毛细管电泳在手性化合物分离中的应用

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1、第16卷第4期分析科学学报2000年8月Vol.16No.4JOURNALOFANALYTICALSCIENCEAug.2000文章编号:100626144(2000)0420328211毛细管电泳在手性化合物分离中的应用林金明保母敏行(东京都立大学工学部应用化学科,日本东京都八王子市)摘要:本文综述了近年来毛细管电泳在手性化合物分离中的应用情况。简要地总结和比较了手性配位体金属络合物、环糊精及其衍生物、开环多糖化合物、冠醚、大环化合物等5种典型的手性分子识别剂在毛细管电泳手性分离中的使用现状。关键词:毛细管电泳;手性分离;手性识别剂

2、;综述中图分类号:O657.8文献标识码:A1手性化合物的重要性手性化合物,顾名思义就是其化合物的结构具有左右手对称的性质。它们的化学、物理性质非常相似,用一般的方法难以得到分离。可是手性化合物的生理和药理活性因其左右旋的不同而差异显著。如人体必需的氨基酸,只有L(S)体氨基酸才能被吸收。近几十年来,手性化合物的药害事故屡见报道,医药品中比较有名的药害是酞咪哆啶酮(Thalidomide),1957年由联邦德国格吕南特尔(Grunenthal)化学公司首先生产,作为镇静剂应用于临床,此后的几年中,发现许多服用这种药物的早期孕妇,其婴儿

3、有严重的畸形现象,1961年被禁止使用。为了研究该药物左右旋体对妊娠的影响,1979年Blashke等[1]人把左右旋体分离后,分别投喂妊娠中的小白免,发现(S)异构体具有强烈的致畸作用。这一研究,进一步唤醒了人们对异构体化合物的重视。从化合物的分类来说,手性化合物是由2种分子量相同、分子构造相似而生理活性相异的混合物组成的,如果左右旋成分相同的话,则其中必然含有50%的不纯物。这种说法在医学上越来越得到肯定。但到目前为止,不管是天然药物还是合成医药品,手性异构体的提纯或合成都相当复杂和困难,导致此类药品价格昂贵,药品的许多副作用同时

4、也来自不纯的手性异构体,所以从医药学的应用现状来看,低价、简便的制备和检测法的开发成为医药界迫切需要的任务。手性化合物的制备,大体分为生物法和化学法。生物法可以说是一种酶催化反应。所使用的酶有水解酶、脱氢酶、氧化还原酶、转化酶、手性体化酶和合成酶等等。酶反应的特异性和反应基质的立体特异性使得酶反应法在工业上得到广泛应用。化学法则分得比较细,如手性合成、结晶法、包接化合物的手性分子识别法和色谱分离法等等,有兴趣的读者[2][3]可以参考日文专著或英文专著。相应于手性异构体的制备,手性化合物检测方法的研究成为这一领域不可缺少的部分。一般情

5、况下,有分离检测和非分离检测,如旋光、核磁共收稿日期:200022229通讯联系人:林金明328第4期林金明等:毛细管电泳在手性化合物分离中的应用第16卷振、热分析等属于非分离检测法;而目前常用的气相色谱(GC)、液相色谱(LC)和毛细管[4-6]电泳(CE)等则属于分离检测法。笔者所在的研究室,从20世纪80年代初的GC,90[7-10][11-21]年代前期的LC,到近年来利用CE,一直致力于手性异构体分离法的研究和开发,先后合成和研制了多种GC、LC固定相,提出了分子烙印高分子填充毛细管电色谱分[11-16]离手性化合物的新方法

6、,深化和拓宽了手性配位体交换2胶束电动毛细管电色谱的[17-21]研究和应用。CE的简便、高效、试样用量少和几乎没有废液的特点,在药物、临床医学中得到广泛的研究和应用。以关键词ChiralorEnantiomer与CapillaryElectrophoresisorCapillaryElectrochromatography组合,对美国化学文摘进行检索,仅从1995年到2000年1月7日止,不到5年的时间内就有各种报道682篇,并且这种发展趋势在今后的几年内将有增无减。本文从篇幅的角度考虑,按CE手性化合物分的分子识别剂主要种类对近几

7、年发表的研究报道进行综述与评论。一些更为详细的综述可以参考与这方面有[22,23][24-26]关的专著和相应的综述文章。2手性化合物分离的CE模式按分析对象在溶液中的存在形态,大体可分为两类,试样为带电荷的化合物时,往往采用毛细管区带电泳(CZE);而对不带电荷的中性化合物一般考虑采用胶束电动毛细管电色谱法(MEKC)。CZE最基本的原理是建立在试样的分子量以及它们所带的电荷数之间的差异,使得各自的电泳移动速度不同而达到分离的一种比较简单的分离方法。但是,镜像异构体具有相同的分子量和电荷数,它们的电泳迁移率也相同,采用一般的电泳液无

8、法实现分离目的,有必要在电泳液中添加具有光学活性分子识别试剂,如光学活性金属配位络合物、环糊精(CD)、可溶性冠醚等,能与镜像异构体形成不同稳定性的配合体,从而达到手性分离的目的。MEKC与CZE的不同点在于它所使用的电