Developing a Separation for Eleven Boronic Acids Using Maxpeak™ Premier Column Technology on an Arc™ HPLC System

Význam tématu

Borové kyseliny hrají klíčovou roli v syntetické chemii pro cross-couplingové reakce (Suzuki-Miyaura) a jako značkovače diolů. Jejich analýza je nezbytná pro kontrolu kvality, sledování reakcí a vývoj nových bioaktivních ligandů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout spolehlivou a rychlou separaci jedenácti běžně používaných borových kyselin pomocí HPLC systému Arc a sloupců MaxPeak Premier s minimální sekundární adsorpcí na kovových částích.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika vycházela z systematického screenovacího protokolu:

• Krok 1: srovnání retence při nízkém (formiátová kyselina) a vysokém pH (amoniakální roztok) na C18 sloupci
• Krok 2: porovnání pěti stacionárních fází (BEH C18, BEH Phenyl, BEH C8, HSS T3, CSH C18) s použitím acetonitrilu a methanolu
• Krok 3: optimalizace počáteční mobilní fáze (100 % vody) a gradientu pro zlepšení retence a rozlišení

Použitá instrumentace:

• HPLC systém Arc HPLC System
• PDA detektor 2998 PDA (UV 254 nm)
• Chromatografický software Empower 3 Feature Release 4
• Sloupce XBridge Premier BEH C18, BEH Phenyl, BEH C8; XSelect Premier HSS T3, CSH C18

Provozní podmínky: teplota sloupce 30 °C, vzorek 10 °C, injekce 3 µL, průtok 1 mL/min; mobilní fáze voda, acetonitril, methanol, aditiva formiátová kyselina/amoniak.

Hlavní výsledky a diskuse

Retence borových kyselin byla lepší při nízkém pH. Screening pěti sloupců odhalil výrazné selektivitní rozdíly; nejvhodnější byla stacionární fáze HSS T3, která umožnila nejlepší separaci polárních komponent. Optimalizovaný gradient (start 100 % vody) významně zvýšil retenci i rozlišení klíčových špiček (USP R z 2,09 na 3,43, k faktor cca 15×). Celkem bylo baseline rozlišeno všech 11 komponent pod 11 min.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou a reprodukovatelnou analýzu nejčastějších borových kyselin
• Možnost monitorování průběhu Suzuki-Miyaura reakcí a značení diolů
• Podporu QA/QC procesů v chemické a farmaceutické výrobě

Budoucí trendy a možnosti využití

Budoucí aplikace mohou zahrnovat rozšíření na jiné kovově citlivé analyty, integraci s LC–MS pro vyšší citlivost, automatizaci screeningu s využitím umělé inteligence a adaptaci protokolu na UHPLC pro zvýšení výkonu a propustnosti.

Závěr

Kombinace systematického screeningového protokolu a technologie MaxPeak Premier umožnila rychlý vývoj robustní metody pro baseline separaci 11 borových kyselin. Vybraný sloupec XSelect HSS T3 s formiátovou kyselinou v acetonitrilu splňuje požadavky rychlé analýzy a spolehlivosti.

Reference

1. Ertl P, Altmann E, Racine S, Decoret O. Which boronic acids are used most frequently for synthesis of bioactive molecules? Bioorganic Medicinal Chemistry. 2023;117:405.
2. Fossey J et al. The Development of Boronic Acids as Sensors and Separation Tools. The Chemical Record. 2012;464–478.
3. Hong P, McConville P. A Complete Solution to Perform a Systematic Screening Protocol for LC Method Development. Waters White Paper. 2018.
4. Maziarz M, McCarthy S, Wrona M. Improving Effectiveness in Method Development by Using a Systematic Screening Protocol. Waters Application Note. 2014.
5. Berthelette KD, Turner JE, Walter TH, Haynes K. Using a Systematic Screening Protocol and MaxPeak HPS Technology to Develop a UHPLC Method for the Analysis of Deferoxamine and its Forced Degradation Products. Waters Application Note. 2022.
6. Delano M et al. Using Hybrid Organic-Inorganic Surface Technology to Mitigate Analyte Interactions with Metal Surfaces in UHPLC. Anal Chem. 2021;93:5773–5781.
7. Smith K, Rainville P. Utilization of MaxPeak High Performance Surfaces and the Atlantis Premier BEH C18 AX Column to Increase Sensitivity of LC–MS Analysis. Waters Application Note. 2020.
8. Walter TH et al. Modifying the Metal Surfaces in HPLC Systems and Columns to Prevent Analyte Adsorption and Other Deleterious Effects. LCGC Supplements. 2022;28–34.
9. Subirats X, Roses M, Bosch E. On the Effect of Organic Solvent Composition on the pH of Buffered HPLC Mobile Phases and the pKa of Analytes. Sep Pur Reviews. 2007;231–255.
10. Walter TH, Alden BA, Berthelette K. Evaluation of the Base Stability of Hydrophilic Interaction Chromatography Columns Packed with Silica or Ethylene-Bridged Hybrid Particles. Separations. 2022;9:146.
11. Kadlecova Z et al. Method for evaluation of ionic interactions in liquid chromatography. J Chrom A. 2020;461:301.
12. Gritti F, Walter TH. Retention Loss of Reversed-Phase Columns Using Highly Aqueous Mobile Phases: Fundamentals, Mechanism, and Practical Solutions. LCGC International. 2021;33:40.