高效液相色譜與手性分離

1、對(duì)含有多個(gè)手性中心的藥物使用含多糖類手性固定 相的高效液相色譜法進(jìn)行手性拆分摘要對(duì)含有多個(gè)手性中心的藥物進(jìn)行手性分離是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。 這篇文章介紹了用多糖類手性固定相對(duì)含有多個(gè)手性中心的藥物進(jìn) 行分離。并且，柱轉(zhuǎn)換技術(shù)在這種化合物得分離中也被應(yīng)用。關(guān)鍵詞：回顧;對(duì)映體分離；手性固定相,LC;多糖；納多洛爾；吲多洛 爾；奈必洛爾；地爾硫卓目錄介紹含兩個(gè)手性中心的藥物的手性分離實(shí)例含多個(gè)手性中心（多于兩個(gè)）的藥物的手性分離實(shí)例結(jié)論參考文獻(xiàn)1.介紹手性是一個(gè)顯著的生物學(xué)過(guò)程，一個(gè)生物活性分子的對(duì)映體通常 具有不同的生物學(xué)特性。生物學(xué)作用中的對(duì)映體選擇性現(xiàn)象并不局限 于藥物學(xué)，它是所有生物活性

2、試劑（殺蟲(chóng)劑、除草劑、香精香料、食 物添加劑等）的一個(gè)共同特征。來(lái)源于自然物質(zhì)的藥物通常是光學(xué)活性或純形式的單一異構(gòu)體。然而，那些用化學(xué)方法合成的藥物通常是根據(jù)不對(duì)稱中心的數(shù)日由兩個(gè)，四個(gè)或者更多異構(gòu)體混合而成。因此，立體選擇性在手性藥物的 生物利用度、分配、與受體的相互作用、異構(gòu)體活動(dòng)中的代謝和消除 過(guò)程中所產(chǎn)生的差異從不期望的毒性到毫無(wú)意義增大活性。在過(guò)去的30年中，通過(guò)高效液相色譜法（HPLC）進(jìn)行手性分離已 經(jīng)顯得越來(lái)越重要。這可以通過(guò)以下兩個(gè)方面得出：（a）間接進(jìn)行手性分離的方法，包括在色譜分析法中通過(guò)一 個(gè)非手性柱用一個(gè)手性衍生物試劑合成非對(duì)映異構(gòu)體；（b）直接進(jìn)行手性分離的方法，

3、包括用手性固定相（CSPs） 將外消旋藥物拆分成相應(yīng)的對(duì)映體?；谑中怨潭ㄏ啵–SPs）的直接分離方法因其可以快速、合適的 用于分離外消旋酸鹽而深受分析和制備行業(yè)的喜愛(ài)。自然形成和合成 的手性固定相（CSPs）存在著廣泛的多樣性，絕大多數(shù)是用于商業(yè)（超 過(guò)120種）。這些手性固定相（CSPs）中的很多在應(yīng)用方面具有局限 性。因此，多糖類固定相和其它固定相，如：化學(xué)鍵合的蛋白質(zhì)、環(huán) 糊精及其衍生物、n-型和大環(huán)抗生素已經(jīng)被證明是在高效液相色譜 法進(jìn)行手性藥物的分離中最有用的固定相。多糖類手性固定相是由Okamoto和他的課題組于1984年提出的， 它可以通過(guò)纖維素涂料和百鏈淀粉衍生物在預(yù)處理二氧

4、化硅上來(lái)制 備。利用多糖型手性固定相（其結(jié)構(gòu)如表1所示）時(shí)，對(duì)映體的拆分 可以在正相和反相條件下完成，后者可以使用Chiralcel OD-R、Chiracel OJ-R及最近提出的Chiralpack AD-R型手性柱。盡管多糖類固定相之間 的手性差異機(jī)理還沒(méi)有被圓滿鑒定，但我們確信對(duì)映體結(jié)合產(chǎn)生的差 異是由各種引力，如氫鍵、疏水相互作用、偶極相互作用和電荷傳遞 復(fù)合形式（n -n），之間的相互作用而造成的。纖維素和百連淀粉 衍生物中的主要手性吸附點(diǎn)被認(rèn)為是極性酯和氨基甲酸鹽基團(tuán)。這些 衍生物含有的苯基基團(tuán)上的所引進(jìn)的取代基也會(huì)影響它們的分解能 力。另外，手性識(shí)別似乎成為適應(yīng)在手性空穴或固定

5、相通道中所溶解 物質(zhì)的非對(duì)稱部分的一項(xiàng)功能。大量含有一個(gè)手性中心的藥物已經(jīng)通過(guò)這些固定相進(jìn)行了拆分。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，84%的小分子外消旋體可以通過(guò)使用下列色譜柱進(jìn)行成 功拆分：Chiracel OD, Chiralcel OJ, Chiralpak AD and Chiralpak AS。這些 先前提到過(guò)的四種固定相對(duì)很多含有各種不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的外消旋體 已經(jīng)表現(xiàn)出了很好的分辨能力。這個(gè)回顧總結(jié)了多糖類手性固定相（CSPs）在對(duì)一些含有多手性 中心的藥物進(jìn)行對(duì)映體選擇性分離時(shí)的效能。在所有可能的對(duì)映體的 手性分離中對(duì)這些藥物的分離已經(jīng)變得更加困難和具有挑戰(zhàn)性。2.含兩個(gè)手性中心的藥物的手性分離實(shí)例

6、下面是用一種多糖類手性固定相（CSPs）成功拆分含有兩個(gè)手性 中心的藥物的實(shí)例。納多洛爾（SQ11725）是含有兩個(gè)手性中心的。-腎上腺素阻滯劑。有趣的是納多諾爾有三個(gè)手性中心，但是其中的兩個(gè)手性中心（在四 氫環(huán)2-位和3-位的羥基基團(tuán)）都位于順式位置，因此將它們看做一個(gè) 手性中心。另一個(gè)手性中心是位于側(cè)鏈的羥基基團(tuán)。這導(dǎo)致出現(xiàn)了兩 個(gè)外消旋體既外消旋體A （SQ12181）和外消旋體B （SQ12182），四個(gè)對(duì) 映體。這些對(duì)映體的結(jié)構(gòu)如圖1所示。一種簡(jiǎn)單的等度高效液相色譜法(HPLC)被Aboul-Enein and Abou-Basha提出來(lái)拆分納多洛爾。將外消旋體A (SQ12181)

7、拆分成其相應(yīng)的對(duì)映體RSR-納多洛爾(SQ12148)和 SRS-納多洛爾(SQ12150)，并將外消旋體B (SQ12182)拆分成其相應(yīng)的對(duì) 映體RRS-納多洛爾(SQ12149 )和SSR-納多洛爾(SQ12151)，分別如圖2和 圖3所示。色譜柱Chiralcel OD常被用來(lái)從相應(yīng)的納多洛爾外消旋體中分離出 每一個(gè)對(duì)映體，然而，將全部四種對(duì)映體從大量納多洛爾(SQ11725) 中完全分離出來(lái)是不可能的，因?yàn)閷?duì)映體SQ12148和SQ12149將被 同時(shí)洗脫出來(lái)(如圖4所示)。據(jù)McCarthy報(bào)道，使用色譜柱Chiralpak AD在正相或反相條件下(用乙醇水溶液和二乙胺做流動(dòng)相)均

8、可以 將納多洛爾的四種對(duì)映體拆分開(kāi)來(lái)。在這個(gè)例子中，我們可以很清晰 的看出直鏈淀粉衍生物的螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)于納多洛爾的四個(gè)對(duì)映體的拆 分起到了顯著促進(jìn)作用，與其相反，擁有剛性和線性結(jié)構(gòu)的直鏈淀粉 衍生物伴由于相互作用力而導(dǎo)致其無(wú)法分解為四個(gè)對(duì)映體。Aboul-Enein and Serignese報(bào)道稱：通過(guò)高效液相色譜法(HPLC) 利用色譜柱Chiralcel OD可以將外消旋的吲多洛爾拆分成單獨(dú)的對(duì)映 體。吲多洛爾包含兩個(gè)位置性的異構(gòu)體，給出總共四個(gè)對(duì)映體(如圖 5所示)。需要采用梯度洗脫法來(lái)分離全部四種對(duì)映體，如圖6所示。由于含有兩個(gè)手性中心的化合物與含有兩個(gè)獨(dú)立單手性中心的化 合物在大部分

9、條件下本質(zhì)上是相同的。含有兩個(gè)手性中心的化合物， 其中一個(gè)中心在一個(gè)手性固定相(CSP)條件下會(huì)很好的被分離，而 同一個(gè)基團(tuán)的另一個(gè)中心將會(huì)更有可能被另一個(gè)手性固定相（CSP） 所分離。因此，高效液相色譜法HPLC）中柱轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用被大力 推薦以完全分離出四種對(duì)映體。柱轉(zhuǎn)換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：（a）消除干擾 組分及相關(guān)物質(zhì)，（b）濃縮組分以提高其靈敏度（通過(guò)合適的傳遞 柱），（c）確保峰的同質(zhì)性。兩個(gè)手性柱耦合在一起是柱轉(zhuǎn)換技術(shù)的一種方法。然而，這種方 法有一些弊端，例如：（a）所有洗脫出的峰的保留時(shí)間為兩個(gè)柱保 留時(shí)間的平均值，（b）對(duì)每個(gè)柱來(lái)說(shuō)，流動(dòng)相并不都是最佳的，（c） 背壓經(jīng)常有點(diǎn)高。

10、表7顯示了使用柱轉(zhuǎn)換技術(shù)分離一個(gè)含有兩個(gè)手性中心的化合物 的分離結(jié)果，將其完全拆分為四個(gè)對(duì)映體。然而，在使用兩個(gè)柱中的 任何一個(gè)來(lái)進(jìn)行拆分時(shí)，都不能將其完全分離。所使用的色譜柱為 Chiralpack AD 和 Chiralcel OA。其它有趣的例子是將多糖類手性固定相（CSPs）成功用于分離含 有兩個(gè)手性中心的藥物，包括：（i）使用色譜柱Chiralcel OD對(duì)a -羥基美托洛爾（一種人尿代 謝物。-腎上腺素受體阻滯藥物）的四個(gè)對(duì)映體結(jié)構(gòu)進(jìn)行 拆分。（ii）在子色譜法和（或）超臨界流體色譜法中使用色譜柱 Chiralcel OD將苯并硫氮型鈣離子拮抗藥地爾硫卓的四個(gè) 對(duì)映體進(jìn)行分離。有趣

11、的是地爾硫卓的四個(gè)對(duì)映體可以 被涂有纖維素三（4-氯代苯氨基甲酸酯）的色譜柱Chiralcel OF拆分出來(lái)，盡管分離效率較差。此外，Yaku et al研究了在色譜柱Chiralcel OF條件下拆分地爾硫卓對(duì)映 體的拆分機(jī)理及其熱力學(xué)。研究顯示順式地爾硫卓對(duì)映 體的分離是焓控制的，而在考察的溫度范圍內(nèi)用填充柱 超臨界流體色譜法對(duì)反式地爾硫卓對(duì)映體進(jìn)行拆分是熵 控制的。然而，在高效液相色譜法進(jìn)行拆分時(shí)，無(wú)論順 式還是反式對(duì)映體均為焓控制過(guò)程。3.含多個(gè)手性中心（多于兩個(gè)）的藥物的手性分離實(shí)例奈必洛爾，化學(xué)式為2 ,2-亞氨基二（亞甲基）雙6-氟- 3,4-二氫-2 H - 1 -苯并毗喃-2

12、 -甲醇，它是一個(gè)含有四個(gè)手性 中心的0-受體阻滯劑（24=16個(gè)立體異構(gòu)體）。由于存在一個(gè)對(duì)稱 面，這些異構(gòu)體中一些是完全相同的，還有一些是內(nèi)消旋體。因此， 只存在十個(gè)立體異構(gòu)體。對(duì)于這個(gè)藥物的拆分是手性拆分中一個(gè)比較有挑戰(zhàn)性的工作，它 在使用色譜柱Chiralpack AD的條件下被成功拆分。奈洛必爾的十個(gè)立 體異構(gòu)體在等度條件下被全部分離，如圖8所示。柱溫度對(duì)所有可能 的立體異構(gòu)體的拆分有很大影響。在室溫時(shí)，全部分析時(shí)間接近120 分鐘。溫度對(duì)K值得影響如圖9所示。在所研究的溫度范圍內(nèi)，一些 異構(gòu)體的K值減少45%，而其它異構(gòu)體的保留時(shí)間在全部溫度范圍（25458C）內(nèi)實(shí)際上保持不變。有趣的是，通常在基線分離的RSRR 和RRRR異構(gòu)體在這些溫度下基本上是同時(shí)被洗脫出來(lái)的。根據(jù)這些 數(shù)據(jù)，我們可以得出結(jié)論：對(duì)于奈洛必爾異構(gòu)體的完全分離，我們推 薦在458C的柱溫條件下進(jìn)行，因?yàn)椋╝）這樣可以大幅度減少