手性化合物的拆分技术
手性化合物酶法拆分
1、氨基酸
非天然氨 基酸化学合成法外消旋体酶法拆分
对映体
多数氨基酸不易用化学法拆分，而酶法拆分比较有效。
例如： D-苯基甘氨酸是制备抗菌素类药物的重要中间体， 它由化学合成法制备得到外消旋体，利用氨肽酶成功 地进行了拆分［1］ 。
CH3 H 2N H OH
D, L-苯基甘氨酸 (PG) O (CH3C)2—O
参考文献
实例
Dunsmore等人［9］为此创 立了一种实用的去消旋过 程制备手性胺，使用一种 具有光学选择性的胺环氧 化酶和一个无选择性的化 学还原试剂(如氨水—硼 烷)。酶只氧化(S)—对映 体为亚胺，后者可以被还 原为外消旋胺．这样重复 操作，最终可以获得(R) —对映体，产率和对映体 过剩值都很高。
自然界里有很多手性化合物，因其所具有的特 殊性质和非凡功能，不仅在药物中，而且在农药， 香料，食品添加剂和昆虫信息素等领域均获得了广 泛的应用。 对于手性药物，其构型不 同它们的生理活性和毒性 也不同。
实例
手性问题的重要性！
图 1 对 映 体 的 不 同 生 理 活 性
沙利度胺（Thalidomide） --------天使还是魔鬼？
2、对映异构体
彼此成镜像关系，又不能重合的一对立体异构体互为对 映体。手性分子一定存在对映异构体。
3、外消旋体
一对对映体的等量混合物。它由旋光方向相反、旋光能 力相同的分子等量混合而成，其旋光性因这些分子间的 作用而相互抵消，因而是不旋光的。外消旋体通常用(±) 或 dl 表示。 当一个手性化合物进入生命体时， 它的两个对映异 构体通常会表现出不同的生物活性。（图1）
L-氨肽酶
D, L-PG H2SO4 / 加热 (外消旋化) L-PG
有机化学基础知识点手性化合物的分离与合成
有机化学基础知识点手性化合物的分离与合成有机化学基础知识点：手性化合物的分离与合成手性化合物在有机化学领域中扮演着重要的角色，它们具有两种非对称的镜像异构体，即左旋和右旋。
手性化合物的分离与合成是有机化学中的一项重要技术和研究内容。
本文将探讨手性化合物的分离与合成的基础知识点。
一、手性化合物的分离方法1. 基于手性配体的手性柱层析法手性柱层析法是一种基于手性配体与目标分子之间的亲和性进行分离的方法。
通过选择适当的手性配体，可以实现对手性化合物的分离纯化。
例如，利用氨基酸衍生物作为手性配体，可以成功地分离出手性氨基酸和手性药物等。
2. 经典拆分结晶法经典拆分结晶法是一种通过晶体生长的方式分离手性化合物的方法。
通过合适的溶剂和配体选择，可以在晶体生长过程中实现手性化合物的拆分和纯化。
这种方法适用于一些具有较高拆分度的手性化合物。
3. 手性萃取法手性萃取法是一种利用手性选择性较大的手性萃取剂对手性化合物进行分离的方法。
通常通过控制温度、pH值和萃取剂浓度等条件，实现对手性化合物的选择性萃取。
手性萃取法在手性酮、手性醇以及手性药物等的分离中得到了广泛应用。
二、手性化合物的合成方法1. 左旋-右旋互换法左旋-右旋互换法是一种将一种手性化合物转化为其对映异构体的方法。
通常可通过二氧化硫气体的作用，将左旋手性化合物转化为右旋手性化合物，或者通过酸碱反应进行互换。
这种方法在手性药物和手性农药的合成中得到了广泛应用。
2. 手性催化剂的应用手性催化剂是一种能够选择性地促使手性化合物发生反应的催化剂。
通过催化剂的选择，可以实现手性化合物的不对称合成。
例如，手性金属配合物催化剂在不对称氢化和不对称还原反应中起到了关键作用。
3. 有机合成中的修饰法有机合成中的修饰法是一种通过对已有手性分子进行化学修饰，合成新的手性分子的方法。
通过对已有手性分子的保留或改变官能团，可以得到一系列具有不同手性的化合物。
这种方法在新药开发和杂环合成中得到了广泛应用。
酶法拆分手性化合物 -
酶法拆分的技术归纳及运用
1、动力学拆分
1858年，Pasteur发现用灰绿青青酶发酵消旋酒石酸铵 时，右旋对映体的代谢要比左旋体快，并以此进行分离得 到光学活性的非天然的左旋酒石酸铵。这是化学史上的第 一个动力学拆分的例子。
原理：外消旋混合物中的各组分和酶以不同速率进行反
应，因此通过选择酶的种类和控制反应进程可以使其中的 一种对映体转化成产物，而另一种对映异构体则不发生反 应，从而达到分离的目的。
酶法拆分的技术归纳及运用
4、非水溶剂下酶法拆分
酶催化水解反应是应用最广的一项技术, 它的缺点是溶 液较稀且存在酶的回收问题. Zaks等人研究了酶在有机介 质中的催化条件和特点, 从而改变了以往认为酶只催化水 溶液中反应的传统观念。 目前关于水解酶的研究较多, 而研究水解酶在有机溶剂 中的应用有一定的应用价值. 利用这种方法不仅能合成酯 和氨基化合物, 而且还能将不溶性的酶从反应混合物中过 滤出来而回收, 因而酶的酰基化比水解反应有效。
酶法拆分的技术归纳及运用
例如： 酰基化供体主要应用在醇、胺和酸的动力学拆分 上, VA( vinyl acetate)就是一种常用的酰基化试剂。
总结
过去的几年里, 酶已在许多手性化合物的拆分 中得到了应用, 但对于已知的2 000 多种酶的总体 而言, 这些酶中只有极少数(其中大部分是水解酶) 被用于手性化合物的拆分, 随着蛋白质工程和工业 微生物的不断发展, 相信在不久的将来, 更为廉价 的、稳定的、适用于多种基质和高度选择性的酶 的不断开发, 会使酶在手性化合物的拆分中的应用 变得更为广阔。
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酶法拆分手性化合物
内容提要
一 二 三 四 五 背景简介 手性化合物制备方法 酶法拆分手性化合物 酶法拆分的技术归纳及运用 总结
有机化学中的手性识别与拆分
有机化学中的手性识别与拆分有机化学是研究有机物质的结构、性质和变化的学科。
手性识别与拆分是有机化学中一个重要的研究领域，它涉及到手性化合物的性质、合成和应用等方面。
本文将从手性的概念、手性识别的方法、手性拆分的策略等方面进行探讨。
手性是指分子或物质的非对称性质。
在有机化学中，手性分子由不对称的碳原子或其他原子组成，它们的镜像异构体无法通过旋转或平移重叠，因此具有不同的性质。
手性分子的存在对于生命体系、药物研究和有机合成等领域具有重要意义。
手性识别是指区分手性分子的方法和技术。
目前，常用的手性识别方法包括光学方法、核磁共振方法、质谱方法和色谱方法等。
其中，光学方法是最常用的手性识别方法之一。
光学活性物质对于不同偏振光的旋光度有不同的响应，通过测量旋光度可以确定手性分子的结构和组成。
核磁共振方法则是通过测量手性分子在磁场中的响应来识别手性。
质谱方法和色谱方法则是利用分子的质量差异或分子在柱上的分离来实现手性识别。
手性拆分是指将手性分子分离为其对映异构体的过程。
手性拆分的策略多种多样，常见的手性拆分方法包括晶体拆分、化学拆分和生物拆分等。
晶体拆分是通过晶体生长的方式将手性分子分离为不同的晶体，进而得到对映异构体。
化学拆分则是通过化学反应将手性分子转化为其他化合物，从而实现手性分子的拆分。
生物拆分则是利用生物体系中的酶或其他生物分子对手性分子进行选择性催化，从而实现手性分子的分离。
手性识别与拆分在药物研究和合成中具有重要的应用价值。
在药物研究中，手性药物的对映异构体往往具有不同的药理活性和毒性。
因此，通过手性识别和拆分可以选择性地合成和使用具有更好活性和安全性的手性药物。
在有机合成中，手性识别和拆分可以帮助合成化学家选择性地合成手性分子，从而提高合成效率和产率。
总之，手性识别与拆分是有机化学中的重要研究领域。
通过手性识别和拆分，我们可以更好地理解和利用手性分子的性质，为药物研究和有机合成等领域提供更多的选择和可能性。
手性化合物的拆分方法
手性化合物的拆分方法
手性化合物的拆分方法主要有对映体分离法和酶催化法两种。
对映体分离法是指通过物理或化学方法将手性化合物中的对映体分离开来。
常用的物理方法有晶体分离法和对映体选择性结晶法。
晶体分离法是指利用手性化合物结晶时的差异，通过适当的选择溶剂和结晶条件，使其中一个对映体结晶出来，而另一个对映体仍保持在溶液中。
对映体选择性结晶法则是利用对映体结晶时晶体生长速度的差异，通过选择合适的溶液浓度和温度，使其中一个对映体的晶体生长速度比另一个对映体快，从而实现对映体的分离。
酶催化法是利用手性化合物和酶之间的反应性差异进行对映体分离的方法。
酶催化法主要通过酶的手性选择性来实现对映体的分离，其中最常用的是立体选择性催化酶。
这种酶具有对手性底物具有高选择性催化作用的特点，通过调节反应条件和酶底物比例，可以将手性化合物中的对映体分离开来。
除了以上的方法，还有一些其他的手性化合物拆分方法，如手性色谱法、手性电泳法、手性转换法等。
这些方法则是通过物理、化学或生物学手段对手性化合物进行选择性的分离和转化，以实现对映体的分离。
手性药物拆分技术及分析
手性药物拆分技术及分析在药物研究和开发中，手性药物是一个非常重要的领域。
手性药物指的是分子结构中含有手性中心（手性碳原子）的化合物，左旋和右旋两种异构体具有不同的生物活性和体内代谢途径。
因此，正确地分析和分离手性药物对于药物研究和有效性的评估至关重要。
手性药物分析技术主要包括色谱法、光学活性法和核磁共振（NMR）法。
色谱法是一种常用的手性药物分析方法。
它基于手性药物的两种对映异构体在手性固定相上的不同吸附能力进行分离。
常见的色谱法包括高效液相色谱法（HPLC）和毛细管电泳法。
HPLC通常使用手性固定相柱，通过选择性地吸附左旋或右旋手性分子，实现对手性药物的分离。
毛细管电泳是一种高效的手性药物分析方法，基于对映异构体在电场中的迁移速率不同，通过毛细管中背景电解质的浓度和pH值调节来分离手性药物。
光学活性法是一种基于光学活性性质来分析和测定手性药物的方法。
光学活性手性药物由于具有旋光性，可以引起光的偏振方向发生旋转。
常用的光学活性法包括旋光仪法和圆二色光谱法。
旋光仪法是通过测定手性分子对光的旋转角度来判断手性药物的对映异构体的含量和比例。
圆二色光谱法则是测量手性分子对不同波长光的吸收性质，通过对波长的差异来判断手性药物的对映异构体。
核磁共振（NMR）是一种基于核磁共振现象来分析手性药物的方法。
NMR技术通过检测手性碳原子或核自旋的信号来确定手性药物的结构和对映异构体的比例。
通过对样品进行核磁共振实验后，通过解释谱图的峰位和峰形等信息，可以得到手性药物的分析结果。
此外，还有一些其他的手性药物分析方法，如质谱法、X射线衍射法和环光谱法等。
这些方法在手性药物分析中各有优劣，适用于不同类别和性质的手性药物。
总之，手性药物分析技术对于药物研究和评估的重要性不可忽视。
科学家们通过不断研究和发展新的手性分析技术，为新药开发和治疗提供了更可靠和准确的手性药物分析方法。
有机化学中的手性合成和拆分技术
有机化学中的手性合成和拆分技术手性合成和拆分技术在有机化学中是非常重要的。
手性分子是一种在化学结构上相同但在空间结构上不对称的分子。
它们的特性在化学和生物学中起着至关重要的作用。
在药物开发中，药物分子的手性往往会影响药物的生物利用度和效果。
因此，了解手性化合物的合成和拆分技术非常有帮助。
手性合成技术的发展历程非常曲折。
一开始，化学家们发现可以通过光学性质（例如旋光性）来对手性分子进行检测和识别。
这种检测技术为手性合成技术的发展奠定了基础，因为这证明了存在具有手性的分子。
随着时间的推移，研究人员开始探索如何合成手性化合物。
最早的手性合成方法是利用天然产物。
化学家们发现有一些天然产物，如樟脑、多肽和生物碱，具有手性结构。
这些产物为手性合成技术的发展带来了重大贡献。
但是，天然产物只能提供有限的手性合成选择，导致化学家们广泛探索其他手性合成方法。
其中一种方法是对映体选择拆分。
所谓对映体选择拆分就是从一个混合物中分离出单一对映体结构。
这可以通过利用酸或碱作为催化剂来实现。
然而，分离出的手性化合物数量通常较小，这使得对映体选择拆分难以应用于大规模生产。
另一种手性合成技术是立体选择反应。
这种技术利用具有手性催化剂的化合物来选择性地控制产物的手性。
这种技术广泛应用于有机合成和药物研发中。
例如，铱催化的不对称氢化反应已被广泛利用于手性化合物的制备中。
手性合成技术的另一个发展方向是利用手性分子匹配。
对映体间相互作用，也就是对映体间的手性识别性质，被广泛应用于手性化学物质的设计和合成。
例如，在金属有机化学中，采用配位环层是一种常见而有效的手性识别策略。
除了手性合成技术之外，还存在手性拆分技术。
手性拆分是将一个手性化合物分解成其对应的两个对映体之一的过程。
一种方法是制备手性材料。
这种手性材料可以根据其空间构型选择性捕获手性分子，具有将手性分子拆分成其对应对映体的能力。
另一种方法是使用手性分离筛。
手性分离筛是一种高度智能的分离材料，可以根据手性识别原理选择性地排除对映体结构，从而分离出目标化合物的一个对映体。
色谱分析中的手性分离技术
色谱分析中的手性分离技术色谱分析是一种常见的分离和检测技术，它可以通过不同成分在色谱柱上的运移速度差异，实现样品中组分的分离。
而手性分离技术则是其中一种具有广泛应用的技术。
手性分离技术又称拆分体分离技术，是指将具有手性的化合物分离成其对映异构体的过程。
手性分离技术主要有两种：手性凝胶色谱和手性高效液相色谱。
手性凝胶色谱是一种传统的手性分离技术，它利用具有手性结构的聚合物凝胶作为色谱填料，通过样品分子与凝胶之间的分子识别作用实现分离。
手性凝胶色谱是一种相对简单的手性分离技术，但是由于其分离程度较低，通常用于对手性分析的初步筛查。
手性高效液相色谱是一种高效手性分离技术，它基于手性色谱填料的表面手性区分作用和反相分离作用，实现对手性化合物的高效分离。
在手性高效液相色谱中，手性色谱柱成为关键的分离工具，色谱柱内填充了各种具有手性结构的填料，如纳米结构材料、束缚配体、离子交换树脂等。
手性高效液相色谱技术需要精密的操作和控制技术，同时对手性填料的选择和性能也十分关键。
常见的手性高效液相色谱模式包括正相模式、反相模式和杂相模式。
正相模式下，填料是手性站点，流动相是水/有机溶剂混合物，溶液的极性越强，分离能力越高；反相模式下，填料是非手性的，分离基于无手性分子和手性分子与填料的相互作用，流动相是弱极性有机溶剂/水混合物；杂相模式是正相和反相模式的结合。
手性高效液相色谱技术在制药、化妆品、食品、医疗诊断等领域得到了广泛应用。
例如，在药物研发中，手性高效液相色谱可以对药物的对映异构体进行分离和鉴定，以确定对映异构体的药效和安全性；在食品领域，手性高效液相色谱可以对添加的手性能呈现不同风味的香料成分的组成比例进行分离和鉴定。
当然，手性分离技术也存在一些困难和局限性。
一方面，手性化合物的对映异构体之间的物理和化学性质非常相似，因此分离困难。
另一方面，手性化合物的分离需要精密的手性填料和色谱柱控制技术，手性柱的制备和使用成本也较高。
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手性化合物的拆分技术研究进展
许多药物具有光学活性。
一般显示光学活性的药物分子，其立体结构必定是手性的，即具有不对称性。
手性是指其分子立体结构和它的镜像彼此不能重合。
互为镜像关系而又不能重合的一对分子结构称为对映体。
虽然对映异构体药物的理化性质基本相同，但由于药物分子所作用的受体或靶位是由氨基酸、核苷、膜等组成的手性蛋白质和核酸大分子等，后者对与之结合的药物分子的空间立体构型有一定的要求。
因此，对映异构体在动物体内往往呈现出药效学和药动学方面的差异。
鉴于此，美国食品药品监督管理局规定，今后研制具有不对称中心的药物，必须给出手性拆分结果，欧盟也提出了相应的要求。
因此，手性拆分已成为药理学研究和制药工业迫切需要解决的问题。
1.生成非对映体拆分
此方法是利用外消旋混合物与手性试剂反应后生成有不同性质的非対映体，从而利用生成物的不同物理性质（溶解度、蒸汽压、结晶速率等）将其分离，再将分离后的物质分别还原成之前的対映体。
还可以使用拆分剂家族代替单一拆分剂进行拆分，所谓拆分剂家族是指有类似结构的2~3个手性剂拆分剂。
组合拆分提高了产品收率和纯度。
2.动力学拆分
利用两个対映体和手性试剂发生反应的速度不一样，在混合物中添加不足量的手性试剂。
一个対映体与手性试剂结合，从而得到纯的反应慢的対映体。
可以分为经典动力学拆分和动态动力学拆分，动态动力学拆分是指将经典动力学拆分和底物消旋化相结合的拆分方法，理论产率可以达到100%。
底物消旋化分为化学消旋化和酶消旋化，由于酶消旋化具有操作条件温和、产率高、副反应少等优点而具有广泛的工业应用价值[4]。
3.液膜拆分
将具有手性识别功能的物质溶解在溶剂中制备液膜，利用内外向间推动力（浓度差、pH 差等）使待分离物中的某种物质得到富集。
液膜分离方法又分为本体液膜、乳化液膜、支撑液膜3种类型。
4.固体膜拆分
此方法是基于対映体间亲和力的差异，利用推动力（浓度差、压力差、电势差）进行分
离。
根据膜是否具有选择性又分成了两类，但是不具有手性选择性的膜分离时还需要有辅助的手性选择环境。
5.气相色谱拆分
气相色谱拆分法有操作简单、分离效率高、灵敏性高、分离效率高的优点。
但是它需要样品能气化，这就要求被分离体系具有很好的热稳定性，这大大限制了GC的广泛应用。
在GC中应用最多的固定相是各种环糊精衍生物。
使用这些固定相成功地分离了有机氯、手性有机磷等手性农药以及三唑类手性杀菌剂的分离[8]。
6.高效液相色谱拆分（HPLC）
高效液相色谱已经被广泛地使用到手性物的分离中，是处理药物、天然化学品、农药等领域中非常重要的分离手段。
包括了间接法和直接法两种。
间接法是利用高光学纯度的衍生试剂与対映体反应生成非对映异构体，最后再非手性环境下进行分离。
直接法是指在手性环境中直接进行分离，又可以分成手性固定相法（CSPHPLC）和手性流动相法。
由于CSPHPLC 避免了分离后対映体与流动相的拆分，因而是目前较为简单有效的方法。
为了达到好的分离效果需要有很高识别性能的手性固定相(CSP)，在众多的手性固定相中基于多糖和淀粉的CSPs对众多的消旋物都有很好的识别能力，是目前使用最多的CSP。
此外还有反相色谱拆分、高效逆流色谱拆分、薄层色谱拆分以及超临界流体拆分等众多色谱拆分方法。
7.毛细管区带电泳（CZE）
CZE是CE中最常见的一种分离方法。
可以加入多种手性拆分剂，分别具有不同的机理。
除了CZE以外还有基于分子筛原理的毛细管凝胶电泳CGE，由于这个电泳技术使用的手性选择剂局限在蛋白类和CD及其衍生物，所以CGE主要用来分离多肽、蛋白质等有生物活性的物质。
毛细管胶束电动色谱MEKC，集色谱分配和电渗电泳于一体的新型色谱。
它能够很好的用于分离、分析中性化合物。
毛细管等速电泳CITP，在生物制品和药物的纯度检测方面具有很大的应用前景。
毛细管电色谱CEC，以电渗流为流动相的驱动力，集CE的高效率和HPLC的高选择性于一身，很适合用于分离疏水性或着电泳淌度很接近的対映体。
非水毛细管电泳NACE，是在高电场的作用下，通过非水溶剂的不同酸、碱、离子的溶剂化作用效应，使対映体得到拆分的技术。
使用范围很广。
除此之外还新产生了萃取拆分、旋转带蒸馏拆分等新型的拆分技术[4]。
结论
随着食品、制药、农药等领域中手性化合物重要性的日益凸显，手性拆分技术必将有更广阔的发展空间。
本文提到的各种手性拆分方法都有各自的优缺点，相信随着对酶的进一步研究以及新型分离技术的使用，在已有的拆分方法基础上结合多种分离方法进行分离，综合其优
点，必定能够更加完善现有的拆分方法。
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