手性药物拆分及分析技术PowerPoint演示文稿.pptx
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手性药物拆分技术及分析
毛细管电色谱(CEC)
是HPCE和HPLC的杂化体,可以灵活地将 手性固定相引入方式、流动相添加剂和 驱动方式几种因素相互组合出多种分离、 操作模式;和HPLC相比所需固定相和样 品量也大大减少、克服了电泳模式的不 足,兼具HPLC分配机理和HPCE电迁移特 征。
分子印迹技术(molecular imprinting)
手性试剂衍生化法(CDR)
具体方法: 胺基手性药物 :衍生化为酰胺、氨基甲酸酯、
脲、硫脲和磺酰胺 。 氨基手性药物 :衍生化成酯、碳酸酯、氨基甲
酸酯 。 羧基手性药物 :衍生化为酯和酰胺 。 环氧化物手性药物 :衍生化成异硫氰酸酯 。 烯类手性药物 :衍生化成水性铂复合物 。
手性试剂衍生化法(CDR)
原理:
一种新的、很有发展潜力的分离技术。利 用分子印迹技术,能够制备具有特异识别 功能的色谱介质。
分子印记聚合物(MIP)是通过模板分子、 功能单体和交联剂的作用产生有化学选择 性的键合位点的一种技术。待测底物通过 与模板分子聚合物在形状、大小和功能基 团的定位方面吻合而被识别。
分子印迹技术(molecular imprinting)
优点: 可使用已有的非手性固定相,花费较
少。 选用具强烈发色团或荧光的手性试剂,
可提高检测能力 。
手性试剂衍生化法(CDR)
局限性 : 手性试剂需有高的光学纯度 各对映体的衍生化速率和平衡常数应一
致 衍生化和色谱过程应不发生消旋化 药物需有可衍生化的基团
手性流动相添加法 (CMPA)
手性固定相法(CSP)
原理:将手性试剂化学键合到固定相上 与药物对映体反应形成非对映体对复合 物,这种固定相称作CSP。在CSP表面所 形成的非对映体对,可根据其稳定常数 不同而获得分离。
手性药物拆分及分析技术PowerPoint演示文稿
分子印迹技术(molecular imprinting)其他手性Fra bibliotek物拆分技术例举
结晶法 动力学拆分法 酶拆分法
THE END
百年大计质量先、安全生产记心间。20.9.1420.9.14Monday, September 14, 2020
优质建设,以质为根。14:17:3314:17: 3314:179/14/ 2020 2:17:33 PM
致 衍生化和色谱过程应不发生消旋化 药物需有可衍生化的基团
手性流动相添加法 (CMPA)
原理:将手性试剂加到LC流动相中,与 手性药物生成可逆的非对映体复合物, 根据复合物的稳定性,在流动相中的溶 解性和与固定相的键合力差异,于非手 性固定相上分离对映体。
手性流动相添加法 (CMPA)
三种应用形式: 配合交换
性选择试剂直接加入载体电解质中; 手性选择剂的消耗量很少,运行成本低。
毛细管电色谱(CEC)
是HPCE和HPLC的杂化体,可以灵活地将 手性固定相引入方式、流动相添加剂和 驱动方式几种因素相互组合出多种分离、 操作模式;和HPLC相比所需固定相和样 品量也大大减少、克服了电泳模式的不 足,兼具HPLC分配机理和HPCE电迁移特 征。
分子印迹技术(molecular imprinting)
原理:
一种新的、很有发展潜力的分离技术。利 用分子印迹技术,能够制备具有特异识别 功能的色谱介质。
分子印记聚合物(MIP)是通过模板分子、 功能单体和交联剂的作用产生有化学选择 性的键合位点的一种技术。待测底物通过 与模板分子聚合物在形状、大小和功能基 团的定位方面吻合而被识别。
手性药物拆分及分析技术
手性药物拆分及分析的重要性
药物体内对酶的抑制作用、膜转移及与 受体的结合均与药物的立体化学有关 ;
chapter04手性药物参考PPT
•10
三、影响手性药物生产成本的主要因素
(1)起始原料的成本 (2)拆分试剂,化学或生物催化剂的成本 (3)化学收率和产物的光学纯度 (4)反应步骤的数量 (5)拆分或不对称合成在多步合成中的位置 (6)非目标立体异构体的转化利用
•11
§4.2 外消旋体拆分
普通化学合成得到的是外消旋体,必须经过光学拆分才 能得到光学纯异构体。
(S)-amine-CAS salt
pKa
通过发酵方式大量生产的氨基酸,均为L-氨基酸。利 用非对映异构体的相互转化可将价廉易得的L-氨基酸 转化成D-氨基酸。例如以L-脯氨酸(4-38)为原料生 产D-脯氨酸(4-39)。
HO COOH
H
HO COOH
这些政策和法规极大地推动着手性药物的研究和发 展。手性药物大量增长的时代正在来临,手性技术 的发展和日趋完善,为手性工业的建立和壮大奠定 了基础。
•5
(三)、手性药物的分类
1、对映体之间有相同的药理活性,且作用强度相近 如局部麻醉药布比卡因(bupivacaine,4-8)的 两个对映体具有相近的局麻作用,然而(S)-体 还兼有收缩血管的作用,可增强局麻作用,因此 作为单一对映体药物上市。
(R)-体也有毒副作用。
O
O
H
N
O
N
H
N
O
N
OO H
OO H
(R)
(S)
(4-5)
•4
(二)、手性药物的地位与发展趋势 1992年美国FDA发布手性药物指导原则,要求所有在
美国申请上市的外消旋体新药,生产商均需提供报告 说明药物中所含对映体各自的药理作用、毒性和临床 效果。这大大增加了NCE以混旋体形式上市的难度。 而对于已经上市的混旋体药物,可以单一立体异构体 形式作为新药提出申请,并能得到专利保护。
酶法拆分手性化合物PPT课件
实例三:酶法拆分醇类手性化合物
醇类化合物是生物体内常见的代谢产物和溶剂,也具有手性中心。酶法拆分醇类手性化合物,主要是 利用酶对醇类化合物的氧化还原和转化能力,将醇类外消旋混合物拆分成单一的对映体。
例如,脂肪醇氧化酶能够将脂肪醇的外消旋混合物拆分成单一的R-醇和S-醇。通过控制酶作用的条件 ,还可以实现不同比例的拆分,得到不同比例的单一对映体。同时,一些醇类化合物还可以通过酶的 转化,生成其他类型的手性化合物。
实例二:酶法拆分糖类手性化合物
糖类化合物是生物体内重要的能量来 源和信息分子,也具有手性中心。酶 法拆分糖类手性化合物,主要是利用 酶对糖类化合物的识别和转化能力, 将糖类外消旋混合物拆分成单一的对 映体。
VS
例如,β-半乳糖苷酶能够将β-半乳糖 苷的外消旋混合物拆分成L-半乳糖和 D-半乳糖。通过控制酶作用的条件, 还可以实现不同比例的拆分,得到不 同比例的单一对映体。
利用高通量技术,快速筛选出具有拆分手性化合物活性的酶。
基因组学和蛋白质组学技术
通过基因组学和蛋白质组学技术,发现新的酶源,提高酶的多样性。
虚拟筛选技术
利用计算机模拟技术,预测酶的活性,提高筛选效率。
酶的固定化技术
包埋法
将酶分子包埋在固定化载体中,保持酶的活性并可重 复使用。
吸附法
利用物理或化学方法将酶分子吸附在固定化载体上, 提高酶的稳定性。
实例一:酶法拆分氨基酸类手性化合物
氨基酸是构成蛋白质的基本单位,具有手性中心。酶法拆分氨基酸类手性化合物,主要是利用酶的专一性和高效性,将氨基 酸的外消旋混合物拆分成单一的对映体。
例如,L-氨基酸氧化酶能够专一性地氧化L-氨基酸,生成相应的α-酮酸,而D-氨基酸则不受影响。通过这种酶的作用,可以将外 消旋的氨基酸混合物拆分成单一的L-氨基酸或D-氨基酸。
(ppt版)体内药物分析 手性药物HPLC法
第二十四页,共四十九页。
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手性衍生 化法的特点 (yǎn shēnɡ)
优点
只需使用价格廉价、柱效较高的非手性柱 衍生化可提高(tí gāo)灵敏度
缺点
需要柱前衍生化,操作复杂 衍生化试剂要求高的光学纯度
衍生化反响速率重现性较差
第二十五页,共四十九页。
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柱前衍生化-反相(fǎn xiānɡ)高效液相色谱 法
[]1D5 =0
pKa=3.86(25oC)
第七页,共四十九页。
7
药物分子的手性标记通常采用R/S序列标记法。
对映体的命名(mìng míng) R\S命名 〔1〕按次(序mì规ng 那mín么g)(原nà那me)么排出各取代基的顺序A>B>C>D
a. 原子序数大小规那么—序数大的原子优先 b. 同位素规那么—原子量大优先 c. 外推规那么—层层外推,
暗
亮
乳酸
第三页,共四十九页。
3
结论(jiélùn): 物质有两类:
〔1〕旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质 (xìngzhì),叫做旋光性;具有旋光性的物质,叫做旋光性物质。
〔2〕非旋光性物质——不具有旋光性的物质,叫做 非旋光性物质。
旋光性物质使偏振光旋转的角度,称为旋光度,以 “ 〞表示。
pharmacokine-tics)。
第十二页,共四十九页。
12
手性药物光学异构体的药理作用大致有以下5种类型:
①一种光学异构体无治疗(zhìliá o)活性。
②生物活性强度不同的光学异体。
③生物活性强度相等的光学异构体。
④生物活性类型不同的光学异构体。 ⑤生物活性相反的光学异构体。
第十三页,共四十九页。
手性药物HPLC分析PPT课件
(一)合成过程中控制光学纯度
3. 消旋体的拆分
控制终产品的光学纯度,采取以下措施:
首先应采用光学纯度尽可能高的拆分试剂;
其次,应尽量纯化与拆分试剂反应所得的
非对映异构体; 除此之外,采用制备型的手性色谱法来直接分
离对映异构体,从而得到所需的目标化合物.
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二、手性药物药学研究的基本思路
17000例以上
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一、概述
(4)两对映体药理作用不同,但合并用药
有利
如降压药-萘必洛尔的右旋体为β-受体阻滞 剂,而左旋体能降低外周血管的阻力,并对心脏 有保护作用;
抗高血压药物茚达立酮的R异构体具有利尿 作用,但有增加血中尿酸的副作用,而S异构体却 有促进尿酸排泄的作用,可有效降低R异构体的 副作用,两者合用有利. S与20R21异/7/2构4 体的比例为1:4或1:8时治疗效果最好13 .
【检查】项下光学异构体的检查是手 性药物重要的质控项目之一.
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三、质量研究与质量标准
【含量测定】在鉴别和检查项能够反 映手性药物光学特征和光学纯度时, 可采用非立体专属性的测定方法.
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四、手性药物的HPLC分析方法
1. 柱前手性衍生-对映体与手性试剂反应 2. 手性流动相拆分-手性试剂加入流动相中 3.手性固定相拆分
对映体过量≥99.5%
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二、手性药物药学研究的基本思路
(一)质量标准研究
稳定性研究
根据稳定性研究中手性杂质的变化
情况,判断手性药物的立体构型在各种
环境因素的影响下,以及放置过程中是
2010手性药物ppt
CH2OH
D-葡萄糖
HOH
HO HO
HO
H H OH OH
H
β−D-吡喃葡萄糖
1.1 药物的手性:立体化学术语-2
分子的手性是由于分子中含有手性中心(chiral center)、手性轴(chiral axis)或手性面(chiral plane) 所致。
当药物分子中四面体碳原子上连接有4个互不相同 的基团时,该碳原子被称为不对称中心或手性中心。
氯霉素的立体异构体中只有一个是抗菌的。 (+) -葡
萄糖在动物代谢中起重要作用,有营养价值,但其左旋 体(-)不能被动物代谢也不能被酵母发酵。
C O C H C l2 C H2O H 1R ,2R (-) 氯 霉 素
NO2
H C l2C H C O H N
N
S(+)dexetimide 右苄替米特 抗胆碱药 与大脑毒蕈碱受体结合的[3H]-dexetimide S(+)/R(-)=2000
经验总结
比较优映体与外消旋体的活性,四种情况:
内消旋体
非对映体
对映体
内消旋体:分子中具有对称面或对称中心,两个不对 称碳原子的旋光性恰好相反,相互抵消。内消旋体与 对映体具有不同的物理性质和光学活性。
1.1 药物的手性:立体化学术语-3
• 含有手性特征的药物称作手性药物。 • 对映体在对称的环境中,物理化学性质完全相同;但
在非对称的环境中,例如在偏振光中,对映体对偏振 光面旋转方向相反;在生物系统中与酶或受体相互作 用时,由于蛋白质分子的非对称性,与对映体的识别 方向和结合位点不同,导致生物活性的差异。
分子中若含有n个手性中心,理论上将产生2n个立 体异构体(可产生内消旋分子时会减少异构体数),其 中有2n-1对对映体。在对映体之间,相应的手性原子的 绝对构型相反。那些不是对映体的立体异构体称为非对 映体(diastereomer, diastereoisomer )。
D-葡萄糖
HOH
HO HO
HO
H H OH OH
H
β−D-吡喃葡萄糖
1.1 药物的手性:立体化学术语-2
分子的手性是由于分子中含有手性中心(chiral center)、手性轴(chiral axis)或手性面(chiral plane) 所致。
当药物分子中四面体碳原子上连接有4个互不相同 的基团时,该碳原子被称为不对称中心或手性中心。
氯霉素的立体异构体中只有一个是抗菌的。 (+) -葡
萄糖在动物代谢中起重要作用,有营养价值,但其左旋 体(-)不能被动物代谢也不能被酵母发酵。
C O C H C l2 C H2O H 1R ,2R (-) 氯 霉 素
NO2
H C l2C H C O H N
N
S(+)dexetimide 右苄替米特 抗胆碱药 与大脑毒蕈碱受体结合的[3H]-dexetimide S(+)/R(-)=2000
经验总结
比较优映体与外消旋体的活性,四种情况:
内消旋体
非对映体
对映体
内消旋体:分子中具有对称面或对称中心,两个不对 称碳原子的旋光性恰好相反,相互抵消。内消旋体与 对映体具有不同的物理性质和光学活性。
1.1 药物的手性:立体化学术语-3
• 含有手性特征的药物称作手性药物。 • 对映体在对称的环境中,物理化学性质完全相同;但
在非对称的环境中,例如在偏振光中,对映体对偏振 光面旋转方向相反;在生物系统中与酶或受体相互作 用时,由于蛋白质分子的非对称性,与对映体的识别 方向和结合位点不同,导致生物活性的差异。
分子中若含有n个手性中心,理论上将产生2n个立 体异构体(可产生内消旋分子时会减少异构体数),其 中有2n-1对对映体。在对映体之间,相应的手性原子的 绝对构型相反。那些不是对映体的立体异构体称为非对 映体(diastereomer, diastereoisomer )。
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分子印迹技术(molecular imprinting)
原理:
一种新的、很有发展潜力的分离技术。利 用分子印迹技术,能够制备具有特异识别 功能的色谱介质。
分子印记聚合物(MIP)是通过模板分子、 功能单体和交联剂的作用产生有化学选择 性的键合位点的一种技术。待测底物通过 与模板分子聚合物在形状、大小和功能基 团的定位方面吻合而被识别。
性选择试剂直接加入载体电解质中; 手性选择剂的消耗量很少,运行成本低。
毛细管电色谱(CEC)
是HPCE和HPLC的杂化体,可以灵活地将 手性固定相引入方式、流动相添加剂和 驱动方式几种因素相互组合出多种分离、 操作模式;和HPLC相比所需固定相和样 品量也大大减少、克服了电泳模式的不 足,兼具HPLC分配机理和HPCE电迁移特 征。
致 衍生化和色谱过程应不发生消旋化 药物需有可衍生化的基团
手性流动相添加法 (CMPA)
原理:将手性试剂加到LC流动相中,与 手性药物生成可逆的非对映体复合物, 根据复合物的稳定性,在流动相中的溶 解性和与固定相的键合力差异,于非手 性固定相上分离对映体。
手性流动相添加法 (CMPA)
三种应用形式: 配合交换
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的,但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
手性药物拆分及分析技术
手性药物拆分及分析的重要性
药物体内对酶的抑制作用、膜转移及与 受体的结合均与药物的立体化学有关 ;
外消旋体药物对映体仅只有一个异构体 具有治疗活性,或者根本就没有治疗作 用,甚至还有毒性;
差异不仅表现在药效学而且还影响到药 动学模式 。
常用手性色谱学的三类方法
手性试剂衍生化法(CDR) 手性流动相添加法(CMPA) 手性固定相法(CSP)
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒,而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
酸酯 。 羧基手性药物 :衍生化为酯和酰胺 。 环氧化物手性药物 :衍生化成异硫氰酸酯 。 烯类手性药物 :衍生化成水性铂复合物 。
手性试剂衍生化法(CDR)
优点: 可使用已有的非手性固定相,花费较
少。 选用具强烈发色团或荧光的手性试剂,
可提高检测能力 。
手性试剂衍生化法(CDR)
局限性 : 手性试剂需有高毛细管电泳(HPCE)
原理: HPCE指以高压电场为驱动力,以毛细管
为分离通道,依据样品中各组分之间电 泳淌度和分配行为上的差异而实现的一 类液相分离技术。
高效毛细管电泳(HPCE)
优点: 分离效率很高,具有较小分离选择系数
的对映体也可达到满意的分离度; 可供选择的分离模式多且变换简单,手
离子对色谱
包含色谱
手性流动相添加法 (CMPA)
配合交换:这是分离手性氨基酸、类似 氨基酸药物的优良方法,但只有能与过 渡金属形成相应配合的的药物才能被分 离,常用的金属离于是Cu2+、Zn2+、Ni2+ 等,配合剂有L-脯氨酸、L-苯丙氨酸等 氨基酸。
手性流动相添加法 (CMPA)
离子对色谱:这是一类用于带电荷对映 体分离的LC。当药物和反离子具有光学 活性时,即可形成光学异构体离子对, 根据离子对的溶解性和键合力不同而将 它们分离。
分子印迹技术(molecular imprinting)
其他手性药物拆分技术例举
结晶法 动力学拆分法 酶拆分法
THE END
• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
新近手性药物拆分技术
高效毛细管电泳(HPCE) 毛细管电色谱(CEC) 分子印迹技术 (molecular imprinting)
高效毛细管电泳(HPCE)
现有模式: 毛细管区带电泳(CZE) 胶束电动毛细管色谱(MECC) 毛细管凝胶电泳(CGE) 毛细管等电聚焦(CLEF) 毛细管等速电泳(CITP) 毛细管电色谱(CEC)
分子印迹技术(molecular imprinting)
共价型分子印记:模板分子和单体通过可 逆的共价作用形成复合物。分子和单体间 的作用力较强,形成的复合物很稳定,但 过程复杂,模板分子需要被单体衍生化, 而且模板分子的抽提也较困难。
非共价型分子印记:非共价型分子印记方 法中,聚合通过弱分子问作用力完成,如 氢键、偶极、离子、金属螯合、电荷转移、 疏水、范德华力。此法目前应用较广泛。
手性试剂衍生化法(CDR)
原理:光学活性药物与手性试剂于柱前 衍生化,形成的共价结合非对映体对与 固定相之间的键合力如偶极—偶极、电 荷转移、氢键、疏水性不等, 产生差速 迁移而被分离。
手性试剂衍生化法(CDR)
具体方法: 胺基手性药物 :衍生化为酰胺、氨基甲酸酯、
脲、硫脲和磺酰胺 。 氨基手性药物 :衍生化成酯、碳酸酯、氨基甲
手性流动相添加法 (CMPA)
包含色谱:环糊精具有立体选择性的环 形结构,是环状低聚体由d-α-葡萄糖单 位通过1,4位连接而成,其内腔是硫水 性的,各类水溶性和水不溶性药物均能 与之形成非对映体包含物。常用的是α、 β、γ三种类型及其衍生物。
手性固定相法(CSP)
原理:将手性试剂化学键合到固定相上 与药物对映体反应形成非对映体对复合 物,这种固定相称作CSP。在CSP表面所 形成的非对映体对,可根据其稳定常数 不同而获得分离。