【正文】 拆分劑 ——TAPA ? TAPA ： a(2,4,5,7四硝基 9芴亞氨氧基 )丙酸 – 手性的含 π電子的酸 – TAPA是具有共平面結(jié)構(gòu)的多硝基芳烴，能和富電子的稠環(huán)芳烴或芳烴形成 π電子復(fù)合物或 π電子轉(zhuǎn)移復(fù)合物，這些復(fù)合物顏色較深，有較好的晶形和熔點 – 可用于拆分手性中心過分擁擠或結(jié)構(gòu)中存在阻旋的結(jié)構(gòu)，難以用常規(guī)方法折分的芳香醚類、芳香酯類，以及磷酸酯類化合物，特別適用于拆分缺乏官能團的烴類 – 還可用于拆分堿性較弱的含有手性側(cè)鏈芳胺、芳雜化合物、芳烴 NOC H3HO2NN O2N O2N O2C O O HT AP A包合拆分 (inclusion resolution)方法 ? 原理： – 利用拆分劑分子 (主體分子 )中存在的一些空穴，這些空穴能夠允許一定形狀和大小的被拆分分子 (客體分子 )包合在其中，形成 非對映異構(gòu)的包合物 ，利用構(gòu)型不同的客體化合物與主體的空穴之間形成氫鍵和范德華引力能力的差異，對其中一個對映異構(gòu)體產(chǎn)生優(yōu)先包合來進(jìn)行分離。 – 這些具有空穴的主體分子與被拆分的客體分子在分子 分子體系層次產(chǎn)生手性匹配和選擇。 包合拆分 形成形式及影響因素 ? 影響主體分子和客體分子之間手性匹配和選擇性因素： – (1)主體分子和客體分子之間有緊密的結(jié)合能力，是產(chǎn)生對映選擇性的必備條件。 – (2)主體分子和客體分子之間有較好的相容性，即主體分子空穴的手性和客體分子的手性產(chǎn)生一種鎖 ——匙關(guān)系。 – (3)客體分子必須有一定的柔性，以便使自身能夠較好地進(jìn)入主體分子的空穴中。 ? 包合物的形成主要有兩種形式： – 一種是洞穴包合物 (cavitates) – 另一種是籠狀包合物 (clathrates) 洞穴包合拆分劑 —— 環(huán)糊精 ? 環(huán)糊精 (cyclodextrin)是包合物拆分中使用最廣泛的試劑 ? 環(huán)糊精存在手性，當(dāng)它與外消旋化合物作用時，通過手性匹配和識別作用，產(chǎn)生非對映異構(gòu)體差異 ? 用于非甾體抗炎藥非諾洛芬(fenoprofen)的拆分 ? 還能用于拆分羧酸酯、亞磺酸酯等 OOHO HOOOOOOOOOOOHO HO HO HOHO HO HO HOHOHO HO HOHOHOHOO H洞穴包合拆分劑 —— 環(huán)狀大環(huán)醚化合物 ? 拆分劑：具有大環(huán)結(jié)構(gòu)的手性的環(huán)狀多元醚 (冠醚 )和環(huán)糊精，可在分子中形成洞穴 N E t2E t2NHOOOOCH3CH3CH3C H3++2Cl環(huán) 狀 大 環(huán) 醚 化合 物 ? 環(huán)狀大環(huán)醚化合物用來分離萘普生 ? 萘普生和萘普生甲酯都可以和 環(huán)狀大環(huán)醚化合物 形成包合物。但后者形成的包合要比前者的包合物穩(wěn)定 ? 因萘普生分子結(jié)構(gòu)中 COO與 環(huán)狀大環(huán)醚化合物中的 N+形成離子對的結(jié)合能力，不如形成 ππ電子復(fù)合物的結(jié)構(gòu)能力強，形成非對映異構(gòu)體包合物的差異也不如 ππ電子復(fù)合物 C H 3 OC H 3HC O O H籠狀包合物拆分 ? 籠狀包合物的形成通常是客體分子被多個主體分子所包圍，形成晶體時，晶格中好像是由主體分子組成的隧道，而被包圍的客體分子，恰好處于這個隧道之中 ? 產(chǎn)生籠狀包合物的主體分子有 NH 2 N H 2OO OOOOOOOOOOO 脲 三鄰百里香酚酸交酯 (triothymotide, TOT) 籠狀包合物拆分劑 ——脲 ? 脲是非手性化合物， – 在常規(guī)條件下結(jié)晶時，由于分子間氫鍵的存在，通常產(chǎn)生具有緊密結(jié)構(gòu)的四方晶系晶體。 – 但當(dāng)有客體分子存在時，則形成對映結(jié)構(gòu)的結(jié)晶，呈六方晶系。 – 這種對映結(jié)構(gòu)的六方晶系結(jié)晶中，具有長長的螺旋狀隧道結(jié)構(gòu)，而將客體分子包合于其中，形成隧道包合物。由于是螺旋性隧道結(jié)構(gòu)，由此有左螺旋和右螺旋之分。所以盡管脲分子本身不具手性，但形成的隧道呈螺旋狀，所以可以用來拆分手性化合物。 ? 應(yīng)用范圍： – 主要用于拆分手性的線狀烷烴分子，而分子的手性中心是由體積比較小的取代基所形成的 (如 CH3, Cl, Br, NH2, SH, OH, 環(huán)氧等 ) – 脲和烷烴之間是通過范德華力的相互作用而形成穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)。 包結(jié)拆分方法 (inclusion resolution) ? 是近二十年來發(fā)展起來的一種新的拆分方法 ? 包結(jié)拆分方法與包合拆分相類似，但又不完全一樣 ? 基本原理： – 是利用手性的主體化合物 (host molecule)可以通過弱的分子間作用力，如氫鍵或分子間 ππ作用力，選擇性地與外消旋的客體化合物 (guest molecule)中的一個對映異構(gòu)體形成 穩(wěn)定的超分子絡(luò)合物 ，即包結(jié)絡(luò)合物 (inclusion plex)析出，從而達(dá)到使對映異構(gòu)體分離的目的。 ? 包結(jié)絡(luò)合物形成的原因： – 要求主體化合物與客體分子間形成有效的且較強的分子識別能力。 – 由于包結(jié)拆分中使用的主體化合物是手性分子，被識別的客體化合物是一對手性對映異構(gòu)體，其識別過程是手性的識別過程。 包結(jié)拆分法的拆分劑 O HO HO HO HO HHOHO HP hP hP hP hOC O N R 2C O N R 2 拆分劑主體化合物結(jié)構(gòu)類型： 1. 雙羥基化合物 如聯(lián)二萘酚 (BINOL)，2,2‘二羥基 9,9’聯(lián)二蒽， (4R,5R)和(4S,5S)4,5二 (二苯基羥甲基 )2,2二甲基 1,3二氧戊環(huán)(TADDOL)等； 2. 烴類化合物 3. 酰胺類化合物 4 色譜拆分 ? 背景介紹： – 此法是近年來文獻(xiàn)中報道最多的方法 – 僅用于手性化合物的分離、分析和純度測定 – 從制備的角度出發(fā)，色譜拆分的容量大多也只有克級至百克級水平 – 最多僅可用于產(chǎn)量較小、價格比較昂貴、且用其他方法難以拆分的藥物 ? 制備色譜拆分 – 各種各樣的技術(shù)已用于制備色譜拆分 ? 分批洗脫色譜法 (elution batch chromatography)（最常用） ? 閉環(huán)循環(huán)色譜法 (closed loop recycling chromatography， CLRC) ? 模擬流動床色譜法 (simulated moving bed chromatography, SMB) ? 超 (亞 )臨界流體色譜的制備拆分方法 – 僅限于比較貴重的手性藥物的制備拆分 閉環(huán)循環(huán)色譜法 (CLRC)原理圖 餾份收集器 (24V電磁閥 ) 循環(huán)模式： 洗脫模式： ——— 樣品注入： ????? ? 1958年 Martin提出 ? 在封閉的循環(huán)中進(jìn)行洗脫色譜的高效制備拆分 ? 適用于部分溶解的化合物的拆分 ? 適于較大量消旋體的拆分 ? 優(yōu)點： ? 溶劑消耗量相對少； ? 勞動強度低 ,無須頻繁添加流動相； ? 相同時間內(nèi)產(chǎn)量較高； ? 可以用較小尺寸的色譜柱達(dá)到相同的目的； ? 不足： ? 需要價格昂貴的手性固定相 ? 有機溶劑消耗多 ? 生產(chǎn)規(guī)模相對還較小 避孕藥物 CGS16920的拆分曲線 ?無需太多的努力就可以將分析量的拆分?jǐn)U大到制備量 ?制備出的量足夠藥物開發(fā)階段試驗使用 模擬流動床色譜法 (Simulated moving bed chromatography) SMB) ? 模擬流動床色譜法是迅速發(fā)展起來的可用于大規(guī)模制備光學(xué)純化合物的一個強有力的工具。 ? 它也被人們認(rèn)為是最有發(fā)展前途的制備拆分方法。 ? 是模擬固定相和流動相相對運動的一種連續(xù)色譜法。 ? 通過將洗脫液和混合物不斷地添加到拆分系統(tǒng)中進(jìn)行分離并不斷地回收已分離的化合物 ? 流動相和固定相的相對運動通過如下途徑來模擬： – 將固定相分為若干個連成循環(huán)的色譜柱，每個柱子的頂端都安裝有閥門用于添加洗脫液、加入和取出殘留物以及拆分出的組分。輸入和輸出線經(jīng)過一段時間后就要從一根柱轉(zhuǎn)換到流動相方向上的下一根，這樣就相當(dāng)于固定相在向流動相相對的方向運動。一個循環(huán)完成后，各條線都達(dá)到最初的位置，重復(fù)進(jìn)行相同的操作就可以完成拆分工作 ? 特點： – 節(jié)約了手性制備拆分的成本 (尤其是流動相消耗上只需分批洗脫色譜法的 10%) – 用此法可大批量生產(chǎn)單一對映體化合物 固體 液體 殘余液 進(jìn)料 提取液 洗脫液 模擬流動床色譜法原理圖 手性藥物的模擬流動床色譜拆分 手性藥物 固定相 容量 備注 參考文獻(xiàn) (+)蘇氨酸 [(+)Threonine] Chirosolve Lproline 30g [102] (+)hetrazepine 微晶纖維素三乙酸酯 (CTA) 119g/h kg CSP 每克對映體 94ml流動相 [103] (+)吡喹酮 [(+)praziquantel] 纖維素三乙酸酯 [104] (+)曲馬多 (+)tramadol Chiralcel AD 50g/h kg CSP 每克對映體 500ml流動相 [105] (+)聯(lián)萘酚 [(+)binaphthol] Pirkletype 3,5DNBPG 2022g/day [106] (+)普萘洛爾 [(+)propranolol] Chiralcel OD [107] (+)愈創(chuàng)甘油醚 [(+)guaifenesin] Chiralcel OD [108] (+)福莫特羅 [(+)formoterol] Chiralcel OJ [108] 超 (亞 )臨界流體色譜的制備拆分方法(supercritical amp。 subcritical fluid chromatography, SFC) ? 從 20世紀(jì) 80年代中期迅速發(fā)展起來 ? 用液態(tài)的二氧化碳作為流動相 – 液態(tài)的二氧化碳粘度較低，可以迅速將產(chǎn)物洗出 – 二氧化碳無毒，價格便宜，適合于大量生產(chǎn) ? 不足： – 在制備拆分過程中，減壓和相當(dāng)數(shù)量的二氧化碳的性狀問題 (如凝固 )影響了溶液的收集 – 極性的化合物無法拆分 – 對條件要求較高，應(yīng)用并不太廣泛 謝 謝