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(jié)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。

1、手性源合成法：

手性源合成法是以單一對(duì)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(duì)映體，這是化學(xué)家常用的方法。

由于原料的立體結(jié)構(gòu)決定著產(chǎn)物的立體構(gòu)型，獲得制備所需對(duì)映體的手性原料是關(guān)鍵。但天然手性物質(zhì)的品種和數(shù)量有限，滿足不了實(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(yīng)步驟較多，難度較大。

2、結(jié)晶拆分法：

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

結(jié)晶拆分法分為晶體機(jī)械拆分法和接種結(jié)晶拆分法。

晶體機(jī)械拆分法是將外消旋混合物從溶液中結(jié)晶析出，依據(jù)兩種對(duì)映體結(jié)晶形態(tài)的差別，從結(jié)晶物中進(jìn)行手工分離。這一方法耗時(shí)費(fèi)力，僅能應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室研究。

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

雖然結(jié)晶拆分法操作簡(jiǎn)單，但要耗費(fèi)大量的時(shí)間、勞力和物力，而其實(shí)驗(yàn)與預(yù)期存在很大偏差，因此應(yīng)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(yīng)的方法，即用手性試劑將外消旋體中的兩種對(duì)映體轉(zhuǎn)化為非對(duì)映異構(gòu)體，然后利用非對(duì)映異構(gòu)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(yīng)該是能夠與對(duì)映體生成非對(duì)映異構(gòu)體，且溶解度差別較大，經(jīng)拆分后，易再生為原來(lái)的對(duì)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(duì)映純度不高。

（3）適用于手性拆分的對(duì)映體的類型不多。

4、酶拆分法：

酶對(duì)光學(xué)活性異構(gòu)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(gòu)體酶解較快，而另一種酶解較慢，或不發(fā)生酶解，在適當(dāng)?shù)臈l件下被保留而達(dá)到分離。

酶拆分的主要途徑為主體選擇性水解、酶化和轉(zhuǎn)酶作用。

酶催化的副反應(yīng)很少、產(chǎn)率高、反應(yīng)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(yīng)體系，酶制劑品種有限，酶易被破壞不穩(wěn)定，制劑的價(jià)格較高，阻礙了其應(yīng)用發(fā)展。

5、膜拆分法：

氨基酸的生物轉(zhuǎn)移通常是由埋在生物膜中的載體蛋白來(lái)完成的，這種轉(zhuǎn)移的對(duì)映體選擇性非常高，膜拆分對(duì)映體正是這種生物過(guò)程的模擬。

在液膜中，具有手性選擇能力的載體溶解于某種液體溶劑之中，通過(guò)與某個(gè)異構(gòu)體特異性的結(jié)合，將其從上相轉(zhuǎn)移到下相，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)映體的分離。但是由于液膜穩(wěn)定性較差，其工業(yè)應(yīng)用一直受到很大的限制。

為了克服液膜的不穩(wěn)定性，固膜得到了很大的發(fā)展。在固膜中，不同的對(duì)映體通過(guò)選擇性擴(kuò)散或吸附來(lái)完成跨膜過(guò)程。選擇性擴(kuò)散固膜一般不帶特殊的手性拆分劑，形成選擇性擴(kuò)散的原因是一種異構(gòu)體比另一種異構(gòu)體在固膜中更容易擴(kuò)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(duì)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(gòu)體被較多的選擇性吸附在手性拆分劑上，而另一種異構(gòu)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(kuò)散固膜的應(yīng)用受到了限制，只有通過(guò)擴(kuò)大膜面積或者增加平衡級(jí)數(shù)來(lái)彌補(bǔ)，這在實(shí)際應(yīng)用中很不經(jīng)濟(jì)。而選擇性吸附固膜可以在選擇性和透過(guò)通量?jī)煞矫嫱瑫r(shí)提高，從而使其在手性拆分工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)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(duì)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(duì)映立體異構(gòu)體萃取拆分法。

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

在拆分過(guò)程中使沒(méi)有應(yīng)用價(jià)值的對(duì)映體能連續(xù)地轉(zhuǎn)化成所需要的對(duì)映體，使外消旋化產(chǎn)生的所需對(duì)映體萃入萃取相，萃余相中富集的無(wú)應(yīng)用價(jià)值的對(duì)映體進(jìn)行外消旋化反應(yīng)，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(cè)定低含量對(duì)映體雜質(zhì)的方法之一，且能夠測(cè)定復(fù)雜基質(zhì)中對(duì)映體純度，同時(shí)，容易實(shí)現(xiàn)對(duì)映體的大規(guī)模制備。色譜技術(shù)已成為當(dāng)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(duì)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(shè)備簡(jiǎn)單、分析速度快、結(jié)果直觀和能快速更換流動(dòng)相等特點(diǎn)，已在化學(xué)、化工、生化、醫(yī)藥和衛(wèi)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(gòu)體的分離、分析和光學(xué)純度的測(cè)定中發(fā)揮重要的作用。

（2）氣相色譜法：

氣相色譜法是對(duì)映體拆分的一個(gè)重要手段。目前氣相色譜中用于分離對(duì)映體的固定相主要有三類：手性氨基酸衍生物、光學(xué)活性的金屬配合物和環(huán)糊精手性固定相。

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(duì)映體化合物（這類對(duì)映體在液相色譜條件下通常很難被分離和檢測(cè)）。

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

（3）毛細(xì)管電泳：

毛細(xì)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(jì)方便的現(xiàn)代技術(shù)，在藥物分析和臨床醫(yī)學(xué)研究中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

毛細(xì)管電泳法分離對(duì)映體時(shí)，一般是將手性選擇劑添加到緩沖液中，對(duì)映體分子可與手性選擇劑形成具有不同穩(wěn)定性的復(fù)合物，導(dǎo)致遷移速度差異而進(jìn)行分離。常用的方法有：毛細(xì)管區(qū)帶電泳法、膠束電動(dòng)色譜法和毛細(xì)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(duì)化合物進(jìn)行分離。與氣體流動(dòng)相相比，超臨界流體對(duì)樣品的溶解度高。與常規(guī)的液體流動(dòng)相相比，超臨界流體粘度低，擴(kuò)散系數(shù)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(wěn)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(nóng)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(duì)儀器要求較高，普及性較差，這在一定程度上限制了其應(yīng)用。

（5）高效液相色譜：

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

高效液相色譜較氣相色譜和電泳技術(shù)應(yīng)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(yùn)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(xiàn)生物樣品的在線預(yù)處理，能實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)化。

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