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手性分子的拆分技术 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-手性分子的拆分技术郝婷玉 57 15级材料工程摘要：对外消旋体实施拆分是获得手性物质的重要途径。
本文综述了外消旋体的拆分方法，主要有直接结晶拆分法、化学拆分法、动力学拆分法、色谱拆分法( 含毛细管电泳法) 和手性膜拆分法等五大类。
其中, 包括目前作为手性拆分主要方法的色谱技术在内的前 4 类方法, 由于批处理能力小、工业放大成本高 ,不适合大规模生产 ; 相反,膜分离技术具有能耗低、易于连续操作等优点 ,被普遍认为是进行大规模手性拆分非常有潜力的方法之一,具有良好的应用前景。
关键词：手性分子；拆分；对映体；外消旋化合物手性是自然界存在的一种普遍现象, 在药物化学领域尤为突出 ,已知药物中有30 %～ 40 %是手性的。
手性是生物体系的一个基本特征, 很多内源性大分子物质,如酶、蛋白、核酸、糖, 以及各种载体、受体等都具有手性特征。
此外，手性还在医药、食品添加剂、杀虫剂、昆虫性信息素、香料和材料等领域有着深刻影响。
特别是在医药行业，手性药物对映体通过与体内大分子的立体选择性结合, 产生不同的吸收、分布、代谢和排泄过程, 可能具有不同的药理毒理作用。
随着医药行业对手性单体需求量的增加和对药理的探究，如何获得高纯度手性单体已成为一个令人困扰的问题。
因此 ,手性药物的分离分析就显得尤为重要。
随着对手性分子认识的不断深入，人们对单一手性物质的需求量越来越大，对其纯度的要求也越来越高。
单一手性物质的获得方法大致有以下三种：（1）手性源合成法：是以手性物质为原料合成其它手性化合物，这是最常用的方法。
但由于天然手性物质的种类有限，要合成多种多样的目的产物会遇到很大困难，而且合成路线步骤繁多，也使得产物成本十分高昂。
（2）不对称合成法：是在催化剂或酶的作用下合成得到过量的单一对映体化合物的方法。
手性拆分技术手性药物的制备技术由化学控制技术和生物控制技术两部分组成。
化学控制技术：普通化学合成、不对称合成和手性源合成.生物控制技术:天然物的提取分离技术和控制酶代谢技术。
手性拆分法: 结晶法拆分、动力学拆分、色谱分离法拆分、膜拆分法、萃取拆分法1.结晶拆分法结晶法拆分包括直接结晶法拆分和非对映异构体拆分分别适用于外消旋混合物和外消旋化合物的拆分。
在一种外消旋混合物的过饱和溶液中，直接加入某一对映体的晶种，即可得到一定量的该对映体，这种直接结晶的拆分方法仅适用于外消旋混合物，其应用几率不到10％外消旋化合物较为常见, 大约占所有外消旋体的90%。
通过与非手性的酸或碱成盐可以使部分外消旋化合物转变为外消旋混合物, 扩大直接结晶法拆分的应用范围使部分外消旋化合物转变为外消旋混合物。
也可采用与另一手性化合物（即拆分剂）形成非对映异构体混合物的方法, 利用这对非对映异构体盐的溶解度和结晶速去率的差异, 通过结晶法进行分离，最后脱去拆分剂即得单一构型的异构体。
最常见的拆分剂是手性酸或手性碱。
近年出现了组合拆分、复合拆分、包合拆分和包结拆分等新技术, 是对非对映异构体拆分的有效补充.1。
1 组合拆分组合拆分是指采用结构类型相同的2~3个手性化合物构成的拆分剂家族代替单一拆分剂进行外消旋化合物拆分的新方法。
拆分剂家族一般是将常用的手性拆分剂（如α-甲基苄胺、α-氨基苯乙醇、酒石酸、扁桃酸等)进行结构修饰而形成的一组衍生物。
在拆分剂家族中, 每个化合物之间要具有非常强的结构类似性和立体化学均一性。
实际操作过程是将拆分剂家族和被拆分的外消旋化合物以物质的量比1∶1的比例溶在某一种溶剂中, 进行结晶拆分.与单一拆分剂相比，拆分剂家族以高选择性和高收率与外消旋体快速地形成非对映体的结晶。
1。
2 复合拆分如果外消旋化合物结构中无酸性或碱性官能团时, 那么结晶法拆分的应用将受到限制，复合拆分(complexresolution)便是一个补充。
手性化合物的拆分方法
手性化合物的拆分方法主要有对映体分离法和酶催化法两种。
对映体分离法是指通过物理或化学方法将手性化合物中的对映体分离开来。
常用的物理方法有晶体分离法和对映体选择性结晶法。
晶体分离法是指利用手性化合物结晶时的差异，通过适当的选择溶剂和结晶条件，使其中一个对映体结晶出来，而另一个对映体仍保持在溶液中。
对映体选择性结晶法则是利用对映体结晶时晶体生长速度的差异，通过选择合适的溶液浓度和温度，使其中一个对映体的晶体生长速度比另一个对映体快，从而实现对映体的分离。
酶催化法是利用手性化合物和酶之间的反应性差异进行对映体分离的方法。
酶催化法主要通过酶的手性选择性来实现对映体的分离，其中最常用的是立体选择性催化酶。
这种酶具有对手性底物具有高选择性催化作用的特点，通过调节反应条件和酶底物比例，可以将手性化合物中的对映体分离开来。
除了以上的方法，还有一些其他的手性化合物拆分方法，如手性色谱法、手性电泳法、手性转换法等。
这些方法则是通过物理、化学或生物学手段对手性化合物进行选择性的分离和转化，以实现对映体的分离。
手性药物拆分技术及分析在药物研究和开发中，手性药物是一个非常重要的领域。
手性药物指的是分子结构中含有手性中心（手性碳原子）的化合物，左旋和右旋两种异构体具有不同的生物活性和体内代谢途径。
因此，正确地分析和分离手性药物对于药物研究和有效性的评估至关重要。
手性药物分析技术主要包括色谱法、光学活性法和核磁共振（NMR）法。
色谱法是一种常用的手性药物分析方法。
它基于手性药物的两种对映异构体在手性固定相上的不同吸附能力进行分离。
常见的色谱法包括高效液相色谱法（HPLC）和毛细管电泳法。
HPLC通常使用手性固定相柱，通过选择性地吸附左旋或右旋手性分子，实现对手性药物的分离。
毛细管电泳是一种高效的手性药物分析方法，基于对映异构体在电场中的迁移速率不同，通过毛细管中背景电解质的浓度和pH值调节来分离手性药物。
光学活性法是一种基于光学活性性质来分析和测定手性药物的方法。
光学活性手性药物由于具有旋光性，可以引起光的偏振方向发生旋转。
常用的光学活性法包括旋光仪法和圆二色光谱法。
旋光仪法是通过测定手性分子对光的旋转角度来判断手性药物的对映异构体的含量和比例。
圆二色光谱法则是测量手性分子对不同波长光的吸收性质，通过对波长的差异来判断手性药物的对映异构体。
核磁共振（NMR）是一种基于核磁共振现象来分析手性药物的方法。
NMR技术通过检测手性碳原子或核自旋的信号来确定手性药物的结构和对映异构体的比例。
通过对样品进行核磁共振实验后，通过解释谱图的峰位和峰形等信息，可以得到手性药物的分析结果。
此外，还有一些其他的手性药物分析方法，如质谱法、X射线衍射法和环光谱法等。
这些方法在手性药物分析中各有优劣，适用于不同类别和性质的手性药物。
总之，手性药物分析技术对于药物研究和评估的重要性不可忽视。
科学家们通过不断研究和发展新的手性分析技术，为新药开发和治疗提供了更可靠和准确的手性药物分析方法。
手性分离原理
手性分离技术，也称为“分子手性技术”，是一种化学分离技术，它将一种物
质拆分成一个或多个手性组分的过程。
它的研究内容和研究目的日益受到重视，被越来越多的行业所广泛采用并在药物分子构建中扮演着重要的角色。
首先，手性分离技术是一种特殊的化学方法，它将一种物质拆分成一个或多个
手性组分的过程，制造出一种具有指定手性的物质，该工艺具有高纯度、高质量、高体积利用率、低能耗等优点。
手性分离通过改变原溶液的极性及温度等条件，从而使溶液中的某些物质不同程度分离，从而获得最终的手性产品。
其次，手性分离技术在采用时是要考虑到它的优点和缺点的，在分离中需求应
用保护试剂TA，但却有可能同时改变溶液中物质的外形，从而造成周转效率低下，再有分离所需用到的工艺对物质本身也有很大影响，从而还需要安装设备，次级电子，硅基介质等以应用保护剂，以减少溶解的影响。
再者，在实际应用中，主要用于制造药物分子图谱，应用其分离物质的手性进
行结构研究，追踪制造过程的变化，以提高制剂的安全性和有效性，进而对药物分子的构建起到重要作用。
最后，手性分离属于单分子分离技术，它能够将某种特定物质拆分成一个或多
个手性组分，从而提出手性物质，而这样的成果在药物分子构建中起到非常重要的作用，同时还可以用于其他行业的材料分离构建过程中，从而提供了一种新的分离方法和应用。
总之，手性分离技术已成为当前行业技术发展的首要方向，已得到广泛应用。
它不仅可以用于药物分子构建，还可用于其他行业的材料分离构建，为药物分子开发及行业分离技术发展提供依据。
有机化学中的手性合成和拆分技术手性合成和拆分技术在有机化学中是非常重要的。
手性分子是一种在化学结构上相同但在空间结构上不对称的分子。
它们的特性在化学和生物学中起着至关重要的作用。
在药物开发中，药物分子的手性往往会影响药物的生物利用度和效果。
因此，了解手性化合物的合成和拆分技术非常有帮助。
手性合成技术的发展历程非常曲折。
一开始，化学家们发现可以通过光学性质（例如旋光性）来对手性分子进行检测和识别。
这种检测技术为手性合成技术的发展奠定了基础，因为这证明了存在具有手性的分子。
随着时间的推移，研究人员开始探索如何合成手性化合物。
最早的手性合成方法是利用天然产物。
化学家们发现有一些天然产物，如樟脑、多肽和生物碱，具有手性结构。
这些产物为手性合成技术的发展带来了重大贡献。
但是，天然产物只能提供有限的手性合成选择，导致化学家们广泛探索其他手性合成方法。
其中一种方法是对映体选择拆分。
所谓对映体选择拆分就是从一个混合物中分离出单一对映体结构。
这可以通过利用酸或碱作为催化剂来实现。
然而，分离出的手性化合物数量通常较小，这使得对映体选择拆分难以应用于大规模生产。
另一种手性合成技术是立体选择反应。
这种技术利用具有手性催化剂的化合物来选择性地控制产物的手性。
这种技术广泛应用于有机合成和药物研发中。
例如，铱催化的不对称氢化反应已被广泛利用于手性化合物的制备中。
手性合成技术的另一个发展方向是利用手性分子匹配。
对映体间相互作用，也就是对映体间的手性识别性质，被广泛应用于手性化学物质的设计和合成。
例如，在金属有机化学中，采用配位环层是一种常见而有效的手性识别策略。
除了手性合成技术之外，还存在手性拆分技术。
手性拆分是将一个手性化合物分解成其对应的两个对映体之一的过程。
一种方法是制备手性材料。
这种手性材料可以根据其空间构型选择性捕获手性分子，具有将手性分子拆分成其对应对映体的能力。
另一种方法是使用手性分离筛。
手性分离筛是一种高度智能的分离材料，可以根据手性识别原理选择性地排除对映体结构，从而分离出目标化合物的一个对映体。
色谱分析中的手性分离技术色谱分析是一种常见的分离和检测技术，它可以通过不同成分在色谱柱上的运移速度差异，实现样品中组分的分离。
而手性分离技术则是其中一种具有广泛应用的技术。
手性分离技术又称拆分体分离技术，是指将具有手性的化合物分离成其对映异构体的过程。
手性分离技术主要有两种：手性凝胶色谱和手性高效液相色谱。
手性凝胶色谱是一种传统的手性分离技术，它利用具有手性结构的聚合物凝胶作为色谱填料，通过样品分子与凝胶之间的分子识别作用实现分离。
手性凝胶色谱是一种相对简单的手性分离技术，但是由于其分离程度较低，通常用于对手性分析的初步筛查。
手性高效液相色谱是一种高效手性分离技术，它基于手性色谱填料的表面手性区分作用和反相分离作用，实现对手性化合物的高效分离。
在手性高效液相色谱中，手性色谱柱成为关键的分离工具，色谱柱内填充了各种具有手性结构的填料，如纳米结构材料、束缚配体、离子交换树脂等。
手性高效液相色谱技术需要精密的操作和控制技术，同时对手性填料的选择和性能也十分关键。
常见的手性高效液相色谱模式包括正相模式、反相模式和杂相模式。
正相模式下，填料是手性站点，流动相是水/有机溶剂混合物，溶液的极性越强，分离能力越高；反相模式下，填料是非手性的，分离基于无手性分子和手性分子与填料的相互作用，流动相是弱极性有机溶剂/水混合物；杂相模式是正相和反相模式的结合。
手性高效液相色谱技术在制药、化妆品、食品、医疗诊断等领域得到了广泛应用。
例如，在药物研发中，手性高效液相色谱可以对药物的对映异构体进行分离和鉴定，以确定对映异构体的药效和安全性；在食品领域，手性高效液相色谱可以对添加的手性能呈现不同风味的香料成分的组成比例进行分离和鉴定。
当然，手性分离技术也存在一些困难和局限性。
一方面，手性化合物的对映异构体之间的物理和化学性质非常相似，因此分离困难。
另一方面，手性化合物的分离需要精密的手性填料和色谱柱控制技术，手性柱的制备和使用成本也较高。
手性药物拆分技术及分析手性药物（chiral drugs）是指分子内部有一个或多个不对称碳原子的药物，即具有手性结构的药物。
手性药物由于具有左右旋异构体，使得其药理学效应、药效学性质、药代动力学以及安全性能等方面出现差异。
因此，手性药物的拆分技术及分析对于药物的研发、生产和应用具有重要意义。
手性药物的拆分技术主要有下述几种方法：晶体化学方法、酶法、化学拆分、色谱法和光学活性检测。
首先是晶体化学方法，该方法是利用手性药物晶体的对称性差异完成拆分。
通过晶体中的尖、刃、拱等特征差异，将手性药物分离为晶体异构体。
其次是酶法，手性药物的拆分可以通过酶的催化作用实现。
酶是具有高选择性、高催化效率和高效底物转化率的催化剂。
通过选择合适的酶，可以将手性药物转化为对应的手性异构体或原生态精细化靶化合物。
化学拆分是指通过特定的化学反应将手性药物分解为不对称碳原子具有相反手性的产物。
该方法较为常用，但对于存储稳定性较差的手性药物较不适宜。
色谱法是利用不同手性列进行手性分离，如手性HPLC（高效液相色谱）和手性毛细管电泳等。
这些方法主要是利用手性固定相对手性药物进行分离，可达到手性药物的拆分效果。
光学活性检测是通过光学活性的手性试剂或手性染料，以手性化合物的吸光性能差异检测手性药物的拆分效果。
根据手性分析原理，通过手性分析仪器对手性药物进行检测和分析。
手性药物的分析对于药物研发、生产和应用非常重要。
分析手性药物的关键是确保其纯度和药效学性质，并且有助于合理掌握手性药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄的信息。
以下是手性药物分析的一些常用方法。
首先是纳米液相色谱法，该方法是将分离的手性药物样品通过微量泵输送到纳米柱中，在极小的流速和流体容量下进行分离。
该方法对于手性药物样品的需求量很小，因此可以减少手性药物样品的消耗。
其次是循环偏振负压电流法，该方法通过测量手性药物样品对光的旋光性质，直接反应其手性结构。
该方法准确、快速，适用于灵敏度高的手性药物分析。
手性化合物拆分方法
手性化合物的拆分方法通常有以下几种：
1. 光学拆分：利用手性催化剂或其他手性物质对手性化合物进行拆分。
光学活性的手性化合物经过光学反应与手性催化剂反应可以得到单一手性的产物。
2. 液体相转移拆分：将手性化合物溶解在不对其进行反应的溶剂中，然后加入具有手性结构的离子对或分子对，形成包合物。
通过改变反应条件或进行萃取操作，可以将手性化合物从包合物中分离出来。
3. 对映体选择性结晶：通过控制结晶条件和添加适当的对映配体或样品处理剂，使手性化合物在结晶过程中选择性地形成单一手性晶体。
4. 气相拆分：利用对映体的蒸汽压差异，通过适当的气-液平衡条件和温度条件，将手性化合物分离出来。
5. 手性液相色谱：利用手性稳定相或手性固定相，在手性固定相或手性稳定相的控制下对手性化合物进行分离和拆分。
6. 酶催化拆分：利用手性酶的选择性催化作用，将手性化合物转化为单一手性的产物。
以上方法中的选择取决于手性化合物的特性、拆分要求和可用的拆分试剂或设备。
手性药物拆分技术的研究进展一、本文概述手性药物，即具有手性中心的药物分子，其立体构型的不同可能导致药物在生物体内的活性、药代动力学和毒性等方面产生显著的差异。
因此，手性药物的拆分技术在药物研发和生产过程中具有至关重要的地位。
随着科学技术的发展，手性药物拆分技术也在不断进步，以适应日益增长的手性药物需求。
本文旨在综述手性药物拆分技术的研究进展，包括但不限于拆分方法、拆分效率、拆分机理以及在实际药物研发中的应用案例。
我们将从传统的拆分方法，如结晶法、色谱法，到现代的拆分技术，如膜分离、酶法等，进行全面的梳理和评价。
我们也将探讨手性药物拆分技术的发展趋势和面临的挑战，以期为手性药物研发和生产提供有益的参考和指导。
通过本文的阐述，我们希望能够使读者全面了解手性药物拆分技术的研究现状和发展动态，为手性药物的研发和生产提供理论支持和实践指导，推动手性药物拆分技术的不断发展和完善。
二、手性药物拆分技术的分类手性药物拆分技术主要可以分为物理拆分法和化学拆分法两大类。
物理拆分法主要包括结晶法、色谱法、膜分离法等，这些方法主要基于手性药物分子间物理性质的差异进行拆分。
化学拆分法则包括不对称合成、手性衍生化试剂法等，这些方法则通过化学反应引入手性中心或者改变手性药物的物理性质，从而实现对目标手性药物的拆分。
（1）结晶法：通过调整溶液条件，如温度、pH值、溶剂种类等，使手性药物分子在结晶过程中形成不同的晶体形态，从而实现拆分。
该方法操作简单，成本低，但拆分效果往往受到药物分子间相互作用和结晶条件的影响。
（2）色谱法：包括液相色谱、气相色谱、毛细管电泳色谱等。
这些方法通过选择适当的手性固定相或手性流动相，利用手性药物分子在固定相和流动相之间的相互作用差异，实现对手性药物的拆分。
色谱法拆分效果好，但设备成本较高，操作复杂。
（3）膜分离法：利用手性药物分子在膜上的传质速率差异，通过选择适当的膜材料和操作条件，实现对手性药物的拆分。
拆分剂手性拆分的原理
拆分剂手性拆分的原理主要有:
1. 手性识别
拆分剂包含手性选择性识别部位,可以区分构象异构体中的两种镜像异构体。
2. 亲和力差异
拆分剂对构象异构体的亲和力存在差异,对其中一种镜像异构体的亲和力更大。
3. 立体匹配
通过空间构象的匹配,拆分剂与亲和力更大的那种镜像异构体结合更紧密。
4. 相互作用力的差异
如氢键、离子键、范德华力等相互作用力,导致对两种镜像异构体的结合力存在差异。
5. 鉴别配体
拆分剂上的手性鉴别部位与镜像异构体间发生区别配体作用,产生亲和力差异。
6. 定向排列
拆分剂手性部位的定向作用使镜像异构体以不同方式与之排列组合。
7. 分离机理
根据亲和力的差异,选择性地将某一镜像异构体与拆分剂结合并分离出来。
综上所述,拆分剂手性拆分依赖于对镜像异构体特异性手性识别和亲和力差异的利用。
手性物质提取分离手性药物的结晶拆分方法：手性化合物的拆分是给外消旋混合物制造一个不对称的环境，使两个对映异构体能够分离开来。
从方法学上来讲，可以分为结晶拆分法(物理拆分方法、化学拆分方法)、动力学拆分方法、生物拆分方法(相当部分是生物催化的动力学拆分)及色谱拆分方法。
--手性药物的拆分方法—1、结晶拆分法--直接结晶法---在光学活性溶剂中的结晶拆分--直接结晶法---外消旋体的不对称转化和结晶拆分--直接结晶法---逆向结晶法逆向结晶法则是在外消旋体的饱和溶液中加入可溶性某一种构型的异构体[如(R)—异构体]，添加的(R)—异构体就会吸附到外消旋体溶液中的同种构型异构体结晶体的表面，从而抑制了这种异构体结晶的继续生长，而外消旋体溶液中相反构型的（S）—异构体结晶速度就会加快，从而形成结晶析出。
--直接结晶法---优先结晶法优先结晶方法(preferential crystallization)是在饱和或过饱和的外消旋体溶液中加入一个对映异构体的晶种，使该对映异构体稍稍过量因而造成不对称环境，结晶就会按非稍的过程进行，这样旋光性与该晶种相同的异构体就会从溶液中结晶出来。
--直接结晶法---自发结晶拆分法自发结晶拆分(spontaneous resolution)是指当外消旋体在结晶的过程中，自发的形成聚集体。
--通过形成非对映异构体的结晶法--非对映异构体的形成和拆分原理--通过形成非对映异构体的结晶法--用于碱拆分的拆分试剂（酸性拆分剂）2、动力学拆分化反应，分离方法直接。
的衍生化试剂具有良好的对热及水的稳定性。
局限性色谱柱价格昂贵，部分固定相还存在稳定性差，柱容量低，柱强度差等缺点，且根据不同手性药物的性质不同，选用的分析方法也不同。
系统平衡时间较长，添加剂消耗大，对于一些难分离的对映体效果差。
手性试剂需要有高的光学纯度，各对映体的衍生化速率及平衡常数应一致，要求衍生化反应迅速、彻底，否则影响定量结果。
有机分子的手性识别与拆分手性，作为一个物理学概念，意味着物体的镜像形式是不可重合的。
在有机化学领域，手性是指分子的结构与它的镜像完全不同，就像左右手一样。
尽管两个手在外形上非常相似，但无论如何也无法完全重合。
有机分子的手性识别与拆分是一项极其重要的研究领域，对于药物研发、催化剂设计和材料科学都具有重要意义。
手性分子在化学和生物学中普遍存在。
例如，大多数药物都是立体异构体，其中一种立体异构体具有治疗效果，而另一种则可能是毒性物质。
这就需要我们通过手性识别和拆分技术，能够有效地分离和获取目标手性分子。
此外，手性分子还存在于天然产物中，如植物油、氨基酸和糖类等。
对于这些天然产物的研究，了解其手性构型能够帮助我们更好地理解生命的本质。
手性识别是指通过某种方法，能够准确地分辨出手性分子中的手性构型。
常见的手性识别方法包括手性分析仪器、手性色谱技术和手性化合物的化学反应等。
其中，手性分析仪器如手性色谱质谱联用等，能够通过测量样品在手性分析仪器上的信号差异，来确定其手性构型。
手性识别的另一种方法是利用手性配体和手性催化剂。
手性配体是一类具有手性的有机化合物，能够与手性分子特异性地发生相互作用，从而达到分离手性分子的目的。
手性催化剂是一类具有手性的催化剂，可以选择性地催化手性分子之间的反应，从而使手性分子发生转化。
通过这些手性配体和手性催化剂，我们能够在实验室中有效地进行手性识别和拆分。
手性拆分即指将手性分子中的手性构型分离出来。
手性拆分的方法多样，可以利用化学反应、晶体学、肽酸衍生物、纳米技术等。
其中，化学反应方法是最常用的手性拆分方法之一。
通过对手性分子进行适宜的反应条件，使其中一个手性构型发生反应而另一个手性构型保持不变，从而实现手性分子的拆分。
此外，晶体学技术也是一种常用的手性拆分方法。
通过制备手性分子的单晶，通过晶体学的手段确定其手性构型，从而实现手性分子的拆分。
手性识别与拆分的研究不仅仅具有理论意义，更对应用性的领域有着重要作用。
精心整理手性分子的拆分技术郝婷玉级材料工程摘要：对外消旋体实施拆分是获得手性物质的重要途径。
本文综述了外消旋体的拆分方法，主要有直接结晶拆分法、化学拆分法、动力学拆分法、色谱拆分法(含毛细管电泳法)和手性膜拆分法等五大类。
其中,包括目前作为手性拆分主要方法的色谱技术在内的前4类方法,由于批处理能力小、工业放大成本高,不适合大规模生产;相反,膜分离技术具有能耗低、易于连续操作等优点,被普遍认为是手性的。
,,有限，因而在应用上也受到一定的限制。
（3）外消旋体拆分法：是在拆分剂的作用下，将外消旋体拆分成对映体。
因为化学法合成外消旋体比较简单，这种方法成本相对较低，因而得到广泛应用。
据统计，大约有65%的非天然手性药物是由外消旋体或中间产物拆分得到的。
本文依据国内外相关文献报道，总结了外消旋体的拆分方法。
迄今,手性拆分技术主要有直接结晶拆分法、化学拆分法、动力学拆分法、色谱拆分法(含毛细管电泳法)和手性膜拆分法等五大类[3]。
1.直接结晶拆分法对于一个外消旋混合物，其两种对映体常自发地以宏观晶体分别析出，如果这些晶体可以用肉眼区别，那么就可在放大镜的帮助下，用镊子之类的工具将他们拣出分开，从而达到拆分的目的。
这就是所谓的机械拆分法。
机械拆分法的缺点是过于繁琐，不能应用于外消旋化合物和外消旋固体溶液。
Wynbery等[4]用（-）-α-蒎烯作溶剂，通过直接结晶法拆分了类似七环杂螺烯的外消旋体。
但这种方法需要寻找特殊的手性溶剂，且适于拆分的外消旋混合物的范围相当狭窄，故实际工业生本。
2.2.1体，拆分剂和溶剂的选择较为盲目；（2）拆分的产率和产品的旋光纯度不高；（3）适用于手性拆分的化合物的类型不多。
近年来，随着主-客体化学的深入研究而开发出来的包结拆分和组合拆分等新型手性拆分技术，在一定程度上解决了经典成盐拆分方法的不足。
2.2包结拆分由日本化学家Toda教授发明的包结拆分[6]与经典成盐拆分相比，所拆分的化合物不再局限于有机酸或者有机碱。
手性拆分技术手性药物的制备技术由化学控制技术和生物控制技术两部分组成。
化学控制技术:普通化学合成、不对称合成和手性源合成.生物控制技术:天然物的提取分离技术和控制酶代谢技术。
手性拆分法: 结晶法拆分、动力学拆分、色谱分离法拆分、膜拆分法、萃取拆分法1.结晶拆分法结晶法拆分包括直接结晶法拆分和非对映异构体拆分分别适用于外消旋混合物和外消旋化合物的拆分。
在一种外消旋混合物的过饱和溶液中, 直接加入某一对映体的晶种,即可得到一定量的该对映体, 这种直接结晶的拆分方法仅适用于外消旋混合物, 其应用几率不到10%外消旋化合物较为常见, 大约占所有外消旋体的90%。
通过与非手性的酸或碱成盐可以使部分外消旋化合物转变为外消旋混合物, 扩大直接结晶法拆分的应用范围使部分外消旋化合物转变为外消旋混合物。
也可采用与另一手性化合物(即拆分剂)形成非对映异构体混合物的方法, 利用这对非对映异构体盐的溶解度和结晶速去率的差异, 通过结晶法进行分离, 最后脱去拆分剂即得单一构型的异构体。
最常见的拆分剂是手性酸或手性碱。
近年出现了组合拆分、复合拆分、包合拆分和包结拆分等新技术, 是对非对映异构体拆分的有效补充。
1.1 组合拆分组合拆分是指采用结构类型相同的2～3个手性化合物构成的拆分剂家族代替单一拆分剂进行外消旋化合物拆分的新方法。
拆分剂家族一般是将常用的手性拆分剂(如α-甲基苄胺、α-氨基苯乙醇、酒石酸、扁桃酸等)进行结构修饰而形成的一组衍生物。
在拆分剂家族中, 每个化合物之间要具有非常强的结构类似性和立体化学均一性。
实际操作过程是将拆分剂家族和被拆分的外消旋化合物以物质的量比1∶1的比例溶在某一种溶剂中, 进行结晶拆分。
与单一拆分剂相比, 拆分剂家族以高选择性和高收率与外消旋体快速地形成非对映体的结晶。
1.2 复合拆分如果外消旋化合物结构中无酸性或碱性官能团时, 那么结晶法拆分的应用将受到限制, 复合拆分(complexresolution)便是一个补充。
复合拆分适用于含有π电子的烯烃、芳香族化合物以及富有孤对电子的有机硫、有机磷类化合物的拆分, 在拆分过程中, 烯烃或芳香族化合物与具有π电子的拆分剂通过π-π键形成电子转移复合物, 或与手性有机金属配合物形成配合物, 它们具有非对映异构体的特点而易于被分离。
有机硫、有机磷类化合物的孤对电子能与Lewis酸性或Lewis碱性拆分剂中含有的电子空轨道形成复合物而被分离。
在复合拆分中, 多用有机过渡金属配合物作为拆分剂。
1.3 包合拆分包合拆分(inclusionresolution)是利用拆分剂分子的空穴与构成外消旋化合物的两种对映异构体之间形成氢键或范德华力能力的不同, 对其中一个异构体优先包合, 再通过结晶法将两种异构体分离。
包合物的形成主要有洞穴包合物(cavitates)和笼状包合物(clathrates)两种方式。
在洞穴包合物中, 被拆分化合物分子全部或部分地被拆分剂分子中的手性洞穴包合, 而在笼状包合物中,被拆分化合物分子被数个拆分剂分子包合形成笼状或隧道的形状。
与经典的结晶法拆分相比, 包合拆分更有效、更简单。
1.4 包结拆分包结拆分(inclusionbased-resolution)是利用拆分剂分子选择性地与外消旋化合物中的一个异构体通过氢键、范德华力等弱的分子间作用力形成稳定的超分子配合物, 即包结配合物(inclusioncomplex)而析出, 达到手性拆分的目的。
在包结拆分中, 双羟基化合物联萘二酚(18)是常用的拆分剂, 这个化合物体积较大, 而且它们之间可以形成氢键, 这样使得客体分子能被容纳在两个双羟基化合物之间, 进而形成网状结晶形式。
2. 动态动力学拆分经典的动力学拆分与底物消旋化相结合的方法即为动态动力学拆分(dynamickineticresolution)。
经典动力学拆分的缺点是最大理论产率仅为50%,而动态动力学拆分的理论产率可以达到100%。
底物消旋化有化学法消旋和酶法消旋, 酶法较化学法副反应少、产率高、条件温和, 而且无毒、易降解, 具有环境友好性, 因此更适合工业化生产。
3．色谱分离法拆分色谱法不仅广泛用于立体异构体的含量分析, 而且利用色谱方法可分离手性药物或手性外消旋中间体。
气相色谱(gaschromatography,GC)、液相色谱(liquidchromatography, LC)、超临界流体色谱(supercriticalfluidchromat ography,SFC)、毛细管电泳(capillaryelectrophoresis, CE)和分子印迹技术(molecularimprintingtechnique,MIT)等色谱法在立体异构体分离中均有应用。
LC 分离法又分为手性固定相法(chiralstationalphase, CSP)和手性流动相添加剂法(chrialmobile phaseadditive, CMPA), 前者应用广泛。
SFC具有高效、快速、操作条件易于变换等特点, 在手性药物的制备方面有独到的优越性。
CE根据离子迁移速度的差异实现对不同立体异构体的分离, 具有简便、快速、高效的优点。
MIT模仿天然抗原-抗体反应原理, 对模板分子具有专一性识别作用, 具有操作简单、易于产业化等优点。
3.1 超临界流体色谱超临界流体色谱(SFC)是一种流动相温度、压力均高于或略低于临界点的色谱技术, 所用流动相有CO2、N2O、NH3、n-C4H10, 其中CO2最为常用。
超临界流体具有粘度小、扩散系数大、密度高等特点, 具有强的溶解能力, 可以迅速将产物洗出, 且适于分离难挥发和热稳定性差的物质。
3.2 毛细管电泳毛细管电泳(CE)是近年来用于拆分手性药物的一种新技术, 基本原理是在电场作用下, 以毛细管为通道, 依据离子迁移速度的差异实现对不同立体异构体的分离。
CE具有简便、快速、高效的优点。
3.3 分子印迹技术分子印迹技术(MIT)是模拟天然抗原-抗体作用原理制备对模板分子具有预定选择性的分子印迹聚合物的技术[ 26] 。
首先将具有适当功能基的功能单体与模板分子结合形成分子复合物, 其次选择适当的交联剂将功能单体相互交联起来形成聚合物, 从而使功能单体上的功能基在空间排列和定向固定, 最后通过一定方法脱去模板分子,这样就在高分子聚合物中留下与模板分子在空间结构上完全匹配、并含有与模板分子专一结合的功能基的三维空穴。
这些空穴可以选择性地重新与模板分子结合, 即对模板分子具有专一性识别作用。
4 膜拆分膜拆分的本质是实现对两种对映异构体的选择性转运, 依据其转运方式可分为手性液膜拆分(liquidmembrane-basedseparation)和手性固膜拆分。
4.1 手性液膜拆分手性液膜拆分的机理是将具有手性识别功能的物质溶解在一定溶剂中制成有机相液膜, 以膜两侧浓度差为动力, 外消旋体有选择地从高浓相向低浓相迁移, 由于液膜对两种异构体的选择性差异使二者迁移速率不同, 即迁移较快的一种异构体在低浓相中得到富集, 从而达到手性分离目的。
4.1.1 支撑液膜在支撑液膜(SLM)中, 具有手性选择能力的载体溶解于一定的液体溶剂之中, 通过与某个对映异构体特异性的结合, 将其从上相运输到下相, 从而实现手性分离。
支撑液膜作为一种萃取方法, 最突出的优点是只需少量手性选择剂。
通常用于手性拆分的支撑液膜是将膜液(溶剂和手性选择剂)通过毛细管力吸附在多孔固体膜(液体的支撑膜)的孔道中, 这种液膜也可称为浸渍式液膜。
4.1.2 乳化液膜乳化液膜(ELM)又称液体表面活性剂膜, 实质上是一种复乳。
内相和外相是相溶的, 而它们与膜相则互不相溶。
膜相通常含有表面活性剂、萃取剂 (载体)、溶剂与其他添加剂以控制液膜的稳定性、渗透性和选择性。
乳化液膜萃取的优点除了类似于大多数液膜过程的传输速度快、对极性溶剂容量大之外, 由于表面活性剂的稳定效应, 受表面活性介质破坏的影响较小, 因此, 乳化液膜比支撑液膜过程更稳定。
4.1.3 厚体液膜在厚体液膜(BLM)中, 一层相对较厚的不混溶的流体将料液相与接收相分开。
膜相不需要支撑, 它仅仅是借助不可混溶性与其他相分开。
4.2 手性拆分固膜固膜拆分则利用膜内外自身的手性位点对两种异构体亲和力的差异, 在压力差、浓度差或电势差等推动力下造成两种异构体的选择性通过, 进而实现拆分的目的。
根据手性拆分的要求, 所用的拆分膜应具有较高的对映体选择性、较大的膜通量、且选择性及通量应稳定。
具有手性选择性并能自身支撑的高聚物固膜,带有光学活性侧链的双取代乙炔聚合物作为稳定的外消旋混合物拆分膜的潜在应用;由不能自身支撑而具有手性选择性的高聚物和非选择性支撑层组成的非对称复合固膜;采用接枝或浸渍等方法将手性选择剂固定在多孔基材上的手性固膜; 将环糊精等手性选择剂混合溶解于制膜液而制成的无孔高分子手性膜; 采用分子印迹技术制备的具有手性识别功能的高分子膜。
5 萃取拆分与传统的萃取分离不同, 萃取拆分技术(extractiveseparation)要求互相接触的两种液相中至少有一种具有旋光性。
从理论上讲, 只要两个对映异构体的分离因数大于1, 在足够多的级数下,即可实现拆分。
目前至少存在配位萃取拆分体系、亲和萃取拆分体系以及形成非对映体异构体萃取拆分体系等3种萃取拆分体系。
6 旋转带蒸馏技术旋转带蒸馏技术(spinningbanddistillation)是一种分离能力较强的新型蒸馏技术, 通过选择旋转带蒸馏塔中的电机转速和加热套温度, 进而控制采样速度, 经过数次重复蒸馏、富集、再蒸馏来达到分离目的。
该技术已成功地用于精细化工产品如香精香料的分离, 也能够实现同分异构体的分离。
