纤维素类高效液相色谱手性固定相

Chiralpak AD-H和Chiralcel OJ-H手性固定相拆分扁桃酸系列化合物王敏【摘要】对比了商品化的淀粉型手性固定相Chiralcel OJ-H和纤维素型手性固定相Chiralpak AD-H柱在正相条件下对扁桃酸系列8个化合物的拆分,结果表明Chiralcel OJ-H柱对扁桃酸系列化合物具有更强的手性识别能力,8个外消旋扁桃酸化合物在36 min内都得到了基线分离.研究发现,扁桃酸苯环上的取代基对其拆分的难易程度影响很大,其电子诱导效应影响扁桃酸类化合物在固定相上的保留时间,其空间位阻效应是扁桃酸在固定相上被拆分成败的决定因素.通过对比分析扁桃酸和手性柱的结构,探讨了可能的手性拆分机理是基于Chiralpak AD-H(Chiralcel OJ-H)手性固定相和扁桃酸系列化合物之间的氢键-氢键、偶极-偶极、π-π电子相互作用以及空间适应性等诸多因素的综合影响,其中空间适应性起到至关重要的作用.本研究可为一些实际光学活性扁桃酸及其类似物的对映体纯度测定与拆分研究提供参考.【期刊名称】《色谱》【年(卷),期】2014(032)002【总页数】6页(P198-203)【关键词】液相色谱;手性拆分;扁桃酸;Chiralpak AD-H手性固定相;Chiralcel OJ-H手性固定相【作者】王敏【作者单位】中国科学院福建物质结构研究所,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】O658扁桃酸系列化合物既是一类具有广泛用途的医药、化工产品，又是制备化学中重要的合成砌块。

该类化合物含有一个手性中心，具有左旋和右旋两种光学异构体，其单一光学对映体在生物活性上通常存在较大差异，因此对扁桃酸系列化合物的拆分研究具有很重要的意义［1-4］。

目前，关于扁桃酸的拆分方法已发展为化学拆分、酶拆分、色谱拆分、分子印迹拆分、毛细管电泳拆分等［1，2］。

前两种拆分方法主要用于生产制备，后3种拆分方法主要用于分析检测。

高效液相色谱法在手性药物拆分中的应用纲要：外消旋化合物的手性分别是获取单调对映体的方法之一。

跟着人们对纯光学药物的需求日趋增添，各样手性分别技术得以快速发展。

近几十年来，在这些手性分别技术中，高效液相色谱法( HPLC ) 被公以为是一种强盛、快速、高效的分别技术，它已成功应用于对映体药物的分别剖析和制备中。

HPLC 用于敌手性药物分别的研究已获得很大进展，而且研发了大批可应用于手性小分子和聚合物分别的手性固定相，大大提升HPLC 的手性辨别能力。

本文以HPLC 的手性药物分别为焦点，介绍了近几年高效液相色谱法手性固定相的新发展和应用。

重点词：高效液相色谱法手性药物手性拆分Application of High Performance Liquid Chromatography in Chiral Separation of PharmaceuticalsAbstract：Resolution of racemic compounds is one of the potential ways of obtaining both enantiomers. The increasing demand for enantiopure drugs has led to the development of a variety of stereoselective separation technologies. Among several resolution techniques in the past few decades, high performance liquid chromatography ( HPLC ) is well recognized as a powerful, fast and efficient technique, which has been successfully employed for analysis and preparation of enantiomers of drugs. Enantioseparation by HPLC has significantly advanced, and a large number of chiral stationary phases ( CSPs ) for HPLC have been developed using both chiral small molecules and polymers with chiral recognition abilities. This review focuses on various HPLC methods for chiral separation of pharmaceuticals, many new developments and applications are introduced in chiral stationary phase of HPLC in recent years.Keywords：HPLC; Chiral drug; Chiral separation;引言手性药物是指药物分子构造中引下手性中心后，获取的一对互为实物与镜像的对映异构体，是当前药物研究领域的热门之一。

手性色谱柱的类别及应用色谱柱操作规程手性色谱柱（Chiral HPLC Columns）是由具有光学活性的单体，固定在硅胶或其它聚合物上制成手性固定相（Chiral Stationary手性色谱柱（Chiral HPLC Columns）是由具有光学活性的单体，固定在硅胶或其它聚合物上制成手性固定相（Chiral Stationary Phases）。

通过引入手性环境使对映异构体间呈现物理特征的差异，从而达到光学异构体拆分的目的。

要实现手性识别，手性化合物分子与手性固定相之间至少存在三种相互作用。

这种相互作用包括氢键、偶级—偶级作用、π—π作用、静电作用、疏水作用或空间作用。

手性分别效果是多种相互作用共同作用的结果。

这些相互作用通过影响包埋复合物的形成，特别位点与分析物的键合等而更改手性分别结果。

由于这种作用力较微弱，因此需要认真调整、优化流动相和温度以达到更好的分别效果。

手性色谱柱的分类及应用迄今为止，尚没有一种仿佛十八烷基键合硅胶（ODS）柱的普遍适用的手性柱。

不同化学性质的异构体不得不接受不同类型的手性柱，而市售的手性色谱柱通常价格昂贵，因此如何依据化合物的分子结构选择适用的手性色谱柱是特别紧要的。

依据手性固定相和溶剂的相互作用机制，Irving Wainer首次提出了手性色谱柱的分类体系：第1类：通过氢键、π—π作用、偶级—偶级作用形成复合物。

第2类：既有类型1中的相互作用，又存在包埋复合物。

此类手性色谱柱中典型的是由纤维素及其衍生物制成的手性色谱柱。

第3类：基于溶剂进入手性空穴形成包埋复合物。

这类手性色谱柱中较为典型的是由Armstrong教授开发的环糊精型手性柱，另外冠醚型手性柱和螺旋型聚合物，如聚（苯基甲基甲基丙烯酸酯）形成的手性色谱柱也属于此类。

第4类：基于形成非对映体的金属络合物，是由Davankov开发的手性分别技术，也称为手性配位交换色谱（CLEC）。

第5类：蛋白质型手性色谱柱。

纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)涂覆型手性固定相的制备研究与分离应用吴海波;薛兴亚;李奎永;周永正【摘要】以C8硅烷修饰的大孔硅胶作基质,涂覆制备了纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)手性固定相,研究了涂覆溶剂体系对固定相选择性的影响.实验选择氯仿或二氯甲烷作溶剂,分别添加N,N’-二甲基甲酰胺、苯酚、硝基苯、苯甲酸甲酯、苯乙酮涂覆制备了多个手性固定相,并以7种不同结构的手性化合物对固定相进行评价.结果表明,添加剂的种类与添加量对固定相的装柱柱效、保留以及选择性均会产生一定的影响.添加与纤维素酯等质量的苯甲酸甲酯制得的固定相性能较佳,其对于西孟坦中间体和酮咯酸消旋体具有良好的对映体拆分能力,具备工业制备分离的应用潜力.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】5页(P64-68)【关键词】涂覆;溶剂;纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯);手性固定相;对映体拆分【作者】吴海波;薛兴亚;李奎永;周永正【作者单位】浙江华谱新创科技有限公司,浙江温岭317503;中国科学院大连化学物理研究所分离分析化学重点实验室,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所分离分析化学重点实验室,辽宁大连116023;浙江华谱新创科技有限公司,浙江温岭317503;浙江华谱新创科技有限公司,浙江温岭317503【正文语种】中文【中图分类】O657.72多糖衍生物手性固定相是目前应用最广泛的一类手性固定相。

据统计，其应用占据了手性分离案例中的90%。

此类固定相最早由日本的Okamoto研究组开发并实现商品化，主要由直链淀粉或纤维素的衍生物通过涂覆或键合到大孔硅胶上制得。

其主要分离原理是基于多糖衍生物高度有序的螺旋结构提供了复杂多样的手性环境，从而可与不同构型对映体发生选择性的作用[1-3]。

目前，由直链淀粉-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)，纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)和直链淀粉-三[(S)-α-甲基苄基氨基甲酸酯]分别涂覆制备的AD、OD、OJ和AS柱是选择性最强的4款手性柱[4-6]。

第 卷第 期色 谱年 月纤维素 三 苯基氨基甲酸酯 涂敷手性固定相的制备及其在反相条件下的手性分离Ξ侯经国 周志强 陈立仁 欧庆瑜常俊标中国科学院兰州化学物理研究所 兰州 河南省化学研究所 郑州提 要 以微晶纤维素和异氰酸苯酯为原料 合成了纤维素 三 苯基氨基甲酸酯 并涂敷于自制的硅小球上 制备了可用于高效液相色谱手性拆分的固定相∀在反相条件下 分别对中性 酸性和碱性外消旋药物进行了拆分∀考察了流动相中 值 盐浓度 乙腈含量等因素对手性拆分的影响∀关键词 高效液相色谱法 纤维素 三 苯基氨基甲酸酯 手性固定相 手性拆分分类号前言在过去 年中 用于直接分离对映体的各种新型高效液相色谱手性固定相 不断被制备 使得 不仅成为测定对映异构体纯度的有用的分析工具 而且也成为获得光学纯异构体的十分有效的方法∀而用纤维素 淀粉等多糖衍生物制备的手性固定相 是 手性拆分中使用最广泛的手性固定相之一 但它们大多是在正相色谱条件下使用 ∀然而有些外消旋样品 如酸性药物 在正相溶剂中溶解困难 因此在正相条件下难以直接拆分 往往需要对样品进行衍生化 ∀ 等 首先报道了在纤维素 三 二甲基苯基氨基甲酸酯 手性柱上以缓冲溶液为流动相 对几个外消旋化合物进行拆分 获得了很好的结果∀其后等在 柱上系统地研究了不同缓冲溶液 盐及有机溶剂等对外消旋化合物拆分的影响∀我们则首次在自己合成的纤维素 三 苯基氨基甲酸酯 涂敷手性固定相 上 在反相色谱条件下 对中性 酸性及碱性外消旋药物进行了拆分 考察了流动相中 值 盐浓度和乙腈含量对样品保留和分离的影响∀结果表明 柱在反相条件下同样具有较好的手性拆分能力 酸性外消旋样品可不经衍生化而直接得到拆分∀实验部分试剂和样品堆积硅珠由本实验室自制 粒径 ∗ Λ 孔径比表面积 Ù 微晶纤维素 上海试剂四厂 异氰酸苯酯 其余所用试剂均为分析纯∀水为二次去离子水∀δλ Α 苯乙醇χ 二甲氧基 χ χ 二次甲二氧基 羰甲基甲酯 χ 羧基联苯 由常俊标博士合成并提供 甲砜霉素衍生物 由张所明博士提供 各样品结构如图 所示∀图 外消旋药物的结构Φιγ Στρυχτυρεοφραχε ιχδρυγσΞ本课题为中国科学院重点基金资助项目通讯联系人本文收稿日期 修回日期仪器与色谱条件红外光谱 在 光谱仪上测定∀元素分析在 元素分析仪上进行 色谱分离在由 泵 紫外 可见光可变波长检测器 日本 岛津 色谱数据处理器 日本 岛津 和 手动进样阀 Λ 组成的高效液相色谱仪上完成∀所有的色谱分离均在室温下进行∀在整个实验过程中 流动相的流速为 Ù 检测器灵敏度为 检测波长为 ∀所有流动相均经 Λ 过滤器过滤并超声脱气后使用∀手性固定相的制备的合成 的合成参照文献 ∀将 干燥的微晶纤维素置于 吡啶中回流 然后加入 倍微晶纤维素量的异氰酸苯酯 继续回流 ∀冷却后加入 甲醇使产物沉淀 经过滤 洗涤后再用适量吡啶溶解 然后加入 甲醇使产物沉淀 经过滤 洗涤后于真空中 ε下干燥 产率 ∀经 证实 微晶纤维素中的羟基在 处的吸收峰几乎完全消失 说明已基本完全酯化 同时在 处出现氨基苯甲酰基的 吸收峰 并在 和 处出现苯环吸收峰∀元素分析 括号内为计算值∀氨基修饰硅胶的制备 将 经酸活化并在 ε下干燥 的堆积硅珠置于 三颈瓶中 加入 干燥甲苯和 氨基丙基三乙氧基硅烷 于 ε氮气保护下回流 过滤 分别用甲苯和无水乙醇洗涤 ε下真空干燥 制得氨基丙烷化硅胶 ∀元素分析 ∀的涂敷 将 纤维素 三 苯基氨基甲酸酯 溶于 四氢呋喃中 将 该溶液加入 硅胶中 真空旋转蒸发除去溶剂∀将此过程重复 次 最终得到涂敷量为 Ù 的手性固定相∀该固定相以正己烷 异丙醇 Β ςÙς 为匀浆液 在 压力下装入不锈钢柱 ≅ 中∀结果与讨论中性化合物δλ-Α-苯乙醇的拆分人们认为对映体在 柱上的拆分 主要是在溶质分子与固定相表面 分子中的酰氨基部位通过氢键相互作用和溶质分子进入纤维素分子的手性螺旋空腔中形成包结络合物而发生的 ∀当以乙腈 水 Β ςÙς 为流动相时 在 柱上即可使δλ Α 苯乙醇得到很好的拆分∀图 表明 δλ Α 苯乙醇的分离和保留几乎不受流动相中 值和 离子浓度变化的影响∀因此可以认为 中性对映体的手性分离和保留对 值的变化和盐浓度的变化不敏感 简单的水 有机溶剂体系即可使其得到拆分∀酸性对映体 -∆∆ΒΙΠ的拆分当以乙腈 水 Β ςÙς 为流动相时 发现 未能被拆分而且保留时间很短 κν ∀这也许是由于 分子中的羧酸基的离解在上述流动相中未能得到充分抑制 非手性的静电作用较强 使得 与 中的手性识别部位 氨甲酸酯基 不能通过形成氢键或包结作用而发生保留和手性识别作用∀指出 在流动相中添加离液序列高 的阴离子有利于离子和可离子化对映体的拆分 并且对酸性样品的拆分在低 值条件下效果更好∀为此 我们考察了在流动相 乙腈Β水为 Β 调节 中添加不同浓度的 对 的保留和拆分的影响∀由图 可见 随着流动相中 离子浓度的增加 的分离因子 Α 和保留 κχ 随之增大 说明在流动相中存在一定浓度的 离子对带电荷溶质的拆分是十分必要的∀这也许是因为 离子的存在影响了酸性药物与手性固定相间的分子识别作用力 如范德华相互作用 氢键相互作用等 ∀同时 离子对抑制酸性药物的离解也起一定的作用∀由图 可见 在流动相 乙腈Β水为 Β Ù 中 离子浓度一定情况下 随着流动相中 值的降低 的κχ和Α有所增加 时得到满意的保留和拆分 时又略有下降∀这个结果表明流动相中较高的 离子浓度确实有效地抑制了酸性溶质分子中羧基的离解 消除了一些非手性的相互作用 使溶质在手性固定相上充分保留并发生手性识别作用∀碱性对映体 -ΤΠ∆的拆分对于碱性样品 的研究发现 在乙腈 水为 Β ςÙς 的流动相中 未能被拆分∀在含 离子的酸性流动相中 得到很好的拆分∀盐浓度的变化对 的保留和对映体拆分没有显著的影响 图 但对 值的变化则较为敏感 图 ∀色 谱 卷图 流动相中 ΧλΟ 对保留和拆分的影响Φιγ Εφφεχτοφ ΧλΟ ιν οβιλε ηασετορετεντιονανδρεσολυτιον图 流动相 Η值对保留和拆分的影响Φιγ Εφφεχτοφ Ηιν οβιλε ηασετορετεντιονανδρεσολυτιονκχ κχ κχ κχ κχ κχ流动相乙腈含量对手性分离的影响流动相中有机溶剂的含量和类型对手性识别也有明显的影响∀随着流动相中乙腈含量的降低 样品的κχ增加 Α也增大∀但当乙腈含量过低 时则难以将酸性和碱性药物洗脱∀而对于中性样品 当乙腈含量低于 ςÙς 时 保留κχ虽然增加 但Α下降 表 ∀样品在优化条件下的拆分情况见图 ∀表 乙腈含量对拆分和保留的影响 Η ΝαΧλ ολÙΛ Ταβλε ΙνφλυενχεοφΧΗ ΧΝϖολυ ειν οβιλε ηασε样品乙腈 乙腈乙腈乙腈κχ κχ ΑΡ κχ κχ ΑΡ κχ κχ ΑΡ κχ κχ ΑΡδλ Α图 样品在优化色谱条件下拆分的色谱图Φιγ Ρεσολυτιονσοφσα λεσυνδερο τι αλχονδιτιον δλ Α Β Β ςÙς Β Β ςÙς Ù Β Β ςÙς Ù上述结果表明 纤维素 三 苯基氨基甲酸酯 涂敷型手性柱在反相条件下亦具有较好的对映体识别能力∀对酸性外消旋化合物可不经衍生而直接拆分∀一般来说 低的 值和高的高氯酸盐浓度均有利于酸性外消旋化合物的拆分 这主要是由于它们充分抑制了酸性溶质的质子解离 使溶质与纤维素 三苯基氨基甲酸酯 中的羰基通过氢键而发生手性识别作用∀对中性溶质的拆分基本上与流动相中盐浓度的 值无关 仅与有机溶剂的类型和含量有关∀总之 对外消旋体的拆分不仅与手性固定相的手性识别能力有关 而且与流动相的组成有关∀对一个特定的外消旋化合物而言 通过选择流动相中有机溶剂的种类和含量 值及盐的种类和浓度对色谱操作参数进行优化 使外消旋化合物得到拆分是十分必要的∀手性柱的稳定性所制备的纤维素 三 苯基氨基甲酸酯 涂敷型手性柱在正相条件下曾连续使用两个月 在反相条期 侯经国等 纤维素 三 苯基氨基甲酸酯 涂敷 的制备及其在反相条件下的手性分离件下用各种盐浓度及 值在 ∗ 范围内连续使用一个月 均未见柱效及拆分能力下降现象∀参考文献Πρε αρατιονοφΧελλυλοσεΤρι ηενψλχαρβα ατεΧηιραλΣτατιοναρψΠηασεανδΣτυδιεσοφΡεσολυτιονυνδερΡεϖερσεδ-ΠηασεΧονδιτιονΛανζηουΙνστιτυτεοφΧηε ιχαλΠηψσιχσ τηεΧηινεσεΑχαδε ψοφΣχιενχεσ ΛανζηουΙνστιτυτεοφΧηε ιστρψοφΗενανΠροϖινχε ζηενγζηουΑβστραχτ ε ΛεΚεψωορδσ色 谱卷。

利用酯交换反应合成纤维素衍生物类HPLC用CSPs 高效液相色谱手性固定相（HPLC-CSPs）因其快捷和直接拆分手性体等优点，被认为是光学纯对映体分析和制备分离最有效的方法之一。

在众多的HPLC-CSPs 中，纤维素苯基类氨基甲酸酯（PC）衍生物CSPs手性识别能力强、拆分范围广，始终是手性分离领域的研究重点。

利用氨基甲酸酯与异氰酸酯交换反应合成多基团取代的多聚糖衍生物CSPs 的研究鲜有报导。

本论文则是利用纤维素-三（3,5-二氯苯基氨基甲酸酯）（CDCPC）与苯基类异氰酸酯的交换反应合成多基团定位取代及含量可控的混合型纤维素类衍生物，这为探索取代基的性质对纤维素类衍生物CSPs光学拆分能力的影响开拓了新思路，且此方法操作简便、省时高效、节约资源，具有重要的理论意义和研究价值。

本文首先利用减压蒸馏的方法对实验所用的部分溶剂和反应试剂进行处理，并用傅里叶红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H NMR）检测纯化结果，采用传统方法合成了5种纤维素PC衍生物—CDCPC、CDMPC、CTPC、CTMPC和CTCPC，为后续实验做准备。

考察了3,5-二氯苯基异氰酸酯（DCPI）和3,5-二甲基苯基异氰酸酯（DMPI）在溶剂中（或无溶剂体系）的稳定性，并比较了苯环上取代基的电负性对异氰酸酯稳定性的影响规律。

考察了衍生物CDCPC在不同溶剂中的稳定性，并比较了溶剂的酸碱性对CDCPC热分解速率的影响。

研究了溶剂种类，催化剂用量，异氰酸酯种类等因素对多聚糖衍生物中的氨基甲酸酯基团与苯基类异氰酸酯间交换反应的影响，结果表明，CDCPC与DMPI的交换反应速率随溶剂碱性的减小而增大，此反应控制步骤是通过亲核加成机理完成的，且结构单元2-，3-及6-位反应活性相差较大：6-位反应活性最高，2-位次之，3-位最差；LiCl对CDCPC与DMPI在不同溶剂中的交换反应都有促进作用，且对Pyridine溶剂中CDCPC与DMPI酯交换反应的影响最为显著。

高效液相色谱手性固定相法直接拆分外消旋四面体金属簇合物韩小茜;李刚;赵丽;刘俊;李军;殷元骐;陈立仁【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2005(24)2【摘要】在自制的涂敷型纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)手性固定相上直接拆分了含金属镍的外消旋四面体金属簇合物,得到了满意的色谱分离结果.同时考察了流动相中极性改性剂--醇的种类及结构对手性拆分的影响.结果发现,被研究的外消旋四面体金属簇合物在正丁醇作流动相极性改性剂时拆分效果好.【总页数】3页(P38-40)【作者】韩小茜;李刚;赵丽;刘俊;李军;殷元骐;陈立仁【作者单位】兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070;中国科学院,兰州化学物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,兰州化学物理研究所,甘肃,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】O658【相关文献】1.高效液相色谱手性固定相法拆分四面体金属簇合物 [J], 李军;韩小茜;刘峻2.液相色谱手性固定相法直接拆分外消旋金属簇合物 [J], 韩小茜;边治国;张玉华;李文智;陈立仁;李永民;柳春辉3.几种新的外消旋过渡金属簇合物在纤维素衍生的高效液相色谱手性固定相上的直接拆分 [J], 李文智;张伟强;李永民;窦建民;殷元骐;陈立仁4.高效液相色谱手性固定相法直接拆分外消旋雷诺嗪 [J], 张红丽;柳春辉;赵艳芳;明永飞;李永民;陈立仁5.高效液相色谱手性固定相法拆分金属簇合物 [J], 李军;韩小茜;刘峻因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。