手性固定相系列介绍（四）——刷型
刷型固定相是典型的独立型固定相，因W.H.Pirkle发明了该类固定相，并对其发展有突出的贡献，因此又称为“Pirkle”型手性固定相。今天小研来带大家一起详细了解这一类手性固定相~
刷型手性固定相是HPLC中非常重要的一类手性固定相，它是将单分子层的手性有机分子通过适宜的连接基团键合到硅胶载体上而制得的。
图 1 第一代 Pirkle CSP
第一代Pirkle型CSP（图 1）是将TFAE键合到硅胶上形成的手性固定相，其中TFAE是一个π-碱，可与吸电子芳香基π-酸发生π-π电荷转移作用。该手性固定相可用于拆分大量的π-酸性的胺、亚砜类、氨基酸等外消旋体、羟基酸对映体的3,5-二硝基苯甲酰(DNB)衍生物等。
图 2 第二代 Pirkle CSP
Pirkle认为，如果一个固定的化合物A的对映体之一能拆分另一个化合物B的对映体，那么反过来，化合物B的单一对映体也能拆分化合物A的对映体。这就是在电荷转移手性固定相设计中有重要指导意义的“交互作用原理”。利用这一原理，Pirkle 等制备了一系列 DNB 醇、氨基酸胺衍生物键合固定相。此类固定相不仅有共价键合型，还有离子键合型。这些以氨基酸DNB衍生物为主的固定相构成了第二代Pikle型CSP(图2)，可有效分离含芳基的胺、醇、氨基酸、亚砜、氨基膦酸等多种类型手性化合物及其衍生物。
以上Pirkle型CSP的共同结构特征是在手性中心附近至少含有下列基团之一：
(1)π-酸或π-碱芳基，具有给体-受体相互作用能力(电子转移配位)。
(2)极性氢键给体/受体。
(3)形成偶极相互作用的极性基团。
(4)大体积非极性基团，提供立体位阻或构型控制作用。
根据被键合有机分子的性质，刷型手性固定相可分为三类：π一吸电子手性固定相，π一给电子手性固定相，π一吸电子和π一给电子混合型手性固定相。
刷型固定相手性识别原理主要是三点作用原理，要实现对映体与固定相之间至少存在三点相互作用。这些作用可以是氢键、静电作用、偶极-偶极作用、疏水作用或空间作用等，并且其中一点要有立体选择性。
固定相手性分子中的3个位点A、B、C与被拆分的化合物某一对映体分子中相应的位点A’、B'、C’发生作用，而与化合物的另一对映体分子至多只能发生两点相互作用，由此，两对映体因与固定相的作用一对映体力不同而被分离。
图 3 三点作用模式
如图3所示，当手性固定相与对映体(I)相互作用的部位为 A…A'、B…B’和C…C'，而与对映体(II)缺少C…C’作用部位时，如果C…C'是相互吸引部位,则对映体(I)比)在柱上的保留时间长；如果C…C’是相互排斥部位，则对映体(I)可先被洗脱；如果C…C’之间相互作用极弱或完全没有作用，则不能被分离。
刷型手性固定相一般采用正相色谱体系，以含一定量异丙醇(0.2%~20%)的正已烷为流动相，有时也采用四氢呋喃和其他氢键受体溶剂。这类固定相也可以在反相体系中应用，但大多数情况下正相体系中的分离效果相对好一些。
刷型手性固定相的优点是柱效和柱容量高，不仅用于对映体分析，也可用于对映体制备分离。除了用于常规HPLC，还可用于超临界流体色谱(SFC)和模拟移动床色谱(SMB)中。基于立体识别机制，该类固定相可预测对映体洗脱顺序或改变对映体洗脱顺序，这对对映体杂质的检查分析具有重要的意义。由于该类固定相一般共价键合在硅胶表面，所以推荐的流动相pH值范围在2.5~7.5之间。
图 4 不同流动相改性试剂对萘普生对映体手性拆分的影响
在选择流动相条件时，首先以不加改性剂的流动相进行摸索，如果被分离物是酸性或碱性较强的物质，为了改善峰形或提高分离度，可在流动相中加入一些改性剂，如图 4所示但改性剂的加入量一般不超过0.1%。通常拆分酸性化合物时加入的改性剂为醋酸或醋酸铵，拆分碱性化合物时加入的改性剂是三乙胺、二乙胺或醋酸铵。而需要注意的是，常用的三氟乙酸改性剂在刷型手性固定相中是限制使用的。另外，柱温对此类手性固定相的拆分性能有较大的影响。
刷型手性固定相在手性化合物的分离中得到了广泛的应用，它既可以用作反相色谱，也可以用于正相色谱，存在有不足之处，如对于不含芳香环的化合物，在分离之前要先进行芳香化反应才能进行拆分，这大大限制了这类固定相的应用范围。
参考文献：
1.刷型手性固定相及其在手性化合物分离中的应用，周英珍等；
2.手性药物分析，尤启东、林国强 编著
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