겔 컬럼에서 분리될 경우 R 기의 입체장애가 크면 클수록 분리가 더 잘 되리라고 예측할 수 있으며 실제로 0.5% 의 2 - 프로판올이 섞여있 는 핵산용액을 이동상으로 사용하여 실리카 겔상에서 이들을 분리할 경우 표b 가 표갇虹다 컬럼에서 먼저 용리되며 R 이 메틸기일때 a 값은 1. 17 이나 R 이 페닐기일 때는 a 값은 2.24 임이 보고된 바 있다 (31). 그러나 R 기의 입체장애만을 고려하여 용리순서를 예 측 하였을 때 실 지의 용리순서와 상이한 경우가 있다. 한 쌍의 카르밤산 에스데르 부 래분 ph序 머입 무체a 르이게성- O되질;丈체고1 6 a-1. N!§§._b a 와가_내人`’ , H 먼표ca 저比b 의 N용 a 경 p리h 우되 어페罰효 닐나a기울H의广J`A 것 0I 입 으 체丈로1장6 b예_H애 상가 된나〈 다C.F ? 3 의그 N 러입 a p 체장애보다 크므로, 그림 2-9 의 모델에 의하여 .!§_a 가 컬럼상에 더 오 나 실제로는 登b 가 컬럼상에 더 오래 머무르고 l§.a7 } 먼저 용리되어 나온다 (58). 이와 같이 용리순서가 예측하는 바와 디론· 이유는 CF3 가 특별히 소수성이 크기 때문이다 (78). CF3 의 소수성이 크므로 부분 입 체 이성질체 표이 실리카 겔 표면이나 알루미나 표면과 상호작용할 경 우에 CF3 가 나와 있는 면과 상호작용하기 보다는 반대면과 상호작용 하는 것이 훨씬 유리하다. 이렇게 되면 旦b 에서는, 페닐기와 메틸기 가 같은 방향으로 나와 있는 면과 실리카 겔 표면이 상호작용할 것이 므로 페닐기와 1- 나프틸기가 같은 방향으로 나와 있는 拉킥i다 더 오 래 컬럼에 머무르게 된다. 치환기의 입체장애 효과 및 소수성을 모두 고려할 때 실리카 겔이나 알루미나와 같은 고정상과 치환기 사이의 반 발효과의 순서는 여러 종류의 치환기에 대하여 다음과 같다 (39, 58).

H < 메틸 < 페닐 = 에틸 < 프로필 < t유너i < 트리플루오르메틸 (CF3) < a -나프틸 < 9- 안트릴 < 펜타플루오르에틸 (CF3C F 2) ＜ 헵타플루 ? 근 立 쿠 필 (CF3CF2C F 2 ) 카르밤산 에스데르 유도체 L統 든 CF3 가 CH3 로 바뀐 카르밤산 에스데 르 유도체와 비교하여 용리순서가 바뀔 뿐만 아니라 a 값도 훨씬 크다 (a 값은 1. 58 대 1. 30 임 : 중성 알루미나, 벤젠 이동상) (58). 카르비닐 수소 (carbin y lh y d rog e n : 브러 Ha) 의 산성도가 CF3 때문에 크게 증가 하며 따라서 분자내 수소결합의 세기가 증가하고 형태 (confo rm at ion ) 가 더욱 고정되기 때문이다. 만일 이동상의 극성을 증가시킨다면 분자 내 수소결합을 약화시킬 것이므로 형태의 고정도는 감소하고 a 값이 감소하리라고 예측할 수 있다 (58). 그립 2-9 의 분리 메커니즘 모델울 이용할 경우에 두 부분- 입체 이성 질체의 NM~ 스펙트럼을 분석하여 키랄중심의 절대배열을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 용리순서로부터 예측한 절대배열과 비교함으로써 절 대배열의 결정에 있어서 서로 보완적인 역할을 하게 된다. 예를 들면 락탐의 우레이드 유도체 .!_§_a 와 .!_§_b 의 경우 페닐기가 락탐부분의 키랄 중심에 붙어 있는 R 기나 H 의 화학적 이동에 디른- 영향을 줄 수 있 다 . .!_§_a 에서 R 기는 페닐기와 같은 방향에 있으므로 R 기에 미치는 페 닐기의 가려막기 효과 (sh i eld i n g e ff ec t)는 브b9.l R 기에 비해서 더 크 다. R7] 가 CH3 일때 .!_§_a 에 있어서 CH3 의 화학적 이동은 표 b 에 있어 서 CH 려 화학적 이동보다 0.05 pp m 만큼 작은 것이 관찰되었다. 따 라서 한 쌍의 부분 입체 이성질체를 분리한 후 각각의 NMR 스펙트 럼을 얻었을 때 R 기의 화학적 이동의 상대적인 크기로부터 락탐 부분 의 절대배열을 예측할 수 있다. 이렇게 하여 예측된 철대배열은 LC 상 의 용리순서로부터 예측한 철대배열과 동일함이 보고되었고, 또 .!_§_a 와 旦낡룹 LC 에 의하여 분리한 후 적절한 화학적 방법을 통해 얻은 순 수한 락탐의 광회전도 [a]값 은 문헌과 서로 일치함이 보고되었다 (31).

결론적으로 간접분리 방법에 의한 라세미 물질의 LC 광학분할을 완 전하게 설명할 수 있는 메커니즘은 아직 없으나 그림 2 - 9 의 입체장애 모델은 부분 입체 이성질체의 구조 혹은 입체화학 및 용리순서를 연관 시켜 설명할 수 있는 유용-한 모델이라고 할 수 있다. 6.2.3 응용 간접분리 방법에 의한 LC 광학분할을 응용하여 광학활성 물질의 광 학순도를 결정한 예는 무수히 많다. 특히 라세미 의약품들의 광학분할 이나 광학활성 물질의 생체내 대사과정에 따르는 광학활성의 변화를 추적하는 데 이 방법이 광범위하게 사용되었고 많이 보고되어 있다 (40 -44). 여기서는 간접분리에 의한 LC 광학분할방법이 광학활성인 화합 물들을 합성할 때 사용된 예를 제시함으로써 그 응용의 다양성을 보이 고자한다.

OH

Eu

그림 2-11 자동화된 MPLC 시스템을 이용한, 그림 2-1 뼈 두 부분 입체 이성질체 분리. 컬럼크기 : 2in x 4.5f t (5.08cmx 137cm), 시 료크기 : 1.0- 2. Og (참고문헌 : 79) Pir k le 등은 라세 미 시 아노알코올 (cy an oalcohol) 을 (R) -NEIO 나 반응시켜 얻은 한 쌍의 부분 입체 이성질 카르밤산 에스테르를 LC로 분리한 후 트리클로로실란으로 처리하여 광학적으로 순수한 시아노알 코올울 얻음으로써 생리활성을 가진 키랄 락톤 화합물들을 합성할 수 있었다. 예를 들면 시아노알코올을 (R)-(-)-NEIO 가 반응시켜 한 쌍의 부분 입체 이성질 카르밤산 에스데르를 얻었을 때 (그립 2-10) 이 둘은 자동화된 MPCL 시스템을 (52) 사용하여 그림 2-11 과 같이 분리 되며 트리클로로실란으로 처리하여 얻은 광학적으로 순수한 시아노알 코올을 가수분해하고 락론화한 후 락돈의 옆가지에 있는 삼중결합을

환원하면 동양말벌의 곤충페르몬(한 쌍의 광학 이성질체)을 얻을 수 있 다 (79). 비슷한 방법으로 고리형의 라세미 시아노알코올을- 광학분할하여 Pir k le 등은 광학활성 인 다중고리 락탐 끄을 합성하였고 (55) , 라세미 히드록시아세틸렌카르복실산 에스데르를 광학분할함으로써 천연화합 물의 일종인 광학활성 락돈 登를 합성하였다 ( 56).

H_µ 。 ::nc广 3C5HII

이 의에도 P i rkle 등은 액체 크로마토그래피를 이용한 광학 이성질 체의 간접분리 방법에 의하여 매미나방의 성페르몬으로 알려져 있는 광학활성 에폭시 화합물을 합성할 수 있었으며 (54, 80), 콩바구미 수컷 의 성유인페르몬인 광학활성 알렌 화합물을 합성할 수 있었다 (53, 81). (그림 2-12 및 2-13) .

SPh 1 ) (R) -( -)- N EIC

OH l ) R-( -)- N EIC

위에 제시한 예 의에도 LO 긱 간접분리 방법에 의한 광학분할을 이 용하여 광학활성 물질들을 합성하는 예는 무수히 많으며 앞으로도 이 에 대한 연구는 계속될 것이다. 부분 입체 이성질체의 LC 용리순서와 분리된 부분 입체 이성질체의 NMR 스펙트럼으로부터 광학분할하고 자 하는 광학활성 물질의 철대배열을 결정할 수 있는 경우에는 최종 생성물의 절대배열을 예측할 수 있으므로, 라세미 물질의 LC 간집광 학분할에 의한 광학활성 물질의 합성법은 특히 유용하다고 할 수 있 다.

6.3 직접분리 방법 6.3.1 특성 라세미체를 CDA 와 반응시켜 한 쌍의 공유결합성 부분 입체 이성질 체를 만들어 LC 상에서 분리하는 간접분리 방법과는 달리 직접분리 방 법에서는 라세미체와 키랄 선택자 (ch i ral selecto r ) 사이의 상호작용에 의하여 일시적인 부분 입체 이성질체 (tra nsie n t d i as t ereomer) 를 형성 함으로써 라세미체를 직접 광학분할한다. 직접분리 방법에서는 공유 결합성 부분 입체 이성질체를 만들 필요가 없이 일시적인 부분- 입체 이성질체를 통하여 순수한 광학 이성질체를 직접분리하므로, 간접분 리 방법에서 공유결합성 부분 입체 이성질체를 만들기 때문에 생기는 여러 문제점들이 직접분리 방법에는 없다. 직접분리 방법에서도 고정 상에서 분리의 용이성을 증진시키고 검출기의 감응도를 증진시키기 위 하여 라세미체를 비키랄성 유도체로 만든 후 분리하기도 하나, 이 경 우에는 유도체 시약이 비키랄성이므로 라세미체의 두 광학 이성질체와 정확히 같은 반응속도(같은 바율)로 반응하며 반응하여 생성된 바키랄 성 유도체에 대한 검출기의 감응도가 일치하기 때문에 크로마토그래피 상의 두 피이크의 크기로부터 두 광학 이성질체의 존재비율을 정확히 측정할수있다. 간접분리 방법과 비교하여 직접분리 방법의 또 한 가지 큰 장점은 키랄 선택자의 광학순도가 100% 에 못미치더라도 광학 이성질체를 광 학적으로 순수한 형태로 분리할 수 있디는 사실이다. 키랄 선택자의 광학순도는 다만 . a 값에만 영향을 미친다. 이 영향의 정도는 식 (2-8) 으 로 주어짐이 알려져 있다 (82, 83). %s = aa P(1+0 (01-0P0)— +P P) (2-8)

여기서 a 는 키랄 선택자의 광학순도가 100% 일 때의 분리인자이며 O! ob s 는 광학순도가 100% 가 아닌 키랄 선택자에서 과량 존재하는 광학 이성체의 바율이 P(% ）일 때의 분리인자이다. P 는 광학순도와는 다 른 값이며 P=5 0i픈 두 광학이성질체가 같은 비율로 섞여 있음을 의미 하고 이때 광학순도는 0 이다. 따라서 이론적으로는 P > 50 이기만 하면 O! ob s> 1 이므로 광학분할이 가능하며 키랄 선택자의 광학순도를 정확히 알아야 할 필요는 없다. 물론 더 좋은 광학분할(더 큰 a 값)을 얻기 위 하여서는 순도가 높은 키랄 선택자를 사용하는 것이 좋을 것이다. 직접분리 방법은 키랄 선택자의 형태에 따라 CMP(Chir a l Mobil e Phase : 키 랄 이동상) 방법 , CMPA (Chir a l Mobil e Phase Addit ive : 키 랄이 동상 첨가제)방법 및 CSP(Chir a l Sta t i on ary Phase: 키랄고정상)방법으 로 나눌 수 있다. CMP 방법은 말 그대로 이동상으로서 키랄 용매를 사용하는 방법이다. 그러나 이 방법은 다량의 키랄 용매를 사용하여야 하는 어려움 때문에 보편화될 수 없는 방법이다. 이러한 어려움을 극 복하기 위하여 라세미체와 서로 작용하여 일종의 일시적인 부분 입체 이성질 착물 혹은 복합체 (tra nsie n t dia s te r eomeric com p lex) 를 형성 할 수 있는 키랄 물질을 이동상에 가함으로서 라세미체를 광학분할하 는 방법을 키랄이동상 첨가제법 (CMPA 법)이라고 한다. CMP 방법이 나 CMPA 방법이나 키랄 선택자가 이동상에 있다는 점에서 두 방법 은 비슷하며 때로는 같은 방법으로 취급되기도 한다 (84). 반면 CSP 방법에서는 키랄 선택자를 고정상에 공유결합(화학적 방법)시키거나 혹은 물리적 방법으로 고정상에 흡착시켜 고정되게 함으로서 키랄 선 택자는 고정상의 일부가 되며 고정상 자체가 비대칭성을 가지게 된다. CMPA 방법의 가장 큰 장점은 비키랄성인 보통컬럼을 사용하여 라 세미체의 광학분할이 가능할 뿐만 아니라 용매 선택이나 pH 조정 등 여러 방법으로 여러 가지 다양한 분석방법의 개발이 가능하다는 것이 다. 따라서 CMPA 방법에 의한 광학분할의 예는 무수히 많이 보고되 어 있다 (84, 85). 그러나 Davankov 와 Kur g anov가 지적한 것처럼

(86) CMPA 방법에서는 광학분할의 메커니즘이 복잡하여 용리순서를 설명하기가 어려우며 따라서 용리순서로부터 절대배열을 결정하기가 어렵다. 한 쌍의 광학 이성질체 A 와 A* 가 CMPA 와 상호작용하여 두 개의 부분 입체 이성질 착물을 만든다면 다음과 같이 두 개의 평형식을 쓸 수있다. A + CMPA [A-CMPA] A* + CMPA [A*-CMPA] (2 선) 이와 같은 평형상태에서 실제로 존재하는 화학종은 다섯 가지 (A, A*,CMPA 및 두개의 착물)이며, 광학분할은 이 다섯 가지 화학종 사 이의 상호 작용 및 다섯 가지의 화학종과 고정상 사이의 상호작용 등 여러 가지의 복합적인 메커니즘에 의하여 결정된다. 죽 광학분할은 1) 고정상에 의한 [A-CMPA 〕와 〔 A*-CMPA 回 흡착정도의 차이 , 2) A 와 CMPA 의 상호 작용및 A * 와 CMPA 의 상호작용의 차이, 3) 고정상에 의한 CMPA 의 흡착정도의 세 가지 요소가 서로 복합적으로 작용하여 이루어진다고 할 수 있다. 〔 A-CMPA 〕와 ［ A * -CMPA 〕가 고정상에 흡착될 때 흡착성에 큰 차이가 있으면 이것은 고정상에 의하 여 공유결합성 부분 입체 이성질체가 분리되는 것과 비슷한 메커니즘 으로 분리된다고 생각할 수 있으며 A 와 CMPA 의 상호작용 및 A * 와 CMPA 의 상호작용에 차이가 있을 때는 강한 상호작용을 하는 광학 이성질체가 이동성을 따라 더 빨리 이동할 것이므로 더 빨리 분리되어 나을 것이다. 반면 고정상과 CMP A;,가 강한 상호작용을 할 때에는 이 것은 일종의 CSP 로 작용함으로써 CMPA 와 강한 상호작용을 하는 광학 이성질체보다는 CMPA와 약한 상호작용을 하는 광학 이성질체 가 더 빨리 분리되어 나올 것이다. 이들 세 가지 형태의 분리 메카니 즘이 독립적으로 이루어지거나 어느 하나의 메커니즘이 특별히 우세할

경우에는 용리순서와 광학 이성질체의 절대배열을 연관시킬 수 있으나 보통은 이둘 세 가지 형태의 분리 메커니즘이 복합적으로 이루어지므 로 용리순서와 광학 이성질체의 절대배열을 연관시키는 것은 극히 어 렵다고할수있다. CMPA 방법의 다른 문제점은 분리하는 동안 키랄이동상 첨가제가 계속 요구된다는 점이다. 따라서 분석이 목적이 아니라 다량의 라세미 체 를 광학분할하는 것이 목적이라면 CMPA 방법은 사용하기 곤란하 다. 또한 CMPA 방법에 있어서 컬럼에서 분리되어 나오는 것은 순수 한 형태의 광학 이성질체가 아니고 키랄이동성- 첨가제와의 혼합물(혹 은 일시적인 부분 입체 이성질 착물)이므로- 두 광학 이성질체에 대한 검 출기의 감응도가 달라서 두 피이크의 크기로부터 광학순도를 정확히 측정할 수 없을 뿐만 아니라 순수 광학 이성질체를 얻으려면 적절한 방법으로 키랄이동성 첨가제를 분리하여야 한다는· 문제점이 있다. 그러나 CSP 방법은, 키랄컬럼이 가격면에서 비키랄컬럼보다 비싸 며 현재 많은 종류의 CSP 들이 개발되어 있기는 하나 상품화가 되지 않은 CSP 인 경우 입체화학에 관련된 여러 문제점을 해결하려는 연구 자들이 쉽게 만들거나 구입하여 사용할 수 없다는 단점이 있음에도 불 구하고, CMPA 방법이 가지는 여러 문제점들울 가지고 있지 않다는 점에서 특히 선호되고 있다. 즉 CSP 방법으로 광학분할을 실시할 경 우 두 광학 이성질체가 직접분리되므로 검출기의 감응도에 차이가 없 으며 크로마토그램의 두 피이크 크기를 비교함으로써 두 광학 이성질 체의 존재비율을 정확하게 측정할 수 있다. 또한 CSP 방법에서는 키 랄고정상과 두 광학 이성질체 사이에 형성되는 일시적인 부분 입체 이 성질 착물의 안정성 차이에 의해서만 광학분할이 이루어지므로 광학분 할 메커니즘이 비교적 단순하다. 따라서 광학분할 메커니즘이 알려져 있지 않은 경우도 있지만 많은 경우에 정확한 광학분할의 메커니즘(혹 은 키랄성 인지 메커니즘)을 제시할 수 있다. 또한 CSP 방법에서는 소 량의 키랄 물질을 컬럼의 고형지지체로 사용할 수 있는 물질에 고정시

킴으로써 키랄고정상을 만들 수 있으며 키랄고정상으로 채워진 컬럼은 계속 사용할 수 있기 때문에 다량의 라세미체를 광학분할하거나 많은 수의 라세미체 시료를 광학분할할 때는 경제적인 이점도 크다. CSP 방법의 이와 같은 여러 장점 때문에 키랄고정상을 이용한 광학분할은 현재 정확하고 빠른 광학순도의 측정, 절대배열의 측정 , 광학적으로 순수한 광학 이성질체의 획득이라는 입체화학에 관련된 세 가지의 문 제점을 해결하는 데 있어서 거의 이상적인 방법으로 인식되고 있다. 6. 3. 2 키랄이동상 참가제법 (CMPA meth o d) 키랄이동상 첨가제법으로 가장 광범위하게 이용되며 많은 연구가 이 루어 진 분야는 리 간드 교환 크로마토그래 피 (Liga nd Ex c hang e Chroma t o gr a p h y : LEC) 에 기초를 둔 것으로서 키랄 리간드와 금속이 온 및 라세미체를 구성하는 두 개의 광학 이성질체 사이에 부분 입체 이성질 삼성분 착화합물의 형성 (ter nary com p lexa ti on) 을 통한 광학 분할이다 (84, 85, 87). 키랄 리간드 및 전이금속이온(보통 Cu2+ , N i 2+ , Co2+, Fe2+ , F e3+, Zn2+, Cd 2+ ）을 함유하는 이동상을 보통의 비키랄컬럼 에 통과시켜 고정상과 이동상 사이에 평형을 유지한 후 분리하려는 라 세미체를 주입하면 키랄 리간드와 금속 사이에 형성된 이원 착화합물 의 키랄 리간드와 라세미체의 두 광학 이성질체 사이에 식 (2 - 10) 과 같 이 리간드 교환이 일어나 두 개의 부분- 입체 이성질 삼성분 착화합 물이 형성된다. [CL]n 〔 M]+ 肉 [CLJ n -1 [M] ［피 + [C L] [CL]n 〔피＋［언 [CL ]n 크 [M ] [S J + [C L] (2- 10 ) 위의 평형식에서 [CL] 은 키랄 리간드, [CL]n 〔 M] 은 이성분 착화합 물, [R 〕과 〔 S ］는 라세미체의 S- 이성질체와 R- 이성질체를 뜻하며

[CL J n - 1[M 託 R ] 혹은 園〕 n -1 〔 M] [ S 〕 는 삼성분 착화합물을 의미한다. n은 보통 2와 같거나 2 보다 큰 수이다. 형성된 두 개의 부분- 입체 이 성질 삼성분 착화합물은 그 자체에 안정성의 차이가 있을 것이며 고정상 과의 상호작용에 있어서도 차이가 있을 것이므로 앞의 6.3.1 절에서 기술한 여러 메커니즘에 따라 광학분할이 일어난다. 이때 키랄 리간드 는 아미노산이나 아미노산의 유도체와 같이 키랄중심을 가운데 두고서 금속과 킬레이트 (chela t e) 화합물을 용이하게 만들 수 있도록 두 개 혹은 두 개 이상의 작용기를 가전 광학활성 화합물이다. 주로 많이 사 용되는 키랄 리간드들은 광학활성 형태로 쉽게 구할 수 있는 아미노산 이나 아미노산 유도체이며 가끔 키랄 디아민 (88), 키랄 트리아민 (89), 타르타르산아미드 (90) 등이 키랄 리간드로 시용되기도 한다. 키랄 리 간드로서 적어도 두 개의 작용기를 가전 광학활성 화합물이 사용~다 는 것은 이 방법으로 광학분할이 가능한 라세미체 역시 키랄 리간드와 치환하여 금속과 킬레이트 화합물을 형성할 수 있도록 적어도 두 개의 작용기를 가져야 한다는 사실을 의미한다. 이와 같은 사실은 부분- 입 체 이성질 삼성분 착화합물의 형성을 통한 직접분리 방법의 커다란 한계 점이 되고 있다. 따라서 이 방법에 의하여 광학분할이 가능한 라세미 체들은 대부분 아미노산이나 이들의 유도체와 같이 두 개의 작용기를 가진 화합물들이며 (85), 이의에도 두 개의 작용기를 가전 a- 히드록시 카르복실산이나 (91, 92) /3-아미노알코올 (90), 디올 화합물 (93) 들이 광 학분할된 예가 보고되어 있다. 특히 광학분할시에 형광 검출기를 사용 함으로써 검출기의 감응도를 증진시키기 위하여 아미노산 라세미체는 단실 (dans y l) 유도체로서 광학분할된 예들도 보고되어 있다 (94, 95). 부분 입체 이성질 삼성분 착화합물을 형성함으로써 광학분할이 이루어 지는 CMPA 방법의 실제적인 크로마토 그램의 예는 그림 2-1~ 갇 다 (96). 그림 2-1~ 크로마토그램은 2 당량의 D-혹 은 L- 프롤린 (L -p ro li ne) 과 1 당량의 Cu (Il )를 포함하는 아세트산나트륨영의 완충용 액 (0. 05 N, pH 5.5) 을 이온교환수지가 채워진 컬럼에 통과시킨 후 똑

a

그림 2- 1 4 CMPA 방법에 의한 아미노산의 광학분할. CMPA: 프롤 린 -Cu (Il ), 그 의의 조건은 본문을 참조할 것 (참고문헌 : 96)

같은 양의 다섯 가지 아미노산 (D / L= 0 . 125 / 0.375) 을 녹안 시료용액 울 주입해서 얻은 것이다. 키랄 리간드로서 L- 프롤린과 D- 프롤린을 사용하였을 때 용리순서가 정확히 바뀌었음을 그립 2 - 14 에서 확인할 수 있을 뿐만 아니라 이동상 첨가제로 광학활성인 프롤린 대신에 라세 미 프롤린을 사용하고 다른 크로마토그래피 변수를 고정시켰을 때, 두 광학 이성질체에 해당하는 아미노산의 두 피이크가 정확히 중간 지점 에서 합치됨을 확인할 수 있다. 이와 같은 사실은 복잡한 크로마토그 램에서 각 피이크가 어느 이성질체에 해당하는가를 결정하는 데 유용­ 하게 사용될 수 있음울 시사해 주고 있다. 특히 반대의 절대배열을 가 진 광학 이성질체를 소량 포함하고 있는 광학활성 물질의 광학순도를 측정할 때는 소량의 광학 이성질체가 먼저 분리되어 나오게 함으로서 기준선 분리 (baselin e se p ara ti on) 가 가능해진다 (97). 이때 소량의 광 학 이성질체를 빨리 분리되어 나오게 하거나 니중에 분리되어 나오게 하는 것은 CMPA 방법에서는 다만 키랄이동상 첨가제의 절대배열만 R 에서 S 로 혹은 S 에서 R 로 바꾸면 되므로 디론 절대배열을 가진 광 학 이성질체를 극소량 포함하고 있는 광학활성 물질의 광학순도를 결 정하는 데 있거서 CMPA 방법은 특히 유용하다고 할 수 있다. 현재 국내에서도 L- 프롤린 혹은 L- 프로린 유도체와 같은 키랄리간 드와 Cu( Il )사이에 형성되는 키랄 착화합물을 CMPA 로 사용하여 라 세미 N- 단실아미노산을 광학분할하는 연구가 이루어지고 있으며 이 미 여러 편의 논문이 발표된 바있다 (98,99). 키랄 리간드와 전이금속 사이에 형성되는 키랄 착화합물을 키랄이동 상 첨가제로 사용하는 방법 의에도 라세미체와 함께 일시적인 부분 입 체 이성질체를 만들 수 있는 어떤 키랄 화합물도 키랄이동상 첨가제로 사용하여 광학분할에 응용할 수 있다. Hara 는 아미노산 유도체인 N -아세틸 _L- 발린-t유녁i아미드를 이동상 첨가제로 사용하였을 때 이 화합물은 라세미 N- 아세틸아미노 t숙녀i에스데르(1 00,101). N- 아세 틸아미노산 t냐 L 틸아미드(1 03), 혹은 N-(4- 니트로벤조일)아미노이소프

로필에스테르와(1 02), 함께 그림 2-15 와 같이 두 자리에서 수소결합을 하기 때문에 한 쌍의 부분- 입체 이성질 두 자리-킬레이트 이합체를 만 들고 이들은 안정성에 차이가 있기 때문에 실리카 겔 컬럼상에서 분리 가잘됨을확인하였다.

CH3\\lY

그림 2-15 키랄이동상 첨가제인 N- 아세틸 -L- 발린 - t--¥-틸아미드와 라세미 아미노산 유도체 사이의 두 자리 수소결합 퀴닌 (qu in ine ) , 신코니딘 (ci nchon i d i ne) 과 같은 키 랄 아민들은 라세 미 카르복실산과 한 쌍의 부분- 입체 이성질 이온쌍 착화합물을 형성하 며 10- 캠퍼술폰산 (10-cam p horsul p hon ic aci d) 브나 N- 벤족시카르보 닐-글리실-프롤린 (N-benzoxy c arbony l- gl y c y lp r o li ne : ZGT) 깐과 갈 은 키랄 카르복실산들은 라세미 아민이나 라세미 아미노알코올(특히 f3 -차단제)등과 한 쌍의 부분 입체 이성질 이온쌍 착화합물을 형성한다.

之뭉 °3H 0 마 Oi -NH ― CH2 정요。 H

이들 한 쌍의 부분 입체 이성질 이온쌍 착화합물들은- 안정성에 차이가 있으며 고정상에 의한 흡착성질에 차이가 있기 때문에 LC 에 의하여 광학분할이 이루어진다. 이와 같이 라세미 화합물과 반응하여 한 쌍의 부분 입체 이성질 이온쌍 착화합물을 형성하는 키랄이동상 첨가제를 이용한 광학분할의 CMPA 방법은 Pe tt erson 에 의하여 많이 연구되 었다 (10 3- 10 5) . D - 글루구 ?一 人 쿠 구성된 시클로덱스트린 (c y clodex t r i n) 은 키랄공동 (chir a l cav ity)을 가지고 있기 때문에 라세미 화합물의 두 광학 이성 질체와 부분 입체 이성질 내포 화합물 (d i as t ereomer ic inc lusio n com- p ound) 을 가역적으로 형성한다. 따라서 시클로덱스트린을 키랄이동 상 첨가제로 사용할 경우에 라세미 화합물·과 시클로덱스트린 사이에 형성되는 한 쌍의 부분- 입체 이성질 내포 화합물은 안정성이나 혹은 고정상에 의한 흡착성에 차이가 있기 때문에 LC 에 의하여 분리가 가 능하다(1 06). 특히 시클로덱스트린을 키랄이동상 첨가제로 사용할 때 는 시료물질이 시클로덱스트린의 키랄공동에 끼워 들어가 내포 화합물 울 형성하므로 라세미 탄화수소 등과 같이 특별한 작용기가 없어서 다 른 방법으로는· 광학분할이 어려운 경우에도 광학분할이 가능하다는 특 칭이 있다.

L_

광학활성인 키랄 크리운 에테르 (crown e t her) 를 키랄이동상 첨가제 로 사용하면 손님분자(gu es t molecule) 인 라세미 아미노산 에스테르 등과 주인분자 (host molecule) 인 키 랄 크라운 에 데르 사이에 그림 2 -16 과 같은 부분 입체 이성질 착화합물이 가역적으로 형성되기 때문에 두 부분 입체 이성질 착화합물의 안정성 차이등에 의하여 보통의 비키 랄컬럼상에서 분리가 이루어진다(1 07). 키랄 크라운 에데르를 키랄이 동상 첨가제로 사용하여 라세미 화합물의 광학분할에 이용한 것이 아 마도 CMPA 방법에 의한 광학분할의 시초가 될 것이다. 광학활성인 2, 2, 2- 트리플르오르 -1-(10 - 메틸 -9 - 안트릴)에탄올 을 키 랄이동상 첨가제로 사용하였을 때는 라세미 화합물과 가역적으로 전하 이동 착화합물 (char g e tra nsfe r com p lex) 을 형성하며, 형성된 한 쌍의 전하이동 착화합물의 안정성 차이 및 실리카 겔에 의한 흡착성 차이동 에 의하여 광학분할이 이루어진다(1 08). (R)-2, 2, 2- 트리플르오르 - 1 - (10- 메틸 -9- 안트릴) 에탄올을 그림 2-17 에서 보는 바와 같이 메틸 2, 4- 디니트로페닐술폭시드 (me thy l 2, 4-d i n it ro p hen y lsul fo x i de) 와 전 하이동 착화합물 a 와 벼춘 형성한다. 착화합물 a 는 10- 메틸 -9- 안트릴 기와 2, 4- 디니트로페닐기가 감은 방향으로 나와 있어 강한 전하이동 상호작용을 하기 때문에 착화합물 隣} 비교하여 훨씬 더 안정하리라 고 생각할 수 있다. 실리카 겔에 의한 술폭시드의 흡착(두 광학 이성질 체가 똑같이 흡착됨)과 키랄이동상 첨가제 (카르바놀)와 술폭시드 사이 의 착화합물 형성이 식 (2-11) 과 같이 경쟁한다고 하면 키랄이동상 첨 가제와 강한 전하이동 상호작용을 함으로써 더 안정한 착화합물을 형 성하는 광학 이성질체가 더 빨리 실리카 겔에서 떨어져 나와 이동상으 로 이동하여 이동상 첨가제와 안정한 착화합물을 형성할 것이므로 먼 저 분리되어 나울 것을 쉽게 예측할 수 있다. 실리카(켈고-정상술)폭 시드 카르비(놀이-동상술)폭 시드 (2-11)

a 1군 0L ,,'-HH .. `.0, 02\N; 3:N02 CH3 b O/lcH\ OH` 2 CH3 ’ ’ IFlJl `3 그림이 상2-에17서 ,키 랄여이러동 상종 첨류가의제 인광 학키활랄 성카 르물비질늘들과 이메 틸키\겁 2랄,4이- 디동니0상트2 로첨페가닐제술로폭시 사드 의 두 광학 이성질체 사이에 형성된 전하이동 착화합물• a7} hll다 더 안정하다. 용되어 라세미 화합물들의 광학분할에 응용되고 있음을 살펴 보았다. 키랄이동상 첨가제로 사용가능한 모든 광학활성 물질들은 모두 적절한 방법으로 실리카 겔과 같은 컬럼의 고형지지체에 고정시킬 경우 키랄 고정상으로 사용될 수 있다. 실제로 키랄이동상 첨가제로 예를 든 위 의 모든 광학활성 물질들은 적절한 방법으로 고정상에 부착되어 키랄 고정상으로 사용되고 있으며 제 3 장부터 제惡}까지 이들 키랄고정상들 에 대한 자세한 기술이 있을 것이다. 6 . 3 . 3 키 랄고정상법 (CSP me th od) 과 세 점 상호작용 모델 간접분리 방법이나 직접분리 방법에서의 키랄이동상 첨가제법

(CMPA 방법)과 비교하여 키랄고정상법은 6.3.1 절에서 기술한 바와 같이 많은 장점을 가지고 있기 때문에 1980 년대에 들 어와서 키랄고정 상법에 의한 광학분할의 연구는 가히 폭발적으로 이루어졌다. 그 결과 로 많은 종류의 HPLC 용 키랄고정상들이 개발되었으며 이 분야에 대 한 총설논문들이 발표되었고 (2 , 39 , 109 ~ 114) 편집 단행본들이 출판된 바 있다 (40, 84, 85, 115, 116) . 이들 많은 키랄고정상들이 어떤 키랄성 인지 메커니즘 (ch i ral recog nition mechanis m ) 에 의하여 라세미 화합물을 광학분할하 는지 그 키랄성 인지 메커니즘을 이해하는 것은 간접분리 방법의 분리 메커 니즘 (6.2 . 2 참조)을 이해하는 것이 중요한 것과 마찬가지로 매우 중요 하다. 키랄고정상에 의한 키랄성 인지 메커니즘을 정확하게 이해함으 로서 주어전 라세미 화합물이 주어전 키랄고정상이 충전된 키랄컬럼상 에서 광학분할될 수 있는가 없는가를 예측할 수 있을 뿐만 아니라 용 리순서로부터 분리된 광학 이성질체의 절대배열을 결정할 수 있으며, 또한 주어진 라세미 화합물에 대하여 더 좋은 광학분할능을 보이며 여 러 종류의 라세미 화합물의 광학분할에 광범위하게 사용될 수 있는 새 로운 키랄고정상의 개발이 가능하기 때문이다. 그러나 키랄고정상에 의한 키랄성 인지 메커니즘을 이해하거나 밝히는 것은 그리 쉬운 일이 아니다. 키랄고정상에 의한 키랄성 인지 메커니즘은 키랄고정상에 따라 달라 지며 광학분할하려는 라세미 화합물의 구조에 따라 달라진다. 그러나 키랄고정상이 한 쌍의 광학 이성질체를 식별할 수 있기 위하여서는 키 랄고정상과 한 쌍의 광학 이성질체 중의 어느 하나의 광학 이성질체 사이에 적어도 세 점에서 동시 상호작용 (s i mul t aneous i n t era ci on) 이 있어야 하며 세 점에서의 상호작용 중 적어도 하나의 상호작용은 입체 선택적으로 이루어져야 한다는 매우 단순하며 일반적인 세 점 상호작 용 모델 (three po in t int e r acti on model) 이 키 랄고정상에 의한 광학분 할을 설명하는 데 아주 유용하게 사용되고 있다. 세 점 상호작용 모델

의 개념은 처음에는 효소반응이 입체 특이성 (s t ereos p ec ifi c ity)이라는 사실을 설명하기 위하여 도입되었다. 1933 년 Easson 등이 효소와 기 질 사이의 세 점 상호작용에 대하여 처음으로 기술하였으며 (117), 1948 년 Og s to n 5:. 효소반응의 입체 특이성을 설명하기 위하여 효소와 기 질 사이 의 반응에 대한 자물쇠와 열쇠관계 (rock and key relati on , 1890 년 E. F i sher 가 제안)의 변형으로서 효소와 기질의 세 작용기 사이 에 특징적인 결합이 있어야 한다고 제안하였다(1 18). 그러나 세 접 상 호작용 모델이 크로마토그래피에 의한 광학분할의 키랄성 인지 메커니 즘 설명에 처음 도입된 것은 1952 년 Dal g li esh 에 의해서이다 (119). 1951 년 Sonoh 등은 종이 크로마토그래피상에서 방향족 아미노산들의 광학 이성질체가 분리되는 것을 보고하였으며 (120), 이 연구의 확장으 로서 1952 년 Dal gli esh 는 방향족 아미노산을 디론 유도체로 만들거 나, 방향족기를 지방족기로 바꾸었을 때 종이 크로마토그래피상에서 광학분할이 이루어지지 않음을 확인하였다. 종이 크로마토그래피에 사용된 종이는 셀룰로오스의 구성성분인 글루코오스의 키랄성뿐만 아 니라 셀룰로오스 고분자의 나선성 때문에 키랄성을 가지는 키랄고정상 으로서 종이 키랄고정상과 두 광학 이성질체 · 사이의 입체 선택성을 설 명하기 위하여 Dal g li esh 는 처음으로 키랄고정상과 두 광학 이성질체 사이의 세 점 상호작용 모델을 제안하게 되었다. 그 후 키랄고정상에 의한 키랄성 인지를 설명하는 세 점 상호작용 모델은 Lochm ti ller 등 에 의하여 1975 년에 총설 논문에서 기술된 바 있으나(1 21), 1980 년대 에 들어서서 Pir k le 등에 의하여 광범위하게 이용되기 시작하였으며 022), P i rkle 과 저자 등에 의하여 새로운 키랄고정상의 개발에 성공 적으로 응용되기 시작하였다(1 23) . 키랄고정상의 키랄성 인지를 가장 간단하고 단순하게 설명하는 세 점 상호작용 모델은 그림 2-18 5!} 같다. 그림 2-18 에서 일반적인 (+)－광학 이성질체는 (+)-CSP 와 상호작 용이 가능한 상호작용 부위 (int e r acti on sit e) A', B', C' 를 가지고 있기

/ /

그림 2-18 키랄고정상에 의한키랄성 인지의 세 접 상호작용모델 때문에 A, B, C 의 상호작용 부위를 가진 (+)-CSP 와 세 점에서의 상 호작용 죽 A-A', B-B', C-C' 의 상호작용울 한다. 그러나 ( + )－광학 이성질체의 거울상인 (-)－광학 이성질체는 입체적인 공간배열(절대배 열)의 차이 때문에 (+)-CSP 와 A-A' 상호작용과 c-c' 상호작용만이 가능하다. 이때, CSP 와 두 광학 이성질체 사이의 상호작용은 수소결 합, 정전기적 상호작용, 쌍극자켓戶f자 상호작용, 전하이동 상호작용 혹은 r-／ 상호작용 (charge tra nafe r int e r acti on ) 등과 감이 친화적 인 상호작용 (a tt rac ti ve i n t erac ti on) 뿐만 아니라 천수성 상호작용, 친지 질성 상호작용, 입체장애에 의한 상호작용 (re p uls i ve int e r acti on ) 등 모두 가능하다. 그림 2-18 에서 입체 배열의존 상호작용인 B-B' 의 상 호작용이 친화성인 경우 (+)－광학 이성질체가 (-)－광학 이성질체보 다 더 큰 친화력으로 CSP 와 상호작용하므로 CSP 상에 (+)－광학 이 성질체가 더 오래 머무르게 된다. 그러나 B-B' 상호작용이 입체장애 에 의한 상호작용일 경우에는 CSP 가 (+)－광학 이성질체와 상호작용

할 때 다큰 입체장애를 느낄 것이므로 ( - ) － 광학 이성질체가 키랄컬 럼에 더 오래 머무르게 된다. 따라서 분리의 메커니즘 죽 키랄성 인지 메커니즘을 정확하게 이해하게 될 때, 한 쌍의 광학 이성질체의 용리 순서를 예측할 수 있을 뿐만 아니라 용리순서로부터 광학 이성질체의 절대배열을 결정하는 것이 가능하게 된다. 그립 2 - 18 의 분자간 상호작용은 수소결합이나 정전기적 상호작용과 같이 접과 점 사이 의 상호작용인 단일점 상호작용 (sin g le -po in t i n t erac ti on) 과 전하이동 착물형성에 관여하는 상호작용이나 쌍극자 -쌍극자 겹침 (d ip ole-s t ack i n g)에 의한 상호작용과 같이 분자에 있는 점과 점 사이에서 상호작용이 일어나는 것이 아니라 면과 면 혹은 선 과 선 사이에서 상호작용이 일어나는 다중점 상호작용 (mul ti-p o i n t i n t erac ti on) 으로 나눌 수 있다. 특히 CSP 와 한 쌍의 광학 이성질체 사이에 씽극자켓드f자 겹침 상호작용이나 亢-T 상호작용과 같은 다중 점 상호작용이 있을 때는 이들 상호작용과 또 하나의 입체배열 의존 상호작용이 있기만 하면 두 광학 이성질체의 구별이 가능하게 된다. 이 경우에는 CSP 와 한 쌍의 광학 이성질체 사이에 두 종류의 상호작 용만이 작용하나 실제로는 한 쌍의 광학 이성질체를 구별하는떠 1 최소 한으로 필요한 세 점 상호작용보다 더 많은 상호작용이 존재하고 있다 고생각할수있다. Davankov 등은 키랄고정상의 키랄성 인지에 있어서 세 개의 동시 적인 상호작용이 항상 필요한 것은 아니며 키랄고정상과 두 광학 이성 질체 사이에 두 점에서의 상호작용이 있더라도 순간적인 부분· 입체 이 성질체를 구성하는 키랄고정상의 키랄 선택자와 광학 이성질체가 흡착 제 (고정상, 또는 키랄고정상 지지체)의 표면에 동시에 접촉한다면 그립 2-19 에서 보는 바와 같이 순간적인 두 개의 부분 입체 이성질체와 흡 착제 표면 사이의 상호작용에 차이가 있어서 한 쌍의 광학 이성질체가 구별된다고 하였다 (85, 124). 그러나 이와 같은 결론은, 흡착제의 표면 은 결국 키랄고정상의 일부로서 흡착제의 표면과 광학 이성질체 사이

..... ........ ..

의 상호작용 또한 키랄고정상과 광학 이성질체 사이의 상호작용으로 생각할 수 있다는 사시을 무시하였기 때문에 얻어전 것이다. 따라서 키랄고정상의 일부인 흡착제의 표면과 광학 이성질체 사이의 상호작용 울 제 碑] 분자간 상호작용으로 생각한다면, 특수한 경우에 두 점에서 의 동시 상호작용만으로도 키랄성 인지가 가능하다는 Davankov 의 생각은 세 점 상호작용 모델과 동일한 개념임을 알 수 있을 것이다• 실제로 키랄고정상과 두 광학 이성질체 사이에 어떤 종류의 상호작 용이 존재하여야 하며 상호작용을 하기 위하여 세 점은 공간적으로 어 떤 배열을 하여야 하는가 하는 문제 등을 정확히 밝힘으로서 정확한 키랄성 인지 메카니즘을 제시한다는 것은 극히 어렵다. 지금까지 키랄

고정상에 의한 라세미 화합물의 광학분할 메커니즘을 밝히려는 노력은 대부분 라세미 화합물이 광학분할되었을 때 두 광학 이성질체의 용리 순서, 라세미 화합물의 구조 변화에 따른 분리경향의 변화 및 키랄고 정상에 의한 광학분할은 세 점 상호작용 모델을 따른·다는 사실 등을 종합하여 키랄성 인지 메커니즘을 예측하려고 하는 것이었다. 그러나 최근 P i rkle 과 Pocha p sk y는 키랄고정상을 이루는 키랄 화합물과 라 세미 화합물 사이에 형성되는 부분 입체 이성질 착화합물의 1H NMR 스펙트럼을 관찰하여 부분 입체 이성질 착화합물을 형성하는 분자간의 NOE 효과 (Nuclear Overhauser E ff ec t)를 확인함으로써 부분 입체 이 성질 착화합물을 형성하는 분자간의 상호작용에 대한 직접적인 증거를 제시하여 세 점 상호작용 모델이 옮음을 밝힐 수 있었다(1 25, 126). 또 한 컴퓨터를 사용하여, 키랄고정상과 두 광학 이성질체가 상호작용하 여 두 개의 일시적인 부분 입체 이성질체를 만들 때의 결합에너지를 계산함으로써 결합에너지를 최소화하는 과정을 통하여 키랄고정상과 두 광학 이성질체 사이의 정확한 상호작용 부위를 밝힐 뿐만 아니라 키랄성 인지 메커니즘을 밝히려는 노력이 Lip k owi tz 등에 의하여 이 루어지고 있다(1 27 - 129). 아마도 가까운 장래에 키랄고정상에 의한 라 세미 화합물의 광학분할에 대한 정확한 키랄성 인지 메커니즘이 밝혀 지리라고예상된다. 지금까지 논의한 키랄고정상에 의한 키랄성 인지의 세 점 상호작용 모델은 아주 단순하고 간단한 모델로서 이 모델에 정확히 들어맞는 키 랄고정상은 그리 혼하지 않다. 아마도 Baczuck 에 의하여 개발된 키 랄고정상이 세 점 상호작용의 모델에 잘 들어맞는 최초의 키랄고정상 이 될 것이다. Baczuck은 l- 아르기닌을 기저로 한 키랄고정상을 만 들면 그림 2-20 에 보는 바와 같이 키랄고정상은 l- 디히드록시페닐알 라닌 (l-DOPA) 과 세 점에서의 동시적인 상호작용이 가능하나 d-DOPA 는 두 점에서의 상호작용만이 가능하므로 d i -DOPA 의 광 학분할이 가능할 것이라고 생각하였다. 실제로 Baczuck은 2, 4, 6- 트

OH +H 2N—HNc_3― NN1O— 0HCC IC_ 니 c\_/ c

그림 2-20 Baczuck 의 아르기닌 키랄고정상과 DOPA 사이의 세 점 상호작용모델 리클로로-대칭성 -트리 아진 (2,4,6- t r i chloro-s y mme t r i c- t r i az i ne) 을 이 용하여 l- 아르기닌울 세파덱스 G-25 에 고정시킨다음 dl-DOPA를 광학분할한 결과 아주 잘 분리됨 (a = 1. 60) 을 확인하였다(1 30). 그러 나 예측과는 달리 용리순서에 있어서는 d-DOPA 가 컬럼상에 오래 머무름을 관찰하였다. dl-DOPA 의에도 l- 아르기닌 키랄고정상과 세 점 상호작용을 할 수 있는 티로신(tyr os i ne) 은 부분적으로 광학분 할됨이 확인되었으나 히드록시기를 가지고 있지 않은 페닐알라닌은 전 혀 광학분할되지 않았으며 이것은 키랄고정상과 광학분할하고자 하는 시료 사이의 세 점 상호작용이 중요함을 의미하고 있다. Baczuck 의 키랄고정상과는 달리 어떤 키랄고정상들은 키랄고정상 에 부착된 여러 키랄단위들이 서로 모여서 일종의 키랄공동 (ch i ral cav ity)을 형성하기 때문에 키랄인지가 이루어지거나 혹은 커다란 고 분자가 나선성을 가지기 때문에 고정상 전체가 근본적으로 삼처원적인 키랄환경을 제공하여 두 광학 이성질체의 구별이 이루어지는 경우가 있다. 이러한 경우에는 키랄고정상과 두 광학 이성질체 사이에 어떠한 상호작용이 키랄성 인지에 중요하게 작용하는가 하는 점을 밝히기가 아주 까다롭다. 이와 갇이 여러 키랄 단위가 모이거나 커다란 비대칭

성 고분자물질이 키랄고정상으로 작용하여 복합적으로 키랄성 인지가 이루어지는 것을 복합적 방식 (coop e rati ve manner) 에 의한 키랄성 인 지라고 할 수 있다. 반면 Baczuck 의 키랄고정상과 같이 키랄고정상 을 구성하는 개개의 키랄단위가 한 쌍의 광학 이성질체와 상호작용하 여 키랄성 인지가 이루어지는 경우를 독립적 방식 (ind ep e ndent manner) 에 의한 키랄성 인지라 할 수 있다 (39). 키랄고정상에 의한 키랄성 인지가 어떤 형태로 이루어지든지 한 쌍 의 광학 이성질체가 분리되는 것은 키랄고정상과 두 광학 이성질체 사 이에 형성된 한 쌍의 순간적인 부분· 입체 이성질체의 안정성 차이 때 문이며 이 안정성 차이와 두 광학 이성질체의 분리인자 a 와의 관계는 다음에 기술한 바와 같이 유도할 수 있다. 키랄고정상과 R- 광학 이성질체가 순간적인 CSP*R 부분 입체 이 성질체를 형성하고 키랄고정상과 s- 광학 이성질체가 순간적인 CSP* S 부분 입체 이성질체를 형성할 때 부분 입체 이성질체 형성에 대한 평형상수 및 부분 입체 이성질체의 안정성 관계는 식 (2-12) 와 같이 나 타낼수있다. CSP+R ~KR CSP*R, ~GR = -RTlnKR CSP+S ~Ks CSP*S, l:::.G s = —RT lnKs (2-12) 여기서 K 며 Ks 는 평형상수로서 고정상과 이동상 사이의 두 광학 이성질체의 분배계수(p ar titi on coe ffici en t)와 동일한 값이다. 6. GR 과 6. Gs 는 각각 순간적인 두 부분 입체 이성질체의 형성에 대한 자유에 너지 변화이며 순간적인 두 부분 입체 이성질체의 안정성과 같은 값이 댜 키랄고정상과 두 광학 이성질체가 위와 같이 한 쌍의 순간적인 부

분 입체 이성질체를 형성할 때 순간적인 두 부분 입체 이성질체의 안 정성 차이 !:::.!:::.G 는 식 (2-13) 과 같이 표현된다. 1::,1::,G = （ 6GR一 6Gs) = —R T In (KR/Ks) (2-13) 평형상수(혹은 분배계수) KR 과 Ks 는 키랄컬럼상에서 두 광학 이성 질체의 용량인자 kR' 및 ks’ 와 직접 비례하므로 6 . 2.1 절의 a 값에 대 한 정의와 연관시켜 순간적인 두 부분 입체 이성질체의 안정성 차이 6.6. G 는 식 (2-14) 와 같이 a 와 연관된다 (38). 6.6.G = -RTln(KR/Ks) = 一 RTln (kR'/ks') = —R TIna (2- 1 4) 따라서 순간적인 두 부분 입체 이성질체의 안정성 차이는 크로마토 그램으로부터 직접 측정이 가능한 분리인자 a 로부터 계산이 가능하 다. 현재는 HPLC 시스템의 발달로 인하여 순간적인 두 부분 입체 이 성질체의 안정성 차이 즉 66G가 40 J/m ol 정도로 작은 값일 경우 (a = 1. 01) 에도 HPLC 에 의한 분리가 가능하다. 그러나 분석이 목적 인 광학분할 (anal ytic al resolu ti on) 이 아니라 제조가 목적인 광학분할 (pre pa rati ve resolu ti on) 인 경우에는 a 값이 클수록 대량의 라세미 화 합물을 효율적으로 광학분합할 수 있다. 66G 가 특히 작은 값일 때 는 ,0,. G가 작아야 분해인자가 커져서 두 피이크의 구분이 쉬워진다. 큰 6G 값은 키랄고정상과 광학 이성질체 사이의 강한 상호작용을 의 미하며 상호작용이 강할수록 머무롬 시간이 길어지고 물질이동(혹은 질량이동 : mass t rans fe r) 의 효율이 떨어진다. 두 피이크의 분해능이 떨어지면 a 값이 작을 경우 두 피이크롤 구별하기가 어렵다. 결국 키 랄고정성을 개발하는 과정에서는 가능하면 6G 를 작게 하면서 ,0,.,0,.G 는 크게 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

순간적인 두 부분 입체 이성질체의 안정성 차이 6 6. G 는 일시적인 두 부분 입체 이성질체의 형성에 대한 엔탈피 차이 6 6.H 및 엔트로 피 차이 스스 앉斗 식 (2 ~ 15) 와 같은 관계를 가진다. 66G = 66H —T6 6S (2-15) 일시적인 한 쌍의 부분- 입체 이성질체가 형성되는 과정에서 엔탈피 변화의 차이가 엔트로피 변화의 차이에 온도를 곱한 값보다 충분히 크 다면 6.6. G 는 주로 6 6. H 에 의존한다. 이때는 온도가 낮아짐에 따라 키랄고정상과 두 광학 이성질체 사이에 더 강한 상호작용이 있게 될 것이므로 크로마토그램의 피이크가 넓어지고 a 값은 증가한다. 대부분­ 의 경우에 키랄고정상에 의한 광학분할은 온도가 낮아짐에 따라 증가 하므로 (a 값이 증가) 6.6. H 에 의하여 지배된다고 할 수 있다. 그러나, 일시적인 한 쌍의 부분- 입체 이성질체의 형성에 대한 엔트로피 변화에 큰 차이가 있을 때 (죽 6 6. S 가 클 때 )는 T 6. 6. S 항이 6. 6. H 항 보다 커 지며 따라서 온도가 증가함에 따라 T 6. 6.~긱 절대값도 증가할 것이 므로 6.6. G 는 T 6.6. S 에 의하여 지배되고 온도가 증가함에 따라 a 값 도 증가할 것이다 (2). 키랄고정상에 의한 광학분할이 엔트로피 변화의 차이 ( 6 6S) 에 의하여 지배되는 예는 혼치 않으나 키랄고정상과 두 광 학 이성질체 사이에 일시적인 한 쌍의 부분 입체 이성질체를 형성하는 과정에서 참여하는 화학종의 수에 차이가 있기 때문에 엔트로피 변화 에 큰 차이가 있어서 광학분할이 엔트로피 변화의 차이 ( 6 6S) 에 의하 여 지배되는 경우가 보고된 바 있다 (131). Davankov는 l-N- 벤질프 롤린으로부터 유도된 키랄고정상을 이용하고 Cu(ll) 를 매개로 하여 N- 벤질프롤린을 광학분할할 때 (리간드 교환 크로마토그래피에 의한 광학 분할은 제懿낼 7 참조할 것) 온도 7} 증가함에 따라 a 값이 조금 증가함을 관찰하였다(1 31). 그림 2-21 에서 보는 것처럼 l, l- 착화합물은 축위치 에 용매분자인 물분자를 가지고 있으나 d, l- 착화합물은 벤질기의 입

一l, l 一d, l

그림 2-21 l-N- 벤질프롤린 키랄고정상에서 N- 벤질프롤 린의 광학분할. /, /-착 화합물에 비교하여 d, I - 착 화합물이 적은 수의 리간드 를 가지고 있으 므로 엔트로피의 관점에서 볼 때 d, I- 착화합물의 형성이 더 쉽다. 체장애 때문에 축위치가 비어 있는 상태로 존재한다. 따라서 많은 리 간드 분지를 가지고 있는 l, l- 착화합물이 엔탈피의 관점에서 더 안정 하나 엔트로피 관점에서는 적은 수의 리간드를 가지는 d, l- 착화합물 이 더 형성되기 쉬우며 엔트로피 효과때문에 d, l- 착화합물이 l, l- 착 화합물보다 더 안정하다. 따라서 온도가 증가함에 따라 T 66 S 항이 더 중요하게 되고 a 값이 증가함을 예측할 수 있다. 참고문헌(제 2 장) 1. K. Mi sl ow, Intr o ducti on to Ste r eochemi stry, Benja m i n, New York, 1966. 2. W. H. Pir k le and T. C. Pochaps k y, in Advances in Chromato - gra ph y , vol 27, J. C. Gid d ing s, Ed., Marcel Dekker, New York, 1987, chap 3.

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제 3 장 광학활성 천연물을 이용한 키랄고정상 1 서론 크로마토그래피를 이용하여 라세미 화합물을 직접 광학분할하려는 최초의 시도는 모두 광학활성 천연물을 이용한 것이었다. 광학활성 천 연물은 자연에서 쉽게 구할 수 있을 뿐만 아니라 가격이 저렴하다. 이 렇게 손쉽게 구할 수 있는 광학활성 천연물을- 적절한 방법으로 LC 컬 럼에 충전시킬 경우 이들은 키랄환경을 제공하기 때문에 키랄고정상으 로 작용하여 라세미 화합물을 광학분할할 수 있다. 키랄고정상으로- 혼 히 시도되어 온 광학활성 천연물은 녹말과 셀룰로오스와 같은 다당류 및 울 (wool), 실크, 수정 등이다 (1-3). 예를 들면, 1939 \! Henderson 3!} Rul 탁 d- 글루코스를 키랄고정상으로 사용하여 라세미 캠퍼 (cam- p hor) 유도체를 광학분할하는 데 성공하였고 (4), 1944년 Prelog 등은 Trage r 염기를 광학분할할 수 있었다 (5). 특히 광학활성 천연 화합물 들 중 감지녹말은 키랄고정상으로 사용되어 비아릴 (b i a ry l) 계통의 라 세미 화합물들을 광학분할할 수 있었다 (6, 7). 그러나 이들 천연화합 물들 죽 울, 실크, 다당류 등은 기계적인 성질(압축성 등)이 좋지 않

을 뿐만 아니라 극성이 높으며 다공성 구조이기 때문에 이들을 고정상 으로 사용할 경우에 물질이동이 효율적으로 이루어지지 않아 이들을 키랄고정상으로 사용하려는 많은 시도가 있었으나 크게 성공하지는 못 했다. 최근 Konrad 등은 광학활성 천연화합물들을 키랄고정상으로 사용하려는 연구에서 감자녹말은 키랄컬럼의 충전제로 어느 정도 유용 하나 울이나 실크, 셀룰로오스 등은 이들 자체로서는 키랄고정상으로 유용하지 않다는 결론을 얻었다 (8). 그러나 이들 광학활성 천연물들을 적당한 유도체로 만듦으로써 극성을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 이 들 광학활성 자연물들을 기계적 성질이 우수하며 디공성인 실리카 겔 혹은 고분자 물질에 결합시키거나 흡착시킴으로써 HPLC 에 사용가능 한 키랄고정상들을 제조할 수 있다. 이들 중 특히 성공적으로 사용되 고 있는 HPLC 용 키랄고정상들은 셀룰로오스의 극성을 감소시킨 셀 룰로오스 유도체 키랄고정싱들과 시클로덱스트린이나 단백질 등을 실 리카 겔과 같은 고형지지체에 결합시킨 키랄고정상들이다. 2 셀룰로오스를 기저로 한 키랄고정상 2.1 셀룰로오스의 특성 및 역사적 배경 다당류인 셀룰로오스는 D- 글루코스가 /3-1, 4- 글루코시드 결합에 의 하여 이루어전 그림 3-1 과 같은 구조를 가전 천연 고분자 화합물이 다. 셀룰로오스는 분자량이 아주 큰 천연 고분자 화합물의 하나로서 셀룰로오스의 분자량은 보통 수만에서 수십만에 이르며 D- 글루코스 단위를 적어도 1500 개 이상 포함한다. 셀룰로오스는 셀룰로오스롤 구 성하는 D- 글루코스 단위가 광학활성이기 때문에 그 자체로서 광학활 성일 뿐만 아니라 셀룰로오스 사슬과 사슬 사이에 수많은 히드록시기 를 통하여 수소결합을 형성함으로써 사슬과 사슬둘이 모여 섬유형태의

討

나선성 구조 를 가지기 때문에 셀룰로오스는 나선성에 의한 광학활성을 7}전 다. 광학활성 셀룰로오스겨춘 이용한 광학분할의 시초는 아마도 종이 크로 마토그레피상에서의 방향족 아미노산의 광학분할일 것이다(1, 2). 그 러나 자연상태의 셀룰로오스는 많은 히드록시기를 가지고 있기 때문에 극성이 클 뿐만 아니라 높은 압력하에서 수축되는 좋지 않은 기계적 성질 등으로 인하여 컬럼내에서의 원활한 물질이동에 문제가 있으며, 따라서 자연상태의 셀룰로오스를 키랄고정상으로 사용하여 라세미 화 합물을 광학분할하고자 하는 시도는 별로 성공적이지 못하였다 (3). 다 만 근래에 자연상태의 셀룰로오스 미세 입자를 액체 크로마토그래피의 컬럼충전제로 사용함으로써 DL- 트리프토판 (DL - t r ypt o p han) 이나 DL -디히드록시페닐알라닌 (DL-DOPA) 의 광학분할 등 성공적인 광학분 할의 예가 보고되고 있으며 (4) 이 의에도 리신 (lysi n e ) 등과 같은 극성 아미노산의 광학분할과 (5) 지방족 아미노산 N-2, 4- 디니트로페닐 유 도체의 광학분할 (6) 이 보고된 바 있다. 셀룰로오스의 크로마토그래피적 성질 및 광학 이성질체에 대한 입체 선택성을 증진시키려는 노력은 셀룰로오스의 히드록시기를 다른 작용 기 특히 에스데르기로 바꿈으로써 극성을 감소시킬 뿐만 아니라 키랄 고정상으로서의 셀룰로오스와 광학 이성질체 사이에 입체장애를 더 크 게 함으로써 광학 이성질체에 대한 키랄고정상의 입체 선택성을 증진 시키는 것이었다. 이러한 노력의 결과로서 1973 년 Hess~ Ha g el 에

의하여 미세결정형 셀룰로오스 트리아세테이트 (m i crocr y s t all i ne cellu-lose t r i ace t a t e : CTA-I) 가 키랄고정상으로 소개되었다 (7, 8) 그 후 Okamoto 등이 셀룰로오스 트리아세데이트롤 포함한 여러 종류의 셀 룰로오스 에스데르와 셀룰로오스 카르밤산 에스테르를 실리카 겔과 갇 은 고형지지체에 흡착시킴으로써 다양한 라세미 화합물들을 성공적으 로 광학분할할 수 있는 키랄고정상들을 개발할 수 있었다 (9).

/

다당류로서 키랄고정상으로 사용된 천연화합물은 셀룰로오스 의에 도 셀룰로오스와 비슷한 구조를 가전 아밀로오스가 있다. 셀룰로오스 와는 달리 아밀로오스는 D- 글루코스가 a-1, 4- 글루코시드결합에 의하 여 이루어전 그림 3-2 와 같은 구조를 가진 천연화합물로서 아밀로오 스의 에스테르나 카르밤산 에스테르도 셀룰로오스의 에스데르나 카르 밤산 에스데르와 마찬가지로 여러 종류의 라세미 화합물을 광학분할하 는 데에 성공적으로 사용된 바 있다(1 0, 11) 2. 2 미세결정형 셀룰로오스 트리아세테이트 키랄고정상 1973 년 Hesse2 } Ha g el 에 의하여 키랄고정상으로. 처음 소개된 미 세 결정 형 셀룰로오스 트리 아세 데 이 트 (m i croc ry s t a lli ne cellulose

t r i ace t a t e:CTA-1) 는 (7) 현재 상업적으로 구할 수 있으며 (12) Hesse 와 Ha g el 의 방법에 따라 무수초산과 과염소산을 사용하여 미세결정 형 셀룰로오스겨춘 불균일상태에서 아세틸화함으로서 제조가· 가능하다 (그립 3-3) (13) .

o}. Ac,0/HCIO, CH20Ac 나

이와 같은 반응조건에서 광학 이성질체의 입체 선택성에 중요한 셀 룰로오스의 본래 구조는 그대로 유지되는 것으로 밝혀졌으며 (13 ) 미세 결정형 셀룰로오스 트리아세데이트를 키랄고정상으로 하는 라세미 화 합물의 광학분할은 아주 다양한 것으로 확인되었다 (3, 14-16). 그림 3-4 는 CTA-I 싱에서 광학분할이 가능한 라세미 화합물의 예들을 나타 낸 것이다. Tre g er 영기 (1) 가 광학분할될 뿐만 아니라 키랄면을 가전 화합물 (~) 의 광학분할, 큐물렌 (curnullene) 이나 비 아릴 (bia r y l) , 스피 란 (spi ra ne) 동 키랄축을 가전 화합물들 (4-1) 의 광학분할 및 C2 대칭축 울 가진 화합물들(§첼)의 광학분할 등 CTA-I 키랄고정상에서 광학분 할 가능한 화합물들은 아주 다양하다. 특히 CTA-I 키랄고정상에서 광학분할되는 라세미 화합물들의 대부 분이 방향족기를 가지고 있는 반면 스피로케탈 (s pi roke t al: 브,g)과 같이 방향족 화합물이 아닌 라세미 화합물들도 광학분할된다는 사실은 주목할 만하다. CTA-I 키랄고정상에서 광학분할되는 라세미 화합물 의 더 많은 예 및 광학분할의 조건은 참고문헌 (22) 에 자세히 요약되어 있으므로- 크게 참고가 될 것이다.

1 (7) Br 2(13) 3(13)

。二C :

CTA-I 키랄고정상에서의 광학분할 중 홍미있는 것은 여러 종류의 라세미 의약품들의 광학분할이다. 여러 종류의 바아비탈산 유도체 (barbit ur at e) 묘이 제조규모(p re p ara ti ve scale) 로 광학분할되었을 뿐 만 아니라 (23, 24) 옥사파돌 (oxa p adol) ]A, 케타민 (ket am ine) ~. 미 안세린 (m i anser i n) 1§ 등이 제조규모로 완전히 광학분할되었으며 (25), /3 - 차단제의 옥사졸리돈 유도체가 광학분할되었다 (26), 그림 3- 志 미안세린 표辭] 제조규모 광학분할에 대한 크로마토그램을 제시 한 것이다 (25). CTA-I 키랄고정상에서 광학분할이 가능한 라세미 화합물들은 실로 다양하나, 라세미 화합물이 CTA-I 키랄고정상에서 광학분할되기 위 하여서는 어떤 구조적인 특칭을 가져야 하는가를 말하기는 아직 어렵 다. CTA-I 키랄고정상에 의한 광학분할의 메커니즘이 아직 확실히 밝혀지지 않았기 때문이다. 다만 CTA-I 을 용매에 놓인 후 다시 재결 정 하였을 때 얻어지는 더 안정한 미세결정형 셀룰로오스 트리아세테 이트인 CTA-II 를 \키랄 고정상으로 사용하여 광학분할하였을 때 그림 3-~ Trag e r 염기의 광학분할에서 보는 바와 같이 광학분할능 (a 값) 2 Hr 그림 3-6 CTA-1( 아래)과 CTA-11( 위) 키랄고정상에서 Tro g er 영기의 광학분 할 이동상 : 에탄올, 유속 : 0.2 m L/m in. （참고문헌 : 3)

이 감소할 뿐만 아니라 용리순서가 바뀐다는 사실로부터 (3) CTA-I 이 나 CTA - II 의 결정격자 구조가 광학 이성질체에 대한 입체 선택성에 중요한 역할을 할 것 이러~ 추측을 하고 있을 뿐이다. 죽 CTA-I 에 있어서 입체 선택성에 필요한 것은 셀룰로오스 트리아세데이트 분자의 특별한 작용기가 아니라 CTA-I 혹은 CTA-II 분자가 가지는 특별한 결정구조 때문에 만들어지는 키랄공동에 의하여 광학분할이 이루어전 다고 생각된다. 이 키릴공동의 크기가 제한되어 있고 특별한 모양을 한다면 라세미 화합물의 두 광학 이성질체 중 적어도 하나의 광학 이 성질체가 키랄공동에 적절한 방법으로 끼어들어가거나 혹은 키랄공동 과 적절한 방법으로 상호작용함으로써 광학분할이 가능하게 될 것이 다. 이것을 Hess 탁근 내포 크로마토그래피 (inc lusio n chromato g rap h y) 라고 명명하였다 ( 8) . 만일 CTA-I 를 용매에 녹인 후 다시 침전시킨다 면 CTA-I 이 가지고 있던 본래의 결정구조는 없어질 것이므로, 새로 얻어진 CTA 결정 (CTA - II) 에서의 광학분할의 경향이 바뀌리라는 것 을 쉽사리 예측할 수 있을 것이다. 최근에는 키랄 인덴(i ndene) 끄의 알킬 치환기 크기와 길이룰 바꿈 으로써 얻어지는 광학분할의 경향을 연구하여 CTA- I 키랄고정상에 의한 광학분할의 메커니즘을 규명하려는 시도가 있었으며 (27) 키랄인 돌화합물 陸의 구조를 체계적으로 변화시킬 때 얻어지는 광학분할의 경향(크로마토그램의 경향)을 컴퓨터를 이용하여 변수사이의 부분 최소 자승법 (pa rti al least squ are : PLS) 으로 연관시 킴으로써 CTA-I 키 랄

二zR 三HR 3 。

고정상에서의 광학분할 메커니즘을 설명하고자 하였으나 (28) 광학분할 의 메커니즘을 알기에는 이론 단계이다. 그러나 회전장애 이성질체 (a t ro pi somer) 인 3-(2- 프로필페 닐 )-4- 메 틸 - 4- 티 아졸린 -2 귄븐 旦가 CTA-I 키랄고정상에서 광학분할될 때 주입하는 시료의 양에 따라 용 리순서의 역전현상(그림 3 - 7) 을 관찰할 수 있었던 것은 아주 홍미있는 일로서 두 개의 광학 이성질체가 키랄고정상에서 독립적인 머무름 메 카니즘을 갖고 있음을 시사해 주고 있다 (29). 즉 두 개의 광학 이성질 체의 머무름이 키랄고정상을 구성하는 미세결정형 트리아세틸셀룰로 오스의 서로 다른 부위에서 일어나고 있음을 시사해 주는 것으로 키랄 성 인지의 메커니즘을 규명함에 있어서 주목할 만한 실험 결과이다. 이와 같은 실험 결과는 R i zz i에 의하여 제안된, CTA-I 키랄고정상에 서 두 형태의 흡착 부위가 존재한다는 모델과도 일치하는 것이다 (30). 미세결정형 셀룰로오스: 트리아세데이트 키랄고정상에서의 광학분할

K' 三C :〉 K'+

에 주로 사용되는 이동상은 에탄올과 물 (95: 5, v/v) 의 혼합용매이나 알코올, 에테르, 물-다른 종류 알코올의 혼합용매 혹은 방향족 탄화 수소 용매를 이동상으로 사용하여 광학분할이 성공적으로 수행된 예들 이 있다. 새로운 라세미 화합물의 광학분할을 시도할 때는 우선 에탄 울과 물의 혼합용매 (95 : 5, v / v) 를 이동상으로 사용하여 시험할 필요 가 있으며 광학분할이 되지 않을 때는 탄화수소 용매, 에데르, 방향족 탄화수소 용매나 이 들의 혼합용매를 사용해 볼 필요가 있다. 그러나 아세톤, THF, 아세토니트릴, 클로로포름, 디클로로메탄과 같은 용매 는 키랄고정상을 용해시키기 때문에 이동상으로 사용하여서는 안된 다. 물과의 혼합용매를 이동상으로 사용할 때 물의 함량이 70% 까지 는 괜찮은 것으로 확인되었으며 이온성 라세미 화합물의 광학분할에처 는 p H 를 변화시킬 수 있는 완충용액을 사용할 수 있다. 이때 p H 의 범위는 5-10 이 바람직하다 (31). 광학분할의 온도를 증가시킴에 따라 그림 3-8 에서 보는 바와 같이

5°C 20°C 35·c 5o·c

일반적으로 광학분할의 분해능이 크게 증가함을 알 수 있다 (31). 따라 서 온도를 높임에 따라 라세미화가 용이하게 되는 화합물을 제의하고 는 CTA-I 키랄고정상에서 광학분할할 때 높은 온도에서의 광학분할 은 좋은 분해능을 가전 크로마토그램을 얻기 위한 바람직한 방법이 될 것 0] 다. 2. 3 실리카 갤에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고정상 2.3.1 키랄고정상의 구조, 합성 및 응용 CTA-I 이 키랄고정상으로 처음 소개된 후 10 여 년이 지난 1984 년 Ichid a 등 (32) 과 Okamoto 등 (9, 33) 은 HPLC 용 키랄고정상으로는 아주 성공적인 새로운 형태의 셀룰로오스 유도체 키랄고정상들을 소개 하였다. 이들 새로운 형태의 셀룰로오스; 키랄고정상들은 크게 셀룰로 오스 트리에스테르를 실리카 겔에 흡착시킨 키랄고정상과 셀룰로오스 트리카르밤산 에스테르를 실리카 겔에 흡착시킨 키랄고정상으로 나눌 수 있다. 그동안 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고정상들 이 많은 종류 합성되어 광학분할에 대한 연구가 실시되었으나 현재 많 이 사용되고 있는 대표적인 키랄고정상들은 그립 3-9 에 그 구조가 나 와 있는 키랄고정상들로써 키랄고정상 OA, OB, OJ , OK 는 셀룰로오 스 트리에스데르를 실리카 겔에 흡착하여 얻어진 것이며 키랄고정상 OC, OD, OF, OG 는 셀룰로 9-_ 트리카르밤산 에스데르를 실리카 겔에 흡착시켜 얻어진 것이다. 그림 3-9 의 키랄고정상들은 현재 모두 상업 적으로 구입이 가능한 키랄고정싱들이다(제 9 장 참조). 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고정상의 일반적인 제조 과정은 비교적 간단한 편이다 (3, 9, 33, 34). 우선 셀룰로오스와 산염화 물 혹은 이소시아네이트를 일반적인 방법에 따라 반응시켜 셀룰로오스 트리에스데르나 셀룰로오스 트리카르밤산 애스데르를 얻는다. 이들 셀룰로오스 유도체의 생성은 원소분석이나, IR, NMR 을 사용하여 셀

에스테르 유도체

룰로오스의 히드록시기가 에스데르기나 카르밤산 에스테르기로 완전 히 바뀐 것으로 확인할 수 있다. 이렇게 합성된 셀룰로오스 유도체를 적절한 용매에 녹인 후, 이들을 과량의 3- 아미노프로필트리에톡시실 란이나 디페닐디메독시실란으로 미리 처리한 다공성 실리카 겔에 홉착 시키고 용매를 제거함으로써 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체

키랄고정상둘이 얻어진다. 이때 흡착되는 셀 룰로 오스 유도체의 무게 %는 대략 20% 정도인 것으로 확인되었다. 실리카 겔의 좋은 기계적 성질로 인하여 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스: 유도체 키랄고정싱들은 높은 압력에 견딜 뿐만 아니라 내구성이 좋기 때문에 보통의 슬러리 방법에 의하여 250 X 4.6mm 의 HPLC 컬럼에 충전되어 라세미 화합 물들의 광학분할에 응용된다. 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고정상을 이용한 라세미 화합물의 광학분할은 아주 다양하다. 일반적으로 이들 키랄고정싱들 에 의하여 광학분할이 가능한 라세미 화합물들은 하나 이상의 방향족 고리를 가지거나, 카르보닐기, 술피닐 (sul fi n y l) 기, 시아노기, 니트로 기 등과 같은 7r:-결합작용기를 가지거나 혹은 히드록시기와 같은 극성 기를 가진 것들로서 그동안 실제로 광학분할되었던 많은 라세미 화합 물들이 참고문헌 (22) 에 자세히 요약되어 있다. 특히 광학분할이 잘 되는 라세미 화합물로는 방향족고리를 하나 이상 가지면서 다른 작용 기를 동시에 가지고 있는 화합물들이지만 방향족고리를 가지고 있지 않은 라세미 화합물들도 광학분할된 예가 많이 보고되어 있다. 표 3-1 의 광학분할 예에서 보는 바와 같이 (16 ) 라세미 화합물에 따라 여 러 키랄고정상에서의 분리인자 (a 값)의 값은 전부 다르기 때문에 일반 적으로 어느 화합물이 어느 키랄고정싱에서 가장 좋은 광학분할을 보 일 것인지를 정하기는 아주 어려운 실정이다. 표 3-1 의 여러 라세미 화합물들 중 특히 라세미 알코올의 경우 분자내에 방향족기를 가지고 있으면 직접 광학분할이 가능하나 분자내에 방향족기가 없을 때는 보 통 아세틸유도체나 벤조일유도체로 광학분할됨을 알 수 있다. 라세미 카르보닐화합물의 경우에도 방향족고리를 가지고 있지 않은 라세미 화 합물보다는 방향족고리를 가지고 있는 라세미 화합물의 경우에 더 좋 은 광학분할을 관찰할 수 있으며, 방향족고리를 가지고 있지 않은 라 세미 카르보닐 화합물의 광학분할에는 특히 키랄고정상 OA 가 유용함 울 확인할 수 있다. 표 3-1 에 예를 든 라세미 화합물 이의에도 키랄중

표 3-1 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고정상 OA, OB, OC, OK 에서 여러 화합물들의 광학분할에 대한 분리인자 (a 값)． 이동상 : 헥산 -2 - 프로판올 (9/1), 유 속 : 0.5mL/mi n. （참고문현 : 16) 화합물 OA OB oc OK o:::(Ph 1.22 1.47 1.32 1.15 Ph Trl:i ge r 영 기 1.31 1.00 1.32 2.82 Ph -C| H - CII - Ph 1.05 1.12 1.00 1.08 OH 0 1.07 1.47 1.14 1.26 ~Ph 江 CCOONNHHPPhh 1.13 2.0 6 1.25 1.52 다 61HH-CONH 2 1.08 1.00 1.00 1.00 0 건 Ph 1.39 1.17 1.07 門 1.31 1.04 1.00 1.00 같O° H 1.22 1.00 1.00 1.00 亨 1.00 1.31 1.25 1.36 갑 OH 1.00 1.61 1.12 1.00 ~군:0 H . R= COPh 11..000 0 11..363 3 11..000 0 11..000 0 R=H 1.00 1.18 1.00 1.00 R=COPh 1.00 1.00 1.00 1.00 R=H 1.00 1.00 1.00 1.00 성0 H 1.00 1.37 1.35 1.21

cxfoH I 1.os 11 .16 11 .00 11. 1 4

심이 인이나 황인 라세미 화합물들도 셀룰로오스에스데르유도체 키랄 고정상이나 셀룰로오스카르밤산 에스데르 유도체 키랄고정상에서 광 학분할이 잘된다 (22) . 홍미있는 광학분할의 예는 키랄고정상 oc 상에서의 프로스타글란딘 합성의 전구체로 사용되는 4 - 히드록시 - 2 - 시클로펜테논 (4 - h y dro x y -2 -cyc l op e nte n one) 유도체들의 광학분할이다. 화합물 챕이나 (35) 화합 물낌이 (36) 키랄고정상 0C 상게서 광학분할되므로 프로스타글란딘 합 성에 응용이 가능할 것이다. 대표적인 크로마토그램은 그림 3-10 과 같다. 지금까지 예를 든 광학분할 가능한 라세미 화합물 이의에도 N- 벤질 옥시카르보닐 a- 아미노산에스데르(아미노산 유도체) 화합물들이 여러 키랄고정상들 중 특히 키랄고정상 oc 나 혹은 OD 상에서 광학분할이 잘됨이 보고되었다 (37) . 세스퀴테르펜류인 식물호르몬 아비시식산 (abs ci s ic a ci d:ABA) 은 키 랄고정상 OD 상에서 메틸에스테르의 형태로 광학분할됨이 보고되었으 나 (38) 라세미 카르복실산은 이동상에 소량의 산을 가할 경우에 유도

。。

그림 3-10 키랄고정상 0C 상거]서 4 - 히드록시 -2- 시클로펜테논유도체 20(a) 과 2l( b) 의 광학분할 a) 이동상 : 핵산 /2- 프로판올 (98/2), 귬출기 : 254nm UV. b) 이동상 : 핵산 /2- 프로판을 (85/15), 검출기 : 215 run UV. （참고문헌 : 35, 36) 체로 만들지 않고 직접 광학분할된다는 보고가 발표된 후 (39) 곧 핵산 -2- 프로판을-트리플르오르아세트산 (80 : 20 : 1) 을 이동상으로 사용하 여 키랄고정상 OD 상에서 광학분할되었다 (40). 그림 3-11 은 아비시식 산의 메틸에스테르와 산 자체를 키랄고정상 OD 상에서 광학분할한 크 로마토그램이다. 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고정상들은 여러 종류의 라세미 화합물들의 광학분할에도 성공적으로 사용되었다. 진정제인 고리형이미드 계통의 화합물 죽 바아비탈산 유도체들 (barb it ura t es) 이 광학분할되었을 뿐만 아니라(1 6) 소영진통제인 2- 아릴프로피온산 계통

CJH3 1CH3~ ?H f'c H~3c H -COOH

그림 3-1 I (a) (RS)-ABA 메틸에스데르의 광학분할 컬럼 : OD, 이동상 : 핵산/ 2-프 로판올 (9 : 1) , 유속 : 0.5mL/mi n, 검출기 : 254nm UV. (b) (RS) -ABA 의 광학분할. 컬럼 : OD, 이동상 : 핵산 /2- 프로판을/트리풀르오 르아세트산 (80 : 20 : 1) , 유속 : 0.5 m L/mi n, 검출기 : 240nm UV. (참 고문헌 : 38, 40) 의 의약품들이 여러 종류의 유도체로서 (41) 혹은 유도체로 만들지 않 고 직접 광학분할되었다 (39, 42). /3－차단제로 사용되는 /3-아미노알코 올 계통의 라세미 의약품들은 특히 키랄고정상 0D 삼낭]서 광학분할이 잘되는 것으로 알려져 있다 (11,42,43). 특히 광학활성인 /3－차단제의 대량생산 전구체로 사용될 수 있는 D- 만니톨 (D-mann it ol) 에서부터 얻어진 광학활성 D 내 H 떳 l 술포닐에스데르 盤의 광학순도를 키랄고정 상 O B-를 이용하여 빠른 시간내 (錢小)에 결정할 수 있음이 확인된 것은 의약품의 비대칭 합성이라는 관점에서 홍미있는 일이다 (44). 이 의에도 항히스타민제 계통의 의약품, 아트로핀 계통의 의약품,

TsO< N- <

항고혈압작용제 의약품, 말라리아 치료제인 클로로퀸 (chloro qu i ne), 혈액응고 방지제인 와파린 (war fa r i n) 등 많은 종류의 의약품들이 광 학분할되었다 (11). 이들 의약품들은 보통 방향족 고리와 아미노기 혹 은 히드록시기, 카르복시기 등의 극성기를 가진 화합물들로서 방향족 고리를 가지면서 아미노기나 히드록시기를 가전 다른 라세미 의약품들 도 이들 키랄고정상에서 광학분할이 가능하리라는 것을 예측할 수 있 다. 그림 3 - 12 는 라세미 의약품들 중 소영전통제인 페노프로펜 ac) rOe fCH.c3 O OH b ) :::?HC5H2COCH3 。 10 mm. 20 0 10 mm. 20 30 40 그림 3-12 (a) 페노프로펜의 광학분할 컬럼 : OJ , 이 동상 : 핵산 /2- 프로판을/아 세트산 (9/1/0 . 05) , 유속 : l.O mL/mi n, 검출기 : 254run UV, (b) 와파 린의 광학분할, 컬럼 : OD, 이동상 : 핵산 /2-프 로판을-포름산 (80 : 20 : I). （참고문헌 : 11, 42).

(fe no p ro fe n) 과 혈액응고 방지제인 와파린의 광학분할에 대한 크로마 토그램을 제시한 것이다. 2. 3 .2 광학분할에 영향을 미치는 요인 및 광학분할 메커니즘에 대 한고찰 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스유도체 키랄고정상들의 광학분할에 영향울 미치는 요인들은 여러 가지가 있다. 똑같은 키랄고정상이라도 셀룰로오스 유도체의 물리적 성질이나 제조방법에 따라 광학분할 양상 이 달라지며 사용하는 이동상에 따라 광학분할 양상이 달라진다. 셀룰로오스 유도체의 여러 가지 물리적 요인 중 라세미 화합물의 광 학분할에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 것은 셀룰로오스 유도 체의 분자량이다. Shib a ta 등은 일반적으로 고 분자량의 셀룰로오스 유도체 키랄고정상에서 광학분할이 잘 되는 라세미 화합물들은 - 저 분 자량의 셀룰로오스 유도체 키랄고정상에서 광학분할이 잘 안되며 반대 로 저분자량의 셀룰로오스 유도체 키랄고정상에서 광학분할이 잘되는 라세미 화합물들은 고 분자량이 셀룰로오스 유도체 키랄고정상에서는 광학분할이 잘 안되는 것으로 보고하였다 (3, 16) 트란스-스틸벤옥시드 나 Tra g er 염기 등의 광학분할은 키랄고정상의 분자량에 의하여 크게 영향을 받지 않는 것으로 알려져 있다. 셀룰로오스 유도체를 실리카 겔에 흡착시키는 과정에서 사용되는 용 매에 따라 키랄고정상에 의한 라세미 화합물의 광학분할은 달라진다. 표 3 - 2 에서 보는 바와 같이 흡착과정에서 사용한 용매에 따라 똑같은 형태의 키랄고정상이라도 a 값에 큰 차이를 보이고 있다 (16). 이와 같 온 사실은 셀룰로오스 유도체 키랄고정상이 라세미 화합물을 광학분할 할 때 적용되는 키랄성 인지의 메커니즘이 고정상-라세미 화합물간의 단순한 상호작용으로 이루어지는 것이 아니라 아직 밝혀지지 않은 복 잡한 메커니즘으로 이루어지고 있음울 시사해 준다. 실리카 겔에 흡착된 키랄고정상을 이용한 광학분할에 흔히 사용되는

표 3-2 키랄고정상 OA제 조시 사용한 용매에 따른 a 값의 번화 (창

이동상으로는 핵산과 2- 프로판올의 혼합용매 (정상이동상) 및 에탄올 (혹은 메탄올)과 물의 혼합용매 (역상 이동상)등이 주로 사용되며 이동 상으로 사용되는 용매나 용매의 조성에 따라 라세미 화합물의 광학분 할이 크게 영향을 받는다. 대부분의 셀룰로오스 유도체 키랄고정상들 은 셀룰로오스 유도체가 실리카 겔에 흡착된 상태이므로 (셀룰로오스 유도체를 실리카 겔에 공유결합시킨 키랄고정상들도 보고되었으나 광학분할 의 정도는 실리카 겔에 셀룰로오스 유도체를 흡착시킨 키랄고정상에 비교하 여 디소 떨어지는 것으로 확인되었음 )(45) 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오. 스 유도체를 용해시킬 수 있는 용매는 이동상으로 사용할 수 없다. 특 히 디클로로메탄이나 클로로포름과 같은 염소화된 용매들이나 아세 돈, THF, DMF, DMSO, 톨루엔, 아세토니토릴 등은 실리카 겔로부 터 셀룰로오스 유도체를 용해시키므로 사용할 수 없다. 최근에는 셀룰 로뚜 유도체 키랄고정상을 이용한 광학분할에 준임계 유체 크로마토

그래피 (SubFC) 기법을 사용한 예가 보고되고 있으며 이산화탄소와 2- 프로판울의 혼합용매를 이동상으로 사용하고 있다 (46). 라세미 화합물이 아미노기를 가지는 화합물인 경우 이동상에 소량의 디에틸아민을 가하면 피이크의 끌림이 없이 빠른- 시간내에 광학분할이 되는 것으로 알려져 있다 (43). 이동상에 소량의 아민이 존재하면 아미 노기를 가진 라세미 화합물이 키랄고정상에 흡착되고 탈착되는 속도가 빨라지기 때문이다. 라세미 카르복실산을 광학분할할 때에는 이동상 에 소량의 유기산울 가함으로써 a 값에 큰 영향을 줄 수 있을 뿐만 아 니라 머무름 시간에도 영향을 미친다. 표 3-3 에 의하면 이동상에 첨 가해 준 산의 종류에 따라 키랄고정상 OD 상에서 만델산의 광학분할 이 영향을 받고 있음을 확인할 수 있다 (39). 이동상으로 핵산 / 2- 프로 판을 (80 : 20) 의 혼합용매를 사용하거나 핵산/아세트산 (95 : 5) 의 혼합 용매를 사용하였을 때는 만델산이 컬럼에서 전혀 유출되지 않았으나 핵산 /2- 프로판올 (80 : 20) 의 혼합용매에 여러 종류의 유기산을 가하여 핵산 /2- 프로판을/유기산 (80 : 20 : 1) 의 혼합용매를 이동상으로 사용하 표 3-3 키랄고정상, . OD 상에서 만델산의 광학분할에 대한 이동상의 영향. 컬럼크기 : 25 x 0.46cm, 이동상 : 헥산 -2- 프로판올--tt (BO : 20 : I ) , 유속 재 .5mL/m i n, 온 도 : 25C (참고문헌 : 39) 산 k1, a’ Rs 없음 용리되지 않음 CH3COOH 용리되지 않음* CH3CH2COOH 2.0 2 1.37 。 CH3COOH 1.28 1.34 0.47 HCOOH 0. 74 1.37 1.19 CHCl2COOH 0.50 1.60 1.62 CC!a C OOH 0.55 1.66 1.74 CF3COOH 0.7 5 1.51 1.98 * 이동상 : 핵산 -CH3COOH (95/5)

면 표 3 - 3 에서 보는 바와 같이 좋은 광학분할을 확인할 수 있다. 일반 적으로 가하여 주는 유기산이 센 산일수록 광학분할이 더욱 효과적으 로 되어 a 값 및 R s 값이 증가함을 확인할 수 있다. 이동상에 산을 가 함으로써 만델산의 해리를 억제할 뿐만 아니라(만델산의 해리로 인하여 카르복실산이 음이온으로- 존재할 때 만델산은 고정상에 강하게 흡착될 것으 로 예상됨) 머무름 시간을 감소시키고, a 값이 영향을 받는 것으로 생 각할수있다. 키랄성 인지 메커니즘을 밝히는 일이 중요함에도 불구하고 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고정상에서의 광학분할에 대한 키 랄성 인지 메커니즘은 아직 확실히 밝혀져 있지 않다. 그러나 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄성 키랄고정상에서의 광학분할양 상이 미세결정형 셀룰로오스 트리아세테이트 (CTA-1) 키랄고정상에서 의 광학분할 양상과는 다른 것으로 알려져 있다. 예를 들면 Trege r 염기를 CTA- I 키랄고정상에서 광학분할할 때는 (―)－이성질체가 먼 저 분리되어 나오나 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고정 상에서는 ( + )－이성질체가 먼저 분리되어 나오는 것으로 밝혀졌다 (3, 9). 따라서 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고정상에서의 광학분할은 CTA-I 의 결정성 때문예 생기는 키랄공동에 의한 광학분 할과는 다른 키랄성 인지 메커니즘에 의하여 일어난다고 생각할 수 있 다. 아직 확실히 밝혀지지는 않았지만 키랄고정상으로 작용하는 셀룰 로오스 유도체와 라세미 화합물 사이에 수소결합이나 (34, 37, 47, 48) TC -re 상호작용 및 쌍극자-쌍극자겹침 상호작용이 (48) 중요한 역할을 하 여 광학분할이 일어나고 있다는 몇 가지의 실험적 사실이 발표된 바 있다 . Okamoto 등은 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 트리벤조산 에스데 르 키랄고정상 (OB) (47) 과 셀룰로오스 트리페닐카르밤산 에스테르 키 랄고정상 (OC) (34, 43) 의 페닐기에 여러 종류의 전자끌게 치환체나 전 자주게 치환체를 도입함으로서 (그림 3-13) 페닐기에 치환된 치환기의

oct jJ ONHOX

1. 3, 5-(0CH3) 2 7. 4-CF3 1. 4-0CH3 7. 4-Br 2. 4-0CH3 8. 3, 5-Cl2 2. 4-CH3 (OG) 8. 4-CF3 3. 4-C (CH3 ) 3 9. 3-CH3 3. 4-CH2CH3 9. 3,5-(C H3) 2 (0D) 546... 44H--(CFOH B3) ( OJ ) 111210... 233,,- C45H--((3CC HH33)) 22 456... 4H 4--(CFOl C(O) F) 111201... 333,,- 44 C- -HC(lJ C2 H 山 그림 3-13 페닐기에 여러 종류의 치환체가 치환된 셀룰로오스 트리벤조산 에스데 르 키랄고정상 및 셀룰로오스 트리페닐카르밤산 에스데르 키랄고정상 종류에 따라 광학분할이 큰 영향을 받음을 확인할 수 있었고 이와 같 은 사실은 페닐기에 치환되어 있는 치환체가 에스데르결합 혹은 카르 밤산 에스데르 결합의 수소결합(라세미 화합물과의)능력에 변화를 주기 때문에 광학분할에 영향을 미친다고 보고한 바 있다. 그림 3-14 는 셀룰로오스 트리페닐카르밤산 에스데르 키랄고정상의 페닐기에 여러 종류의 치환체를 치환하였을 때 치환체의 Hammet

;6l a /4/-CF 3] I 11164) 0o4 4--3oCE - CHto H3 3H b

그림 3-14 셀룰로오스 트리페닐카르밤산 에스테르 키랄고정상에서 페닐기의 치환 체 c 값과 a) 아세톤 및 b) 1-(9- 안트릴 )-2,2,2- 트리플르오르에탄을의 두 광학 이성질체 중 먼저 분리되어 나오는 광학 이성질체의 머무름 비 교도. （참고문헌 : 34)

,,,,

셀룰로오스 페닐카르밤산 에스테르 유도체 키랄고정싱에 있어서 수 소결합에 참여할 수 있는 두 개의 부위 (그림 3-15) 죽 N-H 및 C=O 중 치환체 (X) 의 전자주기 효과가 증가함에 따라 C=O 산소의 전자 밀도가 증가하고 따라서 알코올과의 수소결합이 강하게 되어 알코올의

머무름이 증가한다. 반면 치환체의 전자끌기 효과가 증가하면 N-H 수소의 전자밀도가 감소하여 아세톤의 카르보닐기와 강한 수소결합을 형성하여 아세톤의 머무롬은 증가하게 됨을 예측할 수 있다. 이와 같 은 효과는 키랄고정상 OD 상에서 아미노산 유도체의 광학분할에서도 확인할 수 있다. 그림 3-1 6i본 N-(4 - 치환벤조일) 알라닌벤질에스테르 4- 치환체의 Hammet

1.5

그림 3-16 키랄고정상 OD 상에서 N-(4- 치환벤조일)알라닌벤질에스데르의 광 회 분할에 대한 a 값 및 4- 치환체의 c 값과의 관계 (참고문헌 : 37)

x 《》 _CH?, °N ―」C HH3C OOCH2 《》

그림 3-17 키랄고정상 OD 와 N-(4- 치환벤조일)알라닌벤질에스테르의 수소결합상호작용 며, 4- 치환체의 전자끌기 효과가 커짐에 따라((J값 증가) N_ (4- 치환 벤조일)아미드에 있는 N-H 의 전자밀도가 감소하여 키랄고정상의 카 르보닐산소와 강한 수소결합을 하게 되어 그림 3-1~ 같은 결과를 얻을 수 있다고 생각할 수 있다. 한편 Wa i ner 등은 키랄고정상 OB 상에서 여러 종류 라세미 아민의 N- 벤조일유도체 盤과 라세미 카르복실산의 아닐리드 (ani l i de) 유도체 갬 및 器과 갬의 N-H 수소대신 알킬기가 치환된 화합물, 혹은 盤과 갬料 페닐기 대신 알킬기가 치환된 화합물 등 다양한 라세미 아미드 화합물들의 광학 분할을 연구함으로써 키랄고정상과 라세미 화합물 사 이의 수소결합이 광학분할에 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 키랄고정 상의 페닐기와 라세미 화합물의 페닐기 사이의 7C-7C 상호작용 및 키랄 고정상과 라세미 화합물 사이의 쌍극자』射구자 상호작용이 중요한 역 할을 하고 있음울 시사하였다 (48). Wain e r 등은 또한 키랄고정상 O IY-J-ol l 서 썹혹은 갬롤 광학분할할 때 이동상으로서 핵산과 여러 종

CH3-{C H 2 )n-CNI HH-CCOHC 36 H5 CHa -( CH2 ln -CCI HO-NCHHC63 H 5 23 24 류의 알코올 혼합용매를 사용함으로써 사용한 알코올의 입체장애가 증 가함에 따라 표 3-4 에 보는 바와 같이 머무름 시간과 a 값이 모두 증 가함을 확인하였다 (49) . 이와 같은 실험결과는 라세미 화합물과 이동상중의 알코올이 키랄 고정상과의 수소결합에 대하여 서로 경쟁관계에 있음을 나타내는 것으 로서 알코올의 입체장애가 커질수록 경쟁력이 약화되어 분 석 성분과 키 랄고정상의 상호작용이 강화되므로 머무름 시간이 길어지며 알코올이 키 랄고정상의 키 랄공동주위 혹은 키랄공동에 있는 비키 랄 작용부위에 결합(수소결합)되어 키랄공동의 입체칭애 환경을 변화시키기 때문에 알코올의 구조에 따라 기질에 대한 입체 선택성 (a 값)에 영향을 미친 다고생각되고있다. 표 3-4 키랄고정상 O Wci백서 화합물 찬 (n = 3 및 4) 과 화합물 안 (n = 3 및 4) 의 광학 분할에 대한 이동상중의 알코올의 영향(이동상 : 0.67 M 알코올+헥산)． 용량인 자는 먼저 분리된 광학 이성질체에 대한 값임 (참고문헌 : 50) . 화합물썽 (n=3) 화합물 썰 (n= 4) 화합물 낀 (n = 3) 화 합물 낀 (n = 4) 알코올 k' a’ k' a’ k' a’ k' a’ 메탄올 1.66 1.22 1.39 1.30 1.85 1.24 1.39 1.25 에탄올 2.00 1.48 1.67 1.53 2.1 0 1.50 1.65 1.52 1- 프로판을 2.1 6 1.61 1.83 1.61 2.15 1.56 1.71 1.62 2- 프로판을 3.7 0 1.62 3.5 7 1.81 3.6 2 1.66 2.91 1.93 2 부탄올 2.70 2.19 2.48 2.56 3.4 9 1.83 2.76 1.97 2- 펜탄올 3.91 3.21 3.56 3.46 4.80 2.1 1 4.03 2.01 2 - 헥산을 3.62 2.28 3.02 2.23 4.01 1.66 3.1 9 1.60 t부탄올 5.7 0 4.59 6.34 4.88 9.74 1.93 9.1 2 1.96

이와 같은 연구결과의 확장으로서 Wain e r 등은 최종적으로 키랄고 정상 OB 상에서 여러 종류 방향족 알코올의 광학분할에 대한 키랄성 인지 메커니즘을 제안하였다 (50). 즉 키랄고정상 0 8-'-o h게서 방향족 알 코올의 광학분할에 대한 키랄성 인지 메커니즘은 방향족 알코올의 히 드록시기와 키랄고정상의 에스테르카르보닐 산소 사이의 수소결합에 의한 부분 입체 이성질 착화합물의 형성, 형성된 부분 입체 이성질 착 화합물의 방향족기가 키랄고정상의 키랄공동에 끼어들어감으로써 얻 게되는 부분 입체 이성질 착화합물의 안정성 및 키랄공동에 방향족기 가 끼어들어갈 때 방향족 알코올의 두 광학 이성질체에 대한 입체장애 차이의 세 가지 복합적 요인에 의하여 결정된다고 제안되어 있다. 그 러나 이 세 가지 요인이 어떻게 작용하여 키랄성 인지가 일어나고 있 는가 하는 물음에 대한 구체적인 대답은 아직 없다. 이상에서 셀룰로오스 유도체 키랄고정상에 의한 광학분할에 키랄고 정상과 광학분할하고자 하는 라세미 화합물 사이의 수소결합 등이 중 요한 역할을 하고 있음을 확인하였으나(수소결합이 없는 경우에도 광학 분할이 가능한 예가 디수 있음 (22)) 아직 구체적인 키랄성 인지의 메커 니즘은 모르는 상태이다. 또한 지금까지 살펴온 바와 같이 각 키랄고 정상들마다 라세미 화합물에 대하여 다른 광학분할능을 보이기 때문에 어느 키랄고정상이 어떤 종류의 라세미 화합물의 광학분할에 특히 유 용한가를 이론적으로 결정하기는 아주 어렵다. 따라서 그동안 광학분 할이 시도된 바 없는 새로운 라세미 화합물을 광학분할하기 위하여 셀 룰로오스 유도체 키랄고정상을 사용하고자 할 때에는 그동안 광학분할 되었던 여러 종류의 라세미 화합물들이 어떤 키랄고정상에서 가장 잘 분리되었는가를 조사한 후 실제로 여러 종류의 키랄고정상을 사용하여 광학분할이 가장 좋은 키랄고정상을 선택하는 방법 의에는 없다. 이러 한 문제점에도 불구하고 방향족기와 극성 작용기를 동시에 가지고 있 는 라세미 화합물둘은 실리카 겔에 흡착된 셀룰로오스 유도체 키랄고 정상들 중의 어느 하나의 키랄고정상에서 광학분할되리라고 예측되기

때문에 셀룰로오스 유도체 키랄고정상들은 앞으로도 계속 여러 종류 라세미 화합물의 광학분할에 응용될 것으로 생각된다. 앞으로 더 정확 한 키랄성 인지의 메커니즘이 밝혀진다면 이 메커니즘은 키랄고정상의 광학분할능을 증진시키고 또 새로운 라세미 화합물의 광학분할 여부를 결정하는 데 유용하게 응용될 수 있을 것이다. 그러나 셀룰로오스 유 도체 키랄고정상의 특성 죽 여러 키랄단위들이 복합적으로 모여서 이 루어진 키랄고정상이라는 특성 때문에 명확한 키랄성 인지의 메커니즘 을 밝히기는 간단한 문제가 아니라는 것을 지적해 두고자 한다. 3 시클로덱스트린 키랄고정상 3 .1 시클로덱스트린의 구조 및 특성 시클로덱스트린 (cy cl odextr i n , CD) 은 여섯 개에서 열두 개까지의 D -(+)－글루코피라노오스(g luco pyr anose) 가 a-1, 4 - 글루코시드결합에 의하여 형성된 고리모양의 울리고당류 (o lig osacchar i de) 이다. CDo 사 존재하는 글루코피라노오스 단위의 수를 표시하기 위하여 그리이스 문 자가 사용된다. 죽 글루코피라노오스 단위가 여섯 개인 CD 는 a- C D, 일곱 개인 CD 는 [3- CD, 여덟 개인 CD 는 y- CD 등으로 표현되며 크 로마토그래피에 사용되는 CD 들은 보통 a, /3, y -CD 들로서 모두 상 업적으로구할수있다. 그림 3-l Si는 a-CD 의 구조를 나타낸 것이다. CD 분자의 물리적인 형태는 꼭대기를 잘라낸 원추형 모양으로써 a, /3, y -CD 의 구조적 특성 및 물리적 특성을 표 3-5 에 요약하였다. 꼭지롤 잘라낸 원추형 태 CD 분자의 윗부분店(넓은 부분)에는 글루코피라노오스단위의 C-2 위 치와 C-3 위치에 있는 2 차 히드록시기가 고정되어 있으며 특히 C-2 위치의 모든 Vl - 히드록시기는 시계회전 방향으로 배열되어 있다.

广 °H〈

CD 분자의 아래부분(좁은 부분)에는 회전이 가능한, C-6 위치의 1 차 히드록시기가 있어서 CD 분자의 공동을 아랫쪽에서 가려막고 있다. CD 분자를 형성하는 글루코피라노오스단위 구조의 특성으로 인하여 CD 분자의 모든 히드록시기들은 분자의 외부로 향하고 있으며, CD 분 자의 공동내부는 C-H 에 의하여 형성된 두 개의 고리와 이 고리사이 에 글루코시드산소에 의해 형성된 고리로 이루어져 있다. 따라서 CD 분자의 공동내부는 소수성 (hy d rop h obic ) 이며 CD 분자의 공동입구는 히드록시기 때문에 친수성 (h ydro p h ili c) 이다. CD 분자를 구성하는 각 글루코피라노오스 단위가 광학활성인 키랄물질이므로 CD 분자는 광학 활성일 뿐만 아니라 CD 분자가 가지는 내부공동 또한 키랄공동이다. CD 분자의 특수한 구조적 특칭으로 인하여 CD 분자들은 CD 분자의 내부공동 크기에 적합한 많은 화합물들과 함께 내포 화합물(i nclus i on com p ound) 을 형성하며 특히 이들 화합물들이 라세미 화합물일 경우

표 3- 5 시클로덱스트린분자의 구조적 특 성 및 물리적 특 성 ( 이 표는 참고문헌 I 과 2 를 참 조하여 작성된 것임) 공동의 크기 ( A ) CD 글단위루의코 오스수 a b C 분자량 물25에°C ( 대g 한lO O용mL해- 도1) a-CD 6 5.7 13. 7 7.8 973 14.5 /3- CD 7 7.8 15.3 7.8 1135 1.8 y-C D 8 9.5 16.9 7.8 129 7 23. 2

b

-C D 분자들은 부분 입체 이성질 착화합물 혹은 부분」 입체 이성질 내포 화합물을 형성한다. 이와 같은 특성으로 인하여 CD 분자들은 부분 입 체 이성질 내포 화합물의 재결정에 의한 광학분할(제 2 장 4 절 참조)에 이용되거나 액체 크로마토그래피에 의한 광학분할에서 키랄이동상 첨 가제 (제 2 장 6.3 . 2 철 참조)로 사용되어 왔을 뿐만 아니라 효소의 모델 화합물로서 여러 종류 반응의 촉매 혹은 비대칭 촉매로 사용되어 왔다 (3). 특히 CD 분자들을 키랄이동상 첨가제로 사용하여 액체 크로마토 그래피에 의한 라세미 화합물의 광학분할을 성공적으로 수행할 수 있 는 것은 이들 CD 분자들이 빠른 시간(확산지배 과정과 같은 속도)내에 가역적으로 입체 선택적인 내포 화합물을 형성할 뿐만 아니라 CD 분

자들은 넓은 p H 범위에 걸쳐 안정하며 독성이 없고 크로마토그래피에 사용되는 UV 검출기의 UV 범위내에서 빛을 흡수하지 않기 때문이다. 따라서 적절한 방법으로 CD 분자들을 실리카 겔과 같이 LC 고정상으 로 사용할 수 있는 고형지지체에 결합시킨다면 이들은- 키랄고정상으로 서 액체 크로마토그래피를 이용한 라세미 화합물의 광학분할에 사용될 수 있을 것이다. 3.2 시클로덱스트린 키랄고정상의 제법 및 특성 CD 분자를 키랄이동상 첨가제로 사용하여 액체 크로마토그래피상에 서 라세미 화합물을 광학분할하는 것이 많은 경우에 성공적이었지만, CD 분자들의 낮은 용해도로 인하여 이동상의 선택이 제한적이며 광학 분할시 CD 분자를 계속 공급해주어야 한다는 문제점들이 있다. 그러 나 CD 분자를 HPLC 컬럼의 충전제로 서용할 수 있는 고형지지체에 고정시켜 키랄고정상으로 이용할 경우에는 이러한 문제점들을 고려하 지 않아도된다. CD 분자를 기저로 한 키랄고정상으로는 CD 분자를 고분자화하여 겔로 만든 키랄고정상과 CD 분자를 교차결합시켜 얻어전 교차결합 CIHl 랄고정상 (4, 5, 6), 고분자화된 CD 분자를 직접 액체 크로마토그 래피의 컬럼충전제로 사용된 키랄고정상 등이 있으나 CD 고분자의 좋 지 않은 기계적 성질로 인하여 키랄컬럼충전제로서는 그리 성공적이 아니었다. 그러나 CD 분자를 실리카 겔에 고정시킴으로써 기계적 성 질이 좋은 키랄고정상을 제조하려는 노력이 많은 연구자들에 의하여 시도되었다. Fuji m ura 등은 실리카 겔과 3-((2 - 아미노에틸)아미노)프로필트리 메톡시실란을 톨루엔에서 환류함으로써 두 개의 아미노기를 가전 변형 된 실리카 겔을 얻을 수 있었고 이것을 1 차 히드록시기가 토실화된 a . 혹은 {3 -CD 와 반응시킴으로써 디아미노 형태의 C D.키랄고정상 l 을

얻었으나 (7) 이 키랄고정상에서는 오로지 여러 종류의 방향족 구조 이 성질체의 분리만이 시도되었다. 그 후 Fu ji mura 등은 건조한 a 홈f-€:- [J -CD 와 3- 이소시아나토프로 필트리에톡시실란을 반응시켜 카르밤산 에스데르 형태의 트리에목시 실란 화합물을 만들고 이것을 건조한 피리딘 및 실리카 겔과 함께 환 류함으로써 카로밤산 에스테르결합을 가전 CD 키랄고정상 2 을 제조할 수 있었으며 CD 키랄고정상 2 에서 만델산 에스테르와 만델산의 페닐 기에여러치환체가치환된만델산에스테르를광학분할할수있었다 (8). Kawag uc hi 동은 3- 아미노프로필실리카 겔과 숙신산무수물 (sue- cinic anh y dr i de) 을 반응시켜 얻은 Su- 실리카 및 에틸렌디아민과 CD 를 반응시켜 얻은 일치환 a- 시클로덱스트린에틸렌디아민을 반응시켜 키랄고정상 g을 제조하였으나 방향족 화합물의 기하 이성질체 등을 분 리하는데 이용되었고 라세미 화합물의 광학분할에는이용되지 않았다 (9).

CD 키랄고정상 l, i, J은 모두 아미노기나 아미드기를 가지고 있 기 때문에 쉽게 가수분해될 뿐만 아니라 실리카 겔에 고정되는 CD 량 이 충분히 많지 못하며 존재하는 아미노기나 혹은 아미드기 등이 라세 미 화합물에 대한 입체 선택성에 영향을 미치는 문제 등을 내포하고 있다. 한편, CD 키랄고정상 l, ~. 앞虹다 더 광범위하게 사용되며 아미노 기나 아미드기를 포함하지 않는 CD 키랄고정상이 Armstr o ng 등에 의하여 개발되었다 00, 11). Arms t ron g은 3_ 글리시독시프로필실란과 실리카 겔울 반응시켜 3- 글리시독시프로필 실리카 겔울 얻은 후, 3- 글리시독시프로필 실리카 겔울 a-, /3절r-.g. y -CD 와 반응시킴으로 써 3- 글리시독시프로필 실리카 겔의 에폭시기가 CD 의 1 차 히드록시 기에 의하여 공격을 받아 에폭시고리가 열리면서 새로운 결합이 형성 되어 얻어진 CD 키랄고정상을 합성할 수 있었다(그림 3-19). Arms t ron g이 3 글리시독시프로필 실리카 겔과 여러 종류의 CD 를

R3Si (C H2)3-0-CH2-C/H —°\CH 2 STio lliuc ae ng ee l

반응시켜 CD 키랄고정상들을 합성한 후 이들은 곧 상품화되었으며 현 재 상업적으로 구할 수 있는 CD 키랄고정상으로는 {3 - CD 를 기저로 한 키랄고정상인 Cy c lobnd I(/3 - CD 키 랄고 정상)과 모든 히드록시기가 완전히 아세틸화된 아세틸화 Cy c lobond I, y - C D-를 기저로 한 키랄 고정상인 Cy c lobond II(y - CD 키랄고정상), a - CD 를 기저로 한 키랄 고정상인 Cy c lobond III(a-CD 키랄고정상)와 모든 히드록시기가 완전 히 아세틸화된 아세틸화 Cy c lobond III 의 다섯 종류가 있다(제 9 장 참 조)． 이들 다섯 종류의 CD 키랄고정상들은 결합된 CD 에 따라 표 3-6 과 같이 공동의 크기가 다르기 때문에 이들 C D:;기랄고정상들을 이용 하여 여러 종류의 다양하고 크기가 디른 라세마 화합물들을 광학분할 할수있을것이다. 표 3-6 상품화된 CD 키랄고정상 이름 형태 공동의 직경, A Cy cl obond I {3- CD 7.8 Cy cl obond Il y-C D 9.5 Cy cl obond III a-CD 5.7 Cy cl obond I Ac 아세틸화 {J- CD 7.8 Cy cl obond Ill Ac 아세틸화 a-CD 5.7 특히 완전 아세틸화된 /3 -CD 키랄고정상과 a-CD 키랄고정상은 이 들의 물리적 성질이나 착화합물 형성 등의 성질에 있어서 보통의 ¢ -C D? l 랄고정상이나 a - CD 키랄고정상괴는 현저히 다를 것이다. 예를 들면 아세틸화 CD 키랄고정상의 경우 보통의 CD 키랄고정상과 비교 하여 천수성이 감소하고 소수성이 훨씬 더 증가하게 될 것이며 CD 분 자의 공동입구에 있는 히드록시기의 수소결합능력에 현저한 변화가 있 게 된다. 따라서 라세미 화합물의 광학분할에 있어서도 아세틸화 CD

키랄고정상들은 보통의 CD 키랄고정상과는 다른 성질을 보이게 될 것 이다. 최근에는 /3 -CD 의 모든 히드록시기가 메틸화된 TM-/3- CD(hept ak is (2,3,6- t r i - O - me t hy l)- /3 -c yclodex t r i n) 를 옥타데실실리카 겔 컬럼 (ODS) 에 흡착시켜 일종의 키랄고정상으로 사용함으로써 바아비탈산 유도체와 만델산에스테르를 광학분할한 예가 보고된 바 있다 (12). 3.3 시클로덱스트린 키랄고정상을 이용한 광학분할의 예, 특성 및 키랄성 인지 메커니즘 CD 분자를 실리카 겔에 고정시킨 CD 키랄고정상을 이용한 광학분 할은 다양하다. CD 키랄고정상에서 분리가능한 라세미 화합물들은 대 부분 키랄중심탄소에 방향족기와 국성기를 함께 가진 화합물들이다. 이들 라세미 화합물들이 CD 키랄고정상에 의하여 광학분할되기 위하 여서는 키랄고정상을 이루는 CD 분자와 라세미 화합물 사이에 안정성 이 서로 다른 부분 입체 이성질 내포 화합물이 형성되어야 한다. 방향 족기를 가진 라세미 화합물이 CD 키랄고정상에서 광학분할될 때에는 라세미 화합물의 방향족기가 소수성인 CD 분자의 내부공동으로 끼어 들어가 가역적인 내포 화합물을 형성하는 것이 필수적이다. 방향족기 가 소수성인 CD 분자의 키랄공동에 끼어들어가 내포 화합물을 형성하 기 위하여서 는 이동상으로 물을 포함하는 용매 (역상)을 반드시 사용-하 여야 한다. 만일 정상 (normal p hase) 이동상을 사용하면 비극성인 용 매분자가 CD 분자의 키랄공동을 차지하므로 라세미 화합물과 내포 화 합물을 형성할 수 없으며 라세미 화합물은 오로지 CD 분자의 키랄공 동의부하고만 상호작용을 하게 되므로 일부 예의가 있기는 하지만 키 랄성 인지는 거의 일어나지 않는 것으로 알려져 있다 (14). 따라서 CD 키랄고정싱을 이용하여 광학분할할 경우에는 대부분 물과 적당한 유기 용매 (메탄올, 아세토니트릴, DMF, THF 등)를 적정한 비율로 혼합한

혼합용매를 이동상으로 사용한다. 보통은 물과 메탄올의 혼합용매가 많이 사용된다. 내포 착화합물이 형성될 때 CD 분자의 키랄공동 크기 및 라세미 화 합물의 크기 또한 아주 중요한 것으로 알려져 있다. 만일 라세미 화합 물의 크기 (특히 CD 분자의 키랄공동에 끼어들어 가는 방향족기의 크기)가 CD 분자의 키랄공동 크기보다 훨씬 크다면 내포 화합물은 형성될 수 없으며 라세미 화합물의 크기가 CD 분자의 키랄공동보다 훨씬 작으면 내포 착화합물이 형성되기는 하나 키랄공동내에서 키랄분자가 일정한 위치를 유지하지 못하고 자유로이 움직일 수 있으므로 키랄성 인지에 불리하게 된다. 그러나 서로의 크기가 맞아 꼭 맞는 내포 착화합물 (tigh t inc lusio n com p lex) 을 형성한 경우에는 키랄분자가 CD 분자의 키랄공동내에서 마음대로 움직일 수 없고 일정한 위치를 유지하기 때 문에 키랄성 인지에 더 유리하다고 할 수 있다. 예를 들면 나프탈렌기 는 a_CD 의 키랄공동에 끼어들어가기에는 너무 크나 /3 -CD 에는 쉽게 끼어들어가 그림 3-20 에 보는 바와 같이 가역적인 내포 화합물을 형 성할수있다. 방향족기를 가전 키랄물질의 방향족기가 CD 분자의 키랄공동으로

H3C 1~

끼워들어가 내포 착화합물을 형성하는 것만으로는 키랄성 인지가 가능 하지 않다. 라세미 화합물의 방향족기가 CD 분자의 키랄공동에 끼어 들어가 가역적인 내포 착화합물을 형성하는 것과 동시에 라세미 화합 물의 키랄중심에 있는 극성기가 CD 키랄고정상 CD 분자의 키랄공동 입구에 일정한 방향을 유지하고 있는 C-2 히드록시기나 C-3 히드록시 기와 이성질체의 절대배열에 따라 다른 상호작용(대부분의 경우 수소결 합, 극히 일부분의 경우 입체반발 상호작용)을 함으로써 두 광학 이성질 체의 구별이 가능하게 된다(1 4). CD 키랄고정상에 의한 키랄성 인지의 예는 여러 종류의 라세미 의 약품들을 성공적으로 광학분할한 Arms t ron g의 연구에서 찾아볼 수 있다(1 5). Armstr o ng 등은 /J -CD 키랄고정상에서 메탄올과 물 혹은 아세토니트릴과 물의 혼합용매를 이동상으로 사용하여 표 3-7 에 제시 한 /J - 차단제, 진정제 등의 라세미 의약품들을- 광학분할할 수 있었다. 특히 이 연구에서는 /J - CD 키랄고정상에서 프로프라놀롤(p ro­ p ranolol) 의 광학분할시에 생성되리라고 예상되는 가장 안정한 두 개 의 부분 입체 이성질 내포 화합물의 컴퓨터 그림으로부터 키랄공동에 프로프라놀롤의 나프틸기가 똑같은 위치에 끼어들어가는 것 의에 프로 프라놀롤의 극성기와 /J -CD 분자의 키랄공동입구에 있는 히드록시기 사이의 상호작용에 의하여 키랄성 인지가 일어남을 분명히 밝혀주고 있다(1 5). 그립 3-21 의 컴퓨터 그림에 의하면 d - 프로프라놀롤과 l- 프 로프라놀롤의 나프틸기는 모두 CD 분자의 키랄공동에 똑같은 모양으 로 위치하고 있으며 d- 나 l- 프로프라놀롤의 키랄탄소에 붙어 있는 히 드록시기는 똑같이 CD 분자의 3- 히드록시기와 수소결합을 하고 있다. 그러나 d_ 프로프라놀롤의 ~}-ol-민과 CD 분자의 C-2 히드록시기 및 C-3 히드록시기 사이의 거리는 수소결합하기에 알맞는 3.3A 과 2.8 A 인 반면, d- 프로프라놀롤의 2 차아민과 CD 분자의 C-2 히드록시기 및 C-3 히드록시기와의 가장 가까운 거리는 3.8A 과 4 . 5A 이다. 따라서 d- 프로프라놀롤이 l- 프로프라눌롤에 비하여 CD 분자와의 상호작용이

표 3-7 /3 -CD 키랄고정상에서 광학분할된 라세미 의약품의 예 (참고문헌 : | 5) 의약품 /3-차단제 프로프라놀롤 (pr op r anolol) , 메토프롤롤 (meto p r olol) 항히스타민제 클로로페니 라민 (chlorop he nir a mi ne ) 칼슘~}단 X1] 베라파밀 (verap a mi l) , 니솔리디펜 (nis o lid i p e ne) , 니모디펜 (nim odip e ne) 이뇨제 클로르탈리돈 (chlorth a li do ne) 진정제 핵소바아비탈 (hexobarbit al) , 메포바아비탈 (mep o barbit al) , 메페니토인 (mep h eny toi n ) , 트리아졸린 (tri a z olin e ) , 펜숙시이미드 (ph en- suxim i de ) 항코르티코스테로 01 드제 아미노글루테티미드 (ami no g lu te t h im i de ) l:l l 스테로 01 드계소염제 케토프로펜 (keto p r ofe n ) 마취제 메타돈 (meth a done) 중추신경자극제 메 틸페니데 이트 (meth ylp h enid a te ) 더 좋아 키랄컬럼상에 더 오래 머무름을 쉽게 짐작할 수 있다. 이와 갇은 결론은 제 2 장에서 논의한 세 점 상호작용 모델과 유사하다고 할 수있다. 라세미 화합물의 방향족기가 CD 분자의 키랄공동에 끼어들어가 내 포 착화합물을 형성하기는 하나 라세미 화합물과 CD 분자 사이에 다 른 상호작용이 없어서 키랄성 인지가 일어나지 않는 경우는 라세미 의 약품인 와파린 (warf ar in ) 뜬 1 광학분할에서 볼 수 있다. {3 -CD 키랄고

B 0, -2 0-3

정싱에서 와파린은 광학분할되지 않음이 알려졌다. {J -CD 와 와파린에 의한 내포 착화합물의 컴퓨터 그립에 의하면, 와파린의 쿠마린고리에 있는 히드록시기와 곁사슬로 나와 있는 케론기가 헤미케탈을 형성한 상태로 CD 분자의 키랄공동에 끼어들어가나 키랄중심의 페닐기는 키 랄공동에서 너무 멀리 떨어져 있어서 키랄공동과 아무 상호작용도 할 수 없으므로 두 광학 이성질체의 광학분할이 불가능한 것으로 생각되 고 있다(1 5). 라세미 아미노산들은 대부분의 경우에 있어서 CD 분자의 키랄공동 에 꼭 끼어들어 맞기에는 너무 작기 때문에 CD 키랄고정상에서 광학 분할되지 않는다. 그러나 아미노산을 g-나프릴에스테르 §나 g-나프 틸아미드 § 혹은 단실 (dans y l) 유도체 1로 만들었을 때는 표 3-8 에 보 는 바와 같이 {J -CD 키탈고정상에서 광학분할이 잘되고 있다(1 0, 16). 표 3-8 에서 분명한 것은 아미노산의 카르복시기나 혹은 아미노기를 나프틸기의 유도체로 만들었을 때 광힉~ 잘되는 반면 N- 벤조일

。 Yc5H 3

아르기닌 /3-나프틸아미드의 광학분할에서 보는 것처럼 카르복시기와 아미노기를 둘 다 다른 유도체 (하나는 나프틸기를 포함하는 유도체기)기 로 만들었을 때는 광학분할이 훨씬 감소한다는 것이다. 이것으로부터 라세미 화합물의 광학분할을 위하여서는 라세미 화합물은 /3 -CD 분자 의 키랄공동입구에 존재하는 C-2 히드록시기 혹은 C-3 히드록시기와 표 3-8 {J -CD 키랄고정상에서 아미노산 유도체들의 광학분할, 유속 : l.Om L/mi n 용리순 서 : 항상 D- 이성질체가 L --0|성질체보다 키랄고정상에 더 오래 머무름 (참고문 헌 : 10). 아미노산유도체 k1, k2, a’ 이동상(에탄올:물) 알라닌 /3＿나프틸아미드 5.1 6.1 1.20 50 : 50 알라닌 /3－나프틸에스테르 1.0 1.8 1.80 50 : 50 단실 페닐알라닌 3.1 3.8 1.23 55 : 45 단실루이신 3.0 4.2 1.40 50 : 50 메티오인 /3－나프틸아미드 2.7 3.6 1.33 50 : 50 미N-드 벤 조일아르기닌 /3－나프틸이 28.5 30.4 1.07 50 : 50

수소결합을 할 수 있는 작용기를 가져야 광학분할이 잘될 수 있으리라 는 것을 짐작할 수 있다 (10) . /3 -CD 키랄고정상에서 나프틸기를 포함하는 유도체로 만든 아미노 산들이 광학분할되는 반면에 키랄공동의 크기가 훨씬 작은 a-CD 키 랄고정상에서는 방향족기를 가지는 아미노산들 예를 들면 트리프토판 (try p top h an) , 페닐알라닌, 티로신 (tyros in e ) 등이 유도체로 만들지 않고 직접 광학분할된다 (l7) ． 그림 3-22 에서 보는 것처럼 6 국문르오르 트리프로판과 O- 메틸티로신은 트리프토판과 티로신에 비하여 머무름 시간이 증가하였을 뿐만 아니라 입체 선택성 (a 값) 및 분해능 (Rs 값)도 아주 좋아졌음을 알 수 있다. 이것은 아미노산의 방향족기 소수성이 증가함으로 인하여 방향족기가 a-CD 분자의 키릴공동으로- 끼어들어 갈 때 내포 화합물을 더 잘 만들기 때문이라고 예측할 수 있다. 방향족기를 가지는 여러 종류의 라세미 히단토인 (h y dan t o i n) 을 ¢ -CD 키랄고정상에서 광학분할한 Mag u ir ~ 연구결과는(1 8) Arm- s t ron g에 의한 연구결과와 마찬가지로 히단토인의 방향족기가 CD 분

B C

그림 3-22 a-CD 키랄고정싱에서 티로신 (A) ，페닐알라닌 (B) ，트리프토판 (C), 6~ 운 己 ?코 드리프토판 (D), 0- 메틸티로신(E펴 광학분할. 컬럼길이 : 25cm, 유속 : 0.5mL/mi n, 이동상 : 1% 의 트리에틸암모늄아세데이트 수용액 (pH , 5.1 ) （참고문헌 : 17)

자의 키랄공동에 끼어들어가 내포 착화합물을 형성함과 동시에 CD 분 자의 키랄공동입구의 히드록시기와 라세미 화합물의 극성기 사이의 상 호작용예 의하여 키랄성 인지가 이루어지고 있음을 보여주고 있다. 표 3-9 에서 보는 바와 같이 5- 위치의 알킬기 길이룰 증가시킴에 따라 a 표 3-9 /3 -CD 키랄고정상에서 라세미 히단토인의 광학분할(참고문현 : 18)

X

R 화합R물' X k' a’ Rs 이동상(물/에탄을) H H H 0.67 1.09 0.2 90/10 CH3 H H 1.17 1.11 0.5 90/10 C2Hs H H 2.30* 1.21 2.0 90/10 n-C3 H1 H H 3.30 1.26 2.2 90/10 2-C3H1 H H 4.96 1.27 2.5 90/10 n-C ◄ H9 H H 4.40 1.14 1.1 90/10 C2Hs CH3 H 2.15* 1.47 4.2 90/10 C2Hs C2Hs H 2.18 1.26 2.2 90/10 C2Hs 2-C3H7 H 2.88 1.00 。 90/10 C2Hs H OH 2.87* 1.22 2.3 90/10 n-C3H1 H OH 5.98 1.31 3.6 90/10 * (R)-( -)－이성질체가 먼저 분리되어 나옴

값 및 머무롬 시간이 증가하나 5- 알킬기의 길이가 더 길어지면 (예를 들면 n -lj내) 머무롬 시간과 a 값이 감소함을 알 수 있다. 5- 알킬기의 길이가 길어짐에 따라 5- 알킬기와 /3 -CD 의 소수성 내부사이의 소수성 상호작용이 증가하여 머무롬 시간 및 a 값이 증가하는 것으로 예상되 나 5 - 알킬기가 너무 길어지면 분자모델에 의한 연구결과, 이것은 히 단토인과 /3 - CD 의 2 차 히드록시기 사이의 수소결합을· 방해하기 때문 에 오히려 머무름 시간과 a 값이 감소하는 것으로 생각되고 있다. 히 단토인 3 _ 위치의 알킬기 길이를 증가시키면 광학분할이 급격히 감소 하거나 광학분할이 전혀 이루어지지 않음을- 표 3-9 에서 알 수 있는데 이 때에도 분자모델의 연구에 의하여 3- 위치의 큰 일킬기가 히단토인 고리와 CD 분자사이의 수소결합을 방해하여 이러한 결과가 관찰되는 것으로 생각되고 있다. 특이한 것은 히단토안의 페닐기의 p-위치에 히드록시기가 치환되어 있는 경우에는 머무름 시간이 증가할 뿐만 아 니라 키랄 선택성 (a 값)도 증가하고 있음을 알 수 있는데 이것은 히단 토인의 페닐기의 p-위치에 히드록시기가 치환됨으로 해서 p-위치의 히드록시기와 /3 -CD 분자의 키랄공동 하단에 있는 일차 히드록시기가 수소결합을 형성하여 더 안정한 내포 착화합물을 형성하기 때문인 것 으로 (그립 3- 23 ) 생각된다.

NH

방향족기를 가지는 히단토인과 같은 디중고리 라세미 화합물의 광학 분할에 있어서 Armstr o ng 등은 키랄중심이 고리의 일부분인 화합물 들과 키랄중심이 비고리부분에 있는 화합물들로 나누어 광학분할의 양 상을 조사함으로서 CD 키랄고정상에서의 광학분할에 대한 라세미 화 합물 구조의 영향을 제안한 바 있다(1 9). 이 제안에 의하면 라세미 화 합물이 적어도 두 개 이상의 고리를 가지며 특히 이중 적어도 하나의 고리가 방향족고리일 때 CD 키랄고정상에서 광학분할이 잘되며 다중 고리 라세미 화합물의 키랄중심이 두 개의 방향족고리 사이에 있거나 혹은 하나의 방향족고리와 카르보닐기 사이에 있을 때 광학분할이 잘 된다. 특히 키랄중심이 이소퀴놀린화합물 §과 같이 접합 두 고리계의 일부가 될 때 광학분할이 아주 잘됨을 관찰할 수 있었다 (a = 2.3 4 , Rs = 3.0 ) (19).

NHCH3

[3 -CD 키랄고정상에서 메탈로센 (meta l locene) 라세미 화합물의 광 학분할에 대한 Arms t ron g의 연구는 광학 이성질체의 구조에 조금만 변화가 있어도 [3 -CD 키랄고정상의 광학분할능에 크게 영향을 미치는 예들을 제시하여 주고 있다 (20). 그립 3-24는 /3 -CD 키랄고정상에서 메탈로센 라세미 화합물들이 광학분할된 예를 보여주는 크로마토~램 울나타낸것이다. 그립 3-24 에서 보는 메탈로센 화합물들이 광학분할이 잘되는 반면, (+)-a 페로세닐벤질알코올 (a- fe rrocen y l benzy lz lcohol) ~근 광학분 할되지 않는다. 아마도 키랄탄소에 붙어 있는 히드록시기가 입체칭애

A) Fc-CSHC-HC2 HC 3H 20H B) Fe— CO’HC H-C3H 3 C) Rc-COHH- C H3

A

그림 3-24 /3 - CD 키랄고정상에서 메탈로센의 광학분할. 컬럼 : 25x 0 .4 c m, 이동 상 : 메탄올풍 H70 : 30) , 유속 : lmL/ m i n (참고문헌 : 20) 가 큰 페로센 (fe rrocene) 과 페닐기 사이에 숨어 있어서 CD 분자의 2 차 히드록시기와의 수소결합이 방해받기 때문인 것으로 생각된다. 그 러나 키랄탄소의 히드록시기를 티오에탄올로 치환하였을 때 (화합물 1Q) 키랄탄소에 있는 히드록시기가 주위의 입체장애가 큰 치환기 밖으 로 뻗어 나올 수 있어서 CD 분자의 2 차 히드록시기와 수소결합이 가 능하게 되어F 광e학?-분 할0이 일 어난다고 생각할 수 있다. CH-t -0 OH a=l.00 SCH2CH20H a=l .06 9 10

라세미 크라운 에데르의 광학분할에 있어서도 크라운· 에데르의 고리 크기에 따라서 또는 크라운 에데르 고리를 구성하는 원소의 종류에 따 라 /3 -CD 키랄고정상에서 서로 다른 양상의 광학분할을 보이고 있음 을 볼 때 (21), 광학 이성질체 구조의 조그마한 변화가 키랄성 인지에 큰 영향을 미친다는 사실을 다시 한번 확인할 수 있다. CD 키랄고정상에서의 광학분할은 지금까지 기술한 것 의에도 방향 족 카르복실산의 광학분할 (22, 23) ，니코틴 및 니코틴유사체의 광학분할 (24), 정신질환치료제로 쓰이는 라세미 의약품인 노미펜신 (nom ife n­ s i ne) 의 광학분할 등 (25) 다양하다. 특히 생물학적 시료에 존재하는 라세미 의약품인 데르부탈린 (t erbu t a li ne) 뵤을 /3 -CD 키랄고정상에서 직접 광학분할할 수 있었던 연구결과는 (26) 앞으로 라세미 의약품의 생체내 변화과정을 추적할 때 키랄고정상을 이용할 수 있다는 점에서 유의할 만하다. 또한 아세틸화된 /3 -CD 키랄고정상에서의 (土) － 노르 제스트렐 (nor g es t rel) Jl의 광학분할은 키랄성 인지 메커니즘의 관점 에서 홍미있는 연구결과이다 (27). （土)－노르제스트렐이 보통의 CD 키 랄고정상에서 광학분할이 되지 않는 것은 CD 키랄고정상과 (士)－노르

HOH 戶O_아H c H 2 N H ' cIHHfCalH I3 C c。o H OH' , · C 三 CH

제스트렐이 내포 착화합물을 형성하였을 때 노르제스트렐의 키랄중심 과 국성치환기가 CD 키랄공동의 입구에서 너무 멀리 떨어져 있어서 국성치환기가 CD 분자의 C-2 히드록시기 혹은 C-3 히드록시기와 수 소결합을 할 수 없으므로 광학분할이 되지 않으나 fJ _CD 분자를 아세 틸화하여 CD 분자의 수소결합부위를 확장하면 아세틸화 CD 분자와 노르제스트렐사이의 수소결합이 가능하여 광학분할이 되는 것으로 생 각되고 있다. CD 키랄고정상은 라세마 화합물의 광학분할에 이용될 수 있을 뿐만 아니라 부분 입체 이성질체의 분리, 구조 이성질체의 분리, 기하 이성 질체의 분리 등 다양한 종류의 이성질체 분리에 이용될 수 있다. 이들 이성 질체들의 분리의 유용성을 보이기 위하여 그림 3-25 에 프로스玉타 글란딘의 하나인 시스 _ 와 트란스 - 시프로스텐 (cip ro ste n e) 냐의 분리 예

5E iso mer

를 제시하였다 (28). 그림 3-25 에서 보는 것처럼 시스 및 트란스-이성 질체가 완전히 분리되는 것을 알 수 있으며 따라서 유기합성과정에서 생성되는 시스- 혹은 트란스-시프로스텐의 순도를 측정하는 데에도 CD 키랄고정상은 효과적으로 응용될 수 있을 것이다. CD 키랄고정싱을 이용한 라세미 화합물의 광학분할뿐만 아니라 기 하 이성질체의 광학분할, 부분 입체 이성질체의 광학분할, 스데로이 드 에피머의 광학분할 등 CD 키랄고정싱을 이용한 이성질체의 분리연 구들을 총망라한 Armstr o ng 등의 최근 총설논문을 참고하면 더 다양 한 응용의 예를 찾아 볼 수 있을 것이다 (29). 3.4 광학분할에 영향을 미치는 요인들 CD 키랄고정상에서 광학분할은 대부분 물과 적당한 유기용매의 혼 합물을 이동상으로 사용한 역상 (reverse p hase) 크로마토그래피에 의한 광학분할이다. CD 분자와 라세미 화합물사이에 형성된 내포 화합물은 CD 분자의 소수성인 키랄공동에 라세미 화합물이 끼어들어가서 생긴 것으로 이동성에 물이 많이 포함되면 많이 포함될수록 키랄공동에 끼 어들어간 화합물의 결합력 (소수성 결합)은 커지고, 따라서 보통의 역 상 크로마토그래피에서와 마찬가지로 머무름 시간은 증가하게 되며 이 동상의 조성에 따라 분리인자 a 값도 큰 영향을 받는다. 그립 3-2~ 본 물과 혼합되어 있는 유기용매인 메탄올의 조성에 따른 머무름 시간 (k'), 분리인자 (a), 분해인자 (Rs) 의 변화를 제시한 것이다(1 6). 따라 서 유기용매의 양을 적절히 조절함으로써 광학분할에 가장 적합한 이 동상의 조성을 결정할 수 있게 될 것이다. 물과 함께 사용 가능한 유기용매들 즉 DMSO, DMF, 아세토니트 랄 에탄올, 메탄을들 중 어느 유기용매를 물과 함께 사용하는 것이 광학분할에 가장 좋은가 하는 것을 결정하기는 어렵다. 그러나 대부분­ 의 발표된 연구에 의하면 물과 메탄올의 혼합용매를 이동상으로 사용

35% MeOH Co) 0일 。 그림 3-26 /3 -CDR— s키 =랄 고정7T상 ,m에. 'm서J 2 핵5 소바『言開鬪“巨0·%아 비H탈 (hex2ob Rarsb=i信 巨〈it1 a.l2) 의 H 광학분할. l0 10cm /3 -CD 컬럼, 유속 : l.Om L/mi n, 온도 : 2'l C , 이동상 : 메탄을/ 물(참고문헌 : 16) 하여 광학분할을 성공적으로 수행한 山예가 많이 있으므로 우선은 메탄 고올있다자과. 물할따이 라때 서혼에 합는C용 D우매 키선를랄 고물이정 동: 상메상을탄으 올로이 용=선昌하 5택0여 하 : 5는라0 인 세것 미이혼 합화일용합반매물적를을이 라광이고학동 분상할할으 수하로 사용하여 광학분할을 시도하고 머무름 시간 등을 조정하고자 할 때에 는 혼합용매의 조성을 조금씩 바꾸는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 특히 아세토니트릴이나 에탄올은 메탄올에 비해 CD 분자의 공동에 대 한 친화성이 훨씬 좋은 것으로 알려져 있다 (27, 30). 이 때문에 메탄올 대신 아세토니트릴이나 에탄올을 유기용매로 사용할 경우에는 소량의 아세토니트릴이나 에탄올을 사용하여도 메탄올을 사용하였을 때와 같 은 효과가 있음이 알려져 있으며 (16) 머무름 시간을 감소시키거나 입

체 선택성 (a 값)을 증진시키기 위하여 아세토니트릴을 소량 첨가한 메 탄올이 유기용매로 사용되거나 혹은 메탄올 대신 아세토니트릴과 물을 적당한 조성으로 섞은 혼합용매를 광학분할의 이동상으로 사용하기도 한다(1 6). 이온화할 수 있는 작용기를 가진 라세미 화합물을 CD 키랄고정상에 서 광학분할할 때에는 이동상의 p H 를 변화시키거나 이동상에 염을 가함으로써 라세미 화합물과 CD 분자 사이의 상호작용(수소결합 등)을 변화시키고 따라서 입체 선택성을 중전시킬 수 있으며 머무름 시간을 조정할 수 있다. 라세미 카르복실산의 광학분할에서는 보통 인산염완 충용액과 아세토니트릴 혹은 메탄올을 적절히 혼합하여 p H 가 조정된 이동상을 사용한다 (22, 23). /3 -CD 키랄고정상에서 이동상의 p H 가 4.2 일 때 만델산은 광학분할되나 p H6 . 5 에서 광학분할현상이 완전히 사라지는 것은 이동상의 p H 가 CD 키랄고정상의 입체 선택성에 영향 울 미치고 있음을- 보여주는 예이다 (22). 이동상에 흔히 가미되는 염은 트리에틸암모늄아세테이트 (TEAA) 로서 부식성이 거의 없을 뿐만 아 니라 p H 가 조정된 완충용액으로 만들어져 다른 유기용매와 섞어 이 동상으로 사용된다 (17, 25) . 광학분할에 대한 이동상 pH 영향의 예는 니코틴유사체 화합물들의 광학분할에서도 찾아볼 수 있다. 니코틴유사체 화합물들은 보통 pH =7.l(TEAA 완충용액)에서 광학분할이 잘되나 p H 가 감소함에 따라 입체선택성 (a 값)이 감소하며 pH < 5 .0이 하에서는 광학분할이 전 혀 관찰되지 않음이 확인되었다 (24). 그림 3-27은 /3 -CD 키랄고정상 에서 (S,R) -노미펜신 브의 말레산염 ( (S,R)-nomi fen sin e hy d rog en malea t e) 의 광학분할에 대한 p H 의 영향을 나타낸 그래프로서 용량인 자 (k'), 분리인자 (a), 분해인자 (Rs) 가 p H에 영향을 받고 있음을 알 수 있다 (25). 이동상의 p H 를 조절할 때에는 실리카 겔과 CD 분자를 연결하는 공유결합부분을 보호하기 위하여 보통 p H 를 7.5 이하로 유 지하여야 하며 p H 가 3.0 이하일 때는 CD 분자가 분해될 수 있으므로

4 2.0

그림 3-27 /3 -CD 키랄고정상에서 (S, R)- 노미펜신 말레산염 (S, R)-nomi fen - sin e hy d rog en malea t e) 의 광학분할에 대한 p H 의 영향. 이동상 : TEAA완 충용액 (pH , 3-4 .5 ) , 20% 메탄을 유속 : 0.5 m L/m in, 온도 : 2 :r c, □ = 용량인자, 0= 분리인자, X= 분해인자(참고문헌 : 25) CD 키랄고정상을 이용할 때 사용 가능한 이동상의 p H 범위는 보통 3.0 〈p H 〈 7.5 이다 (25). 이동상으로 물과 유기용매의 혼합용매를 사용하는 것 의에 극히 일 부분이기는 하나 아세토니트릴을 이동상으로 하거나 핵산 : 2-프 로판 올의 혼합용액을 이동상으로 사용하는 정상 (normal p hase) 크로마토그

래피에 의한 CD 키랄고정상에서의 광학분할 예 들 이 보고되어 있다 (24 , 31 ). 유기용매를 이동상으로 사용할 때는 유기용매가 CD 분자의 . 키랄공동을 차지하기 때문에 역상 크로마토그래피에서 광학분할이 일 어나는 키랄성 인지 메커니즘과는 디른- 메커니즘으로 광학분할이 일어 난다고 예측된다. 예를 들면 물과 아세토니트릴 혼합용매 를 이동상으 로 사용하여 니코틴 유도체들을 광학분할할 때 아세토니트릴의 양을 증가시킴에 따라 용량인자와 분리인자가 점점 감소하다가 아세토니트 릴의 양이 60% 와 80% 사이에서 최소가 되며 아세토니트 릴 양이 80 %보다 증가함에 따라 다시 용량인자와 분리인자가 증가하 는 것을 그 림 3-28 에서 볼 수 있다(용리순서에는 변화 없음) (24 ) . 반면 아세토니 트릴 대신 메탄올을 물과의 혼합용매로 사용하였을 때는 메탄올의 조 성이 100% 에 이를 때까지 용량인자와 분리인자는 계속 감소함을 알

6.0 6.0

. 그림 3-28 /3 -CD 키랄고정상에서 라세미 N' －벤질노르니코틴 (N'-benzy l­ no mi co tin e) 의 광학분할에 대한 이동상의 영향. (0) : (R)-(+) - 이 성질체, (e) : (S)-( 一)-이성질체 , 컬럼 : 250 x 4.6mm, 유속: l. OmL/m in ( 참고문헌 : 24) •

수 있다 (24). 아세토니트릴을 사용한 경우 용량인자의 변화양상은 CD 분자에 의한 키랄성 인지 메커니즘이 변화하고 있음을 시사하여 주고 있다. 이때의 키랄성 인지 메커니즘은 용매가 CD 분자의 키랄공동을· 차지하므로 용질분자(라세미 화합물)가 내포 착화합물을- 형성하는 것 이 아니고 CD 분자의 히드록시기와 라세미 화합물의 극성기 사이의 입체 선택적인 상호작용에 의하여 키랄성 인지가 이루어진다고 예상될 뿐 아직 정확한 키랄성 인지의 메커니즘은 모르는 실정이다. 정상 크로마토그래피에 의한 CD 키랄고정상에서 광학분할의 특수한 예는 준임계 유체 크로마토그래피 (Subcriti ca l Fluid Liq u id Chromato - grap h y : SubFC) 에 의 한 포스핀옥시드 (ph osph in e oxid e ) 의 광학분할이 다 (31). 특히 최근 SubFC 에 의한 광학분할은 키랄고정상의 응용범위 를 확장하고 빠른 시간내에 광학활성 물질의 광학조성을 측정하는 새 로운 HPLO 키 분석수단을 제공한다는 의미에서 크게 관심을 끌고 있 다 (32). 준임계 상태의 CO2 와 메탄올의 혼합용액을 이동상으로 사용 하여 p-CD 키랄고정상에서 포스틴옥시드의 광학분할을 시도하였을 때 (SubFC) 그림 3_29 에서 보는 바와 같이 좋은 광학분할을 보여주고 있다 (31). 특이한 점은 핵산 : 2- 프로판을을 이동상으로 하는 정상 크 로마토그래피 (정상 LC) 의 광학분할과 비교하여 SubFC 에 의한 광학 분할의 결과가 더 좋은 뿐만 아니라 2- 나프틸포스핀옥시드 (2-na ph th ­ yl pho sph ine ox i de) 와 O- 아니실포스핀옥시드 (0-a nis y l pho sph ine o- x i de) 의 용리순서가 뒤바뀌었다는 점이다. CO2 의 경우에는 다른 유기 용매와는 달리 크기가 작기 때문에 유동성이 좋아서 f3 _CD 의 키랄공 동에 들어가 있다고 하더라도 광학분할하고자 하는 라세미 화합물의 방향족기에 의하여 쉽게 치환되기 때문에 SubFC 에 의한 광학분할에 서는 실제로 내포 착화합물이 형성된다고 생각되며 따라서 2_ 나프릴 포스핀옥시드의 2- 나프틸기는 키랄공동으로 까어들어가 내포 착화합 물을 형성하기 때문에 머무름 시간이 커진다고 예측된다. 그러나 LC 에 의한 광학분할에서는 극성이 없는 핵산이 키랄공동을 차지하여 내

포 착화합물을 형성하기가 어렵기 때문에 2- 나프틸포스틴옥시드 는 그 림 3-29 에서 보는 바와 같이 컬럼에서 더 빨리 분리되어 나오며 광학 분할이 되지 않는다고 생각할 수 있다.

。I CH3I—: P= O 5’ IC H, —:Q P~l ’O0 m ·mc H 3 12f,5C H<3 00-P=: O

그림 3-29 /3 - CD 키랄고정상 (C y clobond I) 에서 2- 나프틸포스핀옥시드와 O- 아 니실포스틴옥시드의 광학분할. 위) LC, 이동상: 핵산-에탄올 (85:15, v/v) , 유속 lmL/m i n, 검출기 : 234 nmUV 아래 ) SubFC, 이동상 : CO 2-메 탄을 (92:8, w/w), 유속 : 4.5mL/m i n, 온도 : 25° C , 컬럼 평균 압력 : 150bar, 검출기 : 234nm UV (참고문헌 : 31)

CD 키랄고정상에서 광학분할을 실시할 때 온도의 영향은 다론 키랄 고정상에서의 광학분할과 비교하여 특히 크다. 내포 착화합물의 안정 성은 낮은 온도에서 크고 높은 온도에서는 낮아지기 때문이다. 내포 착화합물의 안정성이 온도가 낮을 수록 증가하는 것은 온도가 낮아짐 에 따라 용량인자가 증가하고 입체 선택성이 증가하는 것으로부터 알 수 있다. 그러나 온도가 너무 낮아지면 크로마토그램의 피이크의 폭이 넓어지고 머무롬 시간이 너무 길어지는 등의 문제가 있고 60-80°C 근 방에서는 CD 내포 착화합물이 완전히 해리되어 광학분할이 불가능할 수 있으므로 적절한 온도에서 광학분할을 시도할 필요가 있다. 일반적 으로 l8-31°C 온도 범위에서 광학분할을 실시하는 것이 적당하다. 온 도를 낮추면 일반적으로 분리인자도 증가하나 분해인자는 낮은 온도에 서 좋지 않은 물질이동의 영향으로 인하여 일반적으로 감소하는 경향 울 보인다(1 6). 그림 3-3 底든 시클로핵실페닐글리콜리산의 광학분할에

T=57°C

대한 온도의 영향을 나타내는 크로마토그램을 제시한 것 이다 ( 22 ). CD 키랄고정상에서 광학분할할 때 이동상의 유속은 보통의 분석컬 럼 (250 X 4.6mm) 상에서 보통 0.5-2 . OmL / m i n 이다. 유속이 1.0 -2. OmL / m i n 일 때 피이크의 폭이 넓은 크로마토그램이 얻어지면 유속을 0.4mL/mi r@. 낮춤으로써 기준선분리 (baselin e se p ara ti on) 가 가능하 다. 표 3-1 0{든 25cm 의 /3 - CD 칼럼상에서 DDDD(tr a ns-a ,a'-(2, 2-dim eth y l -l, 3-dio x olane-4 , 5-diy l) bis (dip h eny lm eth a nol) ) 표의 광 학분할에 대한 이동상 유속의 영향을 나타낸 것이다(1 6). 유속의 영향 은 다른 라세미 화합물의 광학분할에서도 바슷한 양상을 보인다. 유속· 이 0 .4 0mL/m i~로 감소함에 따라 분리인자의 크기에는 큰 변화가 없으나 분해인자 (Rs) 는 크게 증가하고 있음을 표 3 - 10 에서 확인할 수

HHsCs6C ~6H/O t > >1-5 << :.'. C!O (H'6C 6HHs5

표 3-10 /3－ CD 키랄고정상에서 (+)-DDDD 가 광학분할될 때 이동 상 유속의 영향. 컬럼크기 : 250X4.6mm, 이동상 : 메탄올 울 (50 : 50, v/v) (참고문헌 : 16) k' 유속 (mL/m i n) + a’ Rs 1.00 0.58 0.71 1.22 0.8 5 0.80 0.57 0.71 1.24 0.92 0.60 0.56 0.70 1.24 0.97 0.40 0.55 0.69 1.25 1.12 0.30 0.5 6 0.70 1.26 1.22 0.20 0.53 0.66 1.24 1.20

있다. 광학분할에 대한 표 3-10 과 같은 유속의 영향은 내포 착화합물 의 특성으로서 아마도 유속이 클 때는 내포 착화합물을 형성하는 CD 분자로부터 용질분자가 떨어져 나오기가 어려워져 물질이동에 문제가 생기므로 이와 같은 현상이 관찰된다고 예측되고 있다. 이상에서 살펴본 바와 같이 CD 키랄고정상에 의한 광학분할에 영향 울 미치는 요인으로는 이동상의 상태 (조성, pH ), 온도, 이동상의 유 속 등 다양하기 때문에 주어전 라세미 화합물에 대한 최적의 광학분할 조건을 찾기 위해서는 모든 요인을 충분히 고려할 필요가 있다. 최근 에는 이들 요안 의에도 라세미 화합물을 녹이는 시료의 용매도 광학분 할에 영향을 미치는 것으로 알려지고 있다 (33). 따라서 가능하면 라세 미 화합물은 이동상으로 사용하는 용매에 녹여 CD 키랄 컬럼에 주입 될 필요가있다. CD 키랄고정상으로 충전된 HPLC 키랄컬럼의 과다사용으로 인한 컬럼효능의 감소현상은 CD 분자의 키랄공동에 비극성이 큰 불순~이 들어가 있기 때문이므로 컬럼을 통하여 메탄올이나 아세토니트릴 등을 계속 흘려주면 컬럼효능을 다시 증진시킬 수 있다. 오랜 시간 컬럼을 사용하지 않을 때에는 컬럼에 메탄올을 충전시켜두는 것이 바람직하다. 4 단백질을 기저로 한 키랄고정상 4.1 서론 단백질은 L- 아미노산의 펩티드결합에 의하여 이루어전 고분자물질 로서 특수한 삼처구조를 가지는 키랄 천연물이다. 특수한 삼차구조롤 가지는 키랄성으로 인하여 단백질은 다른 라세미 물질 특히 라세미 의 약품의 두 광학 이성질체와 입체 선택적인 상호작용을 한다는 사실이 얕거져 왔으며 최근까지 이에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 예

를 들면 인체의 혈장에 존재하는 당단백질인 AGP(a,-a c i d g ly c o - p ro t e i n) 나 혈청알부민 (SA:serum album i n) 은 /3-차단제인 프로프라 놀롤 (p ro p ranolol) 의 두 광학 이성질체 중 하나의 광학 이성질체와 선 택적으로 상호작용을 한다는 사실이 연구보고 되었다(1). 라세미 의약 품과 같은 작은 분자들에 대한 단백질의 입체 선택성을 고려할 때 단 백질을 이용하여 라세미 화합물의 광학분할을 시도할 수 있다는 생각 울 할 수 있는 것은 당연한 귀결이다. 그 결과로서 AGP y-혹 은 소의 혈청알부민 (BSA:bovin e serum albumi n) 등을 HPLC 컬럼의 컬럼지 지체로 사용되는 실리카 겔에 고정시킨 키랄고정상들이 개발되어 여러 종류 라세미 화합물의 광학분할에 성공적으로 사용되고 있다. 특히 최근에는 특정한 라세미 화합물에 대하여서만 입체 선택성을 보이는 효소나 특정한 라세미 화합물 항원에 대한 항체를 적절한 HPLC 컬럼지지체에 고정시킴으로써 키랄고정성을· 제조하려는 노력들 이 시도되고 있다. 특정 라세미 화합물 항원에 대한 항체를 기저로한 키랄고정상은 일종의 주문자방식 (tai l or made) 의 키 랄고정상으로서 주 문자방식의 합성고분자 키랄고정상(제 4 장 참조)과 함께 홍미있는 키랄 고정상이 될 것이다. 4.2 AGP 키랄고정상 4.2.1 AGP 의 특성 및 AGP 키랄고정상의 제조 당단백질인 AGP (a1-aci d g l y co p ro t e i n) 는 분자량이 41, 000 인 고분 자물질로서 인체의 혈장 lOOmL 당 55-140m g이 존재하는 것으로 알 려져 있다. 이 당단백질은 181 개의 아미노산잔기와 디섯 개의 탄수화 물 단위로 이루어진 물질로서 탄수화물 부분에는 시알산 (s i a li c acid ) 이 포함된다. AG~ 분자는 1 다의 시알산을 포함할 뿐만 아니라 10-1 까 정도의 아스팔트산을 포함하며 AGP 를 구성하는 세린

(ser i ne) 도 카르복시기를 가진다. 반면 AGP 에 있어서 일차아미노기 는 13-1 헝 H 정도의 아르기닌 (ar gi n i ne) 이나 히스티딘 (h i s ti d i ne) 잔기 에 존재한다. 따라서 AGP 는 산성이 큰 당단백질로서 이 단백질의 등 전점 (iso electr i c p o i n t)은 인산염완충용액에서 2.7 인 것으로 알려져 있다 (2). AGP 를 실리카 겔에 고정시키려는 시도는 처음 Hermansson 에 의 하여 이루어졌으며 그 방법은 그림 3-31 과 같다 (3). 우선 실리카 겔울 3- 글리시독시프로필트리메목시실란과 반응시켜 반응성이 큰 에폭시드 고리 를 가진 실리카 겔을 얻은 후 이 실리카 겔과 AGP 를 완충용액에 서 반응시킴으로써 AG Pi-서의 자유 아미노기가 실리카 겔의 에폭시드 고리를 공격하여 AGP 가 공유결합에 의하여 실리카 겔에 고정된 AGP 키랄고정상을 얻을 수 있다. I /0\ -~i-O H + (CH30)3Si -( CH2)3·0·CH2-CH-CH2 __., I | | /0\ -~i-0 -~i - (CH2k0·CH2-CH·-CH2 + H2N·a-AGP ——— I I I I IH -~i -0-~ i -(CH2) 3-0·CH2-CH-CH2-NH• a-AGP I I 그림 3-31 a 1 -AGP 키랄고정상의 합성 이렇게 합성된 AGP 키랄고정상은 여러 종류의 라세미 화합물들의 광학분할에 성공적으로 사용되었다 (3, 4). 그러나 이 방법에 의하여 얻 어진 AGP 키랄고정상에서 실리카 겔에 고정된 단백질의 양이 실리카 겔 l g당 2.5m g에 불과할 뿐만 아니라 (3), p H 가 7.0 이상일 때 키랄

고정상의 안정성이 좋지 않기 때문에 새로운 방법에 의하여 AGP 키 랄고정상이 제조되었고 Enan ti oPac 이라는 상품명으로 상품화되어 있 다(제 9 장 참조). Enan ti oPac 에 대한 정확한 제조방법이 알려져 있지 는 않으나(특허로 되어 있고 (5), 논문에 정확히 밝히지 않았음) 대략의 과정은 다음과 같다. 우선 AGP 를 디에틸아미노에틸작용기를 가지고 있는 실리카 겔에 흡착시킨 후 과요오드산염으로 처리하여 AGP 의 탄 수화물 부분에 있는 알코올기를 알데히드기로 산화시킨다. 이렇게 되 면 아미노기 (AG Pt-사의 아미노기 및 디에틸아미노에틸 실리카 겔의 아미노 기)와 알데히드기 사이에 쉬프염기 (이민결합)가 형성되며 이것을 시아 노수소화붕소나트륨 (sodiu m cy a noborohy d rid e : NaCNBH 3 ) 로 환원함 으로써 단백질분자들 사이에 교차결합이 이루어지고 실리카 겔과 AGP 사이에 가수분해되기 힘든 공유결합을 가진 AGP 키랄고정상이 얻어진다. 이 방법에 의하여 고정된 단백질의 양은 실리카 겔 l g당 대략 180m g혹는 4.4X10- 열 정도인 것으로 알려지고 있다 (6). 4.2.2 AGP 키랄고정상을 이용한 광학분할의 특성 및 광학분할의 예 단백질 키랄고정상과 두 개의 광학 이성질체의 입체 선덱적인 상호 작용은 정전기적 상호작용과 소수성 상호작용에 의하여 주로 이루어지 며, 이의에 수소결합이나 전하이동 상호작용, 입체장애에 의한 상호 작용 등이 단백질 키랄고정상에 의한 키랄성 인지에 어떤 역할을 하고 있을 것으로 예상되고 있으나 아직 어떤 메커니즘에 의하여 서로 거울 상인 두 개의 광학 이성질체가 단백질 키랄고정상과 선택적으로 결합 하는가 하는 것은 밝혀져 있지 않다. 다만 단백질 키랄고정상과 두 개 의 광학 이성질체인 분석성분 사이에 정전기적 상호작용 혹은 이온쌍 상호작용이 중요하므로 이동상의 조성이나, 이동상의 pH , 이동상에 첨가된 이동상변형제 (mobil e p h ase modif ier ) 등이 단백질 키랄고정상 에 의한 라세미 화합물의 광학 분할에 있어서 입체 선택정의 크기 (a

값)， 분석성분의 머무름 시간에 큰 영향을 미친디는 사실이 알려져 있 다. 이들의 영향은 다음 절 (4 . 2 . 3) 에서 논의하고 여기서는 어떤 종류 의 라세미 화합물들이 AGP 키랄고정상에서 광학분할되며 광학분할의 특성은 무엇인가에 대하여 살펴보고자 한다. AGP 키랄고정상에서 광학분할이 가능한 라세미 화합물은 크게 세 종류로 나눔 수 있다. 즉 아미노기를 가전 영기성 화합물로서 양이온 성 (이온쌍 을 형성할 때 양이온성임)인 라세미 화합물코｝ 흔히 카르복시기 를 가지는 산성 화합물로서 음이온성 (이온쌍을 형성할 때 음이온성임 )인

표 3-11 AGP 키랄고정상에서 광학분할 가능한 영기성 라세미 의약품의 예 라세미 의약품 참고문헌 g-아미노알코올 계통의 라세미 의약품 알프레놀롤 (alpr e nolol) 7* 에페드린 (ep h edrin e ) 8, 9 라베탈롤 (lab eta l ol) 8, 9 메토프롤 롤 (meto p ro lol) 8, 9, 10 나돌 롤 (nadolol) 8, 9 옥스프레놀롤 (oxp re nolol) 7* , 8 핀돌 몰 (pind olol) 7* 유사에 페드린 (ps eudoep h edrin e ) 8 터부탈린 (ter buta l i ne ) 8 항읍t린성 의약품 (an ti -chol i ner gi c drug s) 아트로핀 (atr o p ine ) 8, 9 클리디니움 (clid i n i u m ) 8 호모아트로핀 (homoatr o p ine ) 8 메펜솔레 이트 (mep e nsolatl e ) 3, 4, 9 메틸아트로핀 (meth y la tr o p ine ) 8 메 틸호모아트로핀 (meth y lh omatr o p ine ) 8, 9 옥시팬사이클이민 (oxy ph ency lim i ne ) 3, 8 트리디핵세틸 (tri d i h e xeth y 1) 8 트로피카미드 (tro p ica mi de ) 4

마취제 계동의 라세미 의약품 부피비카인 (bup ivi c a in e ) 4, 8 코카인 (cocain e ) 8 디페로돈 (dip e rodone) 8 케타민 (keta m i ne ) 4 메피비카인 (mep ivi c a in e ) 4, 8 진통제 계동의 라세미 의약품 부토파놀 (buto r ph anol) 8 메터돈 (meth a done) 8 펜타조신 (pe nta z oc ine ) 4 페니 라미돌 (ph eny ram i do l) 4 프로폭시펜 (pro p o xy ph ene) 8 항히스타민 계통의 라세미 의약품 브로모페 닐하이드라민 (bromop h eny lh y d rami ne ) 8 브로모페니라민 (bromop h enir a mi ne ) 8 클로로페니 라민 (chlorop h en ira mi ne ) 4, 9 카르비녹사민 (carbin o xami ne ) 8 디 메 틴덴 (dim eth ind ene) 8 독실아민 (doxy la mi ne ) 8, 9 프로메타전 (pro meth a zin e ) 3, 4, 8 기타염기성 의약품 아미노글루테티미드 (ami no g lu th e th im i de ) 11 시클로펜톨레 이트 (cyc l op e nto l ate ) 8, 9 디소피라미드 (diso p yram i de ) 3, 4, 8, 12, 13 도부타민 (dobuta m i ne ) 9 메토르판 (meth o rp h an) 8, 9 메틸펜디데 이트 (meth ylp e nd ida te ) 8, 9 펜메트라전 (ph enmetr a zin e ) 8, 9 페녹시벤자민 (ph enoxy b enzami ne ) 8 테트라히드라졸린 (tet r a hy d razoli ne ) 9 토카이니드 (toc ain ide ) 8, 9 베 라파밀 (verap a mi l) 9

*옥사졸리돈 (oxazo li done) 유도체의 광학분할

라세미 화합물 및 중성인 라세미 화합물의 세 종류이다. 많은 종류의 라세미 의약품들 중 아미노기를 가지는 염기성 라세미 화합물들은 AGP 키랄고정상에서 광학분할이 잘된다고 보고되었다. 표 3-11 에는 그동안 AGP 키랄고정상에서 광학분할된 염기성 라세미 의약품들의 예를 요약하여 놓았다. 이들 라세미 의약품들에 대한 AGP 키랄고정상의 입체 선택성은 라세미 화합물의 구조와 밀접한 관 계를 가지는 것으로 알려져 있다. 예를 들면 메토프롤롤 (me t o p rolol) 과 관련된 /3 - 아미노알코올을 광학분할할 때 암모늄이온(메토프롤롤이 광학분할과정에서 이온쌍을 형성함으로써 생성됨)과 수소결합부위 (메토프 롤운]서는 히드록시기)와의 거리가 광학분할능에 영향을 미치며 암모 늄이온 주위의 입체장애 또한 광학분할에 영향을 미친다 (8). 표 3-12 표 3-12 AGP 키랄고정상에서 메토프롤롤 (me t o p rolol) 계의 라세 미 화합물의 광학분할에 대한 구조의 영향. 이동상 : 0.02 M 인산염완충용액내에 0 . 001M 의 브롬화 테트라프로필암모늄 염, pH 7.0, 컬럼 : Enan ti oPac( 참고문헌 : 8) CH30CH2CH2- 0-OCH2晶y H -( CH2) n-NHR1 R1 n a’ 2-pr op yl 1 1.49 2-pr o p yl 2 1.14 2-pr op yl 3 1.00 t-B uty l 1 1.73 n-pr op yl 1 1.23 eth y l 1 1.12 meth yl 1 1.0 H 1 1.17

H 。

에서 보는 바와 같이 히드록시기와 암모늄이온을 형성하는 아미노기사 이의 메틸렌기의 수가 l 에서 邸녁 1 증가함에 따라 a 값은 1. 49 에서 1.0~ 변화하는 사실을 알 수 있으며 아미노기에 붙어 있는 R 기 의 입체장애가 감소함에 따라 a 값 또한 감소함을 알 수 있다. AGP 키랄고정상의 입체 선택성에 대한 8- 아미노알코올의 아미노기에 붙어 있는 입체장애의 영향이나 아미노기 및 히드록시기 사이의 거리의 영 향은 터부탈린(t erbu t al i ne) l 과 메타프로테레놀 (me t a p ro t erenol) i 의 광학분할 및 (8) 최근에 연구보고된 아미노알코올 글리콜산에스데르 (gly c oli c e s t er) 의 광학분할에서도 (14) 찾아볼 수 있다. 터부탈린 l 과 메타프로테레놀 2 는 아미노기에 t유 L 틸기와 이소프로필기가 붙어 있 다는 사실이외에는 똑같은 구조를 가지고 있으나 터부탈린은 AGP 키 랄고정싱에서 광학분할이 되는 반면 (a= l.22 ), 메타프로데레늘은 광 학분할되지 않음이 보고되었다 (8). 항준民核! 의약품 (an ti -cho li ner gi c dru g s) 으로 쓰이는 시클로핵실 (3- 티에닐)굴리콜산에스데르의 광학분할에 있어서도 그립 3-32 에서 보 는 바와 같이 비대칭 탄소와 아미노기 사이의 거리 및 아미노기에 치 환되어 있는 알킬기의 크기에 따라 광학분할의 정도가 달라짐을 알 수 있다 (14). AGP 키랄고정상에서 산성 라세미 화합물들의 광학분할연구는 주로 진통소영제 계통의 의약품인 2- 아릴프로피온산 (2-ar y l p ro pi on ic aci d) 의 광학분할과 에토토인 (eth o to i n ) , 핵소바아비탈 (hexobarbit al) 등과

R

그림 3-32 의판A 을G광P (학키a, 분랄b 할고: 1정 0%상이, 동c(, 상Cdh : :i 6 r8%aml) -MA( Gv나P/v트)) 에 륨（서인참 산고아문염미헌완노 충:알 1용4코)액 올 (p글H 리, 콜7 . 0산)에+2스 - 프테르로

같이 산성 양성지를 가지고 있는 라세미 의약품들의 광학분할에서 찾 아볼 수 있다 (9 , 12). AGP 키랄고정상에서 광학분할된 산성 라세미 화합물들의 예를 표 3-13 에 요약하였으며 대표적인 크로마토그램의 예를 그림 3-33 에 제시하였다(1 2). 표 3-13 의 여러 라세미 카르복실 산들 중 2- 페닐부티르산 (2- p hen y lbu tyri c ac i d) 은 카르복시기와 페닐 기 이의에 다른 상호작용기를 가지고 있지 않음에도 이 화합물의 두 광학 이성질체에 대한 AGP 키랄고정상의 입체 선택성은 아주 좋음 (a = l. 97) 이 알려져 있다. 반면에 같은 조건에서 2- 페닐프로피온산 과 3 - 페닐부티르산의 두 광학 이성질체에 대한 AGP 키랄고정상의 입 체 선택성은 상대적으로 훨씬 낮은데 (각각 ct = 1.15, ct = I . 20) 아마 도 키랄중심에 치환된 알킬기의 길이 및 키랄중심과 카르복시기 사이 의 거리가 입체 선택성에 영향을 미치고 있는 것으로 짐작된다 (9). 갇 은 광학분할 조건에서 2- 페녹시프로피온산의 두 광학 이성질체에 대 한 AGP 키랄고정상의 높은 입체 선택성 (a = 1. 99) 은 페녹시기의 수 표 3-13 AGP 키랄고정상에서 광학분할 가능한 산성 라세미 의약품들의 예 라세미화합물 참고문헌 페아노부프프로로펜펜 ((ifbnuo pp rro o ffee nn )) 99121991129919219 케토프로펜 (keto p ro fe n ) 나프록센 (nap ro xen) 2 페닐平키르산 (2-ph eny lb uty ric aci d) 3 페닐뚜라르산 (3-ph eny lb uty ric ac id) 2-페 학巴로피온산 (2-ph enoxy pr op ion ic aci d) 2 페닐프로피온산 (2-ph eny lp r o p ion ic aci d) 에토토인 (eth o to i n ) 핵소바아비탈 (hexobarbit al) 밴드로플루메티아지드 (bendrofl um eth i a z id e )

O) b)

그림 3-33 AGP 키랄고정상 (Enan ti oPac) 에서 a) 이부프로펜 및 b) 2 - 페녹시프 로피온산의 광학분할• 이동상 : 인산영완충용액 (pH 7.0)+0.5% 2 - 프 로판을 +a) 9.8 m M N, N~ 디메틸옥틸아민 +b) 4.9mM N, N- 디메틸옥틸 아민, 유속' : 0.9mL/mi n (참고문헌 : 12) 소받게 능력이 증진됐기 때문인 것으로 예측된다 (9). 산성 라세미 화 합물의 하나인 식물호르몬 아부식산 (abs ci s ic ac id) ~은 카르복시기와 키랄탄소가 많이 떨어져 있으나 AGP 키랄고정상에서 광학분할이 가 능한 것으로 보고되어 있다(1 5). 지금까지 살펴본 염기성 라세미 화합물들과 산성 라세미 화합물들은 모두 이온성 화합물들이나 이들 라세미 화합물들을 이온성이 아닌 유 도체로 바꾸었을 때 AGP 키랄고정상에 의한 입체 선택성이 증가하는 몇몇 예들이 보고되어 있다. 여러 종류의 /3－차단제 (아미노알코올)들을

。 3 C`H3C | OOH R-O-CH2CO!!° ir 4—· .CNIH -2C - :H.:/_ CCHH33

포스젠(p hos g ene) 과 반응시켜 옥사졸리돈 (oxazol i done) 유도체 4 로 만 들었을 때 표 3-14 에 요약된 바와 같이 이온성인 화합물로서 광학분할 될 때 보다도 입체 선택성 (a 값)이 크게 증진되는 것을 알 수 있다 (6, 7). 메토프롤롤 (me t o p rolol) 의 옥사졸리돈 유도체는 이동상변형제로 10% 의 2- 프로판을을 사용하였을 때 광학분할되지 않으나 이동상변형 제를 사용하지 않았을 때는 a = 1. 9 5£.서 광학분할이 잘됨을 알 수 있다 (4.2.3 참조). 만델산은 AGP 키랄고정상에서 광학분할되지 않으나 만델산의 메틸 에스데르나 에틸에스테르는 표 3-15 에서 보는 바와 같이 광학분할되 고 있다. 특히 만델산을 만델산 에틸에스데르로 바꾸었을 때 머무름 시간 뿐만 아니라 입체 선택성이 크게 증가한 것은 키랄고정상과 광학 표 3-14 AGP 키랄고정상에서 衍由제 및 p-차단제의 옥사졸리돈유도체의 광학분할 비교. 컬럼 : 실리카 겔에 흡착된 AGP (A : 150mg /g, B : 180-mg /g) , 이동상 : 인산염 완충용액 0 . 02M, pH 7.0+A) 10% 2- 프로판을 B) O. lM NaCl+ B% 에탄을 (참고문헌 : 6) (A) /3－차단제 (B ) 옥사졸리 돈유도체 /3－차단제 kI, a’ kI' a’ 알프레놀롤 (alpr e nolol) 9.0 1.57 메토프롤롤 (meto p ro lol) 6.1 1.64 3.0 l.95* 옥푸레놀롤 (oxp re nolol) 11.2 1.25 28 1.64 핀돌롤 (pind olol) 4.6 1.65 프로프라놀롤(p ro p ranolol) 27 1.12 27 5,7 *변형제 사용하지 않은것

표 3-15 AGP 키랄고정상에서 만델산 및 만델산에스테르의 광학분 핼 컬럼 : AGP 키랄고정상 (150m g/g실리카겔)． 이동 상 : 인산염완충용액 (pH 7.0 : µ = 0.0 2 ) + 2% 2 - 프로판을 (참고문현 : 7) 시료 | kl, a’ 만델산 1.13 1.00 만델산 메틸에스테르 1.04 1.27 만델산 에틸에스데르 1.47 1.93

분할하고자 하는 분석성분 사이에 소수성 상호작용이 중요하게 작용하 고 있음을 시사하고 있다고 할 수 있다. 이온성 라세미 화합물들을 비 이온성 유도체로 바꾸었을 때 입체 선택성의 증가에 대한 몇 가지의 예에도 불구하고 아직 이들에 대한 정확한 키랄성 인지의 메커니즘은 규명되지 않은 상태이다. 이온성이 아닌 라세미 화합물들에 대한 광학분할의 예는 이온성 라 세미 화합물을 비이온성 유도체로 만든 후의 광학분할의에도 몇 가지 의 예를 찾아 볼 수 있다. 그 중 홍미있는 사실은, 세포독성을 나타내 는 것으로 알려진 a- 메틸렌 -T 부티로락톤 (a-me t hy lene- y -bu tyr­ olac t one) 류의 화합물 5 는 R 과 R2 의 종류에 따라 a 값이 1. 23 에서 부터 1. 74 까지 좋은 입체 선택성을 보이며 a- 메틸렌 -r -Jf티로락탐 (a -meth y le ne-r-buty rol acta m ) 류의 화합물 敬든 R 과 R2 의 종류에 따라 짝이 1. 09 에서부터 4.70 까지 다양한 입체 선택성을 보인다는 사실 이다 (16). AGP 키랄고:정상:에서< 키랄O중 심이 황인 라R2세< 미 화합물의O 광 학분할이

최근 보고된 바 있다. 알벤다졸 (albendazole:ABZ) 과 펜벤다졸 (fen bendazole :FBZ) 은 벤즈이미다졸 계통의 구충제로서 이들 의약품 들을 경 구두여 하면 이 들은 술폭시 드 (sulfo x id e ) 인 SOABZ J_과 SOFBZ ~ 산화되며 술폭시드 화합물 1 과 §이 실지로 구충작용을 하는 것으로 알려져 있다 07). SOABZ J_과 SOFBZ §.f는 키랄중심이 황인 키랄 술폭시드화합물로서 아무런 이동상변형제도 사용하지 않고

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