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• durch Polarimetrie
• durch NMR-Spektroskopie- NMR-Spektroskopie mit chiralen shift-Reagenzien
- NMR-Spektroskopie diastereomerer Derivate
• durch Gaschromatographie (GC)- GC an chiralen Phasen
- GC diastereomerer Derivate
• durch Hochdruckflüssigchromatographie- HPLC an chiralen Phasen- HPLC diastereomerer Derivate
• durch Kapillarelektrophorese (CE)
Analytische Methoden zum Nachweis der Reinheitvon Enantiomeren und Diastereomeren :
Nachweis der Enantiomerenreinheit durch NMR
Enantiomere unterscheiden sich prinzipiell NMR-spektroskopisch nicht !Lediglich Diastereomere können unterscheidbare NMR-Signale liefern !Daher ist der Zusatz von enantiomerenreine Hilfsstoffen erforderlich.
Methoden:- Lösungsmittel oder Lösungsmitteladditiv ist chiral und enantiomerenrein; es bilden sich diastereomere Komplexe
- vor der Messung erfolgt die Synthese von diastereomeren Derivaten mit einem enatiomerenreinen Hilfsstoff
Voraussetzungen für die Anwendbarkeit der Methode:- das NMR-Spektrum des Analyten sollte möglichst viele differenzierte
NMR-Signale liefern- die getrennt detektierten Signale sollten keine Kopplungen aufweisen- das signal/noise-Verhältnis erlaubt eine quantitative Auswertung
Als Lösungsmitteladditive werden Komplexe von Lanthaniden (Eu, Pr, Yb,) mit chiralen Komplexbildnern (meist Campher-Derivate) verwendet
- Europium(II), MG = 152, Z = 63- Praseodym(III), MG = 141, Z = 59- Ytterbium(III), MG = 173, Z = 70
Diese Schwermetalle liefern große shift-Effekte ohne große LinienverbreiterungDer Effekt der kommt über die Bindungen und durch Dipolwirkung zustande und ist abhängig vom Abstand zum Schwermetall- Eu, Yb: liefert Tieffeldverschiebung- Pr: ergibt HochfeldverschiebungAls chirale Komplexbildner werden fluorierte Diketone verwendet, die auschiral-pool-Bausteinen (z.B.Campher) hergestellt werden können
ee-Bestimmung mit chiralen shift-Reagenzien
Chirale shift-Reagentien (1)
Chirale shift-Reagentien (2)
Beispiel 1:
O
Eu/3
O
C3F7
Europium(III) tris[3-(heptafluorobutanoyl)-(1R)-camphorat = Eu(hfc)3
O
O
Cl
H
(S)-Methyl-2-Chlor-propanoat
Beispiel 2:
Anwendungsbereich:Diese Methode ist für Arzneistoffe geeignet, die einen Komplex mit dem chiralen shift-Reagens bilden könnenAmine, Aminosäureester, Alkohole, Hydroxysäureester,Thiole, Oxirane,Aziridine, Aldehyde, Ketone, Ester, Sulfoxide, ...
Präzission der Methode:stark abhängig von Signalform, Signaltrennung und somit der Feldstärke
für das Beispiel (S)-Methyl-2-Chlor-propanoat / Eu(hfc)3
gilt laut Literaturangaben: 99.8 ± 1% ee bei 400 MHz
ee-Bestimmung nach Derivatisierung zu Diastereomeren
Die Derivatisierung von Enantiomerenmischungen mit chiralen Reagentien führt zu diastereomeren Produkten; diese haben unterschiedliche NMR-Spektren Detektierbare Kerne: 1H, 13C, 19F, 31P,..
Kern natürlicheHäufigkeit
in %
Spin Larmor-Frequenz
(MHz)
Verschiebungsbereichδ(ppm)
1H 99,989 1/2 500,0000 12 bis -1
13C 1,070 1/2 125,7520 240 bis -10
15N 0,358 1/2 50,6990 1200 bis -500
19F 100 1/2 470,2850 100 bis -300
31P 100 1/2 202,5890 230 bis -200
Voraussetzungen für die Anwendbarkeit der Methode:a) chirales Reagens muß verfügbar sein (möglichst beide Antipoden)b) chirales Reagens muß klar getrennte, scharfe Signale liefert
(z.B. CH3, OCH3, CF3, tBu,...)c) Derivatisierungsreaktion muß quantitativ verlaufen
(keine kinetische Racematspaltung !)d) während der Derivatisierung darf keine Racemisierung
des Analyten, des Reagenzes oder der Produkte auftretene) es darf kein Reinigungsschritt vor der NMR-Messung stattfinden,
da die Gefahr der Anreicherung eines Diastereomers bestehtf) das NMR-Spektrum des Analyten sollte möglichst viele
differenzierte NMR-Signale lieferng) Die optische Reinheit des Reagenzes ist limitierend
für die Bestimmung geringer Antipodenkonzentrationenh) 13C-NMR-Signale werden durch unterschiedliche NOE-Effekte
unterschiedlich groß - aber gleichartige Kohlenstoffsignalekönnen verglichen werden
Beispiel 1:
MTPA = α-Methoxy-α-trifluormethyl-phenylessigsäure
Anwendung: geeignet für Alkohole und AmineDerivate: MTPA-Ester, MTPA-AmideVorteile: - MTPA liefert nur wenige, klar unterscheidbare Signale- keine Racemisierungsgefahr- Zuordnungsregeln für die Absolutkonfigurationszuordnung bekannt
Mosher-Reagens (= MTPA)
O
ClPh
CF3MeO
(S)O
ClPh
CF3MeO
(R)
HCN Me2SO4 H2SO4
Racematspaltung als
1-Phenylethylammonium-Salz
SOCl2
O
OHPh+
CF3MeO
O
ClPh
CF3MeO
(S)
SOCl2
O
OHPh
CF3MeO
O
ClPh
CF3MeO
(R)
O
OHPh
CF3MeO
CPh
CF3MeO
NCPh
CF3HO
NOPh
CF3
Darstellung:
Derivatisierungs-Reaktion:
Die Reinigung erfolgt nur durch Extraktion und Trocknung
O
O
OMe
+ R*OHPyridin / CCl4
CF3
R*Ph
O
Cl
OMe
CF3
Ph
O
NH
OMe
+ R*NH2
Pyridin / CCl4
CF3
R*Ph
O
Cl
OMe
CF3
Ph
Reinheitsbestimmung von MTBA:mit 1-Phenylethylamin nach Amidbildung via NMR
O
NH
OMe
CF3
PhPh
Me
H
O
NH
OMe
CF3
PhPh
Me
H
O
NH
OMe
CF3
PhPh
Me
H
O
NH
OMe
CF3
PhPh
Me
H
Konformation von MTBA-Derivaten:
Beispiel 2:
Beispiel 3:
Konformation der diastereomeren Weinsäureester:
