一种用于合成所需手性对映体的新型绿色光反应器
分子的手性是药物开发中的一个重要考虑因素，因为化合物的对映体纯度会显着影响其药理特性。手性分子具有镜像对映异构体，可以表现出彼此不同的药理特性。因此，广泛需要用于合成和分离具有所需特性的纯且有用的对映体的技术。此外，高效液相色谱 (HPLC) 等能够回收样品的技术也被用于提高分离效率。此外，正在越来越多地研究增强回收系统的功能和提高分离效率的方法。
要将不需要的对映异构体转化为需要的对映异构体，可以使用称为“外消旋化”的过程。该方法涉及将手性分子转化为外消旋混合物，即两种对映体按等比例组合而成。然后可以通过各种分离和纯化方法从混合物中分离出所需的对映异构体。来自的一组科学家此前在手性亚砜的快速外消旋化方面取得了重大进展，亚砜是用作抗溃疡药物的重要生物活性分子。他们通过使用 2,4,6-三苯基吡啶四氟硼酸盐 (TPT + ) 作为光催化剂在温和条件下催化反应来实现这一目标。
为了进一步开展研究，由 Hideyo Takahashi 教授和来自东京理工大学的合著者 Kumi Tozawa 领导的团队现已开发出一种回收光反应器，可以从外消旋混合物中生产对映体纯的手性亚砜。这一突破性发展包括手性亚砜在固相上的两步快速光消旋化，可能对药物开发具有重要意义。这项研究于 2023 年 5 月 8 日发表在有机化学杂志上。
Takahashi 教授说：“利用去外消旋概念的循环光反应器，将外消旋体转化为纯对映体，已开发并成功应用于手性烷基芳基亚砜的合成。”
开发的循环光反应器由光反应部分和分离部分组成，分别发生外消旋和分离。光反应部分包含一个玻璃柱，其中包含固定在树脂上的光催化剂 2,4,6-三苯基吡啶四氟硼酸盐 (TPT + )，而分离部分则包含一个 HPLC 柱，其中包含一个手性固定相，可选择性地与所需的对映体相互作用并分离出所需的对映异构体来自外消旋混合物。
为了获得所需的对映异构体，首先将不需要的对映异构体引入光反应部分，在那里它在蓝色 LED 的光照射下发生光消旋化。随后，所得外消旋混合物通过 HPLC 柱，分离所需的对映异构体。不需要的对映体被循环回光反应部分，重复该过程，直到获得大量对映体纯化合物。
使用开发的系统，研究团队成功合成了四种对映体纯的手性烷基芳基亚砜，实现了 98-99% 的高光学纯度。这些亚砜，即 2-甲氧基乙基苯基亚砜、环丙基苯基亚砜和甲氧基苯基甲基亚砜，在四到六个循环后以高于 80% 的产率获得。
因此，所提出的光反应器系统允许在不需要手性组分的情况下高效且可扩展地生产对映体纯化合物，使其成为合成低分子量化合物(例如药物和农用化学品)的可持续技术。“如果这些能够以低成本制造，它将导致药品和其他产品的稳定供应和更低的价格，”高桥教授在谈到他们的成就可能对现实世界产生的影响时说。
我们祝愿团队在他们不断的努力中好运，这无疑将在制药制造中找到有吸引力的应用。
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