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Charakterisierung und Synthese von chiralen zwitterionischen stationären Phasen mittels HPLC
Sinisa Sic
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Betreuer*in
Wolfgang Lindner
DOI
10.25365/thesis.16402
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29719.73592.217863-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wurden die Synthese und die Evaluierung von neuen zwitterionischen chiralen stationären Phasen (CSPs) diskutiert. Diese zwitterionischen Selektoren (SO) bestehen aus einem Chinin- oder Chinidin-basierenden schwachen Anionenaustauscher (WAX), an dem durch chemische Modifikation ein starker Kationenaustauscher (SCX) in Form einer Sulfonsäure angebracht wurde. Durch Immobilisierung an ein modifiziertes Kieselgel wurde somit eine Zwitterionenaustauscherphase (ZWIX-CSP) hergestellt.
Es wurden drei verschiedene ZWIX-CSPs synthetisiert und zusammen mit fünf weiteren ZWIX-CSPs chromatographisch verglichen. Mittels HPLC-Evaluierung sollte bestimmt werden welcher Selektor die besten Ergebnisse bezüglich Enantiomerentrennung für zwitterionische Analyten liefert. Dafür wurde ein Set von 75 Aminosäuren und Aminosulfonsäuren verwendet.
Es wurde festgestellt, dass eine chirale Seitenkette an der Kationenaustauscherseite nötig ist um Enantioselektivität für einen Großteil der Analyte zu erzielen.
Im Weiteren wurde der Einfluss der Konfiguration im SCX-Teil als auch der Einfluss von QN und QD im WAX-Teil auf das Potential für Enantiomerentrennung und auf die Elutionsreihenfolge hin untersucht. Dabei wurde beobachtet, dass eine alleinige Änderung der Konfiguration im SCX-Teil für die Umkehr der Elutionreihenfolge nicht ausreichend ist, sondern bei ZWIX-CSPs dieses Phänomen noch immer durch QN und QD im Selektor gesteuert wird.
Durch Evaluierung aller acht CSPs konnte herausgefunden werden, dass im Durschnitt die Auflösung und die Selektivität gute Werte aufweisen und sich bei einigen Analyten mit zunehmendem aprotischen Anteil in der mobilen Phase verbessern.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass diese zwitterionischen Phasen erfolgreich synthetisiert wurden. Durch die Evaluierung von diversen ZWIX-Phasen konnten viele Erkenntnisse in Bezug auf Enantiomerentrennung und Elutionsreihenfolge von verschieden Aminosäuren gewonnen werden. Diese Phasen zeigten bei einzelnen zwitterionischen Aminosäuren eine gute Trennung. Durch Modifikation der Aminosulfonsäure-Gruppe bei der Synthese lassen sich weitere neuartige ZWIX-Phasen herstellen. Das Forschungsgebiet ist noch nicht abgeschlossen und es befinden sich weitere neue ZWIX-CSPs in Entwicklung.
Abstract
(Englisch)
The focus of the diploma thesis was the synthesis and chromatographic evaluation of novel zwitterionic CSPs. Different aminosulfonic acid functionalities were attached to cinchona alkaloid scaffold to synthesize chiral zwitterionic CSPs. By evaluation with HPLC it was characterized which CSP was promising for enantioseparation of zwitterionic analytes. A set of 75 different amino acids, amino acid derivatives and aminosulfonic acids was applied for evaluation.
In detail, dimethyl-Tau (CSP 1) was compared to Tau-QN (CSP 7) to prove if chiral information in the SCX-part is necessary for a successful enantioseparation.
CSP 2 having a side chain with (S)-configuration at the SCX-part was compared with CSP 8 exhibiting opposite configuration at the SCX-moiety to investigate how a different configuration in the SCX-part influences enantioseparation and elution order of enantiomers.
The QD-based CSP 3 was compared to the “pseudo-enantiomeric“ QN-based CSP 4 to observe if a change in elution orders occurs.
Moreover, four QN-based CSPs with different side chains in the SCX-part were compared to each other to determine which chiral side chain gives the best results in enantioseparation. Additionally, variations of the bulk mobile phase were carried out by changing the type and amount of the polar organic solvents. Its influence on chromatographic parameters as there are retention, enantioselectivity and resolution was discussed.
Resolution-values and separation factors were increasing on average with higher ACN-amount in the mobile phase.
In doing so, it was seen that enantioseparation was best with CSP 4 and CSP 6 where CSP 4 affords good results for almost all amino acids. CSPs without any chiral information like CSP 1 and CSP 7 were not suitable for enantioselective separations of the zwitterionic test compounds.
With changing only the configuration in the SCX-part of the selector no effective change in elution order occurred.
When changing the cinchona alkaloid scaffold from quinine to quinidine and the configuration in the SCX-part from (S) to (R) a change in elution order for all but one analyte could be observed. Therefore, quinine and quinidine seem to be the driving force for chiral recognition in ZWIX-selectors.
To summarize, synthesis of novel zwitterionic CSP were carried out successfully. By chromatographic evaluation new findings on enantioselective recognition were achieved.
The synthesis path of these zwitterionic selectors and their application in enantioseparation of amino acids seems to be promising for future investigations.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
HPLC zwitterionic chiral stationary phases amino acids separation of enantiomers
Schlagwörter
(Deutsch)
HPLC zwitterionische chirale stationäre Phasen Aminosäuren- Enantiomerentrennung
Autor*innen
Sinisa Sic
Haupttitel (Deutsch)
Charakterisierung und Synthese von chiralen zwitterionischen stationären Phasen mittels HPLC
Paralleltitel (Englisch)
Characterisation and synthesis of chiral zwitterionic stationary phases by HPLC
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
125 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Reinhard Pell
Klassifikation
35 Chemie > 35.39 Analytische Chemie: Sonstiges
AC Nummer
AC08925980
Utheses ID
14708
Studienkennzahl
UA | 419 | | |