手性色譜柱的基礎(chǔ)認(rèn)知

根據(jù)手性固定相和溶劑的相互作用機(jī)制，Irving Wainer首次提出了手性色譜柱的分類體系：
第1類：通過氫鍵、π-π作用、偶級(jí)-偶級(jí)作用形成復(fù)合物。
第2類：既有類型1中的相互作用，又存在包埋復(fù)合物。此類手性色譜柱中典型的是由纖維素及其衍生物制成的手性色譜柱。
第3類：基于溶劑進(jìn)入手性空穴形成包埋復(fù)合物。
這類手性色譜柱中最典型的是由Armstrong教授開發(fā)的環(huán)糊精型手性柱[2]，另外冠醚型手性柱和螺旋型聚合物，如聚（苯基甲基甲基丙烯酸酯）形成的手性色譜柱也屬于此類。
第4類：基于形成非對(duì)映體的金屬絡(luò)合物，是由Davankov開發(fā)的手性分離技術(shù)，也稱為手性配位交換色譜（CLEC）。
第5類：蛋白質(zhì)型手性色譜柱。手性分離是基于疏水相互作用和極性相互作用實(shí)現(xiàn)。
但是，隨著由于市場上可選擇的手性色譜柱越來越多，此分類系統(tǒng)有時(shí)很難將一些手性柱歸納進(jìn)去。

因此參考Irving Wainer的分類方法，根據(jù)固定相的化學(xué)結(jié)構(gòu)，將手性色譜柱分為以下幾種：

• 刷（Brush）型或稱為Prikle型
• 纖維素（Cellulose）型
• 環(huán)糊精（Cyclodextrin）型
• 大環(huán)抗生素（Macrocyclicantibiotics）型
• 蛋白質(zhì)（Protein）型
• 配位交換（|Ligandexchange）型
• 冠醚（Crown ethers）型
  
  1、刷型：刷型手性色譜柱的出現(xiàn)和發(fā)展源于Bill Prikle及其同事的卓越工作。
  六十年代，Bill Prikle將手性核磁共振中的成果運(yùn)用到手性HPLC固定相研究中，通過不斷實(shí)踐，發(fā)明了應(yīng)用范圍較廣、柱效很好的手性色譜柱。
  刷型手性色譜柱是根據(jù)三點(diǎn)識(shí)別模式設(shè)計(jì)的，屬于Irving Wainer分類中的第一種類型。
  刷型手性固定相分為π電子接受型和π電子提供型兩類。
  最常見的π電子接受型固定相是由（R）-N-3，5-二硝基苯甲酰苯基甘氨酸鍵合到γ-氨丙基硅膠上的制成。
  此類刷型手性色譜柱可以分離許多可提供π電子的芳香族化合物，或用氯化萘酚等對(duì)化合物進(jìn)行衍生化后進(jìn)行手性分離。
  π電子供給型固定相常見的是共價(jià)結(jié)合到硅膠上的萘基氨基酸衍生物，這種固定相要求被分析物具有π電子接受基團(tuán)，例如二硝基苯甲?；?。醇類、羧酸類、胺類等，可以用氯化二硝基苯甲酰、異腈酸鹽、或二硝基苯胺等進(jìn)行衍生化后，用π電子供給型固定相達(dá)到手性分離。
  刷型固定相的優(yōu)勢在于其易于合成。
  合成方法在Bill Prikle的著作中有詳細(xì)的說明。
  另外，刷型固定相具有高的容量因子，因此具有高的選擇因子。
  它的不利之處在于它僅對(duì)芳香族化合物有效，有時(shí)不得不進(jìn)行衍生化反應(yīng)。但
  值得一提的是，這種衍生化反應(yīng)是非手性衍生反應(yīng)，所以不存在手性衍生的問題。
  刷型手性色譜使用的流動(dòng)相基本是極性弱的有機(jī)溶劑，這對(duì)于制備色譜來講未必是缺點(diǎn)。
  近來，刷型固定相出現(xiàn)了π電子供給和接受基因的混合固定相。
  如：WHELK-O和BLAMO，及α-BURKE-Ⅱ固定相。α-BURKE-Ⅱ相十分適用于β-阻斷劑的手性分離。
  典型的流動(dòng)相為二氯甲烷-乙醇-甲醇混合物，比例為85：10：5。
  加入10mM醋酸銨可以調(diào)整保留時(shí)間。SS BLAMO Ⅱ，同時(shí)具有π電子供體區(qū)和受體區(qū)，形成手性裂縫，因此對(duì)于某些分子具有很高選擇性。
  
  2、纖維素型：
  纖維素型手性色譜柱的分離作用包括相互吸引的作用及形成包埋復(fù)合物。
  它們屬于Wainer分類中的第2種類型。
  市售的手性色譜柱為微晶三醋酸基、三安息香酸基、三苯基氨基酸鹽纖維素固定相。
  很多化合物可通過此類型的色譜柱得到分離。這
  種類型的手性色譜柱種類也很齊全。
  流動(dòng)相使用低極性溶劑，典型的流動(dòng)相為異丙醇-正己烷混合物。
  這類柱子根據(jù)制作工藝，分為涂敷與鍵合兩大類。
  但特別要注意由于氯可以使涂敷纖維素從硅膠上脫落，因此要確保涂敷類柱子流動(dòng)相中無含氯溶劑?！　?br />
  3、環(huán)糊精型：
  環(huán)糊精是通過BacillusMacerans 淀粉酶或環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶水解淀粉得到的環(huán)型低聚糖。
  通過控制環(huán)糊精轉(zhuǎn)移酶的水解反應(yīng)條件可得到不同尺寸的環(huán)糊精。
  市售的環(huán)糊精主要是α、β、γ三種類型，分別含6、7、8個(gè)吡喃葡萄糖單元。
  環(huán)糊精分子成錐筒型，構(gòu)成一個(gè)洞穴，洞穴的孔徑由構(gòu)成環(huán)糊精的吡喃葡萄糖的數(shù)目決定。
  環(huán)糊精類型及洞穴的孔徑等見下表：

  環(huán)糊精	糖元數(shù)目	洞穴孔徑	可進(jìn)入洞穴的分子類型	手性中心數(shù)目
  α	6	4.5-6.0	5-6元環(huán)的芳香族化合物	30
  β	7	6.0-8.0	聯(lián)苯或萘	35
  γ	8	8.0-10.0	取代芘和類固醇	40

  2，3位仲羥基分布在環(huán)糊精洞口，6位伯羥基在環(huán)糊精分子的外部，這意味著洞穴內(nèi)部是相對(duì)疏水的區(qū)域。
  用環(huán)糊精手性固定相產(chǎn)生手性識(shí)別要求被拆分物的疏水部分能嵌入環(huán)糊精洞穴中，形成可逆的、穩(wěn)定性不同的包合物，環(huán)糊精洞口的羥基和被拆分物的極性基團(tuán)相互作用。
  由于形成包合物速度較慢，因此可能導(dǎo)致色譜峰峰形較差，同樣也影響了其在制備色譜中的應(yīng)用。
  環(huán)糊精固定相的選擇性取決分析物的分子大小；α-環(huán)糊精只能允許單苯基或萘基進(jìn)入，β-環(huán)糊精允許萘基及多取代的苯基進(jìn)入，γ-環(huán)糊精僅用于大分子萜類。
  β-環(huán)糊精手性固定相應(yīng)用范圍最廣。
  Ibuprofen通過β-環(huán)糊精色譜柱得到分離，說明了pH值對(duì)氫鍵的影響。
  當(dāng)流動(dòng)相的pH=7時(shí)，觀察不到拆分的跡象。
  pH=4時(shí)，可達(dá)到好的分離效果。通
  常分離氨基酸時(shí)，常采用低的pH值，以抑制酸性基團(tuán)的離子化，同時(shí)也增強(qiáng)氨基的質(zhì)子化。
  磷酸三乙胺鹽、乙酸三乙胺鹽證明對(duì)β-環(huán)糊精色譜柱來說是很好的緩沖液。
  通常緩沖液是0.1%三乙胺溶液，用磷酸或醋酸調(diào)節(jié)到合適的pH值。
  高的流速會(huì)降低形成復(fù)合物的能力，低流速分離效果較好，0.5-1ml/min的流速最好。
  另外，增加緩沖液的濃度可以克服流速的影響，因?yàn)樗梢栽黾迎h(huán)糊精洞穴和流動(dòng)相的吸引力。