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Chem.Eur.J.: 纤维素衍生物调控手性药物立体选择性结晶


北京大学宛新华课题组报道了一种利用纤维素衍生物作为立体选择性添加剂,通过聚合物的主链螺旋构象与晶体中特定旋向21螺旋排列的几何结构和化学结构匹配机制,实现外消旋尼莫地平高效选择性结晶的新策略。相较于传统“量身定制”添加剂,天然高分子衍生物作为结晶添加剂拆分手性药物具有生物相容性高,廉价易得,合成简便的优势。



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天然聚合物具有高级手性结构,螺旋结构可以产生不对称的三维手性空间来识别对映体,已应用于手性识别和分离等领域。对于一组尼莫地平对映体晶体,其同一晶面族上对映体分子的21螺旋排列呈镜像对称关系。这为螺旋构象聚合物在超分子水平上立体选择性识别提供了结构基础。

 为了验证这一假设,宛新华课题组在外消旋尼莫地平过饱和溶液中加入0.01 wt%的具有21螺旋构象的醋酸纤维素(CA),调控得到ee值达到97%的R-尼莫地平晶体。该工作进一步研究了纤维素衍生物的取代度,取代基结构和位置以及主链构象对于拆分性能具有重要影响。对接模拟结果表明S-尼莫地平晶体中分子的螺旋周期排列在尺寸和几何空间上与CA的螺旋结构有着高度匹配性,并且CA可以通过与S-尼莫地平分子之间形成非共价相互作用而稳定吸附在晶面上。CA可以通过这种“螺旋图案识别”立体选择性地抑制S-尼莫地平的成核生长过程,使得不受抑制的R-尼莫地平晶体可以优先结晶析出。

此外,该策略还实现了愈创甘油醚和苯基乳酸的结晶拆分。考虑到许多手性化合物结晶得到晶体空间群为P212121,晶格中存在超分子螺旋周期排列,因此其他许多结构复杂甚至有多个手性中心的外消旋体可以通过添加合理修饰的生物大分子实现拆分。这种低毒性、低成本、高效的拆分策略提供了一种新型手性添加剂的设计方案,具有大规模工业化拆分手性药物的应用前景。

文信息

Stereoselective Crystallization of Chiral Pharmaceuticals Aided by Cellulose Derivatives through Helical Pattern Matching

Zhaoxu Wang, Xichong Ye, Yifu Chen, Yingze Liu, Siyu Xie, Yi Tao, Jie Zhang, Xinhua Wan

文章第一作者为王兆旭、叶曦翀和陈艺夫


Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202401550




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