罗尼Wirz,<年代up>一个大卫。费里,<年代up>一个*托马斯Burgi<年代up>b和阿尔方斯百科<年代up>一个
一个苏黎世联邦理工学院,化学与生物工程研究所Wolfgang-Pauli-Strasse 10, HCI、ch - 8093年苏黎世瑞士。电子邮件:<一个href="//m.byopera.com/cdn-cgi/l/email-protection">(电子邮件保护)
b制造技术研究所纽夏特大学Emile-Argand 11街,ch - 2009纽,瑞士
介绍
分离对映体药物研究是至关重要的,因为要求的高纯级制药配方成分。enantioseparation的各种技术中,色谱技术,如高效液相色谱法(HPLC),发挥重要作用。不同的对映体相互作用和选择性的手性固定相(CSP),因此表现出不同的保留时间(图1)。静止阶段通常由多孔二氧化硅粒子修改复杂的绑定组(选择器),负责分析物的选择性相互作用(selectands),从而提供分离。中注入selectands列和筛选了流动相(溶剂),相反极性的CSP。在现代仪器,分离分析物识别通常使用紫外检测器,主要原因是优秀的检测方法的限制。红外光谱法也是一个半岛综合体育官方APP下载德甲强有力的液相色谱检测方法<年代up>1和一些相关的技术已经发展在过去的二十年。<年代up>2红外光谱在紫外方法的优点是,可以实现直接分析物的分子半岛综合体育官方APP下载德甲识别,鉴于有机化合物的红外光谱提供了一个独特的指纹,这使得它有别于化合物。
图1所示。手性液相色谱外消旋混合物的分离,因为不同的吸附强度对映体的手性固定相。越强烈约束对映体筛选了速度和显示了一个更短的保留时间。
很明显,发生在固液界面的交互CSP和selectands溶解在流动相是一个高效液相色谱实验的本质。外消旋混合物的分离是基于不同能量的两个非对映的复合物在CSP和对映体之间的相互作用形成的。更大的自由能之差两个非对映的analyte-CSP复合物,分离能力就越高。成功分离对映体,至少有三个交互(三分模型)之间产生一个对映体和CSP,包括有吸引力(离子、氢键、π-π交互,范德瓦耳斯)和排斥(位阻)交互。
一个新的CSP的合理的设计需要的理解与分析物的相互作用的本质。在这一点上原位技术发挥作用。的确定至关重要的互动展现在固体与液体是我们的研究和我们的目标追求这个目标应用固液界面的红外光谱,在,例如,色谱事件。半岛综合体育官方APP下载德甲因此,我们在分析技术报告的基础上,结合衰减全反射红外光谱(ATR-IR)半岛综合体育官方APP下载德甲<年代up>3和调制激发(我),<年代up>4使调查selectand-selector导致分离的交互的接口。技术的潜力是著名的验证系统的对映体N3,5-dinitrobenzoyl-leucine (DNB - (R,年代低浓缩铀]和tert-butylcarbamoyl奎宁(tBuCQN)<年代up>5固定在多孔二氧化硅粒子(图2 (c))。
图2。ATR-IR光半岛综合体育官方APP下载德甲谱学的手性固液界面。(一)梯形愤怒是安装在主要材料细胞,解决方案可以周期性地承认。(b) CSP粒子沉积在愤怒和与各对映体溶解在流动相联系。(c)一逝电磁场产生的光学罕见的介质(n1>n2)。振动偶极子之间的相互作用的物种居住在CSP层(液相、吸附物种和CSP材料)和隐失场生成红外信号。
衰减全反射红外光谱(ATR-IR)半岛综合体育官方APP下载德甲
调查在固体界面的交互使用红外光谱法并不是微不足道的样本时沉浸在液体环境中,由于散装液体和固体阶段吸收大部分的能量,因此模糊通常弱信号来自物半岛综合体育官方APP下载德甲种驻留在接口。这个问题是克服多重内反射几何,基于衰减全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR或者只是ATR-IR)光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲<年代up>3已经在色谱法用于检测的方法,设计合适的光谱细胞允许检出限的显著增加每十亿的部分地区。
在ATR-IR光谱红半岛综合体育官方APP下载德甲外光束耦合到一个内部反射元素(愤怒)[图2 (a)]。后者由高折射率的材料(n1),不仅是透明的中,如硒化锌(或锗)。愤怒的几何形状允许辐射完全反映一次或多次内反射的情况下,前几次的愤怒。全内反射的电磁波发生在愤怒的接口和一个光罕见的介质(样本,n2<n1)当辐射的入射角超过临界角度(θ<年代ub>c),由折射定律定义(sinθ<年代ub>c)=n2/n1]。在反射点逐渐消失的电磁场生成的示例(图2 (c))。隐失场的振幅减小指数从愤怒到样品表面。的分数表明样本给出电磁场探测的穿透深度(dp),
\ [{d_p} = \压裂{\λ}{{2 \π{n_1} \√{{{罪\}^ 2}左\[{\θ-{{\离开({\压裂{{{甲烷}}}{{{n_1}}}} \右)}^ 2}}\右]}}}\]
这是愤怒的距离表面电场矢量在哪里E下降到1 / e值的振幅在接口。穿透深度取决于波长λ,入射角(θ)和愤怒的折射率和样本(n1和n2)。的典型值dp在0.1 - -1.3μm的范围。
在内部反射能量丢失如果没有吸收发生在样本。吸收发生在界面时,隐失场减毒和样品的红外光谱(分析物)生成的。现在考虑一个CSP粒子的薄膜沉积表面的愤怒(图2 (b))与流动的解决方案。因为只有一个小体积对愤怒的表面附近采样的红外辐射是主要来自物种驻留在CSP层,这是信号从散装液体的歧视。因此,由此产生的ATR-IR光谱主要由信息adsorbate-adsorbate, adsorbate-surface和adsorbate-solute交互。ATR-IR方法成为这样一个潜在的传感器至关重要的交互参与enantio分离但需要额外的分析方法结合敏感足以区分非对映的复合物。这一技术是调制激发ATR-IR光谱学半岛综合体育官方APP下载德甲<年代up>4分析物的绝对构型的定期改变。<年代up>6
绝对构型调制(ACM)光谱半岛综合体育官方APP下载德甲
调制激发可以申请调查可逆系统,过程的可逆性是一个基本要求。方法是基于系统的刺激下调查周期改变的外部参数,如温度、压力、电场、浓度或绝对构型,在这种情况下后者指定参数结合ATR-IR光谱学研究色谱系统。半岛综合体育官方APP下载德甲<年代up>6系统会定期在刺激的频率响应。系统扰动的初始阶段需要达到准稳定的状态,它会摆动。因此,数据采样后才开始系统已经达到这个平衡。
从实验的角度来看,浓度调制测量是由交替承认一个对映体和溶剂(210毫米醋酸乙腈在目前情况下)到CSP层使用蠕动或高效液相色谱泵。绝对浓度调制(ACM)另一方面,实验是由交替承认各对映体CSP层;因此这两个非对映的对映体/ CSP复合物形成和交替检测表面的粒子。愤怒(奈米)是CSP的涂上一层粒子和安装在一个自制的流通型细胞(总量,ca80μL)<年代up>7示意图如图2所示(一个)。
调制激发实验的结果数据集是由一系列的时间分辨光谱调制周期内。自化学过程进行调查,因此系统响应是可逆的许多时间可以累积平均,导致光谱与很高的信噪比。
图3。酰胺(a)光谱数据I / II地区获得ACM的实验。CSP是交替接触含有相同浓度的溶液(1毫米)(R)和(年代DNB-Leu)对映体,导致一个常数和最大总浓度在一个调制周期T(299年代)。(b)时间响应信号的1346厘米<年代up>1(ν<年代ub>年代(没有<年代ub>2DNB-Leu)]的两个对映体的两个不同的浓度调制实验(DNB-Leu 1毫米和溶剂)显示所需的时间越长时间使解除吸附DNB - (年代低浓缩铀。CSP的光谱与溶剂接触仅作为参考。
期间收集的一个典型数据集实验绝对构型的调制是描绘在图3 (A)浓度资料一起的R)和(年代)对映体。与浓度调制实验(图3 (b)),<年代up>4两个对映体的总浓度调制周期内不会改变T在整个实验中,保持不变。信号导致的时间分辨光谱来源于溶解的物种和物种与CSP交互,形成非特异性的相互作用和/或非对映的复合物。重要的是要在这里提醒,对映体具有相同的红外光谱;因此,相应的信号调制周期内保持不变。相反,选择每一个对映体之间的相互作用和CSP产生两个非对映的配合物的红外光谱有明显的贡献。信号来自这样的特定相互作用应该表现出类似的周期性行为的刺激。这显然是在图3(一)响应信号在1800 - 1400厘米<年代up>1光谱范围。酰胺我和二酰胺的振动信号,对氢键的形成非常敏感,通常出现在这个地区的光谱选择的色谱系统。图3(一个)显示,大多数信号表现出相同的周期性行为的浓度剖面(年代)对映体。因此,他们很可能来自主要从振动属于(年代)对映体/ CSP复杂。<年代up>8因此,图3 (b)表明,在浓度调制实验时间分辨信号在1346厘米<年代up>1(ν<年代ub>年代(没有<年代ub>2)DNB-Leu)展览不同的两个对映体的动力学行为:DNB - (S)低浓缩铀是CSP慢而眠。
调制实验中一个重要的一步是额外的细化时间分辨的数据集,例如,在图3中使用相敏分析(PSA)获得phase-resolved光谱根据
\ [A_k ^{\φ_k ^ {{\ rm {PSD}}}} \离开({\波浪字符\ν}\右)= \压裂{2}{T} \ int_0 ^ T{(\波浪字符\ν,T) \罪(k \ωT + \φ_k ^ {{\ rm {PSD}}}) {rm \ d {}} T} \]
在哪里k决定了解调频率(k= 1的基本频率k= 2,3,…第一次谐波,二次谐波等),T是调制周期的持续时间,φ<年代up>PSD解调相位常数,ω= 2π/T)是调制频率,一个(\({\波浪字符\ν}\),t在波数)是按时间的吸光度\({\波浪字符\ν}\)(响应信号如图3所示)。正弦函数的参数相角解调的功能。
PSA的原则是描绘在图4中,说明了时间分辨信号之间的关系在波数\({\波浪字符\ν}\)<年代ub>0特点是吸光度一个(\({\波浪字符\ν}\),t)和相应的phase-resolved信号。图4中所示的瞬态信号(a)(红色)和解调正弦函数选择的运营商(虚线)有相同的相角并在阶段;和乘法之后他们生成一个函数如图4所示(b)。集成在整个时期(绿色区域)和正常化根据方程(2)产生的信号\({\波浪字符\ν}\)<年代ub>0在解调谱(图4 (c))。强度在\({\波浪字符\ν}\)<年代ub>0对应于时间正弦信号的振幅。方程(2)代表一个有效的过滤信号的频率不同刺激频率。因为这同样适用于信号的噪声,主要由更高频率的调制频率,增加了约一个数量级的信噪比可以获得另外的光谱信噪比得到了提高了co-adding几个时期。<年代up>6
图4。ACM和PSA的原则。时间响应信号在每个波数(\({\波浪字符\ν}\))可以分析根据正弦函数方程(2)。[(A),冲]相同的相位角φ(相同的频率ω+相同阶段常数<年代up>PSD)作为响应信号(a),红色是与响应信号导致结果的乘积(b)中描述。在整段时期产品的集成和正常化T给出了在阶段光谱\({\波浪字符\ν}\)(c)。
物种的信号不受刺激(例如溶解对映体)的信号保持不变在一个调制周期和沉默在phase-resolved光谱(集成在一个周期内正弦函数等于零!)。这个过程允许分离的静态响应从感兴趣的信息,或在色谱条件的分离溶解和流感物种从enantio-specifically互动对映体/ CSP复杂。
图5显示了在阶段PSA的时间分辨数据集所引起的光谱如图3所示。<年代up>8上面提到的原因,每一个信号ACM的phase-resolved光谱实验中观察到(图5 (a))仅仅源自对映体的界面与CSP形成非对映的复合物。没有观察到的信号从溶解DNB-Leu物种,如信号ca1750厘米<年代up>1图5(ν(羧基),(d)]。ACM的比较实验,在阶段的浓度调制光谱的实验报告,(年代)对映体(红色)和(R)对映体(蓝色)调制对整洁的溶剂,即净浓度改变调制期内从0%降至100%。事实上,光谱的区别是(a) (年代)对映体/ CSP和(R)对映体/ CSP复合物。ACM实验相比,浓度调制光谱中观测到的信号来自adsorbate-surface交互和从溶解的物种。很明显从图5 (a)和(b)的解调谱ACM实验包含主要来自信号(年代)对映体/ CSP复杂。光谱(a)和(b)大大偏离溶解对映体的光谱(s)(图5 (d))。注意信号的外观在1715厘米<年代up>1和1585厘米<年代up>1伴随的负面信号在1735厘米<年代up>1。与类似的光谱的tBuCQN液态表明这些功能合理化CSP表面特定键的反应的官能团(年代)对映体。1715厘米的积极信号<年代up>1源于CSP的酰胺基氢连着对映体。振动与这群红移在交互和产生的负面信号在1735厘米<年代up>1。相反,(R)对映体(图5 (c))展品CSP弱信号和一个相当类似的光谱记录在CSP的缺席。因此,这对映体之间没有特定的氢键发生和CSP,由没有进一步证实在1735厘米的负面信号<年代up>1。观察到的信号强度的差异之间的光谱(a), (b)和(c)揭示了也的浓度(年代)对映体的CSP高于(R)对映体,从而支持洗脱顺序的两个对映体。<年代up>5
图5。左面板:解调在阶段光谱调制激发实验。(一)[DNB - ACM实验(年代)低浓缩铀对DNB - (R)低浓缩铀]:从分子振动信号产生完全参与到非对映的DNB-Leu和CSP的对映体之间的相互作用。(b)和(c)浓度调制实验(DNB - (年代)——和DNB (R)低浓缩铀和溶剂,分别)。(d)透射红外光谱的溶解DNB - (年代低浓缩铀,50毫米(DNB - (R)低浓缩铀频谱将是相同的)。(e)透射红外光谱的溶解tBuCQN(50毫米)。右面板:艺术家的视图的结构所产生的非对映的复杂相互作用最强烈的绑定DNB - (年代)低浓缩铀的CSP的频谱(a)。
它可以得出从观察到的信号的分配<年代up>8的动力更强的绑定(年代)对映体分离的,因此这两个对映体之间的enantio-specific氢键酰胺- h组DNB - (年代亮氨酸和氨基甲酸酯C = O CSP的集团。<年代up>8右边的面板图5显示了一个可能的分子结构的非对映的复杂,判断频谱如图5所示(一个)。计算方法用于指定一个适当的结构和允许一个解释观察到的变化在光谱手性固液界面。<年代up>8此外enantio-specific交互,这两种对映体具有非特异性酸碱叔氮原子间相互作用的奎宁tBuCQN和羧基集团的一部分,和π-π芳香环之间的相互作用。<年代up>5的解释光谱如图5所示(一个)允许识别官能团的选择器和selectand相互作用提供了非对映的复合物结构的迹象在分子水平。因此,本文提供的方法关闭之间的差距”模型研究”基于固体的晶体结构和核磁共振(NMR)类似物的色谱系统的组件。
enantio-specific交互显示在图5中(a)和明显不同的光谱图5 (b)和(c)表明CSP和DNB——(之间的交互年代)低浓缩铀是强大的。这也意味着大多数的时间分辨光谱中观测到的特性(图3 (b)) phase-resolved光谱中的特征完全相同(图5 (a))。虽然这是一个很好的例子来演示ACM色谱应用的潜力,它不允许一个适当讨论ACM和PSA的特殊优势,如信噪比的增加约一个数量级,动态信号的分离来自enantio-specific交互静态信号的溶解和流感吸附物种经常控制频谱。
图6显示了色谱分析更具代表性。<年代up>6在这种情况下,乳酸乙酯对映体之间的相互作用的程度和更复杂的CSP(多糖衍生物)<年代up>9相比非常相似和交互出现弱DNB-Leu / tBuCQN系统。浓度调制实验中获得的时间分辨光谱明显表现出较差的光谱信噪比比较图3 (b)。的在阶段光谱图6中(c)和(d)展示的高信噪比和质量光谱使用调制技术实现。
图6。左面板:解调在阶段谱的调制实验(R)和(年代)的乳酸乙酯对映体在Chiralpak (EL)。(一)(ACM实验(R)el vs (年代)el);(c)和(d)浓度调制实验[(R)和(年代)el vs溶剂,分别)。(e)浓度调制实验(c)和(d)但没有CSP ((R)el和(年代)el,相同的,1.8毫米)。(b)浓度的时间分辨光谱调制实验对应频谱(c),右面板:艺术家的观点似是而非的selectand-selector交互((R)对映体结合CSP更强烈)。
一个CM频谱调制后获得的两个对映体相互(图6 (b))另外展示了出色的分离信号溶解的物种(例如ca1740、1220和1140厘米<年代up>1CSP)和信号相互作用的物种在表面。溶解的物种明显出现强浓度调制实验以来对映体之间的交互(s)和CSP是虚弱的。这显示了更好的信号分辨率ACM光谱说明如何复杂特性观察1800厘米之间<年代up>1和1650厘米<年代up>1deconvoluted提供更好只有信息物种相互作用表面的CSP和CSP的反应材料。
清楚地描述的两个例子证明的价值和潜在的探索在液相色谱手性识别绝对构型调制ATR-IR光谱学。半岛综合体育官方APP下载德甲
确认
作者希望从基础克劳德和古丽亚娜承认金融支持。我们感谢教授U.P. Fringeli和d . Baurecht博士(维也纳大学)光谱和富有成果的讨论我教授林德纳(维也纳大学)以及手性Technologies-Europe (Illkirch)提供金鸡纳树皮a半岛综合体育官方APP下载德甲mylose-based CSP,分别。bdapp官方下载安卓版
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