（农药学专业论文）酰胺类手性农药在动物体内的立体选择性行为.pdf

中国农业人学博卜学位论文摘要 摘要 本论文利用合成的纤维素三3 ，5 二甲基苯基氨基甲酸酯( c d m p c ) 手性固定相在高效液 相色谱上对外消旋甲霜灵及其中间体进行了拆分，考察了流动相中异丙醇含量对拆分的影响。结 果表明甲霜灵对映体在c d m p c 上得到了很好的分离，甲霜灵中间体也可实现基线分离。通过碱 解甲霜灵制备了其主要代谢物甲霜灵酸，用c d m p c 固定相对其进行了拆分，考察了流动相流速、 异丙醇含量以及柱温对拆分的影响。结果表明甲霜灵酸在c d 加p c 上能得到很好的分离，但必须 在流动相中加入强酸才能洗脱两个对映体。另外还用液相色谱圆二色检测器研究了甲霜灵及其中 间体、甲霜灵酸、苯霜灵的圆二色特性，结果发现左、右旋对映体并不一定对应于c d 吸收信号 的负峰和正峰，还取决于所选择的c d 检测波长及范围等因素。 利用优化的色谱分离条件建立了酰胺类手性农药甲霜灵、苯霜灵在动物血浆及组织中的对映 体残留检测方法。采用耳静脉注射药液的给药方式，研究了甲霜灵隔对映体在家兔体内的立体选 择性药代动力学及降解行为。研究发现，给药后的家兔血浆中，r - 甲霜灵的血药浓度始终大于其 对映体，血浆中e f 值最低达到了0 2 7 4 。根据非隔室模型计算所得的药代动力学参数存在差异， 表明甲霜灵两对映体在家兔体内的药代动力学是立体选择性的。甲霜灵对映体在家兔血浆及心 脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏等组织中有选择性降解行为，在脑和肌肉中则不具有明显的立体选 择性。两对映体都是在肺脏中降解最快，在脾脏中降解最慢。 采用尾静脉注射药液的给药方式，研究了甲霜灵两对映体在大鼠体内的立体选择性药代动力 学及降解行为。研究发现，给药后的大鼠血浆中，r - 甲霜灵的血药浓度始终大丁二其对映体，但血 浆中e f 值变化不明显。根据非隔室模型计算得到的两对映体的药代动力学参数差异也不明显， 结果表明甲霜灵对映体在大鼠体内的药代动力学不是立体选择性的。甲霜灵对映体在人鼠肿脏、 脾脏和脑中有选择性降解行为，在大鼠血浆及其它组织中的降解则不是立体选择性的。两个对映 体在脂肪中的残留浓度要明显高于其它组织，但在其中的降解速度也最慢。r - 甲霜灵在肺脏和脂 肪中的降解要稍快于s 甲霜灵，导致s 甲霜灵残留浓度比r 甲霜灵大，这与其它组织中的降解 和残留顺序正好相反。 采用耳静脉注射药液的给药方式，研究了苯霜灵两对映体在家兔体内的立体选择性药代动力 学及降解行为。研究发现，给药后的家兔血浆中，s - 苯霜灵的血药浓度始终大于其对映体。血浆 中e f 值最低达到了0 3 2 6 。根据非隔室模型计算得到的两对映体的药代动力学参数也存在差异， 结果表明苯霜灵对映体在家兔体内的药代动力学是立体选择性的。苯霜灵对映体在家兔心脏、肝 脏、脾脏、肾脏、脑及肌肉等组织中均有选择性降解行为，在肾脏中的立体选择性相对最为明显。 两对映体在肺脏中的降解是最慢的，而且不是立体选择性的，但在肺脏中的浓度却远远高于其它 组织。 关键词：手性农药，甲霜灵，苯霜灵，立体选择性，圆二色性 中国农业人学博 ：学位论文摘要 a b s t r a c t r f l e c m i c m e t a l a x y l ( m x ) a n d i n t e r m e d i a t e ( m x - i n t e r ) w e r es e p a r a t e d b y h i g h - p e r f o r m a n e e l i q u i d c h r o m a t o g r a p h y ( i - i p l c ) w i t hp r e p a r e dc e l l u l o s e - t r i s ( 3 ，5 - d i m e t h y l p h e n y l c a r b a r a n t e ) ( c d m p c ) a 8c h i r a ls t a t i o n a r yp h a s e ，t h ec o n t e n to fi s o p r o p a n o li nm o b i l ep h a s eo ns e p a r a t i o nw i t si n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tm xe n a n f i o m a r so b t a i n e dv e r yg o o dr e s o l u t i o na n dm x - i n t e ra c h i e v e db a s e l i n e s e p a r a t i o n o n c d m p c t h e m a j o r m e t a b o l i t e o f m x i s m e t a l a x y la c i d ( m x - a e i d ) a n ds y n t h e s i z e d b y h y d r o l y a t i o no f m x t e c h n i c a lu n d e ra l k a l i n ec o n d i t i o n t h ef l o wr a t e ，c o n t e n to f i s o p r o p a n o li nm o b i l e p h a s ea n dc o l u m nt e m p e r a t u r eo ns e p a r a t i o no fm x - a e i de n a n t i o m e r so nc d m p cw 6 l ti n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tm x - a e i dw a ss e p a r a t e dv e r yw e l lb u ts t r o n ga c i dm u s tb ea d d e di nm o b i l e p h a s et oh e l pe l u t i o no ft w oe n a n t i o m e r s m x ，m x - i n t e r ，m x - a e i da n db e n a l a x y le n a n t i o m e r sw e i o d e t e r m i n e db yh p l cw i t hc i r c u l a rd i e h r o i s m ( c d ) d e t e c t o r t h er e s u l t ss h o w e dt h a tl e 舡o p t i c a la n d r i g h t - o p t i c a le a a n t i o m e rw a sn o th o m o l o g o u sw i t ht h ec d ( 一) a n dc d ( + ) s i g n a l ，w h i c hc a nb e r e s t e d w i t hb o r n ef a c t o r si n c l u d i n gs e l e c t e dc dd e t e c t i o nw a v e l e n g t ha n dr a n g e b a s i n go no p t i m i z e dc h r o m a t o g r a p h i cc o n d i t i o n st h em e t h o d sf o rd e t e r m i n a t i o no f m xa n db x i n a n i m a lp l a s m aa n dt i s s u e sw e r ee s t a b l i s h e d t h es t e r e o s e l e c t i v ep h a r m a e o k i n e t i c sa n dd e g r a d a t i o no f m xe n a n t i o m e r s i nr a b b i t s w e r es t u d i e d b y e 盯i n t r a v e n o u s ( i v ) a d m i n i s t r a t i o n o f r a e m a t ea t 4 0 m g 墩g t h er e s u l t ss h o w e dt h ec o n c e n 廿a f i o no fr - m xi np l a s m aw a sa l w a y sh i g h e rt h a nt h a to fs - m x ，t h e l o w e s t e f i n p l a s m a w a s 0 2 7 4 p h a r m a c o k i n a t i c p a r a m e t e r s o f t w o e n a n t i o m e r s c a l c u l a t e d a c c o r d i n g t o n o n - c o m p a r t m e n t a lm o d e l sw e e f ed i f f e r e n t t h e s es u g g e s t e dt h a tt h ep h a r m a e o k i n e t i c s o fm x e n a n t i o m e r si nr a b b i t sw a ss t e r e o s e l e c t i v e 1 1 1 ed e g r a d a t i o n so ft w oa n a n t i o m e r si nr a b b i tp l a s m a ， h e a r t ，l i v e r ， s p l e e n ，l u n ga n dk i d n e yw e - r ee n a n t i o s e l e c t i v e ， b u ti nb r a i na n dm u s c l ew e r en o t s t e r e u s e l e c t i v e ，a n di nl u n ga n ds p l e e nw e r ef a s t e s ta n ds l o w e s tr e s p e c t i v e l y t h es t e r e u s e l e c t i v ep h a r m a c o k i n e t i c sa n dd e g r a d a t i o no fm xe n a n t i o m e r si nr a t sw e r es t u d i e db y t r a i li v a d m i n i s t r a t i o no fr a e m a t oa l2 0m 眺g t h er e s u l t ss h o w e dt h ec o n c e n t r a t i o no fr - m xj n p l a s m aw a ga l w a y sh i g h e rt h a nt h a to fs - m x ，b u tt h ee f si np l a s m ah a dn os i g n i f i c a n tc h a n g e p h a r m a c o k i n e t i c p a r a m e t e r so ft w oe n a n t i o m e r sc a l c u l a t e da c c o r d i n gt on o n - c o m p a r t m e n t a lm o d e l s w c l en o to b v i o u s l yd i f f e r e n t t h e s es u g g e s t e dt h a tt h ep h a r m a c o k i n e t i c so f m xe u s n t i o m e r si nr a t sw a s n o ts t e r e o s e l e c t i v e t h ed e g r a d a t i o n so ft w oe n a n t i o m e r si nr a tl i v e r ， s p l e e na n d b r a i nw e r e e n a n t i o s e l e e t i v e ，b u tt h o s ei np l a s m aa n do t h e rt i s s u e sw 黜n o ts t e r e o s e | e c t i v e t h er e s i d u a l c o n c e n t r a t i o n so ft w oe n a n t i o m e r si n f a tw a t eo b v i o u s l yh i g h e rt h a nt h a ti no t h e rt i s s u e sb u tt h e d e g r a d a t i o n si ni tw e r es l o w e s t t h ed e g r a d a t i o n so f r - m x i nl u n ga n df a tw a sf a s t e rt h a nt h a to fs m x a n dr e s u l t e dt oi t sl o w e rc o n c e n t r a t i o n ，w h i c hw a sr e v e r a et ot h a ti no t h e rt i s s u e s t h es t e r e o s e l e e t i v ep h a r m a c o k i n e t i c sa n dd e g r a d a t i o no fb xe n a n t i o r a e r si nr a b b i t sw e r es t u d i e d b yc z a ri v a d m i n i s t r a t i o no fr a o m a t ea t4 0m g m g t h er e s u l t ss h o w e dt h ec o n c e n t r a t i o no fs - m xi n p l a g n mw a sa l w a y sh i g h e rt h a nt h a to fr - b x ，t h el o w e s te fi np l a s m aw a go 3 2 6 p h a r m a c o k i n e f i c 中国农业大学博一l 学位论文摘要 p m m n e t e r so f t w oe n a n f i o m e r sc a l c u l a t e da c c o r d i n gt on o n - c o m p a r t m e n t a lm o d e l sw e a ed i f f e r e n t t h e s e s u g g e s t e dt h a tt h ep h a r m a c o k i n e t i c so f b xe a a n t i o m e r si nr a b b i t sw a s 蛐l e c t i v e t h ed e g r a d a t i o n s o f t w oe n a n t i c n n e a 瞎i nr a b b i t p i a s i u a ，h e a r t ，l i v e r ，s p j e ，j d 血e ，r ，b r a i n a n d m u s c l e w e 犯s t e r e o s e j e t 时j v e ， a n de n a n t i o s e l e c t i v i t yw a sm o s ts i g n i f i c a n ti nk i d n e y t h ed e g r a d a t i o ni nl u n gw s l o w e s ta n dn o t s t e r e o s e l e c t i v e ，b u tt h ec o n c e n t r a t i o no f m xe n a n t i o m e r si ni tw a se x t r e m e l yh i g h e rt h a nt h a ti no t h e r t i s s u e 8 k e y w o r d s ：c h i r a lp e s t i c i d e ，m e t a l a x y l ，b e n l a x y l ，s t e r e o s e l e c t i v i t y ，c i r c u l a rd i c h r o i s m 中国农业大学博上学位论文插图和附表清单 1 插图清单 图1 - 1 纤维素- 三苯酯衍生物 插图和附表清单 图1 2 甲霜灵对映体的结构 图l - 3 精甲霜灵对映体的结构 图1 4 精甲霜灵的合成路线 4 1 6 图l - 5 精甲霜灵的酶催化法合成路线2 0 图1 - 6 甲霜灵在大鼠体内的代谢途径 图l 一7 甲霜灵及其在植物中的降解产物 图1 - 8 苯霜灵对映体的分子结构2 6 图2 - 1 甲霜灵对映体的色谱分离( 正己烷异丙醇：7 q ，3 0 ) 3 1 图2 - 2 甲霜灵中间体对映体的色谱分离( 正己烷，异丙醇：1 0 0 0 ) 3 1 图2 - 3 甲霜灵酸的合成路线3 l 图2 _ 4 甲霜灵酸气相色谱( f i d ) 归一化色谱图3 2 图2 - 5 甲霜灵酸质谱图3 2 图2 - 6 甲霜灵酸i h 核磁共振图3 3 图2 - 7 甲霜灵酸对映体的色谱分离图3 4 图2 - 8 甲霜灵) 、甲霜灵酸、甲霜灵中间体、苯霜灵的结构3 5 图2 - 9 甲霜灵对映体的c d 和u v 扫描图3 6 图2 1 0 甲霜灵外消旋体和精甲霜灵在2 3 0 r i m 处的u v 和c d 谱图3 6 图2 - 1 l 甲霜灵酸对映体的c d 和u v 扫描图3 7 图2 1 2 甲霜灵酸在2 3 0 n m 处的u v 和c d 谱图3 7 图2 - 1 3 苯霜灵对映体的c d 和u v 扫描图3 8 图2 - 1 4 苯霜灵在2 2 0 r i m 和2 4 0 m n 处的u v 和c d 谱图3 8 图2 1 5 甲霜灵中间体对映体的c d 和u v 扫描图 图2 - 1 6 甲霜灵中间体在2 2 8 n m 和2 8 0 r i m 的u v 和c d 谱图3 9 图3 一l ( a ) 3 0 r a i n 家兔血浆中甲霜灵的总离子流图；( b ) 3 0 m i n 血浆中甲霜灵质谱图。4 5 图3 - 2 家兔样品中甲霜灵典型液相色谱图4 6 图3 - 3 家兔血浆添加提取液中甲霜灵对映体浓度与峰面积标准曲线4 7 图3 4 ( a ) 家兔血浆中甲霜灵对映体药时曲线；( b ) 家兔血浆中e f 值变化动态4 9 图3 - 5 ( a ) 甲霜灵对映体在家兔心脏中降解曲线； ( b ) 家兔心脏中e f 值变化动态5 0 图3 - 6 ( a ) 甲霜灵对映体在家兔肝脏中降解曲线； ( b ) 家兔肝脏中e f 值变化动态5 l 图3 - 7 ( a ) 甲霜灵对映体在家兔脾脏中降解曲线； ( b ) 家兔脾脏中e f 值变化动态5 2 图3 8 ( a ) 甲霜灵对映体在家兔肺脏中降解曲线；( b ) 家兔肺脏中e f 值变化动态。5 2 图3 - 9 ( a ) 甲霜灵对映体在家兔肾脏中降解曲线；( b ) 家兔肾脏中e f 值变化动态。5 3 图3 1 0 ( a ) 甲霜灵对映体在家兔脑中降解曲线；( b ) 家兔脑中e f 值变化动态5 4 - i ) ( - 中国农业大学博l 学位论文插图和附表清单 图3 i i ( a ) 甲霜灵对映体在家兔肌肉中降解曲线；( b ) 家兔肌肉中e f 值变化动态5 5 图3 1 2 ( a ) 甲霜灵对映体在大鼠脂肪中降解曲线；( b ) 大鼠脂肪中e f 值变化动态5 6 图3 1 3 甲霜灵对映体在家兔组织中的降解半衰期5 6 图3 1 4 甲霜灵对映体在家兔各组织中的残留 图3 1 5 家兔血浆及各组织中e f s 5 8 图4 1 ( a ) 5 m i n 大鼠血浆中甲霜灵的总离子流图；( b ) 5 r a i n 血浆中甲霜灵质谱图“ 图4 2 大鼠样品中甲霜灵典型液相色谱图 图4 - 3 大鼠血浆添加提取液中甲霜灵对映体浓度与峰面积标准曲线 6 5 6 6 图4 _ 4 ( a ) 大鼠血浆中甲霜灵对映体药一时曲线；( b ) 大鼠血浆中e f 值变化动态6 8 图4 5 ( a ) 甲霜灵对映体在大鼠心脏中降解曲线；( b ) 大鼠心脏中e f 值变化动态6 9 图4 - 6 ( a ) 甲霜灵对映体在大鼠肝脏中降解曲线；( b ) 大鼠肝脏中e f 值变化动态7 0 图4 - 7 ( a ) 甲霜灵对映体在大鼠脾脏中降解曲线；( b ) 大鼠脾脏中e f 值变化动态7 l 图4 8 ( a ) 甲霜灵对映体在大鼠肺脏中降解曲线；( b ) 大鼠肺脏中e f 值变化动态7 2 图4 - 9 ( a ) 甲霜灵对映体在大鼠肾脏中降解曲线；( b ) 大鼠肾脏中e f 值变化动态7 2 图4 1 0 ( a ) 甲霜灵对映体在大鼠脑中降解曲线；( b ) 大鼠脑中e f 值变化动态7 3 图4 1 l ( a ) 甲霜灵对映体在大鼠肌肉中降解曲线；( b ) 大鼠肌肉中e f 值变化动态7 4 图4 1 2 ( a ) 甲霜灵对映体在丈鼠脂肪中降解曲线；( b ) 大鼠脂肪中e f 值变化动态7 5 图4 1 3 甲霜灵对映体在大鼠组织中的降解3 衰期7 5 图4 1 4 甲霜灵对映体在丈鼠备组织中的残留7 6 图4 1 5 大鼠血浆及各组织中e f 7 7 图5 1 ( a ) 3 0 m i n 家兔血浆中苯霜灵的总离子流图；( b ) 3 0 r a i n 血浆中苯霜灵质谱图8 2 图5 - 2 家兔样品中苯霜灵典型液相色谱图8 3 图5 3 家兔血浆添加提取液中苯霜灵对映体浓度与峰面积标准曲线8 4 图5 4 ( a ) 家兔血浆中苯霜灵对映体药一时曲线；( b ) 家兔血浆中e f 值变化动态8 6 图5 5 ( a ) 苯霜灵对映体在家兔心脏中降解曲线；( b ) 家兔心脏中e f 值变化动态8 7 图5 - 6 ( a ) 苯霜灵对映体在家兔肝脏中降解曲线；( b ) 家兔肝脏中e f 值变化动态8 8 图5 - 7 ( a ) 苯霜灵对映体在家兔脾脏中降解曲线；( b ) 家兔脾脏中e f 值变化动态8 9 图5 8 ( a ) 苯霜灵对映体在家兔肺脏中降解曲线；( b ) 家兔肺脏中e f 值变化动态9 0 图5 - 9 ( a ) 苯霜灵对映体在家兔肾脏中降解曲线；( b ) 家兔肾脏中e f 值变化动态9 0 图5 1 0 ( a ) 苯霜灵对映体在家兔脑中降解曲线；( b ) 家兔脑中e f 值变化动态9 l 图5 1 1 ( a ) 苯霜灵对映体在家兔肌肉中降解曲线；( b ) 家兔肌肉中e f 值变化动态9 2 图5 1 2 苯霜灵对映体在家兔组织中的降解半衰期9 3 图5 1 3 苯霜灵对映体在家兔各组织中的残留9 4 图5 1 4 家兔血浆及各组织中e f s 9 4 2 附表清单 表l - i 商品化的多糖类手性固定相色谱柱 表l - 2 甲霜灵原药中存在的杂质及其结构 - x - 表1 3 四种手性固定相对甲霜灵的拆分效果 表2 - 1 异丙醇含量对甲霜灵拆分的影响 表2 - 2 异丙醇含量对甲霜灵中间体拆分的影响 表2 - 3 异丙醇含量对酸代谢物拆分的影响。 表2 - 4 柱温对酸代谢物拆分的影响 2 1 3 0 3 4 表2 - 5 流速对酸代谢物拆分的影响3 4 表3 - 1 家兔空白血浆样品添加甲霜灵后两对映体的添加回收率。4 7 表3 - 2 测定家兔血浆中甲霜灵对映体的日内和日间准确度和精密度( n = 5 ) 4 8 表3 - 3 家兔组织样品添加甲霜灵后两对映体的添加回收率4 8 表3 _ 4 家兔静注外消旋甲霜灵4 0m g k g 后药代动力学参数4 9 表3 - 5 甲霜灵对映体在心脏组织内消解动态的回归方程5 0 表3 - 6 甲霜灵对映体在肝脏组织内消解动态的回归方程5 l 表3 7 甲霜灵对映体在脾脏组织内消解动态的回归方程 表3 8 甲霜灵对映体在肺脏组织内消解动态的回归方程5 3 表3 - 9 甲霜灵对映体在肾脏组织内消解动态的回归方程5 3 表3 一l o 甲霜灵对映体在脑组织内消解动态的回归方程5 4 表3 - 1 l 甲霜灵对映体在肌肉组织内消解动态的同归方程5 5 表3 1 2 甲霜灵对映体在脂肪组织f q 消解动态的回归方程5 6 表4 1 大鼠空白血浆样品添加甲霜灵后两对映体的添加回收率6 6 表4 - 2 测定火鼠血浆中甲霜灵对映体的日内和日间准确度和精密度( n = 5 ) 6 7 表4 - 3 大鼠组织样品添加甲霜灵后两对映体的添加回收率6 7 表4 _ 4 大鼠静注外消旋甲霜灵2 0m g k g 后药代动力学参数6 8 表4 - 5 甲霜灵对映体在心脏组织内消解动态的回归方程6 9 表4 6 甲霜灵对映体在肝脏组织内消解动态的同归方程7 0 表4 _ 7 甲霜灵对映体在脾脏组织内消解动态的回归方程7 l 表4 8 甲霜灵对映体在肺脏组织内消解动态的回归方程7 2 表4 9 甲霜灵对映体在肾脏组织内消解动态的回归方程7 3 表4 1 0 甲霜灵对映体在脑组织内消解动态的回归方程。 表4 1 1 甲霜灵对映体在肌肉组织内消解动态的回归方程 表4 - 1 2 甲霜灵对映体在脂肪组织内消解动态的回归方程 表5 - 1 家兔空白血浆样品添加苯霜灵后两对映体的添加回收率8 4 表5 - 2 测定家兔血浆中苯霜灵对映体的日内和日间准确度和精密度( 玎= 5 ) 8 5 表5 3 家兔组织样品添加苯霜灵后两对映体的添加回收率8 5 表5 - 4 家兔静注外消旋苯霜灵4 0m g k g 后药代动力学参数8 6 表5 5 苯霜灵对映体在心脏组织内消解动态的回归方程8 7 表5 - 6 苯霜灵对映体在肝脏组织内消解动态的回归方程8 8 表5 - 7 苯霜灵对映体在脾脏组织内消解动态的回归方程8 9 表5 8 苯霜灵对映体在肺脏组织内消解动态的回归方程 x i - 表5 - 9 苯霜灵对映体在肾脏组织内消解动态的回归方程。9 0 表5 1 0 苯霜灵对映体在脑组织内消解动态的回归方程9 l 表5 1 l 苯霜灵对映体在肌肉组织内消解动态的回归方程。 i 。9 2 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 爵静 l 时间； 谰年只| s 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 琦静 导师签名：- 裔一z ，一一7 匆导师签名：fq h z ，一一7 侈 时间：洲年月，日 时间：d 州年月，日 中困农业大学博上学位论文第一章绪论 第一章绪论 手性( 英文名c h i r a l i t y ，源自希腊文c h e i r 。手或h a n d e d n e s s ) 是实物与镜像不能重叠的现象， 手性分子存在着一对互为镜像关系而又不能重合的对映体，称之为对映异构体( e n a n t i o m e r ) ，简 称对映体。大量的药物( 包括医药、农药、兽药等) 是手性分子并因此而由具有不同生物活性的 立体异构体组成。生物体本身就是由具有高度不对称性的生物大分子组成，如蛋白质、多糖、核 酸和酶等。这种不对称性赋予生物大分子受体、酶、血浆蛋白及组织蛋白，通过定的信息去识 别不同的对映性，与之契合者，才能发生相互作用，从而产生生理活性。反之，则无效，甚至会 产生毒副作用，最终导致对映体在生物体内产生不同的药效学、药动学和毒理学( “”。英国著名 科学家e l i o t t 等于1 9 7 4 年合成了溴氰菊酯，法国罗素一优克福公司又进一步拆分制备了溴氰菊酯 的高效旋光异构体敌杀死( d e c i s ) ，其药效高8 倍，用药量仅1 0g h m 2 左右，成为当时国际上最 高效的杀虫剂，引起了广泛的关注。在医药上，二十世纪6 0 年代镇静剂沙利度胺( t h a l i d o m i d e ， 又名反应停) 是用作缓解孕妇妊娠反应服用的外消旋药物。后来发现在欧洲服用过此药的孕妇有 不少产下海豚状畸形儿，随后的研究结果表明沙利度胺只有r 体具有缓解妊娠反应作用，而s 体 则是一种强力致畸剂，在妊娠的l 一2 个月内服用会导致胎儿畸形。研究人员进一步研究发现沙 利度胺任一异构体在体内都能转变为相应对映体，因此无论是r 型还是s 型，作为药物都有致 畸作用脚。 手性药物越来越受到人们的重视，随着拆分技术和手性合成的进展，以单一异构体上市的新 药也将迅速增长，把外消旋体开发为单一异构体已成为研制新药的重要方面之一。2 0 0 0 年单一对 映体手性精细化学品的世界市场为6 6 3 亿美元，并且以每年1 3 2 的速度增长，预计到2 0 0 7 年 将达到1 6 0 亿美元。制药工业是拉动这一强劲增长的原动力，手性药物占世界手性精细化学品市 场总销售额的8 1 2 ，即5 3 8 亿美元，其余的1 2 5 亿美元为农用化学品，电子化学品和香精香料 等”。由丁二化合物的手性在生物现象、化学合成、药物设计以及生物合成等方面具有极其重要的 作用。尤其是在药物设计和生物合成方面，药物的手性不同，往往使得其在生物活性、药动学和 毒理学等方面均存在对映体的立体选择性作用，在对映体水平上对手性药物的研究也越来越深 入。 1 1 手性农药应用现状及生物活性 农药是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的 地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其他天然物质的种物质或几种物质的混合 物及制剂，包括杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、除草剂、杀鼠剂、杀线虫剂，植物生长调节剂等。随 着人们生活水平的提高，一方面对使用农药带来的食品安全给予了越来越大的关注，另一方面农 药的广泛使用与生态环境保护的矛盾变得日益突出，这就使得开发的新农药必须具有安全性高、 残留低、无公害、生物活性高、使用费用低、选择性高等特性，而其中首先要考虑的是与环境的 相容性，其次才是生物活性阁。 近二十年来，随着立体化学的快速发展，农药研究己深入到了分子立体异构领域。从分子水 平分析农药与生物体相互作用时，生物体对农药分子各手性异构体识别能力的差异，以及不同靶 中国农业大学博七学位论文第一章绪论 标对不同手性异构体的匹配性关系，使得异构体之间表现出不同的生物活性。这就是有些手性农 药体现出高的杀虫、杀螨、杀菌和除草活性，而其对映体活性低甚至表现出药害的根本原因。目 前市场上已出现了较多的手性农药品种，如精盖草能、精禾草克、s - 生物丙烯菊酯、精甲霜灵等 嘲。拟除虫菊酯类杀虫剂，苯氧羧酸类除草剂或植物生长调节剂以及三唑类杀菌剂是手性农药中 含对映体比较多的三大类，这三大类农药分子中大都具有一个或多个手性中心。拟除虫菊酯类杀 虫剂一般具有多个个手性中心，例如丙烯菊酯结构中有3 个手性碳而具有8 个异构体，研究表明 这些异构体之间杀虫活性差异甚大，其中以( + ) 反式酸、( s ) 醇构型的活性最高，而以( ) 顺式酸、( r ) 醇构型的活性最低，相差达5 0 0 倍。非环丙烷羧酸除虫菊酯类除虫剂，如普通氰戊 菊酯由4 个异构体组成，其中s ，s - 体的杀虫活性最高，约为混合体的4 倍，而其对映体s ，r - 体却 有使叶子白化的强药害症状，并发现r s _ 体在动物亚急性毒性试验中有肉芽肿病变出现，可见 不同异构体在生物活性上有很大的差别，1 9 8 5 年住友开发成功顺式氰戊菊酯，s ，s - 体含量 7 5 ， 不仅对农业害虫的药效大大高于普通氰戊菊酯，而且可用作卫生杀虫荆和杀白蚁剂f 7 l 。芳氧丙酸 类的除草剂或植物生长调节剂由于丙酸酯n 位被芳氧基取代而具有手性，其生物活性一般主要来 源于在r 体，如2 ，4 滴丙酸只有r 体有效。三唑类化合物异构体间则显示出性质完全不同的活性特 征，如烯唑醇在植物生长调节作用方面s 体活性强，而杀菌活性方面r 体则更强，这种现象在烯效 唑上表现得更明显i s 。有机磷类手性农药的手性即可来源丁二不对称磷原予，也可源于手性碳原子， 如水杨硫磷对蚊、枯虫、小鼠的活性是( + ) 一体 ( 一) 体，而对蝇的活性为( ) 体 ( + ) 体， 离体乙酰胆碱酯酶的抑制活性( + ) 体 ( ) 体【9 j 。甲霜灵高活性体一精甲霜灵在抑制菌丝生 长和孢子囊产生两个方面均比外消旋体高i l o l 。乇鹏对包括有机磷、拟除虫菊酯、苯氧羧酸类除草 剂或植物生长调节剂以及三唑类杀i 霸剂等近4 0 种手性农药对映体的生活活性进行了综述“”。 手性农药主要由具有较强旋光活性的异构体组成，使用手性农药的益处有( 1 ) 由于生物体 对手性物质具有精确的识别作用，所以不同异构体的生物活性可能具有极大的差异，光学活性农 药的使用将会大大提高其使用效率；( 2 ) 通过异构体的分离，可以减少大鼍的低效体或无效体进 入环境，减少这些非活性异构体在生物圈内的扩展，减小对非靶标生物的潜在副作用，从而保护 生态环境；( 3 ) 光学纯产品的使用使生产总量大大减少，产品附加值增高，还有利于产品的包装、 生产、运输和储存；( 4 ) 与开发一个全新的农药相比，在现有品种基础上开发光学活性产品的成 功几率要大的多l l “。 1 2 高效液相色谱手性固定相法对手性化合物的拆分 目前用于手性化合物的拆分中主要有结晶法、化学拆分法1 1 4 1 、生物( 酶) 拆分法、萃取 拆分法【”】、膜拆分法【、色谱拆分法等。相比于其他拆分方法而言，色谱拆分法具有操作简单、 速度快、效率高等优点，色谱分离对映体的方法主要有：高效液相色谱( h i g h - p e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h y ，h p l c ) d 9 气相色谱法( g a sc h r o m a t o g r a p h y ，g c ) 1 2 0 1 , 毛细管电泳法( c a p i l l a r y e l e c t r o p h o r e s i sc h r o m a t o g r a p h y ，c e c ) t 2 i 】、超临界流体色谱( s u p e r c r i t i c a lf l u i dc h r o m a t o g r a p h y ， s f c ) ，薄层色谱法( t h i n - l a y e r c h r o m a t o g r a p h y ，t l c ) 2 3 1 ，高效膜色谱法( h i g h - p e r f o r m a n c e m e m b r a n c ec h r o m a t o g r a p h y ，h p m c ) 2 4 1 等。 高效液相色谱手性固定相( c h i r a ls t a t i o n a r y p h a s e ，c s p ) 法是目前常用的手性拆分中发展最 中圈农业大学博十学位论文第一章绪论 快、应用最广的方法，利用此法可对手性化合物进行直接拆分，具有省时、省力、经济、准确的 优点，目前已成为手性化合物拆分、光学纯度分析、不对称合成反应监测以及立体选择性的药理 学和药代学研究等方面的重要手段。高效液相色谱在对映体拆分时按手性环境引入的方式不同可 分为3 种类型：一是j e 对映异构衍生化拆分法，即利用手性试剂与手性化合物发生衍生化反应形 成非对映异构体，从而使用传统的非手性h p l c 法拆分；二是手性流动相拆分法，即将手性环境 引入到色谱的流动相中。在流动相中加入手性添加剂，利用手性添加剂与对映体形成非对映配合 物，在固定相中的保留时问和分配不同而得到拆分；第三种就是手性固定相拆分法( i - i p l c - c s p ) ， 即将手性环境直接引入到色谱柱的固定相上，当对映体分子流经色谱柱时与固定相之间产生不同 的作用力，从而保留时间产生差异，实现对映体的分离。手性固定相法具有许多优点：、流动 相组成简单，操作方便，重现性好；、其适用范围和对机理的解释都远远超过手性流动相法； 、可以同时、高收率地得到两种高旋光纯度的对映体，从而实现大量的制备分离；、除了使 用常用的紫外检测器或示差折光指数检测器外，还可使用专门检测手性物质的旋光检测器或圆二 色散检测器，从而获得构型上的信息。手性固定相根据其化学类型可分为：“刷型”手性固定相； 多糖类手性同定相；环糊精类手性固定相、大环抗生素手性固定相、蛋白质手性固定相、配体交 换手性固定相、冠醚手性固定相，其中多糖类手性固定相因其良好的拆分性能目前已经得到了广 泛的应用。 f i h e s s e 和h a g e ! 于1 9 7 3 年首次将微晶形态的纤维素三醋酸酯直接作为液相色谱手性固定相用 于手性化合物的拆分以来，多糖类手性同定相得到了快速的发展。多糖中彼广泛用于液相色谱手 性固定相的是纤维素和直链淀粉，它们都是d 葡萄糖以b 1 ，4 一糖营键或* l ，4 糖苷键相连而形 成的线裂聚合物，由于葡萄糖单元的手性，每个聚合物链均具有沿着纤维素主链存在的一个螺旋 型的沟槽瞄j 。多糖衍生物是通过多糖和苯甲