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手性色譜柱的分離原理及篩選

欄目：行業(yè)資訊 發(fā)布時(shí)間：2024-05-07
不同的選擇劑基團(tuán)與不同的手性固定相基質(zhì)的組合，就會(huì)有不同手性色譜柱的出現(xiàn)，它們的拆分能力也會(huì)有所差別。


手性固定相——手性色譜柱的核心


1、多糖類：可以分為纖維素型和直鏈淀粉型


多糖類—纖維素


纖維素由 β-D-葡萄糖單元通過(guò) 1,4-糖苷鍵連接而成的線狀聚合物；
結(jié)構(gòu)高度有序、呈螺旋型空穴結(jié)構(gòu)的光學(xué)活性天然高分子。



多糖類—直鏈淀粉


直鏈淀粉由α-D-葡萄糖單元通過(guò) 1,4-糖苷鍵連接而成，存在一個(gè)左手四重螺旋結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更為有序；
直鏈淀粉的螺旋比纖維素要更大、更規(guī)律且更為剛性。


2、環(huán)糊精類


環(huán)糊精類


·環(huán)糊精（Cyclodextrin，簡(jiǎn)稱CD）是由直鏈淀粉經(jīng)酶發(fā)酵生成的一類寡糖化合物；
·伯羥基排列在空腔開口較小的一邊，而仲羥基均排列在空腔開口較大的一邊，特殊的官能團(tuán)排列方式使其具有外側(cè)親水，內(nèi)層親脂的性質(zhì)；
·β-環(huán)糊精(7個(gè)葡萄糖單元組成)溶解度最好、剛性最強(qiáng)，疏水性空洞內(nèi)可嵌入各種對(duì)映體分子，形成包絡(luò)復(fù)合物，對(duì)手性分離有最好的選擇性，因此其衍生后特別適合芳香型化合物的手性分離。


3、蛋白質(zhì)類

蛋白質(zhì)類


·牛血清蛋白（BSA）由583個(gè)氨基酸組成的單條多肽鏈，分子量約為66 kDa，包括17個(gè)二硫鍵和一個(gè)巰基，可與多種陽(yáng)離子、陰離子和小分子結(jié)合；
·氨基酸殘基可提供手性位點(diǎn)，手性藥物對(duì)映異構(gòu)體與手性位點(diǎn)可以產(chǎn)生不同作用力，如氫鍵、疏水作用、靜電作用等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)映體拆分。
·BSA作為甲氨蝶呤的專用柱，已寫進(jìn)中國(guó)藥典。

4、其他類型：大環(huán)類（抗生素及冠醚）、配體交換型、分子印跡聚合物等……


手性固定相類型


不同的選擇劑基團(tuán)與不同的手性固定相基質(zhì)的組合，就會(huì)有不同手性色譜柱的出現(xiàn)，它們的拆分能力也會(huì)有所差別。手性色譜柱是分離手性化合物的工具，這些工具的分離原理是什么呢？接下來(lái)我們就來(lái)介紹一下手性色譜柱的分離原理。


手性色譜柱分離原理


1、三點(diǎn)作用力


手性分離的基本原理是三點(diǎn)相互作用，它是一個(gè)立體空間結(jié)構(gòu)的概念。它是利用不同構(gòu)型的手性異構(gòu)體分子與色譜柱3個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)上相互作用力的強(qiáng)弱差別，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)手性化合物的拆分。


手性分離原理


·立體空間結(jié)構(gòu)上，色譜柱與對(duì)映體最少必須具備三個(gè)相互作用點(diǎn)；
·色譜柱含有 a、c、d三個(gè)作用點(diǎn)，能與樣品相應(yīng)的三個(gè)點(diǎn) A、C、D 作用；雖然樣品中兩對(duì)對(duì)映體都有三個(gè)點(diǎn)能與色譜柱作用，但其中一個(gè)對(duì)映體可形成比另一個(gè)對(duì)映體更強(qiáng)的第三點(diǎn)作用。



·三點(diǎn)相互作用力主要有氫鍵作用、π-π、偶極-偶極、疏水作用以及包含作用。
·其中的包含作用是手性分離中一種特殊的作用力：手性化合物可與手性固定相形成包絡(luò)復(fù)合物，利用不同構(gòu)型的異構(gòu)體作用力差別從而實(shí)現(xiàn)分離。
·前面介紹的環(huán)糊精手性固定相即是運(yùn)用到這種包含作用。


2、手性識(shí)別




·對(duì)手性識(shí)別而言，最重要的吸附位置是手性單元附近的氨基甲酸酯，而這個(gè)部位的極性必定受到苯環(huán)上取代基的影響。
·如果苯環(huán)上引入吸電子基團(tuán)（如鹵素），則會(huì)增強(qiáng)-NH基的活性，由于氫鍵等作用力的增強(qiáng)從而利于含羰基、醚類手性化合物的分離。
·如果苯環(huán)上引入供電子基團(tuán)（如甲基），則羰基的電子云密度將增加，從而利于含有羥基、氨基手性化合物的分離。


3、環(huán)糊精類手性固定相分離原理



環(huán)糊精類手性固定相的特殊包含作用，需要滿足手性分離條件的要求有三個(gè)：否則包絡(luò)作用無(wú)法形成，進(jìn)而影響手性拆分。
（1）待測(cè)物分子需與環(huán)糊精空穴匹配
（2）芳香環(huán)或者環(huán)烷基在待測(cè)分子的手性中心附近
（3）在待測(cè)物手性中心或其附近必須有能與CD空腔入口的氨基甲酸酯互相作用的極性基團(tuán)


研創(chuàng)手性固定相分離機(jī)理總結(jié)


我們來(lái)總結(jié)一下研創(chuàng)手性固定相分離機(jī)理！

經(jīng)研創(chuàng)十幾年的研發(fā)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，苯環(huán)上 3、5位引入相同吸電子或供電子的手性色譜柱（如 Y1、Y3、R-C），比其他位置引入取代基的手性色譜柱，拆分能力更佳、適用范圍更廣。



機(jī)理：不同位點(diǎn)的電子基協(xié)同效應(yīng)，形成固定相的作用力差異，最終導(dǎo)致各類色譜柱的分離特異性的差異，這也是研創(chuàng)篩柱順序的指導(dǎo)理論。


研創(chuàng)手性色譜柱產(chǎn)品匯總



手性色譜柱的篩選及案例


小提問(wèn)

 拿到新的手性化合物，

如何快速挑選合適的手性色譜柱？


手性色譜柱的篩選


研創(chuàng)手性色譜柱篩柱流程圖


研創(chuàng)擁有一套完整且成熟的篩柱流程。

第一梯隊(duì)涵蓋了多糖類和環(huán)糊精類涂敷型和鍵合型的手性色譜柱。

第二第三梯隊(duì)充當(dāng)是第一梯隊(duì)的補(bǔ)充作用。


研創(chuàng)第一梯度手性色譜柱產(chǎn)品


我們來(lái)細(xì)看一下篩柱流程第一梯隊(duì)的手性柱。
正如前面原理闡述所說(shuō)，選擇劑基團(tuán)上3、5位供電子或吸電子基團(tuán)會(huì)對(duì)手性分離有不同的作用，不同的基質(zhì)也會(huì)有不同的作用機(jī)理。
因此研創(chuàng)在第一梯隊(duì)里設(shè)計(jì)了5款手性柱，分別是供電子基團(tuán)的3款不同基質(zhì)的手性柱Y1、Y3、SDMP，吸電子基團(tuán)的多糖纖維素型手性柱R-C和既有供電子基也有吸電子基的多糖纖維素型手性柱Y5。
由此可見第一梯隊(duì)的手性柱能從多個(gè)角度應(yīng)對(duì)各式各樣的手性化合物。


研創(chuàng)手性色譜柱推薦方案


手性色譜柱推薦


通過(guò)廣州研創(chuàng)十余年手性拆分對(duì)比 800多種化合物綜合分析發(fā)現(xiàn)：

  1. Y3(60%) > Y1(37%) > Y5(35%) > R-C(29%) >  SDMP(10%)

  2. Y1+Y3 > 76%

  3. Y1+Y3+Y5+R-C+SDMP > 85%


研創(chuàng)分離案例


案例一：


Y1


如圖，一些化合物，只有一款手性柱能有良好的分離，其他手性柱沒(méi)有分離趨勢(shì)，那么我們就選擇這款手性柱進(jìn)行拆分。


案例二：


Y3


如圖，一些化合物，第一梯度里Y1、Y3、Y5、R-C都有分離趨勢(shì)，但是只有Y3能達(dá)到基線分離，因此我們就可以選擇Y3。


案例三：


Y5


如圖，一些化合物多款手性柱都能基線分離，這時(shí)我們就應(yīng)該選擇分離效果最好、分離度最大、柱效最高的手性柱，如這個(gè)案例里我們就應(yīng)該選擇Y5。


案例四：


R-C


如圖，一些化合物，研創(chuàng)通過(guò)各類柱子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，用選擇劑基團(tuán)是吸電子基的R-C分離效果最好。手性柱配備越多，拆分成功率就越高越能滿足更多形形色色的化合物的分離。



手性色譜柱的分離原理及篩選會(huì)出相關(guān)視頻，

敬請(qǐng)期待~