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Mefloquine-based chiral selectors and stationary phases (MFQ-CSPs)
Denise Wolrab
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Betreuer*in
Wolfgang Lindner
DOI
10.25365/thesis.16828
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30411.46373.613364-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Trennung von Racematen in ihre Enantiomere mittels chiralen stationären Phasen nahm sowohl in der Analytischen Chemie als auch in der Industrie in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung zu. Nicht zuletzt wegen der Notwendigkeit enantiomerenreine Medikamente, die die gewünschte Wirkung erzielen, zu produzieren.
Die Synthese von neuen Selektoren basierend auf Mefloquin als auch die Evaluierung von chiralen stationären Phasen immobilisiert mit Mefloquinderivaten, waren Ziele der vorliegenden Diplomarbeit. Die Anionenaustauscher stationären Phasen basierend auf Chinchona Alkoloiden (Chinin und Chinidin), entwickelt in unserer Arbeitsgruppe, waren Motivation für die Entwicklung von auf Mefloquin beruhenden stationären Phasen. Mefloquin sollte aufgrund der vermuteten π-sauren Natur der Chinolin-Einheit für die Enantiomerentrennung von π-basischen Analyten geeignet sein.
Wir synthetisierten verschiedene enantiomerenreine N-allyl Mefloquinderivate. Ausgewählte Derivate wurden als Selektoren auf modifiziertem Kieselgel immobilisiert, um neue chirale stationäre Phasen zu erhalten.
Die strukturelle Ähnlichkeit von Mefloquin und den Chinchona Alkaloiden ermöglichte, durch Vergleich der Elutionsreihenfolge der entsprechenden Weinsäureester, die Bestimmung der Elutionsreihenfolge von den erythro Enantiomeren des N-allyl Mefloquins. Zusätzlich konnte die Absolutkonfiguration des (9S,10R)-N-allyl Mefloquins mittels Röntgenstrukturanalyse bestimmt werden, womit unser chromatographischer Ansatz bestätigt wurde.
Für die Evaluierung der neuen stationären Phasen wurden π-basische als auch polyfluorierte Analyte synthetisiert. Des Weiteren wurden diese Selektanden auch für NMR Studien mit ausgewählten Selektoren verwendet. Die NMR Studien ergaben, dass Mefloquinderivate und Chinidin in vergleichbarer Weise mit Selektanden interagieren. Es konnten allerdings keine zusätzlichen Fluor-Wechselwirkungen zwischen Mefloquin und polyfluorierten Analyten beobachtet werden.
Eine effiziente Trennung der Mefloquinderivate wurde mittels eines Kationenaustauschers als chirale stationäre Phase erreicht. Aufgrund dessen, entwickelten wir neue Kationenaustauscher-Säulen basierend auf Syringasäure. Die Evaluierung der neuen Kationenaustauscher-Säulen ergab eine bessere Enantiomerentrennung für Mefloquinderivate im Vergleich zu einer in unserer Arbeitsgruppe etablierten Kationenaustauscher-Säule. Des Weiteren ergab die Evaluierung der neuen Kationenaustauscher-Säulen, dass ein Selektor basierend auf Mefloquin effizienter in seine Enantiomere getrennt werden kann, wenn der Stickstoff des Piperidins als sekundäres Amin, wie eben im Mefloquin, vorliegt.
Abstract
(Englisch)
In the last decades chromatographic enantioseparation with chiral stationary phases (CSPs) has become a widely used analytical and industrial tool, mainly because of the importance of enantioseparation in the drug development.
The aim of the presented thesis was to synthesize novel selectors based on mefloquine and to evaluate their potential as a new anion exchange type of chiral stationary phases. In the design of the novel selector we were inspired by a commercially available QN-AX and QD-AX CSP respectively, which were developed in our working group. We assumed that a π-acidic quinoline unit of mefloquine (in contrast to a π-basic core of quinine) would lead to an altered separation of π-basic analytes.
We synthesized several different enantiomerically pure selectors based on N-allyl mefloquine and immobilized some of them on mercaptopropyl modified silica gel. The structural resemblance of mefloquine to chinchona alkaloids (quinine, quinidine) allowed us to determine the elution order of N-allyl mefloquine enantiomers. The absolute configuration of (9R,10S)-N-allyl mefloquine was verified by the x-ray analysis.
In order to evaluate the prepared CSPs based on mefloquine, several new π-basic and fluorophilic leucine derivatives were prepared. These selectands (SAs) were further used for NMR studies with selected selectors. Corresponding to the NMR studies, we found out that the mefloquine selectors interact with selected leucine analytes in a similar way as the chinchona based selectors. We have not found any additional fluorophilic interactions for N-allyl mefloquine with polyfluorinated analytes, which could be considered as a drawback of the new selectors.
We found that N-allyl mefloquine derivatives and mefloquine itself can be effectively separated on strong cation exchanger columns. Therefore we developed a novel strong cation exchanger based on O-allyl syringic acid with trans-2-aminocyclohexanesulfonic acid. We proved that the separation of several types of mefloquine-based compounds was better with our new SCX CSPs.
Furthermore, we discovered during the evaluation of the novel SCX CSPs that a selector based on mefloquine with non-derivatized nitrogen in the piperidine moiety will be more efficiently enantioseperated, which was also non expected.
To conclude, we designed and synthesized several novel chiral selectors based on mefloquine and evaluated the applicability in enantioseparation using NMR and HPLC methods. In addition we developed novel SCX chiral stationary phases, which can be used for enantioseparation of mefloquine derivatives and chiral amines in general.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
mefloquine chiral stationary phases chiral recognition HPLC NMR enantiodiscrimination chinchona-alkaloids
Schlagwörter
(Deutsch)
Mefloquin chirale stationäre Phasen chirale Erkennung HPLC NMR Entioselektivität Chinchona-Alkaloide
Autor*innen
Denise Wolrab
Haupttitel (Englisch)
Mefloquine-based chiral selectors and stationary phases (MFQ-CSPs)
Paralleltitel (Deutsch)
Auf Mefloquin basierende chirale Selektoren und stationäre Phasen
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
112 S. : Ill., gaph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Michal Kokout
AC Nummer
AC08928549
Utheses ID
15082
Studienkennzahl
UA | 419 | | |