小中大多糖类手性固定相在色谱中的应用
摘要 手性色谱技术是最重要的手性分离方法之一，它不仅可以快速地分析对映体纯度，也可以用于大量制备光学异构体。设计和发展高效的固定相是手性色谱技术的核心。在诸多的手性固定相中，多糖类手性固定相因品种繁多、耐用而被广泛应用。本文综述了多糖类手性固定相在高效液相色谱、模拟移动床色谱、超临界流体色谱及膜分离中的应用。共引用文献52篇。
关键词 多糖，手性固定相，色谱，评述
1 引 言
近20年来，用色谱方法分离手性化合物取得了显著进展，已广泛应用于许多领域，如药物化学、不对称合成和生物分析等，不仅可以测定光学纯度，也可用于大量制备光学异构体。
手性色谱技术的核心是设计和制备适用范围广的手性固定相(chiral stationary phase，CSP)。至今已制备出大量用于色谱的CSP，其中120多种已商品化。CSP可分为两大类：一类是由小分子固定在硅胶载体上构成(刷型或 Pirkle型)，另一类是用光学聚合物固定在载体上制成，多孔胶状的聚合物也可直接用作CSP。其中Okamoto等发展的多糖类固定相是非常有用的分离工具，它们种类繁多、耐用而且负荷量大。其它广泛使用的手性固定相有衍生化的酒石酸CSP(Kromasil—TBB) ]、a1一酸性糖蛋白、Pirkle固定相、环糊精、聚丙烯酰胺和大环抗生素，如万古霉素、teicoplanin和瑞斯托菌素以及最新的用分子印记技术及仿生传感技术发展的CSP 。
多糖，如纤维素和淀粉是自然界大量存在的有光学活性的生物聚合物。它们具有良好的精细结构，能拆分异构体，包括氨基酸衍生物和联苯衍生物的阻转异构体，但它们的手性识别能力不强，适用面也很窄，只能用于毛细管电泳(CE)分析中。半合成的经过改性的多糖适用范围则大大扩展，可用于LC、CE、SFC、TLC、膜分离及萃取中，既可用于分析也可用于制备。经研究发现，多糖类衍生物的手性识别能力与单糖残基的性质、连接位置和连接形式有关。
2 高效液相色谱(HPLC)
多糖类手性固定相在HPLC中的应用相当广泛，常见的商品化多糖类手性固定相及应用实例可参考相关文献。纤维素类多糖为刚性的线形结构，而淀粉类多糖具有螺旋形结构。据报道有84%的小分子外消旋化合物可用Chiralcel OJ、Chiralcel OD、Chiralpak AD、Chiralpak AS分离 。
用HPLC分析对映体时，除了常用的UV或示差折光指数检测器，还可使用专门检测手性物质的旋光检测器和圆二色散检测器。这也是HPLC比气相色谱和NMR光谱等其它分析方法的优越之处。
为提高手性分离效果以利于检测，还可以对样品进行适当的衍生化。Fukushima 用荧光试剂DBD—PZ([4.[(N，N—dimethylamino)一sulfony1]-7一piperazino-2，1，3- benzoxadiazole])和DBD—COHz(4[[(N—hydrazinoformy1)methy1]一N—methy1]amino-7 一[N，N一(dimethylamino)sulfony1]-2，1，3-benzoxadiazole)对(RS)-2一芳基丙酸类化合物进行了衍生化，并发现衍生物洗脱顺序发生改变。
3 动态高效液相色谱(DHPLC)
新发展的手性DHPLC方法 可用于研究高温时立体化学稳定的手性化合物，它可得到一系列受温度控制的平顶或峰形曲线，从而可以考察对映体互变的动态过程、动力学数据及对映体互变的能垒。一般在CSP上用色谱方法分离外消旋混合物，最多可以得到收率50% 的两种纯的光学异构体。而在DHPLC中，利用CSP来达到对映体互变平衡，从而使分离和平衡合二为一，理论上可以从外消旋混合物中以100%收率得到一种纯的光学异构体。它的基本原理是外消旋混合物立体化学稳定在较低温度时对映体互变过程被抑制，而较高温度发生对映体互变。实验中让外消旋混合物先通过一个低温CSP柱子，将先洗脱出来的组分(A)继续通人第二个高温CSP柱子，收集后洗脱组分(B)。(A)进入第二个柱子后停留足够长时间达到对映体互变平衡，再继续洗脱，得到(A)和(B)。如果进行多次循环平衡、过柱，则可得到纯的对映体(B)。如Lorenz等用DHPLC分离一螺环化合物，该化合物可通过螺环处的C—O 键开环和闭环进行对映体互变。将它依次通过0℃和40℃ 的两根Chiralcel OD柱，平衡2h，即可得到32% ee(enantiomerie excess，ee)的(+)一对映体。
4 模拟移动床色谱(SMB)
至今批次处理色谱在应用中仍占主导地位，但大规模制备需要大量CSP。CSP价格昂贵，而且产品的浓度低，洗脱液消耗量大，难以回收。SMB可以节省90% 的流动相并得到更高的产率。在批次处理色谱中被分离组分在流动相的驱动力下移动，固定相只有一小部分起作用。在移动床色谱中，不仅流动相发生移动，固定相也要向相反方向移动，易洗脱的化合物(萃余液)随流动相移动，难洗脱的化合物(萃取液)随固定相移动。整个固定相的分离能力被持续利用，明显地提高了系统产率。但就技术而言很难移动固定相，因此采用模拟方式，SMB的环状柱子实际上是用许多小柱依次连接而成，有规律地改变进样口和出样口，可以达到和固定相移动相同的效果。SMB技术起于20世纪60年代UOP(Universal Oil Products，Des Plaines，IL，USA)从C8 中分离对二甲苯，后来该技术被广泛用于制药工业，以获得光学纯药物。其中应用于SMB的CSP约有70%是多糖类CSP。如Nagamatsu等用SMB 方法替代以前的非对映体结晶的方法，用稍做改性的Chiralcel OF(cellulose 4-chlorophenyl carbamate)分离了一种制药工业的中间体喹啉甲瓦龙酸酯。Francotte等的研究还发现，SMB对于难溶的化合物，如formoterol尤为有用。而且可调节不同参数如进样率和萃取率来达到最佳纯度和产率。
