点击蓝色字关注我们
手性化合物(chiral compounds)是指分子量、分子结构相同，但左右排列相反，如实物与其镜中的映体。人的左右手、结构相同，大拇指至小指的次序也相同，但顺序不同，左手是由左向右，右手则是由右向左，所以叫做“手性”。也就是指一对分子。由于它们像人的两只手一样彼此不能重合，又称为手性化合物。
手性与生物活性
手性药物进入生物体内后，其药理作用多与它和体内靶分子之间的手性匹配和分子识别能力有关。因此含手性的药物，不同对映体显示出不同的药理作用和毒副作用。
已发现很多手性化合物的对映异构体具有不同的生理活性，D-苯异丙胺是一种十分有效的中枢神经兴奋剂，而它的异构体则几乎没有药效；普萘洛尔（Proparnol，曾用名心得安）的L-异构体比D-异构体的生物活性高100倍。
有些手性药物的两种对映体有完全不同的药理作用，如曲托喹酚（tretoguinol，喘速宁）的S异构体是支气管扩张剂，R异构体则有抑制血小板凝聚的作用。
有些对映体还会引起毒副作用，一个灾难性的例子是反应停（thalidomide，沙利度胺）（对映体结构见图1）的使用。早在1960年用作镇静和安眠药，用于治疗妊娠期的不良反应。但后来发现，怀孕早期的妇女服用此药会引起胎儿严重畸形，原因就在于反应停存在两种不同的空间构型。
图1 反应停的两种构型
目前，大约有60%以上的处方药分子中含有一个或多个不对称中心，而这类手性药物中的绝大部分是以外消旋的形式在市场销售。由于要得到两种光学纯的对映体十分困难，所以对许多对映体药物药理活性差别没有经过充分的研究。这些药物中的一种对映体对病人可能无用或者甚至有害。为了准确的了解药效和安全用药，美国食品药品管理局（FDA）提出了新的法规，要求申报手性药物时必须对不同异构体的生理作用叙述清楚。
单一对映体的手性化合物获得方法
方法 | 优点 | 缺点 |
手性源合成法 | 以单一对映体的手性化合物为原料合成另外手性化合物的单一对映体 | 天然手性物质的种类有限 |
不对称合成法 | 在催化剂或酶的作用下，可得到过量的单一对映体手性化合物 | 具有很高的对映体选择性，但对底物的要求高，反应慢，产物分离困难。 |
外消旋体拆分法 | 在手性助剂的作用下将外消旋体化合物拆分为纯对映体化合物，非对映盐的分级结晶法，酶或微生物拆分法也已用于某些对映体，如氨基酸的制备分离 | 适合手性物质的外消旋体种类有限 |
外消旋体拆分法
据统计，大约有65%的非天然手性药物的纯对映体是由外消旋体或中间产物拆分得到的。
方法 | 具体操作 | 适用范围 |
化学拆分法 | 先将对映异构体与纯手性物质形成非对映异构体，然后利用非对映异构体的性质差异进行分离（如分级结晶），再将衍生物还原为纯对映体。 | 多限于酸碱类物质 |
酶或微生物法 | 利用酶或微生物对对映体具有专一识别能力的性质，消耗掉一种对映体而得到另一种对映体 | 有酶或微生物作用靶点的手性物质 |
色谱拆分法 | 包括高效液相色谱法、气相色谱法、薄层色谱法、超临色谱法、毛细管电泳和逆流色谱—离心分配色谱法 | 可以满足各种条件下对映体分离和测定的要求，能够进行简便快速的定性定量分析，也能进行制备规模的分离和微量测定 |
色谱法分离手性化合物的发展史
1939年 | Henderson和Rule 在乳糖上色谱分离外消旋樟脑衍生物 |
1952年 | Dalgliesh：提出氨基酸在纸色谱上光学分离的三点作用假设 |
1966年 | Gil-Au等：用GC直接分离对映体 |
1971年 | Davankov和Rogozhin：引入手性配体交换色谱 |
1972年 | Wulff和Sarhan：制备出手性LC的酶模拟聚合物 |
1973年 | Hesse和Hagel：制备出手性拆分的纤维素三乙酸酯 |
1973年 | Stewart和Dherty：把琼酯糖键合的牛血清清蛋白（BSA）用于手性拆分 |
1974年 | Blaschke：由光学活性单体合成出用手性LC的手性聚合物 |
1975年 | Gram等：用手性冠醚发展出主-客体色谱 |
1979年 | Dirkle和House：合成出第一个硅胶键合手性固定相，并应用于手性LC分离 |
1979年 | Okamoto等：合成出手性LC的螺旋形聚合物 |
1982年 | Allenmark等：把琼酯键合的BSA用于手性LC |
1983年 | Hermansson：把硅胶键合的a1-酸糖蛋白用于手性拆分 |
1984年 | Armstrong和DeMond：制备出硅胶键合环糊精固定相 |
液相色谱法手性拆分方法
在这些色谱方法中，高效液相色谱法不会因高温而使溶质构型发生变化而失去生物活性，它具有柱容量高的特点，并且具有发展成实验和工业规模对映体制备分离的巨大潜力。
拆分方法 | 操作过程 | 优点 | 缺点 |
手性衍生化法 | 利用待分离的两个对映体反应生成一对非对映体，然后在普通色谱柱（非手性柱）上实现分离 | 分离条件相对简单，只需采用普通HPLC色谱分离条件即可，通过衍生化后，也有利于提高检测器（紫外或荧光）灵敏度 | 需要高纯度的衍生化试剂及各对映体衍生化的速率不尽相同 |
手性流动相法 | 将手性添加剂加入到流动相中，与溶质的对映体生成一对非对映络合物，在普通色谱柱上进行分离 | 无需进行柱前衍生化，对色谱柱填料也无特殊要求 | 如添加剂选择不当会干扰溶质的检测，可拆分的化合物也有限 |
手性固定相法 | 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 | 制备方便，能适用于各类化合物的拆分 | 目前还没有一种广谱性的色谱固定相，需根据样品的结构选择合适的手性柱 |
目前，国际上手性化合物的研究正处于方兴未艾的阶段，过去30年中手性科学取得的巨大进展更将推动这一研究领域的蓬勃发展，也为我国将在手性科学的发展、实现手性化合物的工业化等手性技术的突破方面提供了难得的机遇。相信我国科学工作者在其不懈努力下也将在手性制药方面取得巨大成就。
