【干貨】高效液相色譜法在手性藥物對映異構(gòu)體拆分中的應(yīng)用

安譜實驗

2020.1.13

對于市場上越來越多對目標(biāo)物準(zhǔn)確定性的要求，而手性產(chǎn)物是其中較為重要的一部分，因此對于手性目標(biāo)物的檢測就顯得尤為重要。

一、什么是手性導(dǎo)構(gòu)和對映異構(gòu)體？

當(dāng)藥物分子中碳原子上連接有4個不相同的基團時，該碳原子被稱為不對稱碳或手性碳（中心），會導(dǎo)致藥物分子存在異構(gòu)體，如果兩個異構(gòu)體之間的關(guān)系如同一個物體的立體結(jié)構(gòu)在照鏡子，這個立體結(jié)構(gòu)和它在鏡子中的像互為對映異構(gòu)體（對映體）。圖1是手性對映異構(gòu)體的圖示。

圖?1??手性對映異構(gòu)體圖示

對映體具有相同的物理性質(zhì)（如熔點，沸點，溶解度，折射率，酸性，密度等），熱力學(xué)性質(zhì)（如自由能，焓、熵等）和化學(xué)性質(zhì)。除非在手性環(huán)境（如手性試劑，手性溶劑）中才表現(xiàn)出差異。對映體對偏振光的作用不同，它們的比旋光度數(shù)值相同，但方向相反。對映體的生物活性不相同，化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出等速率。

等量的左旋體與右旋體的混合物構(gòu)成外消旋體。從對映體中分離出單純一個光學(xué)異構(gòu)體的方法稱手性拆分。最普通的手性拆分方法是消旋旋體與光學(xué)活性相反的離子（稱拆分劑）作用生成非對映體。手性藥物對映體拆分的方法主要有非色譜法和色譜法。

非色譜法（主要包括結(jié)晶法、微生物消化法等）耗時長，過程繁瑣不能制備高純度對映體，色譜法是基于把對映體的混合物轉(zhuǎn)換成非對映異構(gòu)體，然后利用它們在化學(xué)或物理性質(zhì)上的差異進(jìn)行分離。

主要包括氣相色譜(GC)、超臨界流體色譜(SFC)、毛細(xì)管電泳(CE)和毛細(xì)管電色譜(CEC)等。表1羅列了色譜手性拆分的發(fā)展史。其中高效液相色譜(HPLC)因其獨特的優(yōu)勢成為手性分析領(lǐng)域最常用的一種技術(shù)。

表1?色譜手性拆分發(fā)展史

二、HPLC手性拆分方法

手性藥物拆分法通常分為直接法和間接法兩大類。間接法和直接法的共同特點是均以現(xiàn)代技術(shù)為基礎(chǔ)并引人不對稱中心或光活性分子；不同的是間接法是將其引入分子溶質(zhì)內(nèi)，而直接法則是引人分子間。引人手性環(huán)境使對映異構(gòu)體間呈現(xiàn)物理特征的差異是手性進(jìn)行光學(xué)異構(gòu)體拆分的基礎(chǔ)。

1、間接法

藥物對映體在分離前，先與具有高光學(xué)純度的手性衍生劑反應(yīng)，在藥物對映體中引入第二個手性中心，形成非對映異構(gòu)體，溶質(zhì)分子與流動相和固定相之間的作用力不同，發(fā)生差速遷移以常規(guī)或手性固定相進(jìn)行分離稱為間接法，也稱手性衍生化試劑法（CDR）。

圖?2? CDR原理圖示

用的手性衍生試劑

表2?常用手性衍生劑

2、直接法

直接法是在HPLC系統(tǒng)中引入“手性識別器”或手性環(huán)境，以形成暫時的非對映體異構(gòu)體復(fù)合物，根據(jù)其形成復(fù)合物的穩(wěn)定系數(shù)不同而獲得分離。直接法分為手性流動相法（CMP）和手性固定相法（CSP）。

（1）手性流動相法（CMP）

在流動相加入手性添加劑（CMPA），與對映體生成一對非對映絡(luò)合物，在普通色譜柱上進(jìn)行分離。手性添加劑與溶質(zhì)生成的絡(luò)合物雖然不及衍生化法形成的衍生物牢固，但所依據(jù)的手性識別作用絡(luò)合物的非對映異構(gòu)體性質(zhì)卻基本相同。

圖?3? CMP原理圖示

常用的手性添加劑

表3?常用手性添加劑

（2）手性固定相法（CSP）

手性固定相法是基于樣品與固定相表面的手性選擇劑形成暫時的非對映體配合物的能量差異或穩(wěn)定性不同而達(dá)到手性分離。是不經(jīng)過轉(zhuǎn)變成非對映體的直接拆分的方法。

圖?4? CSP原理圖示

（a）CSP種類

表4 CSP種類

三、三種手性拆分方法的比較

表5?三種手性拆分方法比較

四、結(jié)語

高效液相色譜法具有快速、分離效果好、檢測靈敏度高及可配備選擇性強、靈敏度高的不同檢測器、檢測自動化等特點。對于定量分析和制備分離都是應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)。未來高效液相色譜法在手性分析領(lǐng)域的發(fā)展有望集中在深入研究手性識別機制，為快速篩選出合適的分析或制備方法提供明確的理論依據(jù)；尋找新材料應(yīng)用于手性選擇劑和色譜柱填料中;同時也是色譜學(xué)研究重要的分支。在手性色譜學(xué)中，無論是間接法還是直接法都有各自的優(yōu)點和局限性，它們在藥物科學(xué)中的應(yīng)用也是互相補充、各具特色。我們應(yīng)根據(jù)被測藥物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)姆椒▽ζ溥M(jìn)行有效的拆分，為手性藥物研發(fā)和質(zhì)量控制提供可靠保障，不斷促進(jìn)手性藥物的發(fā)展。

（內(nèi)容來源：醫(yī)藥大世界）

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