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来源:2592作者:2022/4/20 3:35:00






手性化合物的分离被认为是有挑战性的色谱分离技术之一。因为色谱分离技术往往是利用混合样品各组份在固定相(色谱填料)和流动相中的分配系数不同,当流动相推动样品中的各组份在色谱填料填充的柱中迁移时,由于各组份在两相中进行连续反复吸附和脱附或其他亲和能力作用的差异,从而形成差速移动,达到分离的目的。分子之间的物理和化学性质相差越大,越容易建立色谱分离方法。但手性分子就像左右手一样,看起来似乎一模一样,其分子组成、分子量一样,物理和化学性质也相同,只是它们在空间结构上却无法完全重合,因此分离难度很大。在精细化工、生物工程及制药工业中制备高纯度的单一对应体手性分子将具有巨大的商业价值和应用前景,因此建立对映体的手性分离方法显得日益重要。因为许多手性药l物真正起作用的是其中的一种单一对映体,而另一种对映体可能不仅无药理作用,还会有副作用。



“上帝”之手在创造地球上的生命体时为什么只选择了一种构相而不是另外一种构象一直是个谜,就连构成生命体基本单元的氨基酸构象也只有左旋,而没有右旋的,所有蛋白质和DNA的螺旋构象又都是右旋。可以想象一下,如果“上帝”之手在另外一个世界上选择了跟地球上生命体相对映的构象组成,也就是说您镜像的您在另外一个世界存在,构成您镜像生命体的氨基酸或蛋白质及DNA的构象正好与地球上的您相对映(成镜像关系)。而且上帝不小心发生了一个错误把这两个世界完全对映的生命体放到一起,也就是说你在镜子里的人从另外一个世界回到这个世界跟您在一起。您和您镜象的人所有的组成一样,所有DNA序列一样,及所有的外形、特征及所有的能力一样,唯l一不同的就是构象是对映(镜像关系)。您可以想象一下这样的世界有多混乱,为了拯救这个世界,”上帝”就必须把您和您镜像的人分开,把所有跟地球上生命体有镜像关系的生命体赶到另外一个世界去,这样才能拯救这个世界。上帝是如何做呢?



首先让我们看一下我们化学家是如何做的?对于一个微观分子世界,化学家就是上帝之手,现代科学发展到足可以让化学家设计和创造很多结构复杂的分子,只不过化学家在创造这些分子时往往没有上帝之手的灵巧和能力,化学家创造的分子会经常同时形成一对有互为镜像关系(对映体)的分子。这种对映体分子就象左右手关系一样,左手的镜像就是右手,但左右手永远无法重叠,因此这种对映体分子也就叫手性分子。

一方面化学家在不断学习上帝之手希望在创造分子时只做成一种构像的分子而不希望有另外一种构象分子的存在。虽然这一对对映体的分子所有物理化学性能都一样,但当这一对分子与具有手性结构的生命体结合时,可能只有一种构象的分子在起作用,另外一种构象的分子却没有作用甚至起反作用。就像有一些手性药l物分子,其中只有一种构象分子可以治l病,另外一种不仅不能治l病而且可能致病。20世纪50至60年代初的“海豹婴儿”事件,就是因为孕妇在怀孕期间因服用“反应停”而导致的惨痛教训,因其药l物中“反应停”的一种构象具有镇静作用,而另外一种构象对胚胎有很强的致畸作用。


虽然人类科学家没有上帝的能力,但有学习并借用上帝创造的手性生命体的能力。前面说过上帝只选择给这个世界一种构象的生命体,生命体的组成如蛋白、DNA、和糖物质都具有手性结构。科学家正是利用蛋白和糖物质具有手性分子识别能力才发明了手性色谱分离方法。也就是把具有手性空间识别能力的糖物质加到色谱填料微球中使得色谱填料与一对对映体分子具有差异化的作用力或保留能力以达到手性分子分离的目的。这篇文章就是讲述国内学家是如何发展手性世界拆分技术的。‘





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