β-氨基酸对映体的分离、分析和制备

【摘要】： 由β-氨基酸构成的拟多肽即β-肽的药理活性和构效关系的研究是近年来药物科学领域的热点问题之一。将β-氨基酸引入多肽结构中,克服了α-肽易被蛋白水解酶降解、口服可获性低等缺陷,β-肽显示出抑制代谢的活性、具有更加稳定的二级结构且与目标酶和受体显示更强的亲和力。β-肽对映异构体在体内可能表现出不同的药理活性和药代动力学性质。为了研究单一对映体的药理行为和代谢途经,首先必须获得β-肽的单一对映体。如果合成β-肽的消旋体再进行拆分,β-肽为大分子物质较难拆分;如果对其中间体β-氨基酸进行拆分,由于β-氨基酸为小分子物质且含有酸性和碱性基团,可选择的分离分析模式多、方法简便,得到的单一对映体再制备β-肽就较简单易行。在本论文中我们分别采用毛细管电泳法和高效液相色谱法这两种高效、简便、快速且应用最广泛的拆分手段,对β-氨基酸外消旋体进行了手性拆分并对其拆分机理进行了探讨,而且实现了制备,并在此基础上初步探索了化学法和酶法拆分β-氨基酸。 为了快速测定消旋体中的对映体比例,我们首先建立了β-氨基酸的毛细管电泳手性分离分析方法。以酒石酸为原料,经过酯化、酰胺化、环合、脱酰胺保护等步骤合成了手性拆分试剂18-冠-6-四羧酸(18C6H_4)。基于在低pH时氨基酸对映体以伯胺离子形式与18C6H_4形成的两种非对映体络合物,在毛细管电泳的条件下,两者具有不同的迁移时间而得以分离。以手性冠醚为手性添加剂的毛细管电泳法成功地用于五种β-氨基酸对映体的分离,分离因子高达1.08。实验结果表明,该方法快速、简便,可以用于非色谱法拆分β-氨基酸的监测方法。 发展了β-氨基酸的高效液相色谱手性分离分析方法。首先在流动相中加入光学纯L-α-氨基酸作为手性配体,通过流动相中Cu~(2+)与β-氨基酸的D-和L-型对映体形成两种非对映体的络合物平衡常数的差别,在反相液相色谱系统中可实现β-氨基酸对映体的拆分。该法选择性高,但系统平衡慢、基线波动大、色谱柱易堵塞。为了克服上述弊端,我们将L-α-氨基酸键合于硅胶上,制备了手性配体交换色谱固定相,用于β-氨基酸对映体的分离。结果表明该方法可实现β-氨基酸对映体的快速定性、定量分析,还可用于对映体的制备分离。 进一步研究了配体交换快速色谱制备β-氨基酸对映体的方法。选用以阳离子交换树脂和十八烷基键合硅胶为吸附剂的固相萃取法从色谱流出液组分中除Cu~(2+),并优化了纯化条件。 本文还对非色谱法如化学成盐法和酶法拆分β-氨基酸进行了初步的摸索,但是未取得成效,有待进一步筛选成盐手性拆分试剂和酶。