手性逆流色譜的研究進(jìn)展

袁黎明

(云南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院, 云南 昆明 650500)

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手性逆流色譜的研究進(jìn)展

袁黎明*

(云南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院, 云南 昆明 650500)

摘要:總結(jié)了手性逆流色譜的5個(gè)特點(diǎn),系統(tǒng)地介紹了逆流色譜的手性分離以及高速逆流色譜手性分離中氨基酸衍生物、環(huán)糊精衍生物、手性有機(jī)酸、多糖衍生物、牛血清白蛋白等手性選擇劑的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:手性;手性拆分;逆流色譜;高速逆流色譜;綜述

逆流色譜是一種不用固態(tài)支撐體或載體的液液分配色譜技術(shù),典型特征是互不相溶的兩相在分離過程中做逆流運(yùn)動(dòng),溶質(zhì)組分由于在兩相中的分配系數(shù)不同而得到分離。一般認(rèn)為逆流色譜的創(chuàng)始人是Ito[1], 1966年第一臺(tái)逆流色譜儀問世,20世紀(jì)80年代初期高速逆流色譜出現(xiàn)。北京市新技術(shù)研究所張?zhí)煊友芯繂T等[2]于20世紀(jì)70年代在我國(guó)開創(chuàng)了逆流色譜儀及其應(yīng)用的研究。逆流色譜可分為液滴逆流色譜、旋轉(zhuǎn)小室逆流色譜、離心逆流色譜3大類。離心逆流色譜又可分為兩類:一類是非行星式逆流色譜,代表是匣盒式離心逆流色譜儀;另一類是行星式逆流色譜,根據(jù)分離線圈的類型、自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置和角度等因素,該類儀器又可分為多種類型,代表是高速逆流色譜(HSCCC)儀。液滴逆流色譜、旋轉(zhuǎn)腔室逆流色譜因?yàn)榉蛛x效率低、所需時(shí)間長(zhǎng),相關(guān)研究已越來越少,國(guó)內(nèi)課題組也主要從事高速逆流色譜的研究。目前國(guó)內(nèi)外最具代表性的相關(guān)專著主要有兩本[2,3],近期最具代表性的逆流色譜綜述主要有1篇[4]。圖1是逆流色譜用于手性分離的論文數(shù)分布圖,表1是手性選擇劑的使用情況統(tǒng)計(jì)。

圖1　逆流色譜用于手性分離的論文數(shù)分布圖Fig. 1　Chart of chiral separation articles using countercurrent chromatography

ChiralselectorNumberofarticles(percentage/%)Referencesβ-Cyclodextrinderivative14(34.1)[5-18]Organicacidanditsderivative10(24.4)[9,17-25]Aminoacidanditsderivative10(24.4)[26-35]Oganicbase2(4.9)[36,37]Polysaccharide2(4.9)[38,39]Bovineserumalbumin(BSA)1(2.4)[40]Crownether1(2.4)[41]Wancomycin1(2.4)[42]

1手性逆流色譜的特點(diǎn)

色譜分離法具有非常優(yōu)秀的分辨能力,手性拆分屬于色譜研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿,但其主要局限在高效毛細(xì)管電泳、毛細(xì)管氣相色譜、高效液相色譜領(lǐng)域。雖然這3種方法分辨率很高,但其分離量常在微克級(jí),只能作為分析測(cè)試手段。制備液相色譜可以滿足一般性制備拆分的需要,可用于藥理及毒理實(shí)驗(yàn),但制備液相色譜儀價(jià)格昂貴,一根較大的手性制備柱價(jià)格可高達(dá)幾萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)元,且大進(jìn)樣量嚴(yán)重影響柱的壽命；另外每種柱的適應(yīng)范圍也有限,這就造成手性制備的成本很高,即使制備較少量的手性物質(zhì),很多研究工作者都難以承受。由于逆流色譜具有制備性拆分的特點(diǎn),進(jìn)行逆流色譜的手性分離研究具有積極的意義。手性逆流色譜具有下面幾個(gè)特點(diǎn)。

1.1手性選擇劑在溶劑系統(tǒng)中的溶解度要大

手性逆流色譜要求選擇的溶劑系統(tǒng)能分成大約相等的兩相,兩相有較快的分層時(shí)間(不超過30 s),能控制被拆分組分的分配比在0.5～2。另外,因?yàn)樵谑中阅媪魃V的分離中所需加入的手性選擇劑一般大于10 mmol/L,很多情況下甚至超過100 mmol/L,因此手性選擇劑須在溶劑系統(tǒng)中有較大的溶解度。

1.2手性選擇劑的選擇性要高

由于逆流色譜的分離效率遠(yuǎn)低于高效液相色譜等色譜分離技術(shù),因此在液相色譜的手性選擇劑研究中,通常分離因子大于1.4的手性選擇劑才有可能被成功用于逆流色譜。分離因子越大,成功的可能性越大。

1.3手性選擇劑最好只溶于作為固定相的溶劑中

原則上手性選擇劑可以溶解于固定相或移動(dòng)相中,溶解于固定相的相當(dāng)于手性柱液相色譜,溶解于移動(dòng)相的相當(dāng)于在流動(dòng)相中含有手性添加劑的液相色譜。但要盡量選擇只溶解在固定相中的手性選擇劑,因?yàn)榱鲃?dòng)相中溶解的手性添加劑會(huì)大量地混合在被收集的拆分開的對(duì)映體中。

1.4手性選擇劑要廉價(jià)

制備型高速逆流色譜的手性選擇劑用量大,通常所配溶液濃度在10 mmol/L以上,體積在300 mL以上,所以應(yīng)選擇價(jià)廉的手性選擇劑,否則用該方法拆分手性化合物的成本太高。

1.5產(chǎn)品需要進(jìn)一步純化

不管手性添加劑溶解在哪一相中,通常所收集的被拆分開的對(duì)映體中都含有手性添加劑。在逆流色譜的分離操作中,隨著流動(dòng)相的流出,手性選擇劑會(huì)有不同程度的流失,手性選擇劑流失的多少與流動(dòng)相組成、流速、儀器轉(zhuǎn)速、溫度以及儀器類型等有關(guān)。當(dāng)手性添加劑是溶解在固定相中時(shí),手性添加劑隨移動(dòng)相流出的少,被拆分開的對(duì)映體中手性添加劑含量少;當(dāng)手性添加劑是溶解在移動(dòng)相中時(shí),則有大量的手性添加劑混合在被拆分開的對(duì)映體中。除去被拆分開的對(duì)映體中的手性選擇劑較為麻煩,在大多數(shù)情況下需要采用經(jīng)典柱色譜或者重結(jié)晶的方法純化。

2不同類型逆流色譜的手性分離應(yīng)用

1982年,Hostettmann等[19]最早將逆流色譜用于手性拆分,使用旋轉(zhuǎn)腔室逆流色譜儀,首次在逆流色譜中使用R,R-酒石酸-二-5-壬基酯作為手性添加劑,用1,2-二氯乙烷/水作為溶劑系統(tǒng)拆分了200 mg麻黃堿(±)旋光異構(gòu)體。在分離過程中,0.3 mmol/L手性試劑被加在作為移動(dòng)相的有機(jī)相中,水相中加入0.5 mmol/L六氟磷酸鈉緩沖溶液,樣品用水相溶解,移動(dòng)相流速為17～20 mL/min,儀器旋轉(zhuǎn)速度為60～70 r/min,實(shí)驗(yàn)溫度為2～3 ℃和5～8 ℃,一次進(jìn)樣分離用時(shí)為3～4天。展示了逆流色譜對(duì)旋光異構(gòu)體分離的良好潛力,只是所需時(shí)間長(zhǎng),分離量也不太大。

液滴逆流色譜仍有用于拆分手性化合物的示例。1984年,Takeuchi等[26]使用當(dāng)時(shí)流行的液滴逆流色譜儀(含400根直徑為2 cm的分離管,總?cè)莘e為2 L)對(duì)亮氨酸對(duì)映異構(gòu)體進(jìn)行了基線分離,同時(shí)部分拆開了(±)纈氨酸和(±)蛋氨酸,用2 mmol/L合成的N-正十二烷?；?L-脯氨酸作手性添加劑,2 mmol/L的正丁醇和1 mmol/L的醋酸銅-醋酸緩沖溶液作溶劑系統(tǒng),移動(dòng)相流速保持1.1 mL/min,用時(shí)2.5天。兩年后,Snyder等[36]用(-)-R-2-氨基丁醇作手性添加劑,拆分了100 mg的二環(huán)[2.2.1]-庚-5-烯-2-羧酸衍生物,比傳統(tǒng)的結(jié)晶法和酯化法拆分對(duì)映異構(gòu)體的效果好。所用儀器的柱容積是280 mL,溶劑系統(tǒng)為pH=7的氯仿-甲醇-磷酸鹽緩沖溶液(7∶13∶8, v/v/v),耗時(shí)2.3天。液滴逆流色譜僅靠流動(dòng)相在重力作用下形成液滴,洗脫速率很難提高,所以耗時(shí)較長(zhǎng)。而且單靠在分離管中簡(jiǎn)單地上升或者下降的移動(dòng)相所帶來的溶質(zhì)在兩相中的反復(fù)分配是很有限的,分離效率也不高。

Minguillón等[27]利用離心分配色譜將10 mmol/L的3,5-二甲基苯胺-N-十二烷?；?L-脯氨酸、3,5-二甲基苯胺-N-十二烷酰基-(4R)-羥基-L-脯氨酸、3,5-二甲基苯胺-N-3,5-二甲基苯甲?；?L-脯氨酸、3,5-二甲基苯胺-N-3,5-二甲基苯甲?；?(4R)-羥基-L-脯氨酸分別用于3,5-二硝基苯甲?；?DNB)-亮氨酸的手性拆分,甲基異丁基酮-0.2 mol/L磷酸鹽緩沖溶液為兩相溶劑系統(tǒng),可以拆分開150 mg的樣品。該團(tuán)隊(duì)[20,21]合成了(S)-萘普生的衍生物N,N-二乙基-(S)-萘普生酰胺并用作手性選擇劑,采用約100 mmol/L的N,N-二乙基-(S)-萘普生酰胺,通過改變閥門方向而變化分離的正相或者反相,也實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)外消旋體(±)-N-(3,4-順-3-癸基-1,2,3,4-四氫菲-4-基)-3,5-二硝基苯甲酰胺的手性分離。該團(tuán)隊(duì)[28]還合成了3,5-二甲基苯胺-N-全氟十二?；?L-脯氨酸作為手性選擇劑,以乙氧基九氟丁烷-異丙醇-水(25∶35∶40, v/v/v)作為兩相溶劑系統(tǒng),手性拆分了DNB-亮氨酸以及DNB-亮氨酸叔丁基醚。該團(tuán)隊(duì)[38]還將纖維素及直鏈淀粉的3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯衍生物(7.5 mg/mL)用于逆流色譜中,在甲基異丁基酮-50 mmol/L磷酸鹽緩沖溶液以及甲基叔丁基醚-50 mmol/L磷酸鹽緩沖溶液的兩相中,分別部分拆分開了40 mg品脫洛爾和50 mg華法令。該團(tuán)隊(duì)利用上述類似的操作條件,以甲基異丁基酮-水以及甲基叔丁基醚-水為兩相溶液系統(tǒng),在兩相中分別加入不同的酸和堿,使用pH-區(qū)帶提取技術(shù)拆分了品脫洛爾和華法令,也有一定的分離效果。為了改善纖維素在兩相溶劑系統(tǒng)中的溶解性,該團(tuán)隊(duì)[39]還合成了纖維素3,5-二氯苯基氨基甲酸酯衍生物以及纖維素十二烷?；?,5-二甲基氨基甲酸酯的混合取代物作為手性選擇劑,以離心分配色譜和pH-區(qū)帶提取逆流色譜兩種模式,對(duì)品脫洛爾和華法令進(jìn)行了拆分,也有一定的制備性分離效果。Chung等[41]利用分析型的離心分配色譜,以少量的(+)-(18-冠-6)-四羧酸為手性選擇劑,實(shí)現(xiàn)了對(duì)抗菌藥物吉米沙星的手性分離。

金剛烷基氨基甲酰基奎寧和金剛烷基氨基甲?；鼘庎な莾煞N有效的離子交換色譜的手性添加劑,它們易于接受和失去質(zhì)子,在分離氨基酸時(shí)立體選擇性很好。Lindner等[37]通過使用離心式逆流色譜,用pH 6.0的0.1 mmol/L氨基乙酸緩沖液-叔戊基醇-甲醇-庚烷(10∶5∶1∶5, v/v/v/v)作溶劑系統(tǒng),含10.6 mmol/L的手性添加劑,轉(zhuǎn)速為1 000 r/min,流速為3 mL/min,很好地分離了DNB-亮氨酸、3,5-二硝基苯甲氧酰基(DNZ)-叔戊基甘氨酸和DNZ-β-苯丙氨酸。用pH 8.0的0.1 mol/L氨基乙酸緩沖液-丙酮-甲基異丁基酮(MIBK)(2∶1∶2, v/v/v)最多分離了300 mg的DNB-亮氨酸。用pH-區(qū)帶提取逆流色譜,以含三氟乙酸(10 mmol/L)的金剛烷基氨基甲酰基奎寧的MIBK溶液作固定相,用220 mmol/L氨水作移動(dòng)相,轉(zhuǎn)速為1 200 r/min,流速為3 mL/min,最多分離了900 mg的DNB-亮氨酸。

Duret等[42]在用行星式逆流色譜儀進(jìn)行手性拆分實(shí)驗(yàn)時(shí),選用甲苯和水作溶劑系統(tǒng),使用在液相色譜、薄層色譜和毛細(xì)管電泳中有效的手性添加劑萬(wàn)古霉素(pH 4.7, 140 mg/mL),拆分了D,L-丹磺酰正亮氨酸。分離過程中,當(dāng)從尾到頭泵入移動(dòng)相時(shí),左消旋體先被洗脫出來;當(dāng)反向泵入移動(dòng)相時(shí),右消旋體先被洗脫出來。結(jié)果表明萬(wàn)古霉素也適用于作逆流色譜的手性添加劑,而且最多能分離50 mg的D,L-丹磺酰正亮氨酸。

3高速逆流色譜的手性分離應(yīng)用

逆流色譜拆分手性化合物的研究已經(jīng)走過了30余年,本課題組在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下,于1997年開展了高速逆流色譜制備性分離植物生物堿及黃酮的研究(No.29665001),于2002年率先在國(guó)內(nèi)開展了高速逆流色譜的手性分離研究(No.30160092)。目前國(guó)內(nèi)已有多個(gè)團(tuán)隊(duì)從事該領(lǐng)域的研究,近5年來在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的逆流色譜用于手性分離的論文主要來自于我國(guó)。使用逆流色譜拆分手性化合物的代表性綜述大約有3篇[43-45]。

3.1氨基酸及其衍生物

氨基酸衍生物類手性固定相廣泛應(yīng)用于高效液相色譜研究中,Foucault等[29]使用HSCCC,將添加劑3,5-二甲基苯胺-N-十二烷?；?L-脯氨酸加入庚烷-乙酸乙酯-甲醇-水(3∶1∶3∶1, v/v/v/v)溶劑系統(tǒng)中,較快(80 min)拆分開了兩種氨基酸衍生物DNB-叔丁基纈氨酸酰胺和DNB-叔丁基亮氨酸酰胺。隨后,Ito等[30,31]使用這類具有π電子的手性添加劑,同樣使用HSCCC,選用了兩種溶劑系統(tǒng):正己烷-乙酸乙酯-甲醇-10 mmol/L鹽酸(8∶2∶5∶5, v/v/v/v)和正己烷-乙酸乙酯-甲醇-10 mmol/L鹽酸(6∶4∶5∶5, v/v/v/v),成功分離了(±)DNB-苯甘氨酸和(±)DNB-苯丙氨酸等。通過改變手性添加劑在固定相中的濃度,一次進(jìn)樣最多能分離1 g的手性樣品。

顏繼忠等[32]利用分析型高速逆流色譜,丁醇-水(1∶1, v/v)或者正己烷-丁醇-水(0.5∶0.5∶1, v/v/v)為兩相溶劑系統(tǒng),將50 mmol/LN-十二烷?；?L-脯氨酸作為手性選擇劑添加到有機(jī)相中,水相中加入25 mmol/L醋酸銅,系統(tǒng)地研究了其對(duì)扁桃酸、2-氯扁桃酸、4-甲氧基扁桃酸、4-羥基扁桃酸、α-甲基扁桃酸、4-羥基-3-甲氧基扁桃酸、3-氯扁桃酸、4-溴扁桃酸、α-環(huán)戊基扁桃酸和α-環(huán)己基扁桃酸的手性拆分,結(jié)果扁桃酸、2-氯扁桃酸、4-甲氧基扁桃酸、4-羥基扁桃酸、α-甲基扁桃酸、4-羥基-3-甲氧基扁桃酸、3-氯扁桃酸得到不同程度的分離。將儀器改為制備型的高速逆流色譜儀后,其最大拆分量可以達(dá)到數(shù)十毫克。由于醋酸銅的加入,手性配位參與了手性識(shí)別過程,因此該手性分離屬于手性配體交換色譜分子作用機(jī)理。

魏云等[33]將脯氨酸衍生成為手性離子液體1-乙基-3-甲基-咪唑-L-脯氨酸并將其鍵合在磁納米球的表面,以乙醇-水或者正丁醇-水(1∶1, v/v)為兩相溶劑系統(tǒng),用600 mg的該手性材料拆分了0.75 mg的色氨酸的外消旋體。

氨基酸衍生物還可用于pH-區(qū)帶提取逆流色譜技術(shù)的手性拆分[46]。在少量酸性物質(zhì)的樣品溶液中加入一定濃度有機(jī)酸時(shí),可產(chǎn)生一個(gè)特殊的窄而尖的峰。當(dāng)樣品量增大時(shí),每個(gè)組分將在柱中形成一個(gè)高度濃縮的等pH區(qū)帶,并以一個(gè)矩形峰被洗脫出來;當(dāng)樣品量繼續(xù)增大,矩形峰也隨著增寬,但并不影響組分之間的分離效果。這就使該方法能在一般高速逆流色譜法的基礎(chǔ)上成十倍地增加樣品進(jìn)樣量,而不用對(duì)常見設(shè)備做任何改進(jìn)。Ito等[34,35]在固定相中添加N-十二烷?；?L-脯氨酸和三氟乙酸,在移動(dòng)相添加中氨水,用330 mL容積的高速逆流色譜儀,經(jīng)過3 h分離了2 g的(±)DNB-亮氨酸。這是目前一次性分離手性化合物的量最大的研究論文,pH-區(qū)帶提取逆流色譜也因此成為分離量最大的制備性分離手性化合物的逆流色譜技術(shù)。

3.2環(huán)糊精及其衍生物

環(huán)糊精及其衍生物是應(yīng)用范圍廣泛的手性選擇劑。最先成功用于逆流色譜的是磺化-β-環(huán)糊精,研究人員[5]在高速逆流色譜上做了大量探索實(shí)驗(yàn),最終選用乙酸乙酯-甲醇-水(10∶1∶9, v/v/v)作溶劑系統(tǒng),水相中含2%的磺化-β-環(huán)糊精作為手性添加劑,基線分離了(±)-7-去甲基-奧美昔芬。2010年,Wei等[6]將50 mmol/L磺化-β-環(huán)糊精作為手性選擇劑,乙酸乙酯-甲醇-水(10∶1∶10, v/v/v)為兩相溶劑系統(tǒng),一次性拆分了20 mg的抗菌藥物洛美沙星,為逆流色譜手性添加劑的選擇打開了思路。

本課題組[7]較早應(yīng)用羧甲基環(huán)糊精成功地對(duì)撲爾敏進(jìn)行了制備性分離,溶劑系統(tǒng)為乙酸乙酯-甲醇-水(10∶1∶9, v/v/v)。當(dāng)羧甲基-β-環(huán)糊精在固定相中的濃度為20 mmol/L時(shí),獲得了較好的對(duì)映異構(gòu)體的分離效果。手性添加劑過少或過多都不利于外消旋體的拆分。這是國(guó)內(nèi)學(xué)者在國(guó)外發(fā)表的第一篇利用逆流色譜制備性拆分手性化合物的學(xué)術(shù)論文,本課題組當(dāng)時(shí)也在國(guó)內(nèi)對(duì)手性逆流色譜的進(jìn)展進(jìn)行了介紹[44,47]。

本課題組[8]還以羧甲基-β-環(huán)糊精對(duì)氨魯米特外消旋體進(jìn)行了制備性分離,溶劑系統(tǒng)為乙酸乙酯-甲醇-水(10∶1∶9, v/v/v)。羧甲基-β-環(huán)糊精在固定相中的濃度為20 mmol/L,一次拆分了3 mg氨魯米特外消旋體藥物。

顏繼忠課題組[9-13]將羥丙基-β-環(huán)糊精用于高速逆流色譜研究,拆分了具有類似苯丙酸母體結(jié)構(gòu)的手性化合物。它們分別是α-環(huán)己基苯乙酸、萘普生、苯基丁二酸和苯丙酸,分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。在這些拆分中,溶劑系統(tǒng)分別采用了正己烷-甲基叔丁基醚-水(9∶1∶10, v/v/v)、正己烷-乙酸乙酯-0.1 mol/L磷酸緩沖溶液(8∶2∶10、7.5∶2.5∶10, v/v/v)、正己烷-甲基叔丁基醚-0.1 mol/L磷酸緩沖溶液(0.5∶1.5∶2, v/v/v)和正己烷-乙酸乙酯-0.1 mol/L磷酸緩沖溶液(8∶2∶10、5∶5∶10、7∶3∶10, v/v/v),所用羥丙基-β-環(huán)糊精的濃度為100～300 mmol/L,一次拆分外消旋體的量多數(shù)在幾十毫克數(shù)量級(jí),量大的達(dá)到712 mg。從他們的研究可以看出,羥丙基-β-環(huán)糊精對(duì)于芳丙酸類似物的手性拆分是非常有效的。

奧昔布寧(圖2)是一種治療尿路疾病的藥物,也具有苯丙酸的分子骨架結(jié)構(gòu)。Tang等[14]以正己烷-甲基叔丁基醚-0.1 mol/L磷酸鹽緩沖溶液(6∶4∶10, v/v/v)為溶劑系統(tǒng),100 mmol/L羥丙基-β-環(huán)糊精為手性選擇劑,一次可拆分15 mg的樣品。

圖2　芳丙酸類似物分子結(jié)構(gòu)圖Fig. 2　Molecular structures of phenylpropionic acid derivatives

孔令儀團(tuán)隊(duì)[15]也將25 mmol/L羥丙基-β-環(huán)糊精用于反式-δ-葡萄素的手性拆分,溶劑系統(tǒng)是正己烷-乙酸乙酯-水(5∶5∶10, v/v/v),一次進(jìn)樣拆分了20 mg的反式-δ-葡萄素對(duì)映異構(gòu)體。最近,該團(tuán)隊(duì)將雙核Cu2(Ⅱ)-β-環(huán)糊精用于α-環(huán)己基扁桃酸的拆分,溶劑系統(tǒng)為正己烷-乙酸乙酯-0.1 mol/L磷酸緩沖溶液(9∶1∶10, v/v/v), Cu2(Ⅱ)-β-環(huán)糊精的濃度為40 mmol/L,一次進(jìn)樣拆分了10 mg樣品。雙核Cu2(Ⅱ)-β-環(huán)糊精的拆分效果明顯優(yōu)于未衍生化的β-環(huán)糊精。在其他色譜技術(shù)中將雙核Cu2(Ⅱ)-β-環(huán)糊精用于手性拆分的報(bào)道較少,更可貴的是在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,還同時(shí)拆分了芳丙酸類似物扁桃酸、α-環(huán)戊基扁桃酸、α-甲基扁桃酸、4-甲氧基扁桃酸和4-羥基扁桃酸[16]。

3.3手性有機(jī)酸

本課題組[22]應(yīng)用L-(+)-酒石酸制備性拆分了氧氟沙星,溶劑系統(tǒng)為乙酸乙酯-甲醇-水(10∶1∶9, v/v/v),手性選擇劑L-酒石酸在固定相中的濃度為200 mmol/L。還應(yīng)用L-(+)-酒石酸一次性拆分了120 mg的α-甲基苯胺,溶劑系統(tǒng)為氯仿-甲醇-水(4∶3∶1, v/v/v), L-(+)-酒石酸在固定相中的濃度為278 mmol/L[23]。

顏繼忠等[24]將二正己基酒石酸(100 mmol/L)作為手性選擇劑,以氯仿-0.05 mol/L醋酸鹽緩沖溶液(含硼酸100 mmol/L)(1∶1, v/v)作為溶劑系統(tǒng),能制備性拆分β-受體阻滯劑普萘洛爾、品脫洛爾以及阿普洛爾。該研究不但能拆分多個(gè)β-受體阻滯劑藥物,而且還利用pH-區(qū)帶提取逆流色譜技術(shù),通過在有機(jī)相中加入三乙胺,在水相中加入鹽酸,一次性拆分了356 mg的普萘洛爾外消旋體。該團(tuán)隊(duì)還將二正丁基酒石酸(100 mmol/L)作為手性選擇劑,以氯仿-0.05 mol/L醋酸鹽緩沖溶液(含硼酸100 mmol/L)(1∶1, v/v)為溶劑系統(tǒng),拆分了92 mg的另一個(gè)β-受體阻滯劑藥物丙胺苯丙酮[25]。

Tang等[17]對(duì)酒石酸衍生物作為手性萃取劑進(jìn)行了較多的研究,近年來成功地將其與環(huán)糊精衍生物混合應(yīng)用于高速逆流色譜的手性分離研究。將異丁基酒石酸(50 mol/L)與羥丙基-β-環(huán)糊精(50 mol/L)作為手性選擇劑,正己烷-甲基叔丁基醚-0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(0.5∶1.5∶2, v/v/v)為溶劑系統(tǒng),進(jìn)樣體積20 mL,一次性分離了810 mg的芳丙酸類似物苯基丁二酸。該團(tuán)隊(duì)還將異丁基酒石酸(100 mol/L)與磺丁基-β-環(huán)糊精(50 mol/L)作為手性選擇劑,乙酸乙酯-水(1∶1, v/v)為兩相溶劑系統(tǒng),一次性進(jìn)樣后通過循環(huán)高速逆流色譜分離了30 mg的心血管藥物苯磺酸氨氯地平[18]。

另外,本課題組尚未發(fā)表的研究結(jié)果也顯示利用樟腦磺酸作手性添加劑對(duì)拉貝洛爾外消旋體有一定的制備性拆分效果。

3.4牛血清白蛋白

Ito等[40]先使用旋轉(zhuǎn)腔室逆流色譜儀,用牛血清白蛋白(BSA)作手性添加劑拆分D,L-犬尿氨酸,用時(shí)60 h仍沒有得到基線分離；后改用高速逆流色譜,10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)的PEG 800作固定相,5%磷酸二氫鈉緩沖溶液和6%BSA作移動(dòng)相,轉(zhuǎn)速800 r/min,流速0.2 mL/min,只耗時(shí)3.5 h就成功拆分2.5 mg D,L-色氨酸。說明高速逆流色譜的分離能力比旋轉(zhuǎn)腔室逆流色譜更強(qiáng),也證實(shí)了牛血清白蛋白能用于逆流色譜的手性拆分。

4小結(jié)

逆流色譜具有制備性拆分的優(yōu)點(diǎn),1982年就開始了其對(duì)手性化合物的拆分研究,但總的來講逆流色譜的手性拆分研究發(fā)展緩慢。已報(bào)道的用于逆流色譜的手性分離材料種類仍然非常有限,早期被拆分的物質(zhì)主要是氨基酸的衍生物,整個(gè)逆流色譜領(lǐng)域就作者掌握的手性拆分文獻(xiàn)僅有40多篇。該技術(shù)的應(yīng)用在2010年后有明顯的增加趨勢(shì),但被拆分的對(duì)映體較集中在芳基丙酸母體結(jié)構(gòu)的化合物以及氨基酸的衍生物。由于該方法手性材料選擇困難,每一次拆分手性材料的用量較大,尤其是被拆分開的對(duì)映體中往往含有一定量甚至是大量的手性試劑而不得不通過柱色譜或者結(jié)晶法進(jìn)一步提純,以及現(xiàn)代手性制備液相色譜的突飛猛進(jìn)等多種原因,使該手性分離方法的實(shí)際應(yīng)用還很少,所有這些都還需要去解決,使其能真正應(yīng)用于科研及生產(chǎn)實(shí)踐中。

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Progress of chiral countercurrent chromatography

YUAN Liming*

(School of Chemistry and Chemical Engineering, Yunnan Normal University, Kunming 650500, China)

Abstract:This article summarizes five characteristics of chiral countercurrent chromatography (CCC). The progress of chiral countercurrent chromatography is introduced. In the high speed countercurrent chromatography, the chiral selectors such as amino acid derivatives, cyclodextrin derivatives, chiral organic acid, polysaccharide and bovine serum albumin (BSA) are reviewed.

Key words:chirality; enantioseparation; countercurrent chromatography (CCC); high speed countercurrent chromatography (HSCCC); review

DOI:10.3724/SP.J.1123.2015.09013

*收稿日期:2015-09-13

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21275126).

中圖分類號(hào):O658

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1000-8713(2016)01-0044-06

色譜手性分離專刊·專論與綜述

*通訊聯(lián)系人.Tel:(0871)65941088,E-mail:yuan_limingpd@126.com.

Foundation item: National Nature Science Foundation of China (Grant No. 21275126).