エナンチオ選択的超高性能および高性能液体クロマトグラフィー：Whelk-O1セレクターに基づくカラムの比較研究

このホワイトペーパーでは、エナンチオ選択的アプリケーション（EUHPLC）のための新しい超高性能液体クロマトグラフィーブロードスペクトルピルクル型キラル定常期（CSP）の熱力学的および速度論的評価について報告します。よく知られているWhelk-O1セレクターは、1.7μmの高表面地域の多孔質球状シリカ粒子に共有結合して固定され、150 mm、100mm、75 mm、50mmのカラムに詰められた完全に合成された共有結合されたCSPを生成しました。4.6または3.0mm ID。5μmの多孔質シリカ粒子に基づいて、従来のHPLC Whelk-O1カラム、250 mm×4.6mm IDを参照として使用して、100 mm×4.6 mm IDカラムは、速度論的および熱力学的な観点から完全に特徴付けられました。EUHPLCカラムでは、Van Deemterプロットは、1,3-ジニトロベンゼンで3.53μmのH（MIN）値を生成し、5.07 mm/sの間質移動相線形速度（μ（Inter））、および4.26のH（MIN）で生成しました。4.85 mm/sおよび4.24 mm/sのμ（Inter）の2つのエナンチオマーの4.17μm。アルコール、エポキシド、スルホキシド、ホスフィン酸化物、ベンゾジアゼピン、および除草剤として使用される2-アリオアルキシプロプリオニックエステルを含む21のエナンチオマーペアの分解能は、効率と分析時間の点で有意な利点で得られました。標準のHPLCカラム（250 mm×4.6 mm ID）に関して、異なるカラムジオメトリ（150 mm、100mm、75 mm、50mm、4.6または3.0mm ID）について、速度ゲイン係数が計算され、高さと同じくらい高かった13、長さ50 mmの列の場合、優れた解像度因子を持つエナンチオマーのサブ分分離を提供します。特に、トランススティルベン酸化物はわずか10秒で分解されましたが、50 mm×3.0 mm IDカラムは、移動相消費量の減少（分析あたり1 ml未満）と小孔エクストラクロムのバンドブロード化効果の間の妥協として使用されました。NPモードでの粘度が比較的低いことと、これらのEUHPLCカラムの優れた透過性を考えると、幅広い流量で600 bar未満の逆圧力値を持つため、標準のHPLCハードウェアの使用が可能です。ただし、この場合、HPLC装置に変更が導入されていない場合、UHPLC計装と比較して、分解能の大幅な損失が観察されます。非常にハイスループットと超高速分析時間と共役する優れた効率と選択性は、エナンチオ選択的UHPLCメソッドの開発におけるEUHPLC Whelk-O1カラムのポテンシャルを証明します。

This paper reports on the thermodynamic and kinetic evaluation of a new ultra-high performance liquid chromatography broad-spectrum Pirkle-type chiral stationary phase (CSP) for enantioselective applications (eUHPLC). The well-known Whelk-O1 selector was covalently immobilized onto 1.7-μm high-surface-area, porous spherical silica particles to produce a totally synthetic, covalently bonded CSP that was packed into 150 mm, 100mm, 75 mm and 50mm columns, either 4.6 or 3.0mm ID. A 100 mm × 4.6 mm ID column was fully characterized from a kinetic and thermodynamic point of view, using as reference a conventional HPLC Whelk-O1 column, 250 mm×4.6mm ID, based on 5-μm porous silica particles. On the eUHPLC column, van Deemter plots generated H(min) values of 3.53 μm for 1,3-dinitrobenzene, at an interstitial mobile phase linear velocity (μ(inter)) of 5.07 mm/s, and H(min) of 4.26 and 4.17 μm for the two enantiomers of acenaphthenol, at μ(inter) of 4.85 mm/s and 4.24 mm/s, respectively. Resolution of 21 enantiomeric pairs including alcohols, epoxides, sulfoxides, phosphine oxides, benzodiazepines and 2-aryloxyproprionic esters used as herbicides, were obtained with significant advantages in terms of efficiency and analysis time. Speed gain factors were calculated for the different column geometries (150 mm, 100mm, 75 mm and 50mm, either 4.6 or 3.0mm ID), with respect to the standard HPLC column (250 mm ×4.6 mm ID), and were as high as 13, in the case of the 50-mm-long column, affording sub-minute separations of enantiomers with excellent resolution factors. In particular, trans-stilbene oxide was resolved in only 10s, while a 50 mm×3.0 mm ID column was used as a compromise between reduced mobile phase consumption (less than 1 mL per analysis) and smaller extra-column band-broadening effect. Given the relatively low viscosity in NP mode, and the excellent permeability of these eUHPLC columns, with backpressure values under 600 bar for a wide range of flow rates, the use of standard HPLC hardware is possible. In this case, however, a significant loss in resolution is observed, compared to the UHPLC instrumentation, if no modifications are introduced in the HPLC apparatus to reduce extra-column variance. The excellent efficiency and selectivity, conjugated with the very high-throughput and the ultra-fast analysis time, prove the potentials of the eUHPLC Whelk-O1 columns in the development of enantioselective UHPLC methods.