手性拆分方法包结拆分法原理及应用.doc

手性拆分方法——包结拆分法原理及应用 摘要：简要介绍了包结拆分方法的原理及其应用 关键词：包结拆分、包结复合物、氢键 A novel method of resolution—Chiral Inclusion Complexation Abstract：The resolution of racemic compound by chiral inclusion complexation .The chiral recognition principles in inclusion complex is also discussed. Key words：resolution, chiral recognition, hydrogen bond. 1.1.2悬浮法 悬浮法一般在室温搅拌下进行，以正己烷、水等作为溶剂，客体溶于其中；主体以固体形式悬浮于前者中，在两相的界面上，固态主体分子与客分子经过一定的时间达到包结和溶解的平衡，主体分子选择性地包结某一个对异构体形成更稳定的包结络合物，平衡逐渐向包结络合物方向移动，同样通过滤分离固液相，从而实现分离对映异构体的目的。但这一过程比结晶出要慢得多，所需时间较长。该方法的适用范围也不太广。 1.2包结拆分的优点 包结拆分中使用的主体化合物是手性分子，被识别的客体化合物是一对手性对映异构体，其识别过程是手性的识别过程。包结拆分中主体分子与客体分子之间不发生任何化学反应，因此与经典的化学拆分相比，包结拆分具有以下的优点：可以拆分各种官能团的化合物，如醇、醚、环氧化合物、酮、酯、内酰胺、亚砜、亚磷脂等化合物；拆分的产率和e.e值都很高;主体很容易通过如柱、溶剂交换以及逐级蒸馏等手段与客体分离和可循环使用，拆分条件温和，操作简单；手性主体拆分剂容易回收利用。所以，包结拆分法操作简单，易于规模生产，具有很高的工业价值。 1.3包结拆分法原理 包结拆分方法是外消旋化合物拆分的一种新方法，近20年来新发展 起来的一种拆分方法。最早是由日本的Toda教授发现和报道， 其采用氯化N-苄基辛可尼定作为包结主体在甲醇中首次成功地拆分了外消旋的联二萘酚[5]。 此方法是超分子化学在拆分上的一个应用，该方法基本原理是利用手性的主体化合物通过弱的分子间作用力，如氢键、或分子间作用力选择性地与外消旋的客体化合物中的一个对映异构体形成稳定的超分子配合物（supra molecule），即包结复合物（inclusion complex）析出，从而达到使对映异构体分离的目的。同时，包结络合物的形成要求主体化合物（如联萘二酚或称为2,2’—二羟基—1,1’—联萘、2,2’—二羟基—9,9’—联二蒽）对客体分子之间形成有效的且较强的分子识别能力。 2,2’—二羟基—1,1’—联萘 2,2’—二羟基—9,9’—联二蒽 虽然包结复合物中主客体分子间并没有形成化学键，它们分子间的紧密结合仍然使包结复合物与单独的主 、客体化合物的物理化学性质存在极大差异。包结复合物中主客体分子间的相互作用程度可以用荧光光谱、紫外光谱、红外光谱、拉曼光谱、CD光谱、核磁共振氢谱、热值滴定、X射线衍射、分子理论计算等方法来进行研究。其中，最直观的方法是X射线衍射，用这种方法可以直接得到分子基团相互作用的信息，并可以进一步推测分子选择性识别的机理。 近二十年来，包结拆分方法得到了长足的发展。但是到目前为止，这种拆分方法仍然缺乏严格的理论指导，往往凭借经验，通过对拆分试剂的尝试，然后才能寻找到理想的拆分试剂。 2包结拆分中的主体手性化合物 在包结拆分中，主体分子的设计与合成非常重要。事实上，由于在分析、合成及材料科学方面潜在的应用价值，如何设计新型包结体系引起科学界越来越多的关注。从已有的文献看。主体分子主要分为下面几大类[6]。 2.1 炔醇类化合物 手性包结拆分属于分子手性识别的范畴。早在年1933年 ,Easson和 Stcdman就提出了分子手性识另中的“三点相互作用 ”概念，这种概念直到1948年Ogston解释了L-Serine的酶催化去羰基化反应后才为人们所接受。其后，“三点相互作用”被作为生物对映选择性的基本作用模型并迅速扩展到其它领域。有几篇文章很好地阐述了分子的手性识别原理，在分子的手性识别中，最主要的是手性主体分子的手性必须在与客体分子的相互作用中体现出来。在手性主体分子与客体分子形成的包结复合物中,比较重要的作用力就是氢键、π-π相互作用和空间位阻效应，几乎所有的包结复合物中都有氢键存在[7]。 早在1981年F.Toda作了大量的手性包结拆分研究工作，他用化合物Brucine成功地拆