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手性固定相系列介紹(四)——刷型

欄目:行業(yè)資訊 發(fā)布時間:2024-12-05
刷型固定相是典型的獨立型固定相,因W.H.Pirkle發(fā)明了該類固定相,并對其發(fā)展有突出的貢獻,因此又稱為“Pirkle”型手性固定相。今天小研來帶大家一起詳細了解這一類手性固定相~

刷型固定相是典型的獨立型固定相,因W.H.Pirkle發(fā)明了該類固定相,并對其發(fā)展有突出的貢獻,因此又稱為“Pirkle”型手性固定相。今天小研來帶大家一起詳細了解這一類手性固定相~







01
刷型手性固定相定義和分類

刷型手性固定相是HPLC中非常重要的一類手性固定相,它是將單分子層的手性有機分子通過適宜的連接基團鍵合到硅膠載體上而制得的。



圖 1 第一代 Pirkle CSP

第一代Pirkle型CSP(圖 1)是將TFAE鍵合到硅膠上形成的手性固定相,其中TFAE是一個π-堿,可與吸電子芳香基π-酸發(fā)生π-π電荷轉移作用。該手性固定相可用于拆分大量的π-酸性的胺、亞砜類、氨基酸等外消旋體、羥基酸對映體的3,5-二硝基苯甲酰(DNB)衍生物等。


圖 2 第二代 Pirkle CSP


Pirkle認為,如果一個固定的化合物A的對映體之一能拆分另一個化合物B的對映體,那么反過來,化合物B的單一對映體也能拆分化合物A的對映體。這就是在電荷轉移手性固定相設計中有重要指導意義的“交互作用原理”。利用這一原理,Pirkle 等制備了一系列 DNB 醇、氨基酸胺衍生物鍵合固定相。此類固定相不僅有共價鍵合型,還有離子鍵合型。這些以氨基酸DNB衍生物為主的固定相構成了第二代Pikle型CSP(圖2),可有效分離含芳基的胺、醇、氨基酸、亞砜、氨基膦酸等多種類型手性化合物及其衍生物。


以上Pirkle型CSP的共同結構特征是在手性中心附近至少含有下列基團之一:

(1)π-酸或π-堿芳基,具有給體-受體相互作用能力(電子轉移配位)。

(2)極性氫鍵給體/受體。

(3)形成偶極相互作用的極性基團。

(4)大體積非極性基團,提供立體位阻或構型控制作用。


根據被鍵合有機分子的性質,刷型手性固定相可分為三類:π一吸電子手性固定相,π一給電子手性固定相,π一吸電子和π一給電子混合型手性固定相。


02
刷型手性固定相的拆分原理

刷型固定相手性識別原理主要是三點作用原理,要實現(xiàn)對映體與固定相之間至少存在三點相互作用。這些作用可以是氫鍵、靜電作用、偶極-偶極作用、疏水作用或空間作用等,并且其中一點要有立體選擇性。


固定相手性分子中的3個位點A、B、C與被拆分的化合物某一對映體分子中相應的位點A’、B'、C’發(fā)生作用,而與化合物的另一對映體分子至多只能發(fā)生兩點相互作用,由此,兩對映體因與固定相的作用一對映體力不同而被分離。


圖 3 三點作用模式


如圖3所示,當手性固定相與對映體(I)相互作用的部位為 A…A'、B…B’和C…C',而與對映體(II)缺少C…C’作用部位時,如果C…C'是相互吸引部位,則對映體(I)比)在柱上的保留時間長;如果C…C’是相互排斥部位,則對映體(I)可先被洗脫;如果C…C’之間相互作用極弱或完全沒有作用,則不能被分離。


03
刷型手性固定相的應用


刷型手性固定相一般采用正相色譜體系,以含一定量異丙醇(0.2%~20%)的正已烷為流動相,有時也采用四氫呋喃和其他氫鍵受體溶劑。這類固定相也可以在反相體系中應用,但大多數(shù)情況下正相體系中的分離效果相對好一些。


刷型手性固定相的優(yōu)點是柱效和柱容量高,不僅用于對映體分析,也可用于對映體制備分離。除了用于常規(guī)HPLC,還可用于超臨界流體色譜(SFC)和模擬移動床色譜(SMB)中?;诹Ⅲw識別機制,該類固定相可預測對映體洗脫順序或改變對映體洗脫順序,這對對映體雜質的檢查分析具有重要的意義。由于該類固定相一般共價鍵合在硅膠表面,所以推薦的流動相pH值范圍在2.5~7.5之間。


圖 4 不同流動相改性試劑對萘普生對映體手性拆分的影響


在選擇流動相條件時,首先以不加改性劑的流動相進行摸索,如果被分離物是酸性或堿性較強的物質,為了改善峰形或提高分離度,可在流動相中加入一些改性劑,如圖 4所示但改性劑的加入量一般不超過0.1%。通常拆分酸性化合物時加入的改性劑為醋酸或醋酸銨,拆分堿性化合物時加入的改性劑是三乙胺、二乙胺或醋酸銨。而需要注意的是,常用的三氟乙酸改性劑在刷型手性固定相中是限制使用的。另外,柱溫對此類手性固定相的拆分性能有較大的影響。


04
結語


刷型手性固定相在手性化合物的分離中得到了廣泛的應用,它既可以用作反相色譜,也可以用于正相色譜,存在有不足之處,如對于不含芳香環(huán)的化合物,在分離之前要先進行芳香化反應才能進行拆分,這大大限制了這類固定相的應用范圍。


參考文獻:

1.刷型手性固定相及其在手性化合物分離中的應用,周英珍等;

2.手性藥物分析,尤啟東、林國強 編著