立体化学手性拆分
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手性药物的结晶拆分方法--直接结晶法---逆向结晶法在优先结晶法中,通过加入不溶的添加物即晶种形成晶核,加快或促进与之晶型或立体构型相同的对映异构体结晶的生长。
而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。
例如在外消旋的酒石酸钠铵盐的水溶液中溶入少量的(S)—(—)—苹果酸钠铵或(S)—(—)—天冬酰胺时,可从溶液中结晶得到(R,R)—(十)—酒石酸钠铵。
逆向结晶中的添加物必须和溶液中的化合物在结构和构型上有相关之处。
这样所添加的物质才能嵌入生长晶体的晶格中,取代其正常的晶格组分并能阻止该晶体的生长。
逆向结晶是一种晶体生长的动力学现象,添加物的加入造成了结晶速度上的差别。
由于逆向结晶是晶体生长的动力学的现象,因此当结晶时间无限制的延长下之,最终得到的仍是外消旋的晶体。
从化合物的性质上来看,逆向结晶只能用于能形成聚集体的化合物。
在结晶法的拆分过程中,若能将优先结晶法中“加入某种单—对映异构体晶体可诱导相同构型结晶生长”的原理和逆向结晶中“加入另一个对映异构体溶液可抑制相同构型的对映异构体生长”的原理相结合,可使结晶拆分的效率大大提高手性药物的结晶拆分方法--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。
优先结晶方法是在巴士德的研究基础上发现的。
文献最早报道的优先结晶方法是用于肾上腺素的拆分。
1934年Duschinsky第一次用该方法分离得到盐酸组氨酸,使人们认识到该方法的实用性。
手性药物的结晶拆分方法--直接结晶法---逆向结晶法在优先结晶法中,通过加入不溶的添加物即晶种形成晶核,加快或促进与之晶型或立体构型相同的对映异构体结晶的生长。
而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。
例如在外消旋的酒石酸钠铵盐的水溶液中溶入少量的(S)—(—)—苹果酸钠铵或(S)—(—)—天冬酰胺时,可从溶液中结晶得到(R,R)—(十)—酒石酸钠铵。
逆向结晶中的添加物必须和溶液中的化合物在结构和构型上有相关之处。
这样所添加的物质才能嵌入生长晶体的晶格中,取代其正常的晶格组分并能阻止该晶体的生长。
逆向结晶是一种晶体生长的动力学现象,添加物的加入造成了结晶速度上的差别。
由于逆向结晶是晶体生长的动力学的现象,因此当结晶时间无限制的延长下之,最终得到的仍是外消旋的晶体。
从化合物的性质上来看,逆向结晶只能用于能形成聚集体的化合物。
在结晶法的拆分过程中,若能将优先结晶法中“加入某种单—对映异构体晶体可诱导相同构型结晶生长”的原理和逆向结晶中“加入另一个对映异构体溶液可抑制相同构型的对映异构体生长”的原理相结合,可使结晶拆分的效率大大提高手性药物的结晶拆分方法--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。
优先结晶方法是在巴士德的研究基础上发现的。
文献最早报道的优先结晶方法是用于肾上腺素的拆分。
1934年Duschinsky第一次用该方法分离得到盐酸组氨酸,使人们认识到该方法的实用性。
有机化学基础知识点手性化合物的分离与合成有机化学基础知识点:手性化合物的分离与合成手性化合物在有机化学领域中扮演着重要的角色,它们具有两种非对称的镜像异构体,即左旋和右旋。
手性化合物的分离与合成是有机化学中的一项重要技术和研究内容。
本文将探讨手性化合物的分离与合成的基础知识点。
一、手性化合物的分离方法1. 基于手性配体的手性柱层析法手性柱层析法是一种基于手性配体与目标分子之间的亲和性进行分离的方法。
通过选择适当的手性配体,可以实现对手性化合物的分离纯化。
例如,利用氨基酸衍生物作为手性配体,可以成功地分离出手性氨基酸和手性药物等。
2. 经典拆分结晶法经典拆分结晶法是一种通过晶体生长的方式分离手性化合物的方法。
通过合适的溶剂和配体选择,可以在晶体生长过程中实现手性化合物的拆分和纯化。
这种方法适用于一些具有较高拆分度的手性化合物。
3. 手性萃取法手性萃取法是一种利用手性选择性较大的手性萃取剂对手性化合物进行分离的方法。
通常通过控制温度、pH值和萃取剂浓度等条件,实现对手性化合物的选择性萃取。
手性萃取法在手性酮、手性醇以及手性药物等的分离中得到了广泛应用。
二、手性化合物的合成方法1. 左旋-右旋互换法左旋-右旋互换法是一种将一种手性化合物转化为其对映异构体的方法。
通常可通过二氧化硫气体的作用,将左旋手性化合物转化为右旋手性化合物,或者通过酸碱反应进行互换。
这种方法在手性药物和手性农药的合成中得到了广泛应用。
2. 手性催化剂的应用手性催化剂是一种能够选择性地促使手性化合物发生反应的催化剂。
通过催化剂的选择,可以实现手性化合物的不对称合成。
例如,手性金属配合物催化剂在不对称氢化和不对称还原反应中起到了关键作用。
3. 有机合成中的修饰法有机合成中的修饰法是一种通过对已有手性分子进行化学修饰,合成新的手性分子的方法。
通过对已有手性分子的保留或改变官能团,可以得到一系列具有不同手性的化合物。
这种方法在新药开发和杂环合成中得到了广泛应用。
立体化学(一)前言1、手性手性是自然界的普遍特征。
构成自然界物质的一些手性分子虽然从原子组成来看是一摸一样,但其空间结构完全不同,他们构成了实物和镜像的关系,也可比喻成左右手的关系,所以叫做手性分子[1]。
在生命的产生和演变过程中,自然界往往对一种手性有所偏爱,如自然界中,糖的构型为D-构型,氨基酸为L-构型,蛋白质和DNA的螺旋构象又都是右旋的,等等。
因此,分子手性在自然界生命活动中起着极为重要的作用。
人类的生命本身就依赖于手性识别。
如人们对L一氨基酸和D一糖类能够消化吸收,而其对映体对人类没有营养价值,或有副作用。
CHOOH CH2OHOHCHOOHOHCH2OHOHCHOHHHOOHHOHH2OHOCH2OHHHOOHHOHH2OH2D-(+)-甘油醛 D-(-)-核糖 D-(+)-葡萄糖 D-(+)- 果糖 L-氨基酸人们对手性的研究可以追溯到1874年第一位化学诺贝尔奖获得者Jhvan[2]。
当时他就提出了具有革命性的理论化学分子为三维结构,一些化合物存在两种构像,且两者互为镜像。
1886年,科学家报道了氨基酸类对映体引起人们味赏感受的差别。
1956年Pfeifer根据对映体之间药理活性的差异,总结出:一个药物的有效剂量越低,光学异构体之间药理活性的差异就越大。
即在光学构体中,活性高的异构体与活性低的异构体之间活性比例越大,作用于某一受体或酶的专一性越高,作为一个药物它的有效剂量就越低。
20世纪50年代中期,反应停(沙利度胺,Thalidomide)作为镇静剂,有减轻孕妇清晨呕吐的作用而被广泛应用。
结果在欧洲导致1.2万例胎儿致残,即海豹婴。
于是1961年该药从市场上撤消。
后来发现沙利度胺R型具有镇静作用,而S型却是致畸的罪魁祸首。
研究人员进一步研究发现沙利度胺任一异构体在体内都能转变为相应对映体,因此无论是S型还是R型,作为药物都有致畸作用。
N O ONONHOO(S)-Thalidomide(R)-Thalidomide1984年荷兰药理学家Ariens极力提倡手性药物以单一对映体上市,抨击以消旋体形式进行药理研究以及上市。
手性合成、手性拆分在分析分离科学及医药学中的应用∗张来新;朱海云【摘要】Chiral synthesis, chiral resolution, and their applications were introduced in this paper. Emphases were put on from three parts:(1) chiral synthesis,chiral resolution,and their applications to analytical and separa-tion science;(2) synthesis and applications of oxygen-containing side chain triazole active antifungal compounds to medicine;(3) chiral resolution of acid memory effect to cyclodextrin chiral stationary phase and its applications. Future developments of charal chemestry were prospected in the end.%简要介绍了手性合成、手性拆分及应用。
重点介绍了:(1)手性合成及手性拆分在分析分离科学中的应用;(2)含氧侧链三唑类抗真菌活性化合物的合成及在医药学中的应用;(3)酸性记忆效应对环糊精手性固定相的手性分离及应用。
并对手性化学的发展进行了展望。
【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2016(045)006【总页数】5页(P102-106)【关键词】手性合成;手性拆分;应用【作者】张来新;朱海云【作者单位】宝鸡文理学院化学化工学院,陕西宝鸡721013;宝鸡文理学院化学化工学院,陕西宝鸡721013【正文语种】中文【中图分类】TQ016.512001年诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂合成手性药物的化学家,这说明手性化学的重要性和人们对发展手性催化剂及手性药物的渴望。
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。
手性拆分剂及其手性药物色谱拆分技术的应用进展梁娴,王慧文(安徽省蚌埠市食品药品检验所,安徽蚌埠233000)关键词:手性拆分;手性拆分剂;色谱拆分法近三十年上市的新药中,手性药物占有很大比例,手性药物拆分技术应用广泛,发展也日趋完善。
手性拆分(Chiral Resolution)也称作光学拆分(Optical Resolution),亦或称作外消旋体拆分,为立体化学上,用以分离外消旋化合物成为两个不同的镜像异构物的方法[1]。
例如反应停事件中:药物沙利度胺(反应停)是以对映体的混合物用作缓解妊娠反应药物,造成许多服用过此药的孕妇产下畸婴,经研究发现(R)-沙利度胺具有镇静和缓解妊娠反应作用,而(S)-沙利度胺可酶促水解成邻苯二甲酰谷氨酸并渗透到胎盘,干扰叶酸的合成,产生强致畸作用。
如果能在药物沙利度胺投放市场前就发现R、S构型手性异构体的性质差别并经分离提纯后用药,就可以避免这样的事故。
对手性化合物的识别、拆分或合成。
需要有能够对被研究的手性化合物(客体分子)进行选择性识别或结合的手性化合物(主体分子),这样的主体分子被称为手性选择剂(手性拆分剂),手性拆分剂是具有多重识别位点的手性化合物。
1手性拆分剂(手性选择剂)根据化学结构不同可以分为:天然多糖及其衍生物(包括环糊精、纤维素、淀粉等多糖衍生物制备的手性固定相)、大环抗生素(主要有利福霉素B、利托菌素A、万古霉素及其衍生物和氨基糖苷类等等)、人工合成的手性大环配体(以N、P、S、Se等杂原子作为给电子原子的聚醚类冠状大环化合物、含氮的大环多胺)、配体交换复合物、手性表面活性剂(包括天然的和合成的两类。
天然的包括胆酸盐、毛地黄皂苷、皂角苷等;人工合成的包括十二烷酰氨基酸钠等)、亲和手性选择剂(包括多肽、蛋白质、糖蛋白和相应的生物聚合物)等[2]。
如黄碧云等[3]以羟乙基-β-环糊精为手性选择剂,确立了苯磺酸氨氯地平对映体的手性拆分方法。
马桂娟等[4]以L-异亮氨酸聚合物手性配体交换固定相对DL-氨基酸进行了有效拆分。
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。