Cтраница 3
Как уже говорилось выше, энантиомерная чистота определяется из относительных площадей пиков сравниваемых стереоизомеров. При использовании хирального агента или хиральной добавки к подвижной фазе диастереомеры в принципе не обязательно вызывают идентичные сигналы детекторов. В методе с использованием хиральной неподвижной фазы элюируются энантиомеры, сигналы которых одинаковы. [31]
Прямое хроматографическое разделение свободно от ряда ограничений, присущих непрямым методам. Хроматография, подобно ЯМР, дает развернутую во времени картину динамических процессов. Следовательно, неполная оптическая чистота хиральной неподвижной фазы или хиральной добавки к подвижной фазе влияет только на положвние полос, отвечающих энантиомерам субстрата, но не на их относительную величину. Уменьшение энантиомерной чистоты хиральной неподвижной фазы или хиральной добавки к подвижной фазе уменьшает а за счет увеличения к j и уменьшения к2 до тех пор, пока два значения не станут одинаковыми, как в предельном случае рацемата. С препаративной точки зрения при прямых расщеплениях можно достигнуть более высоких суммарных выходов, поскольку не требуются модификация и обратные ей процессы. Однако модификацию иногда все же проводят для того, чтобы повысить чувствительность обнаружения или обеспечить наличие необходимой для разделения функциональной группы. [32]
По-видимому, все типы молекулярных взаимодействий ( например, водородныз связи, диполь - дипольное взаимодействие, комплексы с переносом заряда, стерическое отталкивание и гидрофобное притяжение) вносят вклад в хиральное распознавание. Для достижения оптимальных результатов желательно участие различных типов взаимодействий. Пространственная ориентация субстрата должна соответствовать расположению центров хиральной неподвижной фазы. При этом имеют значение как структурные, так и конформационные особенности. [33]
Давайте пойдем в выяснении причин хирального распознавания немного дальше и зададим вопрос, возможно ли оно на основе только стерического соответствия. Другими словами, могут ли быть созданы хиральные пустоты, допускающие преимущественное вхождение в них только одного из двух энантиомеров. И хотя до сих пор еще не было создано никаких хиральных неподвижных фаз ( ХНФ), действие которых было бы основано главным образом на эффекте стерического исключения из хиральных пустот ( см. разд. Идея состоит в том, чтобы создать жесткую хиральную полость в полимерной сетке таким образом, чтобы она была приемлемым окружением только для одного из двух энантиомеров. Другими типами ХНФ, в которых стерическое соответствие имеет первостепенное значение, являются фазы, действие которых основано на эффекте включения; к числу таковых относятся, например, циклодекстриновые фазы и фазы, содержащие краун-эфиры. Эти фазы рассматриваются в гл. [34]
Среди многих субстратов, которые можно разделить на хиральных неподвижных фазах из производных аминокислот, есть и 5-арилгидан-тоин. Гидантоин 86, выбранный из-за его легкой разделяемости на фенилглициновой хиральной неподвижной фазе 67а, разделяли препаративно, затем гидроксилировали триэтоксисиланом и прививали к сили-кагелю. [35]
На них был хромато-графически расщеплен ряд рацематов. В большинстве случаев было достигнуто лишь частичное разделение энантиомеров, хотя энантио-мерно чистые соединения можно получить при сборе нескольких фракций и использовании циклического метода. Эти разделения носили эмпирический характер; не наблюдалось никаких закономерностей, которые позволили бы экспериментаторам определить, какие хиральные неподвижные фазы были бы особенно удобны для конкретных рацематов. По-лиакриламидная ( 47а) и соответствующая полиметилакриламидная ( 4В) хиральные неподвижные фазы сильно отличаются друг от друга по своей разделяющей способности. Предполагают, что они действуют как кооперативные хиральные неподвижные фазы. [36]
Многие современные исследования направлены на развитие хроматографлческих методов расщепления. Для разделения диастерео-меров можно, конечно, использовать ахиральные адсорбенты и таким образом получить тот же результат, что и при кристаллизации. Однако начиная с 70 - х годов очень много усилий было направлено на развитие хроматографических методов с использованием хиральных неподвижных фаз. Эти методы описаны в гл. [37]
Сравнение знака оптического вращения оптически активного субстрата со знаком вращения соответствующего соединения с известной хиральностью и идентичным строением позволяет установить абсолютную конфигурацию с помощью поляриметрии. Прямое определение абсолютной конфигурации с помощью газовой хроматографии состоит в следующем: в хроматографическую колонку с хиралыюй неподвижной фазой одновременно вводят субстрат и стандартное соединение и затем определяют порядок их элюирования. Непрямое определение абсолютной конфигурации основано на сравнении порядка появления пиков при выходе субстрата и структурно близкого соединения известной хиральности с хиральной неподвижной фазы. [38]
Прямое хроматографическое разделение свободно от ряда ограничений, присущих непрямым методам. Хроматография, подобно ЯМР, дает развернутую во времени картину динамических процессов. Следовательно, неполная оптическая чистота хиральной неподвижной фазы или хиральной добавки к подвижной фазе влияет только на положвние полос, отвечающих энантиомерам субстрата, но не на их относительную величину. Уменьшение энантиомерной чистоты хиральной неподвижной фазы или хиральной добавки к подвижной фазе уменьшает а за счет увеличения к j и уменьшения к2 до тех пор, пока два значения не станут одинаковыми, как в предельном случае рацемата. С препаративной точки зрения при прямых расщеплениях можно достигнуть более высоких суммарных выходов, поскольку не требуются модификация и обратные ей процессы. Однако модификацию иногда все же проводят для того, чтобы повысить чувствительность обнаружения или обеспечить наличие необходимой для разделения функциональной группы. [39]
Перфторацилпроизводные эфиров аминокислот элюируются из капиллярных колонок в широком интервале температур в зависимости от различий в летучести, полярности и степени образования водородных связей с хиральной неподвижной фазой. Хотя для аналитических целей в асимметрическом синтезе бывает достаточно установить оптимальные условия количественного разделения энантио-меров одного субстрата, иногда в биохимии требуется одновременное расщепление всех природных аминокислот в ходе одного аналитического определения. Именно поэтому низкая термостойкость и значительная летучесть некоторых низкомолекулярных неподвижных фаз ограничивают их широкое применение. Исходя из этого, Франк [31] разработал термически стабильные и нелетучие хиральные неподвижные фазы, соединив гибкую диамидную фазу 4 [23] через аминогруппу со статистическим сополимером диметилсилоксана и ( 2-карбоксипропил) метилсилоксана с высокой вязкостью и средней молекулярной массой. Следует отметить, что в 2-карбо-ксипропильной боковой группе фазы 6 имеется дополнительный хи-ральный центр. [40]
Синтетические хиральные неподвижные фазы делятся на две категории: кооперативные и независимые. Под кооперативными подразумевают те хиральные неподвижные фазы, которые используют ансамбль фрагментов, совместно действующих для достижения хирального распознавания. Эти фрагменты могут быть как хиральные, так и нехиральные, однако их ансамбль в целом должен быть хирален. Например, полимер с хиральной боковой цепью относится к кооперативным хиральным неподвижным фазам. Независимая хираль-ная неподвижная фаза - это фаза, в которой хиральные молекулы ( каждая из них способна к хиральному распознаванию) нанесены на некоторую основу и действуют независимо в распознавании энантиомеров. Механизм хирального распознавания для независимых хиральных неподвижных фаз более понятен, а эти процессы можно изучать в растворе, используя несвязанные молекулы. [41]
Если это возможно, то вторая координационная сфера формируется молекулами, занимающими аксиальные положения. По пространственным причинам только один из диастереомерных комплексов, представленный на рис. 10, может включать молекулы растворителя в аксиальное положение. Предполагают, что ббльшая стабильность пятикоординационного комплекса объясняет наблюдаемое хиральное распознавание. Это разумно объясняет порядок элюирования простых бидентантных о-аминокислот на пролиновой хиральной неподвижной фазе. [42]
На них был хромато-графически расщеплен ряд рацематов. В большинстве случаев было достигнуто лишь частичное разделение энантиомеров, хотя энантио-мерно чистые соединения можно получить при сборе нескольких фракций и использовании циклического метода. Эти разделения носили эмпирический характер; не наблюдалось никаких закономерностей, которые позволили бы экспериментаторам определить, какие хиральные неподвижные фазы были бы особенно удобны для конкретных рацематов. По-лиакриламидная ( 47а) и соответствующая полиметилакриламидная ( 4В) хиральные неподвижные фазы сильно отличаются друг от друга по своей разделяющей способности. Предполагают, что они действуют как кооперативные хиральные неподвижные фазы. [43]
На них был хромато-графически расщеплен ряд рацематов. В большинстве случаев было достигнуто лишь частичное разделение энантиомеров, хотя энантио-мерно чистые соединения можно получить при сборе нескольких фракций и использовании циклического метода. Эти разделения носили эмпирический характер; не наблюдалось никаких закономерностей, которые позволили бы экспериментаторам определить, какие хиральные неподвижные фазы были бы особенно удобны для конкретных рацематов. По-лиакриламидная ( 47а) и соответствующая полиметилакриламидная ( 4В) хиральные неподвижные фазы сильно отличаются друг от друга по своей разделяющей способности. Предполагают, что они действуют как кооперативные хиральные неподвижные фазы. [44]
Эти разделения и наблюдавшийся порядок элюирования находятся в соответствии с описанной ранее моделью хирального распознавания. Величина а для этих разделений увеличивается, если в антрильное кольцо вводятся электронодонорные заместители. Хиральные неподвижные фазы 673 - 67В с ионной связью имеют большое значение, позволяя разделять целый ряд арилкарбинолов. В табл. 8 приведены данные об этих хроматографических разделениях. Как видно из рис. 8, качество разделения на аналитической хиральной неподвижной фазе 67а достаточно хорошее ( даже при низких значениях а), для того чтобы точно определить энантиомзрную чистоту и абсолютную конфигурацию, используя при этом малое количество образца. [45]