对于非专业人士来说，理解手性概念可能很有挑战，“化学手性”的不同似乎是个非常小的差异。然而，由于沙利度胺*1灾难引起的严重后果，对手性物质的理解成为了不得不解决的问题。也正是因为如此，手性分离技术仍是一个重要的研究领域。来自金泽大学的研究队伍在美国化学会志上《Journal of the American Chemical Society》发表了一篇三态可切换的手性固定相（CSP）*2的论文，为手性分离提供了新的可能。
图1，示意图：基于利用金属阳离子实现大分子螺旋度调节的三态可切换手性固定相。图片选自金泽大学新闻发布稿
高效液相色谱系统（HPLC）*3仍然是分离手性分子最有效的方法。 在HPLC系统中，需将样品通过一种填充有吸附剂的压力柱，来区分成对的手性分子（对映体）。然而，由于目前可用的CSP无法分离所有的对映体，所以这方面的研究仍在继续。
该研究团队报道了一种基于含有手性侧基的螺旋形聚合物材料CSP，能够根据金属离子不同而转换成不同的构象。当钠离子离子存在时，聚合物将采用左旋螺旋构象，使得离子可以与该基团的芳香链相互作用。相反，当存在铯离子时，聚合物将被迫采用右旋螺旋构象，以促进离子与该基团两个氧原子之间的键合。在没有离子存在的情况下，该结构是两个螺旋的非活性混合物。
“我们在实验中采用基于聚（苯乙炔）衍生物的CSP，该材料可以用非手性外部刺激来进行修改”，前述论文的作者广濑大介解释道。 “这使我们能够通过引入金属盐来控制色谱柱的手性，从而控制对映体的暂留。金属离子将聚合物转化为特定的手性构象，然而，色谱柱的洗脱可以使之逆转”。
“据我们所知，我们开发的系统是报道的首例CSP，它可以利用非手性刺激在三种不同的识别状态之间相互切换，” 研究作者前田胜宏解释说。 “希望根据我们的研究结果来扩展可分离对映体的研究范围，相信这将使诸多研究领域受益，比如药物开发。”
图图2，图示灵感来自利用金属阳离子实现的三态可切换手性固定相。图片选自金泽大学新闻发布稿
【注释】：
*1 沙利度胺（Thalidomide）又名反应停、酞咪脉啶酮、沙利窦迈、赛得（Thado）[2]，是研制抗菌药物过程中发现的一种具有中枢抑制作用的药物，曾经作为抗妊娠呕吐反应药物在欧洲和日本广泛使用，投入使用后不久，数据显示使用该药物的孕妇的流产率和海豹肢症（Phocomelia）畸形胎儿率上升，该药物退出市场，该事件被称为反应停事件。后来研究发现该药物有两种对映异构体，其中的R构型是安全的，而S构型有致畸型作用。但此前科学界没有意识到两种构型在人体内有不同的生理活性。
*2 手性固定相（chiral stationary phases, CSP），被设计用做分离对映体化合物的固定相，可以与固体载体结合或在固体吸附剂的表面上原位产生，也可以是与一种对映体形式发生某种相互作用的表面腔。
3* 高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，缩写 HPLC），又译高效液相层析法，以前曾指高压液相层析法（high pressure liquid chromatography），是一种色谱分析技术，用来分离混合物，以确认并量化各个成分的比例。它依赖泵加压样品以令其通过填充有吸附剂的压力柱，导致样品的各个成分因而分离。高效液相色谱法常用于生物化学和分析化学。
【文献】：
Three-State Switchable Chiral Stationary Phase Based on Helicity Control of an Optically Active Poly(phenylacetylene) Derivative by Using Metal Cations in the Solid State
Journal: the Journal of the American Chemical Society
DOI: 10.1021/jacs.9b03177
供稿 钟维
编辑修改 JST客观日本编辑部
