（环境科学专业论文）手性农药对映体圆二色光谱表征及环境行为差异性研究.pdf

摘要 g = 去【( 一一s 肷+ ) e e + + 一+ 】 二6 利用该方法测定了甲霜灵的手性对映体含量，结果与手性色谱的结果相比 较，两者相对平均偏差小于3 。这进一步证明该方法在手性对映体含量检测时 准确性高且实用性强。该方法的提出与应用将给手性药物和手性环境研究行为提 供一种检测对映体纯度的新方法。 以甲霜灵和精甲霜灵为对象研究其在微生物降解过程中对映体选择性。实验 中利用反相高效液相谱测定降解过程中甲霜灵总量的变化；利用正相液相色谱系 统( 使用c h i r a l c e la s h 柱) 对甲霜灵对映体进行拆分，在此正相系统上检测甲 霜灵降解过程中对映体含量的相对变化。在上述分析方法的支撑下，研究甲霜灵 和精甲霜灵在混菌条件下和单菌条件下降解过程中对映体的选择性。甲霜灵和精 甲霜灵在混菌条件下都被降解，但甲霜灵的降解速率高于精甲霜灵，降解速率常 数分别为0 1 7 1 ld “和0 0 7 9 5d ；甲霜灵和精甲霜灵在单菌b m 条件下都被降解， 精甲霜灵的降解速率小于甲霜灵；单菌条件下，随着初始浓度的增加，甲霜灵和 精甲霜灵的降解半衰期都有所增加，但精甲霜灵的初始浓度的增加对降解半衰期 影响更大；p h 6 8 9 是比较适宜菌种b m 的p h 。 大型蚤的毒性实验表明，甲霜灵和精霜灵的4 8 h l c 5 0 分别为5 1 5 ( 4 5 5 ，5 8 3 ) m g l 和4 1 9 ( 3 5 2 ，4 9 8 ) m g l 。根据毒性分级为低毒，但精甲霜灵急性较甲霜 灵要稍高。甲霜灵与精甲霜灵的慢性毒性相比部分指标存在一些差异。对于第一 次产蚤时间，在受试浓度内两者相比都没有显著性差异。而对于体长和幼蚤数 母蚤，浓度大于等于1m g l 开始出现显著性差异；对于胎数母蚤，浓度大于等 于2m g l 开始出现显著性的差异。精甲霜灵对于体长和幼蚤数母蚤影响最大， 次之为胎数母蚤，而对于产蚤时间没有明显的影响。大型蚤的慢性实验结果表 明，精甲霜灵较甲霜灵的水生毒性大。 关键词：圆二色光谱手性农药绝对构型对映体过剩率甲霜灵手性环境行为 水生毒性 l i 一 a b s t r a c t t h ew o r l d w i d er e s e a r c ho nt h ee n a n t i o s e l e c t i v eb e h a v i o ro fc h i r a lc o n t a m i n a n l b i nt h ee n v i r o n m e n ti ss t i l la ti t s e a r l ys t a g e ，e s p e c i a l l yi nc h i n a b e c a u s eo ft h e b i o a c t i v i t i e so fe n a n t i o m e r sb e i n gs od i f f e r e n t ，t h e ya l es e l e c t i v e l y d e g r a d e da n d i n t e r a c t e di nt h ee n v i r o n m e n t a lm e d i a m o r ea t t e n t i o n sh a v e b e e ng i v e nt o e n v i r o n m e n t a lb e h a v i o ro fe n a n t i o m e r s a st h e k n o w l e d g eo nc h i r a lc o m p o u n d s e x p a n d e d ，c h i r a ld e t e c t i o nh a sb e e nw i d e l yu s e da n dm o r ea n dm o r ec o n c e m s 、e r e f o c u s e do nt h ec o n c e p t sa n dt h e o r i e sa b o u tc h i r a ld e t e c t o r t h ea i mo ft h i sr e s e a r c h w a st oi m p r o v eo u rk n o w l e d g eo nt h ea p p l i c a t i o no fc i r c u l a rd i c h r o i s m ( c d ) ，o n e t y p eo fc h i r a ld e t e c t o r s ，i nc h i r a le n v i r o n m e n t a lr e s e a r c ha n dt h ee n a n t i o s e l e c t i v e d e g r a d a t i o no fc h i r a lp e s t i c i d e s g i v e ni t s m a t u r i t y o nt e c h n o l o g ya n dh i g h e r s e n s i t i v i t y ，c o n t a i n i n gm o r e i n f o r m a t i o na b o u ts t r u c t u r et h a no p t i c a lr o t a t o r yd i s p e r s i o n ( o r d ) ，w e a r g u e dt h a t c o t t o ne f f e c ti nc i r c u l a rd i c h r o i s mw a su s e d t oc h a r a c t e r i z et h ea b s o l u t e c o n f i g u r a t i o no fe n a n t i o m e r s t h ea s s e r t i o nw a sp u tf o r w a r df o rt h ef i r s tt i m ea n d o u t w e i g h e dt h et r a d i t i o n a lm e t h o dc h a r a c t e r i z e db yo r d i nt h i ss t u d y ，e n a n t i o m e r so ft e nc o m p o u n d ss u c ha sn a p r o p a m i d e ，d c p p m , m e t a l a x y la n di b u p r o f e ne t c w e r es e p a r a t e df i r s ta n d e n a n t i o m e r s s p e c t r ao fc i r c u l a r d i c h r o i s ms c a n n e di nc d 2 0 9 5 t h ea b s o l u t e c o n f i g u r a t i o no fe n a n t i o m e r so f m c p p m ，i b u p r o f e na n dn a p r o p a m i d ew e r ec o n f i r m e dw i t ht h ec i r c u l a rd i c l l r o i s m a c c o r d i n gt oo c t a n tr u l e s i ti st h ef i r s tt i m et h a tc i r c u l a rd i c h r o i s mw a su s e di n r e s e a r c ho nc h i r a le n v i r o n m e n t a lb e h a v i o r an o v e lm e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no fe n a n t i o m e r i cp u r i t yo fc h i r a lc o m p o u n d s u s i n gn o n c h i r a lh 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 ) c o u p l e dw i t h c i r c u l a rd i c h r o i s m ( c d ) d e t e c t o rw a sd e v e l o p e d t h ep r i n c i p l eo ft h em e t h o dw a s p r o p o s e da n di l l u s t r a t e db yt h ea n a l y s i so fe n a n t i o m e r i cp u r i t yo fm e t a l a x y l t h e r e s u l t si n d i c a t e dt h a ta n i s o t r o p yf a c t o r ( g ) h a dag o o dl i n e a r i t yw i t he n a n t i o m e r i c e x c e s s ( e e ) t h ee q u a t i o ni sa sf o l l o w s 1 i l ，众 摘要 g = 亡【( 占l 尺一钆一s 咫+ ) 髓+ 气疗+ 岱一+ e r s 】 z 占 一 。 t h er e l a t i v ea v e r a g ed e v i a t i o n sb e t w e e nt h ee ee v a l u a t e db yt h ed e v e l o p e d m e t h o da n dt h o s ed e t e r m i n e db ye h i r a lh p l cw e r el e s st h a n3 t h ep r o p o s e d m e t h o dh a dah i g ha c c u r a c ya n ds h o w e dag o o dp e r s p e c t i v et od e t e r m i n et h ee eo f c h i r a lc o m p o u n d s b e c a u s em e t a l a x y l ，ac h i r a l f u n g i c i d e ，h a sb e e nw i d e l yu s e dt h r o u g h o u tt h e w o r l d ，i t se n a n t i o s e l e c t i v eb i o d e g r a d a t i o nw a si n v e s t i g a t e di nt h i sr e s e a r c h m e t a l a x y l a n dm e t a l a x y l - m ( r - m e t a l a x y l ) w e r ed e g r a d e d m e t a l a x y lw a sd e g r a d e df a s t e rt h a n m e t a l a x y l - ma n dt h ed e g r a d a t i o nr a t ec o n s t a n tw e r e0 1711a n d0 0 7 9 5 ，r e s p e c t i v e l y m e t a l a x y la n dm e t a l a x y l mw e r ed e g r a d e db yi s o l a t e d b a c t e r i ab ma n dt h e d e g r a d a t i o no ft h ef o r m e rw a sf a s t e rt h a nt h el a t t e r w i t ht h ei n c r e a s eo fi n i t i a l c o n c e n t r a t i o n ，t h eb i o d e g r a d a t i o nh a l f - l i v e so fm e t a l a x y la n dm e t a l a x y l mi n c r e a s e d ， b u tt h e i n c r e a s ei ni n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fm e t a l a x y l - mh a dm o r ee f f e c to nh a l f - l i v e s t h es t u d ya l s os h o w e dt h a tp h 6 8 9w a so p t i m u mf o rb m t h e4 8 - l c s oo fm e t a l a x y la n dm e t a l a x y l mw e r e51 5 ( 4 5 5 ，5 8 3 ) m g la n d 4 1 9 ( 3 5 2 ，4 9 8 ) m g l ，r e s p e c t i v e l y t h e s ew e r eb o t hl o wt o x i c a n ta c c o r d i n gt o c l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r do ft o x i c i t y p a r a m e t e r ss u c ha sl e n g t h ，t h en u m b e ro fb r o o d s p e rf e m a l ew e r es i g n i f i c a n t l y ( p 5 时具有杀菌活 性的r 型甲霜灵降解要比s 型甲霜灵快，即k r k s ，从而导致s 型甲霜灵的残 1 7 浙江大学博士学位论文 留要大于r 型的；当p h 为4 5 时，两种对映体的降解速度基本上相同，即k r k s ； 而当p h 4 时对映体选择性发生了翻转，s 型甲霜灵降解要比r 型甲霜灵快，即 k r k s 。而在绝大多数厌氧性土壤中，情况与在p h 9 8 ， 浙江禾本农药化学有限公司) ； 敌草胺( n a p r o p a m i d e ) ( 纯度 9 9 9 ，a c c u s t a n d a r d i n c n e wh a v e n ，) 布洛芬( i b u p r o f e n ) ( 纯度 9 8 5 ，浙江巨化集团公司制药厂) ； 甲胺磷、水胺硫磷( 纯度9 9 6 ，国家农药质检中心) ： 咪草烟、灭草喹和灭草烟( 纯度 9 9 ，山东省京博农药有限公司) ； 正己烷和异丙醇( 色谱纯，美国t e d i a 公司) 。 2 2 实验仪器 l c 2 0 0 0 高效液相色谱系统( 日本j a s c o 公司) ，配备p u 2 0 8 9 四元梯度 泵，a s 2 0 5 5 自动进样器，c o 2 0 6 5 柱温控制系统，c d 一2 0 9 5 圆二色检测器， l c n e t i i a d c 数据采集；c h r o m p a s s ( v e r s i o n1 7 4 0 3 1 ) 色谱工作站以及b r o w i n 第二章手性化合物圆二色光谱表征及对映体绝对构型的判定 色谱工作站。a e 2 0 0 电子天平，梅特勒托利多仪器( 上海) 有限公司。 手性色谱柱：c h i r a l c e lo j h 正相手性色谱柱( 日本d a i c e l 化学工业公司) ， 2 5 c m x 4 6m m ( i d ) ，粒径5l a m ； c h i r a l c e lo c h 正相手性色谱柱( 日本d a i c e l 化学工业公司) ，2 5e m x 4 61 t i i i i ( i d ) ，粒径5 “m ： c h i r a l c e la s h 正相手性色谱柱( 日本d a i c e l 化学工业公司) ，2 5e m x 4 6m l t l ( i d ) ，粒径5 岬； c h i r a l c e lo d h 正相手性色谱柱( 日本d a i c e l 化学工业公司) ，2 5c m x 4 6m m ( i d ) ，粒径5l a m ： c h i r a l c e lo a h 正相手性色谱柱( 日本d a i c e l 化学工业公司) ，2 5c m x 4 6l l l n l ( i d ) ，粒径5l a i n ； 2 3 手性对映体分离及圆二色光谱扫描 对于不同手性化合物，首先摸索手性分离条件，对于未报告过的化合物要使 用不同的手性柱，最终找到分离效果最好的分析柱以及最佳的分析条件。这一步 在c h r o m p a s s 色谱工作站上完成。 在最佳分析条件下，转换到b r o w i n 色谱工作站控制，在液相色谱流出峰最 高前五秒时启动圆二色光谱扫描程序，对流出峰p e a k l 和p e a k 2 进行c d 谱图扫 描，波长范围2 2 0 - - 4 2 0n l t i ，波长步长为2i l r n ，同时得到圆二色光谱和紫外吸收 图谱。 3 圆二色光谱对手性对映体表征与绝对构型的判定 3 1 敌草胺对映体分离及圆二色光谱表征 敌草胺( n a p r o p a m i d e ) ，属于酰胺类除草剂；敌草胺的分子结构中有一个手性 碳原子，存在两种光学异构体，其中r ( ) 异构体对单子叶杂草和多种阔叶杂草 有很高的活性，而s 一( + ) 异构体则几乎无效。温室和大田药效试验表明：r ( ) 异 构体的药效是s 一( + ) 异构体的8 倍，是消旋体的2 倍( c h a njhh ，1 9 7 5 ) 。 3 9 一 图2 - 3 敌草胺的对映体结构 f i g 2 - 3t h ee n a n t i o m e r so f n a p r o p a m i d e 敌草胺手性分离条件：流速0 5m l m i n ；流动相n h e x a n e ：i p a = 9 0 ：1 0 ( v v ) ； 检测波长2 2 0n l t i ；柱温4 0 c ：进样量10 此；手性色谱柱c h i r a l c e l o j h 。 图2 - 4 敌草胺手性液相分离圆二色和紫外图谱 f i g - 2 - 4c d a n du vo fe n a n t i o m e r s n a p r o p a m i d eo nn o r m a lp h a s eh p l c 敌草胺在上述分离条件下达到基线分离，其色谱图如图2 4 。对其两流出峰 第二章手性化合物圆二色光谱表征及对映体绝对构型的判定 扫描得到圆二色光谱图和紫外光图谱，如图2 5 和图2 - 6 所示。 l a 0 叼 旨 口 u r 1 d 屯 目 l - j 口 u 1 0 2 一- ( ? ：b 一 ： 。， 一 iiii v ； ii ； i；l： w a v e le n g t h 硼 图2 5 敌草胺第一个流出峰圆二色与紫外图谱 f i g 2 - 5c da n du vs p e c t r ao fp e a k lo fn a p r o p a m i d e 爱0 2 0 0 1 2 2 0 2 503 0 03 50 w a v e le n g t h 姗】 图2 6 敌草胺第二个流出峰圆二色与紫外图谱 f i g 2 - 6c d a n du vs p e c t r ao f p e a k 2o f n a p r o p a m i d e 敌草胺圆二色光图谱上表明，在2 2 5i l i l l 和2 4 5n l t l 处各有一个c o t t o n 效 应存在。敌草胺因为其发色团羰基的电子云分布受到手性碳原子的四个不同基团 的影响，使其对称的电子云分布不再对称，导致了康顿效应的出现，在2 2 5n n l 4 1 浙江大学博士学位论文 附近具有康顿效应是羰基发色团受手性结构影响所致，在2 5 0 姗附近的峰应该 是离手性碳较远的发色团萘环受到手性结构的影响，而导致了康顿效应。p e a kl 和p e a k2 的c d 光谱图如图2 5 和图2 - 6 ，它们是以波长为轴的一个互为镜像关 系，说明两者在立体结构上也是一个互为镜像的关系，即其互为对映异构体。 3 22 , 4 滴丙酸及其酯对映体分离及圆二色光谱表征 苯氧羧酸类除草剂2 ，4 一滴丙酸 2 - ( 2 ，4 二氯苯氧基) 丙酸】，通用名为 d i c h l o r p r o p ，简称d c p p ，是激素型内吸性除草剂，对春蓼、大马蓼特别有效。 也可防除猪殃和繁缕，对扁蓄有一定的防除效果。生物实验表明仅有r 型异构 体( 高2 ，4 滴丙酸) 具有除草活性的( s a r r i ，1 9 9 9 ) 。 酯化处理( 文岳中，2 0 0 4 ) 得到了2 , 4 滴丙酸甲酯( d c p p m ) ，其结构如图2 7 所 示。 c i 。媲刚3 c i h 3 c o o c hc h ， 。 c l m i r r o r 图2 72 ，4 一滴丙酸甲酯( 2 , 4 d c p p m ) 对映异构体 f i g 2 7t h ee n a n t i o m e r so fd i c h l o r p r o pm e t h y le s t e r 手性分离条件：流速o 8m l 胍i m 流动相n - h e x a n e ：i p a = 9 9 ：1 ( v v ) ；检测 波长2 3 6n m ；柱温4 0 。c ；进样量1 0 此；手性色谱柱c h i r a l c e lo j h 正相手性色 谱柱。 4 2 第二章手性化合物圆二色光谱表征及对映体绝对构型的判定 图2 8d c p p m 手性对液相色谱分离圆二色和紫外图谱 f i g 2 - 8c da n du v o fd c p p ma n dd c p pe n a n t i o m e r so nn o r m a lp h a s eh p l c 在上述手性分离条件下，d c p p m 的两个对映体达到基线分离，从圆二色光 谱图峰显示，在2 3 6n n l 的检测波长下，第一个流出峰显示正c o t t o n 效应；第二 个流出峰显示负c o t t o n 效应。 由图2 - 9 和图2 1 0 可以看出，其紫外有两个吸收峰，应该是分别归属羰基 和苯环这两个发色团，由于这两个发色团受到与手性碳相连的四个不对称基团的 影响，将会产生两个圆二色谱峰。从圆二色光谱图上可以看出，第一个流出峰在 2 4 0n m 和2 8 0h i l l 出现了两个正c o t t o n 效应，而第二个流出峰出现了两个负 c o t t o n 效应，其与绝对构型的关系将在后砸章节讨论。 4 3 浙江大学博士学位论文 r 功 刁 e o u 丑 5 4 2 ： 二 、； 7 卜、八、 ； 一： ； ： iii 1 0 1 2 3 4 w a v e le n g t h 【n m 】 图2 - 9d c p p m 第一流出峰圆二色与紫外图谱 f i g 2 9c d a n du vs p e c t r ao f p e a k lo f d c p p m j j- ： ；户一 奏，、。l ! 一： ： 一i ；i wav eie ng t h 【n i l l 】 图2 1 0d c p p m 第二流出峰圆二色与紫外图谱 f i g 2 10c d a n du v s p e c t r ao f p e a k 2o fd c p p m 3 3 甲霜灵对映体分离及圆二色光谱表征 甲霜灵( m e t a l a x y l ，d ，l n 一( 2 ，6 二甲基苯基) 一n 一( 2 - 甲氧基乙基) 氨基丙酸甲 酯) ，是一种优良的内吸型杀菌剂，属于酰基丙氨酸类杀菌体。研究表明r 体较 外消旋体具有更高的杀菌活性和更快的土壤降解速度等特点，可用于种子、土壤 第二章手性化合物圆二色光谱表征及对映体绝对构型的判定 处理和茎叶喷雾，防治包括马铃薯晚疫病p h y t o p h t h o r a i n f e s t a n s 在内的卵菌，如 疫霉属p h y t o p h t h o r as p p 、霜霉属p e r o n o s p o r as p p 和腐霉属p y t h i u ms p p 等 引起的病害( 张一宾，1 9 9 7 ) 。 甲霜灵手性分离条件：c h i r a c e lo j h 正相手性色谱柱；进样量1 0 此；以正 己烷异丙醇( 9 0 1 0 ，v v ) 为流动相且流速为0 5m l m i n ；c d 检测波长为2 3 6n l n ； t = 4 0 。 屉( - ) - m e t a l a x y l s - c + ) 一m e t a l a x y l 图2 11 甲霜灵对映体的结构 f i g 2 11c h e m i c a l s t n l c t u 】r eo fr - m e t a l a x y la n d s - m e t a l a x y l f i g 2 12c d a n du v o f m e t a l a x y le n a n t i o m e r so nn o r m a lp h a s eh p l c 4 5 浙江大学博士学位论文 甲霜灵对映体在上述分离条件下得到基线分离，通过单独进样r 体，确定 第二流出峰为r 甲霜灵。在2 3 6h i l l 处，s 甲霜灵呈负c o r o n 效应，而r 甲霜 灵呈正c o u o n 效应，如图2 一1 2 。 西 卫 e 口 o 0 6 兰 o 4 0 2 0 1 2 2 02 5 03 0 0 3 5 0 w a v e l e n g t h 【n m 】 图2 - 1 3s 一甲霜灵圆二色与紫外图谱 f i g 2 13c d a n du v s p e c t r ao f s - m e t a l a x y l 6 口 d q 刁 e ， 一j d u u 。1 0 8 0 6 0 4 卫 0 2 0 1 一厂 ii 一： ： ： ： ： ： ， ： 71 i ii 7 ：； ： 厂 、 ： ： 7 。 ： 一： 、 ： ： ： ： ： 一： ： 一 ：门； ： 一。- ， 、 ： 一 ； flii 2 2 02 5 03 0 03 5 d w a v e l e n g t h 【n m 】 图2 1 4r 甲霜灵圆二色与紫外图谱 f i g 2 1 4c d a n du vs p e c t r ao f r m e t a l a x y l 在甲霜灵的分子结构中存在三个发色团，两个羰基和一个苯环。相对苯环， 第二章手性化合物圆二色光谱表征及对映体绝对构型的判定 两个羰基离手性中心更近，从其所受到的不对称影响来说，羰基所受的影响应该 会更大。短波方向的羰基在紫外吸收上较苯环的要强，应该是两个羰基团叠加的 结果，而在圆二色光谱图上只有短波上的c o t t o n 效应比较明显，这与上面的分 析是_ 致的，如图2 1 3 和图2 1 4 所示。 3 4 二甲四氯苯氧丙酸对映体分离与圆二色光谱表征 m c p p ( 2 一甲4 一氯苯氧丙酸) 是苯氧丙酸类除草剂中最重要的一种，主要用于 去除阔叶杂草。s c h n e i d e r h e i n z e 等人( s c h n e i d e r h e i n z e , 1 9 9 9 ) 对除草剂m c p p 的对 映体差异性进行了研究，结果发现在试验土壤和宽叶杂草体系中，s 型农药先降 解，但在草场草体系中则并没有立体选择性降解。m c p p m 是m c p p 甲基化后 的产物，分子结构如图2 一1 5 。 m c p p m 手性分离条件：c h i r a c e lo j h 正相手性色谱柱；进样量1 0 旺；以 正己烷异丙醇( 9 9 1 ，v v ) 为流动相且流速为0 8m l m i n ；c d 检测波长为2 3 6 a m ：t = 4 0 。 h 3 c o o c 1 1 小n c h 3 h 1 。 0 图2 1 5m c p p m 对映体结构 f i g 2 1 5c h e m i c a ls t r u c t u r eo f e n a n t i o m e r so f m c p p - m 4 7 浙江大学博士学位论文 图2 1 6m c p p m 手性液相色谱分离圆二色和紫外图谱 f i g 2 16c d a n du vo fm c p p me n a n t i o m e r so nn o r m a l p h a s eh p l c m c p p m 在手性柱o j h 上得到基线分离，且分离度较大。从检测波长的圆 二色谱图可知，第一流出峰呈现正康顿效应，第二流出峰呈现负康顿效应。 西 m 刁 e o u 丘 w a v e l e n g t h 【n m 】 图2 - 1 7m c p p - m 第一个流出峰圆二色与紫外图谱 f i g 2 17c d a n du vs p e c t r ao f m c p p - mo f p e a k l 4 8 第二章手性化合物圆二色光谱表征及对映体绝对构型的判定 口 。 可 e o u 立 w a v e l e n g t h 【n m 】 图2 1 8m c p p m 第二流出峰圆二色与紫外图谱 f i g 2 - 18c d a n du vs p e c t r ao fm c p p mo f p e a k 2 从分子结构上看，m c p p m 具有两个发色团，一个是苯环结构；另一个是 羰基。两个发色团在距离手性中心都不远，在手性中心相连的四个不同的基团的 影响下，都产生了光学活性，所以有两个圆二色吸收峰。根据其基团特点第一个 吸收峰应该是羰基，而第二个峰应该是苯环。 3 5 布洛芬对映体分离及圆二色光谱表征 布洛芬是2 2 种芳基苯丙酸类非甾体抗炎药之一，具有比阿司匹林更强的抗 炎和解热镇痛作用( b a u m g a r t n e rh ，1 9 9 6 ) ，1 9 6 9 年由英国研制开发以来，一 直被广泛的应用于临床，并在很多国家作为o t c 用药。 在布洛芬的侧链上具有一个手性碳原子，存在r ( ) 型和s 一( + ) 型两个对映 体( d a v i e snm ，1 9 9 8 ) ，结构式如图2 1 9 。长时间以来临床上一直以外消旋体 形式使用，但其中起主要药理活性的是s ( + ) 布洛芬。体外抑制前列腺素的合成 实验证明，s ( + ) 布洛芬抑制前列腺素合成的能力约为r ( ) 对映体的1 6 0 倍。 外消旋布洛芬抑制血小板凝集和血栓素形成的作用是纯s ( + ) 布洛芬的二分之 ( z h o uq ，2 0 0 2 ) 。 由于手性药物各对映体在药效学及药物动力学行为上存在着很大的差异，对 手性药物对映体之间相互作用的研究能够为临床更合理的使用手性药物提供依 据。布洛芬具有一种特殊而又很重要的代谢途径，即手性转化：非药理活性的 4 9 坠塑堕燮二 r - ( - ) 布洛芬可以转化为药理活性的s ( + ) 布洛芬( 林文辉，2 0 0 5 ) 。 c o o h h b 小c h 。 c o o h h 3 c ，m 皂h 图2 1 9 布洛芬对映体结构式 f i g - 2 19s t r u c t u r eo fe n a n t i o m e r so f i b u p r o f e n 图2 - 2 0 布洛芬手性液相色谱分离圆二色和紫外图谱 f i g 2 2 0c da n du vo fi b u p r o f e ne n a n t i o m e r so nn o r m a lp h a s eh p l c 布洛芬手性分离条件：流速0 8m l m a i n ，流动相正己烷：乙醇：9 8 ：2 ( v ) ， 第二章手性化合物圆二色光谱表征及对映体绝对构型的判定 检测波长2 5 4n l n ，柱温4 0 。c ；进样量l o 此。手性柱c h i r a l c e lo j h 正相手性色 谱柱。 翻 m 卫 e o o t 西 卫 西 m 1 ， e 凸 。 婀 | 3 0 2 0 5 1 y i w a v e i e n g t hi n m1 图2 2 1 布洛芬第一流出峰圆二色与紫外图谱 f i g 2 21c d a n du vs p e c t r ao f p e a k lo fi b u p r o f e n 一、 ： 二i i!ii = i i；i! = ；j l ；i：l； w a v e l e n g 幽i n m 】 图2 2 2 布洛芬第二流出峰圆二色与紫外图谱 f i g 2 2 2c da n du vs p e c t r ao fp e a k 2o fi b u p r o f e n 从分子结构上看，布洛芬具有两个发色团，一个是苯环，另一个是羰基。两 个发色团在距离手性中心都不远，在手性中心相连的四个不同的基团的影响下， 都产生了光学活性。从基团结构分析第一个吸收峰应该是羰基，而第二个峰应该 浙江大学博士学位论文 是苯环。苯环的吸收在图上看来不是很明显，如图2 2 l 和图2 2 2 。 3 6 水胺硫磷对映体分离及圆二色光谱表征 水胺硫磷是由德国拜尔公司于1 9 6 7 年开发的一种农药，具有很高的杀虫， 杀螨活性，能有效的防治水稻，小麦和玉米等作物上的棉红蜘蛛和棉蚜等。在分 子结构上具有一个手性磷原子，分子结构如图2 2 3 ，它存在一对对映异构体。本 课题组的研究结果表明，它的一对对映异构体对大型蚤的急性毒性存在很大的差 异，为了提高农药的环境安全性，应在对映体水平上对其进行重新的开发。 水胺硫磷手性分离条件：流速o 8m l a n i n ，流动相正己烷：异丙醇= 9 0 ：1 0 ( v v ) ，检测波长2 5 4n n l ，柱温2 0 ；进样量2 0 斗l 。手性柱c h i r a l c e lo d h 正相手性色谱柱，水胺硫磷浓度5 0 0p p m 。 o l l ( h 3 c ) 2 h c o c s | ! 洲3 c 锄 ? h 2 n s c h 3 0 l l 、p o j n h ； m l r r o r o i i c o c h ( c h 3 ) 2 图2 2 3 水胺硫磷的对映体结构 f i g 2 2 3 s t r u c t u r e so fe n a n t i o m e r so fi s o c a r b o p h o s 第二章手性化合物圆二色光谱表征及对映体绝对构型的判定 图2 2 4 水胺硫磷对映体拆分的c d 和u v 谱图 f i g 2 2 4c d a n du vo fi s o c a r b o p h o se n a n t i o m e r so nn o r m a lp h a s eh p l c 、i p e a k l n爻“? “ 。 么文 ； !一一一? ，。一 t + - h _ 。，。_ p e 矗2 ； 图2 2 5 水胺硫磷对映体c d 谱图 f i g 2 - 2 5c ds p e c t r ao f i s o c a r b o p h o se n a n t i o m e r s 5 3 浙江大学博士学位论文 3 7 甲胺磷对映体分离及圆二色光谱表征 甲胺磷( m e t h a m i d o p h o s ) 是一种水溶性的广谱杀虫、杀螨剂，化学名称为 o ，s 一二甲基氨基硫代磷酸脂。该农药具有胃毒、触杀和内吸作用，可用于防治 水稻、棉花和玉米等作物的多种害虫，其杀虫机理是抑制害虫体内的胆碱脂酶活 性。本课题组对其对映体大型蚤的急性毒性实验表明，其对映体急性毒性存在较 大的差异。 ，洲3 a 呲 h 2 n 。3 叱c 邺i 图2 2 6 甲胺磷对映体结构 f i g 2 - 2 6s t i u c n l r eo f e n a n t i o m e r so f m e t h a m i d o p h o s 甲胺磷手性分析条件：流速o 8m l m i n ，流动相n h e x a n e ：i p a = 9 0 ：1 0 ( v v ) ， 检测波长2 5 4n n l ，柱温2 5 。c ；进样量2 0 此。手性柱c h i r a l c e lo d h 正相手性色 谱柱，甲胺磷浓度5 0 0p p m 。 图2 2 7 甲胺磷手性液相色谱分离圆二色和紫外图谱 f i g 2 2 7c d a n du vo fm e t h a m i d o p h o se n a n t i o m e r so nn o r m a lp h a s eh p l c 5 4 第二章手性化合物圆二色光谱表征及对映体绝对构型的判定 ! ，埘 一 一入 一z ? ；诅 ? 甜e 朗g 哺i n 叫 图2 - 2 8 甲胺磷流出峰圆二色与紫外图谱 f i g 2 2 8c da n du vs p e c t r ao fm e t h a m i d o p h o s 3 8 咪唑啉酮类除草剂对映体分离及圆二色光谱表征 咪唑啉酮类除草剂是一类高效乙酰乳酸合成酶( a l s ) 抑制剂，8 0 年代由美国 氰氨公司开发，它具有杀草谱广，用量极低等优点，通过抑制植物体内乙酰乳酸 合成酶a l s ( a c e t o l a c t a t es y n t h a s e ) 的活性，破坏支链氨基酸的合成，造成杂草的 死亡( 王瑾玲，1 9 9 9 ；t a ns ，2 0 0 5 ) 。 r = ( 1 ) h 5 c 2o o h r 伐n 邯2 o o h i m a z e t h a p y r i m a z a p y r i m a z a q u i n 图2 2 9 几种咪唑啉酮类除草剂分子结构( 手性中心) f i g 2 2 9c h e m i c a ls t r u c t u r eo fi m i d a z o l i n o n eh e r b i c i d e s ( 幸c h i r a lc e n t e r ) h 浙江大学博士学位论文 咪唑啉酮类除草剂的结构如图2 2 9 ，其母体分子结构中存在一手性碳原子， 有一对手性对映体。不同的r 基团构成不同品种的农药，具体如图2 2 9 所示。 咪唑啉酮类除草剂手性分析条件：流速o 8m l