探究手性色谱填料:手性分离中不可或缺的关键组成

发布时间:2023-06-21
 手性分离是分离光学异构体的过程,其中手性色谱是较常用的方法之一,手性色谱实现手性分离的关键就是选用合适的手性色谱填料,手性色谱填料是具有手性结构,能够与目标分子发生选择性相互作用的物质,其选择决定了手性分离的效果和分离纯度,本文将介绍手性色谱填料的种类,优劣势及其在手性分离中的应用。

  手性分离是分离光学异构体的过程,其中手性色谱是较常用的方法之一,手性色谱实现手性分离的关键就是选用合适的手性色谱填料,手性色谱填料是具有手性结构,能够与目标分子发生选择性相互作用的物质,其选择决定了手性分离的效果和分离纯度,本文将介绍手性色谱填料的种类,优劣势及其在手性分离中的应用。

  一,手性色谱填料的种类。

  1.载体型手性色谱填料。

  载体型手性色谱填料是将手性结构固定在载体表面,载体型手性色谱填料的手性结构不仅是空间定向的,而且还具有特殊的交互作用,载体型手性色谱填料包括手性硅胶,手性氧化铝,手性聚合物等。

  手性硅胶是较常用的载体型手性色谱填料之一,其结构是硅氧框架上含有手性取向的寡聚体,手性硅胶常用的手性官能团有L-去它氨酸,D-苯丙氨酸等,这些手性官能团与目标分子进行选择性的相互作用。

  手性氧化铝的手性结构是由硬质球组成的三维立体网络结构,它表面覆盖着多种手性官能团的混合物,手性氧化铝的手性官能团种类较多,在手性分离中具有更广泛的应用领域。

  手性聚合物即是具有手性结构的聚合物,其手性结构可以是侧链的手性官能团或主链上的手性分子单元,手性聚合物具有无孔隙性,分离效率较低,但具有较好的热稳定性和重复使用性能。

  2.核壳型手性色谱填料。

  核壳型手性色谱填料是将手性结构直接修饰在核心材料表面的手性层上,核壳型手性色谱填料的手性结构在空间构型上较为准确,相比载体型手性色谱填料有更好的分离效率。

  核壳型手性色谱填料包括手性石墨烯氧化物,手性碳纳米管,手性介孔材料等,手性石墨烯氧化物是将手性结构修饰在石墨烯氧化物表面的材料,其拥有的平面结构和大的比表面积,具有良好的分离性。

  手性碳纳米管是单壁碳纳米管外层修饰手性结构后的产物,其较好的手性传递性能和相互作用能力使其在生化分离中具有更为广泛的应用。

  手性介孔材料具有优异的孔径分布和高度可调性,其手性结构可通过特定合成方法控制,具有高的选择性和分离效率。

  二,手性色谱填料的优劣势分析。

  手性色谱填料的优劣势影响了手性分离的效果和分离纯度,就常用的两类手性色谱填料来讲,载体型手性色谱填料的手性结构定向性比较差,手性传递性能也较低,但其生产工艺成熟,稳定性较高,成本较低,可以在大规模生产和工业化应用中发挥较大的作用,相比之下,核壳型手性色谱填料具有更好的手性传递性能和选择性,但制备工艺复杂,稳定性差,生产成本高,更多的适用于科研实验室等小规模使用场景。

  三,手性色谱填料的应用。

  手性色谱填料在制药,化工,食品,农药等行业的手性分离及手性分析中有广泛应用,比如在制药业中,手性分离已成为制备单一手性药物的重要手段,掌握制备高效的手性色谱填料对制备高品质药物具有至关重要的作用,常见的手性药物有拟南芥素,胶原蛋白水解物,丁螺环酮等。

  在化工行业中,手性分离的目的是寻找具有优异光学活性的化合物,通过使用手性色谱填料可以对不对称含能产物进行高效分离和精准鉴定,提供可靠的数据支持。

  在食品,农药等行业中,手性分离可检测杂质和控制食品效果,例如,对二甲硅树脂中苯乙烯及其衍生物的手性分离可以用于检测葡萄酒中的二甲基氨基咪唑同分异构体,手性分离对保障食品安全和追溯来源也非常重要。

  综上所述,手性色谱填料在手性分离中扮演着不可或缺的角色,不同种类的手性色谱填料之间具有不同的优劣势,应选择适合生产和应用等需要。