【手性物的获得技术 3.】

（3.  外消旋体拆分法）

 许多时候从天然产物提取，或通过化学合成或分离得到的是外消旋体的手性物，须通过拆分外消旋体而得到需要的手性对映体，所以手性拆分是获取光学活性的手性物的常用方法。常见的手性拆分方法有①机械拆分法、②化学拆分法、③微生物拆分法和④晶种结晶法等。

    ①机械拆分法：最典型的案例是1848年，法国生物学家路易·巴斯德首先发现酒石酸有右旋和左旋现象，最终在葡萄酒中发现四种酒石酸，左旋酒石酸、右旋酒石酸、外消旋酒石酸（葡萄酸）和内消旋酒石酸。

 最初发现的左旋酒石酸和右旋酒石酸，肉眼可见结晶的晶形不同，一个是左旋晶体，另一个是右旋晶体，等量混在一起溶解后就是外消旋酒石酸（葡萄酸）。巴斯德生生用摄子把它们的晶体分拣出来。这是最原始的手性机械拆分法。现在已有人工智能识别手性构型不同的对映体晶体，然后用分子筛机械手把它们分拣出来。

 ②化学拆分法：是最常用和最基本的有效方法，它首先将等量左旋和右旋体所组成的外消旋体与另一种纯的光学异构体(左旋体或者右旋体)作用生成两个理化性质有所不同的非对映体，然后利用其物理性质的不同来选择拆分的方法。最常见的是非对映体的溶解性不同，一种溶解另一种结晶，用过滤将其分开，再用结晶一重结晶手段将其提纯，然后再想法使非对映体分解，去掉加入的纯光学异构体，就能得到纯的左旋体或右旋体。

 ③微生物拆分法：广义的生物拆分法是利用生物催化材料，主要包括酶、微生物菌体、动植物的组织及细胞等，与外消旋手性化合物作用，得到单一-对映体，其实质是酶催化的动力学拆分。1858年，巴斯德观察到: 外消旋酒石酸在酵母或灰绿青青酶的存在下进行发酵，天然的(+)-酒石酸铵逐渐被消耗，而经过一段时间之后，从发酵液中分离出纯的(-)-酒石酸铵。这是微生物代谢了天然的(+)-酒石酸，而留下了(-)-酒石酸。

 这种方法在氨基酸工业的科研和生产中也得到应用。在外消旋α-氨基酸中加入乙酸酐进行酰基反应，制的D、L-乙酰基氨基酸。然后加入酰化酶，利用酶对酰基化物水解的选择性而仅使L-氨基酸析出。最后把D-乙酰氨基酸水解便得到D-氨基酸。

  ④晶种结晶法：一是直接结晶拆分法，也称自发结晶拆分法。这是巴斯德最早发现的拆分方法。是指外消旋体在平衡时结晶自发形成聚集体（conglomerate），两个对映体晶体都自发析出等量的互为镜像但不能重合手性现象。巴斯德利用最原始的方法拆分了两个对映体的晶体。后来的例子是外消旋美沙酮可以通过这种方法拆分。以50g的d/l-美沙酮为起始原料，溶于石油醚并浓缩，加入两个毫米大小d-和l-晶体，在40°C下搅拌125小时后便可得到两个大的d-和l-晶体，产率各为50％。使用这种方法的前提条件是分子能生成外消旋混合物（聚集体），而且生成的晶体较大，外观上直接能看出差别。一般来讲，有机化合物中只有5－10％能生成聚集晶体体。符合上述全部要求的例子很少。直接结晶拆分的方法有很大的局限性，操作也比较繁琐。

       二是晶种结晶法：也称优先结晶法。是向热的饱和或过饱和的外消旋溶液中，加入一种纯光活性异构体的晶种，创造出不对称的环境。冷却到一定的温度。这时稍微过量的与晶种相同的异构体就会优先结晶出来。滤去晶体后，在剩下的母液中再加入水和消旋体制成的热饱和溶液，再冷却到一定的温度。这时另一个稍微过剩的异构体就会结晶出来。理论上讲，如果原料是能形成聚集体的外消旋体，那么将上述过程反复进行就可以将一对对映体转化为纯的光学异构体（对映异构体）。 没有纯对映异构体晶种的情况下，有时用结构相似的手性化合物，甚至用非手性的化合物作晶种，也能成功进行拆分。晶种结晶法是在路易·巴斯德的工作的基础上发现的。文献上最早报道的应用是肾上腺素的拆分。

                                               丰都智愚河畔环境技术工作室