手性分子拆分技術(shù)(編輯修改稿)
2024-08-26 07:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 個因素 。旋光異構(gòu)體的分配行為很大程度上是受膜中手性識別位置的結(jié)構(gòu)和數(shù)目影響的，擴散速度卻難于控制 ，為旋光異構(gòu)體具有相同的分子大小 。通過調(diào)節(jié)手性識別位置周圍的親水/疏水性質(zhì) ，來增大固定在膜上的手性識別位的拆分能力 ，將具有手性識別能力的膜放在一個被控制的親水/疏水微環(huán)境中 ，根據(jù)它們的分配或滲透行為 ，得到對旋光性物質(zhì)更高的選擇性 。 手性藥物拆分膜的種類對于消旋藥物的分離 , 膜操作的兩種基本類型得以區(qū)別 : 用手性選擇性膜直接分離 ,或非手性選擇性膜輔助手性拆分劑形成不對稱的復(fù)合膜操作[28] .通常對拆分膜的分類是以膜的狀態(tài)分為固體膜和液膜兩種 。 液膜1979 年 , New b 等 [29]首先報道了一種液體膜拆分的方法 . 在這種液膜體系中 , 手性分子( 主體) 與外消旋體( 客體)結(jié)合 , 通過氯仿載體從一水溶液至另一水溶液中再釋放出來 . 這種 W 型裝置能夠同時連續(xù)地將外消旋體拆分為 2 個對映體 , 得到的旋光純度為 70 % ～ 90 %. 1987 年 , Armstrong等[30]。道了另一種液膜拆分對映體的方法 , 他們采用水基質(zhì)液體膜拆分有機分子 , 首次采用環(huán)糊精作為膜載體分子 , 分離疏水性的異構(gòu)體 . 對( 177。 ) S ( 1 二茂鐵基乙基)苯硫酚等外消旋體進行了拆分 。液膜分離手性物質(zhì)的原理是在手性分離過程中 ,液膜對某一對映異構(gòu)體藥物有比其他對映體更強的親和力 ,基于選擇性萃取的原理達到對消旋體拆分的目的 . 傳遞的驅(qū)動力來自對映異構(gòu)體在膜兩側(cè)的濃度差 . 液膜可被分為支撐液膜 、厚體液膜和乳化液膜 . 在各種手性拆分液膜中 , 選擇性比較好的是使用流動載體的液體膜方法 , 選擇的種類和程度取決于所使用的載體分子( 手性選擇體 , CS )的性質(zhì) .載體分子通常為大分子配體化合物 , 如冠醚 、穴狀配體等[31]支撐液膜(SLM)即用薄壁空心纖維管內(nèi)的毛細孔來支撐的液膜 . 一束這樣的管子集中起來就能形成許多液膜 ,使液膜具有很大的比表面積 . 一種含有外消旋體的流體被送進管程 ,而富集后的對映異構(gòu)體分離液則從殼程流出 . 流入液和分離液可以是相同的 ,但必須與空心纖維管的液膜不混容 . 在支撐液膜中 ,手性液通過毛細和表面張力固定在膜孔里 , 固定的薄膜能將易混合的液體分成兩部分[32] 支撐液膜的裝置如圖2。 圖 2 支撐液膜裝置厚體液膜( BLM)在傳統(tǒng)的厚體液膜裝置中 , 膜相是混合良好的體相而不是在孔內(nèi)或膜上的固定相 . 基本原理包含從流入相到接受相的手性選擇性萃取 ,結(jié)果載體釋放消旋體到接受相中. 由于手性化合物在不同環(huán)境的形成和分解, 形成了合適的吸附和解吸附作用. 厚體液膜裝置一般均為如圖 3 所示的 U 型管單元. Daniela Stella 等 [33]用 BLM 膜的 U 型管裝置來研究金雞納啶對 D , L 苯基乙醇酸的手性分離性能 ,得到的產(chǎn)品旋光度為 79 %ee. 圖3 典型的 U 型管厚體液膜乳化液膜( ELM)。乳化液膜系統(tǒng)的應(yīng)用包括 3 個連續(xù)的步驟 : ①把不相溶的兩表面活性劑攪拌以形成乳狀液 . ②乳狀液與含有要分離物質(zhì)的液體混合. ③產(chǎn)生相的分離,而乳化劑在去乳化步驟得以回收. 圖 4 為乳化液膜的膜萃取單元 。 圖 4 乳化液膜裝置 固膜由于液膜的主要缺點是一個相當(dāng)長時間的不穩(wěn)定性 [34]。近幾年來, 手性藥物膜分離的另一個新發(fā)展是手性固體膜即手性選擇性高分子膜的發(fā)展。 手性選擇性高分子膜通常是由一個表面帶有一手性選擇性薄層的非選擇性多孔支撐組成 。 這種高分子膜需要高的比表面積 ,低的物質(zhì)轉(zhuǎn)運阻力 ,好的機械強度和旋光性識別能力。分離機制涉及要分離的對映異構(gòu)體和膜表層的高分子矩陣的特定的選擇性相互作用 。 如果一步不能得到想要得的光學(xué)純度的物質(zhì),膜單元的層疊很易于獲得想要純度的物質(zhì). 滲透性和選擇性決定手性膜的性能。 Lee 等 [35] 則用聚谷氨酸酯衍生物對聚偏氟乙烯超濾膜改性 ,得到非對稱的手性拆分固膜 。首先用蒸氣吸附方法讓 γ 苯甲基 L 谷氨酸酯的 N 羧酸酐單體發(fā)生開環(huán)反應(yīng) , 物理或化學(xué)吸附在聚偏氟乙烯膜上 , 從而得到 PBLG 膜 , PBLG 膜分別經(jīng)過取代苯環(huán)和酯交換反應(yīng)得到聚 L 谷氨酸( PLGA) 和具有三縮( 乙二醇) 單乙醚側(cè)鏈的聚谷氨酸酯( PLTEG) 非對稱固膜 。對手性 α 氨基酸( 色氨酸 、苯基丙氨酸和酪氨酸) 和手性藥物( 心得安 、氨酰心安和布洛芬)進行了滲透實驗 , 對映體選擇率為 1. 04 ～ 1. 47 。實驗觀察到化學(xué)接枝的聚合物與物理吸附的多肽相比 ,手性選擇率有所增加 ,這可能是因為分子質(zhì)量和高分子鏈密度的增加促進手性混合物和表面束縛的多肽之間相互作用 。由于選擇性與透過通量之間的反相關(guān)系 ,選擇擴散型手性固膜處理量一般都較小 ,通過擴大膜面積或者增加平衡級數(shù)來彌補 , 在工業(yè)規(guī)模應(yīng)用不太經(jīng)濟 。 而與之相比選擇吸附型手性固膜則有更大的工業(yè)應(yīng)用前景 。Randon 等 [36] 采用 2 種方法來拆分色氨酸等外消旋體混合物, 即溶液系統(tǒng)中的用牛族血清白蛋白( BSA) 作為自由手性選擇劑的超濾和用接枝 BSA 的尼龍膜滲析。 Nakamura 和 Kiyohara 等 [3738]采用BSA 作為手性選擇劑固定在多孔的聚乙烯中空纖維孔內(nèi)的接枝高分子鏈上 , 從而得到手性拆分固膜 。聚乙烯膜上 BSA 的固定量 分別是 150 mg/g 和190 mg/g ,相當(dāng)于 3 層和 4 層 BSA 。2 種膜的區(qū)別在于前者固定的是交鏈的 BSA 分子。實驗得出固定交鏈 BSA 的多孔纖維對 D , L 色氨酸的分離因子為12 , 并且相當(dāng)穩(wěn)定。 近年來發(fā)展起來的分子印跡技術(shù)由于其卓越的分析識別能力，被應(yīng)用于分子拆分領(lǐng)域。Izumi 等[39]以 Boc–L—色氨酸為印跡分子，將其引入到四肽衍生物中，然后經(jīng)過處理制備成手性分子印跡膜。 這種膜對 Boc—L—色氨酸具有較高的吸附選擇性。Yoshik
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