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Development of a phosphonic acid pseudo-peptide based monolithic chiral stationary phase for capillary electrochromatography

Buchinger, Stefanie (2009) Development of a phosphonic acid pseudo-peptide based monolithic chiral stationary phase for capillary electrochromatography.
Diplomarbeit, University of Vienna. Fakultät für Chemie
BetreuerIn: Lämmerhofer, Michael

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DOI: 10.25365/thesis.6587
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29252.97405.262254-5

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Abstract in English

The present diploma thesis aims at presenting a new class of chiral selectors, phosphonic acid pseudo-peptides, for enantiomer separation in capillary electrochromatography (CEC), as well as their synthesis. The biomimetics herein were prepared in an Ugi reaction, a multicomponent reaction which was found to be suitable for the generation of whole compound libraries in a short time. The primary test compound was methyl 3,3-dimethyl-2-[4-allyloxy-α-(2,6-dimethylanilido)-benzylamino]-butane phosphonate, a novel zwitter-ionic pseudo-peptide. Preliminary experiments were performed to choose the best support and to explore immobilization chemistry. Concerning the support, silica monoliths were provided by Merck and organic polymer monoliths (OPMs) were produced in-house. The OPMs as well as the silica monoliths revealed epoxy groups at their surfaces, which can be thiolized and subsequently subjected to radical addition of a selector. Immobilization chemistry via thiolization from epoxy groups had been investigated on OPMs before, but was tested for the first time on silica monoliths. For this reason, preliminary experiments evaluating the adoption of this immobilization technique for silica monoliths and comparing the performance to OPMs were carried out. tert-Butylcarbamoylquinidine was employed as chromatographic test selector in CEC. Better separation results were obtained with silica monolithic support, which could successfully be employed for the separation of aryloxy carboxylic acid herbicides (amongst others Mecoprop and Dichlorprop) that could not be separated on the OPM. Subsequently, a silica monolith was used for the immobilization of enantiopure methyl 3,3-dimethyl-2-[4-allyloxy-α-(2,6-dimethylanilido)-benzylamino]-butane phosphonate. The enantiomers of Clenbuterol, a β2-sympathomimeticum, could successfully be baseline-separated, indicating the potential of phosphonic acid pseudo-peptide selectors.

Schlagwörter in Englisch

phosphonic acid pseudo-peptides / capillary electrochromatography / Ugi reaction / methyl 3,3-dimethyl-2-[4-allyloxy-α-(2,6-dimethylanilido)-benzylamino]-butane phosphonate / organic polymer monoliths / tert-Butylcarbamoylquinidine / dichlorprop / enantiomer separations / Clenbuterol

Abstract in German

Die vorliegende Diplomarbeit stellt eine neue Klasse chiraler Selektoren für die Enantiomerentrennung in der Kapillarelektrochromatographie (CEC), Phosphonsäurepseudopeptide, sowie deren Synthese, vor. Die hier gezeigten Biomimetika wurden in einer Ugi Reaktion hergestellt, einer Multikomponentenreaktion, welche sich als geeignet zur Herstellung ganzer Komponenten-“Bibliotheken” in kurzer Zeit erwiesen hat. Die Haupttestkomponente war Methyl 3,3-dimethyl-2-[4-allyloxy-α-(2,6-dimethylanilido)-benzylamino]-butan-phosphonat, ein neues zwitterionisches Pseudopeptid. Vorstudien wurden durchgeführt, um das beste Trägermaterial festzustellen und die Immobilisierungschemie zu untersuchen bzw. zu optimieren. Betreffend das Trägermaterial wurden Silica Monolithe von Merck zur Verfügung gestellt und organische Polymermonolithe (OPMs) wurden selbst hergestellt. Die OPMs exponieren ebenso wie die Silica Monolithe Epoxygruppen an ihrer Oberfläche, welche thiolisiert und anschließend der Selektorimmobilisierung über radikalische Addition unterworfen werden können. Immobilisierungschemie via Thiolisierung von Epoxygruppen ausgehend ist bereits früher an OPMs untersucht worden, wurde jedoch zum ersten Mal an Silica Monolithen getestet. Aus diesem Grund wurden vorangehende Experimente bezüglich der Evaluierung der Adaption dieser Immobilisierungstechnik für Silica Monolithe und zum Vergleich der Trennleistung zu jener von OPMs durchgeführt. tert-Butylcarbamoylchinidin wurde als chromatographischer Testselektor in CEC Testläufen verwendet. Das Silica Trägermaterial lieferte bessere Resultate, Aryloxycarbonsäure-Herbizide (u.a. Mecoprop und Dichlorprop) konnten erfolgreich basisliniengetrennt werden, was an einem vergleichbaren OPM nicht gelang. Im Anschluss wurde ein Silica Monolith für die Immobilisierung von enantiomerenreinem Methyl 3,3-dimethyl-2-[4-allyloxy-α-(2,6-dimethylanilido)-benzylamino]-butan-phosphonat verwendet. Die Enantiomere von Clenbuterol (einem β2-Sympathomimetikum), konnten erfolgreich basisliniengetrennt werden, was auf das Potential von Phosphonsäuropseudopeptidselektoren hinweist.

Schlagwörter in Deutsch

Phosphonsäurepseudopeptide / Kapillarelektrochromatographie / Ugi Reaktion / Methyl 3,3-dimethyl-2-[4-allyloxy-α-(2,6-dimethylanilido)-benzylamino]-butan- phosphonat / organische Polymermonolithe / tert-Butylcarbamoylchinin / Dichlorprop / Enantiomerentrennung / Clenbuterol

Item Type: Hochschulschrift (Diplomarbeit)
Author: Buchinger, Stefanie
Title: Development of a phosphonic acid pseudo-peptide based monolithic chiral stationary phase for capillary electrochromatography
Umfangsangabe: 92 S. : graph. Darst.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Chemie
Publication year: 2009
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Lämmerhofer, Michael
Assessor: Lämmerhofer, Michael
Classification: 35 Chemie > 35.29 Chromatographische Analyse, Elektrophorese
AC Number: AC08101868
Item ID: 6587
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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