下载文档原格式
手性是自然界的一种普遍现象，构成生物体的基本物质如氨基酸、糖类等都是手性分子。
手性异构体(对映体)在药物中占有很大的比例，据统计，已知药物中约有30%~40%是手性的［1］。
经由化学合成得到的药物往往是对映体，不是单一的光学异构体。
虽然其物理化学性质基本相同，但是由于药物分子所作用的受体或靶位是氨基酸、核苷、膜等组成的手性蛋白质和核酸大分子等，它们对与其结合的药物分子的空间立体构型有一定的要求，因此，对映体药物在体内往往呈现很大的药效学、药动学等方面的差异(图1)。
鉴于此，美国食品医药管理局(FAD)规定，今后研制具有不对称中心的药物，必须给出手性拆分结果［2］，欧共体也采取了相应措施，因此手性拆分已成为药理学研究和制药工业日益迫切的课题。
利用化学拆分法、超临界流体色谱法、膜法、酶法以及模拟流动床法分离药物对映体，已成为新药研究和分析化学的领域之一。
本文综述了近几年来利用上述方法拆分手性异构体研究的新进展。
1 化学法 化学拆分法是广泛使用的一种方法，经典的化学拆分是利用手性试剂与外消旋体反应，生成两个非对映异构体，再利用其物理性质的差异将其拆分。
但此类方法存在收率较低、拆分剂消耗大及在拆分的化合物类型上受到限制等缺点。
近几年来，随着主客体化学的深入研究而发展起来的包结拆分(inclusion resolution)由于其拆分效率高、操作简单及适用条件广泛等优点而受到重视。
包结拆分的基本原理是：手性主体化合物通过氢键及分子间的次级作用，选择地与客体分子中一个对映体形成稳定的包结络合物析出来，从而实现对映体的分离，如图2所示［3］。
由于包结拆分中主体分子与客体分子间不发生任何化学反应，只是通过分子间作用力来实现拆分，因而很容易地通过如柱、溶剂交换以及逐级蒸馏等手段与客体分离和可循环使用［4］。
甾类化合物是最优良的包结主体之一，因为其化学结构中富含多种功能基且刚性很强，其中胆汁酸类衍生物(图3)广泛地应用于手性醇、酮及手性亚砜类化合物的拆分。
原料药质量研究：异构体杂质的研究什么是同分异构体？⼴义就是分⼦量⼀样，结构不⼀样，例如醇和醚就可能是同分异构体，但是对于药物研发的异构体杂质来讲，就不是简单的分⼦量⼀样，还需要官能团⼀样。
什么是同系物？官能团⼀样的同时，相差n个CH2的碳。
对于药物研发的同系物杂质，⼀般官能团⼀样的同时，碳个数⼀般相差不⼤，1-3个。
杂质种类和控制药物研发中的异构体杂质主要包括以下⼏种情况：1. 碳碳双键的顺反异构体杂质（顺反异构）。
2. ⼀个⼿性中⼼的对映异构体杂质，多个⼿性中⼼的对映异构体杂质和⾮对映异构体杂质（光学异构）。
3. 相近活性不同位置的取代或者加成的位置异构体杂质（位置异构）。
4. 相同个数碳的碳链异构体杂质（碳链异构）。
5. 药物研发中，有时候因为物料来源问题，可能涉及到同系物杂质问题，这些杂质也统筹为异构体杂质研究，因为结构相似，只是碳个数不⼀样，理化性质可能和异构体杂质类似。
与API或者中间体结构相似，⼤多数情况下，去除能⼒有限，是⼯艺研究的重点。
如果能在前期控制，⼀定要在前期控制，质量研究压⼒前移。
这⾥的前期⼀般指引⼊异构体的源头。
例如，起始原料的位置异构体研究和控制，某物料碳链异构体杂质的研究和控制。
如果源头控制位置异构体或者碳链异构体到⼀定限度以下，例如0.10%以下，在API中不控制其衍⽣物，其风险是很低的。
光学异构体杂质虽然可以在源头研究和控制，但是合成⼯艺过程中可能引发⼿性中⼼消旋，尤其吸电⼦基团的α-位置有活泼氢的⼿性中⼼，所以这类光学异构体杂质有时候在源头有研究控制，在末端API也要有研究控制。
碳碳双键杂质在源头研究控制，后续⼯艺中，相⽐⼿性中⼼消旋⽽⾔，⼀般很难发⽣顺反变化。
如果源头控制在0.10%以下，后⾯API的风险相对不是很⼤。
当然，这也和分⼦结构和反应条件有关。
⼀般光照容易导致碳碳双键顺反异构。
做影响因素的光照实验，有碳碳双键的API要格外⼩⼼了，可能引起双键顺反异构，此时即使源头有很严的控制，API中也要对应研究。
关于合成多肽中差向异构体杂质的研究康建磊1963年，美国著名生物化学家Bruce Merrifield 发明了多肽固相合成法，经过四十多年的发展，固相合成法已广泛应用于多肽和蛋白质的研究领域。
固相合成法的基本原理是以连接于固相载体的第一个氨基酸为起点，经活化、耦合、脱保护的循环过程，将保护氨基酸逐一“组装”形成目标肽，由于氨基酸多为手性分子（甘氨酸除外），在肽合成的过程中不可避免的存在消旋化的可能，这可能导致肽分子部分或全部立体化学信息的丢失。
如一个10肽的合成中，每个氨基酸发生1％的差向异构化，则生成的非对映异构体混合物中只有90.4％的肽含有正确的立体构型。
而对于一个50肽，理论上就只有60.5％为目标立体构型产物。
由于肽类药物的生物活性与其立体构型密切相关，因此差向异构体杂质的研究是多肽药物有关物质研究的重要内容之一。
一、多肽合成中氨基酸差向异构化的机制1、直接烯醇化机制肽缩合过程中，在碱的作用下失去羧基α位质子，经烯醇式中间体发生消旋，消旋速率依赖于活化羧基α位质子的酸性、溶剂、温度及碱的化学性质。
2、5(4H)-噁唑酮机制DL-肽 LL-肽在氨基酸活化时，产生立体化学不稳定的5(4H)-噁唑酮中间体（D/L-4）是缩合反应中发生消旋的主要原因。
形成噁唑酮的倾向与化合物1中活化基X的活化能力及N-酰基R1-CO-的电子特征密切相关。
尽管有消旋化倾向，噁唑酮依然代表羧基活化的氨基酸衍生物应用于肽链合成中。
反应中的消旋程度取决于噁唑酮的形成能力及其氨解速度。
二、差向异构体的控制及检查方法1、差向异构体的过程控制首先，应注意手性合成原料的控制。
合成多肽中各手性中心直接来源于合成原料—各种保护氨基酸，因此应注意加强合成原料—保护氨基酸立体构型的控制，在内控质量标准中增加光学纯度的控制。
由于比旋度方法专属性、灵敏度方面的限制，建议采用手性HPLC法控制起始原料的光学纯度，对于比旋度数值较小的保护氨基酸更应如此，如Fmoc-Glu(OtBu)-OH为+1.2o、Fmoc-Gln(Trt)-OH为-1.0o，比旋度法根本无法有效控制其光学纯度。
高效液相色谱法在手性药物对映异构体拆分中的应用随着不对称合成技术及手性拆分技术日趋成熟，手性药物研究已经成为新药研发的一大热点。
由于手性药物的对映体之间在药效学、药代动力学等方面存在较大差异，因此建立手性拆分的质量控制方法十分重要。
一、什么是手性异构和对映异构体当药物分子中碳原子上连接有4个不相同的基团时，该碳原子被称为不对称碳或手性碳（中心），会导致药物分子存在异构体，如果两个异构体之间的关系如同一个物体的立体结构在照镜子，这个立体结构和它在镜子中的像互为对映异构体（对映体）。
图1是手性对映异构体的图示。
图1手性对映异构体图示对映体具有相同的物理性质（如熔点，沸点，溶解度，折射率，酸性，密度等），热力学性质（如自由能，焓、熵等）和化学性质。
除非在手性环境（如手性试剂，手性溶剂）中才表现出差异。
对映体对偏振光的作用不同，它们的比旋光度数值相同，但方向相反。
对映体的生物活性不相同，化学反应中表现出等速率。
等量的左旋体与右旋体的混合物构成外消旋体。
从对映体中分离出单纯一个光学异构体的方法称手性拆分。
最普通的手性拆分方法是消旋旋体与光学活性相反的离子（称拆分剂）作用生成非对映体。
手性药物对映体拆分的方法主要有非色谱法和色谱法。
非色谱法（主要包括结晶法、微生物消化法等）耗时长，过程繁琐不能制备高纯度对映体，色谱法是基于把对映体的混合物转换成非对映异构体，然后利用它们在化学或物理性质上的差异进行分离。
主要包括气相色谱(GC)、超临界流体色谱(SFC)、毛细管电泳(CE)和毛细管电色谱(CEC)等。
表1罗列了色谱手性拆分的发展史。
其中高效液相色谱(HPLC)因其独特的优势成为手性分析领域最常用的一种技术。
表1色谱手性拆分发展史年份里程碑1939年Henderson和Rule在乳糖上色谱分离外消旋樟脑衍生物1984年Armstrong和DeMond：制备出硅胶键合环糊精固定相二、HPLC手性拆分方法手性药物拆分法通常分为直接法和间接法两大类。
摘要氨基酸酰胺色谱分离和亚磺酰胺不对称催化摘要大多数天然产物具有手性。
随着对手性物质研究的深入，越来越多的手性化合物在药物、精细化学品以及材料等方面得到了广泛的使用。
手性化合物中的对映异构体具有很多相近的理化性质，但是，不同手性的对映体在生命体内的表现有很大的差别。
因此，获得对生命体有益作用的异构体对人们来说变得尤其重要。
获得这些单一光学纯异构体的一般方法是手性拆分、手性试剂合成、不对称催化和生物合成。
本文将分为两大部分，分别对手性化合物的高效液相色谱的手性拆分和新型手性配体的合成及其不对称催化进行论述。
第一部分：手性氨基酸酰胺衍生物的液相色谱分离。
在众多的手性分离方法中，高效液相色谱手性固定相法使用越来越普遍，手性化合物大多能通过这种手段进行拆分。
手性氨基酸酰胺类衍生物是一种应用广泛的手性药物中间体，但是使用手性固定相对氨基酸酰胺衍生物进行拆分的报道还很少，所以对它进行拆分研究很有意义。
首先，采用课题组以前报道合成方法对10种氨基酸酰胺衍生物进行合成，然后对这10种氨基酸酰胺衍生物通过高效液相色谱手性固定相法进行手性拆分研究。
在正相色谱条件下，改变不同的色谱条件，选出最优分离条件。
其次，在优化后的色谱条件下，根据不同条件下的参数进行比较分析，根据化合物结构的差别解释不同基团对分离效果的影响，对手性拆分机理进行简要的阐述。
第二部分：N-芳基亚磺酰胺-烯手性配体的不对称催化。
手性配体在不对称催化研究中扮演着十分重要的角色。
目前，使用比较普遍的是具有“优势结构”的膦、亚砜以及亚磺酰胺类等手性配体。
本次实验通过合成结构简单的亚磺酰胺配体进行催化反应研究。
首先，在以前实验的基础上合成了几种手性亚磺酰胺-烯配体。
这些手性配体用于铑催化的芳基硼酸对环状α,β-不饱和酮的共轭加成反应。
以环己烯酮和芳基硼酸作为底物分别对手性配体、碱和溶剂的种类进行条件优化。
其次，在最优的实验条件下，分别对α,β-不饱和酮、硝基苯乙烯、苯偶酰、三氟苯乙酮等与一系列的芳基硼酸化合物进行反应普适性的考察。
手性药物质量控制研究技术指导原则一、概述三维结构得物体所具有得与其镜像得平面形状完全一致,但在三维空间中不能完全重叠得性质,正如人得左右手之间得关系，称之为手性。
具有手性得化合物即称为手性化合物。
手性就是自然界得一种基本属性,组成生物体得很多基本结构单元都具有手性，如组成蛋白质得手性氨基酸除少数例外，大都就是L-氨基酸;组成多糖与核酸得天然单糖也大都就是Ｄ构型。
作为调节人类得相关生命活动而起到治疗作用得药物,如果在参与体内生理过程时涉及到手性分子或手性环境,则不同得立体异构体所产生得生物活性就可能不同。
手性化合物除了通常所说得含手性中心得化合物外,还包括含有手性轴、手性平面、手性螺旋等因素得化合物。
在本指导原则中所指得手性药物主要就是指含手性中心得药物，其它类型得手性药物也可参考本指导原则得基本要求。
手性药物就是指分子结构中含有手性中心（也叫不对称中心)得药物,它包括单一得立体异构体、两个以上(含两个）立体异构体得不等量得混合物以及外消旋体。
不同构型得立体异构体得生物活性也可能不同,大致可分为以下几种情况【1】：1)药物得生物活性完全或主要由其中得一个对映体产生。
如S －萘普生在体外试验得镇痛作用比其Ｒ异构体强3５倍。
2)两个对映体具有完全相反得生物活性。
如新型苯哌啶类镇痛药-哌西那朵得右旋异构体为阿片受体得激动剂,而其左旋体则为阿片受体得拮抗剂。
3)一个对映体有严重得毒副作用。
如驱虫药四咪唑得呕吐副作用就是由其右旋体产生得。
4）两个对映体得生物活性不同，但合并用药有利。
如降压药－萘必洛尔得右旋体为β-受体阻滞剂,而左旋体能降低外周血管得阻力,并对心脏有保护作用;抗高血压药物茚达立酮【2】得R异构体具有利尿作用,但有增加血中尿酸得副作用,而Ｓ异构体却有促进尿酸排泄得作用,可有效降低R异构体得副作用,两者合用有利。
进一步得研究表明, S与Ｒ异构体得比例为１:４或１:8时治疗效果最好。
５)两个对映体具有完全相同得生物活性【3】。
关于手性药物药学研究的几点看法伴随着手性拆分技术以及不对称合成技术的日益成熟，手性药物的研究已成为新药研究的一大热点。
1992年1月美国FDA发布有关手性药物的指导原则。
据不完全统计，1999年美国FDA批准上市的37个新药中，18个为手性药物，其中16个为单一的对映体。
目前世界上正在开发1200种新药中，有820种为手性药物，其中612种以单一的对映体进行开发。
而在实际使用中，手性药物所占的比重也越来越大。
如1999年手性药物在全世界的销售额达到1150亿美元，比1998年的998亿美元增加了15.2%，约占当年药品总收入（3600亿美元）的三分之一。
具体到国内的新药研究领域，对单一的立体异构体药物的研究也越来越重视，申报品种逐渐增加。
由于手性药物的立体化学特征，以及体内酶、受体等生物大分子的立体特异性，对这类药物的研究及审评都有其特殊之处。
为更好地审评此类药物，我专业组先期进行了一些文献调研工作：除美国FDA外，欧盟（具体要求同ICH）、加拿大及ICH都对手性药物的研发提出了一些具体要求。
药审中心根据以往审评工作结合与国内有关专家的专题讨论，对此问题也提出了初步的审评要点。
现将各方的情况简要概括如下：一、ICH对手性药物的要求ICH的指导原则对合成工艺、结构确证及稳定性研究均无明确要求，对质量标准的要求为：原料药：立体专属性的鉴别试验；规定另一异构体的限度；含测方法最好选用手性分析方法，如为非手性方法，则需同时采用其他对另一异构体的控制手段。
制剂：应有立体专属性的鉴别试验。
如果另一异构体不是降解产物，则不要求检测其含量，但鼓励采用立体专属性方法从严控制。
二、FDA对手性药物的要求对合成工艺、结构确证及质量标准均无明确要求，总体政策是应以立体化学的观点，采用合适的生产及控制手段来保证药物的鉴别、含量、质量及纯度。
但对稳定性研究提出了要求：原料药及制剂的稳定性研究应使用能评价其立体构型完整性的方法。
