色譜手性分離技術及應用（簡體書）

手性是自然界的基本屬性之一，與生命起源有密切的關係。研究手性識別的最主要源動力來自於手性藥物，除此之外其與化學、化工、環境、農藥、食品、香料、材料、生命等領域也有非常廣闊的聯系。
手性物質的化學識別需要創造手性環境，手性環境離不開手性材料，目前手性分離主要使用手性色譜方法。但現在手性柱的種類繁多，各種商品化手性分離柱的選擇性仍存在一定的局限性，絕大多數手性商品柱的價格昂貴，一些手性柱由於選擇性不高、穩定性不好或者流動相選擇煩瑣等缺點正在被逐漸淘汰。而各種手性柱的研究者和生產商總是在盡可能地展示色譜柱的優點，這常常使人們在實際應用中難以選擇適宜於自己的手性分析方法。
筆者從2000年開始手性色譜柱和手性選擇性膜的研究，一方面研究新型手性色譜柱，另一方面也比較研究多種商品手性柱的性能、用它們表征手性高分子膜的選擇性。一根比較理想的手性色譜柱：一是要有好的選擇性，利用盡可能少的色譜柱來拆分盡可能多的手性化合物；二是液相色譜（LC）的溶劑系統選擇容易，采用商家推薦的某個溶劑系統能夠拆分盡可能多的外消旋體類型；三是要有好的再現性；四是要求有較長的柱壽命；五是手性化合物的色譜峰之間不要相距太遠、且能避開幹擾峰。另外分離系統最好能兼具出峰時間短，使用溶劑價廉、低黏度、無毒、不腐蝕儀器，少使用酸堿及鹽溶液，對環境溫度不靈敏等特點。
每根手性色譜柱（板）都有自己的特點。如在氣相色譜（GC）中，手性籠CR3色譜柱具有很高的手性選擇性，全甲基-β-環糊精柱是目前使用最廣泛的商品柱；又如在LC中，纖維素三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）以及直鏈澱粉三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）具有寬範圍的手性選擇性，手性冠醚柱非常適用於氨基酸的拆分；萬古霉素手性薄層板具有分析成本低、操作簡便等特點。為了較客觀地評價眾多商品手性柱，筆者用相同的隨機樣品，使用商家推薦的主要拆分條件，對近二十根不同類型的代表性商品手性柱進行了外消旋體拆分，比較了它們的手性分離結果，同時還簡要評述了一些代表性柱的重要原始文獻。書中的色譜圖絕大多數是筆者團隊的分離結果，圖表數據可靠。雖然僅用一兩個推薦色譜分離條件不能全面地評價一些色譜柱的手性識別能力，使用率高的手性柱對於某個具體的樣品也未必是適宜的選擇，但其可以粗略地反映這些柱的普適性，這對非色譜工作者如不對稱合成等科研人員來說尤其方便和實用。希望本書能使讀者對這些手性柱各自的特點有一個比較全面的了解，能針對性地使用各種手性柱、手性板以及手性添加劑，同時也為手性分離材料研究者提供參考。
本書的很多內容得益於多年來多個國家自然科學基金（批準號：21675141、91856123、21027012、90717002等）以及科技部、教育部、省重點等項目的資助，與筆者編著的《手性識別材料》具有很好的互補性。本書第一～三、第五～七章由袁黎明撰寫，第四章由劉虎威撰寫。
感謝諶學先、艾萍、字敏、段愛紅、廖一平和白玉等同事的合作，以及課題組謝生明、張美、章俊輝、王幫進、韓曄華、常翠蘭、劉一、龐楠楠等數字博士和碩士生的研究工作。由於作者水平的限制，書中疏漏和不足在所難免，敬請專家和讀者給予批評指正。


袁黎明　劉虎威
2019年10月

手性是自然界的基本屬性之一，與生命起源有密切的關係。研究手性識別的最主要源動力來自於手性藥物，除此之外其與化學、化工、環境、農藥、食品、香料、材料、生命等領域也有非常廣闊的聯系。
手性物質的化學識別需要創造手性環境，手性環境離不開手性材料，目前手性分離主要使用手性色譜方法。但現在手性柱的種類繁多，各種商品化手性分離柱的選擇性仍存在一定的局限性，絕大多數手性商品柱的價格昂貴，一些手性柱由於選擇性不高、穩定性不好或者流動相選擇煩瑣等缺點正在被逐漸淘汰。而各種手性柱的研究者和生產商總是在盡可能地展示色譜柱的優點，這常常使人們在實際應用中難以選擇適宜於自己的手性分析方法。
筆者從2000年開始手性色譜柱和手性選擇性膜的研究，一方面研究新型手性色譜柱，另一方面也比較研究多種商品手性柱的性能、用它們表征手性高分子膜的選擇性。一根比較理想的手性色譜柱：一是要有好的選擇性，利用盡可能少的色譜柱來拆分盡可能多的手性化合物；二是液相色譜（LC）的溶劑系統選擇容易，采用商家推薦的某個溶劑系統能夠拆分盡可能多的外消旋體類型；三是要有好的再現性；四是要求有較長的柱壽命；五是手性化合物的色譜峰之間不要相距太遠、且能避開幹擾峰。另外分離系統最好能兼具出峰時間短，使用溶劑價廉、低黏度、無毒、不腐蝕儀器，少使用酸堿及鹽溶液，對環境溫度不靈敏等特點。
每根手性色譜柱（板）都有自己的特點。如在氣相色譜（GC）中，手性籠CR3色譜柱具有很高的手性選擇性，全甲基-β-環糊精柱是目前使用最廣泛的商品柱；又如在LC中，纖維素三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）以及直鏈澱粉三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）具有寬範圍的手性選擇性，手性冠醚柱非常適用於氨基酸的拆分；萬古霉素手性薄層板具有分析成本低、操作簡便等特點。為了較客觀地評價眾多商品手性柱，筆者用相同的隨機樣品，使用商家推薦的主要拆分條件，對近二十根不同類型的代表性商品手性柱進行了外消旋體拆分，比較了它們的手性分離結果，同時還簡要評述了一些代表性柱的重要原始文獻。書中的色譜圖絕大多數是筆者團隊的分離結果，圖表數據可靠。雖然僅用一兩個推薦色譜分離條件不能全面地評價一些色譜柱的手性識別能力，使用率高的手性柱對於某個具體的樣品也未必是適宜的選擇，但其可以粗略地反映這些柱的普適性，這對非色譜工作者如不對稱合成等科研人員來說尤其方便和實用。希望本書能使讀者對這些手性柱各自的特點有一個比較全面的了解，能針對性地使用各種手性柱、手性板以及手性添加劑，同時也為手性分離材料研究者提供參考。
本書的很多內容得益於多年來多個國家自然科學基金（批準號：21675141、91856123、21027012、90717002等）以及科技部、教育部、省重點等項目的資助，與筆者編著的《手性識別材料》具有很好的互補性。本書第一～三、第五～七章由袁黎明撰寫，第四章由劉虎威撰寫。
感謝諶學先、艾萍、字敏、段愛紅、廖一平和白玉等同事的合作，以及課題組謝生明、張美、章俊輝、王幫進、韓曄華、常翠蘭、劉一、龐楠楠等數字博士和碩士生的研究工作。由於作者水平的限制，書中疏漏和不足在所難免，敬請專家和讀者給予批評指正。


袁黎明　劉虎威
2019年10月

第一章　手性色譜概論
第一節　發展歷程 1
第二節　手性 4
第三節　手性分離原理 6
第四節　色譜手性分離常用技術 8
一、手性固定相法 9
二、手性流動相添加劑法 10
三、手性衍生化試劑法 10

第二章　手性氣相色譜
第一節　引言 12
一、氣相色譜儀 12
二、基本原理 13
三、分類及操作 15
第二節　氨基酸衍生物類手性柱及其應用 19
一、Chirasil-Val類 20
二、其它類型的氨基酸衍生物類 24
第三節　環糊精衍生物類手性柱及其應用 26
一、全甲基-b-環糊精 27
二、八(2,6-二-O-正戊基-3-O-三氟乙酰基)-γ-環糊精 30
三、其它環糊精衍生物 36
第四節　多孔材料類手性柱及其應用 39
一、籠狀化合物 39
二、無機介孔硅 51
三、金屬-有機框架材料 55
四、共價有機框架材料 57
第五節　金屬配合物類手性柱及其應用 58
一、樟腦酸金屬配合物 58
二、其它類型的金屬配合物 59
第六節　其它類型手性色譜柱及其應用 60
一、離子液體 60
二、多糖類 60
三、環肽類 61
四、其它包合物 61

第三章　手性液相色譜
第一節　引言 64
一、鍵合相色譜 65
二、液固吸附色譜 67
三、離子交換色譜 67
四、操作的注意事項 68
第二節　多糖類手性色譜柱及其應用 71
一、纖維素三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯) 72
二、直鏈澱粉三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯) 75
三、鍵合型直鏈澱粉三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯） 81
四、殼聚糖 85
第三節　冠醚類手性色譜柱及其應用 86
一、(3,3'-二苯基-1,1'-二萘基)-20-冠-6 86
二、(3,3'-二溴基-1,1'-二萘基)-20-冠-6 89
三、(+)-(18-冠-6)-2,3,11,12-四羧酸酯 92
第四節　大環抗生素類手性柱及其應用 93
一、萬古霉素 93
二、替考拉寧 96
第五節　蛋白質類手性柱及其應用 101
一、牛血清白蛋白 102
二、a1-酸糖蛋白 103
第六節　奎寧類手性柱及其應用 105
一、衍生化的奎寧 106
二、衍生化的奎寧丁 107
第七節　刷型類手性柱及其應用 108
一、(S,S)Whelk-O1 110
二、a-Burke 1 112
第八節　配體交換型手性柱及其應用 113
一、Cu(Ⅱ)+脯氨酸 114
二、Cu(Ⅱ)+N,N'-二辛基丙氨酸 115
第九節　環糊精類手性固定相 116
一、β-環糊精 117
二、羥丙基-β-環糊精 118
第十節　其它類型手性柱 119
一、聚甲基丙烯酸酯類手性色譜柱 119
二、聚丙烯酰胺 122
三、環果糖 123
四、多孔材料類 124
五、分子印跡類 127

第四章　手性毛細管電泳
第一節　引言 130
一、毛細管電泳概述 130
二、手性毛細管電泳與手性色譜之比較 133
三、CE用手性選擇劑 134
第二節　毛細管區帶電泳手性分離 139
一、基於CD的CZE手性分離 139
二、基於雙CD體系的CZE手性分離 144
三、基於荷電CD的NACE手性分離 146
四、基於大環抗生素的CZE手性分離 149
五、基於手性配體交換的CE手性分離 151
六、基於蛋白質的CE手性分離 154
第三節　毛細管電動色譜手性分離 156
一、環糊精改性的MEKC手性分離 156
二、基於聚合物表面活性劑的MEKC手性分離 158
三、環糊精改性的MEEKC手性分離 160
第四節　毛細管電色譜手性分離 163
一、概述 163
二、填充柱CEC手性分離 163
三、開管柱CEC手性分離 171
四、流動相添加手性選擇劑的CEC手性分離 172
五、其它CEC手性分離方法 173
第五節　總結與展望 174

第五章　手性薄層色譜
第一節　引言 182
一、薄層板及展開槽 182
二、點樣及展開 184
三、展開溶劑 185
四、檢測 185
第二節　手性薄層色譜的特點 186
第三節　手性薄層色譜的應用 194
一、已報道的主要的手性選擇劑 194
二、(2S,4R,2'RS)-4-羥基-1-(2'-羥基十二烷基)-脯氨酸配體交換手性薄層板 195
三、萬古霉素薄層板 195

第六章　手性超臨界流體色譜
第一節　引言 199
一、超臨界流體 199
二、超臨界流體色譜儀 200
第二節　手性拆分 201
一、特點 201
二、固定相 202
三、移動相 203
第三節　手性超臨界流體色譜的應用 204
一、填充柱 204
二、毛細管柱 208

第七章　手性高速逆流色譜
第一節　引言 212
一、逆流色譜 212
二、高速逆流色譜 214
第二節　拆分操作 216
一、兩相溶劑系統 216
二、手性選擇劑 218
三、樣品溶液的制備 219
四、分離 219
五、檢測與純化 220
第三節　手性高速逆流色譜的應用 221
一、逆流色譜在手性分離中的應用 221
二、高速逆流色譜在手性分離中的應用 223