手性分子拆分技術(shù)(編輯修改稿)
2025-08-26 07:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 個(gè)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(shí)別位置的結(jié)構(gòu)和數(shù)目影響的，擴(kuò)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(guò)調(diào)節(jié)手性識(shí)別位置周圍的親水/疏水性質(zhì) ，來(lái)增大固定在膜上的手性識(shí)別位的拆分能力 ，將具有手性識(shí)別能力的膜放在一個(gè)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(duì)旋光性物質(zhì)更高的選擇性 。 手性藥物拆分膜的種類對(duì)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(duì)稱的復(fù)合膜操作[28] .通常對(duì)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(bào)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(guò)氯仿載體從一水溶液至另一水溶液中再釋放出來(lái) . 這種 W 型裝置能夠同時(shí)連續(xù)地將外消旋體拆分為 2 個(gè)對(duì)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(duì)映體的方法 , 他們采用水基質(zhì)液體膜拆分有機(jī)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(duì)( 177。 ) S ( 1 二茂鐵基乙基)苯硫酚等外消旋體進(jìn)行了拆分 。液膜分離手性物質(zhì)的原理是在手性分離過(guò)程中 ,液膜對(duì)某一對(duì)映異構(gòu)體藥物有比其他對(duì)映體更強(qiáng)的親和力 ,基于選擇性萃取的原理達(dá)到對(duì)消旋體拆分的目的 . 傳遞的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自對(duì)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(dòng)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(xì)孔來(lái)支撐的液膜 . 一束這樣的管子集中起來(lái)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(jìn)管程 ,而富集后的對(duì)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(guò)毛細(xì)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(lái)研究金雞納啶對(duì) 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(gè)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(diǎn)是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的不穩(wěn)定性 [34]。近幾年來(lái), 手性藥物膜分離的另一個(gè)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(gè)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(yùn)阻力 ,好的機(jī)械強(qiáng)度和旋光性識(shí)別能力。分離機(jī)制涉及要分離的對(duì)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(duì)聚偏氟乙烯超濾膜改性 ,得到非對(duì)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(guò)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(duì)稱固膜 。對(duì)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(jìn)行了滲透實(shí)驗(yàn) , 對(duì)映體選擇率為 1. 04 ～ 1. 47 。實(shí)驗(yàn)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?yàn)榉肿淤|(zhì)量和高分子鏈密度的增加促進(jìn)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(guò)通量之間的反相關(guān)系 ,選擇擴(kuò)散型手性固膜處理量一般都較小 ,通過(guò)擴(kuò)大膜面積或者增加平衡級(jí)數(shù)來(lái)彌補(bǔ) , 在工業(yè)規(guī)模應(yīng)用不太經(jīng)濟(jì) 。 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(lái)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(shí)驗(yàn)得出固定交鏈 BSA 的多孔纖維對(duì) D , L 色氨酸的分離因子為12 , 并且相當(dāng)穩(wěn)定。 近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的分子印跡技術(shù)由于其卓越的分析識(shí)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(guò)處理制備成手性分子印跡膜。 這種膜對(duì) Boc—L—色氨酸具有較高的吸附選擇性。Yoshik
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