Présentation
Auteur(s)
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Marcel CAUDE : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) - Docteur ès Sciences - Directeur de Recherche au Centre National de la Recherche Scientifique
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Nathalie BARGMANN-LEYDER : Ingénieur de l’École Supérieure de Physique et Chimie Industrielles de Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les séparations chirales ont une grande importance dans des domaines variés :
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pharmacologique (l’activité d’une molécule thérapeutique peut varier d’une configuration absolue à une autre ; le cas le plus tragique fut celui de la thalidomide utilisée comme sédatif chez la femme enceinte dont l’une des formes s’est avérée tératogène) ;
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agrochimique (de nombreux herbicides et pesticides possèdent un ou plusieurs centre(s) d’asymétrie et l’une des formes peut être plus active que l’autre ; son utilisation permettrait de diminuer les quantités épandues et ainsi la pollution) ;
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arômes et parfums...
Aussi n’est-il pas surprenant que le contrôle de la pureté optique et l’étude des propriétés des énantiomères deviennent une nécessité, en particulier pour les molécules médicamenteuses.
Différentes techniques de détermination de la pureté optique ou énantiomé-rique existent, elles peuvent être séparées en deux groupes selon que la séparation effective des énantiomères est réalisée ou non.
Les méthodes sans séparation non développées ici sont la polarimétrie (utilisant la propriété pour un composé chiral de faire tourner le plan de polarisation de la lumière), la RMN (on distingue les méthodes indirectes consistant à dériver les énantiomères en diastéréoisomères des méthodes directes consistant à utiliser un solvant chiral comme le (R) - (I) - 2,2,2-trifluoro-1-phényléthanol ou un réactif optiquement actif type complexe de lanthanide, la dilution isotopique, la calorimétrie et enfin les techniques enzymatiques.
Les méthodes avec séparation sont la recristallisation fractionnée et les chromatographies. La recristallisation fractionnée a longtemps été la technique de choix pour préparer des composés optiquement purs. Cette méthode est basée sur des différences de comportement thermodynamique des deux antipodes d’un racémique : en présence d’un agent résolvant chiral, ils donnent des complexes ayant des solubilités distinctes. Elle présente certains inconvénients : longue à mettre en œuvre, elle n’est pas à l’abri d’erreurs résultant de vitesses de réaction différentes, de la racémisation du réactif chiral ou de racémisation lors de l’étape finale de libération du réactif chiral.
Les développements des chromatographies en phase gazeuse (CPG) puis en phase liquide (CPL) et plus récemment en phase supercritique (CPS) ont permis la mise au point de techniques de plus en plus performantes. Les propriétés physico-chimiques de deux énantiomères sont identiques sauf lorsqu’ils sont placés dans un environnement dissymétrique. Ce dernier peut être obtenu avant la colonne chromatographique (méthode 1) ou dans la colonne chromatographique par l’intermédiaire de la phase mobile (méthode 2) ou de la phase stationnaire (méthode 3).
Méthode 1 : les énantiomères sont transformés chimiquement en diastéréoisomères et séparés ensuite avec des phases stationnaires et mobiles achirales.
Méthode 2 : un agent chiral est ajouté à la phase mobile dans laquelle vont se former des complexes diastéréoisomères labiles.
Méthode 3 : la séparation repose sur la formation de complexes diastéréoisomères labiles entre chaque énantiomère et la phase stationnaire chirale : la sélectivité de la séparation chirale est alors directement liée à la différence de stabilité des complexes ainsi formés.
Ce sont ces trois méthodes qui seront développées dans cet article après avoir défini les notions utiles à leur compréhension.
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1993 par Marcel CAUDE, Nathalie BARGMANN - LEYDER
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
5. Conclusion
La multiplicité des PSC commercialisées est à la fois un handicap (choix difficile) et une force (possibilité de résoudre tous les problèmes). Il n’existe pas de règle simple de choix d’une PSC, d’autant que celui-ci est rarement univoque. On peut cependant proposer une stratégie de séparation fondée sur la structure du racémate (nombre et polarité des groupements fonctionnels près de son centre d’asymétrie, encombrement stérique et flexibilité conformationnelle) [116] (figure 19). Cependant, celle-ci n’est pas le paramètre unique à considérer. En effet, l’origine du racémate, la possibilité de le modifier avec un réactif achiral (pour introduire un site d’interaction supplémentaire ou améliorer sa détection) ou chiral (formation précolonne de diastéréoisomères), le but de la séparation (analy-tique ou semi-préparative) sont également des facteurs importants à considérer. D’autres paramètres peuvent également être pris en compte, par exemple le prix de la phase peut parfois inciter l’utilisateur à modifier son soluté pour l’adapter à une PSC de type IA par exemple. Le choix de la PSC la mieux adaptée à un type de racémate ou de mélange racémique peut aussi être réalisé en consultant la banque de données CHIRBASE développée par C. Roussel et P. Piras [117] [119] pour la CPL et la CPS.
CHIRBASE est une base de données moléculaires pour le développement de méthodes d’analyses et de préparations des énantiomères par chromatographie en phases liquide et supercritique.
CHIRBASE permet de rechercher et de trier les structures moléculaires 2D des solutés et des phases stationnaires chirales parmi les 40 000 séparations enregistrées aujourd’hui. Cette base de données peut être installée sur un PC (Windows 95 ou 3.1, logiciel ISIS/Base) ou sur un serveur (VAX/VMS, Silicon Graphics utilisant le logiciel ISIS/Host). Son extension à la CPG a été développée par B. Koppenhoefer et U. Trettin à l’Université de Tübingen [120].
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DALGLIESH (C.E.) - Optical resolution of aromatic amino acids on paper chromatograms. - J. Chem. Soc., (1952), 1940.
-
(2) - MORRISSON (J.D.) (Coordonnateur) - Asymmetric synthesis, - volume 1, analytical methods. Academic Press, New York, (1983).
-
(3) - ALLENMARK (S.G.) - Chromatographic enantioseparation-Methods and applications. - Ellis Horwood Series in Analytical Chemistry, New York, (1988).
-
(4) - PIRKLE (W.H.), TSIPOURAS (A.) - * - 3,5 - Dinitrobenzoyl amino acid esters. Broadly applicable chiral solvating agents for NMR determination of enantiomeric purity. Tetrahedron Letters, 1985, 26 (25), 2989-2992.
-
(5) - JACQUES (J.), COLLET (A), WILEN (S.H.) - Enantiomers, racemates and resolution. - Wiley-Interscience, New York, 1981, p. 251.
-
(6) - GIL-AV (E.), NUROK (D.) - Resolution of optical isomers by gas chromatography of diastereomers. - ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Nomenclature des composés organiques.
ANNEXES
Thèses
BUYENS (A.) - Mise au point d’une méthode de séparation de stéréoisomères par chromatographie en phase supercritique. - Université de Clermont 2003.
DANEL (C.) - Séparation des énianthiomères d’inhibiteurs potentiels de l’aromatase par chromatographie liquide haute performance et électrophorèse capillaire. - Université du droit et de la santé Lille 2003.
HAUT DE PAGE
* - (liste non exhaustive)
* - Alltech http://www.alltechweb.com
* - Astec http://www.astecusa.com
* - J. T. Baker http://www.jtbaker.com
* - Chromoptac http://www.chromoptac.com
* - Chromtech http://www.chromtech.com
* - Daicel http://www.daicel.com
* - Interchim http://www.interchim.com
* - Macherey-Nagel http://www.macherey-nagel.com
* - Regis Technologies http://www.registech.com
* - Sédère http://www.sedere.com
* - Sumitomo Chemical http://www.sumitomo-chem
* - Supelco http://www.sigmaaldrich.com
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