Illustration schématique d'une phase stationnaire chirale commutable à trois états basée sur la modulation de l'hélicité macromoléculaire dans un dérivé poly(phénylacétylène) utilisant des cations métalliques dans la colonne. Crédit :Université de Kanazawa
Le concept de chiralité peut être difficile pour le profane, avec la "maniabilité chimique" semblant une distinction très mineure. Cependant, comme l'illustrent les conséquences de la tristement célèbre catastrophe de la thalidomide, comprendre les matériaux chiraux est une préoccupation majeure. Le développement continu des techniques de séparation chirale reste donc un domaine de recherche clé. Une équipe impliquant des chercheurs de l'Université de Kanazawa a signalé une phase stationnaire chirale commutable (CSP) à trois états qui offre de nouvelles opportunités dans la séparation chirale. Leurs conclusions sont publiées dans le Journal de l'American Chemical Society .
La chromatographie liquide haute performance (HPLC) chirale reste la méthode la plus efficace pour séparer les molécules chirales. La HPLC consiste à faire passer des échantillons à travers un tube, appelé colonne, contenant du matériel chiral (le CSP) qui peut différencier les paires de molécules chirales (énantiomères). Cependant, en raison des nombreux énantiomères qui ne peuvent pas être séparés à l'aide des CSP actuellement disponibles, la recherche dans ce domaine se poursuit.
Les chercheurs rapportent un CSP basé sur un matériau polymère hélicoïdal contenant un groupe pendant chiral qui amène le polymère à adopter différentes conformations en réponse aux ions métalliques. Quand Na + des ions sont présents, le polymère est obligé d'adopter une hélice à gauche afin que les ions puissent interagir avec le composant aromatique du groupe. En revanche, quand Cs + des ions sont présents, le polymère est forcé dans une hélice à droite pour faciliter la liaison entre les ions et les deux atomes d'oxygène du groupe. En l'absence d'ions, la structure est un mélange désactivé des deux hélices.
"Nos expériences ont utilisé un CSP basé sur un dérivé de poly(phénylacétylène) qui peut être modifié à l'aide d'un stimulus externe achiral, ", explique l'auteur principal de l'étude, Daisuke Hirose. "Cela nous a permis de contrôler la chiralité de la colonne, et donc la rétention d'énantiomères, simplement en introduisant des sels métalliques. Les ions métalliques ont fait basculer le polymère vers une conformation chirale particulière; cependant, l'effet pourrait être inversé en éluant la colonne avec du méthanol."
Une illustration inspirée de la phase stationnaire chirale commutable à trois états utilisant des cations métalliques. Crédit :Université de Kanazawa
La stabilité des états induits par les ions a été démontrée sur 4 jours de flux continu à travers la colonne, et la performance de séparation a été démontrée en passant de l'état actif à l'état désactivé à plusieurs reprises.
« Autant que nous sachions, notre système est le premier exemple rapporté d'un CSP qui peut être commuté entre trois états de reconnaissance différents en utilisant un stimulus qui n'est pas chiral, ", explique l'auteur correspondant de l'étude, Katsuhiro Maeda. "Nous espérons tirer parti de nos découvertes pour étendre la gamme d'énantiomères pouvant être séparés, qui, selon nous, profitera à de nombreux domaines de recherche tels que la découverte de médicaments. »
