阿du
第1楼2008/08/28
1.4 高聚物手性固定相
HPLC聚合物CSP包括天然的聚糖类衍生物和合成的高分子手性聚合物。聚糖类手性聚合物主要包括纤维素、淀粉的衍生物(乙酯、苯甲酸酯、氨基甲酸酯),作为HPLC的CSP广泛应用于对映体手性拆分,其中特别是苯基氨基甲酸酯衍生物具有较高的应用价值而广泛研究。这类手性固定相的优点除了作为天然的光学活性物质容易得到外,它们的葡萄糖单元的羟基易被取代和官能团化,且该类CSP的载样量大,在大规模制备级色谱应用上有很大潜力。
1973年,Hesse和Hagel首先制备了微晶纤维素三醋酸酯(CTA),研究表明:在多相条件下制备的CTA具有较好的手性识别能力,这种手性识别能力来源于纤维素的晶体结构本身。当微晶纤维素三醋酸酯溶解于溶剂并涂渍在硅胶上时,其手性识别能力不同于原来的微晶纤维素,对某些对映异构体的光学拆分洗脱顺序是完全相反的,比如Troger碱,这种变化主要是由于在溶剂中的CTA性能与微晶结构时的CTA大不相同所致。
当各种纤维素酯、纤维素三苯甲酸酯及其衍生物涂渍在硅胶上时显示出较高的手性识别能力,根据三点作用原理,该类纤维素衍生物中最重要的手性作用位点是羰基,羰基与具有羰基的对映体通过偶极一偶极相互作用,与具有羟基或氨基的对映体发生氢键作用。通常.在纤维素的衍生物中大都还引入苯基,这有利于提高手性识别能力,常见的纤维素三苯甲酸酯的苯坏上取代基团有:2-CH3、3CH3、4CH3、4-OCH3、4-C(CH3)3、4-F3、3,4-(CH3)2、3,5-(CH30)2、3,5-C12等。
在所有的纤维素衍生物中,3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯显示出优越的手性识别能力。Okamato等曾用3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯作固定相对510种旋光物质进行拆分,这就是说,大约有60%的旋光物质能在3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯上进行拆分。
直链淀粉与纤维素一样也是d-葡萄糖单元构成,但直链淀粉被认为d-葡萄糖单元a键上存在一个螺旋结构而致使其结构更有序;同时,直链淀粉衍生物的手性识别能力与纤维素衍生物存在很大的差别。直链淀粉苯甲酸酯手性识别能力低,而三(3,5-二甲基苯氨基甲酸酯)即Chiralpak AD对绝大部分对映体显示最高的手性能力,X-射线结果分析表明,直链淀粉三(苯基氨基甲酸酯)有一个左端4折螺旋线。纤维素和直链淀粉手性识别能力不同的原因可能是由于葡萄糖单元构象不同,结构有序性存在差异。
Yashima等把直链淀粉的3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯衍生物区域选择性键合到硅胶上作为HPLC手性固定相结果表明:6-位键合到硅胶上比2-、3-位键合具有较高的手性拆分能力,但键合型比涂敷型CSP拆分能力低。Vinegar等认为将上述衍生物键合到硅胶上作为CSP可采用四氢呋喃和氯仿作流动相,可克服涂敷型CSP在此类流动相中溶解的问题。
Chankvetadze等讨论了直链淀粉的二甲基-、二氯-和氯甲基苯基氨基甲酸酯CSP的分离性能,表明直链淀粉的5-氯-2-甲基苯基氨基甲酸酯比相应的二甲基和二氯衍生物手性识别能力高;在苯基的2-位引入甲基,增加键合NH的比例,意味着增加吸着点的数目,同时降低了手性聚合物的规则性,但引入氯降低吸着点酸度,减弱对映体NH基相互作用。苯基氨基甲酸酯的2,5-甲基氯基衍生物优于相应的二甲基、二氯基衍生物,可能是上述作用平衡的结果;通过2-氯基与5-甲基比较表明Nit基的酸度对分子内的影响比作为吸着点与对映体相互作用更重要。
另一类手性聚合物是合成的高分子化合物,如三苯甲基丁烯酸酯类聚合物,因其螺旋结构而具手性。聚合物CSP的手性识别主要由于手性聚合物的高度有序结构,因此仅从聚合物的单体预测它们的性识别机理是困难的。三苯甲基丁烯酸酯类聚合物依靠其单向螺旋链获得旋光性,Okamoto将其涂于硅胶上,得到的CSP对刚性平面结构样品有良好的立体选择性,可用于酯、烃类、酰胺和含磷化合物的拆分。螺旋结构的固定相可能由于立体效应而产生拆分作用,当对映体依附在螺旋的不同层次,保留值不同产生手性拆分。
2 手性固定相的发展趋势
随着人们对手性化合物在医学工业和人体代谢方面重要性的了解,手性对映体的分离分析将会越来越重要。通过键合或者涂敷于硅胶上而制得的单一的聚合物作固定相的很少。这是因为一般的有机聚合物虽然耐pH范围广,化学稳定性高,但其刚性大减。采用无机微粒作载体,外面包覆聚合物层制得的固定相兼有普通聚合物的优点,又具有无机载体的刚性,从而使这类固定相得到了广泛研究,这也是高效液相色谱手性固定相的将来发展的个重要的方向。
由于外消旋体主要差异仅仅在于它们的立体化学构型,因此,HPLC的CSP对其手性识别能力也直接与映体本身的几何形状有关,对映体除了同CSP形成不稳定的复合物外。固定相的手性空间也是重要因素,性识别能力除了上述聚合物本身的结构特征外。其它多种因素如涂层溶剂、溶液pH值、操作温度等都会产生大的影响。
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