手性固定相色谱法在药物研究中的应用

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手性固定相色谱法在药物研究中的应用

手性固定相色谱法在药物研究中的应用

药科学院李骏药物化学2111340003

摘要:本文综述了蛋白质类、手性聚合物类、环糊精类、大环抗生素类、Pirkle 型、手性冠醚类、配体交换型和其他型,共8类手性固定相的应用进展,并展望高效液相色谱手性固定相的发展前景。

关键词:手性色谱;手性固定相;手性分离

Application of Chiral Stationary Phase Chromatography in

Pharmaceutical Research

Abstract: This article is intended to foresee the outlook for the development of the chiral stationary phase in chromatography by introducing the development of such chiral stationary phases as protein, chiral polymers, cyclodextrin, macrocyclic antibiotics, Pirkle-type, chiral crown ethers, ligand exchange, and others. Keywords: chiral chromatography; the chiral stationary phase; the chiral separation

手性药物在药物中占有很大的比例,据报道,天然或半合成药物几乎都有手性,其中98%以上为光学活性物;全合成药物的40%为手性药物,而且目前常用的700多种药物有一半至少含有一个手性中心,其中90%为外消旋体。[1、2]利用色谱技术对手性药物进行分离,是新药研究与分析化学中的重要领域。色谱分离药物对映体分为间接法和直接法。[3]而手性固定相法(CSP)属于后者,是直接法的其中一种方式。常用的手性固定相可分为如下大类:(1)蛋白质类手性固定相;(2)手性聚合物类手性固定相;(3)环糊精类手性固定相;(4)大环抗生素类手性固定相;(5)Pirkle型手性固定相;(6)冠醚类手性固定相;(7)配体交换型手性固定相;(8)其他手性固定相。本文综述了近年来手性固定相色谱分离手性药物的方法,以及其研究的新进展。

1 手性固定相手性识别的基本原理

各种不同的手性固定相具有不同的分离模式,从理论上讲,不管选择何种固定相,分离何种对映体,手性分离或手性识别都必须同时有三个相互作用点,这些作用中至少有一个依赖立体化学。该原理1952年首次由Dalgliesh提出,称“三

点作用原理”,用图1可以说明。

图1

将手性材料固定在硅胶表面,其中含有A、B、C三个作用点,与溶质的一个对映体相应的三个点A'、B'、C'作用,而与另一对映体则无C-C'作用力。如果C-C'作用力不等于C-D'作用力,则该外消旋体就有可能被拆分。“三点作用”的作用力可以是氢键、偶极作用、范德华力、包合作用以及立体阻碍等。

2 各种手性固定相的最新进展

2.1 蛋白质类手性固定相(protein CSP)

蛋白质是一类由手性亚基团(L-氨基酸)组成的高分子聚合物,具有天然的对映体选择性,可识别药物对映体在蛋白质结合位点而达到手性分离,用于拆分对映体的蛋白质的配基有牛血清白蛋白(BSA)、人血清白蛋白(HAS)、糖蛋白如α1-酸性糖蛋白、卵粘蛋白和溶菌酶等,其中α1-酸性糖蛋白(AGP)在目前应用较广[4],该类柱稳定性好,柱效高,对许多药物对映体有良好的立体选择性。此类型固定相可直接分离如氨基酸及其衍生物、酸类、胺类、β-氨基醇类、香豆素类等多种药物对映体等。[5]

不同的蛋白质在手性拆分中的应用中往往表现出手性拆分特异性,即某种蛋白质只对某一类结构的对映体具备拆分效果。例如,纤维素酶型手性固定相只拆分碱性及不带电荷的对映体,人血清键合型手性固定相只对弱酸性和中性对映体具备分离能力。

蛋白质类手性固定相的应用范围较广,流动相在绝大多数情况下是含有低浓度的有机溶剂的缓冲液,当蛋白质手性固定相的柱效很好时,与蛋白质的亲和力差别很小的对映体都可得到良好的分离,另外,蛋白质类CSP通过色谱参数的

测定可推断蛋白质与药物相互作用的信息[6],但若使用不当,蛋白质易变质和载样量低是其缺点。

有研究表明[7],对于人血清键合相手性固定相(HSA),相比使用甲基丙烯酸甘油脂(GMA)或二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)作载体,使用硅胶整体柱(silica monoliths)可以获得更好的分离效果。这主要是因为硅胶整体柱,使接触的表面积增加了1.3至2.2倍,从而加大分离效率。另外,Wang等人[8],通过使用牛血清键合型手性固定相(BSA),用HPLC在反向模式下,对12种不同的手性物质进行分离,运用热力学方法,阐明BSA的分离机制主要是焓驱动的过程。

2000年至今,很多新的蛋白质键合型手性固定相被开发,应用到液相色谱手性拆分中去[9、10],然而在手性拆分特异性、稳定性和柱负载等方面仍待提高,因此蛋白质键合型手性固定相有向其它的分离模式发展的趋势[11]。尽管如此,在高效液相色谱手性分离中,它依然在手性分离理论与应用研究方面具有特殊意义。

2.2 手性聚合物(纤维素和淀粉衍生物)类手性固定相(chiral polymer CSP)

纤维素和直链淀粉类多糖是极为丰富的天然手性高分子,其本身具有手性识别能力,但不能作为实际使用的固定相,因为天然纤维素分离能力不高,溶解性差,所以应用受到限制。然而它们的衍生物,如它们的有机酸酯,作为色谱固定相却具有较高的手性识别能力,能拆分大量的对映体。例如纤维素三醋酸酯(Chiralcel OA)、纤维素三苯甲酸酯(Chiralcel OB)和纤维素三苯基氨基甲酸酯(Chiralcel OC)等。此类固定相的手性识别主要来自酯的部位与被拆分物之间形成氢键或偶极—偶极作用,或通过被拆分物分子进入纤维素网状腔,导致腔内立体环境的改变而实现。此类固定相对膦酸酯、醇、酯、酰胺、氰类化合物有良好的拆分作用。[12、13]

2012年,周颖[14]在Chiralcel OJ、Chiralcel OD、Chiralpak AD、Chiralpak AS 四种不同的手性固定相上,以正己烷-异丙醇为流动相,对15种药典收载的手性药物进行拆分实验,考察有机添加剂的比例、醇置换剂的比例及温度对分离的影响。结果表明,对映体的色谱保留和分离度可以通过改变流动相中醇类置换剂的浓度、有机酸性改性剂和浓度、柱温等因素调节。

同年,曲若萌[15]通过在淀粉分子链的空腔中,插入具有刚性的碳纳米管,再与苯基类异氰酸酯充分反应,得到淀粉包含碳纳米管的衍生物(MWNTs/ADMPC),作为HPLC用手性固定相。选取10种不同的手性物质进行分离,发现MWNTs的加入极大地提高对部分含有苯环类的对映体的分离效果,并且由于MWNTs优异的耐溶剂性能,同时提高手性固定相的稳定性和一定程度上提高了淀粉衍生物的刚性,从而优化了市面商品柱其柔顺分子链结构和较差的抗溶剂性能,为其商品化成为可能。

2.3 环糊精类手性固定相(cyclodextrins CSP)

环糊精(cyclodextrin,CD)是由D -吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状分子,具有疏水空腔和腔外亲水的羟基结构。其疏水空腔能与许多有机客体分子发生包载作用(inclusion),加之葡萄糖分子上具有多个手性碳原子,此双重作用使得CD具有良好的手性识别能力。除此之外,CD具有无紫外吸收,价格便宜,易于衍生化等优势,所以被广泛应用于液相色谱手性固定相。[16] 对于目前一些新型衍生化的环糊精键合固定相,大多是进行化学修饰,改变其空腔尺寸和形状,并且引入取代基,使CD与手性分析物之间产生新的π-π、偶极-偶极、氢键和离子对等作用,从而可以有效提高CD的手性分离能力。较为常见的CD衍生物,主要有乙酰基、甲苯酰基、甲苯氨甲酰基、萘乙基氨甲酰基等衍生化CD键合相。

Wang等人[17]通过简单的自由基共聚法将含有咪唑基和季铵基的正电CD分别连接到硅胶基质上,制备了两种新型的阳离子β-CD CSP,并成功应用于HPLC 手性分离。结果表明,由于咪唑基与分析物形成的强的氢键作用,使含有咪唑基的β-CD固定相有更强的手性分离效果。另外,CD空腔的包合作用,静电作用及离子交换作用都会促进手性分离。

李来生等人[18]通过click反应合成对硝基异氰酸苯酯衍生化β-环糊精键合SBA-15硅胶手性固定相(NPCSP),在极性条件下对三种β-受体阻滞剂药物进行手性分离。考察对此三种药物的分离结果,并对其机理进行解释,发现环糊精空腔的疏水作用、对硝基氨基甲酸苯酯与手性化合物的氢键作用和π-π作用,以及

空间位阻作用是分离的主要原因,说明这类物质与衍生化β-CD疏水空腔相匹配。对日后β-受体阻滞剂类药物的拆分提供了基础。

2.4 大环抗生素类手性固定相(macrocyclic antibiotics CSP)

以大环抗生素类化合物作为手性固定相是由Armstrong在1994年首先提出的,是目前最新和发展最快的一类手性固定相,包括Chirobiotic V,Chirobiotic T,Chirobiotic TAG和Chirobiotic R四种。此类固定相具有非常广泛的对映体选择性,应用范围广。由于其结构中含有多肽,糖类和其它可离子化基团,因此在不同的洗脱模式下会表现出不同的对映体选择性。此类固定相综合了蛋白质、环糊精等手性固定相所具有的特点,提供了手性识别所需要的相似作用类型。目前,用于对映体分离的大环抗生素根据其结果特定分为糖肽类、柄状霉菌素类、多肽与氨基糖苷类三大类。这些物质分子含有多个不对称中心,可与被分离物质产生多种作用,如包合作用,偶极-偶极叠加作用、π-π电荷转移相互作用等。在这些物质分子中,除了疏水部分外,通常还有亲水基和可离子化的基团,因此具有良好的水溶性。[19]张丹丹等人[20]用替考拉宁手性固定相(Chirobiotic T),对克伦特罗对映体进行分离,最大分离度达3.75,并对阐明分离机制是克伦特罗对映体与固定相之间的离子相互作用。

2012年,Carla Fernandes等人[21],合成了7种山酮素手性衍生物,分别用Chirobiotic V,Chirobiotic T,Chirobiotic TAG和Chirobiotic R四种手性柱在正相或极性有机相中进行成功分离,并通过计算机对接的方式,首次对此类手性物质的分离进行解释,并且能较好的预测色谱的分离,成功率达92%。为日后山酮素的分离建立方法,同时对使用计算机辅助预测化合物分离的方法有所启示。

2.5 Pirkle型手性固定相(brush-type CSP)

在手性液相色谱领域,Pirkle型手性固定相是目前使用量最大,适用面最广的一类重要的手性固定相。这类CSP的特点是:一般通过一定的间隔臂,连接一个单分子层的手性分子到硅胶基质上而制得,所以也被称为“刷型”或“束型”CSP。在该类CSP上的对映体分离通常通过以下几种作用而发生:(1)被分离溶质与CSP芳环的π-受体和π-授体之间的π-π作用;(2)CSP上的仲胺、羰基基团

与溶质的酸性质子、羟基、氨基之间的氢键作用;(3)偶极-偶极作用;(4)大体积非极性基团靠近CSP手性中心而产生的空间立体效应。[22]

其特有的优点是:(1)较高的色谱性能,基质上键合手性分子的密度大,可承受较大的进样量却不改变固定相的性能;(2)经久耐用,共价键的存在使得娃胶上的键合物不易流失、可承受过载的样品量、可用强溶剂作为洗脱剂、可适用于超临界流体色谱以及柱子可完全再生等;(3)较宽的线性范围,从分析到制备都可以使用;(4)被分离手性对映体的流出顺序可以颠倒;(5)较广泛的溶剂适用性,正相、反相色谱都适用。正是由于上述优势,使得Pirkle型CSP在手性对映体的拆分中占有了极其重要的地位。[23]

Haibo Wu等人[24]通过合成四种不同的氮杂环键合到硅胶相中,制备出四种手性刷型固定相,在正向色谱条件下,对54种不同的化合物进行考察,结果表明连有芳胺甲酸酯结构的对化合物的分离更有效,这可能与此结构为固定相提供了更多的手性结合位点有关。杨淑超等人[25]在国内外首次尝试利用较强的π-π作用和立体阻碍的基团,将金属有机化合物二茂铁和生物素引入手性固定相,发现N-二茂铁甲酰基-L-丙氨酸CSP具有很好的反相色谱性能,高疏水作用、强π-π作用、大的空间位阻和氢键作用,更有效的对化合物进行拆分,为日后的应用前景奠定基础。

2.6 手性冠醚类手性固定相(chiral grown ether CSP)

冠醚类似环糊精,是本身具有手性的低聚糖。根据插入到冠醚中的手性单元,可以将手性冠醚主要分为,以有机酸为基体的手性冠醚、插入联萘单体的手性冠醚、从糖类化合物出发的手性冠醚和以有机醇为手性源的手性冠醚。[26]冠醚类手性固定相主要用于一些含有能够质子化的伯胺官能团的手性化合物分离,尤其是氨基酸及其衍生物对映体的拆分。一般都是使用酸性流动相,使氨基发生质子化,与冠醚发生配合作用,从而进行手性拆分,常用冠醚是“18-冠-6”。[20]韩国化学家Wonjae Lee等人[27],通过合成一种新的键合相手性冠醚固定相(图2),克服容量因子随着甲醇的含量降低而降低的变化趋势,使手性冠醚固定相可用于更广的溶剂体系,有利于扩大该类固定相在疏水性物质分析中的应用。

图2

随后Zhang等人[28],在Wonjae Lee等人研究的启发下,通过应用两种冠醚类手性固定相Crown ether-NH和N-CH3(图3、4),对五种β2-受体激动剂和六种β-受体阻断剂药物对映体进行拆分研究,成功拆分了这两类具有仲胺结构化合物,实现首次对仲胺结构的化合物在冠醚类固定相的拆分,扩展了此类手性固定相的应用范围,为具有仲胺结构的芳香化合物对映体的分离提供了一种新的有效的途径。

图3 图4

2.7 配体交换型手性固定相(ligand exchange CSP)

此类固定相是利用配体交换的分离机制而制成的固定相,通过手性选择剂、中心金属离子与被分离溶质形成的多元配合物热力学稳定性的差异和动力学的可逆性来对手性物质实现分离。这类固定相多用于氨基酸或者肽类的拆分。在手性配体交换色谱(CLEC) 中,中心金属离子配位的能力在很大程度上决定了配合

物稳定性的高低。常使用的金属离子有Cu2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cd2+等。其中Cu2+配合物通常是最稳定的,在CLEC中被广泛采用。用于CLEC 的手性选择剂包括:光学活性氨基酸、哌可酸、呱啶酸、麻黄碱、酒石酸等,而以光学活性氨基酸或哌可酸作为手性配体的涂渍或键合手性固定相的制备是手性配体交换色谱法发展的主流,目前已有十几种商品化的CLEC-CSPs。[29、30] 手性配体交换固定相分离的溶质主要有游离氨基酸、羟基酸、丙醇胺等。在药物研究中,该类固定相已成功对尼莫地平、普萘洛尔、维拉帕米和异丙嗪等药物进行了手性分离[31]。而在2013年,韩国科学家Jin Joo Ha等人[32],通过键合N-[(R)-2-羟基-1-苯乙基]-N-十一烷基氨基乙酸钠到硅胶表面,制备新的手性配体交换固定相(图5),对噢美拉唑、泮托拉唑、兰索拉唑和雷贝拉唑四种质子泵抑制剂的消旋体成功的进行了拆分,分离度(R)分别达到2.53,2.55,1.93和2.01。

图5

Shi等[33],为减少了在硅胶表明的残余硅醇基,首次使用二甲基氯硅烷作封端试剂,然后通过硅氢化反应,用烯丙基缩水甘油醚和烯烃对硅胶表面进行修饰,最后引入L-脯氨酸作为手性选择剂。通过上述方法对三种配体交换型手性固定相进行合成(CSP1、CSP2、CSP3,见图6),并在以Cu(Ac)2水溶液为流动相下,对14种氨基酸和2种羟基酸进行手性分离。结果表明,合成的此类固定相,进行了疏水化的修饰和残余硅醇基的屏蔽,能有效的提高分离效率和柱效。

图6

2.8 其他手性固定相

2.8.1核酸类手性固定相

2005年法国的Agnes Brumbt等人在论文[34]中报道了利用RNA的片段做手性固定相的消息,经过研究发现,手性拆分效果较好。2006年法国的Ravelet C 等人[35]在论文中介绍了DNA和RNA的片段做手性固定相的研究情况。

2.8.2寡糖手性固定相

2009年,赵峰等人[36]将葡萄糖、麦芽糖、纤维二糖、棉子糖、乳糖的对甲基苯甲酸酯经过3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷键合到硅胶上作为高效液相色谱的手性固定相,以V(正己烷)∶V(异丙醇)=90∶10为流动相,对16种外消旋体化合物进行了拆分,其中有五种外消旋体化合物拆分成功,并且这些手性固定相之间还具有好的手性识别互补性。在高效液相色谱中寡糖有望成为一类新型的手性固定相。

3 前景与展望

随着社会生活水平的提高和药学的发展,人们对药物质量的要求越来越高。由于手性药物各对映体存在药效学、药动学和毒理学方面的差异,因此,现在许多国家都提倡手性药物以单纯对映体形式上市,以减少治疗总剂量和药物间相互

作用,消除无活性对映体的毒性。手性药物的拆分仍然是当前药物研发的热点,色谱法是当前手性药物拆分的主要手段,它为手性新药合成的研发提供了有效的分析手段,也可解决药物以纯异构体供药的难题,因而具有广阔的开发应用前景。对于未来,发展多种多样、成本低廉、制备简单、效果优良、重现性好的手性固定相,并使之商品化,是手性固定相发展的一条重要道路,并且通过计算机对接技术的引入,有助于揭示手性固定相的分离机制,对日后深入研究外消旋体的几何形状、固定相的手性空间等因素对固定相拆分能力的影响进行更全面的总结。

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应用[J].分析化学,2009,02(5):259-262.

手性药物

我报告的题目是手性技术与手性药物。 首先让我和大家一起来回忆一下药物给人类带来空前灾难的反应停事件。1953年,联邦德国Chemie制药公司研究了一种名为“沙利度胺”的新药,该药对孕妇的妊娠呕吐疗效极佳,Chemie公司在1957年将该药以商品名“反应停”正式推向市场。两年以后,欧洲的医生开始发现,本地区畸形婴儿的出生率明显上升,此后又陆续发现12000多名因母亲服用反应停而导致的海豹婴儿!这一事件成为医学史上的一大悲剧。 后来研究发现,反应停是一种手性药物,是由分子组成完全相同仅立体结构不同的左旋体和右旋体混合组成的,其中右旋体是很好的镇静剂,而左旋体则有强烈的致畸作用。 到底什么是手性药物?用什么技术或方法能够分别获得左旋体和右旋体来进行研究和安全有效地使用呢? 这就是今天我要报告的主题——手性技术和手性药物。 要阐明这一主题,首先我们要认识什么是手性药物。手性药物分子有一个共同的特点就是存在着互为实物和镜像关系两个立体异构体,一个叫左旋体,另一个叫右旋体。就好比人的左手和右手,相似而不相同,不能叠合。 目前临床上常用的1850多种药物中有1045多种是手性药物,高达62%。像大家所熟知的紫杉醇、青蒿素、沙丁胺醇和萘普生都是手性药物。 手性是宇宙的普遍特征。早在一百多年前,著名的微生物学家和化学家巴斯德就英明地预见“宇宙是非对称的……,所有生物体在其结构和外部形态上,究其本源都是宇宙非对称性的产物”。 因此,科学家推断,由于长期宇宙作用力的不对称性,使生物体中蕴藏着大量手性分子,如氨基酸、糖、DNA和蛋白质等。绝大多数的昆虫信息素都是手性分子,人们利用它来诱杀害虫。很多农药也是手性分子,比如除草剂Metolachlor,其左旋体具有非常高的除草性能,而右旋体不仅没有除草作用,而且具有致突变作用,每年有2000多万吨投放市场,其中1000多万吨是环境污染物。Metolachlor自1997年起以单旋体上市,10年间少向环境投放约1亿吨化学废物。研究还发现,单旋体手性材料可以作为隐形材料用于军事领域。 左旋体和右旋体在生物体内的作用为什么有这么大的差别呢?由于生物体内的酶和受体都是手性的,它们对药物具有精确的手性识别能力,只有匹配时才能发挥药效,误配就不能产生预期药效。正如“一把钥匙开一把锁!”因此,1992年美国FDA规定,新的手性药物上市之前必须分别对左旋体和右旋体进行药效和毒性试验,否则不允许上市。2006年1月,我国SFDA也出台了相应的政策法规。 怎样才能将非手性原料转变成手性单旋体呢?从化学角度而言,有手性拆分和手性合成两种方法。经典化学反应只能得到等量左旋体和右旋体的混合物,手性拆分是用手性拆分试剂将混旋体拆分成左旋体和右旋体,其中只有一半是目标产物,另一半是副产物,而且需要消耗大量昂贵的手性拆分试剂。化学家一直在探索,是否有更经济的方法,将非手性原料直接转化为手性单旋体呢? 上世纪60年代初,科学家们开始研究在极少量的手性催化剂作用下获得大量的单旋体,这就是手性合成

双手性选择单元手性固定相研究(一)

双手性选择单元手性固定相研究(一) 【来源/作者】北纳创联 原标题:双手性选择单元手性固定相的研究进展 摘要:手性固定相(CSP)作为手性色谱分离的核心技术,在手性化合物的识别和分离中得到广泛应用。以双手性选择单元结合作为CSP是近些年的研究热点,研究表明,两种手性选择单元相结合的CSP可增加手性识别位点,显著提高分离效果。本文介绍了近几年双手性选择单元手性固定相在手性分离中的研究进展,并对其发展前景进行了展望。 在医药、化工和特殊材料等众多领域,手性化合物得到广泛应用,而多数手性化合物的左旋体和右旋体的性能往往差异很大,给人们的研究及应用带来不便。随着蛋白质组学、代谢组学、糖化学、中药学等研究领域的迅速发展,化学合成和天然获得的手性化合物大量涌现,因此,手性化合物的分离分析成为当今手性分析科学领域研究的重中之重。 高效手性液相色谱(ChiralHPLC)作为分离、分析和制备手性化合物的先进方法之一,近年来得到长足发展,高效手性液相色谱对手性化合物的识别和分离关键依赖于手性固定相。 目前,HPLC手性固定相最有效的手性选择单元为多糖类(包括纤维素、壳聚糖和环糊精等)和大环化合物(包括环肽类、大环抗生素等)等多手性中心物质。近期研究证实,将两种优势手性选择单元有机结合,形成具有“多重识别位点”(multirecognitionsites)的手性固定相(CSP),能显著提高手性化合物的分离分析效果。 下面主要针对双选择单元手性色谱固定相方面的研究现状,进行分析和描述。1.多糖?冠醚(或杯芳烃)双选择单元CSP。 2014年,Lu等将壳聚糖(chitosan)?杯[4】芳烃通过醚键连接在一起,键合到硅胶表面,成功获得壳聚糖?杯[4]芳烃双选择单元手性固定相(CCS4),将CCS4和传统ODS柱分离8种单取代苯以及6种核苷酸的分离效果进行了对比。结果表明,由于壳聚糖和杯芳烃单元的亲水?亲油、π?π作用等混合模式,使分离效率显著提高。卢静通过计算得到壳聚糖的键合量为9.07μmol/g,杯[4]芳烃的键合量为41.1μmol/g;热分解温度达280℃,说明该固定相具有良好的热稳定性;并且考察了温度对保留时间的影响,结果表明,温度越高,CCS4对分析物的保留越弱。 2015年,Wang和Lu等又通过“点击化学(clickchemistry)”将两个环糊精(cyclodextrin,CD)单元连接,形成双层双手性选择单元固定相(DNPCDCSP),将DNPCDCSP和单个环糊精手性固定相(N3CDCSP)对手性酸等化合物的分离效果进行了对比。结果发现,双环糊精手性固定相的分离效率高于单个环糊精手性固定相。同课题组的张丽芳等也通过“点击化学”构建了一种新型“天然?乙酰基衍生化”三唑桥联杂化复式环糊精手性固定相(ANCDCSP),该固定相可提供包合作用、氢键给体、氢键受体、偶极?偶极作用等多重识别位点以及底层和顶层环糊精间的协同效应,对多数手性分析物的分离度优于课题组先前制备的复式天然环糊精手性固定相(DCDCSP)。

环糊精类手性固定相

8.1引言 近年来手性色谱领域的发展,使对映体的分离逐渐趋向于正规化,环糊在这方面起着重要作用。环糊精由villiers于1891年发现,由于它没有还原性和能被酸分解,在外形上又与纤维素十分相似,所以称为木粉(cellulosine)[1]。12年后,schardinger首次鉴定出环糊精是一种低聚糖,同时详细地叙述了它的制备和分离方法[2,3]。Schardinger还成功的分离出纯芽孢杆菌,取名纯化芽孢杆菌(bacillus macerans)至今仍是环糊精生产和研究中经常用的菌种。环糊精可以由水解液选择性的分离,也可用吸附色谱和纤维素柱色谱分离和鉴定环糊精[4]。 Freudenberg等人认识到了环糊精配合物的稳定性[5].此后对环糊精及其配合物特性的研究进行了大量的研究工作。目前高效液相色谱环糊精键合固定相,衍生化环糊精键合固定相,在对映体分离领域中已成为很有用的工具。 环糊精(cyclodextrin,CD)是由一定数量的葡萄糖单元通过α-1,4葡苷连接的环状分子结构。由所含葡萄糖单元的个数不同,可分为α-CD,β-CD ,γ-CD . α-CD含有6个葡萄糖单元,β-CD含有7个葡萄糖单元,γ-CD含有8个葡萄糖单元。 目前还未发现少于6个葡萄糖单元的环糊精,已鉴定出多于8个葡萄糖单元的环糊精,某些支化结构的环糊精已有报告[4]。环糊精的分子示意图类似于厚壁截顶圆锥筒(见图8.1)。 图8.1环糊精结构 n=1,α-CD;n=2,β-CD;n=3,γ-CD

每个葡萄糖单元的2,3位仲羟基在环的大口一方,6位伯羟基在环的小口一方。环的内侧是由氢原子和成桥氧原子形成的,所以环的内侧具有相对疏水性。环糊精分子中每个葡萄糖单元含有5个手性碳原子。因此α-CD,β-CD,和γ-CD 就分别含有30,35,40个手性碳原子。环糊精最突出的特点是能与许多有机分子形成包容配合物(inclusion complex),即客体分子部分或全部进入CD的空腔[5].环糊精的物理性质列在表8.1中 表8.1环糊精的物理性质 环糊精葡萄糖 单元 分子量 腔尺寸水溶性,M 外径内径深度 α-CD 697313.7 5.77.80.114 β-CD 7113515.37.87.80.016 γ-CD 8129716.99.57.80.179环糊精液相色谱固定相的发展大致可分为环糊精聚合物固定相,环糊精键合固定相,衍生化环糊精固定相或多模式环糊精固定相几个阶段。 1965年,Solms和Enli[6]合成出了保留环糊精包合作用性能的CD聚合物,他们把环糊精与3-氯-1,2还氧丙烷反应,得到适用于液相色谱标准粒径的不溶性聚合物的固定相。这种固定相对溶质的保留是CD-溶质包合常的函数,且对大量的天然产物,香料,芳香酸,核酸等有分离能力。其缺点是机械强度差,不能在高压下操作。以后的研究多集中在如何将环糊精连接在硅胶上,得到能在高压下使用的环糊精键合固定相。 1983年,Fujimura [7]和Kawguchi [8]合成出了硅基氨和酰胺键合固定相,但该固定相稳定性差,易水解。 1985年,Armstrong 研究组[9]合成除了不含硫,氮的环糊精手性固定相,这类固定相稳定性好,不易水解,目前这些稳定的固定相已作为Cyclobond 商品出售,Cyclobond 分别为β-CD,α-CD和γ-CD,对位置异构体和光学异构体都有很好的拆分能力。但是这类环糊精固定相只有在反相条件下才能使用才能有分离能力。在正相条件下,由于流动相中的非极性分子占据了环糊精内腔,使得溶质分子很难进入内腔,因而不能对溶质包合。对于手性化合物常常没有拆分能力,限制了它的应用范围。

手性固定相

手性固定相 手性HPLC中,手性固定相是实现对映体拆分的基础,并有多种类型。 手性固定相可以根据其化学类型分类为:①“刷型”手性固定相;②手性聚合物固定相;③环糊精类手性固定相;④大环抗生素手性固定相;⑤蛋白质手性固定相;⑥配体交换手性固定相;⑦冠醚手性固定相等。 手性固定相也可以根据它们与被拆分的对映异构体间的作用机制进行分类:第一类是通过氢键、π—π或偶极吸引等相互作用与对映异构体形成配合物进行拆分的手性固定相,N—硝基苯甲酰基氨基酸或N—萘基氨基酸酯手性固定相属于该类;第二类是通过吸引和包合作,用进行拆分的手性固定相,纤维素衍生物手性固定相大都属于该类;第三类是具有手性空穴的手性固定相,对映异构体进入手性空穴后形成包合配合物被拆分,这类手性固定相主要为环糊精,冠醚手性固定相和螺旋型聚合物(如三苯甲基丁烯酸酯)也属于该类;第四类是通过对映异构金属配合物进行拆分的手性固定相,也称为手性配体交换色谱(chiral ligand exchange chromatography,CLEC);第五类是通过疏水和极性相互作用进行手性拆分的蛋白质手性固定相。 手性固定相的分类 手性固定相按其分离机理分为以下几类: 含有手性空腔的手性固定相:其中包括衍生化纤维素手性固定相、环糊精手性固定相、冠醚手性固定相、合成手性聚合物、手性印迹凝胶相。

纤维素是纯天然高聚物,具有高度有序螺旋状结构。这种结构可对对映体有一定的识别作用。将其羟基衍生化后,降低了它的极性,增加了手性固定相与被拆分分子的作用点处的空间位阻,从而改善了它的色谱行为和选择性。将纤维素衍生化后涂覆或键合于硅胶微球上,增加其机械稳定性。 目前大赛路公司(Daicel)的手性固定相制备技术很成熟。它现有的商品柱及其性质见下表:

新型键合纤维素手性固定相的制备及其拆分性能评价

2014年5 月Vol.32N o.5 M ay 2014 Chinese Journal of Chromatography 452 457 研究论文 DO I :10.3724/SP.J.1123.2014.01022 *通讯联系人.Tel :(020)39310187,E-mail :w gzhang@scnu.edu.cn (章伟光);E-mail :fanj@scnu.edu.cn (范军). 基金项目:国家自然科学基金项目(21171059);科技部中小型企业技术创新基金项目(13C26214404534);广东省科技计划项目 (2011B010400023,2012B010900043);广州市创新基金项目(2013J 4400027).收稿日期:2014- 01-13新型键合纤维素手性固定相的制备及其拆分性能评价 涂鸿盛1 ,范 军1* ,谭 艺2 ,林 纯1,华江颖1,章伟光 1,2*(1.华南师范大学化学与环境学院,广东广州510006;2.广州研创生物技术发展有限公司,广东广州510663)摘要:键合型多糖手性固定相因具有化学稳定性高和溶剂耐受性好的特点而受到研究者的极大关注。采用施陶丁 格(Staudinger )反应将6-叠氮-6-脱氧纤维素-3,5-二氯苯基氨基甲酸酯键合到氨丙基硅胶上得到一种新的键合型手性固定相(ImCel ),研究了其手性分离性能,并探讨了非常规流动相(如氯仿、四氢呋喃等)的影响。结果表明,在 20对手性化合物中,17对在合适的流动相下得到基线分离。ImCel 在正相条件下的分离性能优于反相条件,且在含氯仿的流动相中仍对手性化合物表现出良好的分离能力。在分离一系列芴甲氧羰基(fmoc )-氨基酸衍生物时,ImCel 与键合6-叠氮-6-脱氧纤维素-3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯的手性固定相表现出互补性,出现了固定相改变引起的对映体洗脱反转现象。本研究丰富了键合型多糖手性固定相的种类和合成方法,为开发新的键合型手性固定 相提供了参考。 关键词:键合型手性固定相;纤维素;手性拆分;施陶丁格(Staudinger )反应;非常规流动相 中图分类号:O658文献标识码:A 文章编号:1000- 8713(2014)05-0452-06Preparation of a new immobilized cellulose-based chiral stationary phase and its enantioseparation behaviors TU Hongsheng 1,FAN Jun 1*,TAN Yi 2,LIN Chun 1,HUA Jiangying 1,ZHAN G Weiguang 1, 2* (1.School of Chemistry and Environment ,South China Normal University ,G uang z hou 510006,China ; 2.G uang z hou Research &Creativity Biotechnolog y Co.Ltd.,G uang z hou 510663,China ) Abstract :The immobilized polysaccharide-based chiral stationary phase has attracted considerable atten-tion over the past decades due to its high chemical stability ,good solvent resistance ,great enantiosepara-tion ability ,etc.In this study ,a new immobilized cellulose chiral stationary phase (denoted as ImCel )w as prepared through the Staudinger reaction of 6-azido-6-deoxy-cellulose-3,5-dichlorophenylcarbamate and aminopropyl silica gel.The enantioseparation performance of the ImCel for 20pairs of chiral analytes and the effect of non-standard solvents have been investigated by high performance liquid chromatogra-phy.Baseline separations of 17pairs of enantiomers w ere achieved on the ImCel.The separation ability of the ImCel in the normal mode w as much better than in reversed mode.In addition ,the ImCel show ed good chemical stability in the non-standard mobile phase due to the covalent bonds betw een the cellulose chiral selectors and silica support.M oreover ,it exhibited complementarity w ith another immobi-lized-cellulose chiral stationary phase containing 3,5-dimethylphenylcarbamate groups for the separation of a series of 9-fluorenylmethyloxycarbonyl (fmoc )-derived amino acids.The reversal of enantiomer elution order induced by the difference of the substituents in chiral stationary phase w as observed under the same chromatographic conditions.In brief ,a new immobilized cellulose chiral stationary phase w ith high stabil-ity and good separation performance w as developed in this w ork. Key words :immobilized chiral stationary phase ;cellulose ;enantioseparation ;Staudinger reaction ;non-standard solvent

高效液相色谱手性固定相研究进展

收稿日期:2003-05-25 作者简介:寿崇琦(1963-),男,山东省济南市人,济南大学化学化工学院教授,硕士研究生导师,中国科学院兰州化学物理研究所博士研究生。 高效液相色谱手性固定相研究进展 寿崇琦1,张志良2,赵春宾2,邢希学2,李关宾1,陈立仁1 (11中国科学院兰州化学物理研究所,甘肃兰州 730000; 21济南大学化学化工学院,山东济南 250022) 摘要:对近年来高效液相色谱手性固定相的研究进行了综述。重点介绍了手性固定相的分类、拆分机理 和应用的新进展。讨论了各类手性固定相优缺点,提出了目前存在的问题、今后的研究方向和重点。 关键词:高效液相色谱;手性固定相;拆分机理中图分类号:O658 文献标识码:A 文章编号:1004-4280(2004)01-0069-05 随着生物工程和生物科学的发展,手性拆分和测定引起了人们的普遍关注。尽管对映体间物理化学性质几乎完全相同,但它们的生化和药理作用却往往不同。这是因为生物本身内部的核酸、蛋白质及多糖都具有与其功能相适应的结构,它们常常对扬长避短一化合物的两种对映体表现出不同的响应。例如具有镇静作用的反应停(thalidomide ,酞胺哌啶酮),其有效成分是R 构型,而S 构型则具有致畸作用[1]。据统计,常用的200种药物中,大约有120种至少含有一个手性中心。而这些手性药物中有80%~90%以外消旋体形式在市场销售,存在巨大的潜在危险性[2]。因此,对映体的拆分与识别对于生命科学和药物化学研究以及人类的健康具有十分重要的意义。 目前用于手性分离的方法主要有毛细管电泳法、薄层色谱法、亚临界及超临界流体色谱法、气相色谱法和液相色谱法[3]。近年来,高效液相色谱法取得了令人瞩目的进展,已成为对映体拆分强有力的手段之一。而其中所用的手性固定相的是能否进行手性分离的关键。1 手性固定相的分类 虽然液相色谱常被分为不同的分离模式,但实质上所有的分离模式都基于两个最基本的因素:即固定相的结构和组成,以及决定分离机理的固定相与流动相相互作用的性质。因而手性固定相(CSP )的制备则是手性分离的关键。目前所研究的HP LC -CSP 主要可分为下列几类[4]: 1.1 蛋白质手性亲和固定相 多数蛋白质CSP 的分离机理目前尚不十分清楚,但是蛋白质CSP 的手性识别能力可以归结为它们独特的空间立体结构特征[4]。尤其是在对映体的手性识别过程中,三级结构所造成 第18卷第1期 2004年3月山 东 轻 工 业 学 院 学 报JOURNA L OF SHANDONG INSTIT UTE OF LIGHT INDUSTRY Vol.18No.1Mar.2004

手性药物研究技术指导原则

2 一、概述 三维结构的物体所具有的与其镜像的平面形状完全一致,但在三维空间中不能完 全重叠的性质,正如人的左右手之间的关系,称之为手性,具有手性的化合物即称 为手性化合物。手性是自然界的一种基本属性,组成生物体的很多基本结构单元都 具有手性,如组成蛋白质的手性氨基酸除少数例外,大都是L-氨基酸;组成多糖和 核酸的天然单糖也大都是D构型。作为调节人类的相关生命活动而起到治疗等作用 的药物,如果在参与体内生理过程时涉及到手性分子或手性环境,则不同的立体异 构体所产生的药理效应就可能不同。手性化合物除了通常所说的含手性中心的化合 物外,还包括含有手性轴、手性平面、螺旋手性等因素的化合物。在本指导原则中 所指的手性药物主要是指含手性中心的化合物,其它类型的手性药物研发也可参考 本指导原则的基本要求。 手性药物是指分子中含有手性中心(也叫不对称中心)的药物,它包括单一的立 体异构体、两个以上(含两个)立体异构体的不等量的混合物以及外消旋体。不同 构型的立体异构体的药理作用也可能不同,大致可分为以下几种情况【1】 : (1)药物的药理作用完全或主要由其中的一个对映体产生。如S-萘普生的镇 痛作用比其R 异构体强35倍。 (2)两个对映体具有完全相反的药理作用。如新型苯哌啶类镇痛药-哌西那朵 的右旋异构体为阿片受体的激动剂,而其左旋体则为阿片受体的拮抗剂。 (3)一个对映体有严重的毒副作用。如驱虫药四咪唑的呕吐副作用即由其右旋 体产生。 (4)两个对映体的药理作用不同,但合并用药有利。如降压药-萘必洛尔的右 旋体为β-受体阻滞剂,而左旋体能降低外周血管的阻力,并对心脏有保护作用;抗 高血压药物茚达立酮【2】 的R异构体具有利尿作用,但有增加血中尿酸的副作用,而S异构体却有促进尿酸排泄的作用,可有效降低R异构体的副作用,两者合用有利。进 一步的研究表明,S与R异构体的比例为1:4或1:8时治疗效果最好。 (5)两个对映体具有完全相同的药理作用【3】 。如普罗帕酮的两个对映体即具有 相同的抗心率失常作用。 正是由于手性药物的不同立体异构体在药效、药代及毒理等方面都可能存在差 异,美国FDA在其关于开发立体异构体新药的政策【4】 中要求在对手性药物进行药理毒 理研究时,应分别获得该药物的立体异构体,进行必要的比较研究,以确定拟进一 步开发的药物。所以手性药物药学研究的主要任务就是为药物的筛选与进一步研究 提供足够数量与纯度的立体异构体。本指导原则是在一般化学药物药学相关技术指 导原则的基础上,充分考虑手性药物的特殊性而起草的,其目的是为手性药物的药 学研究提供一般性的指导。本指导原则中所涉及的手性药物主要针对单一的立体异 构体、两个以上(含两个)立体异构体组成的不等量混合物。 由于手性药物的研发是一项探索性很强的工作,情况也比较复杂,所以在使用本 指导原则时,还应具体问题具体分析,在遵循药物研发的自身规律以及手性药物一 般要求的基础上,根据所研制药物的特点,进行针对性的研究。如采用本指导原则 以外的研究手段与方法,则该方法或手段的科学性和可行性必须经过必要的验证。

手性与手性药物

手性与手性药物 【摘要】近年来,手性药物的临床意义引起人们的广泛关注,手性药物的开发已成为国际研究的热点。本文对手性和药物手性的概念、研究的实际意义以及手性药物研究现状进行阐述,说明手性药物具有广阔的市场前景。 【关键词】手性;手性药物 Abstract:Recently,clinical sigmificance of chiral drug attracts wide attention.Exploration of chiral drug was an heated discussion of internatiomal research.The paper expounded the concept of chirality and drug ,chiral actual meaning of research,and progresses on the research of chiral drug,showed that market foreground of chiral drug was extensive. Key words:Chirality;Chiral drug. 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。 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。1984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。他

手性药物质量控制研究技术指导原则

手性药物质量控制研究技术指导原则 一、概述 三维结构的物体所具有的与其镜像的平面形状完全一致,但在三维空间中不能完全重叠的性质,正如人的左右手之间的关系,称之为手性。具有手性的化合物即称为手性化合物。手性是自然界的一种基本属性,组成生物体的很多基本结构单元都具有手性,如组成蛋白质的手性氨基酸除少数例外,大都是L-氨基酸;组成多糖和核酸的天然单糖也大都是D构型。作为调节人类的相关生命活动而起到治疗作用的药物,如果在参与体内生理过程时涉及到手性分子或手性环境,则不同的立体异构体所产生的生物活性就可能不同。手性化合物除了通常所说的含手性中心的化合物外,还包括含有手性轴、手性平面、手性螺旋等因素的化合物。在本指导原则中所指的手性药物主要是指含手性中心的药物,其它类型的手性药物也可参考本指导原则的基本要求。 手性药物是指分子结构中含有手性中心(也叫不对称中心)的药物,它包括单一的立体异构体、两个以上(含两个)立体异构体的不等量的混合物以及外消旋体。不同构型的立体异构体的生物活性也可能不同,大致可分为以下几种情况【1】: 1)药物的生物活性完全或主要由其中的一个对映体产生。如S -萘普生在体外试验的镇痛作用比其R异构体强35倍。 2)两个对映体具有完全相反的生物活性。如新型苯哌啶类镇痛药-哌西那朵的右旋异构体为阿片受体的激动剂,而其左旋体则为阿片受体的拮抗剂。

3)一个对映体有严重的毒副作用。如驱虫药四咪唑的呕吐副作用是由其右旋体产生的。 4)两个对映体的生物活性不同,但合并用药有利。如降压药-萘必洛尔的右旋体为β-受体阻滞剂,而左旋体能降低外周血管的阻力,并对心脏有保护作用;抗高血压药物茚达立酮【2】的R异构体具有利尿作用,但有增加血中尿酸的副作用,而S异构体却有促进尿酸排泄的作用,可有效降低R异构体的副作用,两者合用有利。进一步的研究表明,S与R异构体的比例为1:4或1:8时治疗效果最好。 5)两个对映体具有完全相同的生物活性【3】。如普罗帕酮的两个对映体都具有相同的抗心率失常作用。 正是由于手性药物的不同立体异构体在药效、药代及毒理等方面都可能存在差异,美国FDA在其关于开发立体异构体新药的政策【4】中要求在对手性药物进行药理毒理研究时,应分别获得该药物的各立体异构体,进行必要的比较研究,以确定拟进一步开发的药物。所以手性药物药学研究的主要任务就是为药物的筛选与进一步研究提供足够数量与纯度的立体异构体。本指导原则是在一般化学药物药学指导原则的基础上,并充分考虑手性药物的特殊性而起草的,其目的是为手性药物的药学研究提供一般性的指导。本指导原则中所说的手性药物主要针对单一的立体异构体、两个以上(含两个)立体异构体组成的不等量混合物。 由于手性药物的研发是一项探索性很强的工作,情况也比较复杂,所以在使用本指导原则时,还应具体问题具体分析:在遵循药品研发的自身规律以及手性药物一般要求的基础上,根据所研制药物的

手性分子与手性药物

. . . . . 有机化学—— 手性分子与手性药物 材料与化学工程系 12级应化(1)班

. . . . . 我们吃的如甘蔗汁制的或甜莱汁制的糖,它们的分子都是右旋的。 人体内氨基酸分子都是左旋的,而淀粉的分子都是右旋的,传递遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA),95%以上呈右旋。 星系的运动都呈圆形、椭圆形或涡旋形运动,多是“左旋”。 多数藤本植物如牵牛花、扁豆等的茎蔓是右旋的。 海螺的螺壳都是右旋的,出现左旋螺壳的概率是百万分之。 左旋 右旋 自然界中的手性

. . . . . 长瓣兜兰花两侧长瓣的螺旋是左右对称的,右侧是左旋,左侧是右旋。——《科学》

. . . . . 化学概念中的手性 什么是手性 ⒈手性分子: 具有手性的分子称为手性分子,手性分子都具有旋光性;不具有手性的分子称为非手性分子,无旋光性。由于含一个不对称碳原子的化合物具有手性,这与其呈现手性特征的中心碳原子有关,因此这个中心碳原子称为手性中心,称其不对称碳原子为手性碳原子。 手性:实物与自身镜象不能重合的现象。 左手和右手不能叠合 左右手互为镜象 手性碳——手性分子的特征 所谓手性碳原子,是指饱和碳原子上连有四个完全不同的原子或原子团,常用“*”号予以标注。 F F C Br * 子 手性碳标记 F CH 3C H C H 2C H 3 OH * CH 3C H C H C H 3 Cl Br * * 非手性分子

. . . . . Ⅲ的结构具有对称中心,为非手性分子,与Ⅰ和Ⅱ均不成镜像,互为非对映异构体。 翻转180o,完全重合 3II 3I Ⅰ和Ⅱ互为对映异构体 ⒉含有一个手性碳原子的分子往往具有手性。含有多个手性碳原子的分子 不一定都具有手性。 例如:2,3-丁二醇的三种立体结构 互为镜像,不能重合,均为手性分子。 小结:

CFDA指导原则汇编 20141229

国家食品药品监督管理总局药品审评中心 汇编 ●非临床研究(7项) ●化药(51项) ●审评一般原则(6项) ●技术标准/技术要求(13项) ●生物制品(26项) ●中药、天然药物(16项) ●药品注册相关法律、法规(36项) ●综合学科(8项)

非临床研究(7项) 药物安全药理学研究技术指导原则(征求意见稿)20140513 颁布 药物单次给药毒性研究技术指导原则(征求意见稿)20140513颁布 药物重复给药毒性研究技术指导原则(征求意见稿)20140513颁布 药物非临床药代动力学研究技术指导原则(征求意见稿)20140513颁布 药物毒代动力学研究技术指导原则(征求意见稿)20140513颁布 药物QT间期延长潜在作用非临床研究技术指导原则(征求意见 20140513颁布稿) 药物安全药理学研究技术指导原则及起草说明(征求意见稿)20140513颁布

化药(51项) ◆化学药物长期毒性试验技术指导原则2007-08-13 颁布◆合成多肽药物药学研究技术指导原则2007-08-23 颁布◆药物遗传毒性研究技术指导原则2007-08-23 颁布◆已有国家标准化学药品研究技术指导原则2007-08-23 颁布◆化学药物综述资料撰写的格式和内容的技术指导原则——临 2007-08-23 颁布床研究资料综述 ◆化学药物综述资料撰写的格式和内容的技术指导原则——药 2007-08-23 颁布理毒理研究资料综述 ◆化学药物综述资料撰写的格式和内容的技术指导原则——药 2007-08-23 颁布学研究资料综述 ◆化学药物临床药代动力学研究技术指导原则2007-08-23 颁布◆化学药物一般药理学研究技术指导原则2007-08-23 颁布◆化学药物稳定性研究技术指导原则2007-08-23 颁布◆化学药物原料药制备和结构确证研究技术指导原则2007-08-23 颁布◆化学药物制剂人体生物利用度和生物等效性研究技术指导原 2007-08-23 颁布则 ◆化学药物刺激性、过敏性和溶血性研究技术指导原则2007-08-23 颁布◆化学药物残留溶剂研究技术指导原则2007-08-23 颁布◆化学药物质量控制分析方法验证技术指导原则2007-08-23 颁布

手性分子与手性药物

. 有机化学—— 手性分子与手性药物 材料与化学工程系 12级应化(1)班

. 我们吃的如甘蔗汁制的或甜莱汁制的糖,它们的分子都是右旋的。 人体内氨基酸分子都是左旋的,而淀粉的分子都是右旋的,传递遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA),95%以上呈右旋。 星系的运动都呈圆形、椭圆形或涡旋形运动,多是“左旋”。 多数藤本植物如牵牛花、扁豆等的茎蔓是右旋的。 海螺的螺壳都是右旋的,出现左旋螺壳的概率是百万分之。 左旋 右旋 自然界中的手性

. 长瓣兜兰花两侧长瓣的螺旋是左右对称的,右侧是左旋,左侧是右旋。——《科学》

. 化学概念中的手性 什么是手性 ⒈手性分子: 具有手性的分子称为手性分子,手性分子都具有旋光性;不具有手性的分子称为非手性分子,无旋光性。由于含一个不对称碳原子的化合物具有手性,这与其呈现手性特征的中心碳原子有关,因此这个中心碳原子称为手性中心,称其不对称碳原子为手性碳原子。 手性:实物与自身镜象不能重合的现象。 左手和右手不能叠合 左右手互为镜象 手性碳——手性分子的特征 所谓手性碳原子,是指饱和碳原子上连有四个完全不同的原子或原子团,常用“*”号予以标注。 F F C Br * 子 手性碳标记 F CH 3C H C H 2C H 3 OH * CH 3C H C H C H 3 Cl Br * * 非手性分子

. Ⅲ的结构具有对称中心,为非手性分子,与Ⅰ和Ⅱ均不成镜像,互为非对映异构体。 翻转180o,完全重合 3II 3I Ⅰ和Ⅱ互为对映异构体 ⒉含有一个手性碳原子的分子往往具有手性。含有多个手性碳原子的分子 不一定都具有手性。 例如:2,3-丁二醇的三种立体结构 互为镜像,不能重合,均为手性分子。 小结:

手性药物药学研究技术指导原则(0506)

附件二 手性药物质量控制研究技术指导原则

手性药物质量控制研究技术指导原则 一、概述 三维结构的物体所具有的与其镜像的平面形状完全一致,但在三维空间中不能完全重叠的性质,正如人的左右手之间的关系,称之为手性。具有手性的化合物即称为手性化合物。手性是自然界的一种基本属性,组成生物体的很多基本结构单元都具有手性,如组成蛋白质的手性氨基酸除少数例外,大都是L-氨基酸;组成多糖和核酸的天然单糖也大都是D构型。作为调节人类的相关生命活动而起到治疗作用的药物,如果在参与体内生理过程时涉及到手性分子或手性环境,则不同的立体异构体所产生的生物活性就可能不同。手性化合物除了通常所说的含手性中心的化合物外,还包括含有手性轴、手性平面、手性螺旋等因素的化合物。在本指导原则中所指的手性药物主要是指含手性中心的药物,其它类型的手性药物也可参考本指导原则的基本要求。 手性药物是指分子结构中含有手性中心(也叫不对称中心)的药物,它包括单一的立体异构体、两个以上(含两个)立体异构体的不等量的混合物以及外消旋体。不同构型的立体异构体的生物活性也可能不同,大致可分为以下几种情况【1】: 1)药物的生物活性完全或主要由其中的一个对映体产生。如S-萘普生在体外试验的镇痛作用比其R异构体强35倍。 2)两个对映体具有完全相反的生物活性。如新型苯哌啶类镇痛药-哌西那朵的右旋异构体为阿片受体的激动剂,而其左旋体则为阿片受体的拮抗剂。 3)一个对映体有严重的毒副作用。如驱虫药四咪唑的呕吐副

作用是由其右旋体产生的。 4)两个对映体的生物活性不同,但合并用药有利。如降压药-萘必洛尔的右旋体为β-受体阻滞剂,而左旋体能降低外周血管的阻力,并对心脏有保护作用;抗高血压药物茚达立酮【2】的R异构体具有利尿作用,但有增加血中尿酸的副作用,而S异构体却有促进尿酸排泄的作用,可有效降低R异构体的副作用,两者合用有利。进一步的研究表明,S与R异构体的比例为1:4或1:8时治疗效果最好。 5)两个对映体具有完全相同的生物活性【3】。如普罗帕酮的两个对映体都具有相同的抗心率失常作用。 正是由于手性药物的不同立体异构体在药效、药代及毒理等方面都可能存在差异,美国FDA在其关于开发立体异构体新药的政策【4】中要求在对手性药物进行药理毒理研究时,应分别获得该药物的各立体异构体,进行必要的比较研究,以确定拟进一步开发的药物。所以手性药物药学研究的主要任务就是为药物的筛选与进一步研究提供足够数量与纯度的立体异构体。本指导原则是在一般化学药物药学指导原则的基础上,并充分考虑手性药物的特殊性而起草的,其目的是为手性药物的药学研究提供一般性的指导。本指导原则中所说的手性药物主要针对单一的立体异构体、两个以上(含两个)立体异构体组成的不等量混合物。 由于手性药物的研发是一项探索性很强的工作,情况也比较复杂,所以在使用本指导原则时,还应具体问题具体分析:在遵循药品研发的自身规律以及手性药物一般要求的基础上,根据所研制药物的特点,进行针对性的研究。如采用本指导原则以外的研究手段与方法,则该方法或手段的科学性和可行性必须经过必要的验证。

手性药物发展趋势_附件

手性药物的发展趋势 手性药物在新药的设计、研究、开发、上市是一个主要的课题[1–4]。立体化学结构是药理学的一个重要方面[1]。在过去的几十年中,药典的主导力量是外消旋体,但是自从1980年新技术的出现,允许显著数量的纯对映体的药剂,人们对药物作用的立体化学的认识和兴趣有所增加[2-4]。 立体选择性生物分析的进步,导致了立体选择性药效学和药代动力学的重要性的新的认识,使对映体对整体药物作用的相对贡献出现了差异。当一种对映体负责感兴趣的活性,与其成对的对应体可能是无效的,拥有一些感兴趣的活性,可能是活性对映体的拮抗剂,也可能是希望的或不希望的单独的活动[3-5]。考虑到这些可能性,似乎是纯立体化学药物的主要优势,比如说总给药剂量减少,治疗窗增大,减少主体间变异以及剂量-反应关系间更精准的估计[3,4]。这些因素导致在企业和一些监管机构越来越偏爱单一对映体。手性药物的监管始于美国,1992年美国出版了一本正式的方针关于手性药物的发展,这份文件的题目是新立体异构体药物的政策声明[6]。紧接着,1994年欧盟发表了手性活性药物的研究[7]开始了对手性药物的监管。申请人必须认识到新药中手性药物的存在,企图分离立体异构体,评估不同的立体异构体对感兴趣的活性的不同的贡献,并且做出理性的选择对上市的立体异构体的形式。 单一对映体形式的手性药物的全球销售额持续增长。单一对映体剂型的药的市场份额在逐年增长,从1996年的27%(744亿美元),到1997年的29%,1998年的30%,1999年的32%,2000年的34%,2001年的38%,到2002年其市场份估计到了39%(1519亿美元)[8-13]。 排名前十的单一对映体药物(每年销售额大于10亿美元)是:阿托伐他汀

高效液相色谱手性固定相的最新研究进展

p 化学!生物 高效液相色谱手性固定相的最新研究进展 赵 峰 (昭通师范高等专科学校化学系, 云南 昭通 657000) 摘要:综述高效液相色谱手性固定相的发展过程,介绍手性冠醚类、P irkle 型、配体交换型、大环抗生素、多 糖类、环糊精类、分子印迹类、蛋白质类、手性聚合物类手性固定相在2006~2007年的发展过程,展望高效液相色谱手性固定相的发展前景. 关键词:高效液相色谱; 手性固定相; 手性拆分 中图分类号:O 657.7 文献标志码:A 文章编号:1008-9322(2008)05-0010-09 收稿日期:2007-11-19 作者简介:赵峰(1966) ),男,山东泰安人,讲师,硕士,主要从事色谱分析研究. 1 手性固定相的分类 手性固定相(chiral stationary phase,CSP)是通过物理吸附或者化学键合的方法把手性化合物键合到固相载体如全多孔硅胶上,已经研究过的几百种手性固定相有不少已成为商品柱.这些手性固定相可分为如下大类:(1)Pirkle 型手性固定相;(2)配体交换型手性固定相;(3)大环抗生素类手性固定相; (4)多糖类衍生物手性固定相;(5)手性冠醚类手性固定相;(6)环糊精类手性固定相;(7)分子印迹手性固定相;(8)蛋白质类手性固定相;(9)手性聚合物固定相;(10)其他手性固定相.在这些大类中,具有好的性价比的应该是多糖类、Pir kle 型以及环糊精类手性固定相[1]. 2 手性固定相的手性识别基本原理 各种不同的手性固定相具有不同的分离模式,从理论上讲,不管选择何种固定相,分离何种对映体,手性分离或手性识别都必须同时有三个相互作用点,这些作用中至少有一个依赖立体化学.该原理1952年首次由Dalgleish 提出,称÷三点作用原理",用图1可以说明 . 图1 三点作用原理 将手性材料固定在硅胶表面,其中含有A 、B 、C 三个作用点,与溶质的一个对映体相应的三个点A '、B '、C '作用,而与另一对映体则无C -C '作用力.如果C -C '作用力不等于C -D '作用力,则该外消旋体就有可能被拆分.÷三点作用"的作用力可以是氢键、偶极作用、范德华力、包合作用以及立体阻碍等.3 各种手性固定相的最新研究进展 3.1 冠醚类手性固定相(gr ow n ether CSP) 冠醚是具有一定大小空腔的大环聚醚化合物,呈王冠状结构,环的外沿是亲脂性乙撑基,环的内沿第30卷 第5期 Vol.30No.5昭通师范高等专科学校学报J ou rnal of Zhaoton g T each er p s College 2008年10月Oct.2008

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