ITMI20010473A1 - Fasi stazionarie chirali basate su derivati dell'acido 4-ammino-3,5-dinitrobenzoico - Google Patents

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Paolo Mariotti
Luciano Navarini
Darko Kontrec
Vladimir Vinkovic
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Cooperativa Ct Ricerche Poly T
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Description

“Fasi stazionarie chirali basate su derivati dell’acido 4-ammino-3,5-dinitrobenzoico"
CAMPO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione riguarda il campo delle separazioni cromatografiche di miscele racemiche; l’invenzione descrive fasi stazionarie utilizzabili in dette separazioni.
TECNICA ANTERIORE
Sono note diverse tecniche per la separazione di enantiomeri. Esse sono ben note agli esperti del settore e comprendono la cristallizzazione frazionata di sali di racemi acidi o basici in presenza di equivalenti quantità della base o dell’acido chirale (M. Nogradi, "Stereochemistry, Basic Concepts & Applications”, Akademiai Kiado, Budapest, 1981, pp.
87-90; C. R. Bayley, N. A. Vaidya, Resolution di Racemi by Diastereomeric Salt Formations, in A. N. Collins, G. N. Sheldrake, e J. Crosby (Editors), Chirality in Industry, 1992, pp. 69-78), e la separazione di racemi dopo la conversione in miscela di diastereisomerì. Questi diastereoisomeri vengono separati sfruttando le diverse proprietà fisiche. Comunque, una volta separati, ad esempio mediante cristallizzazione su supporto achirale, i diastereoisomeri devono essere convertiti nei corrispondenti enantiomeri; il processo presenta quindi lo svantaggio di richiedere ulteriori trasformazioni chimiche (E. L. Eliel, S. H. Wilen, L. N. Meer, “Stereochemistry di Organic Compounds", John. Wiley & Sons, Ine., 1994, pp. 207-314).
Gli attuali metodi, ì cosiddetti metodi diretti, per la separazione di enantiomeri comportano esclusivamente la formazione transiente delle specie diastereomeriche. Nella principale applicazione del metodo diretto, la miscela racemica o la miscela arricchita viene fatta interagire con la fase stazionaria chirale (CSP) che viene usata in una colonna cromatografica. L’enantiomero che interagisce più fortemente con la fase stazionaria chirale ha un tempo di ritenzione (retention time) maggiore mentre l’altro enantiomero viene eluito per primo. Esempi di fasi stazionarie chirali includono i materiali chirali polimerici, principalmente i biopolimeri come ad es. i polisaccaridi e le proteine, e quelli basati su molecole organiche chirali di sintesi a basso peso molecolare legate a supporto achirale (Pirkle, W.H. e Perrin, S. "Commercially available brush-type selettori chirali for thè direct resolution of enantiomers" (in “Chiral separation by liquid cromatografia”, Ahuja, S.; Ed., ACS Symposium Series 471: 43-68, 1991) e by Welch, C. J. "Evaluation di chiral stationary phases design in thè Pirkle laboratories"; J. Chromatogr. A 666: 3-26, 1994.)
Una classe di fasi stazionarie appartenenti alle molecole organiche chirali di sintesi legate a supporto achirale comprende le fasi la cui struttura contiene quale gruppo terminale il 3,5-dinitrobenzoile (3,5DNB). Queste CSP sono descritte nella letteratura scientifica (J. Pirkle, J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 352), rivendicate in brevetti (US Patent 5,290,440) e sono inoltre disponibili in commercio. Queste fasi sono caratterizzate dalla presenza del gruppo 3,5-DNB in posizione terminale, che è l'unità esposta all'interazione con gli analiti. Essi sono rappresentati dalla formula generale A:
Alcuni esempi specifici di derivati di 3,5-DNB sono: (L)-N-(3,5-dinitrobenzoile)leucina, (L)-N-(3,5-dinitrobenzoile)fenilglicina. Il gruppo 3,5-DNB è un'unità π-acida ed è legata tramite un legame ammidico ad un α-ammino acido enantiomericamente puro. Tale struttura, sebbene efficace nella enantioseparazione di alcuni racemi, non consente l'enantioseparazione di quell’ampio numero di racemi che interagiscono con le CSP mediante interazioni aggiuntive del tipo π-π o mediante interazioni del tipo legame idrogeno.
Un'altra classe di CSP che appartiene al gruppo di fasi stazionarie basate su molecole organiche chirali di sintesi legate ad un supporto achirale comprende i derivati del 1 ,3-dicianobenzene, rappresentato dalla formula generale B:
in cui A è un gruppo chirale legato ad anello aromatico tramite un atomo di azoto, e B è un atomo di cloro o un gruppo chirale legato ad anello aromatico tramite un atomo di azoto.
Queste CSP sono disponibili commercialmente e sono state descritte nella letteratura scientifica (D. Kontrec. et al., Chirality, 2000, 12, 63-70) ed in brevetti (WO00/00464). Sono caratterizzate dalla presenza delle unità 1,3-diciano-2,5-dicloro-benzene o 1,3-diciano-5-cloro-benzene che comprendono rispettivamente due o tre gruppi ammino-sostituiti. Anche queste CSP hanno limitazioni relativamente a diverse classi di analiti separabili.
Nei tempi recenti si osserva un crescente numero di nuove miscele racemiche, dalle strutture più diverse, da risolvere in enantiomeri: ciò è dovuto tra l’altro alla aumentata capacità dell'industria di sintetizzare o estrarre nuove molecole attive, nonché agli attuali requisiti regolatori che impongono standard di purezza enantiomerica.
In questa situazione, le sopra indicate CSP il cui svantaggio principale risiede nell'impossibilità di risolvere diverse classi di analiti, risultano sempre meno gradite; per ogni separazione aumenta il rischio di impiegare CSP non idonee ed insoddisfacenti. E' dunque sempre più urgente la necessità di disporre di nuove CSP ad elevata efficacia di separazione, e capaci di risolvere ulteriori classi di analiti.
SOMMARIO
L'invenzione descrive nuove fasi stazionarie chirali contenenti selettori chirali costituiti da un’unità 4-ammino-3,5-dinitro-benzoica derivatizzata con gruppi chirali legati a supporto solido mediante gruppi spaziatori. L’invenzione comprende il processo per la preparazione di dette fasi stazionarie a partire da derivati 4-alogenati dell’acido 3,5-dinitrobenzoico, selettori chirali ottenibili come intermedi nel suddetto processo, e l’impiego delle fasi stazionarie chirali nella separazione di enantiomeri.
DESCRIZIONE DELLE FIGURE
Figura 1.a: Struttura chimica delle fasi stazionarie CSP I - CSP XI Figura 1.b: Struttura chimica delle fasi stazionarie CSP XI - CSP XIX Figura 2: Elenco di racemi testati
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE
La presente invenzione riguarda fasi stazionarie chirali (CSP) ad ampio spettro di separazione, rappresentate dalla struttura (I):
in cui:
- P è:
(i): un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, scelto tra: dove:
n è compreso tra 2 e 4, R1 è C^Cg alchile lineare o ramificato, arile; R2 è COAr o Ar, dove Ar è un gruppo arile o alchilarile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
dove:
R1 e R2 sono definiti come sopra;
(ii) oppure P è un gruppo spaziatore legato covalentemente a un supporto solido per cromatografia
■ Q è:
(i) un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, scelto tra:
dove:
R10 è H, alchile lineare o ramificato; R11 è cicloalchile, arilalchile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
dove:
R13 è H, alchile lineare o ramificato, arile, eventualmente sostituiti con è alchilarile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
dove:
R3 e R4 indipendentemente l’uno dall’altro sono alchile lineare o ramificato, arile, alchilarile, eventualmente sostituiti con
oppure R3 forma con R4 e con gli atomi di carbonio legati a R3 e R4 un anello a 5-6 termini; R5 è un gruppo arile, benzoile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
dove:
R9 è OH, oppure fenile; R17 è H oppure OH, R7 è H, C^Cg alchile lineare o ramificato, oppure R7 forma con R8 e con gli atomi di carbonio legati a R7 e R8 un anello a 5-6 termini; R8 è H, alchile lineare o ramificato, fenile, oppure R8 forma con R6 e con gli atomi di carbonio legati a R8 e R6 un anello a 5-6 termini eventualmente con carattere aromatico; R6 è H alchile lineare o ramificato, ossidrile; (ii) oppure Q è un gruppo spaziatore legato covalentemente a un supporto solido per cromatografia,
ed in cui, la suddetta formula (I) contiene sempre un gruppo chirale ed un gruppo spaziatore legato a supporto solido, definiti come sopra.
Preferibilmente il gruppo chirale è rappresentato da P ed il gruppo spaziatore è rappresentato da Q.
I suddetti gruppi chirali (siano essi P o Q) presentano sempre un atomo di carbonio asimmetrico in forma o (R) o (S).
Nella formula (I), il gruppo alchilarile è preferibilmente rappresentato dal gruppo benzile; il gruppo arile è preferibilmente rappresentato da fenile, naftile, 2,5,6-tricloro-1,3-dicianofenile o 4,5,6-tricloro-1,3-dicianofenile. Nell’ambito della formula (I) è possibile identificare cinque sottogruppi di fasi stazionarie chirali particolarmente utili allo scopo della presente invenzione.
(a) Un primo gruppo di fasi stazionarie chirali preferite è rappresentato dalla formula (I) dove:
n è 2; R1 è metile, isopropile, isobutile, fenile, benzile; R2 è 3,5-dinitrobenzoile, 2,5,6-tricloiO-1,3-dicianofenile, 4.5.6-tricloro-1,3-dicianofenile.
(b) Un secondo gruppo di fasi stazionarie chirali preferite è rappresentato dalla formula (I) dove:
è metile; R11 è cicloesile, fenile, naftile, antranile, 2.5.6-tricloro-l ,3-dicianofenile, 4,5,6-tricloro,1 ,3-dicianofenile, paranitrofenile;
(c) Un terzo gruppo fasi stazionarie chirali preferite è rappresentato dalla formula (I) dove:
è metile, fenile, isobutile; R14 è fenile, dimetilfenile;
(d) Un quarto gruppo di fasi stazionarie chirali preferite è rappresentato dalla formula (I) dove:
e R4 sono fenile o R3 forma con R4 e con gli atomi di carbonio legati a R3 e R4 un anello a 6 termini; R5 è 4,5,6-tricloro-1 ,3-dicianofenile, 2,4,6-tricloro-1 ,3-dicianofenile;
(e) Un quinto gruppo di fasi stazionarie chirali preferite è rappresentato dalla formula (I) dove:
dove:
R9 è OH, -CHR8R6 oppure fenile; R17 è H oppure OH; R7 è H, o R7 forma con R8 e con gli atomi di carbonio legati a R7 e R8 un anello a 5 termini, oppure R8 è H, metile, fenile, oppure R8 forma con R6 e con gli atomi di carbonio legati a R6 un anello a 5-6 termini avente carattere aromatico, R6 è metile, ossidrile.
Tra i gruppi (a)-(e) sopra indicati, il gruppo (a) è il più preferito.
Il gruppo spaziatore legato covalentemente ad un supporto solido per cromatografia ha preferibilmente formula
dove n è compreso tra 1 e 10; R12e R16sono (VC* alchile, CrC4 alcossi, O-R15 , dove R15 rappresenta il supporto solido per cromatografia; i gruppi spaziatori sono quindi immobilizzati al supporto solido mediante legami covalenti mono o plurifunzionali.
I gruppi spaziatori preferiti sono quelli dove R12 è uguale a R16 e rappresenta etossi, n è 3, ed R15 è un gruppo silile della silice, oppure quelli dove R12 è etossi ed R16 è -OR15-, ed R15 è un gruppo silile della silice.
II supporto solido è un supporto adatto per uso in separazioni cromatografiche ed è preferibilmente di natura inorganica. I supporti solidi per cromatografia contengono generalmente dei gruppi ossidrilici o comunque ossigenati che sono noti formare legami covalenti con opportuni gruppi funzionali ottenendo così dei supporti funzionalizzati. Pertanto, il supporto solido è legato al resto della molecola di formula (I) mediante un legame di tipo covalente che coinvolge una tra le suddette funzioni ossidrilate/ossigenate del supporto. Esempi di supporto solido inorganico sono silice, gel di silice, allumina, caolino, ossido di titanio, ossido di magnesio, silicati, polimeri sintetici.
Ulteriore oggetto della presente invenzione è costituito da un processo di produzione delle fasi stazionarie chirali di formula (I).
Nella sua realizzazione più generale, tale processo comprende i seguenti passaggi, applicabili in qualsiasi ordine:
■ introduzione di un gruppo chirale (P o Q) sull’anello di un acido 4-alo-3,5-dinitro-benzoico;
■ introduzione di un gruppo spaziatore (Q o P) sull’anello dell’acido 4-alo-3,5-dinitro-benzoico;
■ formazione di un legame covalente tra il gruppo spaziatore ed II supporto solido.
Nei suddetti passaggi, il significato di P o Q sarà scelto tra quelli descritti con (i) nella formula (I), quando si introduce un gruppo chirale; quando invece si introduce un gruppo spaziatore, il significato di P o Q sarà quello descritto con (ii) nella formula (I): preferibilmente, il significato di P è scelto tra quelli indicati con (i), mentre il significato di Q è quello descritto con (ii).
In una realizzazione più specifica e preferita del presente processo, il gruppo spaziatore viene fatto reagire prima con il supporto solido e poi, una volta collegato al supporto solido, con l’acido 4-alo-3,5-dinitrobenzoico;
Una prima esemplificazione di questa realizzazione è la seguente: A. Introduzione di un gruppo chirale (P o Q) sull’anello dell’acido 4-alo-3,5-dinitro-benzoico, con formazione del derivato amminico (dove P sostituisce l’alogeno in posizione 4 dell’anello benzoico), oppure con formazione del derivato benzammidico (dove Q reagisce con la funzione carbossiiica del suddetto acido);
B. formazione del legame covalente tra il gruppo spaziatore ed il supporto solido;
C. legame covalente tra il gruppo spaziatore legato al supporto solido come ottenuto nel passaggio B., ed il selettore chirale ottenuto nel passaggio A., detto legame essendo effettuato sulla posizione 4 dell’anello benzoico oppure sulla funzione carbossilica, a seconda di quale posizione non ha reagito con il gruppo chirale; questo passaggio consente l'ottenimento della fase stazionaria chirale.
Questa è la via di sintesi preferita per i composti di formula (I) in cui il gruppo chirale è il gruppo Q, ed il gruppo spaziatore è il gruppo P.
In una seconda esemplificazione, il processo comprende i seguenti passaggi:
A. formazione del legame covalente tra il gruppo spaziatore ed il supporto solido;
B. legame covalente del gruppo spaziatore (legato al supporto solido come ottenuto nel passaggio A) sull’acido 4-alo-3,5-dinitro-benzoico con la formazione del corrispondente derivato amminico (dove il gruppo spaziatore sostituisce l’alogeno nella posizione 4 dell’anello benzoico) oppure del derivato benzammidico (dove il gruppo spaziatore reagisce con la funzione carbossilica del suddetto acido); C. introduzione di un gruppo chirale (P o Q) sull’acido 4-alo-3,5-dinitrobenzoico modificato nel passaggio B., sulla posizione 4 dell'anello benzoico o sulla funzione carbossilica, a seconda di quale posizione non ha reagito con il gruppo spaziatore; questo passaggio consente la formazione della fase stazionaria chirale.
Questa è la via di sintesi preferita per i composti di formula (I) in cui il gruppo chirale è il gruppo P e il gruppo spaziatore è il gruppo Q.
Il reagente di partenza utilizzato per questo processo è un acido 4-alo-3,5-dinitro-benzoico, in cui l’alogeno in posizione 4 funge da gruppo uscente per successive reazioni di sostituzione nucleofìla; un esempio preferito di tale reagente è l’acido acido 4-cloro-3,5-dinitro-benzoico, disponibile commercialmente.
L’introduzione dei gruppi P e Q (siano essi chirali o spaziatori) si effettua facendo reagire l’acido 4-alo-3,5-dinitro-benzoico con un composto di formula P-NH2o di formula Q-NH2 (dove P e Q hanno i significati indicati in formula (I), ivi inclusa la configurazione stereochimica desiderata, quando P o Q rappresentano gruppi chirali). Il reagente P-NH2 sostituisce l’alogeno dell’acido 4-alo-3,5-dinitro-benzoico con la formazione del corrispondente derivato 4-amminico (formula (la)). Il reagente Q-NH2 reagisce con la funzione carbossilica dell’acido 4-alo-3,5-dinitro-benzoico, portando alla formazione del corrispondente derivato benzammidico (formula (Ib)). Le formule (la) e (Ib) sono qui sotto rappresentate:
nella formula (la), P è:
(i): un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, scelto tra:
dove:
n è compreso tra 2 e 4, R1 è C^Cgalchile lineare o ramificato, arile; R2 è COAr o Ar, dove Ar è un gruppo arile o alchilarile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
dove:
R1 e R2 sono definiti come sopra;
(ii) oppure P è un gruppo spaziatore, opzionalmente legato covalentemente a un supporto solido per cromatografia
Nella formula (Ib),
Hai è un alogeno,
Q è:
(i) un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, scelto tra:
dove:
R10 è H alchile lineare o ramificato; R11 è cicloalchile, arilalchile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra: N02, CN, CI, CH3, OCH3.
dove:
R13 è H, CrC5 alchile lineare o ramificato, arile, eventualmente sostituiti con è alchilarile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
dove:
R3 e R4 indipendentemente l’uno dall’altro sono alchile lineare o ramificato, arile, alchilarile, eventualmente sostituiti con N02, CN, CI, CH3, OCH3I oppure R3 forma con R4 e con gli atomi di carbonio legati a R3 e R4 un anello a 5-6 termini; R5 è un gruppo arile, benzoile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra: N02, CN, CI, CH3, OCH3.
dove:
R9 è OH, oppure fenile; R17 è H oppure OH; R7 è H, C^Cs alchile lineare o ramificato, oppure R7 forma con RB e con gli atomi di carbonio legati a R7 e R8 un anello a 5-6 termini; R8 è H, C^Cg alchile lineare o ramificato, fenile, oppure R8 forma con R6 e con gli atomi di carbonio legati a R8 e R6 un anello a 5-6 termini eventualmente con carattere aromatico; alchile lineare o ramificato, ossidrile; (ii) oppure Q è un gruppo spaziatore, opzionalmente legato covalentemente a un supporto solido per cromatografia.
Nella formula (la) o (Ib) il gruppo spaziatore opzionalmente legato covalentemente a un supporto solido per cromatografia ha preferibilmente formula- , dove n è compreso tra 1 e 10; sono CrC4 alchile, alcossi,
oppure R15 = R16 , oppure , oppure (nel caso in cui il gruppo spaziatore è collegato covalentemente al supporto solido), R15 rappresenta il supporto solido. Esempi di reagenti utilizzabili per introdurre i gruppi Q e P sono α-amminoacidi, a-arilalchilammine, ammidi di acidi carbossilici, amminoalcoli, arilammine, alchilammine, arilalchilammine. Esempi di reagenti specifici sono: 1-feniletilammina, prolina, (l-(naftil-l-il)etilammina, fenilalanina, fenilglicina, n-butilammina, 3,5-dimetilanilina, cicloesiletilammina, sarcosina, asparagina.
Quando P o Q rappresentano il gruppo spaziatore, il reattivo utilizzato ha formula dove n è compreso tra 1 e 10; sono C,-C4 alchile, CrC4 alcossi, O oppure R15 = R16 , oppure , oppure (nel caso in cui il gruppo spaziatore è già collegato covalentemente al supporto solido) R15 rappresenta il supporto solido. In quest’ultimo caso, un esempio di reagente utile è il Nucleosil 100-5-NH2 (“silica packings with chemically bonded NH2 polar groups” fornita da Macherey Nagel).
L’introduzione dei gruppi P o Q (siano essi chirali o spaziatori) viene condotta riscaldando i reagenti P-NH2 o Q-NH2 in solventi adatti o in loro miscele, eventualmente in presenza di un eccesso di solvente. La temperatura operativa va 20°C a 120°C ed il tempo di reazione va da 60 minuti a 80 ore. Intervallo preferito di temperatura è di 20°-70°C ed l’intervallo preferito del tempo di reazione è 2-16 ore.
Il legame tra il gruppo spaziatore ed il supporto solido si ottiene secondo reazioni chimiche note che comprendono il riscaldamento ad elevate temperature in presenza di un solvente o di miscele di solventi organici. Le condizioni preferite prevedono l’uso del toluene, il tempo di reazione è superiore alle 6 ore, preferibilmente di 16 ore, la temperatura di reazione è superiore a 30°C, preferibilmente la reazione avviene in condizioni di riflusso.
Una classe di composti interessanti ai fini dell’invenzione è costituita dai composti di formula (la) o (Ib) in cui il gruppo P (formula (la)) o Q (formula (Ib)) è un gruppo chirale come sopra definito. Tali composti, qui definiti "selettori chirali” , sono nuovi e hanno una funzione specifica sia come intermedi nella sintesi delle CSP, sia in quanto funzionano, all'interno delle CSP, come elemento di discriminazione enantiomerico. Tali selettori chirali costituiscono ulteriore oggetto dell’invenzione e sono quindi definiti dalla formula di struttura (la)
in cui:
P è scelto tra:
un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, scelto tra:
dove:
n è compreso tra 2 e 4, R1 è C^Cg alchile lineare o ramificato, arile; R2 è COAr o Ar, dove Ar è un gruppo arile o alchilarile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra: 2
dove:
R1 e R2 sono definiti come sopra;
o dalla formula di struttura (Ib),
(lb)
in cui
Hai è un alogeno,
Q è scelto tra:
un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, di formula:
dove:
alchile lineare o ramificato; R11 è cicloalchile, arilalchile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
dove:
R13 è H, Cì-Cg alchile lineare o ramificato, arile, eventualmente sostituiti con è alchilarile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
dove:
R3 e R4 indipendentemente l’uno dall’altro sono alchile lineare o ramificato, arile, alchilarile, eventualmente sostituiti con
, oppure R3 forma con R4 e con gli atomi di carbonio legati a R3 e R4 un anello a 5-6 termini; R5 è un gruppo arile, benzoile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
dove:
oppure fenile; R17 è H oppure OH; R7 è H,
alchile lineare o ramificato, oppure R7 forma con R8 e con gli atomi di carbonio legati a R7 e R8 un anello a 5-6 termini; R8 è H, alchile lineare o ramificato, fenile, oppure R8 forma con R6 e con gli atomi di carbonio legati a R8 e R6 un anello a 5-6 termini eventualmente con carattere aromatico; R6 è H, C^Cg alchile lineare o ramificato, ossidrile. Nell’ambito delle formula (la) o (Ib) è possibile identificare cinque sottogruppi di selettori preferiti in cui rispettivamente P o Q hanno i significati già sopra indicati nei sottogruppi (a)-(e), nella formula (I): particolarmente preferiti sono i selettori di formula (la), dove P ha il significato sopra indicato per il sottogruppo (a), nella formula (I).
Esempi di selettori preferiti sono elencati di seguito. I nomi in parentesi si riferiscono alle corrispondenti fasi stazionarie chirali (CSP) le cui strutture sono riportate in Figura 1.
N-( 1 R)-( 1 -feniletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide (CSP I).
N-( 1 R)-( 1 -Naftiletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide (CSP II). N-( 1 R)-(9-Antraniletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide ( CSP III). N-( 1 R)-( 1-Cicloesiletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide ( CSP IV) N-( 1 R)-[ 1 -(4-Nitrofenil)etil](4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide (CSP V)
(2R)-N-(3, 5-Dimetilfenil)-2-[(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbonilammino]propanammide (CSP VI)
(2R)-N-(3,5-Dimetilfenil)-2-[(4-cloro-3,5-dinitrofenil)carbonHammino]-2-fenilacetammide (CSP VII)
(2R)-N-(3,5-Dimetìlfenil)-2-[(4-cloro-3,5-dinitrofenil)carbonylammino]-2-isobutilacetammide (CSP Vili)
N-[( 1 R, 2R)-2-[(3, 5, 6-Tricloro)-2,4-dicianofenile)ammino]cicloesil}-4-cloro-3.5-dinitrofenil)carbossiammide (CSP XII)
N-[( 1 R, 2R)-2-(2, 3, 5- Tricloro)-4, 6-dicianoanilino)- 1, 2-difeniletil]-4-cloro-3.5-dinitrobenzammide (CSP XIII)
N-((2S,1R)-2-ldrossi-indanil)-(4-cloro-3,5-dinitrofenil)carbossiammide (CSP XIV).
N-((1R)-1 -Etil-2-idrossietil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide ( CSP XV).
N-[(1 R)-2-ldrossi-1 -(metiletil)etil](4-cloro-3, 5-dinitrofenil)-carbossiammide (CSP XVI)
N-(( 1 S, 2S)-2-ldrossi- 1 -metil-2-feniletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide ( CSP XIX)
N-[(1 R, 2R)-2-[(4-cloro)-3, 5-dinitrobenzoil)ammino]cicloesil}-4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide (CSP XX)
Le fasi stazionarie qui descritte consentono la separazione di diverse miscele racemiche di interesse commerciale ed industriale. L'utilizzo di queste fasi stazionarie chirali per la separazione enantiomerica mediante cromatografia, ed in particolare il loro uso nella preparazione di colonne per cromatografia liquida costituisce un ulteriore aspetto della presente invenzione. Il termine cromatografia liquida comprende diversi tipi di cromatografia quali ad esempio la cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC), la cromatografìa batch, la cromatografìa flash, cromatografia su strato sottile, cromatografia mediante “simulating moving bed” (SBMC), cromatografia con fluido supercritico (SCFC). Inoltre la presente invenzione comprende un metodo di separazione di miscele enantiomeriche mediante l'uso di dette fasi stazionarie chirali. La presente invenzione consente la separazione analitica e preparativa di classi di enantiomeri aventi diverse strutture chimiche. Inoltre essa consente la determinazione della composizione enantiomerica di una data miscela, ottenuta ad esempio con sintesi asimmetrica.
Il processo di separazione avviene tramite diverse interazioni efficaci che accadono tra il selettore chirale e l'enantiomero.
Secondo la presente invenzione il problema dell’inefficienza o della scarsa efficienza nella separazione di classi di racemi che si riscontra frequentemente con le CSP commercialmente disponibili, viene risolto dalla strutura chimica specifica dei nuovi seletori dell’invenzione. Senza volere essere legati per teoria, i vantaggi funzionali dei presenti seletori rispeto a quelli noti appaiono essere dovuti all’unità aromatica 3,5-dinitrobenzenica (unità π-acida forte) interposta tra gruppo chirale e gruppo spaziatore, e dove l’informazione chirale è legata all’unità aromatica π-acida o via il gruppo ammidico in posizione 1 dell’anello aromatico o via il gruppo ammino presente sulla posizione 4 dello stesso anello. In una particolare realizzazione dell’invenzione, queste struture comprendono una specifica organizzazione di unità π-acide e π-basiche (tra cui ad es. gruppo 1,3-dicianobenzenico, dimetilfenile), note anche come unità π-accetori e π-donatori, che sono separate da un’unità chirale in modo da fornire l’interazione otimale con l’enantiomero della miscela. In questo contesto, l’enantioseletività denota un interazione specifica tra il seletore chirale e l’enantiomero da separare, ad es. situazione dove un enantiomero avente spiccate proprietà (etero)aromatiche, ha un gruppo che interagisce con l’unità aromatica estesa presente nel selettore chirale, e contiene inoltre ulteriori gruppi funzionali per interagire con altri gruppi specifici del seletore chirale. Le CSP oggetto dell’invenzione consentono di effetuare efficacemente la separazione di un ampio numero di analiti racemici, che non vengono del tuto oppure vengono separati solo parzialmente dalle CPS note dello stato dell’arte.
Il processo di separazione di enantiomeri secondo l'invenzione presenta l'ulteriore vantaggio di permetere la separazione di numerosi enantiomeri senza necessità di derivatizzarli. In particolare, gli enantiomeri che vengono separati sono composti aromatici ed eteroaromatici mono- e policiclici contenenti eventualmente altri gruppi funzionali, come ad esempio gruppi idrossi, alcossi, alchiltio, carbossi, carbossialchile, ammino, alchilammino, fosfino, e fosfinossidi, composti aromatici policlici e composti eteroaromatici contenenti azoto, zolfo, o ossigeno. L'espressione “composti eteroaromatici contenenti azoto, zolfo, o ossigeno" include quei sistemi aventi un anello eterociclico che contiene almeno un atomo di azoto, zolfo, ossigeno sull’anello aromatico o sull’anello aliciclico condensato all’anello aromatico oppure su entrambi. Questa espressione quindi include eterocicli saturi e insaturi nonché anelli eteroaromatici. Tutti questi composti hanno una configurazione assoluta ( R ) o (S) e quando vengono preparati in assenza di un intervento chirale, come ad esempio un catalizzatore chirale, un biocatalizzatore chirale, o un agente ausiliario chirale in quantità stechiometrica, essi vengono ottenuti in forma racemica, che deve essere necessariamente separata nei singoli enantiomeri.
Esempi specifici di separazione di racemi mediante le fasi stazionarie dell’invenzione sono riportati nella parte sperimentale. Un’attenzione particolare viene data alla separazione di gruppi di racemi di interesse industriale e commerciale, quali ad esempio i derivati di amminoacidi, di benzodiazepine, di diidrodiazine tra cui ad es. diidropirimidine, derivati di binaftile, fosfinossidi.
Gli esempi seguenti illustrano l’invenzione, senza funzione di limitazione. PARTE SPERIMENTALE
Esempio 1.
N-( 1 R)-( 1 -Feniletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide
Alla soluzione di acido 4-cloro-3,5-dinitrobenzoico (1.00 g, 4.1 mmol) in diclorometano (30 mi) si aggiunge dicicloesilcarbodiimide (DCC, 0.84 g, 4.1 mmol) in diclorometano (10 mi). A questa soluzione si aggiunge (/?)-(+)-1-feniletilammina (0.49 g, 4.1 mmol) in diclorometano (10 mi). Dopo 16 h di mescolamento a temperatura ambiente, la dicicloesilurea viene recuperata su un filtro, il filtrato viene evaporato a secco. Si ottengono 1.40 g (98%) di polvere gialla, mp 202-203°C.
IR(KBr): 3340, 3280, 3090, 3080, 3040, 2980, 940, 2880, 1690, 1610, 1250, 1200, 1450, 1350, 1290, 1130, 1060, 1010, 920, 830, 760, 740, 720, 700 cnY1. 1H-NMR (CDCI3): 1.63 (3H, d, J = 7.0 Hz), 5.28 (1H, dt, J = 7.2, 7.0 Hz), 7.30-7.54 (5H, m), 8.96 (2H, s) e 9.47 (1H, d, J = 7.8 Hz) ppm. 13C-NMR (CDCI3): 21.96, 49.38, 121.32, 126.19, 126.94, 127.38, 128.35, 135.06, 143.88, 148.79, 160.86 ppm. Anal. elem. calcolato per: C12H12O5N3CI (mw 349.72): C 51.51, H 3.45, N 12.01%. Trovato: C 52.01, H 3.62, N 11.89%.
Esempio 2.
N-( 1 R)-( 1 -Naftiletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide
Si applica il metodo descritto nell'Esempio 1 e si utilizzano le stesse quantità molari di reagenti con la differenza che si utilizza (R)-(+)-naftiletil-ammina (0.70 g, 4.1 mmol) (invece di feniletilammina) e 2-etossi-1-etossicarbonil-1,2-diidrochinolina (EEDQ) (invece di DCC, 1.00 g, 4.1 mmol), l'acilazione viene condotta applicando le stesse condizioni dell' Esempio 1. Il prodotto viene recuperato su un filtro G-4, lavato con diclorometano ed asciugato. Sì ottengono 1 .55 g (95%) di polvere gialla, mp 127-130°C.
IR(KBr): 3600, 3380, 3230, 3120, 1790, 1700, 1600, 1495, 1210, 1070, 950, 930, 890 e 870 cnY1. 1H-NMR (DMSO-d6): 1,65 (3H, d, J = 6.64 Hz), 5.92-5.99 (1H, m), 7.33-8.76 (7H, m), 8.88 (2H, s), 9.53 (1H, d, J = 7.31 Hz) ppm. 13C-NMR (DMSO-d6): 21.26, 45.58, 122.81 , 123.03, 125.55, 125.72, 126.41, 126.90, 127.42, 127.62, 128.78, 130.44, 133.45, 124.86, 139.38, 148.78, 160.89 ppm. Anal. elem. calcolato per: C19H14O5N3CI (mw 399.77): C 57.08, H 3.52, N 10.51%. trovato: C 57.21, H 3.68, N 10.06%.
Esempio 3.
N-(1R)-(9-Antraniletil)(4-cloro-3,5-dinitrofenil)carbossiammide
Si applica il metodo descritto nell’Esempio 1 , con la differenza che si utilizza (R)-(+)-antraniletilammina (1.01 g, 4.1 mmol) anziché feniletilammina. Il prodotto viene isolato dopo evaporazione ed asciugatura a 70°C per 4 h. Si ottengono 1.18 g (64 %) di prodotto in forma di polvere gialla, mp 283-285°C.
IR(KBr): 3280, 3060, 1680. 1540, 1345, 1325, 1070, 900, e 744 cm'1. 1H-NMR (DMSO-d6): 2.05 (3H, d, J = 7.0 Hz), 6.59-6.69 (1H, m), 7.57-7.71 (4H, m), 8.20 (2H, d, J = 8.0 Hz), 8,65 (1H, s), 8.83 (2H, d, J = 8.0 Hz), 8.91 (2H, s), 10.02 (1H, s) ppm. 13C-NMR (DMSO-d6): 20.84, 46.60, 121.61, 124.61, 124.99, 125.86, 127.49, 128.57, 129.53, 131.46, 134.76, 135.24, 148.83, 161 .32. ppm. Anal. elem. calcolato per: C23H16O5N3CI (mw 449.86): C 61.41 , H 3.59, N 9.34%. Trovato: C 61.23, H 3.63, N 9.33%.
Esempio 4
N-( 1 R)-( 1 -Cicloesiletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide e
N-( 1 R)-[ 1 -(4-Nitrofenil)etil](4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide Questi selettori vengono preparati con il metodo descritto nell’ Esempio 1, con la differenza che si utilizza (,7R^-1-cicloesiletil-ammina o (1R)A-{A-nitrofenil)etil-ammina.
Esempio 5.
(2R)-2-Ammino-N-(3,5-dimetHfenil)propanammide
Questo composto è un’intermedio per la sintesi del composto dell’es. 6 Alla soluzione di N-Boc-L-alanine (1.000 g, 5.28 mmol) in diclorometano (10 mi) si aggiunge dicicloesilcarbodiimide (DCC, 1.094 g, 5.28 mmol) in diclorometano (10 mi). A questa miscela si aggiunge 3,5-dimetilanilina (0.640 g, 5.28 mmol) in diclorometano (10 mi). Dopo 16 h di mescolamento a temperatura ambiente, la dicicloesilurea viene recuperata su un filtro, il filtrato viene evaporato a secco. Si ottengono 1.41 g (91%) di polvere bianca, mp 134°-136°C. Il materiale viene disciolto in acido trifluoroacetico (5 mi) e la soluzione viene mescolata per 30 min a temperatura ambiente. La soluzione viene evaporata a secco. Il prodotto viene disciolto in metanolo (10 mi). A questa soluzione si aggiunge diclorometano (30 mi) e la soluzione viene lavata con una soluzione di carbonato di sodio 1 M (30 mi) e acqua (2 x 30 mi). La fase organica viene evaporata a secco. Si ottengono 0.64 g (63%) di prodotto in forma di olio marrone.
IR(KBr): 2980, 1720, 1220, 1450, 1400, 1370, 1250, 1160, 1070, 1020, 910, 860 e 830 cm'1. 1H-NMR (CDCI3): 1.38 (3H, d, J = 7.1 Hz), 1.62 (2H, bs), 2.28 (6H, s), 3.56 (1 H, q, J = 7.1 Hz), 6.73 (1H, s), 7.23 (2H, s), 9.39 (1H, bs). 13C-NMR (CDCI3): 20.97, 21.22, 50.87, 116.96, 125.54, 137.49, 138.42, 173,81 ppm. Anal. elem. calcolato per: C11H16ON2 (mw 192.25): C 68.71, H 8.38, N 14.57%. Trovato: C 68.79, H 8.51, N 14.53%.
Esempio 6.
(2R)-N-(3, 5-Dimetilfenil)-2-[(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbonilammino]propanammide
Alla soluzione dell’acido 4-cloro-3,5-dinitrobenzoico (1.058 g, 4.29 mmol) e EEDQ (1.062 g, 4.29 mmol) in diclorometano (25 mi) si aggiunge (2 R)-2-ammino-N-(3,5-dimetilfenil)propanammide, preparata nell'Esempio 5 (0.825 g, 4.29 mmol) in diclorometano (25 mi). Dopo 16 h di mescolamento a temperatura ambiente. Il prodotto viene recuperato su un filtro G-4 e lavato con diclorometano (30 mi). Il prodotto viene asciugato a 50°C per 4 h. Si ottengono 1.026 g (56%) di polvere giallastra, mp 202°-204°C.
IR(KBr): 3280, 3060, 1630, 1600, 1230, 1140, 1040, 970, 910, 800 e 770 cnr1. 1H-NMR (CDCI3): 1.76 (3H, d, J = 7.0 Hz), 2.50 (6H, s), 4.92 (1H, m), 6.95 (1H, s), 7.53 (2H, s), 9.04 (2H, s), 9.59 (1H, d, J = 6.8 Hz), 10.30 (1H, s) ppm. 13C-NMR (CDCI3): 17.80, 21.20, 50.63, 117.28, 121.71, 127.39, 127.64, 128.46, 128.73, 130.82, 149.36, 161.73, 163.62 ppm. Anal. elem. calcolato per: C18H17O6N4CI (mw 420.79): C 51.37, H 4.07, N 13.31%. Trovato: C 51.42, H 4.12, N 13.28%.
Esempio 7.
(2R)-N-(3,5-Dimetilfenil)-2-[(4-cloro-3,5-dinitrofenH)carbonHammino]-2isobutilacetammide e
(2R)-N-(3,5-Dimetilfenil)-2-[(4-cloro-3,5-dinitrofenil)carbonilammino]-2-fenilacetammide
Questi selettori chirali vengono preparati da L-leucina o D-fenilglicina secondo gli Esempi 5 e 6.
Esempio 8.
4-{[(1R, 2R)-2-Amminocicloesil]ammino}-2, 5, 6-tricloro-1 ,3-dicianobenzene
Alla sospensione di 2,4,5,6-tetracloro-1,3-dicianobenzene (2.0 g, 7.52 mmol) e trietilammina (5 mi) in acetonitrile (40 mi) si aggiunge una soluzione di ('7R,2/?)-diamminocicloesano (0.85 g, 7.52 mmol) in acetonitrile (10 mi). La miscela viene mescolata per 60 min at 120°C, quindi raffreddata a temperatura ambiente e si aggiunge lentamente l’acqua (10 mi). Dopo raffreddamento in frigorifero il solido viene recuperato su un filtro G-4 e lavato con acqua-acetonitrile (1:1) e con acetonitrile. Infine il prodotto viene asciugato sottovuoto su pastiglie di KOH. Si ottengono 2.32 g (89%) di polvere giallina, dee. a temp sup. di 190°C.
IR (KBr): 3340, 3300, 3120, 2960, 2920, 2860, 2220, 1600, 1280, 1480, 1450, 1400, 1360, 1350, 1270, 1240, 1220, 1190, 1100, 1070, 1040, 990, 930, 900, 870, 850, 840, 740, 730 e 610 cm'1. 1H NMR (CF3COOD): 1.16-2.25 (8H, m), 3.45 (1H, m) e 4.37 (1H, m) ppm. 13C NMR (CF3COOD): 22.26, 29.04, 32.58, 55.26, 57.12, 96.12, 104.96, 110.54, 112.77, 122.43, 141.53, 142.47, 120.57 ppm. Anal. elem. calcolato per: C14H13N4CI3 (mw 343.63): C 48.93%, H 3.81% e N 16.30%. Trovato: C 48.77%, H 4.01% i N 16.35%.
Esempio 9.
N-[ (1R, 2R)-2-[ ( 3, 5, 6- Tricloro)-2, 4-dicianofenile)ammino]cicloesil}-4-cloro-3.5-dinitrofenil)carbossiammide
La soluzione di acido 4-cloro-3,5-dinitrobenzoico (0.72 g, 2.90 mmol) e EEDQ (0.72 g, 2.90 mmol) in diclorometano (20 mi) viene mescolata per 60 min a temperatura ambiente, poi si aggiunge 4-{[(1R,2R)-2-amminocicloesil]ammino}-2,5,6-tricloro-1 ,3-dicianobenzene (1.00g, 2.90 mmol) e diclorometano (5 mi). Dopo 24 h di mescolamento a temperatura ambiente il prodotto viene recuperato su un filtro G-4 e quindi lavato con diclorometano. Per asciugatura sottovuoto su pastiglie di KOH si ottengono 1.12 g (69%) di prodotto in forma di polvere giallina, mp 201-204 °C.
IR (KBr): 3420, 3160, 3020, 2940, 2320, 1680, 1640, 1260, 1200, 1490, 1400, 1360, 1290, 1240, 1200, 1140, 1110, 1100, 1020, 975, 950, 940, 790 e 760 cnY1. 1H NMR (DMSO-d6): 1.01-2.66 (8H, m), 4.16-4.25 (2H, m), 7.05 (1H, d, J =3.1 Hz), 8.49 (2H, d, J=2.99 Hz) e 8.77 (1H, bs) ppm.
13C NMR (DMSO-d6): 24.28, 24.51 , 31.85, 32.02, 53.97, 60.26, 97.08, 113.40, 114.64, 119.97, 121.85, 126.80, 127.95, 134.71 , 138.14, 140.98, 148.66, 121.48, 161.50 ppm. Elem. anal. calcd for C21H14N605CI4 (mw 572.18): C 44.07%, H 2.46%, N 14.69%. Trovato: C 44.31%, H 2.87%, N 14.65%.
Esempio 10.
N-[(1 R, 2R)-2-(2, 3, 5-Tricloro)-4, 6-dicianoanilino)-1,2-difeniletH]-4-cloro-3. 5-dinitrobenzammide
Questo selettore viene preparato come descritto negli Esempi 8 e 9, con la differenza che si utilizza (1R,2R)- 1 ,2-difeniletano-1,2-diammina.
Esempio 11.
N-((2S, 1 R)-2-ldrossi-indanil)-(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide Alla soluzione di acido 4-cloro-3,5-dinitrobenzoico (0.500 g; 2.02 mmol) e EEDQ (0.501 g; 2.02 mmol) in tetraidrofurano anidro (12 mi) si aggiunge una soluzione di (1S,2R)-(-)~ cis-1-ammino-2-indanolo (0.302 g; 3.38 mmol) in tetraidrofurano anidro (12 mi). La miscela viene mescolata per 16 h a temperatura ambiente e quindi viene evaporata a secco. Il residuo secco viene sospeso in diclorometano (20 mi), il prodotto solido viene recuperato su filtro G-4 e lavato con diclorometano. Il prodotto viene asciugato a 50 °C per 4 h, si ottengono 0.59 g (77%) di polvere giallastra, m.p. 218-219 °C.
IR (KBr): 3240, 3050, 2880, 1630, 1220, 1340, 1280, 1050, 960, 900 e 730 cm-1. 1H NMR (DMSO-d6): 2.87 (1H, d, J = 16.1 Hz), 3.10 (1H, dd, J = 16.1, 7.0 Hz), 4.23 (1H, bs), 4.54 (1H, s), 5.40-5.51 (1H, m), 7.11-2.26 (4H, m), 8.92 (2H, s), e 9.12 (1H, d, J = 8.6 Hz) ppm. 13C NMR (DMSO-d6): 39.88, 58.36, 72.26, 121.08, 124.75, 124.95, 126.40, 127.72, 127.84, 135.44, 140.93, 141.33, 148.67, 162.54 ppm. Elem. anal. calcd. for C16H1206N3CI (mw 377.7342): C 50.87%, H 3.20%, N 11.12%. Trovato: C 50.94, H 3.28 e N 11.08%.
Esempio 12.
N-((1R)-1-Etil-2-idrossietH)(4-cloro-3,5-dinitrofenH)carbossiammide, N-[(1 R)-2-ldrossi- 1 -(metiletil)etil](4-cloro-3, 5-dinitrofenil)-carbossiammide,
N-( (1S, 2S)-2-ldrossi- 1 -metil-2-feniletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)-carbossiammide
Questi selettori chirali vengono preparati da amminoalcoli chirali secondo il metodo dell’Esempio 11.
Esempio 13.
Fase stazionaria chirale CSP-I
Una miscela del selettore chirale dell’Esempio 1 (0.60 g, 1.50 mmol) e Nucleosil 100-5NH2 (3.0 g; C 3.49%, N 1.36%) in DMF (12 mi) viene mescolata per 24 h a temperatura ambiente. La fase stazionaria chirale ottenuta viene recuperata su un filtro G-4, lavata con DMF e MeOH, ed asciugata a 50°C per 6 h. Si ottengono 3.33 g di prodotto. Elem. anal., Trovato: C 7.41, H 2.76, N 2.23%. 1.0 g di fase stazionaria chirale contiene ca 0.21 mmol di selettore legato, basato sulla percentuale di C. Esempio 14.
Fase stazionaria chirale CSP-II
La fase stazionaria chirale CSP-II viene preparata dal selettore chirale dell'Esempio 2 (0.599 g, 1.50 mmol) e Nucleosil 100-5NH2 (3.0 g) secondo la procedura dell’Esempio 13. Si ottengono 3.34 g di prodotto; elem. anal., Trovato: C 7.62, H 2.34, N 1.97%. 1.0 g di CSP-II contiene ca 0.16 mmol di selettore legato, basato sulla percentuale di C.
Esempio 15.
Fase stazionaria chirale CSP-III
La fase stazionaria chirale CSP-III viene preparata dal selettore chirale dell’ Esempio 3 (0.53g, 1.50 mmol) e Nucleosil 100-5NH2 (3.0 g) secondo la procedura dell’ Esempio 13. Si ottengono 3.29 g di prodotto; elem. anal., Trovato: C 7.41, H 2.81, N 2.25%. 1.0 g di fase stazionaria chirale III contiene ca 0.21 mmol di selettore legato, basato sulla percentuale di C.
Esempio 16.
Fasi stazionarie chirali CSP-IV e CSP-V
Queste fasi stazionarie vengono preparate dai selettori chirali dell’Esempio 4 con il metodo dell’Esempio 13.
Esempio 17.
Fase stazionaria chirale CSP-VI
La fase stazionaria chirale CSP-VI viene preparata dal selettore chirale ottenuto nell’ Esempio 6 (0.631 g, 1.50 mmol) e Nucleosil 100-5NH2 (3.0 g) secondo la procedura dell’Esempio 13. Si ottengono 3.24 g di prodotto; elem. anal., Trovato: C 7.26, H 1.42, N 1.61%. 1.0 g di CSP-VI contiene ca 0.22 mmol di selettore legato, basato sulla percentuale di C. Esempio 18.
Fasi stazionarie chirali CSP-VII e CSP-VIII
Queste fasi stazionarie vengono preparate dai selettori chirali dell’Esempio 7 secondo il metodo dell’Esempio 17.
Esempio 19.
Fase stazionaria chirale CSP-X
Una miscela di acido 4-cloro-3,5-dinitrobenzoico (0.612 g, 2.49 mmol), EEDQ (0.617 g, 2.49 mmol) e silica gel Nucleosil 100-5 NH2 (2.572 g) in tetraidrofurano anidro (12 mi) viene mescolata per 18 h a temperatura ambiente. La silica gel modificata viene recuperata su un filtro G-4, lavata con tetraidrofurano e metanolo, ed asciugata a 70°C per 4 h. Il materiale (2.78 g) viene sospeso in diclorometano (12 mi) si aggiunge quindi l’etilendiammina (3 mi). La sospensione viene mescolata per 1 h a temperatura ambiente ed il prodotto viene recuperato su filtro G-4. La silica modificata così ottenuta viene lavata con diclorometano e metanolo ed asciugata a 70°C per 4 h. Una miscela del materiale (2.800 g), N-(3,5-dinitrobenzoil)-D-fenilglicina (0.464 g, 1.34 mmol) e EEDQ (0.332 g, 1.34 mmol) in tetra idrofura no anidro (10 mi) viene mescolata per 24 h a temperatura ambiente. La fase stazionaria chirale viene recuperata su un filtro G-4, lavata con tetraidrofurano e metanolo ed asciugata a 70 °C per 4 h. Si ottengono 2.98 g di prodotto; elem. anal., Trovato: C 11.14%, H 1.44%, N 2.99%. 1.0 g di fase stazionaria contiene ca 0.28 mmol di selettore legato, basato sulla percentuale di C. Esempio 20.
Fasi stazionarie chirali CSP-IX e CSP-XI
Queste fasi stazionarie vengono preparate da N-(3,5-dinitrobenzoile)-L-alanine e N-(3,5-dinitrobenzoile)-L-leucina con il metodo dell’Esempio 19.
Esempio 21.
Fase stazionaria chirale CSP-XII
La fase stazionaria chirale CSP-XII viene preparata dal selettore chirale dell’Esempio 9 (0.858 g, 1.50 mmol) e Nucleosil 100-5NH2 (3.0 g) secondo l’Esempio 13. Si ottengono 3.30 g di prodotto; elem. anal., Trovato: C 7.28, H 1.95, N 2.55, CI 2.84%. 1.0 g di fase stazionaria chirale contiene ca 0.27 mmol di selettore legato, basato sulla percentuale di C.
Esempio 22.
Fase stazionaria chirale CSP-XIII
Questa fase stazionaria viene preparata come descritto nell’Esempio 21, con la differenza che si utilizza il selettore chirale dell’Esempio 10.
Esempio 23.
Fase stazionaria chirale CSP-XIV
La fase stazionaria chirale CSP-XIV viene preparata da selettore chirale dell’Esempio 11 (0.566 g, 1.50 mmol) e Nucleosil 100-5NH2 (3.0 g) secondo l’Esempio 13. Si ottengono 3.26 g di prodotto; elem. anal., Trovato: C 6.90, H 1.23, N 1.57%. 1.0 g di fase stazionaria chirale contiene ca 0.21 mmol di selettore legato, basato sulla percentuale di C. Esempio 24.
Fasi stazionarie chirali CSP-XV-CSP-XIX
Queste fasi stazionarie vengono preparate dai selettori chirali dell’Esempio 12 secondo il metodo dell’Esempio 23.
Esempi di separazione di miscele racemiche con le fasi stazionarie chirali dell’invenzione (es.25-es.36)
Procedura generale applicata negli Esempi 25-36 per la separazione di miscele racemiche usando colonne HPLC column contenenti le fasi stazionarie chirali dell’invenzione
Si utilizzano una pompa Knauer WellChrom Maxi-Star K-1000 (Knauer GmbH, Berlin, Germany) con un iniettore Knauer HPLC 6-port-valve ed un loop di 20 μΙ. La misura viene fatta a 254 nm con un detector Knauer WellChrom K-2500. L’integrazione dei picchi dei cromatogrammi viene eseguita con il pacchetto BDS sditware (Barspec Ltd., Rehovot, Israel).
L’impaccamento delle colonne HPLC, acquistate da Max Stevenson (Berlin, Germany, dimensione 150 x 4.6 mm) viene eseguito con la tecnica "slurry” usando una pompa pneumatica per HPLC Knauer. L’nesano, 2-propanolo, diclorometano ed altri solventi usati per HPLC con purezza analitica della J. T. Baker, vengono ridistillati prima dell’uso. Il volume morto della colonna è stato misurato con 1 ,3,5-tri-tertbutilbenzene. Le strutture dei racemi testati sono mostrate nella figura 2. Esempio 25
Separazione di miscele racemiche di derivati di amminoacidi (R-17-R-24) con CSP-II, CSP XIV, CSP VI
Le colonne cromatografiche per HPLC vengono riempite con le CSP e diverse miscele racemiche di derivati di amminoacidi vengono separate. La fase mobile ultilizzata è 20% di 2-propanolo in n-esano con flusso 1.0 ml/min. I due enantiomeri di ogni miscela vengono risolti ed il cromatogramma presenta due picchi separati simmetrici con fattore di separazione (separation factor) (a) e fattore di risoluzione (resolution factor) (Rs) mostrati in Tabella 1.
TABELLA 1.
Composti rappresentativi di derivati di amminoacidi sono efficacemente separati mediante diverse CSP. In particolare si evidenzia la separazione molto buona di R-19 con CSP-VI.
Esempio 26
Separazione di miscele racemiche di diidropirimidine (R-28 - R-32) con CSP-VI, esp ili , CSP XIV
Le colonne cromatografiche per HPLC vengono riempite con le CSP e diverse miscele racemiche di farmaci usati nel controllo della pressione sanguigna vengono separati usando n-esano/2-propanolo/acido acetico (80:20:1) quale fase mobile al flusso di 1.0 ml/min. I due enantiomeri di ogni miscela vengono risolti ed il cromatogramma presenta due picchi separati simmetrici con fattore di separazione (separation factor) (a) e fattore di risoluzione (resolution factor) (Rs) mostrati in Tabella 2.
TABELLA 2.
Separazioni molto efficaci sono state ottenute per diverse miscele racemiche appaienti a questa classe di farmaci.
Esempio 27.
Separazione di miscele racemiche con CSP-II
I due enantiomeri di ogni miscela vengono risolti ed il cromatogramma presenta due picchi separati simmetrici con fattore di separazione (separation factor) (a), fattore di risoluzione (resolution factor) (Rs) tempo di ritenzione (retention time) dell’enantiomero e fattori di capacità (capacity factors) (k^, k’2 ) mostrati in Tabella 3. La fase mobile ultilizzata è 20% di 2-propanolo in n-esano con flusso 1.0 ml/min.
TABELLA 3.
Da questi dati si evince che la fase stazionaria CSP-II consente di ottenere un’eccellente separazione non solo di derivati di DNB di amminoacidi, come visto all’Esempio 26, ma anche di composti contenenti altri gruppi ammidici.
Esempio 28.
Separazione di miscele racemiche con CSP-III
I due enantiomeri di ogni miscela vengono risolti ed il cromatogramma presenta due picchi separati simmetrici con fattore di separazione (separation factor) (a), fattore di risoluzione (resolution factor) (Rs) tempo di ritenzione (retention time) dell’enantiomero R1 e R2 ( tR1 , t^) e fattori di capacità (capacity factors) (k',. k’2 ) mostrati in Tabella 4. La fase mobile ultilizzata è 1 % di metanolo in n-esano/diclorometano (100:30) con flusso 1.0 ml/min.
TABELLA 4.
a Fase mobile: n-esano/2-propanolo (8:2).
Da questi dati si evince che la fase stazionaria CSP-III consente la separazione di diverse miscele racemiche strutturalmente diverse.
Esempio 29.
Separazione di miscele racemiche con CSP-XII
I due enantiomerì di ogni miscela vengono risolti ed il cromatogramma presenta due picchi separati simmetrici con fattore di separazione (separation factor) (a), fattore di risoluzione (resolution factor) (Rs) tempo di ritenzione (retention time) deH'enantiomero R1 e R2 ( tR1 , t^) e fattori di capacità (capacity factors) (k'1t k’2) mostrati in Tabella 5.
TABELLA 5
3 Fase mobile: 98% n-esano/2-propanolo (8:2), 2% acido acetico; 1 ml/min.
b Fase mobile: n-esano/2-propanolo (9:1 ); 2 ml/min.
c Fase mobile: 99% n-esano/2-propanolo (9:1 ), 1 % acido acetico; 1 ml/min.
d Fase mobile: n-esano/2-propanolo (8:2); 1 ml/min.
Esempio 30.
Separazione di warfarina (R-3) con CSP-III
La warfarina (R-3) viene efficacemente separata usando n-esano/2-propanolo/acido acetico (80:20:1 ) quale fase mobile, al flusso di 1.0 ml/min. I due enantiomeri sono separati con a = 1.24, Rs = 4.09, tR1 = 14.12 min e tR2 =16.33 min.
Esempio 31.
Separazione di 3,5-dinitrobenzoil-leucina (R-19) con CSP-VI
I due enantiomeri di 3,5-dinitrobenzoil-leucina sono separati con tR1 =7.18 min e tR2 =25.87 min usando n-esano/diclorometano/metanolo (100:30:1 ) quale fase mobile, al flusso di 2.0 ml/min.
Esempio 32.
Separazione di miscele racemiche di 2,2'-bis(difenilfosfino)-1 ,1'-binaftalene (R-5, BINAPO) con CSP-X.
Una separazione straordinaria di BINAPO (R-5) si ottiene con la CSP-X usando n-esano/2-propanolo (50:50) quale fase mobile, al flusso di 2.0 ml/min. I due enantiomeri sono separati con a = 2.37, Rs = 3.88, tR1 = 6.0 min e tR2 =11.87 min.
Questo processo può essere di utilità anche per la separazione e l’analisi del catalizzatore BINAP (2,2'-bis(difenilfosfinil)-1 , 1 ’-binaftalene), catalizzatore molto usato, in quanto BINAP viene facilmente ossidato a BINAPO senza racemizzare, e BINAPO viene anche facilmente ridotto nuovamente a BINAP.
Esempio 33.
Separazione di benzodiazepine (R-7) con CSP-XIV
La miscela racemica R-7 viene separata usando nesano/diclorometano/metanolo (100:30:1) quale fase mobile, al flusso di 2.0 ml/min. I due enantiomeri sono separati con tR1 36.82 min e tR243.20 min.
Esempio 34.
Separazione di R-4 con CSP-XI
La miscela racemica viene separata usando nesano/diclorometano/metanolo (100:30:1) quale fase mobile, al flusso di 1.0 ml/min. I due enantiomeri sono separati con a = 1.20, Rs =2.35 Esempio 35.
Separazione di R-1 con CSP-VI e CSP-IX
I due enantiomeri della miscela vengono risolti ed il cromatogramma presenta due picchi separati simmetrici con fattore di separazione (separation factor) (a), fattore di risoluzione (resolution factor) (Rs) mostrati in Tabella 6.
TABELLA 6.
3 Fase mobile: n-esano/2-propanolo (9:1); 1 ml/min.
b Fase mobile: n-esano/diclorometano/metano (100:30:1); 1 ml/min.
Esempio 36.
Separazione di R-26 con CSP-XIV
La miscela racemica viene separata usando n-esano/2-propanolo (9:1) quale fase mobile, al flusso di 1.0 ml/min. I due enantiomeri sono separati con a = 1.10, Rs =1.03.
I dati qui esposti evidenziano che le fasi stazionarie chirali dell'invenzione consentono di separare efficientemente una larga gamma di analiti racemici. Tra gli analiti separati hanno particolare rilevanza gli analiti indicati con R-1, R-5 (BINAPO), R-25, R-26, R-28, R-29, R-30, R-31, R-32 (v. figura 2): tali analiti non erano separabili né da fasi stazionarie commerciali a base di derivati del 3,5-DNB (in particolare, dal derivato della fenilglicina, Chiral-2, Macherey Nagel)), né da quelle a base di derivati del 1 ,3-dicianobenzene. Pertanto, le CSP secondo l’invenzione, oltre ad avere un ampio spettro generale di impiego, hanno permesso per la prima volta la separazione dì elevato numero di analiti non ancora separabili mediante le CSP note.

Claims (25)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Fase stazionaria chirale rappresentata dalla struttura (I):
    (I) in cui: - P è: (i): un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, scelto tra: dove: n è compreso tra 2 e 4, R1 è CrC5 alchile lineare o ramificato, arile; R2 è COAr o Ar, dove Ar è un gruppo arile o alchilarile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
    dove: R1 e Rz sono definiti come sopra; (ii) oppure P è un gruppo spaziatore legato covalentemente a un supporto solido per cromatografia Q è: (i) un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, scelto tra: dove: R10 è H, C^Cj alchile lineare o ramificato; R11 è cicloalchile, arilalchile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
    dove: alchile lineare o ramificato, arile, eventualmente sostituiti con N è alchilarile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra: N
    dove: R3 e R4 indipendentemente l’uno dall’altro sono alchile lineare o ramificato, arile, alchilarile, eventualmente sostituiti con
    oppure R3 forma con R4 e con gli atomi di carbonio legati a R3 e R4 un anello a 5-6 termini; R5 è un gruppo arile, benzoile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra: N
    dove: oppure fenile; R17 è H oppure OH, R7 è H,
    alchile lineare o ramificato, oppure R7 forma con R8 e con gli atomi di carbonio legati a R7 e R8 un anello a 5-6 termini; R8 è H lchile lineare o ramificato, fenile, oppure R8 forma con R6 e con gli atomi di carbonio legati a R8 e R6 un anello a 5-6 termini eventualmente con carattere aromatico; R6 è H, alchile lineare o ramificato, ossidrile; (ii) oppure Q è un gruppo spaziatore legato covalentemente a un supporto solido per cromatografia, ed in cui, la suddetta formula (I) contiene sempre un gruppo chirale ed un gruppo spaziatore legato a supporto solido per cromatografia, come sopra definiti.
  2. 2. Fase stazionaria in accordo con la rivendicazione 1, dove P è un gruppo chirale e Q è un gruppo spaziatore legato a supporto solido per cromatografia.
  3. 3. Fase stazionaria in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni 1-2, dove i gruppi alchilarilici sono rappresentati dal gruppo benzilico,
  4. 4. Fase stazionaria in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, dove i gruppi arilici sono rappresentati da fenile, naftile, 2,5,6-tricloro-1 ,3-dicianofenile o 4,5,6-tricloro-1,3-dicianofenile.
  5. 5. Fase stazionaria in accordo con la rivendicazione 1, dove , n è 2; R1 è metile, isopropile, isobutile, fenile, benzile; R2 è 3,5-dinitrobenzoile, 2, 5, 6-tricloro-1 ,3-dicianofenile, 4.5.6-tricloro-1 ,3-dicianofenile.
  6. 6. Fase stazionaria in accordo con la rivendicazione 1 , dove è metile; R11 è cicloesile, fenile, naftile, antranile, 2.5.6-tricloro-1 ,3-dicianofenile, 4,5,6-tricloro,1 ,3-dicianofenile, paranitrofenile.
  7. 7. Fase stazionaria in accordo con la rivendicazione 1 , dove R13 è metile, fenile, isobutile; R14 è fenile, dimetilfenile;
  8. 8. Fase stazionaria in accordo con la rivendicazione 1, dove , R3 e R4 sono fenile o R3 forma con R4 e con gli atomi di carbonio legati a R3 e R4 un anello a 6 termini; R5 è 4,5,6-tricloro-1 ,3-dicianofenile, 2,4,6-tricloro-1 ,3-dicianofenile;
  9. 9. Fase stazionaria in accordo con la rivendicazione 1 , dove in cui: R9 è OH, -CHR8R6 oppure fenile; R17 è H oppure OH; R7 è H, o R7 forma con R8 e con gli atomi di carbonio legati a R7 e R8 un anello a 5 termini, oppure R8 è H, metile, fenile, oppure R8 forma con R6 e con gli atomi di carbonio legati a R6 un anello a 5-6 termini avente carattere aromatico, R6 è metile, ossidrile.
  10. 10. Fase stazionaria in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni 1-9, dove il gruppo spaziatore legato covalentemente ad un supporto solido per cromatografia ha formula -(CH2)n -Si-(R12)(R16)-0-R15 , dove n è compreso tra 1 e 10; R12e R16sono CrC4 alchile, CrC4 alcossi, O-R15 , ed R15 rappresenta il supporto solido per cromatografia.
  11. 11. Fase stazionaria in accordo con la rivendicazione 10, dove R12 è uguale a R16 e rappresenta etossi, n è 3, ed R15 è un residuo silile della silice, oppure R12 è etossi ed R16 è -OR15-, ed R15è un residuo silile della silice
  12. 12. Fase stazionaria in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni 1-11 , dove il supporto solido è di natura inorganica.
  13. 13. Fase stazionaria in accordo con le rivendicazioni 1-12, dove il supporto solido è scelto tra silice gel di silice, allumina, caolino, ossido di titanio, ossido di magnesio, silicato, polimeri sintetici.
  14. 14. Processo di produzione delle fasi stazionarie chirali descritte nelle rivendicazioni 1-13, comprendente i seguenti passaggi, applicabili in qualsiasi ordine: ■ introduzione di un gruppo chirale (P o Q) sull’anello di un acido 4-alo-3,5-dinitro-benzoico; ■ introduzione di un gruppo spaziatore (Q o P) sull'anello dell’acido 4-a lo-3 , 5-d initro-benzoico ; ■ formazione di un legame covalente tra il gruppo spaziatore ed il supporto solido.
  15. 15. Processo in accordo con la rivendicazione 14, realizzato a partire dall’acido 4-cloro-3,5-dinitro-benzoico.
  16. 16. Processo in accordo con le rivendicazioni 14-15, in cui il gruppo spaziatore viene fatto reagire prima con il supporto solido e poi con l’acido 4-cloro-3,5-dinitro-benzoico.
  17. 17. Selettore chirale per la produzione delle fasi stazionarie descritte nelle rivendicazioni 1-13, detto selettore avente formula (la) o (Ib)
    in cui: P è scelto tra: un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, scelto tra: dove: n è compreso tra 2 e 4, R1 è C^Cg alchile lineare o ramificato, arile; R2 è COAr o Ar, dove Ar è un gruppo arile o alchilarile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra:
    dove: R1 e R2 sono definiti come sopra; Hai è un alogeno, Q è scelto tra: un gruppo chirale in forma enantiomericamente pura, di formula: dove: R10 è H, CrC5 alchile lineare o ramificato; R11 è cicloalchile, arilalchile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra: N02, CN, CI, CH3, OCH3. dove: R13 è H, CrC5 alchile lineare o ramificato, arile, eventualmente sostituiti con N02, CN, CI, CH3, OCH3. , R14 è alchilarile, arile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra: N02, CN, CI, CH3, OCH3. dove: R3 e R4 indipendentemente l’uno dall’altro sono C^Cg alchile lineare o ramificato, arile, alchilarile, eventualmente sostituiti con N02, CN, CI, CH3, OCH3., oppure R3 forma con R4 e con gli atomi di carbonio legati a R3 e R4 un anello a 5-6 termini; R5 è un gruppo arile, benzoile, eventualmente sostituiti con uno o più gruppi scelti tra: N02, CN, CI, CH3, OCH3. dove: R9 è OH, -CHR8R6 oppure fenile; R17 è H oppure OH; R7 è H, CrC5 alchile lineare o ramificato, oppure R7 forma con R8 e con gli atomi di carbonio legati a R7 e R8 un anello a 5-6 termini; R8 è H, CrC5 alchile lineare o ramificato, fenile, oppure R8 forma con R6 e con gli atomi di carbonio legati a R8 e R6 un anello a 5-6 termini eventualmente con carattere aromatico; R6 è H, C^Cg alchile lineare o ramificato, ossidrile.
  18. 18. Selettore chirale in accordo con la rivendicazione 17, formula (la) dove P è n è 2; R1 è metile, isopropile, isobutile, fenile, benzile; R2 è 3,5-dinitrobenzoile, 2,5,6-tricloro-1,3-dicianofenile, 4,5,6-tricloro-l ,3-dicianofenile.
  19. 19. Selettore chirale in accordo con la rivendicazione 17, formula (Ib), dove R10 è metile; R11 è cicloesile, fenile, naftile, antranile, 2,5,6-tricloro-1 ,3-dicianofenile, 4,5,6-tricloro, 1 ,3-dicianofenile, para-nitrofenile.
  20. 20. Selettore chirale in accordo con la rivendicazione 17, formula (Ib), dove R13 è metile, fenile, isobutile; R14 è fenile, dimetilfenile.
  21. 21. Selettore chirale in accordo con la rivendicazione 17, formula (Ib), dove Q è R3 e R4 sono fenile o R3 forma con R4 e con gli atomi di carbonio legati a R3 e R4 un anello a 6 termini; R5 è 4,5,6-tricloro-1 ,3-dicianofenile, 2,4,6-tricloro-1 ,3-dicianofenile;
  22. 22. Selettore chirale in accordo con la rivendicazione 17, formula (Ib), dove: R9 è CHR8R6, fenile; R7 è H, o R7 forma con R8 e con gli atomi di carbonio legati a R7 e R8 un anello a 5 termini, oppure R8 è H, metile, fenile, oppure R8 forma con R6 e con gli atomi di carbonio legati a R6 un anello a 5-6 termini avente carattere aromatico, R6 è metile, ossidrile.
  23. 23. Selettore chirale in accordo con la rivendicazione 17, scelto tra: N-(1R)-(1-feniletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide, N-(1R)-(1-Naftiletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide, N-(1R)-(9-AntraniletH)(4-cloro-3,5-dinitrofenil)carbossìammide, N-( 1R)-(1 -Cicloesiletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide, N-( 1 R)-[ 1 -(4-Nitrofenil)etil](4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide, (2R)-N-(3, 5-Dimetilfenil)-2-[(4-cloro-3, 5 dinitrofenil)carbonilammino] propanammide, (2R)-N-(3, 5-Dimetilfenil)-2-[(4-cloro-3,5-dinitrofenil)carbonylammino]-2-isobutilacetammide, (2R)-N-(3,5-Dimetilfenil)-2-[(4-cloro-3,5-dinitrofenH)carbonilammino]-2-fenilacetammide, N-[( 1 R, 2R)-2-[(3, 5, 6- Tricloro)-2, 4-dicianofenile)ammino]cicloesil}-4-cloro-3.5-dinitrofenH)carbossiammìde, N-[( 1 R, 2R)-2-( 2, 3, 5- Tricloro)-4, 6-dicianoanilino)-1,2-difeniletil]-4-cloro-3. 5-dinitrobenzammide, N-((2S, 1 R)-2-ldrossi-indanil)-(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide, N-((1 R)- 1 -Etil-2-idrossietil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide, N-[( 1 R)-2-ldrossi- 1 -(metiletìl)etH](4-cloro-3, 5-dinitrofenil)-carbossiammide, N-((1S, 2S)-2-ldrossi- 1 -metil-2-feniletil)(4-cloro-3, 5-dinitrofenil)carbossiammide.
  24. 24. Uso delie fasi stazionarie chirali descritte in una qualsiasi delle rivendicazioni 1-13 nella separazione cromatografica analitica o preparativa di enantiomeri o miscele di racemi
  25. 25. Uso in accordo con la rivendicazione 24, dove la separazione è condotta mediante cromatografia liquida, HPLC, SMBC, SCFC.
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