Application des techniques de modelisation moleculaire a l'etude des mecanismes de retention en chromatographie liquide

par Kamal Azzaoui

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Luc Morin-Allory.

Soutenue en 1995

à Orléans .

mots clés

Résumé

Ce travail a ete consacre a l'etude du mecanisme de retention en chromatographie liquide, correspondant a des systemes specifiques et pour lesquels les theories classiques sont difficilement applicables. Nous avons utilise une approche basee sur des etudes quantitatives des relations structure-retention chromatographique (quantitative structure-retention relationships ou qsrr) afin d'expliquer le mecanisme et prevoir la retention de plusieurs familles de composes. Le principe des qsrr repose sur le calcul de plusieurs descripteurs moleculaires (electroniques, steriques, lipophiliques) qui sont ensuite relies directement par des methodes statistiques (regressions multiples, analyses en composantes principales, reseaux de neurones), a un indice de retention chromatographique. Une etude de modelisation moleculaire est necessaire pour determiner les descripteurs qui dependent de la structure et de la conformation de la molecule comme les surfaces moleculaires et les potentiels lipophilique et/ou electrostatique codes sur ces surfaces. Le sujet de cette these est consacre a trois applications de ces techniques a des cas concrets soit pour predire la retention, soit pour comprendre le mecanisme mis en jeu. Tout d'abord nous avons realise une etude quantitative de la retention de produits tests pour 18 systemes chromatographiques (3 phases stationnaires et 6 phases mobiles). Cette etude se deroule en deux etapes. Dans un premier temps nous analyserons les axes que nous avons extraits des analyses factorielles puis directement les facteurs de capacite, ce qui nous a permis de proposer un mecanisme quantifie par des equations de prediction de la retention applicable pour l'ensemble des phases mobiles utilisees. Nous avons ensuite etudie la retention de composes amphiphiles (alkylsucres) sur un systeme a polarite de phases inversee. Pour de tels systemes chromatographiques, la retention des produits etudies presente des anomalies. L'etude des conformations de ces molecules dans un solvant polaire et un solvant apolaire (modele de solvatation continue gb/sa) nous a permis de comprendre comment ces composes changent de conformation en fonction de la composition de la phase mobile et pourquoi leur retention ne suit plus les lois classiques de retention en phase inverse. Nous avons cree un programme grace auquel les zones lipophiles et les zones hydrophiles sont delimitees sur la surface de connolly de nos produits. Les aires des surfaces lipophiles sont directement reliees a un parametre experimental mettant en evidence la quantification de cette propriete. Enfin nous avons cherche a determiner la phase stationnaire la plus appropriee pour separer des isomeres de position de derives benzodioxiniques. Nous avons calcule les potentiels electrostatique et lipophilique repartis sur la surface de connolly des differents isomeres. Nous avons constate que ces isomeres se differencient nettement par leurs proprietes electroniques, plus que par leurs proprietes lipophiles, ce qui nous a amene a un choix raisonne d'un systeme ou les interactions electroniques predominent

Titre traduit

The investigation of liquid chromatographic mechanism using molecular modeling

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