手性色谱分析
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“反应停”(Thalidomide)作为人工合成药， 当时投入使用时是两种对映体的混合物。
20:37:36
反应停：五十年恩怨
20:37:36
手性药物的现状
临床药物 1850种
天然和半 合成药物 523种
化学合成 药物 1327种
非手性6种 手性517种
非手性799种 手性528种
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手性色谱分析
20:37:36
手性的概念：一种镜像反射的对称性
Mirror Image
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Mirror Image
手性分子：组成相同但空间结构上互成镜像的分子， 称之为对映异构体。
分子结构中含有不对称碳原子是最常见的手性结构。
根据对偏振光的作用不同可分为R、S体，两者的 等量混合物称之为消旋体。
以单个对映体 给药509种
以外消旋体 给药8种
以单个对映体 给药61种
以外消旋体 给药467种
发展趋势：
劣映体本身或其代谢物产生毒副作用，不再 使用外消旋体。外消旋体转换成单一对映体， 不仅提高质量，还延长药物寿命。
• 如：氧氟沙星的左旋异构体活性更强， 左旋氧氟沙星临床使用剂量是消旋体的 一半。
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手性拆分结果
色谱条件： C18色谱柱，流动相：甲醇∶1%三乙基乙 二氨四乙酸TEAA 缓冲（pH = 5.5），检测波长254 nm； 1 ml/min。
前处理：药物溶于含三乙胺乙腈水溶液，取50 μl该溶 液，加入50 μl含2 g/L GITC的乙腈溶液，混合均匀
后室温下放置10 min ~ 30 min，进样分析。
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手性拆分（Chiral resolution）
• 对映体除了偏振光的偏转方向不同外，其它理 化性质完全相同，因而分离难度大。
• 手性色谱拆分方法：创造（或引入）手性环境， 构造非对映异构体，使药物对映体间呈现理化 特性的差异，从而实现药物对映体的色谱分离。
.
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含多个手性碳原子化合物，分子中所含手性碳 越多，对映异构体的数目越多。
COOH
COOH
OH
20:37:36
HH CH3
CH3 OH
手性异构体在药理学效应上的差异 • Pfeiffer规则：
对映异构体之间的生物活性存在着差异； 不同的对映体之间活性的差异是不同的； 当手性药物的有效剂量越低，即药效强度越 高时，则对映体之间的药理作用的差别越大。
外消旋体和其两种单一对映体是不同的3种实体！
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“三点相互作用 ”
●对映体和手性固定相之间，至少需要三个同时发 生的分子间相互作用力起作用，而其中至少有一个 必须是立体化学相互作用。
●手性选择剂与对映体中的一种进入一个与立体相 关的三点相互作用的稳定状态，而另一对映体则只 能两点作用形成不稳定状态。
●这种稳定性相差越大，则相互分离的可能性就越
• 醇类手性药物 ：运用手性酰氯、磺酰氯类试剂 ，将其衍生 化成酯 。
• 烯类手性药物 ：衍生化成水性铂复合物 。
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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 对映体反应形成暂时的非对映体对复合物，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。（三点结合模型）
非对映异构体
A(S) A(R) B(R) B(S)
对映体
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A(R) A(S) B(R) B(S)
对映体
手性高效液相色谱法（Chiral HPLC)
• 手性衍生化试剂法（CDR）（分析物） • 手性固定相法（CSP） （固定相） • 手性流动相添加法（CMP）（流动相）
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• 与大多数醇类和胺类化合物反应，形成相应氨基甲酸 酯或脲的非对映异构体。
• 广泛应用于氨基酸及其衍生物、麻黄碱类、肾上腺素 类、肾上腺素拮抗剂、儿茶胺类等药物的分离分析。
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GITC衍生化分离胺类对映异构体
• 反应原理
OAc AcO
AcO
O NCS
OAc
NHR R1 R2
OAc
AcO AcO
O
S R R1
NH C N
OAc
R2
• 在三乙胺存在条件下进行，于乙腈、二 氯甲烷或DMF中进行。
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色谱分离和前处理条件优化
• 流动相组成和流动相pH对拆分的影响
（1）降低甲醇含量改善分离度，保留时间增加；
（2）未衍生化的羧酸基对pH值比较敏感。
• 衍生化时间及GITC用量的优化
（1）反应时间：10 min ~ 30 min （2）用量：过量两倍
• 手性待测物必须具备反应活性基团，如胺基（-NH2） 醇基（-OH），羧基（-COOH），以保证与CDR反应 完全 ；
• 生成的非对映体光学稳定，柱效要高，能有效检测。
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异硫氰酸酯（ITC）、异氰酸酯（IC）类
• 常用试剂有苯乙基异氰酸酯（PEIC）、2,3,4,6-四-O-乙 酰基-β-D-吡喃葡萄糖异硫氰酸酯（GITC） 。
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拉贝洛尔的GITC衍生化
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不同结构的药物衍生化策略
• 胺基类手性药物 ：运用异硫氰酸酯（ITC）、异氰酸酯（IC） 类、手性酰氯、磺酰氯类试剂，将其衍生化为酰胺、氨基甲 酸酯、脲、硫脲和磺酰胺 。
• 羧基类手性药物 ：运用手性胺类衍生化试剂，将其衍生化 为酯和酰胺 。
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源自文库
对映体与生物大分子的三点作用
d
c
a
b
d
a
b
c
手性分子的a、b、c三个 基团与受体分子的活性作 用点、、 结合，是高 活性对映体（优映体）。
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手性分子的a、b、c三个基 团中只有a和b与受体分子的 活性作用点和结合，是 低活性对映体（劣映体）。
在未研究清楚两种单一对映体之间的生物 学差异时，以消旋体给药往往会影响药物 质量，甚至会严重损害人体健康。
手性试剂衍生化法（CDR）
• 原理： 光学活性药物与有高光学纯度的手性试剂
于柱前衍生化，在药物对映体中引入另外一个 手性，形成非对映异构体，再以HPLC分析。
(R) SA (R) SE (R) SA
(R)
SE
(S)
SA
(R)
SE
(S)
SA
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手性反应注意事项
• 手性试剂为高光学纯度试剂，光学稳定性好： 异硫氰酸酯（ITC）、异氰酸酯（IC）类：氨基酸 羧酸衍生物：胺类、醇类 胺类：羧基化合物。
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反应停：五十年恩怨
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手性药物的现状
临床药物 1850种
天然和半 合成药物 523种
化学合成 药物 1327种
非手性6种 手性517种
非手性799种 手性528种
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手性色谱分析
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手性的概念：一种镜像反射的对称性
Mirror Image
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Mirror Image
手性分子：组成相同但空间结构上互成镜像的分子， 称之为对映异构体。
分子结构中含有不对称碳原子是最常见的手性结构。
根据对偏振光的作用不同可分为R、S体，两者的 等量混合物称之为消旋体。
以单个对映体 给药509种
以外消旋体 给药8种
以单个对映体 给药61种
以外消旋体 给药467种
发展趋势：
劣映体本身或其代谢物产生毒副作用，不再 使用外消旋体。外消旋体转换成单一对映体， 不仅提高质量，还延长药物寿命。
• 如：氧氟沙星的左旋异构体活性更强， 左旋氧氟沙星临床使用剂量是消旋体的 一半。
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手性拆分结果
色谱条件： C18色谱柱，流动相：甲醇∶1%三乙基乙 二氨四乙酸TEAA 缓冲（pH = 5.5），检测波长254 nm； 1 ml/min。
前处理：药物溶于含三乙胺乙腈水溶液，取50 μl该溶 液，加入50 μl含2 g/L GITC的乙腈溶液，混合均匀
后室温下放置10 min ~ 30 min，进样分析。
20:37:36
手性拆分（Chiral resolution）
• 对映体除了偏振光的偏转方向不同外，其它理 化性质完全相同，因而分离难度大。
• 手性色谱拆分方法：创造（或引入）手性环境， 构造非对映异构体，使药物对映体间呈现理化 特性的差异，从而实现药物对映体的色谱分离。
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含多个手性碳原子化合物，分子中所含手性碳 越多，对映异构体的数目越多。
COOH
COOH
OH
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HH CH3
CH3 OH
手性异构体在药理学效应上的差异 • Pfeiffer规则：
对映异构体之间的生物活性存在着差异； 不同的对映体之间活性的差异是不同的； 当手性药物的有效剂量越低，即药效强度越 高时，则对映体之间的药理作用的差别越大。
外消旋体和其两种单一对映体是不同的3种实体！
20:37:36
“三点相互作用 ”
●对映体和手性固定相之间，至少需要三个同时发 生的分子间相互作用力起作用，而其中至少有一个 必须是立体化学相互作用。
●手性选择剂与对映体中的一种进入一个与立体相 关的三点相互作用的稳定状态，而另一对映体则只 能两点作用形成不稳定状态。
●这种稳定性相差越大，则相互分离的可能性就越
• 醇类手性药物 ：运用手性酰氯、磺酰氯类试剂 ，将其衍生 化成酯 。
• 烯类手性药物 ：衍生化成水性铂复合物 。
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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 对映体反应形成暂时的非对映体对复合物，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。（三点结合模型）
非对映异构体
A(S) A(R) B(R) B(S)
对映体
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A(R) A(S) B(R) B(S)
对映体
手性高效液相色谱法（Chiral HPLC)
• 手性衍生化试剂法（CDR）（分析物） • 手性固定相法（CSP） （固定相） • 手性流动相添加法（CMP）（流动相）
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• 与大多数醇类和胺类化合物反应，形成相应氨基甲酸 酯或脲的非对映异构体。
• 广泛应用于氨基酸及其衍生物、麻黄碱类、肾上腺素 类、肾上腺素拮抗剂、儿茶胺类等药物的分离分析。
20:37:36
GITC衍生化分离胺类对映异构体
• 反应原理
OAc AcO
AcO
O NCS
OAc
NHR R1 R2
OAc
AcO AcO
O
S R R1
NH C N
OAc
R2
• 在三乙胺存在条件下进行，于乙腈、二 氯甲烷或DMF中进行。
20:37:36
色谱分离和前处理条件优化
• 流动相组成和流动相pH对拆分的影响
（1）降低甲醇含量改善分离度，保留时间增加；
（2）未衍生化的羧酸基对pH值比较敏感。
• 衍生化时间及GITC用量的优化
（1）反应时间：10 min ~ 30 min （2）用量：过量两倍
• 手性待测物必须具备反应活性基团，如胺基（-NH2） 醇基（-OH），羧基（-COOH），以保证与CDR反应 完全 ；
• 生成的非对映体光学稳定，柱效要高，能有效检测。
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异硫氰酸酯（ITC）、异氰酸酯（IC）类
• 常用试剂有苯乙基异氰酸酯（PEIC）、2,3,4,6-四-O-乙 酰基-β-D-吡喃葡萄糖异硫氰酸酯（GITC） 。
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拉贝洛尔的GITC衍生化
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不同结构的药物衍生化策略
• 胺基类手性药物 ：运用异硫氰酸酯（ITC）、异氰酸酯（IC） 类、手性酰氯、磺酰氯类试剂，将其衍生化为酰胺、氨基甲 酸酯、脲、硫脲和磺酰胺 。
• 羧基类手性药物 ：运用手性胺类衍生化试剂，将其衍生化 为酯和酰胺 。
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源自文库
对映体与生物大分子的三点作用
d
c
a
b
d
a
b
c
手性分子的a、b、c三个 基团与受体分子的活性作 用点、、 结合，是高 活性对映体（优映体）。
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手性分子的a、b、c三个基 团中只有a和b与受体分子的 活性作用点和结合，是 低活性对映体（劣映体）。
在未研究清楚两种单一对映体之间的生物 学差异时，以消旋体给药往往会影响药物 质量，甚至会严重损害人体健康。
手性试剂衍生化法（CDR）
• 原理： 光学活性药物与有高光学纯度的手性试剂
于柱前衍生化，在药物对映体中引入另外一个 手性，形成非对映异构体，再以HPLC分析。
(R) SA (R) SE (R) SA
(R)
SE
(S)
SA
(R)
SE
(S)
SA
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手性反应注意事项
• 手性试剂为高光学纯度试剂，光学稳定性好： 异硫氰酸酯（ITC）、异氰酸酯（IC）类：氨基酸 羧酸衍生物：胺类、醇类 胺类：羧基化合物。