Enantioseparación de aminoácidos mediante cromatografía de intercambio de ligando quiral utilizando alcaloides naturales como selectores quirales

KEUNCHKARIAN, S.; FRANCA, C. ; CASTELLS, C. B.

Santa Fe

Congreso; 6to. Congreso Argentino de Químicos Analíticos (AAQA?2011; 2011

Comite Organizador

La cromatografía con intercambio de ligando quiral (CILQ), introducida a principios de 1970 por Davankov y Rogozhin1, fue la primera técnica de cromatografía de líquidos exitosamente utilizada en la enantioseparación de aminoácidos y de otros analitos capaces de formar compuestos de coordinación con cationes metálicos de transición. El mecanismo de reconocimiento quiral se basa en la formación de complejos ternarios lábiles entre los enantiómeros del analito, un catión de transición y un selector quiral (SQ). Pequeñas diferencias en las constantes de complejación de los D y L-isómeros y/o en las constantes de partición de los complejos diasterómeros sobre la superficie hidrofóbica pueden derivar en la discriminación quiral. Los SQs, a su vez,  pueden ser parte de la fase estacionaria ya sea ligados en forma covalente2, 3 o dinámicamente adsorbidos sobre el soporte4-7. Esta segunda modalidad es ventajosa dado que pueden prepararse las columnas en forma versátil, rápida y económica haciendo circular una solución que contenga el catión metálico complejado con el SQ. La aplicación de la CILQ requiere la coordinación del SQ con el catión metálico: por la estructura de los alcaloides de la familia de las cinconas donde un grupo oxhidrilo y un amino terciario se encuentran en carbonos adyacentes, se postuló que podría formarse un complejo de tipo quelato bivalente con un catión como el Cu(II) y ambos enantiómeros de un aminoácido. Bajo la hipótesis de la formación del complejo propuesto, se evaluó un sistema compuesto por una fase móvil conteniendo cantidades equimolares de alcaloide (quinina (QN) o cinconidina (CD)) y Cu(II) en una solución hidroorgánica regulada alrededor de pH=8.0 y una columna aquiral típica (octadecilsílice) para su empleo en la enantioseparación de aminoácidos. Utilizando CD y QN como SQs se cromatografiaron aminoácidos nativos y derivatizados analizando el efecto de distintas variables de la fase móvil como pH y contenido de modificador orgánico con el objetivo de optimizar la retención y enantioresolución de las mezclas racémicas. Se logró la enantioresolución de varios aminoácidos nativos y dabsil derivados utilizando estos SQs en diversas condiciones experimentales. Se modeló y optimizó la geometría de los complejos ternarios formados mediante el paquete de programas Hyperchem que permitieron el cálculo de parámetros de enlace, así como de la diferencia de energía de ambos complejos. Esta diferencia de energía se correlacionó con los valores experimentales de enantioselectividad.   Bibliografía 1. Davankov, V. A.; Rogozhin, S. V., Ligand chromatography as a novel method for the investigation of mixed complex: Stereoselective effects in a-amino acid copper (II) complexes. J. Chromatogr. 1971, 60, 280-283. 2. Davankov, V. A., Enantioselective ligand exchange in modern separation techniques. J. Chromatogr. A 2003, 1000, 891-915. 3. Davankov, V. A.; Bochkov, A. S.; Belov, Y. P., Ligand-exchange chromatography of racemates: XV. Resolution of α-amino acids on reversed-phase silica gels coated with n-decyl- -histidine. J. Chromatogr. 1981, 218, 547-557. 4. Sliwka, M.; Slebioda, M.; Kołodziejczyk, A. M., Dynamic ligand-exchange chiral stationary phases derived from N-substituted (S)-phenylglycinol selectors J.  Chromatogr. A 1998, 824, 7-14. 5. Hyun, M. H.; Ryoo, J. J., Optical resolution of racemic α-amino acids on a dynamic chiral stationary phase derived from (S)-leucinol by ligand exchange chromatography. J. Liq. Chrom. & Rel. Technol. 1996, 19, 2635-2648. 6. Shinbo, T.; Yamaguchi, T.; Nishimura, K.; Sugiura, M., Chromatographic separation of racemic amino acids by use of chiral crown ether-coated reversed-phase packings. J. Chromatogr. A 1987, 405, 145-153.