色谱法分离手性化合物

手性化合物的色谱法分离

周丽华中师范大学化学学院2011级

摘要:本文综述了手性化合物的四种拆分方法—薄层色谱法（TLC）、气相色谱法（GC）、高效液相色谱法(HPLC)、毛细管电色谱法(CEC),及每种方法的作用机理

关键字：手性化合物色谱法分离

Chromatographic Separation of Chiral Compounds Abstract: This paper reviewed four methods for separation of chiral compounds , such as TLC、GC、HPLC、CEC , introduced mechanism of each method.

Key word : Chiral Compounds Chromatographic Separation

1.引言

手性是用来表达化合物分子结构不对称性的术语，被认为是三维物体的一个基本属性。有很多化合物分子，构成它们的元素完全相同，但原子排列方式不同，彼此如同镜子内外世界的对应，也就是具有手性，它们就互称为“对映体”。

在自然界中，手性现象无处不在。化合物分子含有某些不对称因素时，该化合物被称为手性化合物。随着人类在生物工程和生命科学上的发展，科学家己经认识到，手性化合物例如手性药物异构体尽管其物理和化学性质几乎完全相同，只有旋光性不同，但他们在生物体内的生理活性和药理作用却存在很大的差别。最经典的例子是thahdomide[l]，也叫反应停。其不同的构型却存在不同的生理效应：R构型具有良好的镇静作用而S构型却导致胎儿畸形。在农药方面，手性问题也受到广泛的关注。这主要是因为在外消旋体的农药中，其中一半可能是没有活性的，如果用于洒播在农田，既造成资源浪费，又污染环境。但随着对环境安全、高效、安全的要求，含单一对映体的手性农药将会不断的发展。鉴于有机分子的构型与其生物活性的的特殊关系，有必要对手性化合物的各个异构体分别进行考察，了解他们各自的生理活性，以便达到高效、安全、无污染的用药目的。为此，在制药工业中，必须对有效成分的对映体进行拆分，而不能将其作为单一药物出售。为此，建立高专属性，高灵敏度，高分离度的对映体拆分和测定方法具有重要的理论和实际意义，并且已成为当今科学领域中的研究前沿[2]。

2.手性物质的拆分方法

手性化合物的拆分，就是将一个外消旋体的两个对映体分开，使之成为纯

净的状态[3]。外消旋体的拆分方法有很多种，早期用的大多是直接结晶拆分法:像机械拆分法、手性溶剂结晶法、接种结晶拆分法;随后又出现了分级结晶法、化学拆分、生物化学拆分、色谱拆分、萃取拆分以及手性膜拆分，他们都有各自的优点和缺陷。

直接结晶法是应用最早的手性拆分技术，有多种体系已完成了工业化，但是其操作烦琐、流程过长、热量消耗大等缺陷直接制约了它的发展。分级结晶法是手性化合物的经典拆分方法，即通过与一光学纯试剂反应，生成非对映异构体，利用他们物理性质的差异达到分离的目的。但这种方法有很多缺点:光学纯试剂较昂贵、操作费时、后处理麻烦、局限性较大。

化学拆分法是目前应用最广的拆分方法，从简单的化工原料到结构复杂的手性药物都有化学拆分法的报道，但是由于化学拆分试剂的应用，不但使这种方法成本高，对环境也有相当大的破坏作用，而且大部分化学拆分法过程冗长，产率通常不高，对映体光学纯度不高，适用的化合物类型不多，所以化学拆分法的应用范围在不断缩小[4]。

生物化学拆分技术的优点是反应条件温和、收率高，并且一般不会造成环污染。但不足之处是可利用的酶制剂品种有限、酶易被破坏、容易失活等，限制了生物化学拆分的推广[5]。

随着现代科学技术特别是仪器分析技术的发展，科学家们已经把注意力集中在手性化合物的色谱分离方法的研究上。不对称合成的发展也促进了手性色谱法的建立以测定合成的起始物、中间体和最终产物。色谱技术已成为当前手性分离的主要工具，手性分离也成为色谱科学的重要的研究对象。目前，常用的有薄层色谱(TLC)，高效液相色谱(HPLC)，气相色谱(GC)以及最新发展的高效毛细管电泳(HPCE)。

3.色谱法分离手性化合物

3.1薄层色谱法(TLC)分离手性化合物

TLC是最简便的色谱技术之一，其分离方式有手性试剂衍生化(CDR)，手动相添加剂法(CMPA)和手性固定相法(CSP)等，用的较多的是CSP法。薄层色谱有操作简便、设备简单、分析速度快、结果直观、能快速更换流动相系统等特点，己在化学、化工、生化、医药卫生等各个领域广泛使用。董先明等利用薄层定性分析萘普生合成中的十种中间体监测反应程度的进行，分析效果较好[6]。

尽管手性固定相价格、紫外背景、显色剂等原因使的目前能用于TLC的手体和能被TLC分离的手性化合物很少，但是，用薄层色谱进行样品分离后，可根据斑点在薄层上的位置、颜色深浅及大小与随行对照品比较，可简便、快速地近似估算样品中待测成分的含量，此谓薄层色谱半定量;也可在测出待测物质对照品在薄层上的检出灵敏度后，对样品中的该成分进行限量检查;间接定量(洗脱测定法)和直接定量(原位薄层扫描法)是薄层定量的两种较好的办法，已广泛应用于化合物的分析检测中[7]。可以预见，薄层色谱拆分法必将成为手性拆分的重要手段之一，在光学异构体的分离、分析及光学纯度的测定中发挥重要的作用。

但可以预见它将会成为手性拆分的重要手段之一，在光学异构体的分离、分析及光学纯度的测定中发挥重要的作用。

手性固定相薄层板常用的有:(l)纤维素板及预涂纤维素的薄层板，可用于拆分氨基酸及其衍生物，二肽等对映体。(2)浸渍手性选择剂的手性薄层板，主要是浸渍有α一氨基酸烷基衍生物的铜(Ⅱ)复合物的薄层板。(3)分子印迹法是制备具有高选择性的合成高分子的方法。戎非[8]等分别以右旋扁桃酸、右旋邻氯扁桃酸和右旋对氯扁桃酸为模板，丙烯酞胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯为功能单体和交联剂合成分子印迹聚合物，并以此作为薄层色谱手性固定相。研究了模板分子消旋体在手性固定相上的分离情况。(4)将手性选择剂化学键合到载体上，进行对映体分离的化学键合手性薄层板主要有β一环糊精键合相薄层板、Prickle层板和萘乙基脲型薄层板，朱全红将β一CD键合相用苯基异氰酸及3，5一二硝基苯甲酰氯进行衍生化，制备了衍生化的β一CD键合相薄层板，在反相色谱条件下分离了氨基酸对映体及一些临床常用的手性药物对映体[9,10]。徐莉等用三—(3，5一二苯甲酰基)纤维素薄层色谱分离了6种手性对映体，取得了很好的分离效果[11]。

3.2气相色谱法分离手性化合物

手性气相色谱拆分法[12]是手性色谱学的重要分支，是以GC为基础，引入新的不对称中心，使对映体的性质产生差异，进而被拆分，包括分为间接拆分法和手性固定相拆分法。间接拆分法主要采用纯的手性衍生化试剂进行柱前衍生化，将被拆分的外消旋体衍生化成非对映体混合物进行拆分;手性固定相拆分法是利用分子间可形成氢键(如氨基酸衍生物)、包合物(如β一CD以及其衍生物、冠醚等)、配位键(如菇烯衍生化的金属共价化合物)的手性选择体制备固定相进行拆分。前两种固定相的拆分依据是手性分子与手性固定相形成非对映异构体，由