【干货】高效液相色谱法在手性药物对映异构体拆分中的应用

当药物分子中碳原子上连接有4个不相同的基团时，该碳原子被称为不对称碳或手性碳（中心），会导致药物分子存在异构体，如果两个异构体之间的关系如同一个物体的立体结构在照镜子，这个立体结构和它在镜子中的像互为对映异构体（对映体）。图1是手性对映异构体的图示。

图 1  手性对映异构体图示

对映体具有相同的物理性质（如熔点，沸点，溶解度，折射率，酸性，密度等），热力学性质（如自由能，焓、熵等）和化学性质。除非在手性环境（如手性试剂，手性溶剂）中才表现出差异。对映体对偏振光的作用不同，它们的比旋光度数值相同，但方向相反。对映体的生物活性不相同，化学反应中表现出等速率。

等量的左旋体与右旋体的混合物构成外消旋体。从对映体中分离出单纯一个光学异构体的方法称手性拆分。最普通的手性拆分方法是消旋旋体与光学活性相反的离子（称拆分剂）作用生成非对映体。手性药物对映体拆分的方法主要有非色谱法和色谱法。

非色谱法（主要包括结晶法、微生物消化法等）耗时长，过程繁琐不能制备高纯度对映体，色谱法是基于把对映体的混合物转换成非对映异构体，然后利用它们在化学或物理性质上的差异进行分离。

主要包括气相色谱(GC)、超临界流体色谱(SFC)、毛细管电泳(CE)和毛细管电色谱(CEC)等。表1罗列了色谱手性拆分的发展史。其中高效液相色谱(HPLC)因其独特的优势成为手性分析领域最常用的一种技术。

表1 色谱手性拆分发展史

手性药物拆分法通常分为直接法和间接法两大类。间接法和直接法的共同特点是均以现代技术为基础并引人不对称中心或光活性分子；不同的是间接法是将其引入分子溶质内，而直接法则是引人分子间。引人手性环境使对映异构体间呈现物理特征的差异是手性进行光学异构体拆分的基础。

药物对映体在分离前，先与具有高光学纯度的手性衍生剂反应，在药物对映体中引入第二个手性中心，形成非对映异构体，溶质分子与流动相和固定相之间的作用力不同，发生差速迁移以常规或手性固定相进行分离称为间接法，也称手性衍生化试剂法（CDR）。

图 2  CDR原理图示

表2 常用手性衍生剂

直接法是在HPLC系统中引入“手性识别器”或手性环境，以形成暂时的非对映体异构体复合物，根据其形成复合物的稳定系数不同而获得分离。直接法分为手性流动相法（CMP）和手性固定相法（CSP）。

（1）手性流动相法（CMP）

在流动相加入手性添加剂（CMPA），与对映体生成一对非对映络合物，在普通色谱柱上进行分离。手性添加剂与溶质生成的络合物虽然不及衍生化法形成的衍生物牢固，但所依据的手性识别作用络合物的非对映异构体性质却基本相同。

图 3  CMP原理图示

表3 常用手性添加剂

（2）手性固定相法（CSP）

手性固定相法是基于样品与固定相表面的手性选择剂形成暂时的非对映体配合物的能量差异或稳定性不同而达到手性分离。是不经过转变成非对映体的直接拆分的方法。

图 4  CSP原理图示

表4 CSP种类

表5 三种手性拆分方法比较

高效液相色谱法具有快速、分离效果好、检测灵敏度高及可配备选择性强、灵敏度高的不同检测器、检测自动化等特点。对于定量分析和制备分离都是应用最为广泛的一种技术。未来高效液相色谱法在手性分析领域的发展有望集中在深入研究手性识别机制，为快速筛选出合适的分析或制备方法提供明确的理论依据；寻找新材料应用于手性选择剂和色谱柱填料中;同时也是色谱学研究重要的分支。在手性色谱学中，无论是间接法还是直接法都有各自的优点和局限性，它们在药物科学中的应用也是互相补充、各具特色。我们应根据被测药物的结构和性质，选择适当的方法对其进行有效的拆分，为手性药物研发和质量控制提供可靠保障，不断促进手性药物的发展。

（内容来源：医药大世界）