Estudo da separação cromatográfica quiral do citalopram e análogos e o desenvolvimento de uma nova fase estacionária baseada em partículas superficialmente porosas modificadas com ciclofrutano

Abstract

O principal objetivo desta tese foi explorar a técnica de HPLC naresolução de separações que compreendem dois desafios ainda hoje enfrentadospela Química Analítica: as separações enantioméricas e a separação decompostos altamente polares por cromatografia líquida, com resoluçãoadequada e eficiência máxima. No Capítulo 1 será apresentado odesenvolvimento de métodos individuais para a separação enantiomérica docitalopram (CIT) e 28 novos análogos sintéticos. O desenvolvimento dasmetodologias para a separação destes racematos, utilizando HPLC em escalaanalítica, foi realizado utilizando-se 9 fases estacionárias quirais (baseadas emciclodextrinas e glicopeptideos macrocíclicos) em modos de fase reversa, polarorgânicoe/ou polar-iônico. Vinte e cinco do total de misturas foram separadascom resolução (Rs) de até 2,9 e enantiosseletividade de até 1,33. Um total de 18separações completas (Rs = 1,5) e 7 separações parciais (0,6 = Rs = 1,5) foramobtidas. A coluna baseada em vancomicina operada em modo polar-iônicoresultou no maior número e na melhor qualidade das separações. As discussõesforam fundamentadas na natureza química dos analitos, das fases estacionárias,bem como dos modos cromatográficos empregados. No Capítulo 2 seráapresentado o desenvolvimento de uma nova coluna cromatográfica a base deciclofrutano-6 nativo (CF6) ligado à partículas de sílica superficialmenteporosas (SPPs) para aplicação em cromatografia líquida de interação hidrofílica(HILIC). As SPPs compreendem o Estado da Arte em materiais de suporte parafases estacionárias utilizadas em HPLC para obtenção de análises rápidas eeficientes. Outras duas colunas cromatográficas similares foram preparadas compartículas de sílica totalmente porosas (FPPs) com diâmetros de 3 µm e 5 µm(FRULIC-N). A presença de um núcleo sólido no interior destas partículasproporcionou análises extremamente rápidas e eficientes quando comparadas àsobtidas pelas FPPs. O processo de síntese das fases estacionárias foi idêntico, ea caracterização das mesmas foi realizada por análise de CHN, a qual permitiu aobtenção do grau de substituição absoluto e relativo, sendo 0,86 µmol m-2 e12,8% (m/m), respectivamente, para a fase estacionária a base de SPPs. Dentreos parâmetros cromatográficos avaliados, incluiu os parâmetros de vanDeemter, eficiência de pico, tempo de análise e seletividade. A avaliação dedesempenho no modo HILIC demonstrou que a coluna proposta forneceuseparações até 85% mais rápidas e eficiências até 3,7 vezes superiores às demaiscolunas. As colunas foram também avaliadas sob condições de fase normal.Observou-se que, em HILIC, o processo de transferência de massa éinfluenciado pela camada de água adsorvida na superfície da fase estacionária e,portanto, as vantagens das SPPs sob velocidades de fluxo elevadas, forampronunciadas em modo fase normal. No entanto, a coluna a base de CF6 ligadoa SPPs mostrou nítidas vantagens em termos de eficiência e tempo de análiseem ambos os modos cromatográficos avaliados.<br>

Abstract: The main goal of this thesis was to explore the HPLC technique forthe separation of compounds, comprising two big challenges still faced by the Analytical Chemistry: the enantiomeric separations and the separation of highly polar compounds by liquid chromatography, with suitable resolution and extreme efficiency. In Chapter 1, the development of methods for the separationof the chiral drug Citalopram (CIT) and its twenty eight novel syntheticanalogues is presented. The development of the methodologies for the separation of each racemate, using HPLC on analytical scale, was performed using nine chiral stationary phases (cyclodextrin and macrocyclic antibiotics based) on reversed phase, polar-organic and/or polar-ionic mode. Twenty five of the total racemic mixtures were separated with resolution (Rs) up to 2,9 and enantiosselectivity (a) up to 1,33. A total of 18 baseline separations (Rs = 1,5)and 7 partial separations (0,6 = Rs = 1,5) were achieved. Vancomycin based columns carried on polar ionic mode provided the greatest number the bestquality of separations. All discussion were justified by the chemical nature of the analytes, stationary phases, as well as by the employed chromatographicmodes. In Chapter 2, the development of a novel chromatographic column usingnative cyclofructan chemically bonded to superficially porous silica particles(SPPs) for the application in hydrophilic interaction liquid chromatography(HILIC) will be presented. SPPs comprise the State of Art in support material for HPLC stationary phases for obtaining fast and efficient analyses. Other two similar chromatographic columns were prepared with fully porous silicaparticles (FPPs) with diameter of 3 µm and 5 µm (FRULIC-N). The presence ofa solid core within these particles provided extremely fast and efficient analyses when compared to those obtained by FPPs. The synthetic process of the stationary phases was identical and their characterization was performed by CHN elemental analysis, allowing to obtain the absolute and relative substitution degrees for the new SPPs based column, which were 0,86 µmol m-2and 12,8% (w/w), respectively. Among the evaluated chromatographic parameters, van Deemter parameters, peak efficiency, analysis time andselectivity were included. Performance evaluation in the HILIC mode showed that the proposed column presented separations up to 85% faster and efficiencies up to 3.7 times higher than those obtained by the FPPs based columns. All columns were also evaluated under normal phase conditions. It was observed that, in the HILIC mode, the mass-transfer process is influenced by the adsorbed water layer on the stationary phase and, thus, the SPPs advantages under high flow velocities are pronounced in the normal phasemode. However, the column prepared by cyclofructan-6 chemically bonded to SPPs showed clear advantages in terms of efficiency and analysis time in both the evaluated chromatographic modes.