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烟碱对映异构体手性分离方法研究进展

2020-10-20韩书磊金光祥付亚宁王红娟侯宏卫胡清源

烟草科技 2020年9期
关键词:映体手性环糊精

韩书磊,陈 欢,金光祥,付亚宁,刘 彤,王红娟,侯宏卫,胡清源

国家烟草质量监督检验中心,郑州高新技术产业开发区翠竹街6 号 450001

烟碱是烟草中最重要的生物碱,一般占烟草中生物碱总量的95%以上,是烟草及烟草制品重要的品质要素和标签[1]。此外,烟碱还被用作杀虫剂、实验药物及戒烟药物中的活性成分[2-5],而大多数商业化的烟碱均由烟草企业的副产品提取纯化而来[6-7]。烟碱分子含有一个手性中心,即四氢吡咯环上的2 位碳原子,因此烟碱有两个对映异构体(Enantiomer,以下简称为对映体):S-(-)-烟碱(左旋烟碱,l-nicotine)和R-(+)-烟碱(右旋烟碱,d-nicotine)(图1)。传统的烟草制品,如卷烟、无烟气烟草制品等的R-(+)-烟碱比例一般在1%以下,而在卷烟烟气中可达3%左右[6,8-9]。烟草及烟草制品所含烟碱的主导构型是S-(-)-烟碱,但近年来,随着合成烟碱(消旋体烟碱)在电子烟等新型烟草制品中的应用,烟碱对映体越来越受到人们的关注[10]。

对映体的物理化学性质类似,但生理生化作用往往不同[11-12]。尽管相关研究尚不充分,但有限的研究结果表明,R-(+)-烟碱的药理作用强度低于或类似于S-(-)-烟碱[13],包括毒性[14-17]、生物代谢[18-19]、与乙酰胆碱受体(AChR)的结合[13]等。对映体化合物的手性分析是研究目标物药理学及毒性等生理作用的基础和关键[20]。烟碱对映体手性分离可追溯到20 世纪70 年代,方法主要包括液相色谱(LC)法、超临界流体色谱(SFC)法、气相色谱(GC)法、毛细管电泳(CE)法和核磁共振(NMR)法等,但国内外尚未见相关综述报道。因此,归纳总结了国内外近40 年的相关文献,对各分离方法进行了讨论,并对该领域以后的发展作了展望,以期为烟碱对映体的研究及应用提供参考。

图1 烟碱对映异构体的结构式Fig.1 Chemical structures of nicotine enantiomers

1 液相色谱(LC)法

目前,LC 法在包括烟碱在内的手性化合物分析领域研究最多、应用最广泛。LC 法分析手性化合物大多分为直接法和间接法,直接法包括手性固定相法、手性流动相添加剂法,间接法主要是手性衍生化试剂法。手性固定相(Chiral stationary phase,CSP)法是指分析物与手性固定相表面的手性选择剂直接作用,对映体根据CSP 手性选择区域识别能力的不同而表现出不同的保留行为,从而实现手性分离,是目前LC 手性分离中最常用、最重要的一种方法。CSP 法具有快速、灵敏、重现性好等优点,其固定相的选择范围广,在手性分离方面发挥着越来越重要的作用,但其缺点是手性柱的成本相对较高,且一般一种手性色谱柱不能适用于多种对映体化合物的拆分[21]。目前,烟碱的LC 手性分析方法主要是CSP 法,手性选择剂根据结构特征可分为多糖类、环糊精类、蛋白质类、合成聚合物类、Pirkle 型(刷型)、大环抗生素类和冠醚类等[22],而迄今为止用于烟碱手性分离的CSP 主要是多糖类[7,22-23],其次是大环抗生素类[10,23]、环糊精类[24-25]、蛋白质类[26-27]和合成聚合物类[28]等。

1.1 多糖类CSP 法

多糖类CSP 法对多种结构手性化合物均适用,是目前LC 手性分离和制备中应用最广泛的一类CSP 法[29]。目前,多糖类CSP 法所应用CSP 的主要类型是纤维素。纤维素类多糖是D-(+)-葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键相连接形成的具有光学活性的生物聚合物。由于葡萄糖单元的手性,纤维素本身具有手性识别能力,但由于天然纤维素分离能力不高,溶解性差,其应用受到限制,一般不直接用作固定相。纤维素经衍生化后,其手性识别能力显著提高,衍生化方式包括酯化或醚化等,手性识别机理包括π-π、氢键、偶极-偶极及空间位阻等作用[30-31]。已报道的用于烟碱手性分离的典型衍生化试剂包括苯甲酸酯(CTB)类及取代苯基氨基甲酸酯(CTPC)类等,因结构中引入苯环基团而使手性识别能力大大提高(图2)。

纤维素(衍生物)类CSP 法主要分为两种:涂覆型和键合型。涂覆型CSP 法利用沉淀法或蒸发溶剂法把溶于有机溶剂的纤维素衍生物涂覆在载体(如硅胶)表面,具有很好的手性识别能力,且耐高压,是最常用的CSP 法。键合型CSP 法利用化学反应将纤维素衍生物连接到载体上,其稳定性较高,溶剂使用无限制(正相、反相皆可),可与包括质谱在内的多种检测器串联使用,且使用寿命相对较长,可修复再生,但其手性识别能力通常略差于同类涂覆型CSP 法。

图2 纤维素三取代苯甲酸酯类及三取代苯基氨基甲酸酯类衍生物的结构Fig.2 Chemical structures of cellulose trisbenzoates and trisphenylcarbamates

用于烟碱手性分离的多糖衍生物涂覆型LC柱主要包括Chiralcel OJ[固定相为硅胶表面涂覆有纤维素三(4-甲基苯甲酸)酯][6,32]、Chiralcel OD/OD-H[固定相为硅胶表面涂覆有纤维素三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸)酯][7,22-23]等。该类色谱柱应用范围较广,适合在正相流动相中使用,选择性高;但缺点是溶剂耐受性差,流动相选择有限,不与质谱兼容等。

1998 年,Tang 等[32]报道了首次同时实现烟碱及降烟碱手性分离的HPLC 法。研究发现,Chiralcel OJ色谱柱(250 mm×4.6 mm×10 μm)的分离效果优于Chiralcel OD柱(250 mm×4.6 mm×10 μm),优化条件下,Chiralcel OJ 色谱柱流动相正己烷∶甲醇∶三氟乙酸=95∶4.98∶0.02,流速为1.0 mL/min,检测器为二极管阵列检测器(DAD),检测波长为254 nm,分析时间为40 min。同年,Armstrong 等[6]建立了LC 法测定烟碱手性组成的方法,并分析了无烟气烟草制品、烟叶、烟碱贴片及商品化烟碱纯品的烟碱对映体组成。采用两套液相分析系统:第一套为非手性半制备系统,色谱柱为Astec 半制备LC 柱(250 mm×10 mm×5 μm),流动相甲醇∶正己烷=80∶20,流速为2.0 mL/min,UV 检测器检测波长为254 nm,分析时间为24 min;第二套为手性分析系统,色谱柱为Chiralcel OJ 柱(250 mm×10 mm×5 μm),流动相正己烷∶甲醇∶三氟乙酸∶三乙胺=85∶15∶0.075∶0.0375,流速为1.0 mL/min,UV 检测器检测波长为254 nm,分析时间为15 min。该方法的样品前处理采用甲醇超声萃取法,第一套分析系统进样量为100 μL,收集约2 mL 馏分后,氮吹浓缩至100 μL后进入第二套分析系统,进样量为5~10 μL。结果表明,在8 种无烟气烟草制品、3 种烟叶、8 种烟碱贴片及4 种商品化烟碱纯品中检测到0.1%~1.2%的R-(+)-烟碱(相对于烟碱总量),检测到最高R-(+)-烟碱比例的样品为烟碱贴片;另外,生物碱的质量分数S-(-)-烟碱最高,其次为R-(+)-烟碱、降烟碱、新烟草碱和假木贼碱。

2001 年,Mesnard 等[33]利用正相HPLC 法研究了烟碱对映体在白花丹叶烟草细胞悬液培养过程的降解动力学,发现R-(+)-烟碱比S-(-)-烟碱的降解速率快。仪器分析条件:Chiracel OD-H 色谱柱(150 mm×4.6 mm),流动相正己烷∶甲醇=95∶5,流速为0.5 mL/min,检测波长为254 nm,S-(-)-和R-(+)-烟碱的出峰时间分别为7.5 和8.2 min。

2018 年,Zhang 等[8]建立了正相HPLC 测定烟叶、卷烟烟丝、无烟气烟草制品及电子烟烟液中烟碱对映体比例的方法,分析条件:Chiralcel OD-H色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 μm),流动相正己烷∶甲醇=98∶2,流速为1 mL/min,UV 检测器检测波长为252 nm。S-(-)-和R-(+)-烟碱的基线可在15 min内实现分离,其出峰时间分别为7.98 和9.21 min。结果表明,无烟气烟草制品、卷烟烟丝、烟叶等含有来源于烟草烟碱产品的R-(+)-烟碱比例为0.02%~0.76%,含有合成烟碱的电子烟烟液中为49.89%。目前,该方法已成为国内烟草行业测定烟草中烟碱对映体比例的标准方法,用于常规检测[34]。

多糖衍生物键合型CSP 法的出现弥补了涂覆型CSP 法的缺点,扩大了多糖类CSP 的应用范围。用于烟碱手性分离的多糖衍生物键合型LC柱研究较少,如CHIRALPAK-IC[固定相为表面共价键合纤维素三(3,5-二氯苯基氨基甲酸)酯的硅胶][35]。2018 年,余晶晶等[33]建立了HPLC-DAD法分离分析烟草与烟草制品中烟碱对映体的方法。该方法选用CHIRALPAK-IC 色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 μm),流动相正己烷∶异丙醇=95∶5(含有0.1%二乙胺),流速为1.0 mL/min,检测波长为261 nm,样品中目标物检测限为0.02 mg/g。测定26 个不同类型烟草及烟草制品的烟碱对映体后发现,烟草中主要为S-(-)-烟碱,仅在6 个样品中检出R-(+)-烟碱,且R-(+)-烟碱占烟碱总量的比例为0.18%~0.70%,10 个成品卷烟烟丝及其主流烟气中,主流烟气中R-(+)-烟碱占烟碱总量的质量比(2.08%~3.19%)明显高于卷烟烟丝。

1.2 大环抗生素类CSP 法

Armstrong 等[36]于1994 年首次将大环糖肽类抗生素作为手性选择剂应用于液相色谱CSP,从此,该类CSP 被广泛应用。该类固定相在色谱分离中可用于正相及反相模式,同时还具有拆分范围广、手性识别能力强等优点。用于烟碱手性分离的大环抗生素类LC 柱主要是NicoShell[固定相为键合改性大环糖肽的表面多孔微粒(SPPs)][10,23],该类型手性柱的分离能力较强,且分析时间短。

2017 年,Hellinghausen 等[10]建立了LC 法测定电子烟烟液、胶基型口含烟、戒烟贴及无烟气烟草制品等中烟碱对映体比例的方法。选用NicoShell色谱柱(100 mm×4.6 mm),DAD 用于定量,检测波长为263 nm,圆二色检测器(CDD)及串联质谱检测器(MS/MS)用于定性确认,色谱的流动相为0.1%的三氟乙酸铵甲醇溶液,流速为1 mL/min。在优化条件下,可实现烟碱对映体的基线分离,分离度(R)为3.0,出峰时间<3 min,检出限为0.7 ng/mL。结果表明,含有来源于烟草烟碱产品的R-(+)-烟碱比例为0.5%~1.1%,含有合成烟碱的电子烟烟液中均为50%。2018 年,该团队又建立了手性分离40种烟草生物碱及TSNAs 的LC-MS 方法[23]。其中,烟碱对映体的分离条件:NicoShell 色谱柱(100 mm×4.6 mm×5 μm),流动相为0.2%的甲酸铵甲醇溶液,流速为1 mL/min,在该条件下烟碱对映体可在3 min 内得到基线分离,分离度为3.0。

1.3 环糊精类CSP 法

环糊精类CSP 法主要用于分离含有可被环糊精空腔包合的基团以及可形成氢键侧链的化合物,在烟碱手性分离的应用相对较少,且效果不理想。1987 年,Armstrong 等[24]报道了首例拆分烟碱对映体的LC 法,色谱柱为自制的键合有β-环糊精的硅胶填充型微柱(1 m×0.25 mm×5 μm)[37],并使用含有饱和β-环糊精的手性流动相(正己烷∶甲醇=20∶80),流速为1.3 μL/min,检测波长为254 nm。对烟碱对映体的分离度达1.7,能实现基线分离,但该法分析时间较长(5 h),柱压高(2.3×107Pa),且分析柱需要自制,方法难以普及。1988 年,该团队[25]研究了β-环糊精键合的LC 柱(250 mm×4.6 mm×5 μm)对烟碱及19 种烟碱衍生物的分离效能,考察了流动相pH 和组成及目标物的结构(取代基的位置和大小、吡咯环或氢键作用、碱性等)对目标物分离效果的影响,并成功分离10 种异构体,但包括烟碱在内的9 种对映体分离效果不理想。

1.4 蛋白质类CSP 法

蛋白质类CSP 含有大量手性中心,手性选择能力强,适用于分析胺类和酸性目标物。1993 年,Demetriou 等[26]建立了测定烟碱对映体比例的LC法,检测器为DAD,色谱柱为手性AGP 分析柱(100 mm×4.0 mm×5 μm),色谱柱填料为α-酸性糖蛋白(alpha-Acid glycoprotein);流动相采用梯度洗脱模式,流动相A 为K2HPO(4100 mmol/L)和癸酸(4.5 mmol/L)水溶液,流动相B 为甲醇,流动相在进入分析柱之前需要通过一根预柱(100 mm×5.0 mm)引入饱和硅胶,流速为0.9 mL/min,柱温为50 ℃,出峰时间<10 min。该方法能实现烟碱对映体的基线分离,S-(-)-和R-(+)-烟碱的检出限分别为0.2 和0.1 μg·mL-1。2019 年,Ji 等[27]建立了UPLC-MS/MS 测定烟草和烟草制品中生物碱对映体比例的方法,其中,烟碱分离条件:CHIRALPAK AGP 色谱柱(100 mm×4.0 mm×5 μ m),并串联LUX-Cellulose-2 手性色谱柱[150 mm×2.0 mm×3 μm,手性固定相为纤维素三(3-氯-4-甲基苯基氨基甲酸)酯],流动相为30 mmol/L 甲酸铵溶液(溶剂0.3%氨水∶甲醇=90∶10),流速为0.4 mL/min,该条件下烟碱对映体在10 min 左右得到基线分离,其检出限为5.4~8.4 ng/mL。

1.5 合成聚合物类CSP

合成聚合物类CSP 主要有聚酰胺类、聚氨酯类、聚苯乙烯等,其手性拆分的机理主要来源于聚合物的螺旋形结构,但该方法在烟碱手性拆分领域的应用较少。1991 年,Perfetti 等[28]建立了在线测定烟碱对映体比例的LC 法,该方法使用的色谱柱填料为聚苯乙烯-二乙烯基苯(250 mm×4.6 mm×5 μm),流动相的水相∶有机相=78∶22,其中,水相为0.2%磷酸溶液(溶剂水∶异丙醇=99∶1),并用三乙胺调节pH 至7.2,有机相乙腈∶异丙醇=99∶1,流速为1.0 mL/min,检测器为旋光检测器(Chiral monitor,定量)和UV 检测器(定性)。该方法的检出限为12 μg[R-(+)-烟碱最低比例为0.5%],但其准确性和可靠性不足[38]。

2 超临界流体色谱(SFC)法

超临界流体色谱(Supercritical fluid chromatography,SFC),也叫合相色谱,是20 世纪80 年代逐渐发展和完善起来的一种以超临界流体作为流动相的色谱分析技术[39],具有简单、快速、高效、经济和环保的特点,与质谱联用可进一步提高灵敏度和准确度,在化合物手性拆分中的应用越来越多,近年来成功应用于烟碱的手性分离。

2017 年,张洪非等[40-41]公开了一种手性拆分烟草及烟草制品、电子烟烟液等产品中烟碱的手性SFC-MS/MS 法。该方法已成为国内烟草行业测定烟草中烟碱对映体比例的标准方法,用于样品中烟碱对映体比例的确证检测[32]。该方法采用串联手性柱,分析柱1 为Trefoil CEL1 液相色谱柱(150 mm×3.0 mm×2.5 μm),分析柱2 为Chiralcel OD-H 液相色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 μm),流动相A 为CO2,流动相B 为含0.05%异丙胺的甲醇溶液,流速为1.1 mL/min,柱温为40 ℃,分析时间总计12 min,方法检出限为0.04%R-(+)-烟碱峰面积相对于总烟碱峰面积。

2019 年,Roy 等[42]报道表面多孔颗粒(SPPs)在SFC 手性分离中的应用,并成功用于烟碱手性分离,分离条件:NicoShell 手性色谱柱(100 mm×4.6 mm×2.7 μm),流动相CO2∶甲醇=60∶40(含有0.1%二乙胺),流速为4 mL/min,柱温为30 ℃,UV检测器。目标物可在3 min 内分离,且能达到基线分离(分离度为3.40)。

3 气相色谱(GC)法

烟碱是半挥发性化合物,适合GC 法进行手性分析,且GC 法是国内外烟草及烟草制品、卷烟烟气等中烟碱质量分数或释放量分析的通用方法,兼容性好[43-45]。GC 法进行烟碱手性分析的检测器主要有氮磷检测器(NPD)、氢火焰离子化检测器(FID)和质谱检测器(MS),按照分离原理不同主要分为两类:手性衍生化法和手性固定相法。

3.1 手性衍生化法

手性衍生化法又称间接拆分法,是指手性衍生化试剂与需要拆分的对映体发生化学反应生成非对映异构体,然后利用其物理或化学性质的不同在非手性色谱柱上进行分离,其优点是可使用已有的非手性GC 柱,花费少,分离时间相对较短,并可选用特定手性试剂以提高检测灵敏度,其缺点是衍生化过程费时费力,对衍生化试剂要求高,且被分析物需有可衍生化的基团[46]。目前,基于该方法的文献报道仅有1 篇,即1988 年,Peyton等[19]建立的GC-NPD 测定烟碱手性纯度的方法:烟碱先与间氯过氧苯甲酸反应生成烟碱氮氧化物,后者与硫酸亚铁反应生成降烟碱,降烟碱再与(-)-莰烷酰氯反应生成烟碱酰胺衍生物,该衍生物可在SE-54 熔融石英弹性毛细管柱(30 m×0.2 mm)上得到分离,R-(+)-和S-(-)-烟碱的出峰时间分别为8.41 和8.67 min。

3.2 手性固定相法

手性固定相法,顾名思义,是指采用手性固定相进行目标物手性分离的方法。按照分离机制,主要分为3 种:①通过氢键作用实现分离的固定相,如氨基酸类;②通过包合作用实现分离的固定相,如环糊精(CD)类;③通过配位作用实现分离的固定相,如手性金属配合物。目前用于烟碱手性分离的CSP 主要为CD 类。CD 类一般由6~12个葡萄糖单元组成,最常见的是α-、β-和γ-环糊精,分别有6、7 和8 个葡萄糖单元,其手性识别作用机理主要是空腔内疏水基团对目标分子的包合作用及空腔外壳羟基与对映体分子的氢键作用(图3)。该方法的优点是不需要复杂的样品衍生化过程,缺点是环糊精为固定相的GC 柱对烟碱对映体的分离效果不理想,灵敏度不高,分析时间较长(一般需要2 h 以上),且一根色谱柱的分离效果更不理想,为了提高分离效果,往往需要两根色谱柱进行串联[45]或进行多维GC 分析[9,46]。

图3 环糊精的结构[47]Fig.3 Chemical structures of cyclodextrin

1998 年,Perfetti 等[48]建立了GC-MS 测定烟碱对映体的方法,并分析了烟草种子、再造烟叶、烟叶(白肋烟、烤烟等)及卷烟烟气中的烟碱对映体,该法采用一种死体积较低的迷你连接组件串联两根GC 柱,第一根是Cyclodex-B 色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),第二根是Rt-BDEXsm色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),目标物出峰时间约为160 min,色谱分析时间约为190 min,对R-(+)-烟碱的定量限为2.5%。结果表明,卷烟烟气中R-(+)-烟碱的比例为2.6%~3.4%,但其他样品均低于定量限。

2008 年,Liu 等[9,49]建立了测定烟草和卷烟烟气中烟碱手性组成的中心切割-多维气相色谱方(MDGC)法,其中,一维色谱柱为DB-1(30 m×0.25 mm×0.25 μm),检测器为FID;二维色谱柱为DB-Cyclodex-B(60 m×0.25 mm×0.25 μm),手性固定相是10.5%全甲基化β-环糊精分散于DB-1701色谱柱,检测器为NPD。该方法能够实现烟碱对映体的基线分离,目标物出峰时间为150 min,分析时间为170 min,方法对R-(+)-烟碱的检出限为0.5%。结果发现,大部分烟叶及卷烟烟丝样品中的R-(+)-烟碱低于检出限,而主流烟气中的R-(+)-烟碱为2.6%~3.6%。

2010 年,Clayton 等[50]采 用GC-MS 法 分 析 了S-(-)-烟碱的热裂解行为,色谱柱为含有10.5%β-CD 的Cyclodex-B 手 性 毛 细 管GC 柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),运行时间约为115 min,但是该条件下烟碱对映体没有得到基线分离。研究结果表明,在一定温度范围(200~1 000 ℃)内,R-(+)-烟碱在总烟碱中的比例基本保持不变(约3%),故推测卷烟烟气中R-(+)-烟碱比例增高的原因可能是S-(-)-烟碱与烟气中其他未知成分发生了复杂反应,但Liu等[49]认为,卷烟烟气中R-(+)-烟碱比例增高是因为S-(-)-烟碱在高温时的消旋化。

4 毛细管电泳(CE)法

CE 法是20 世纪80 年代初期由传统电泳技术与色谱技术结合发展起来的[50]。该技术操作简便,分离模式多样化,分离效率高,近年来被广泛应用于实际样品目标物的手性分离,但该技术也存在许多缺陷,如灵敏度低、检测窗口窄、涂层材料自身存在紫外吸收、光散射产生背景干扰及手性识别机理研究较薄弱等,在烟碱手性分离方面研究很少,仅有1 篇文献报道[51]。2009 年,Kodama等[52]利用CE 实现了烟碱、可替宁、降烟碱、假木贼碱和新烟草碱的手性分离,并测定了卷烟烟丝和烟气中目标物的质量分数或释放量。该方法采用涂覆有氨基基团的毛细管柱为分析柱,以8%硫酸化β-CD 为手性选择剂,电压为+15 kV,温度为30 ℃,检测波长为260 nm。该方法检测时间<1 h,对S-(-)-和R-(+)-烟碱的检出限均为0.3 mg/L。研究结果表明,在卷烟烟丝中仅检测到S-(-)-烟碱(占烟碱总质量的99.9%以上),而烟气中S-(-)-和R-(+)-烟碱的质量比为96∶4。

5 核磁共振(NMR)法

互为对映体的两个化合物难以直接通过NMR谱区分,但对映体处于不对称环境中,形成非对映异构关系时可能产生化学位移的不等价,从而使相应基团的NMR 信号分开[53]。目前,NMR 技术主要用于分析烟碱对映体纯度,其方法主要是在对映体混合物中加入手性位移试剂或手性络合剂,从而提供一个外部非对映环境。其缺点是分析时间较长,灵敏度较低,需要分离出纯度较高的烟碱,难以直接用于烟草和烟草制品中烟碱对映体比例的测定;此外,NMR 仪价格较高,普及难度大。

1994 年,Jaroszewski 等[5]建立了13C NMR 法测定样品中烟碱对映体比例的方法,该方法使用三氟乙酰樟脑酸镱[Yb(tfc)3]为镧系位移试剂(与烟碱摩尔比为0.15~0.20∶1),在100.6 MHz 下测定烟碱2'-C 原子的NMR 响应值,并根据S-(-)-和R-(+)-烟碱2'-C 原子化学位移的不同,通过峰高进行定量。该方法定量限不低于1%[R-(+)-烟碱占总烟碱比例],需要烟碱量为1~3 mg,根据目标物中R-(+)-烟碱比例不同,分析时间从1~2 h 到过夜不等;但是作者没有给出样品中烟碱对映体的比例,其原因可能是该方法的灵敏度比较低。1996 年,Ravard 等[54]使用(-)-(R)-1,1'-联萘-2,2'-二基磷酸氢酯(BNPPA)为手性络合剂,建立了测定包括烟碱在内的烟草生物碱及类烟碱化合物手性纯度的方法。在2 倍BNPPA 作用下,S-(-)-和R-(+)-烟碱吡啶基5-H 原子的化学位移分别为6.85 和7.08,能得到较好分离,且与偏振法(Polarimetric method)的测试结果一致性较好,适合测定纯烟碱的手性纯度。

综上,烟碱对映体手性分离方法见表1。

表1 烟碱对映体手性分离方法及其特征①Tab.1 Chiral separation methods and their characteristics on nicotine enantiomers

表1 (续)

6 小结与展望

归纳和综述近40 年国内外烟碱对映体手性分离的文献发现:①气相色谱法、毛细管电泳法、核磁共振法等均可用于烟碱的手性分离,但从文献数量、分离效率及应用前景等方面分析,基于多糖类及大环抗生素类手性固定相的液相色谱法具有独特优势,在手性分离及制备等方面应用较广泛;②超临界流体色谱-质谱法具有快速、高效、灵敏、环保等优点,可作为液相色谱法的重要补充。

烟碱对映体手性分离未来的研究方向包括:①开发基于更高效、更廉价新型手性固定相的液相及气相色谱柱;②研究更高效、更经济环保的手性分离技术,如超高效液相色谱法(UHPLC)、纳米液相色谱法(nano-LC)等;③利用烟碱手性分离技术,开展S-(-)-及R-(+)-烟碱及消旋烟碱的生理效应差异研究。

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