高效液相色譜與手性分離

1、對含有多個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行手性拆分摘要對含有多個手性中心的藥物進行手性分離是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。 這篇文章介紹了用多糖類手性固定相對含有多個手性中心的藥物進 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手性中心的藥物的手性分離實例含多個手性中心（多于兩個）的藥物的手性分離實例結(jié)論參考文獻1.介紹手性是一個顯著的生物學(xué)過程，一個生物活性分子的對映體通常 具有不同的生物學(xué)特性。生物學(xué)作用中的對映體選擇性現(xiàn)象并不局限 于藥物學(xué)，它是所有生物活性

2、試劑（殺蟲劑、除草劑、香精香料、食 物添加劑等）的一個共同特征。來源于自然物質(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)不對稱中心的數(shù)日由兩個，四個或者更多異構(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)體活動中的代謝和消除 過程中所產(chǎn)生的差異從不期望的毒性到毫無意義增大活性。在過去的30年中，通過高效液相色譜法（HPLC）進行手性分離已 經(jīng)顯得越來越重要。這可以通過以下兩個方面得出：（a）間接進行手性分離的方法，包括在色譜分析法中通過一 個非手性柱用一個手性衍生物試劑合成非對映異構(gòu)體；（b）直接進行手性分離的方法，

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。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、化硅上來制 備。利用多糖型手性固定相（其結(jié)構(gòu)如表1所示）時，對映體的拆分 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 的手性差異機理還沒有被圓滿鑒定，但我們確信對映體結(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被認(rèn)為是極性酯和氨基甲酸鹽基團。這些 衍生物含有的苯基基團上的所引進的取代基也會影響它們的分解能 力。另外，手性識別似乎成為適應(yīng)在手性空穴或固定

5、相通道中所溶解 物質(zhì)的非對稱部分的一項功能。大量含有一個手性中心的藥物已經(jīng)通過這些固定相進行了拆分。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，84%的小分子外消旋體可以通過使用下列色譜柱進行成 功拆分：Chiracel OD, Chiralcel OJ, Chiralpak AD and Chiralpak AS。這些 先前提到過的四種固定相對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。這個回顧總結(jié)了多糖類手性固定相（CSPs）在對一些含有多手性 中心的藥物進行對映體選擇性分離時的效能。在所有可能的對映體的 手性分離中對這些藥物的分離已經(jīng)變得更加困難和具有挑戰(zhàn)性。2.含兩個手性中心的藥物的手性分離實例

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

7、拆分成其相應(yīng)的對映體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 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常被用來從相應(yīng)的納多洛爾外消旋體中分離出 每一個對映體，然而，將全部四種對映體從大量納多洛爾(SQ11725) 中完全分離出來是不可能的，因為對映體SQ12148和SQ12149將被 同時洗脫出來(如圖4所示)。據(jù)McCarthy報道，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相)均

8、可以 將納多洛爾的四種對映體拆分開來。在這個例子中，我們可以很清晰 的看出直鏈淀粉衍生物的螺旋結(jié)構(gòu)對于納多洛爾的四個對映體的拆 分起到了顯著促進作用，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)致其無法分解為四個對映體。Aboul-Enein and Serignese報道稱：通過高效液相色譜法(HPLC) 利用色譜柱Chiralcel OD可以將外消旋的吲多洛爾拆分成單獨的對映 體。吲多洛爾包含兩個位置性的異構(gòu)體，給出總共四個對映體(如圖 5所示)。需要采用梯度洗脫法來分離全部四種對映體，如圖6所示。由于含有兩個手性中心的化合物與含有兩個獨立單手性中心的化 合物在大部分

9、條件下本質(zhì)上是相同的。含有兩個手性中心的化合物， 其中一個中心在一個手性固定相(CSP)條件下會很好的被分離，而 同一個基團的另一個中心將會更有可能被另一個手性固定相（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映體。柱轉(zhuǎn)換技術(shù)的優(yōu)點在于：（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（通過合適的傳遞 柱），（c）確保峰的同質(zhì)性。兩個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間為兩個柱保 留時間的平均值，（b）對每個柱來說，流動相并不都是最佳的，（c） 背壓經(jīng)常有點高。

10、表7顯示了使用柱轉(zhuǎn)換技術(shù)分離一個含有兩個手性中心的化合物 的分離結(jié)果，將其完全拆分為四個對映體。然而，在使用兩個柱中的 任何一個來進行拆分時，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 有兩個手性中心的藥物，包括：（i）使用色譜柱Chiralcel OD對a -羥基美托洛爾（一種人尿代 謝物。-腎上腺素受體阻滯藥物）的四個對映體結(jié)構(gòu)進行 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 對映體進行分離。有趣

11、的是地爾硫卓的四個對映體可以 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，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映 體的拆分機理及其熱力學(xué)。研究顯示順式地爾硫卓對映 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反式地爾硫卓對映體進行拆分是熵 控制的。然而，在高效液相色譜法進行拆分時，無論順 式還是反式對映體均為焓控制過程。3.含多個手性中心（多于兩個）的藥物的手性分離實例奈必洛爾，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，它是一個含有四個手性 中心的0-受體阻滯劑（24=16個立體異構(gòu)體）。由于存在一個對稱 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， 只存在十個立體異構(gòu)體。對于這個藥物的拆分是手性拆分中一個比較有挑戰(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。柱溫度對所有可能 的立體異構(gòu)體的拆分有很大影響。在室溫時，全部分析時間接近120 分鐘。溫度對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)體的保留時間在全部溫度范圍（25458C）內(nèi)實際上保持不變。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被洗脫出來的。根據(jù)這些 數(shù)據(jù)，我們可以得出結(jié)論：對于奈洛必爾異構(gòu)體的完全分離，我們推 薦在458C的柱溫條件下進行，因為（a）這樣可以大幅度減少