手性拆分多重優(yōu)惠「多圖」

在手性藥l物未被人們認(rèn)識以前，二十世紀(jì)六十年代的“反應(yīng)停（Thalidomide）悲劇”就是一個突出的例子。當(dāng)時歐洲一些醫(yī)生曾給孕婦服用沒有經(jīng)過拆分的消旋體藥l物（由一對等量對映異構(gòu)體分子組成）對作為鎮(zhèn)l痛藥或止l咳藥，很多孕婦服用后，生出了無頭或缺腿的先天畸形兒。僅僅四年時間，導(dǎo)致世界范圍內(nèi)誕生了1.2萬多名畸形的“海豹嬰兒”。這就是被稱為“反應(yīng)停”的慘劇。后來經(jīng)過德國波恩大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)停的R-構(gòu)型的單一對映體有鎮(zhèn)靜作用，而S-構(gòu)型對胚胎有嚴(yán)重的致畸作用。慘痛的教訓(xùn)使人們認(rèn)識到，手性藥l物必須對它的兩個異構(gòu)體進(jìn)行分別考察，都要經(jīng)過嚴(yán)格的生物活性和毒性試驗，以避免其中所含的另一種手性分子對人體的危害，慎重對待一些藥l物的另一對映異構(gòu)體。所以手性拆分技術(shù)越來越多用于手性藥l物開發(fā)和生產(chǎn)。

首先讓我們看一下我們化學(xué)家是如何做的？對于一個微觀分子世界，化學(xué)家就是上帝之手，現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展到足可以讓化學(xué)家設(shè)計和創(chuàng)造很多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的分子，只不過化學(xué)家在創(chuàng)造這些分子時往往沒有上帝之手的靈巧和能力，化學(xué)家創(chuàng)造的分子會經(jīng)常同時形成一對有互為鏡像關(guān)系(對映體)的分子。這種對映體分子就象左右手關(guān)系一樣，左手的鏡像就是右手，但左右手永遠(yuǎn)無法重疊，因此這種對映體分子也就叫手性分子。

一方面化學(xué)家在不斷學(xué)習(xí)上帝之手希望在創(chuàng)造分子時只做成一種構(gòu)像的分子而不希望有另外一種構(gòu)象分子的存在。雖然這一對對映體的分子所有物理化學(xué)性能都一樣，但當(dāng)這一對分子與具有手性結(jié)構(gòu)的生命體結(jié)合時，可能只有一種構(gòu)象的分子在起作用，另外一種構(gòu)象的分子卻沒有作用甚至起反作用。就像有一些手性藥l物分子，其中只有一種構(gòu)象分子可以治l病，另外一種不僅不能治l病而且可能致病。20世紀(jì)50至60年代初的“海豹嬰兒”事件，就是因為孕婦在懷孕期間因服用“反應(yīng)停”而導(dǎo)致的慘痛教訓(xùn)，因其藥l物中“反應(yīng)停”的一種構(gòu)象具有鎮(zhèn)靜作用,而另外一種構(gòu)象對胚胎有很強的致畸作用。

手性化合物的分離被認(rèn)為是很有挑戰(zhàn)性的色譜分離技術(shù)之一。不同分子之間的物理和化學(xué)性質(zhì)相差越大，越容易建立色譜分離方法。但手性分子就像左右手一樣，看起來似乎一模一樣，其分子組成、分子量一樣，物理和化學(xué)性質(zhì)也相同，只是它們在空間結(jié)構(gòu)上卻無法完全重合，因此分離難度比較大。

二十世紀(jì)六十年代以來，色譜技術(shù)作為一種分析技術(shù)在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、藥l物分析等領(lǐng)域的應(yīng)用日益普遍。色譜在手性藥l物分離和分析發(fā)展也得到很快的發(fā)展。色譜柱是色譜系統(tǒng)的心臟，而色譜填料是色譜柱的關(guān)鍵材料，因此被譽為色譜芯。色譜填料不僅是色譜方法建立的基礎(chǔ)，也往往是分離效果的關(guān)鍵因素。

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突破手性色譜填料的制造壁壘，不僅要解決大孔硅膠基球生產(chǎn)問題，還要解決纖維素和直鏈淀粉生產(chǎn)及其衍生化工藝問題；有了硅膠基球及手性材料后，還要解決涂覆和偶聯(lián)工藝問題。纖維素和淀粉通常是極為常見而豐富的物質(zhì)，但能夠滿足手性色譜填料制備要求的纖維素和淀粉卻極難獲得，尤其是直鏈淀粉。全世界上只有日本的一家公司可以買到，但其價格超乎一般人的想象，每公斤直鏈淀粉的價格高達(dá)60萬整。之所以日本公司可以在手性色譜填料長期占據(jù)壟斷地位，其中的一個原因就是日本產(chǎn)業(yè)鏈比較完善。日本既有專門供應(yīng)直鏈淀粉的廠家，也有專門供應(yīng)大孔硅膠的廠家。而其它國家的公司如果要生產(chǎn)手性色譜填料不僅要解決大孔硅膠制備技術(shù)難題，還要解決直鏈淀粉的生產(chǎn)供應(yīng)問題。有了這些材料之后還要解決了涂覆工藝及應(yīng)用技術(shù)問題。因此其難度可以想象，這也就是為什么世界許多色譜公司和精英前仆后繼去挑戰(zhàn)這些技術(shù)，卻無法撼動日本公司的壟斷地位。