在手性藥l物未被人們認識以前,二十世紀六十年代的“反應停(Thalidomide)悲劇”就是一個突出的例子。當時歐洲一些醫生曾給孕婦服用沒有經過拆分的消旋體藥l物(由一對等量對映異構體分子組成)對作為鎮l痛藥或止l咳藥,很多孕婦服用后,生出了無頭或缺腿的先天畸形兒。僅僅四年時間,導致世界范圍內誕生了1.2萬多名畸形的“海豹嬰兒”。這就是被稱為“反應停”的慘劇。后來經過德國波恩大學研究人員發現,反應停的R-構型的單一對映體有鎮靜作用,而S-構型對胚胎有嚴重的致畸作用。慘痛的教訓使人們認識到,手性藥l物必須對它的兩個異構體進行分別考察,都要經過嚴格的生物活性和毒性試驗,以避免其中所含的另一種手性分子對人體的危害,慎重對待一些藥l物的另一對映異構體。所以手性拆分技術越來越多用于手性藥l物開發和生產。
手性化合物的分離被認為是有挑戰性的色譜分離技術之一。因為色譜分離技術往往是利用混合樣品各組份在固定相(色譜填料)和流動相中的分配系數不同,當流動相推動樣品中的各組份在色譜填料填充的柱中遷移時,由于各組份在兩相中進行連續反復吸附和脫附或其他親和能力作用的差異,從而形成差速移動,達到分離的目的。分子之間的物理和化學性質相差越大,越容易建立色譜分離方法。但手性分子就像左右手一樣,看起來似乎一模一樣,其分子組成、分子量一樣,物理和化學性質也相同,只是它們在空間結構上卻無法完全重合,因此分離難度很大。在精細化工、生物工程及制藥工業中制備高純度的單一對應體手性分子將具有巨大的商業價值和應用前景,因此建立對映體的手性分離方法顯得日益重要。因為許多手性藥l物真正起作用的是其中的一種單一對映體,而另一種對映體可能不僅無藥理作用,還會有副作用。
上帝之手在創建生命體及其主要組成物質時為什么只選擇一種構象而不是另外一種構象,為什么您是您而不是鏡像中的您。對于微觀分子,化學家就是上帝之手,現代科學發展到足可以讓化學家設計和創造很多結構復雜的分子,只不過化學家在創造這些分子時往往沒有上帝之手的靈巧和能力,經常同時形成一對有互為鏡像關系(對映體)的分子。這種對映體分子就象左右手關系一樣,左手的鏡像就是右手,但左右手永遠無法重疊,因此這種對映體分子也就叫手性分子。我想手性分子拆分就是上帝也怕麻煩的事情,這也是為什么上帝在創建生命體時只留下一種構象,但科學家卻學會了如何利用上帝創造的單一構象的生命物質做出手性色譜分離材料。
雖然人類科學家沒有上帝的能力,但有學習并借用上帝創造的手性生命體的能力。前面說過上帝只選擇給這個世界一種構象的生命體,生命體的組成如蛋白、DNA、和糖物質都具有手性結構。科學家正是利用蛋白和糖物質具有手性分子識別能力才發明了手性色譜分離方法。也就是把具有手性空間識別能力的糖物質加到色譜填料微球中使得色譜填料與一對對映體分子具有差異化的作用力或保留能力以達到手性分子分離的目的。這篇文章就是講述國內學家是如何發展手性世界拆分技術的。‘