Illustrazione schematica della fase stazionaria chirale commutabile a tre stati basata sulla modulazione dell'elicità macromolecolare in un derivato di poli(fenilacetilene) utilizzando cationi metallici nella colonna. Credito:Università di Kanazawa
Il concetto di chiralità può essere impegnativo per il laico, con "abilità chimica" che sembra una distinzione molto minore. Però, come illustrano le conseguenze del famigerato disastro della talidomide, la comprensione dei materiali chirali è una delle principali preoccupazioni. Il continuo sviluppo di tecniche di separazione chirale rimane quindi un'area di ricerca chiave. Un team che coinvolge ricercatori dell'Università di Kanazawa ha segnalato una fase stazionaria chirale commutabile a tre stati (CSP) che offre nuove opportunità nella separazione chirale. I loro risultati sono pubblicati nel Giornale della Società Chimica Americana .
La cromatografia liquida chirale ad alte prestazioni (HPLC) rimane il metodo più efficace per separare le molecole chirali. HPLC comporta l'esecuzione di campioni attraverso un tubo, noto come colonna, contenente materiale chirale (il CSP) che può differenziare tra coppie di molecole chirali (enantiomeri). Però, a causa dei numerosi enantiomeri che non possono essere separati utilizzando i CSP attualmente disponibili, la ricerca in questo settore rimane in corso.
I ricercatori riportano un CSP basato su un materiale polimerico elicoidale contenente un gruppo pendente chirale che fa sì che il polimero adotti conformazioni diverse in risposta agli ioni metallici. Quando Na + sono presenti ioni il polimero è costretto ad adottare un'elica sinistrorsa in modo che gli ioni possano interagire con la componente aromatica del gruppo. In contrasto, quando Cs + ioni sono presenti il polimero è forzato in un'elica destrorsa per facilitare il legame tra gli ioni ei due atomi di ossigeno del gruppo. In assenza di ioni la struttura è una miscela disattivata delle due eliche.
"I nostri esperimenti hanno utilizzato un CSP basato su un derivato di poli(fenilacetilene) che può essere alterato utilizzando uno stimolo esterno achirale, " Spiega l'autore principale dello studio Daisuke Hirose. "Questo ci ha permesso di controllare la chiralità della colonna, e quindi la ritenzione degli enantiomeri, semplicemente introducendo sali metallici. Gli ioni metallici hanno fatto sì che il polimero cambiasse in una particolare conformazione chirale; però, l'effetto potrebbe essere invertito eluendo la colonna con metanolo."
Un'illustrazione ispirata alla fase stazionaria chirale commutabile a tre stati che utilizza cationi metallici. Credito:Università di Kanazawa
La stabilità degli stati indotti da ioni è stata dimostrata in 4 giorni di flusso continuo attraverso la colonna, e la prestazione di separazione è stata esibita passando dallo stato attivo a quello disattivato numerose volte.
"Per quanto ne sappiamo, il nostro sistema è il primo esempio riportato di un CSP che può essere commutato tra tre diversi stati di riconoscimento utilizzando uno stimolo che non è chirale, "Spiega l'autore corrispondente dello studio Katsuhiro Maeda. "Speriamo di basarci sui nostri risultati per estendere la gamma di enantiomeri che possono essere separati, che riteniamo andrà a beneficio di numerose aree di ricerca come la scoperta di farmaci".