Desarrollo de sistemas para la electroseparación enantiomérica de compuestos quirales

Abstract

Los organismos vivos basan su fisiología en el uso de un conjunto de aminoácidos que es común a todos los seres vivos sobre la tierra. Los aminoácidos presentan dos posibles formas enantioméricas y por tanto todas las proteínas, enzimas, moléculas sintetizadas por células, y extendiendo así hasta generalizar a toda la fisiología de los seres vivos sobre la tierra se ha desarrollado en base a una de las formas isoméricas para cada especie. La introducción por parte del hombre de compuestos (alimentos, aditivos, fármacos, etc..) sintetizados por vía química, que dan como producto mezclas racémicas, genera la necesidad de separar, estudiar y controlar por separado cada uno de los enantiómeros producidos, dado que uno de ellos se metabolizará de una manera en los organismos vivos y el otro puede hacerlo de una manera diferente o directamente, no metabolizarse. En la década del '60 se produjo un suceso lamentable, de gran repercusión: el caso de la talidomida. Este fármaco se prescribía a las embarazadas como antiemético, pero luego de unos años de uso (1958-1963) se verificó un importante número de casos de malformaciones en los bebés y se prohibió. Hacia fines de los '70 se descubrió que esa droga, sintetizada químicamente como mezcla racémica, contenía una de las formas enantioméricas, la R-talidomida, que generaba el efecto deseado, mientras que la otra forma, la S-talidomida, resultaba teratogénica y generaba, durante la gestación, las malformaciones observadas en los recién nacidos. A partir de entonces se tomó conciencia de la importancia de controlar las formas enantioméricas de un compuesto quiral, lo cual generó todo un campo de investigación en las separaciones analíticas. Si bien este campo comenzó a tomar relevancia a principios de los '80 cobrando fuerza en los '90, aún hoy no existe un método, fase estacionaria o columna de uso general, con lo cual todo aporte que se pueda introducir en el tema resulta valioso. Dadas las similitudes en las propiedades físicas de las formas enantioméricas, la única manera de separar ambas formas es mediante una interacción selectiva de una de las formas con otra molécula de quiralidad definida, presente en la fase estacionaria o en la fase móvil. Debido a esto, el objetivo general planteado en el trabajo de tesis doctoral consistió en desarrollar herramientas para estudiar sistemas de asociación entre analitos y selectores quirales para su posterior utilización en la optimización de electroseparaciones enantioméricas. Para cumplir con el mismo se abordaron cuatro objetivos específicos:(I) Desarrollar un modelo teórico para estudiar el equilibrio de asociación analito-selector quiral involucrado en la separación mediante electroforesis capilar. Emplear dicho modelo para obtener constantes termodinámicas de asociación.(II) Desarrollar un método para optimizar la concentración de selector quiral para la separación simultánea de una mezcla compleja de analitos seleccionados como modelo.(III) Estudiar los mecanismos que contribuyen a la separación quiral mediante electroforesis capilar.(IV) Desarrollar métodos para fabricar columnas capilares particuladas de alta eficiencia.