[Взгляд читателя] Руководство по селективным колонкам для разделения изомеров
Эта статья подготовлена экспертом-хроматографистом ШИ Хангом. Содержание статьи отражает исключительно точку зрения автора. Welch Materials, Inc. уполномочена перевести эту статью на английский язык и опубликовать ее от имени автора.
Содержание
Введение
При разработке методов жидкостной хроматографии изомеры являются одними из самых сложных для разделения соединений, включая позиционные изомеры, диастереомеры и цис-транс-изомеры. Эти соединения, как правило, трудно разделить из-за схожих значений logD, что требует использования специализированных колонок.
В этой статье мы рассмотрим некоторые «уникальные колонки», обычно используемые в повседневном анализе, включающем разделение изомеров.
Фенильные и пентафторфенильные (PFP) колонки
При работе с позиционными изомерами бензольного кольца фенильные и PFP-колонки часто являются предпочтительным выбором благодаря их уникальной способности обеспечивать гидрофобные взаимодействия, π-π взаимодействия, диполь-дипольные взаимодействия, водородные связи и пространственную селективность.
Основные типы фенильных и PFP-колонок:
1. Фенил/PFP-алкильные колонки
Здесь фенильные группы связываются с силикагелем через алкильные цепи, обычно гексильные или пропильные, причем гексильные цепи обеспечивают более сильную гидрофобность. Замена фенила на пентафторфенил приводит к образованию PFP-колонок. Из-за жесткой структуры бензольного кольца плотность связывания не очень высока, что означает, что эти колонки, как правило, не обладают устойчивостью к щелочам.
Хотя заявленный диапазон pH обычно составляет 2–8, при pH >7 рекомендуется использовать более низкие температуры колонки для предотвращения разрушения силикагеля и потери неподвижной фазы (исключения включают гибридные силикагелевые основы).
Такие колонки распространены на рынках. Примеры включают:
- Фенильные колонки: Xtimate Phenyl-Hexyl, Waters XBridge BEH Phenyl (обе с гибридными силикагелевыми основами и высокой толерантностью к pH)
- PFP-колонки: Ultisil XB-PFP, YMC-Triart PFP
Пример применения: разделение шести изомеров
Соединения: 4-гидроксидифениламин, 2-феноксианилин, 4-феноксианилин, 4-амино-4'-гидроксибифенил, 3-гидроксидифениламин, 3-феноксианилин
Колонка: Boltimate EXT-PFP
2. C18-фенил/PFP колонки
Благодаря чередующимся группам C18 и фенильным группам (иногда обозначаемым как фенильные на конце C18 из-за патентных ограничений) эти колонки предлагают селективность как традиционных C18, так и фенильных колонок, что делает их идеальными для анализа сложных образцов, где необходим одновременный контроль обычных примесей и позиционных изомеров.
Примеры: Aurashell C18/AR, ACE Excel 3 C18-PFP и т.д.
3. Бифенил/пентафторбифенильные колонки
Здесь две фенильные или PFP группы связаны последовательно с силикагелем, усиливая π-π взаимодействия для разделения изомеров, которые не могут быть разделены фенильными или PFP колонками.
Примеры: Comixsep Polar BiPFP, Shim-pack Velox Biphenyl и т.д.
4. Другие типы
Другие разновидности включают эфир-фенильные колонки (например, Ultisil Phenyl-Ether, ChromCore Phenyl-Ether) и положительно заряженные фенильные колонки (например, Waters XSelect CSH Phenyl-Hexyl).
Пример применения: разделение производных спирта и их орто- и мета-изомеров
Колонка: Ultisil Phenyl-Ether
Колонки со встроенными амидными группами
Как следует из названия, эти колонки используют амидные связи (запатентованные различными брендами, часто содержащие амидные или карбаматные группы). Изначально разработанные для анализа основных соединений в кислых условиях, эти колонки показали отличное разделение диастереомеров в процессе разработки метода, вероятно, из-за того, что группа C=O обеспечивает некоторую селективность по форме за счет пространственных затруднений.
Примеры: Ultisil Polar-RP, ShimNex HE C18-EP и т.д.
Пример применения
Структуры образцов:
Колонка: Ultisil Polar-RP
Колонки C8
Известные своей более слабой гидрофобностью по сравнению с C18, колонки C8 также демонстрируют пространственную селективность. Их более короткие углеродные цепи приводят к контролируемой плотности связывания, что позволяет соединениям легче встраиваться в пространства между связанными фазами, делая C8 подходящими для разделения конформационных изомеров с различными пространственными структурами.
Примеры: Xtimate C8, ZORBAX SB-C8
Пример применения
Адамантиловые колонки
Адамантиловые колонки имеют уникальную каркасную структуру, обеспечивающую пространственную селективность. Эта технология, запатентованная Sanyo Fine, включает модель CAPCELL PAK ADME HR.
Специализированные колонки C18
1. Колонки для ПАУ с полимерным связыванием
Эти колонки, разработанные специально для полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), обладают высокой пространственной селективностью. Они часто маркируются как ПАУ.
Примеры: Ultisil PAH, ChromCore PAH
Пример применения
2. Многослойные связанные колонки
Используя многослойное связывание для увеличения плотности связывания, эти колонки обеспечивают улучшенную пространственную селективность.
Пример применения
Хиральные колонки
Хиральные колонки разнообразны и включают производные полисахаридов, макроциклические антибиотики, циклодекстрины и колонки типа Пиркла. Поскольку они являются хирально-селективными, эти колонки могут разделять диастереоизомеры и позиционные изомеры. Однако из-за их высокой стоимости хиральные колонки обычно не рекомендуются для разделения недиастереоизомеров.
Заключение
В заключение, колонки с пространственной селективностью многочисленны. Выбор наиболее экономичной колонки зависит от конкретного типа изомера. Колонки фенил/PFP, амидные и C8 покрывают большинство потребностей в разделении: для позиционных изомеров бензольного кольца идеальны фенил/PFP колонки; для цис-транс-изомеров и диастереоизомеров предпочтительны амидные и C8 колонки.