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对于对映异构体的拆分可分为直接法与间接法。直接拆分法是指不经衍生化而直接分离对映体药物,可以分为手性固定相 (CSP) 法和手性流动相添加剂(CMPA)法。手性固定相法是指将手性选择剂键合到载体上,形成具备手性选择性的固定相,该法的色谱系统稳定性好、方法重现性较好、使用方便,所以应用较为广泛。
但如果方法开发时不具备多类别的手性柱,则会限制对手性化合物的拆分。此时则可以考虑CMPA法尝试拆分。
CMPA法是指在流动相中加入手性选择剂而在普通色谱柱上分离手性化合物。其优点是可采用普通的非手性柱、操作简便,通过改变CMPA的种类、浓度及流动相组成等多种途径可优化分离条件,但该方法的缺点是其色谱系统稳定性较差、平衡时间较长。当进行手性拆分时,结合实际情况,CMPA法也是值得考虑的一种思路。
其作用原理大致可理解为:由于对映异构体R/S的立体构型不同,与手性选择剂结合的程度不同,所以在两相分配过程中会出现差异,保留因子k就不会相等,从而实现分离。
环糊精作为常用的手性添加剂主要分为:α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精及其衍生物类。在手性拆分模型中,环糊精可大致看作“没有桶底的水桶"模型,α、β、γ三种类别可看作小桶、中桶、大桶。桶内部呈疏水性,桶上下两端则是亲水性的,化合物的疏水性基团会先进入桶中,亲水性基团则会与桶上下两端通过氢键等作用紧密结合,在此过程中,环糊精与对映异构体R/S结合的程度会出现差异,从而实现分离。
桶中内腔大小与待测物非极性基团的结合程度是对映异构体拆分的关键,因此小基团可尝试α-环糊精类添加剂、中等基团(苯环、杂环等)可尝试β-环糊精类添加剂,大基团(如甾体类等)可尝试γ-环糊精类添加剂。
除此之外,环糊精衍生物种类繁多,选择环糊精衍生物作为添加剂,不仅会改变杯中内腔的大小,也会提供不同类型的亲水基团,从而呈现相对不同的选择性。
实例:
本待测物质结构中含有氮氧杂环及氨基基团,经测试,该结构片段大小适合于用β-环糊精系列拆分。
该待测物极性较大且有碱性基团,故选取封端处理且耐水的C18色谱柱(4.6*250mm,5μm),进行多种环糊精及其衍生物的筛选,色谱条件如下:
流动相A:20mM乙酸铵缓冲液(pH4.0)+5g待筛选的环糊精及其衍生物
流动相B:乙腈
A-B(98:2)等度洗脱
流速:0.8mL/min
检测器:UV
检测波长:200nm
进样量:10μL
柱温:20℃
采用环糊精作为添加剂要有足够的平衡时间(由于环糊精这类添加剂溶解后黏度较大,当初次由大比例的水相替换成流动相体系时,基线平衡较缓慢,一般平衡40-60min,后续每次样品的后运行就为正常的10-15min左右。)
不建议采取大流速,可在0.5mL/min~1.0mL/min。