【天然手性分子 2.】
(2.天然手性分子的制备)
天然手性分子的制备一般有以下三步骤:
①提取天然手性物:
人类最早获得的手性药物都来自天然产物。从天然产物中提取的手性化合物,均是手性单一的对映体,具有较高的药物活性。由于天然资源有限,所以开发人工合成,但合成出来的基本上都是外消旋体,药物活性不高。而中医使用的多数药物都是药物活性很高的手性化合物,所以疗效上比合成药物好。
青蒿素就是从菊科植物青蒿中提取的有效活性成分。青蒿素是治疗疟疾的特效药,其分子式为C15H22O5,15个碳原子中有7个手性碳原子,在乙醇中的比旋光度是+75˚~+78˚。中国科学家用古法萃取青蒿素而获得诺贝尔生理学医学奖。
②分离外消旋体:
通过拆分可以分离外消旋体得到单一的对映体。通常由于两个对映体的物理和化学性质相同,不易用常规的方法进行拆分。手性对映体只有在手性环境中才能表现出有所不同,所以要进行拆分就必须创造手性环境,而手性环境要靠手性识别材料去实现。
手性识别材料本身必须是手性的,根据它们的不同性质,化学家们已经试验了选择吸附法、色谱拆分法、生物酶法、诱导结晶和膜分离等多种拆分方法。例如,选择吸附法就是用手性识别材料有选择地吸附外消旋体中的某一对映体,从而达到分离目的。
③生物合成:
生物合成就是利用生物的手性选择性合成光学纯的手性药物,或者利用一些天然手生物作为手性源前体,对分子进行修饰,改造合成为手性衍生物。这是最直接、最原始的手性药物合成方法。1928年英国微生物学亚历山大·弗莱明偶然发现青霉菌渗出的分泌物能抑制和杀灭葡萄球菌和许多病原微生物,随即制得首个抗生素青霉素。
化学上把利用微生物制造化合物的过程叫做发酵,所以生物合成法也叫发酵法,其产物称为发酵产物。发酵过程也是微生物的新陈代谢过程,生物合成的产物也称为代谢产物。生物的代谢产物除供自身所需外,还有一些是它不需要或者对它有害的分泌物,但对其它生物可能是有益的。许多微生物废弃的分泌的是人类治疗疾病的良药。微生物的新陈代谢是在酶的催化作用下实现的,由于酶的高度手性选择性,所以生物合成的抗生素自然也是手性的。
化学上把手性源分子进行修饰加工,或增加有效基团或减少无效基团,形成新的有针对性能的手性衍生物。这个工艺过程叫修饰合成。
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