制药分离工程-第十四章手性分离

1、制药分离工程-第十四章手性分离第14 章 手性别离主要内容及要求： 熟悉手性药物的制备的各种方法。概述 空间结构不同的化合物称为立体异构体，其中不能重叠、互为镜像的立体异构体称为对映体，这一对分子就像人的左右手一样，因此具有手性。对映体之间，除了使偏振光偏转的程度相同而方向相反之外，其他理化性质相同。因此，对映体又称为旋光异构体。Atomoxetine is a drug approved for the treatment of attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD). Moxifloxacin is a fourth-generati

2、on synthetic fluoroquinolone antibacterial agent developed by Bayer AG (initially called BAY 12-8039).罗红霉素手性药物的现状 研究背景FDA发布手性药物指导原那么，要求所有在美国上市的 消旋体新药，生产者均需提供详细报告，说明药物中所含对映体各自的药理作用、毒性和效果显然，单一异构体的试验次数比较单纯，经济上更合算。目前普遍使用的2000多种合成药物中有600余种为手性药物，而活性的单一对映体药物缺乏100种，其它500余种都是左右旋混在一起的消旋体药物。对映体药代动力学差异 (1) 吸收 药

3、物通过被动或主动运输被吸收进入体内，被动运输没有立体选择性，而主动运输需要酶、载体的协助而表现出一定的立体选择性。 (2) 分布 由于立体选择性，对映体与蛋白质最大结合量和亲和力存在差异。 (3) 代谢 在相同条件下药物对映体被同一生物系统代谢时，会出现量与质的差异。对映体的药效学差异 (1) 只有一种对映体具有所要求的药理活性。 (2) 当药物的手心中心不涉及与受体结合时，两异构体可具有相似的活性。 (3) 两种对映体具有不同的药理活性。 (4) 对映体药理活性相同但作用程度并不相等。手性药物的毒理学 1. 对映体之一有毒性 抗风湿药青霉胺D-型无生物毒性，而L-型毒性强且潜在的致癌作用。

4、2. 对映体生物转化增加毒性 局麻药丙胺卡因(Prilocaine)两种对映体的局部作用相近，其S-+型水解缓慢，但R-(-)对映体可迅速水解生成导致高铁血红蛋白症的甲苯胺，具有血液毒性。3. 沙立度胺(Thalidomide)事件 在20世纪60年代出现的沙立度胺事件，成为药学史上的沉痛教训。 R-(+)和S-(-)-沙立度胺都有镇静作用，可用于缓解孕妇的晨土反响，因而我国仿制时将其称为“反响停。S-沙立度胺还有免疫抑制活性。 沙立度胺的消旋体用作缓解反响作用，后来发现在欧洲服用过的孕妇不少产下海豚状畸形儿。随后研究说明：反响停右旋体(R型)有镇静作用，左旋体(S型)具有胚胎毒性和致畸作用。

5、无数妇女服用了消旋药物，减轻了反响，但随后产下了数千例畸形胎儿。 在新药研发领域，药物对映体的拆分对分子药理学方面有特殊的奉献：手性药物的研制可以导致药效作用的成倍增加，或者毒副作用的成倍减少甚至铲除，或导致一个具有全新药理作用的药物产生，在新药研发领域具有极其重大的意义。获得单一手性物质的方法 (1) 手性源合成法 以手性物质为原料合成其他手性化合物。 (2) 不对称合成法 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 手性药物的制备方法3混旋体拆分法 在手性组剂的作用下，将混旋体拆分为纯的对映体。 主要有：结晶法、化学拆分法、酶法、萃取法、色谱法、膜别离法等。手性别离的具体思路

6、 1. 将手性转化为非手性 2. 提供手性环境，通过手性识别进行别离结晶拆分法 1. 在光学活性溶剂中的结晶拆分是指使用光学活性地溶剂或者含有一定量的光学活性物质作为共溶质的非手性的溶剂来进行对映异构体得结晶别离。 3. 逆向结晶法在外消旋体得饱和溶液中参加可溶性某一种结构的异构体，添加的这种异构体就会吸附到外消旋溶液中的同种构型异构体晶体的外表，从而抑制了这种异构体结晶继续生长，而相反构型的异构体结晶速度就会加快，从而形成结晶析出。 3. 优先结晶方法 在饱和或过饱和的外消旋体溶液中参加一个对应异构体的晶种，使该对应异构体稍稍过量，因而造成不对称环境，这样旋光性与该晶种相同的异构体就会从溶液

7、中结晶出来。4. 诱导不对称转化 通过结晶诱导使非目标化合物异构体向目标化合物异构体转变。手性药物的色谱别离法 常用的手性药物色谱技术有：高效液相色谱，超临界流体色谱、高效逆流色谱等。 高效液相色谱适用于极性强、热稳定性差的手性药物的分析、别离。手性药物拆分的高效液相色谱法分类 1. 间接法拆分对映异构体即衍生化试剂法(CDR) 采用非手性固定相 2. 直接法拆分对映异构体 手性固定相法(CSP) 手性流动相添加剂法(CMP) (1) 手性衍生化试剂法 采用手性衍生化试剂与被别离物进行反响，使对映体转变为非对映体，然后用常规的色谱方法进行别离。最后再经化学转化，再生得到对映体。 常用的手性衍生

8、化试剂包括：羧酸衍生物类、胺类、异硫氰酸酯类、异氰酸酯类、萘衍生物类、光学活性氨基酸类等试剂。 (2) CMPA法 将手性试剂添加到流动相中，利用手性试剂与药物消旋物中各对映体结合的稳定常数的不同，以及药物与结合物在固定相上分配的差异，实现对映体的别离。 (3) 手性固定相法 利用手性固定相与对映体相互作用，其中一个与手性固定相生成不稳定的对映体复合物，由于对映体的空间结构不同，与手性固定相相互作用强弱不同，使得两种异构体在色谱柱上的保存时间不同，从而得到别离。 手性固定根据其化学类型可以分为：配体交换手性固定相、环糊精手性固定相、手性聚合物固定相、冠醚手性固定相、大环抗生素手性固定相、“刷型

9、手性固定相、蛋白质手性固定相。 a. 配体交换色谱 在色谱系统中引入某种金属离子和某种手性配体，与待测对映体配位形成两个互为非对映体的三元络合物，经色谱过程实现光学异构体的立体选择性别离。 具有别离模式分为：手性键合固定相、手性涂覆固定相、手性流动相。 b. 环糊精手性固定相色谱 环糊精通常由6-12个互为椅式构象手性D-(+)葡萄糖单元通过- (1,4)糖苷键连接而成。环糊精内腔有疏水性，而腔外具有亲水性。c. 手性聚合物固定相色谱 固定相包括天然的多糖衍生物，它们是D-葡萄糖以-(1,4)糖苷键或-(1,4)糖苷键相连而形成的线型聚合物。由于葡萄糖单元的手性，每个聚合物链均具有沿着纤维素主

10、链存在的一个螺旋形的沟槽。对映体进入沟中后，主要通过吸引和包合作用来实现对映异构体的拆分。 d. 手性冠醚固定相色谱 冠醚类化合物是本身具有手性的低聚糖，具有亲水性内腔和亲脂性地外壳结构，能够和一些金属离子形成包容性络合物。 D. 大环抗生素手性固定相色谱 将包含多个手性中心的大环抗生素固定到硅胶上可形成一类用于对映体拆分的新型手性固定相。e. “刷型手性固定相色谱 这类手性固定相将单分子层的手性分子通过末端的羧基或异氰酸酯基与氨基键合硅胶进行缩合，因而被称为“刷型手性固定相。 f. 蛋白质手性固定相色谱 蛋白质具有独特的一级、二级和三级结构特征，是对映异构体的天然识别体。在手性识别过程中，三

11、级结构的疏水性口袋、沟槽或通道以及极性基团间的相互作用，使手性化合物形成了非对映异构体而实现拆分。手性药物的毛细管电泳别离研究进展 高效毛细管电泳是以高压电场为驱动力，以毛细管为别离通道，依据样品中各组分之间的电泳淌度或分配行为的差异而实现的液相别离技术。 在电泳液中参加具有光学活性的分子识别试剂与手性对映体形成不稳定性地对映体，从而到达手性别离的目的。膜技术拆分 膜技术拆分是利用膜内或膜外所含有的特定别离功能位点来拆分混合物。 根据膜的形态的不同包括液膜拆分和固膜拆分。 (1) 液膜拆分技术 将具有手性识别功能的物质溶解在一定的溶剂中，制成液膜，具有手性选择性，再利用膜两侧的浓度差为推动力，使