1848年，路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）发现外消旋酒石酸铵钠盐能从其饱和溶液中析出互为镜像的两种晶体，并根据晶体形状的不同，借助镊子和放大镜成功地将其分离。这一工作不仅奠定了立体化学的基础，而且还衍生了一个重要的手性分离方法——巴斯德拆分，又称分级结晶拆分。虽然相较于不对称合成与色谱分离，结晶拆分往往被冠以“技术含量低”或“过时的技术”之名，但其操作简单、成本低、易于大规模生产，仍然是目前市场上大部分手性药物或其中间体生产的重要方法。为了实现对外消旋混合物（conglomerate）的高效拆分，向其过饱和溶液添加某一构型对映体晶种（优先析晶）或结晶抑制剂（逆向析晶）以调控结晶过程是目前采用的主要手段。但是，一次单元操作往往只能获得一种对映体，且为保证目标产物光学纯度，产率一般控制在20%以下。近日，北京大学宛新华教授及其合作者模拟磁选矿方法，在外消旋混合物立体选择性结晶领域取得重要进展，其研究成果于2019年4月29日在《自然-通讯》（2019, 10, 1964; DOI: 10.1038/s41467-019-09997-y）上发表。

我们结合“优先析晶”和“逆向析晶”思想，通过合理的结构设计，制备了一类由两亲性、手性嵌段共聚物与磁性纳米粒子共组装而成的磁性“纳米拆分剂”。 在结晶过程初期，该“纳米拆分剂”起到抑制剂的作用，延缓与其相同构型底物分子的结晶并将其富集在“纳米拆分剂”周围，而相反构型底物分子的结晶不受影响；在结晶过程后期，被富集在“纳米拆分剂”周围的对映体分子聚集体经奥斯瓦尔德熟化成核并诱导该构型分子结晶并包裹“纳米拆分剂”。由此，在一次单元操作中可以先后获得一种无磁性晶体和一种有磁性晶体，通过外加磁场可以对其进行高效的拆分。采用冷却结晶和蒸发结晶相结合的方法，可以将单次结晶产率提高至95%以上，且能保持较高的光学纯度（以天冬酰胺为例，R型ee值为99.2%，S型ee值为95.0%）。此外，通过简单的磁场富集便可以回收 “纳米拆分剂”，重复使用多次后仍能保持较好的性能。用磁铁代替巴斯德的放大镜和镊子，通过类似“磁选矿”的方式实现外消旋体的手性分离具有重要的应用前景。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-09997-y