手性药物的拆分
H H3C C* COOH H3C CH
*
COOH
COOH
COOH
酶
H2N CH3
H
+H
CH3
NHCOCH3
消旋丙氨酸
NH2
消旋乙酰丙氨酸
NHCOCH3
L-丙氨酸(溶于乙醇)D-乙酰丙氨酸 (不溶于乙醇)
三.色谱法
1. 高效液相色谱法(HPLC)
HPLC法包括直接法和间接法 直接法的分离原理:手性药物对映体之 一与手性固定相或手性流动相之间发生 分子间的三点作用,同时另一对映异构体 则发生两点作用,形成暂时的非对映异构 体的结合物质,前者较后者稳定,通过洗 脱使两对映异构体分离
优先结晶法是一种高效、简单而又快捷 的拆分方法,晶种的加入造成2个对映异 构体具有不同的结晶速率是该动态过程 控制的关键。 利用循环优先结晶方法进行拆分的实例: 抗高血压药物L-甲基多巴的拆分[5],见 图(三)。
HO HO H3C COOH NH2
图(三)L-甲基多巴
1.3 逆向结晶法
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溶 液中的同种构型异构体结晶的表面,从 而抑制了这种构造体结晶的继续生长, 而溶液中的(S)-异构体结晶速度就会 加快,从而形成结晶析出。
奥沙西泮新戊酸酯
2.气相色谱法(GC)
在气相色谱仪中选择适当的吸附剂作固 定相(通常是手性固定相),使之选择性地 吸附外消旋体中的一种异构体,可以快速 分离手性化合物。 手性化合物的直接气相色谱分离,其关键 问题是必须找到一个合适的手性固定相, 如高聚物固定相、均三氮苯型固定相、 菊酰胺型固定相、光学活性金属络合物 固定相等。
手性药物的拆分
组员: 霍浩华 杨群伟 薛国顺 郑雪云 徐国中
在医药工业,已知药物中约 30%~40%是光学活性的手性药物, 在生物的手性环境中,药物的手性 不同会表现出截然不同的生理、 药理、毒理作用 ,因此手性药物的 制备显得异常重要。
制备手性药物的方法
(1)手性源合成法:是以天然手性物质为原 料合成其他手性化合物 (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 (3)拆分法:是在手性助剂的作用下,将外 消旋体拆分为纯对映体。 外消旋体的手性拆分目前在单一手性 物质的制备上占有极其重要的地位,是制 备手性药物的关键。
+
HCl
1、直接结晶法
1.1 自发结晶拆分法
当外消旋体在结晶的过程中,自发形 成聚集体,为了能增加生成这种聚集体的可 能性,可将非聚集体的化合物通过衍生化的 方法变成具有聚集体性质的化合物 。
CH3 பைடு நூலகம் NO2 NO2 NO2 NO2
* OH + OH
O
图(二)
1.2 优先结晶法
也称诱导结晶法,是在饱和或过饱和的 外消旋体溶液中加入其中一个对映异构 体的晶种,使该对映异构体稍稍过量而 造成不对称环境,结晶就会按非平衡的 过程进行。它仅适用于拆分能形成聚集 体的外消旋体,而且该聚集体是稳定的 结晶形式。
(-)-R'N 2 H
+ 分 结 级 晶 (+)-RCO -(-)-R'N H 2 3 对 体 映 + (-)-RCO (-)-R'N H 2 3 + (+)-RCO H + (-)-R'N H 2 3 + (-)-RCO H + (-)-R'N H ( 一 图 ) 2 3
产 ( 物 1) + (+)-RCO -(-)-R'N H HCl 2 3 产 ( (- 物 2) )-RCO (-)-R'N H 2 3
3.4毛细管电色谱法(CEC)
综合了HPLC法和CE法的优点而发展起来 的一种新型微分离技术,需要选择合适的 手性固定相、合适pH值的缓冲液、合适 的电压和温度对对映体进行拆分。
但也不容忽略,虽然拆分技术仍是目前 手性药物生产中采用的主要工艺,但人们 更注意到拆分之后留下一半无用的复杂 小分子产品是不能接受的。因为它不符 合环保条例要求的“绿色生产工艺”。
随着越来越多的催化过程成为现实,催化 不对称选择性合成方法使用得越来越多。 相信不对称催化技术会是未来手性药物 等精细化学品合成的关键技术,原则上是 今后生产手性分子的最好途径,但无论用 什么方法,判断实用性的底线是生产成本 的经济性。 总之,药物生产中的手性问题是精细化学 品公司必须解决的问题,但生产工艺的确 立需要综合考虑各种影响因素。
2.间接结晶法
利用外消旋体(dlA)的化学性质使其与 某一光学活性试剂(拆分剂)(dB或lB) 作用以生成2种非对映异构体的盐或其他 复合产物,然后利用2种非对映异构体的 盐的溶解度差异,将它们分离,最后最 脱去拆分剂,便可以分别得到一种对映 异构体。
适用于这类光学拆分方法的外消旋体有 酸、碱、醇、酚、醛、酮、酰胺及氨基 酸。原理表达式如下:
手性拆分方法
1、化学法:包括直接结晶法、间接 结晶法; 2、酶法; 3、色谱法:包括超临界流体色谱 (SFC)法、高效液相色谱(HPLC)法、 气相色谱(GC)法、毛细管电泳(CE) 法。
一、化学法
利用手性试剂与外消旋体反应,生成两个非 对映异构体,再利用产物的物理性质差异将 其拆分。
(±) R O H C2
dlA + dB dA dB + lA dB
[6]
二. 酶法
酶的活性中心是一个不对称结构,这 种结构有利于识别外消旋体。在一 定条件下,酶只能催化外消旋体中的 一个对映体发生反应而成为不同的 化合物,从而使两个对映体分开。 脂肪酶、酯酶、蛋白酶、转氨酶等 多种酶已用于外消旋体的拆分。
优点:酶催化的反应条件温和(温度通常在0- 50℃, pH值接近7.0); 酶无毒、易降解、不会造成环境污染 。 例:乙酰化物变成L-(+)-丙氨酸和D-(-)-乙酰丙 氨酸
间接法是利用手性药物对映体混合物在 预处理中进行柱前衍生组成一对非对映 异构体,根据其在理化性质上的差异,应 用HPLC法在非手性柱上得以分离。
例如:奥沙西泮新戊酸酯(oxazepam pivalate)以DNBPG为拆分剂,可以制 备拆分获得单一对映体。
H N Cl N O O O C(CH3)3
GC法适用于酸和碱外消旋体的拆分。对 于既非酸又非碱的外消旋体的拆分,就要 设法在分子中引进酸性基团,然后按拆分 酸的方法拆分。
3.毛细管电泳法(CE)
3.1毛细管区带电泳法(CZE)
CZE的原理是在毛细管内充入缓冲溶液, 由于各成分所带电荷不同而以不同的速 度在区带内迁移,中性物质在电场中不移 动。CZE主要用于分离带电离子和易电离 的物质。
3.2胶束电动色谱法(MEKC)
MEKC的原理是在缓冲液中加入溶解度大 于临界胶束溶解度的表面活性剂,胶束相 类似于色谱中的固定相,缓冲液的电渗流 相当于色谱中的流动相,基于溶质在胶束 相与水相间分配的不同以及电泳淌度差 异而得以分离。
3.3毛细管凝胶电泳法(CGE)
CGE的原理是将凝胶移到毛细管内作支持 物,利用分子筛的原理,不同的药物主要 靠分子形状、分子量不同而分离,常用于 蛋白质和多肽的分离。