Preparación, estudio estructural y aplicabilidad de derivados de poli-(4R)-hidroxi-L-prolina en la separación de enantiómeros por técnicas cromatográficas y relacionadas

• Autores: Raquel Sancho Ponce
• Directores de la Tesis: Cristina Minguillón Llombart (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Gemma Fabriàs Domingo (presid.), D. Barron (secret.), Narcis Avarvari (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Química Orgánica Experimental e Industrial
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Química
    • Química analítica
      • Análisis cromatográfico
    • Química orgánica
      • Estereoquímica y análisis conformacional
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  Dipòsit Digital de la UB 
• Resumen

  • Uno de los mayores retos en cromatografía enantioselectiva consiste en desarrollar fases estacionarias quirales (FEQs) con campos de aplicación extensos que permitan la separación de enantiómeros en cantidades industriales. En general, los selectores quirales poliméricos que adoptan estructuras secundarias helicoidales originan FEQs de aplicación más generalizada. Aunque el aminoácido prolina se ha considerado idóneo para inducir selectividad en procesos de reconocimiento enantioselectivo, las FEQs que lo contienen presentan una aplicabilidad muy reducida. Sin embargo, los péptidos de poliprolina, al igual que los polisacáridos, adoptan conformaciones helicoidales estables, y es imaginable que puedan originar FEQs con campos de aplicación y capacidad de carga más elevados. En la presente Tesis Doctoral se evalúa la adecuación de derivados de poli-(4R)-(3,5- dimetilfenil)aminocarboniloxi-L-prolina como selectores quirales (SQs) para la separación de enantiómeros en HPLC. Para la preparación de los oligómeros de prolina se utiliza un procedimiento de síntesis peptídica en fase sólida (SPPS) de tipo Boc. El sustituyente 3,5- dimetilfenilcarbamato en posición 4R del anillo de pirrolidina se introduce para dotar al selector quiral (SQ) de múltiples sitios de interacción (anillos aromáticos ? y grupos polares) con los que participar en el reconocimiento molecular de los enantiómeros. El derivado de poliprolina obtenido se inmoviliza sobre gel de sílice en partículas, y las FEQs se empaquetan en columnas para cromografía. El comportamiento cromatográfico de las nuevas FEQs de poliprolina se analiza y compara frente al que proporcionan FEQs basadas en derivados de prolina análogos. Los ensayos cromatográficos comparativos determinan que los derivados de poliprolina presentan mayor enantioselectividad y un campo de aplicación más extenso, lo que sugiere un mecanismo de reconocimiento quiral distinto que no se centra exclusivamente en la complementariedad de las interacciones ?-?. Además, presentan una capacidad de carga del orden de cinco veces superior con respecto a sus análogas monoméricas, lo que permite suponer que la estructura del oligómero está involucrada en el reconocimiento molecular de los compuestos racémicos. Sin embargo, la enantioselectividad de las FEQs de poliprolina se ve fuertemente afectada por la composición de la fase móvil que se utiliza. Las fases móviles de polaridad intermedia proporcionan separaciones quirales de elevada enantioselectividad. Sin embargo, en presencia de disolventes apolares, como el cloroformo, la enantioselectividad de las columnas de poliprolina se anula por completo. Este fenómeno es reversible, y se atribuye al cambio conformacional que experimentan los oligómeros de poliprolina según en el disolvente en que se encuentran. Los estudios de Dicroísmo Circular y RMN concluyen que los oligómeros de prolina poseen una conformación helicoidal estable de tipo PPII (trans) en disolventes polares. En cloroformo, los oligómeros presentan una distribución aleatoria cis/trans de ambas conformaciones helicoidales PPI y PPII, respectivamente. Este resultado permite concluir que el reconocimiento cromatográfico enantioselectivo se debe a la estructura helicoidal PPII que adopta el oligómero, y es presumible que el mecanismo de reconocimiento de los enantiómeros esté dirigido por la formación de un enlace de hidrógeno con el grupo carbonilo de amida del enlace peptídico. Por otra parte, los grupos arilaminocarbonil, distribuidos a lo largo de la cadena peptídica, juegan un papel importante amplificando el enantioreconocimiento. La inmovilización de los mismos derivados de poliprolina sobre matrices de gel de sílice monolítica permite la incorporación de una mayor cantidad de SQ y, consecuentemente, las FEQs monolíticas presentan una mayor enantioselectividad, campo de aplicación y capacidad de carga con respecto a sus análogas de sílice en partículas. La elevada permeabilidad y eficiencia de los lechos monolíticos permite obtener separaciones cromatográficas hasta cuatro veces más rápidas, sin pérdida de resolución. Por lo que se concluye que las columnas monolíticas con derivados de poliprolina constituyen unos buenos candidatos para separaciones de tipo preparativo y, a su vez, permiten su uso en análisis de rutina rápidos.