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手性药物消旋体拆分的研究进展

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-01 19:02
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-

2021年2月1日发(作者:家乡话)


手性药物消旋体拆分的研究进展



胡健,张乐之,罗.平,李福涛,周红



(1


.第三军医大学药理教研室,重庆


400038)


关键词手性药物;对映体;消旋体;拆分


中图分类号


TQ460


文献标识码


A


文章编号


1004



0188(2005)01



0105



03


目前获取手性药物单一对映体的方法,主要以金属催化



的不对称合成为主;利用天然的手性源


(


如糖 类、萜类、氨基



酸、羟基酸、生物碱等


)


以及有机合成中产生非天然手性源


(




醇、胺、环氧化合物等


)


直接合成也是一个方面。


但目前大多



数不对称合成还


存在成本太高,或收率太低,或光学纯度不够



等诸多的问题


。因此,对外消旋体进行拆分仍 然不失为另一



条重要途径。特别是在新药开发的初期阶段,为判断如何进


< /p>


一步开发,


需要将消旋体和左、右二个单一对映体分别进行药



效学、药动学和毒理学比较时,拆分法就显得尤为必要

< p>
。事实



上,目前大约


6 5



oH


的非天然手性纯药物是通过外 消旋药物



或中间体拆分制造的。


。本 文就目前消旋体拆分中常用手性



试剂、手性引入方法及拆分方法等作一综述。



I


常用手性拆分剂



手性拆分的关键在于选择合适的手性拆分剂。目前常用



的手性拆分剂主要有:


环糊精、蛋白质、聚糖类、金属离子配合



物、冠醚、酒石酸衍生物、大环抗生素以及表面活性剂等。


< /p>


(1)


环糊精


(CD)

< br>是最常用的一类手性拆分剂,包括


a


一、


B


一、


7


一三



种自然形式和为数众多的衍生物。其中以


B



CD


类分子大小


< /p>


适中,应用最为广泛。


CD


使用方式很多 ,既可用作流动相添



加剂,也可用作手性固定相。可采用气相 色谱


(GC)


、高效液相


< p>
色谱


(HPLC)


、毛细管电泳

< br>(CE)


、毛细管胶束电色谱


(MECC)


等多种操作模式。



(2)

< p>
蛋白质


作为手性选择剂


最适合于拆分具有生物活性 物质的对映



,如氨基酸等。用于手性分离的蛋白质主要有:人 血清白蛋白、牛


血清白蛋白、抗生物素蛋白、卵类粘蛋白、


a< /p>


一酸性糖蛋白等。蛋白


质通常作为添加剂加入缓冲液中,


也可键合到凝胶、


硅胶颗粒或环糊


精聚合物上制 成手性柱。



(3)


聚糖类包括低聚糖 类和多聚糖类。低聚糖类主要有麦芽糖糊精;


多聚糖类包括纤维素和直链淀粉衍生物,一 般用作手性固定相。



(4)


将金属中 心离子与手性配合剂形成络合物,可用作手性流动相添


加剂,也可用作配体交换色谱手性 固定相


(LEC)




(5)


冠醚可用于


HPLC



GC



CE


, 以


18


一冠醚一


6

一四羧酸使用最


多。


主要用于分离胺和氨基酸及衍生物。< /p>


但冠醚毒性较大,


柱效较低。


(6)


酒石酸衍生物∞主要有酒石酸酯类、酒石酸单酰胺类、酒石酸二


酰胺 类等,可用作手性流动相添加剂和手性固定相。



(7)


大环抗生素是相对新型的手性选择剂。主要有万古霉素、利托菌



A


和替考拉宁等以及


A82846B


、利福霉素


SV


、利福霉素

< br>B


、糖肽


抗体等,


可用作手性流 动相添加剂或手性固定相。


目前使用大分子抗


生素已有


350


多个酸性和阴离子外消旋体被拆分。表面活性剂主要



用于毛细管胶束电色谱。



2


手性引入的方法


< br>目前,手性引入的方法主要有三种:即柱前手性衍生化法、手性固定


相法和手性流 动相添加剂法。



2



I


柱前手性衍生化法


(C


【< /p>


)A



)


是间接 分离对映体的方



法。先使外消旋药物与手性衍生化试剂


(CI)A)


作用,转变成



非对映异构体后再进行分离。常用手性衍生化试剂主要



有∞:酰化试剂、手性胺类试剂、异


(



)


氰酸酯类、氯甲酸酯


< br>类、邻苯二醛


(OPA)


和手性硫醇、

< br>h y


试剂等。缺点:间接



拆分法复杂而且易产生消旋现象;要作复杂的论证;反应可能



不完全,过剩的试剂分离困难;大量的额外样品处理等。



2



2


手性固定相


(CSP)


法与非手性固定相相比较,手性固

< br>


定相方式分离时豆,而选择性和分离度相对较高。常用的



手性固定相有:氨基酸和酰胺型手性固定相、


Pirkle


型手性固



定相、配体交换色谱


(LEC)


手性固定相、聚多糖类手性固定



相“


)


、环糊精及其衍生物手性固定相、蛋白质 手性固定相、手



性分子烙印固定相‘


8]


、合成聚合物手性固定相等。



2



3


手性流动相添加剂


(C)


法常用的手性流动相添



加剂主要有:


(1)


手性包合物如环糊精、手性冠醚等。


(2)


手性



离子 对试剂。


(3)


金属配体络合物。


(4 )


手性氢键试剂。


(5)


手性诱导吸 附剂等。缺点:


CMPA


法消耗手性试剂量大,而拆

< p>


分效果往往不及手性固定相法。



3


拆分方法



3



1


色谱法


(1)


气相色谱


(GO


:气相色谱拆分 对映体可通·


106


·西南


国防医药< /p>


2005


年第


15


卷第


1


过衍生化成非对映体或使用手性固定

< br>相,


通常还是手性固定相效果更好。


气相色谱只能用于具 挥发性药物


或衍生后具挥发性药物的分离,拆分范围有限




(2)


高效液相色谱

(HPLC)


:目前对手性药物的分离分析大多采用手性


固 定相高效液相色谱法直接分离。


该方法具


有操作简便、


不需衍生化、


不改变组分结构、


便于收集等显著 优点。


缺点是该法需要消耗大量的



有 机溶剂,操作费用高而且污染严重。此外还存在溶剂残留、柱效偏


低等不足,并且每类手 性柱能分离的样品也有限。



(3)


超 临界流体色谱


(SFC)


:超临界流体的密度与液体相似,溶解 能力


强。


SFC


操作温度低,


适于分离


GC


难于分离的一些难挥发物质和热< /p>


稳定性差的物质



SFC


的流动相易于去除。


可用作流动相的超临界流


体物质多 ,易得。与


HPLC


相比,


SFC


只需要用很少量的有机溶剂,


对环境的污染及对操作人员的毒害均较 少。


流动相的主体成分二氧化


碳在常压下可挥发除去,


没有


HPLC


的溶剂残留问题。


分离度高,



析速度快,效



率高。缺点是不能用于强极性和离子型手性药物的分析。



3



2


毛细管电泳


(CE)(1)


毛细管区带电泳


(CZ E)



CZE


操作相对简单,


更换手性试剂方便,是


CE


中使用最多的一种分 离模式。但是


CZE


不能分离中性粒子。在

CZE


中引人手性机制,即可实现对手性药物


对映体的分离 。


(2)


毛细管电色谱


(CEC)(< /p>



6,103


:在毛细管


HPLC


中,


若用高压直流电源


(


或同时加一定的压力


)


代替高压泵 ,以


CE


中的电


渗流机制


(


或电渗流结合压力流——称加压电色谱,


PEC)


取代


HPLC


中的压力流推动流动相,


则形成一种新的液相色谱分离技术——毛细


管电色谱

< p>
(CEC)



CEC


是高 效液相色谱


(HPLC)


和高效毛细管电泳

(HPCE)


技术的有机结合,既保持了


HPLC


的高选择性,又克服了


HPLC


中压力流流速不 均引起的峰扩展,而且柱内无压降,因此使峰


扩展只与溶质的扩散系数有关,

< p>
从而获得了接近于


HPCE


水平的高柱

< p>
效。同时,


CEC


既能分离带电成分又能分离中性 物质,结束了


CE



能分离中性物质的 历史。



(3)


毛细管胶束电色谱


(MECC)0




MECC



CEC


的一种特殊方式。



CEC


中若以胶束作为固定相,则成 为


MECC


方式。将表面活性剂


(



SDS)


加入到缓冲液中,当浓度高于其 临界胶束浓度


(CMC)


时,会


在缓冲 液中形成胶柬。这样,在


MECC


体系中实际上存在着类似于< /p>


色谱的两相:一个是流动的水相,另一个是相对固定的胶束相。胶束


带有电荷


(



SDS


胶束带负电荷


)



在电场的作 用下产生泳动,


溶质中


各组分一方面依据其在水相和胶速相之间 的分配差异,


另一方面由于



在电泳力 和电渗流驱动下出现淌度差异而分离。


MECC


涉及到电渗电< /p>


泳和色谱分配过程,


特别适用于亲脂性化合物的分离。

< p>
MECC


常用的


手性选择剂


(


胶束


)


主要有:胆酸盐、长链烷基 表面活性剂、高聚合胶


束、环糊精等。



3



3


结晶法拆分

< br>0


约有


10


< br>0


的外消旋体结晶为两种单一对映体晶


体的混合物,


可采用直接结晶法拆分。


在外消旋体过饱合溶液中加入


某一单一对映体晶种进行诱晶即可得到该单一对映体晶体。


可在过饱


合溶液两个区域分别加入相反手性的晶种,同时得到两种对映体结


晶,如


L


一甲基多巴、


(


)


一薄荷醇的生产即采用此法;也可轮流加


入两种对映体晶种更迭诱导结晶,如谷氨酸、氯霉素、萘普生等的生


产即可采 用此法。直接结晶法经济、方便,但应用范围有限;因为大


多数


(



90



0 )


的外消旋体结晶均为晶体化合物,不能直接结晶离;


但可通过 手性酸、


碱等拆分试剂转化为非对映异构体盐再进行反复结


晶。 如


D


一苯基甘氨酸的


Amdeno


制备法即用樟脑磺酸盐作拆分剂


进行结晶,


年产量上千吨。


但非对体结晶需要消耗大量的拆分剂及溶


剂,且 操作繁琐,并有非标异构体消旋、拆分剂回收、循环等工作。



3



4


动力学拆分在手性化学催化剂或 酶等生物催化剂作下,利用外


消旋化合物中两个对映体反应速度的差异进行分。


手性化学催化剂不


易合成,且价格昂贵,使用不多。一替代的办法是使用 廉价的手性毒


剂:


在外消旋催化剂中加人性毒剂使非目标催化剂 中毒,


即可使外消


旋催化剂具有手性化的特性。


如手性毒剂


(



)

< p>


Ephedrine



(



)B



R u


结合与使用


(R)



BINAP



Ru


进行动力学 拆分效果几乎同


0


。酶


是具有高度立体 特异性的生物催化剂,酶促反应条温和,操作简便,


对环境污染少,

明显优于化学催化剂。


非水酶反应和固定化酶技术使


得酶这 种生物催化剂得以大量地用于手性工业。


利用酶促反应已经对


众 多的药物对映体进了拆分。用于动力学拆分的酶主要是一些水解


酶,如脂肪酶酰胺酶、腈 水解酶、胺酶、氨肽酶、二氢嘧啶酶等;也

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