手性物質(zhì)的分離分析方法

　　手性物質(zhì)的分離分析方法有手性源合成法、結晶拆分法、化學(xué)拆分法、酶拆分法、膜拆分法、萃取拆分法和色譜拆分法等，常與離心機分離技術(shù)結合使用。

　　1、手性源合成法：

　　手性源合成法是以單一對映體的手性化合物為原料合成另外的手性化合物的單一對映體，這是化學(xué)家常用的方法。

　　由于原料的立體結構決定著(zhù)產(chǎn)物的立體構型，獲得制備所需對映體的手性原料是關(guān)鍵。但天然手性物質(zhì)的品種和數量有限，滿(mǎn)足不了實(shí)際需求。利用天然手性物質(zhì)衍生出所需的手性化合物，反應步驟較多，難度較大。

　　2、結晶拆分法：

　　結晶拆分法是基于對映體與手性物質(zhì)形成非對映體鹽或共價(jià)衍生物，然后利用非對映體的性質(zhì)差異進(jìn)行分離(如分級結晶)，再將衍生物還原為對映體。

　　結晶拆分法分為晶體機械拆分法和接種結晶拆分法。

　　晶體機械拆分法是將外消旋混合物從溶液中結晶析出，依據兩種對映體結晶形態(tài)的差別，從結晶物中進(jìn)行手工分離。這一方法耗時(shí)費力，僅能應用于實(shí)驗室研究。

　　接種結晶拆分法是采用加入純對映體之一的晶種，將附在播入的晶種上的同種對映體析出的分步結晶分離方式。

　　雖然結晶拆分法操作簡(jiǎn)單，但要耗費大量的時(shí)間、勞力和物力，而其實(shí)驗與預期存在很大偏差，因此應用不廣泛。

　　3、化學(xué)拆分法：

　　化學(xué)拆分法是通過(guò)化學(xué)反應的方法，即用手性試劑將外消旋體中的兩種對映體轉化為非對映異構體，然后利用非對映異構體之間物理化學(xué)性質(zhì)的不同將二者拆分開(kāi)。拆分成功的關(guān)鍵是選擇合適的拆分劑，合適的拆分劑應該是能夠與對映體生成非對映異構體，且溶解度差別較大，經(jīng)拆分后，易再生為原來(lái)的對映體。

　　雖然這種方法一直被作為重要的拆分方法，但其局限性也很明顯：

　　(1)拆分劑和溶劑的選擇較為盲目。

　　(2)拆分的產(chǎn)率和產(chǎn)品的對映純度不高。

　　(3)適用于手性拆分的對映體的類(lèi)型不多。

　　4、酶拆分法：

　　酶對光學(xué)活性異構體有選擇性地進(jìn)行酶解作用，使外消旋體中一種光學(xué)異構體酶解較快，而另一種酶解較慢，或不發(fā)生酶解，在適當的條件下被保留而達到分離。

　　酶拆分的主要途徑為主體選擇性水解、酶化和轉酶作用。

　　酶催化的副反應很少、產(chǎn)率高、反應的條件較為溫和，酶無(wú)毒、易降解、不會(huì )造成環(huán)境污染。但該法僅能適用于酶促反應體系，酶制劑品種有限，酶易被破壞不穩定，制劑的價(jià)格較高，阻礙了其應用發(fā)展。

　　5、膜拆分法：

　　液膜拆分法是將具有手性選擇能力的載體溶解在某種液體溶劑中，通過(guò)與某個(gè)異構體特異性的結合，將其從上相轉移到下相，從而實(shí)現對映體的分離。但是由于液膜穩定性較差，其工業(yè)應用一直受到很大的限制。

　　為了克服液膜的不穩定性，固膜得到了很大的發(fā)展。固膜拆分法是不同的對映體通過(guò)選擇性擴散或吸附來(lái)完成跨膜過(guò)程。選擇性擴散固膜一般不帶特殊的手性拆分劑，形成選擇性擴散的原因是一種異構體比另一種異構體在固膜中更容易擴散。選擇性吸附固膜主要是利用嵌在聚合物母體中的手性拆分劑與對映體之間特殊的分子間作用來(lái)進(jìn)行手性拆分，通常一種異構體被較多的選擇性吸附在手性拆分劑上，而另一種異構體則較多的游離在聚合物母體之中。

　　由于選擇性與透過(guò)通量之間成反比例關(guān)系，選擇性擴散固膜的應用受到了限制，只有通過(guò)擴大膜面積或者增加平衡級數來(lái)彌補，這在實(shí)際應用中很不經(jīng)濟。而選擇性吸附固膜可以在選擇性和透過(guò)通量?jì)煞矫嫱瑫r(shí)提高，從而使其在手性拆分工業(yè)中的大規模應用成為可能。

　　6、萃取拆分法：

　　萃取拆分法是利用萃取劑與拆分物中兩對映體的親和作用力的差異或化學(xué)作用的差異來(lái)進(jìn)行拆分的方法。目前有三種萃取拆分方法：親和萃取拆分法、配位萃取拆分法和形成非對映立體異構體萃取拆分法。

　　萃取拆分法適用性強，效率高，成本低，可連續化操作，可以實(shí)現萃取拆分過(guò)程與外消旋化反應一體化。

　　在拆分過(guò)程中使沒(méi)有應用價(jià)值的對映體能連續地轉化成所需要的對映體，使外消旋化產(chǎn)生的所需對映體萃入萃取相，萃余相中富集的無(wú)應用價(jià)值的對映體進(jìn)行外消旋化反應，從而克服了單純外消旋過(guò)程的缺陷。

　　在拆分過(guò)程中所選擇的萃取劑是具有手性的，萃取劑的選擇是拆分關(guān)鍵。

　　7、色譜拆分法：

　　色譜法是最可靠和最常用的測定低含量對映體雜質(zhì)的方法之一，且能夠測定復雜基質(zhì)中對映體純度，同時(shí)，容易實(shí)現對映體的大規模制備。色譜技術(shù)已成為當前手性分離的主要工具，手性分離成為色譜科學(xué)的重要研究對象。

　　(1)薄層色譜法：

　　薄層色譜法是最簡(jiǎn)便的色譜技術(shù)之一，具有操作簡(jiǎn)便、設備簡(jiǎn)單、分析速度快、結果直觀(guān)和能快速更換流動(dòng)相等特點(diǎn)，已在化學(xué)、化工、生化、醫藥和衛生等各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用。

　　盡管手性固定相價(jià)格、紫外背景、顯色劑等原因，使的目前能用于薄層色譜的手性載體和能被薄層色譜法分離的手性化合物很少，但它將會(huì )成為手性拆分的重要手段之一，在光學(xué)異構體的分離、分析和光學(xué)純度的測定中發(fā)揮重要的作用。

　　(2)氣相色譜法：

　　氣相色譜法是對映體拆分的一個(gè)重要手段。

　　氣相色譜法優(yōu)點(diǎn)：流動(dòng)相簡(jiǎn)單、分離度高和柱效高、適合拆分一些不帶芳香環(huán)的對映體化合物(這類(lèi)對映體在液相色譜條件下通常很難被分離和檢測)。

　　氣相色譜法缺點(diǎn)：一般要在較高的溫度下進(jìn)行，易導致手性選擇劑的消旋化，降低其手性識別能力�？煞蛛x的對映體有限，一般只能分離易于汽化和熱穩定性高的對映體化合物。

　　(3)毛細管電泳：

　　毛細管電泳具有簡(jiǎn)便、高效、試樣用量少和和幾乎沒(méi)有廢液的特點(diǎn)，作為一種簡(jiǎn)單快捷、經(jīng)濟方便的現代技術(shù)，在藥物分析和臨床醫學(xué)研究中得到了越來(lái)越廣泛的應用。

　　毛細管電泳法分離對映體時(shí)，一般是將手性選擇劑添加到緩沖液中，對映體分子可與手性選擇劑形成具有不同穩定性的復合物，導致遷移速度差異而進(jìn)行分離。常用的方法有：毛細管區帶電泳法、膠束電動(dòng)色譜法和毛細管電色譜法。

　　(4)超臨界流體色譜法：

　　超臨界流體色譜法以超臨界流體(如液體CO2)為流動(dòng)相對化合物進(jìn)行分離。與氣體流動(dòng)相相比，超臨界流體對樣品的溶解度高。與常規的液體流動(dòng)相相比，超臨界流體粘度低，擴散系數大。

　　超臨界流體色譜法優(yōu)點(diǎn)：

　　1)具有分析速度快、柱效高等優(yōu)點(diǎn)。

　　2)適合于熱穩定性差和低揮發(fā)性物質(zhì)的分析。

　　3)由于其具有很好的環(huán)境友好性，在藥物及代謝產(chǎn)物、天然產(chǎn)物、油脂、食品、農業(yè)和環(huán)境樣品分析等諸多領(lǐng)域發(fā)揮一定的作用。

　　超臨界流體色譜法缺點(diǎn)：對儀器要求較高，普及性較差，這在一定程度上限制了其應用。

　　(5)高效液相色譜：

　　高效液相色譜手性固定相分離測定對映體速度快、柱效高、適用范圍廣(可以用于對熱穩定性差和極性農藥的分析)、分離能力強，是手性藥物分離的首選技術(shù)平臺之一。

　　高效液相色譜較氣相色譜和電泳技術(shù)應用廣泛的原因：

　　1)由于所有藥物進(jìn)入生物體都是由生物體的體液運輸而進(jìn)一步產(chǎn)生作用的，幾乎所有手性藥物都能在高效液相色譜方法中找到適合于其本身特點(diǎn)的分離環(huán)境。

　　2)高效液相色譜更易實(shí)現生物樣品的在線(xiàn)預處理，能實(shí)現高度的自動(dòng)化。