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手性物质的分离分析方法(一)

2020.1.02

手性物质的分离分析方法有手性源合成法、结晶拆分法、化学拆分法、酶拆分法、膜拆分法、萃取拆分法和色谱拆分法等,常与离心机分离技术结合使用。

1、手性源合成法:

手性源合成法是以单一对映体的手性化合物为原料合成另外的手性化合物的单一对映体,这是化学家常用的方法。

由于原料的立体结构决定着产物的立体构型,获得制备所需对映体的手性原料是关键。但天然手性物质的品种和数量有限,满足不了实际需求。利用天然手性物质衍生出所需的手性化合物,反应步骤较多,难度较大。

2、结晶拆分法:

结晶拆分法是基于对映体与手性物质形成非对映体盐或共价衍生物,然后利用非对映体的性质差异进行分离(如分级结晶),再将衍生物还原为对映体。

结晶拆分法分为晶体机械拆分法和接种结晶拆分法。

晶体机械拆分法是将外消旋混合物从溶液中结晶析出,依据两种对映体结晶形态的差别,从结晶物中进行手工分离。这一方法耗时费力,仅能应用于实验室研究。

接种结晶拆分法是采用加入纯对映体之一的晶种,将附在播入的晶种上的同种对映体析出的分步结晶分离方式。

虽然结晶拆分法操作简单,但要耗费大量的时间、劳力和物力,而其实验与预期存在很大偏差,因此应用不广泛。

3、化学拆分法:

化学拆分法是通过化学反应的方法,即用手性试剂将外消旋体中的两种对映体转化为非对映异构体,然后利用非对映异构体之间物理化学性质的不同将二者拆分开。拆分成功的关键是选择合适的拆分剂,合适的拆分剂应该是能够与对映体生成非对映异构体,且溶解度差别较大,经拆分后,易再生为原来的对映体。

虽然这种方法一直被作为重要的拆分方法,但其局限性也很明显:

(1)拆分剂和溶剂的选择较为盲目。

(2)拆分的产率和产品的对映纯度不高。

(3)适用于手性拆分的对映体的类型不多。

4、酶拆分法:

酶对光学活性异构体有选择性地进行酶解作用,使外消旋体中一种光学异构体酶解较快,而另一种酶解较慢,或不发生酶解,在适当的条件下被保留而达到分离。

酶拆分的主要途径为主体选择性水解、酶化和转酶作用。

酶催化的副反应很少、产率高、反应的条件较为温和,酶无毒、易降解、不会造成环境污染。但该法仅能适用于酶促反应体系,酶制剂品种有限,酶易被破坏不稳定,制剂的价格较高,阻碍了其应用发展。

5、膜拆分法:

液膜拆分法是将具有手性选择能力的载体溶解在某种液体溶剂中,通过与某个异构体特异性的结合,将其从上相转移到下相,从而实现对映体的分离。但是由于液膜稳定性较差,其工业应用一直受到很大的限制。

为了克服液膜的不稳定性,固膜得到了很大的发展。固膜拆分法是不同的对映体通过选择性扩散或吸附来完成跨膜过程。选择性扩散固膜一般不带特殊的手性拆分剂,形成选择性扩散的原因是一种异构体比另一种异构体在固膜中更容易扩散。选择性吸附固膜主要是利用嵌在聚合物母体中的手性拆分剂与对映体之间特殊的分子间作用来进行手性拆分,通常一种异构体被较多的选择性吸附在手性拆分剂上,而另一种异构体则较多的游离在聚合物母体之中。


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