手性色谱柱的分离原理及筛选

栏目：行业资讯 发布时间：2024-05-07
不同的选择剂基团与不同的手性固定相基质的组合，就会有不同手性色谱柱的出现，它们的拆分能力也会有所差别。


手性固定相——手性色谱柱的核心


1、多糖类：可以分为纤维素型和直链淀粉型


多糖类—纤维素


纤维素由 β-D-葡萄糖单元通过 1,4-糖苷键连接而成的线状聚合物；
结构高度有序、呈螺旋型空穴结构的光学活性天然高分子。



多糖类—直链淀粉


直链淀粉由α-D-葡萄糖单元通过 1,4-糖苷键连接而成，存在一个左手四重螺旋结构，结构更为有序；
直链淀粉的螺旋比纤维素要更大、更规律且更为刚性。


2、环糊精类


环糊精类


·环糊精（Cyclodextrin，简称CD）是由直链淀粉经酶发酵生成的一类寡糖化合物；
·伯羟基排列在空腔开口较小的一边，而仲羟基均排列在空腔开口较大的一边，特殊的官能团排列方式使其具有外侧亲水，内层亲脂的性质；
·β-环糊精(7个葡萄糖单元组成)溶解度最好、刚性最强，疏水性空洞内可嵌入各种对映体分子，形成包络复合物，对手性分离有最好的选择性，因此其衍生后特别适合芳香型化合物的手性分离。


3、蛋白质类

蛋白质类


·牛血清蛋白（BSA）由583个氨基酸组成的单条多肽链，分子量约为66 kDa，包括17个二硫键和一个巯基，可与多种阳离子、阴离子和小分子结合；
·氨基酸残基可提供手性位点，手性药物对映异构体与手性位点可以产生不同作用力，如氢键、疏水作用、静电作用等，从而实现对映体拆分。
·BSA作为甲氨蝶呤的专用柱，已写进中国药典。

4、其他类型：大环类（抗生素及冠醚）、配体交换型、分子印迹聚合物等……


手性固定相类型


不同的选择剂基团与不同的手性固定相基质的组合，就会有不同手性色谱柱的出现，它们的拆分能力也会有所差别。手性色谱柱是分离手性化合物的工具，这些工具的分离原理是什么呢？接下来我们就来介绍一下手性色谱柱的分离原理。


手性色谱柱分离原理


1、三点作用力


手性分离的基本原理是三点相互作用，它是一个立体空间结构的概念。它是利用不同构型的手性异构体分子与色谱柱3个对应点上相互作用力的强弱差别，从而实现对手性化合物的拆分。


手性分离原理


·立体空间结构上，色谱柱与对映体最少必须具备三个相互作用点；
·色谱柱含有 a、c、d三个作用点，能与样品相应的三个点 A、C、D 作用；虽然样品中两对对映体都有三个点能与色谱柱作用，但其中一个对映体可形成比另一个对映体更强的第三点作用。



·三点相互作用力主要有氢键作用、π-π、偶极-偶极、疏水作用以及包含作用。
·其中的包含作用是手性分离中一种特殊的作用力：手性化合物可与手性固定相形成包络复合物，利用不同构型的异构体作用力差别从而实现分离。
·前面介绍的环糊精手性固定相即是运用到这种包含作用。


2、手性识别




·对手性识别而言，最重要的吸附位置是手性单元附近的氨基甲酸酯，而这个部位的极性必定受到苯环上取代基的影响。
·如果苯环上引入吸电子基团（如卤素），则会增强-NH基的活性，由于氢键等作用力的增强从而利于含羰基、醚类手性化合物的分离。
·如果苯环上引入供电子基团（如甲基），则羰基的电子云密度将增加，从而利于含有羟基、氨基手性化合物的分离。


3、环糊精类手性固定相分离原理



环糊精类手性固定相的特殊包含作用，需要满足手性分离条件的要求有三个：否则包络作用无法形成，进而影响手性拆分。
（1）待测物分子需与环糊精空穴匹配
（2）芳香环或者环烷基在待测分子的手性中心附近
（3）在待测物手性中心或其附近必须有能与CD空腔入口的氨基甲酸酯互相作用的极性基团


研创手性固定相分离机理总结


我们来总结一下研创手性固定相分离机理！

经研创十几年的研发与实验验证，苯环上 3、5位引入相同吸电子或供电子的手性色谱柱（如 Y1、Y3、R-C），比其他位置引入取代基的手性色谱柱，拆分能力更佳、适用范围更广。



机理：不同位点的电子基协同效应，形成固定相的作用力差异，最终导致各类色谱柱的分离特异性的差异，这也是研创筛柱顺序的指导理论。


研创手性色谱柱产品汇总



手性色谱柱的筛选及案例


小提问

 拿到新的手性化合物，

如何快速挑选合适的手性色谱柱？


手性色谱柱的筛选


研创手性色谱柱筛柱流程图


研创拥有一套完整且成熟的筛柱流程。

第一梯队涵盖了多糖类和环糊精类涂敷型和键合型的手性色谱柱。

第二第三梯队充当是第一梯队的补充作用。


研创第一梯度手性色谱柱产品


我们来细看一下筛柱流程第一梯队的手性柱。
正如前面原理阐述所说，选择剂基团上3、5位供电子或吸电子基团会对手性分离有不同的作用，不同的基质也会有不同的作用机理。
因此研创在第一梯队里设计了5款手性柱，分别是供电子基团的3款不同基质的手性柱Y1、Y3、SDMP，吸电子基团的多糖纤维素型手性柱R-C和既有供电子基也有吸电子基的多糖纤维素型手性柱Y5。
由此可见第一梯队的手性柱能从多个角度应对各式各样的手性化合物。


研创手性色谱柱推荐方案


手性色谱柱推荐


通过广州研创十余年手性拆分对比 800多种化合物综合分析发现：

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

  2. Y1+Y3 > 76%

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


研创分离案例


案例一：


Y1


如图，一些化合物，只有一款手性柱能有良好的分离，其他手性柱没有分离趋势，那么我们就选择这款手性柱进行拆分。


案例二：


Y3


如图，一些化合物，第一梯度里Y1、Y3、Y5、R-C都有分离趋势，但是只有Y3能达到基线分离，因此我们就可以选择Y3。


案例三：


Y5


如图，一些化合物多款手性柱都能基线分离，这时我们就应该选择分离效果最好、分离度最大、柱效最高的手性柱，如这个案例里我们就应该选择Y5。


案例四：


R-C


如图，一些化合物，研创通过各类柱子进行实验验证，用选择剂基团是吸电子基的R-C分离效果最好。手性柱配备越多，拆分成功率就越高越能满足更多形形色色的化合物的分离。



手性色谱柱的分离原理及筛选会出相关视频，

敬请期待~


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