手性色譜柱的分類(lèi)和原理

手性色譜柱（Chiral HPLC Columns）是由具有光學(xué)活性的單體,，固定在硅膠或其它聚合物上制成手性固定相（Chiral Stationary Phases）,。通過(guò)引入手性環(huán)境使對(duì)映異構(gòu)體間呈現(xiàn)物理特征的差異,，從而達(dá)到光學(xué)異構(gòu)體拆分的目的,。要實(shí)現(xiàn)手性識(shí)別,，手性化合物分子與手性固定相之間至少存在三種相互作用。這種相互作用包括氫鍵,、偶級(jí)-偶級(jí)作用,、π-π作用、靜電作用,、疏水作用或空間作用,。手性分離效果是多種相互作用共同作用的結(jié)果。這些相互作用通過(guò)影響包埋復(fù)合物的形成,，特殊位點(diǎn)與分析物的鍵合等而改變手性分離結(jié)果,。由于這種作用力較微弱,，因此需要仔細(xì)調(diào)節(jié),、優(yōu)化流動(dòng)相和溫度以達(dá)到*分離效果?！≡谑中圆鸱种?，溫度的影響是很顯著的。低溫增加手性識(shí)別能力,，但可能引起色譜峰變寬而導(dǎo)致分離變差,。因此確定手性分析方法過(guò)程中要考慮柱溫的影響，確定*柱溫,。迄今為止,，尚沒(méi)有一種類(lèi)似十八烷基鍵合硅膠（ODS）柱的普遍適用的手性柱。不同化學(xué)性質(zhì)的異構(gòu)體不得不采用不同類(lèi)型的手性柱,，而市售的手性色譜柱通常價(jià)格昂貴,，因此如何根據(jù)化合物的分子結(jié)構(gòu)選擇適用的是非常重要的。

根據(jù)手性固定相和溶劑的相互作用機(jī)制,，可提出的分類(lèi)體系：

第1類(lèi)：通過(guò)氫鍵,、π-π作用、偶級(jí)-偶級(jí)作用形成復(fù)合物,。

第2類(lèi)：既有類(lèi)型1中的相互作用,，又存在包埋復(fù)合物。此類(lèi)中典型的是由纖維素及其衍生物制成的,。

第3類(lèi)：基于溶劑進(jìn)入手性空穴形成包埋復(fù)合物,。這類(lèi)中zui典型的是環(huán)糊精型手性柱，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）形成的也屬于此類(lèi),。

第4類(lèi)：基于形成非對(duì)映體的金屬絡(luò)合物，也稱(chēng)為手性配位交換色譜（CLEC）,。

第5類(lèi)：蛋白質(zhì)型,。手性分離是基于疏水相互作用和極性相互作用實(shí)現(xiàn),。

根據(jù)固定相的化學(xué)結(jié)構(gòu)，將分為以下幾種：

●　刷（Brush）型或稱(chēng)為Prikle型

●　纖維素（Cellulose）型

●　環(huán)糊精（Cyclodextrin）型

●　大環(huán)抗生素（Macrocyclic antibiotics）型

●　蛋白質(zhì)（Protein）型

●　配位交換（|Ligand exchange）型

●　冠醚（Crown ethers）型

1 刷型：應(yīng)用范圍較廣,、柱效很好的,。

刷型是根據(jù)三點(diǎn)識(shí)別模式設(shè)計(jì)的，刷型手性固定相分為 π 電子接受型和 π 電子提供型兩類(lèi),。

zui常見(jiàn)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(lèi)刷型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(jiàn)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?；４碱?lèi),、羧酸類(lèi),、胺類(lèi)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(shì)在于其易于合成,。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),。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(wèn)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(lái)講未必是缺點(diǎn),。

近來(lái)，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,。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,。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,。它們屬于分類(lèi)中的第 2 種類(lèi)型。市售的為微晶三醋酸基,、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(guò)此類(lèi)型的色譜柱得到分離,。這種類(lèi)型的種類(lèi)也很齊全,。流動(dòng)相使用低極性溶劑，典型的流動(dòng)相為乙醇 - 己烷混合物,。但特別要注意由于氯可以使纖維素從硅膠上脫落,，因此要確保流動(dòng)相中無(wú)含氯溶劑。 
　　這種類(lèi)型的主要的制造商之一是日本的 Daicel 公司,，他們生產(chǎn)的纖維素酯和氨基甲酸纖維素柱可以分離多種生物堿和藥物,。特別值得一提的是 OD 柱。在某手性化合物異構(gòu)體的分離中,，分離度超過(guò)了 25 ,，這意味著載樣量可以很高,，對(duì)于制備十分有利,。纖維素固定相的每個(gè)單元都為螺旋型，而且這種螺旋結(jié)構(gòu)還存在極性作用,、 π-π 作用及形成包埋復(fù)合物等手性分離因素,。淀粉代替纖維素制成的此類(lèi)手性柱顯示了和纖維素柱不同的選擇性，但是穩(wěn)定性較差,。因?yàn)榈矸凼撬苄缘?，因此流?dòng)相中必須無(wú)水才能保證柱子壽命。目前此類(lèi)型的柱子能分離 80% 左右可能面臨到的所有手性化合物,。此類(lèi)柱子通常用于正相系統(tǒng),，用正己烷 - 乙醇，正己烷 - 異丙醇混合溶劑為流動(dòng)相,。 OD 柱也可用于反相的情況,，但流動(dòng)相必須含有高濃度的高氯酸鹽緩沖液，以防止固定相溶解,。即使這樣,，使用較長(zhǎng)時(shí)間以后色譜柱也難免要受到損害，但是在某些情況下使用反相系統(tǒng)分離效果要優(yōu)于使用正相系統(tǒng),。