生物体内，组氨酸N ε-甲基化水平的调控非常重要，包括它的靶基因、作用因子和调控机制等都是研究的重点。
近年来，组氨酸N ε-甲基化水平的调控机制逐渐得到了深入研究。
研究发现，在生物体内，组氨酸N ε-甲基化的水平可以通过多种途径进行调控。
其中，最值得关注的是从非编码RNA参与的调控。
大量实验证明，某些非编码RNA可以作为一种底层调控机制参与到组氨酸Nε-甲基化的调控过程中。
这些非编码RNA通过与DNA结合并驱动表观遗传变化，从而招募组氨酸N ε-甲基转移酶到靶基因上，完成其特定的生物功能。
不同种类的非编码RNA也存在于不同的生物学过程中，如细胞周期、细胞分化、细胞凋亡等，因此其与组氨酸N ε-甲基化的关系非常值得深入探究。
当然，组氨酸N ε-甲基化的水平还受到一些其他因素的调控。
例如，甲基化酶的表达水平、靶基因的启动子状态、核小体的重构等等，这些因素都可以影响组氨酸N ε-甲基化水平的调控。
除此之外，组氨酸N ε-甲基化水平还受到某些外源性物质的影响。
例如，环境因素导致的细胞应激，如氧化应激、热应激和酸碱度变化等等，都可能通过改变细胞内氧化还原状态或各种离子的浓度，从而对组氨酸N ε-甲基化进行调控。
总之，组氨酸N ε-甲基化是一种非常重要的蛋白质修饰方式，其调控涉及的因素非常复杂。
虽然我们已经探究出了其大致的调控机制，但在实际应用中仍然需要更加深入的研究。
未来，我们将继续深入探索组氨酸N ε-甲基化的调控机制，希望能在医学、生物学等诸多领域中有所突破。
多肽药物氨基酸手性分析(LC-MS法)
多肽药物氨基酸手性分析(LC-MS法)多肽药物是由多个氨基酸通过肽键连接而成的生物活性分子，通常来说，它由10~100个氨基酸连接而成，相对分子质量低于10000。
多肽药物大多来源于内源性肽或者天然肽，因此对人体没有副作用或者副作用很小。
相比于蛋白类药物，多肽药物还具有稳定性好、纯度高、生产成本低、免疫原性低等优势，加上多肽合成技术的快速发展与成熟，使得多肽药物成为近些年生物药研发的焦点。
目前，多肽药物已广泛应用于肿瘤治疗、自身免疫性疾病以及某些心血管疾病、糖尿病等的诊断和治疗，具有广阔的应用前景。
多肽药物通常由L-型氨基酸构成，D-型氨基酸在生物体内相对少见。
二者结构相似，但立体结构存在较大差异，因此对生物体产生的效应也就不同。
多肽药物的药效通常与其与生物体内特定的受体或酶的相互作用有关，而受体或酶对手性非常敏感。
因此，如果多肽药物中的氨基酸手性与受体或酶的要求不匹配，药效可能会受到较大影响。
生物制品表征氨基酸手性分析示意图。
液相色谱质谱联用技术（LC-MS）是一种强大的分析方法，结合了液相色谱技术和质谱技术的优势，其在多肽药物氨基酸手性分析中发挥着强大的功能，LC-MS能够准确测定氨基酸的手性构型。
通过LC-MS的检测，可以获得每个氨基酸峰的峰面积和峰高度，从而计算出它们的相对含量和手性纯度。
多肽药物氨基酸手性分析LC-MS法的优点如下：首先，LC-MS方法具有高分辨率和高灵敏度，能够准确测定多肽药物中氨基酸的手性构型。
其次，LC-MS方法可以同时分析多个氨基酸，提高分析效率和样品通量。
此外，由于质谱技术的应用，LC-MS能够提供关于氨基酸结构和序列的额外信息，有助于对多肽药物的质量控制和结构确认。
百泰派克生物科技（BTP）采用ISO9001认证质量控制体系管理实验室，获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务。
我们基于高通量质谱平台分析，为您提供高效精准的一站式氨基酸手性分析服务，只需要将您的实验目的告诉我们并寄送样品，百泰派克生物科技负责所有项目后续，包括样品处理、上机分析、数据分析和项目报告。
生物传感器-刘国庆
α-羟基羧酸
手性胺和 氨基醇
糖类
荧光识别
手性醇
研究进展
实例一
1978 年Irie 等报道了N , N-二甲基-α-苯乙胺(G1) 的对映体对1 ,1′- 联萘 (1) 的荧光猝灭作用。在正己烷溶液中,1 ,1′- 联萘对N , N-二甲基-α-苯乙 胺的手性荧光识别度为1.90 ,而在乙腈溶液中,这一数值为1 ,即没有识别度。 注这：说手明性了识溶别液荧极光性度对识别度的影响. =kq ( C-S)/kq (C-R)
手性荧光传感器
当荧光传感器分子的分子识别部分具有手性单元,与手性客体的对映体作 用能够引起分子荧光性质有差异的变化时,即为手性荧光传感器。
引言
• 客体分子对主体分子荧光强度的增强或猝灭效率用不同的常数来表征, 当客体分子猝灭主体分子的荧光时,很多猝灭过程满足Stern-Volmer 方程 :
I0/I = 1 + KSV [ Q] = 1 + kqτo [ Q ]
引言
在与手性胺、氨基醇、氨基酸、α-羟基羧酸、手性醇和单糖等 手性化合物相互作用时,该荧光化学传感器在不同识别位点接受 客体分子,通过光诱导电子转移(PET) 及电子交换能量转移 (EET)等引起共轭高分子内能级的变化,使得所有这些相互作用 十分灵敏地在其发光强度和能量上反映出来,具体表现在化学传 感器荧光光谱增强或减弱以及发射波长的变化特征上。
3 没有对映体识别能力是因为胺的振动,
( R)-2而对在G2中1 这的种手振性动荧因光为识与别硅土度的为结1合.3而,受( S到)限-2制对。G1的手性荧光识别为1.2。而 在甲醇溶联3液萘对环中G1的没比一有2面手有被性更硅识好土的别遮荧度挡光不。敏能虽感快然性速G是有1因效对为与32胺的中基猝灭度是对2 的两倍, 3 在苯溶液中对G1发没生有能对量转映移体反荧应光。识别能力。
第十章 酶的催化机理-14.9解析
Asp发生电离；Glu35质子化 。 带负电的Asp52通过静
电吸引能稳定C-1位显现 的正电荷；质子化的 Glu35能同氧阴离子形 成氢键，或供出一个质 子和它的电荷。
氧碳之间的键断开所需 的活化能减小，糖苷键 进入转换态，可很快被 水解。
2、丝氨酸蛋白酶
二异苯氟磷酸是该 酶的不可逆抑制剂
金属离子以5种方式参与催化： ① 作为Lewis酸起作用 ② 与底物结合，促进底物在反应中正确定向
③ 作为亲电催化剂，稳定过渡态中间物上的电荷
④ 通过价态的可逆变化，作为电子受体或电子供体参与 氧化还原反应
⑤ 酶结构的一部分
碳酸酐酶的金属催化机制
共价催化
共价催化是指酶在催化过程中必须与底物上的 某些基团暂时形成不稳定的共价中间物的一种 催化方式。许多氨基酸残基的侧链可作为共价ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ催化剂，例如Lys、His、Cys、Asp、Glu、Ser 或Thr，此外，一些辅酶或辅基也可以作为共 价催化剂，例如硫胺素焦磷酸（TPP）和磷酸 吡哆醛。
能来源。
专一性
高效性
支持过渡态稳定学说的证据
根据过渡态的结构设计的过渡态类似物可作 为酶的强抑制剂，抑制效果远高于竞争性抑 制剂。
利用过渡态类似物作为抗原或半抗原，去免 疫动物，由此产生的抗体可能有类似酶的催 化作用。
脯氨酸消旋酶的过渡态及其过渡态类似物抑制剂
可卡因
抗 体 酶
水解
筛选
免疫动物 产生抗体
pH对溶菌酶活性的影响
金属催化
近三分之一酶的活性需要金属离子的存在，这些酶分 为两类，一类为金属酶，另一类为金属激活酶。前者 含有紧密结合的金属离子，多数为过渡金属，如Fe2+ 、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+或Co3+，后者与溶液中的金 属离子松散地结合，通常是碱金属或碱土金属，例如 Na+、K+、Mg2+或Ca2+。
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氨基酸修饰的手性多酸的电子结构和光学活性的理论研究
作者：迟佳姝， 桑园美， 颜力楷， 苏忠民， CHI Jia-Shu， SANG Yuan-Mei， YAN Li-Kai， SU Zhong-Min 作者单位：东北师范大学化学学院,功能材料化学研究所,长春130024
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引用本文格式：迟佳姝.桑园美.颜力楷.苏忠民.CHI Jia-Shu.SANG Yuan-Mei.YAN Li-Kai.SU Zhong-Min氨基酸修饰的手性多酸的电
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