[發(fā)明專利]利用磁相互作用分離多個(gè)手性化合物的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880055830.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111065919B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅恩·納曼;埃亞爾·卡普亞;梅爾·拉哈夫;弗朗西斯科·塔西納里;約瑟夫·帕爾蒂爾;雪拉·尤切利斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 耶達(dá)研究與發(fā)展有限公司;約瑟夫·帕爾蒂爾
• 主分類號(hào): G01N30/00
• 分類號(hào): G01N30/00;B01D7/02;B01D9/00
• 代理公司: 深圳紫藤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44570
• 代理人: 呂姝娟

本發(fā)明公開(kāi)一種分離多個(gè)手性化合物的系統(tǒng)以及方法，所述手性化合物特別是指對(duì)映異構(gòu)體。所述系統(tǒng)包括：一空腔(110)，被配置為容納一流體混合物，所述流體混合物包括可能含有對(duì)映異構(gòu)體的一個(gè)或多個(gè)類型的手性分子；以及至少一鐵磁性或順磁性的基底(120)，提供與所述流體混合物的至少一界面(130)。所述基底(120)被磁化，以提供垂直于所述鐵磁性或順磁性的界面(130)的磁場(chǎng)Bz，從而利用所述基底(120)對(duì)于不同手性的手性分子，又名對(duì)映異構(gòu)體，提供相互作用能量的變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分離以及選擇所需化合物的領(lǐng)域，特別地涉及利用磁相互作用來(lái)分離多個(gè)手性分子化合物。本發(fā)明的技術(shù)可以適用于使用晶體、液相或氣相來(lái)分離多個(gè)分子。

背景技術(shù)

生物系統(tǒng)是以一特定手性的分子為基礎(chǔ)的，而將手性分子的兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體分開(kāi)是制藥以及化學(xué)工業(yè)中的核心過(guò)程。手性分子/化合物的分離也可能與食品、食品添加劑、香料以及農(nóng)業(yè)化學(xué)市場(chǎng)相關(guān)。現(xiàn)今，色譜分離過(guò)程主要是基于兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體與吸附在色譜表面的具有特定手性的分子之間的不同相互作用。兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體之間的差異通常很小，需要分離的鎖與鑰匙相互作用是弱的。分析色譜技術(shù)通過(guò)兩相之間發(fā)生的差異分配來(lái)分離分子的混合物，所述兩相：所述分子被攜帶的流動(dòng)相；以及固定在一結(jié)構(gòu)的固定相(通常是柱體內(nèi)的珠)，所述混合物中的多個(gè)分子與之相互作用。當(dāng)所述混合物被加載或注入并通過(guò)所述結(jié)構(gòu)時(shí)，所述混合物中的多個(gè)分子以不同的速度傳播，因此分離。

另外，分離通常可能需要選擇要吸附在色譜儀的固定相上的特定分子，以將一些特定分子的單個(gè)或受限制群組分離為其對(duì)映異構(gòu)體。因此，分離可能是困難且昂貴的。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出單獨(dú)的以及專用的柱體，用于分子的少量選擇。有一些手性分子，所述手性分子中的手性中心嵌入分子結(jié)構(gòu)內(nèi)，因此，根據(jù)通常的概念，這些分子不能被分離為其對(duì)映異構(gòu)體。另外，根據(jù)手性分子以及蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)分離手性分子與蛋白質(zhì)的混合物對(duì)于診斷以及藥物應(yīng)用是需要的。

已經(jīng)開(kāi)發(fā)了另一種流行的方法，其基于手性化合物的對(duì)映體特異性結(jié)晶，將手性化合物的外消旋混合物進(jìn)行對(duì)映分離。通常，就結(jié)晶而言，存在三種外消旋體：聚集體、外消旋化合物及固溶體。首先，兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體可以與適當(dāng)?shù)脑噭┫嗷プ饔茫孕纬尚碌姆菍?duì)映異構(gòu)體的復(fù)合化合物。由于所述兩個(gè)產(chǎn)生的非對(duì)映異構(gòu)體具有不同的物化性質(zhì)，因此可以通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)將其選擇性結(jié)晶。通過(guò)形成相應(yīng)的非對(duì)映異構(gòu)體鹽的對(duì)映異構(gòu)體的分離稱為非對(duì)映異構(gòu)體結(jié)晶。非對(duì)映異構(gòu)體結(jié)晶的相對(duì)簡(jiǎn)單以及低成本使其成為將外消旋化合物分離成對(duì)映異構(gòu)體以用于工業(yè)臨床的優(yōu)選方法之一。通常，在結(jié)晶方法中，使用一個(gè)對(duì)映異構(gòu)體的晶體對(duì)外消旋混合物進(jìn)行晶種添加，使其結(jié)晶。多個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體之間的實(shí)際分離是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。使用這種方法很難獲得高純度，并且參數(shù)的優(yōu)化是復(fù)雜的過(guò)程。因此，非對(duì)映異構(gòu)體結(jié)晶方法適用于相對(duì)小部分的分子。

最近發(fā)現(xiàn)，當(dāng)手性分子被電場(chǎng)電極化時(shí)，所述電極化伴隨自旋極化。由于在每個(gè)電極上存在一個(gè)不成對(duì)的電子或一部分電子的狀態(tài)，其自旋取向取決于分子的特定手性。另外發(fā)現(xiàn)，當(dāng)手性分子被吸附在最初未被磁化的鐵磁性基底上時(shí)，所述基底趨向于磁化，并且磁偶極子的方向取決于特定的手性。即，一個(gè)對(duì)映異構(gòu)體將使所述基底磁化，并且磁偶極子指向上方，另一個(gè)對(duì)映異構(gòu)體將使偶極子指向下方。

發(fā)明內(nèi)容

本領(lǐng)域需要能夠分離手性分子的技術(shù)。這種分離可以例如用于各種化學(xué)以及生物學(xué)過(guò)程中，包括藥物化合物的生產(chǎn)，其中對(duì)手性分子的對(duì)映異構(gòu)體的適當(dāng)選擇非常重要。本發(fā)明提供了通過(guò)與磁性基底相互作用來(lái)分離手性化合物的系統(tǒng)以及方法，允許分離為鏡面反射的常見(jiàn)的手性分子結(jié)構(gòu)的對(duì)映異構(gòu)體，通常是手性分子的分離。技術(shù)利用自旋交換以及自旋極化，伴隨著手性分子內(nèi)的電荷極化的，導(dǎo)致與磁性界面的相互作用能量發(fā)生變化，從而使手性分子與液體混合物(即液體或氣體)分離。應(yīng)當(dāng)注意，為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，術(shù)語(yǔ)“流體”在本文中用于描述液體或氣體，包括低氣流，其中分離的分子可以在真空中表現(xiàn)為顆粒。因此，本文所用的術(shù)語(yǔ)流體涉及氣相中的液體、氣體及/或分子束，當(dāng)術(shù)語(yǔ)“液體”或“氣體”單獨(dú)使用時(shí)，涉及物質(zhì)的相應(yīng)相。就此而言，在此使用的術(shù)語(yǔ)“相互作用能量”涉及分子與表面之間的結(jié)合能，或更具體地說(shuō)，涉及與表面相互作用后解吸分子所需的能量。