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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR ENANTIOMER ENRICHMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/016316
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for enantiomer enrichment of a mixture made of two enantiomers of a chiral compound, the method comprising: applying the mixture made of two enantiomers of a chiral compound to a surface of a carrier material to produce a coated carrier; determining an initial optical activity value (OA0) of the coated carrier; irradiating the coated carrier with a light beam having an intensity that is at least higher than a desorption threshold of one of the enantiomers from the coated carrier, wherein, when the carrier material is achiral, the light beam is circularly polarised and, when the carrier material is chiral, the light beam is unpolarised, linearly polarised or circularly polarised; and determining a second optical activity value (OAe) of the coated carrier after irradiation, wherein the second optical activity value (OAe) differs from the first optical activity value (OA0).

Inventors:
KARTOUZIAN ARAS (DE)
HEIZ ULRICH (DE)
MORTAHEB FARINAZ (DE)
OBERHOFER KATRIN (DE)
RIEMENSBERGER JOHANN (DE)
IGLEV HRISTO (DE)
KIENBERGER REINHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/069278
Publication Date:
January 23, 2020
Filing Date:
July 17, 2019
Export Citation:
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Assignee:
KARTOUZIAN ARAS (DE)
HEIZ ULRICH (DE)
MORTAHEB FARINAZ (DE)
OBERHOFER KATRIN (DE)
RIEMENSBERGER JOHANN (DE)
IGLEV HRISTO (DE)
KIENBERGER REINHARD (DE)
International Classes:
C07B57/00; G01J1/22
Foreign References:
EP2218705A12010-08-18
US20080207944A12008-08-28
Other References:
NGUYEN LAHE HPHAM-HUY C: "Chiral Drugs: An Overview", INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOMEDICAL SCIENCE: IJBS, vol. 2, no. 2, 2006, pages 85 - 100, XP055377728
Attorney, Agent or Firm:
CORINNA VOSSIUS IP GROUP PATENT- UND RECHTSANWALTSKANZLEI (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Enantiomerenanreicherung einer Mischung (13) aus zwei Enantiomeren (11R, 11S) einer chiralen Verbindung (11), wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

Aufbringen (21) der Mischung (13) von zwei Enantiomeren (11R, 11S) einer chiralen Verbindung (11) auf eine Oberfläche eines Trägermaterials (15) zur Herstellung eines beschich teten Trägers (17),

Bestimmen (23) eines Anfangswerts einer optischen Aktivität (OAo) des beschichteten Trägers (17),

Bestrahlen (25) des beschichteten Trägers (17) mit einem Lichtstrahl mit einer Intensi- tät, die mindestens höher ist als eine Desorptionsschwelle eines der Enantiomere (11R, 11 S) vom beschichteten Träger (17), wobei, wenn das Trägermaterial (15) achiral ist, der Lichtstrahl zirkular polarisiert ist und, wenn das Trägermaterial (15) chiral ist, der Lichtstrahl unpolarisiert, linear polarisiert oder zirkular polarisiert ist, und

Bestimmen (27) eines zweiten Werts der optischen Aktivität (OAe) des beschichteten Trägers (17) nach dem Bestrahlen (25), wobei sich der zweite Wert der optischen Aktivität (OAe) vom ersten Wert der optischen Aktivität (OAo) unterscheidet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend das Wiederholen der Bestrahlung (25) und des Bestimmens (27), um einen Endwert der optischen Aktivität (OAf) des beschichteten Trägers (17) zu erhalten, wobei der Endwert einem gegebenen Wert der optischen Aktivität entspricht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei der Lichtstrahl eine Wellenlänge auf- weist, die resonant mit einem optischen Übergang der chiralen Verbindung (11) übereinstimmt, entweder durch einen Einzelphotonen- oder Multiphotonenprozess.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bestrahlung (25) eine Dauer zwischen 0,2 ns und 1000 s aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bestrahlen (25) das Bestrahlen des beschichteten Trägers (17) mit einer Leuchtdiode, einem gepulsten Laser oder einem Dau- erstrichlaser umfasst. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Bestimmen (21, 25) das

Bestimmen des Werts der optischen Aktivität durch Zirkulardichroismus, optische Rotations- dispersion, Zirkulardichroismus der zweiten Harmonischen oder optische Rotation der zweiten Harmonischen beinhaltet. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Aufträgen (21) ein Aufträgen der Enantiomerenmischung (13) aus zwei Enantiomeren (11R, 11S) durch Molekularverdamp fen, Spin-Coating, Dip-coating oder Drop-casting beinhaltet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das chirale Trägermaterial (15) zur Gruppe der Oberflächen mit hohen Millerschen Indizes von Metallen gehört, wobei die Ober flächen mit hohen Millerschen Indizes (643) und (531) Oberflächen umfassen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das achirale Trägermaterial zur Gruppe der amorphen Feststoffe oder der Oberflächen mit niedrigen Millerschen Indizes eines Metalls gehört, wobei die Oberflächen mit niedrigen Millerschen Indizes (100), (11 l) und (110) Oberflächen umfassen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Mischung (13) der beiden Enan tiomere (11R, 11S) in Pulver- oder flüssiger Form bereitgestellt wird.

Description:
VERFAHREN ZUR ENANTIOMERENANREICHERUNG

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Enantiomerenanreicherung und insbesondere auf ein neuartiges Verfahren zur Enantiomerenanreicherung einer Mischung aus zwei Enantiomeren einer chiralen Verbindung durch Anwendung optischer Verfahren.

HINTERGRUND

Enantiomere sind Moleküle, die in ihrem atomaren Aufbau und ihren Bindungen identisch sind, aber sich in der dreidimensionalen Anordnung ihrer Atome derart unterscheiden, dass sie jeweils Spiegelbilder des anderen sind. Gewöhnlich werden die beiden Enantiomere als L- und D-Enantiomere oder S- und R-Enantiomere bezeichnet. Die Trennung von Enantiomeren und die Anreicherung ihrer Mischungen ist technisch anspruchsvoll, da sie, außer in chiralen Umgebungen, identische chemische und physikalische Eigenschaften aufweisen. Ausnahmen hiervon sind die Wechselwirkungen in chiraler Umgebung oder mit polarisiertem Licht.

Die Auftrennung von Gemischen der beiden Enantiomeren von chiralen Molekülen stellt einen wichtigen Schritt in verschiedenen technischen Anwendungsbereichen, wie der Pharmain dustrie, der Kosmetikindustrie und der Biotechnologie, dar. Enantiomerentrennung ist insbe- sondere für die pharmazeutische Industrie von größter Bedeutung, da mehr als 50% der phar mazeutisch wirksamen Moleküle (Wirkstoffe) chiral sind, und 9 der 10 bedeutendsten Pharma- zeutika hinsichtlich der weltweiten Verkaufswerte chirale Wirkstoffe enthalten. Obwohl sie dieselbe chemische Struktur haben, weisen Enantiomere der meisten chiralen Wirkstoffe aus geprägte Unterschiede hinsichtlich ihrer biologischen Aktivität auf, zum Beispiel in der Phar makologie, der Toxikologie, der Pharmakokinetik oder im Stoffwechsel. Daher ist es wichtig, die Enatiomerenanreicherung razemischer Pharmazeutika (einer äquimolaren Mischung beider Enantiomere) in der pharmazeutischen Industrie voranzutreiben, um den Anteil des unge wünschten Enantiomers in der Mischung zu reduzieren (d.h. die Mischung anzureichem), oder das ungewollte Enantiomer von der Mischung komplett zu entfernen (d.h. das ungewollte Enan- tiomer abzutrennen). Des Weiteren ist es wünschenswert, eine optimale Behandlung und ange- messene therapeutische Kontrolle für den Patienten zu gewährleisten (Nguyen LA, He H, Pham-Huy C. Chiral Drugs: An OverView; International Journal of Biomedical Science: IJBS. 2006; 2(2):85-l00).

Ein üblicher Ansatz der Enantiomerenanreicherung eines Gemisches zweier Enantiomere einer chiralen Verbindung stellt die chemische Umwandlung der Enantiomere in Produkte, die durch Diastereomerbildung getrennt werden können, dar. Im Gegensatz zu Enantiomeren haben Diastereomere vollkommen unterschiedliche physikalische Eigenschaften (beispielsweise Sie- depunkt, Schmelzpunkt, NMR- Verschiebungen, Löslichkeit), so dass sie durch konventionelle Verfahren aufgetrennt werden können, wie etwa Chromatographie und Kristallisation. Diese Verfahren sind vom Stand der Technik her bekannt. Ein weiteres gebräuchliches Verfahren zur Trennung einer Mischung aus Enantiomeren ohne Diastereomerbildung stellt Chromatographie an einer chiralen stationären Phase dar, welche eine chirale Umgebung bereitstellt. In diesem Fall führt die unterschiedliche Wechselwirkung der Enantiomere mit dem Säulenmaterial zu ihrer Trennung. Die US Patentveröffentlichung Nr. 2008/0207944 Al beinhaltet ein Verfahren zur Trennung verbindungsbildender chiraler Systeme. Dieses Verfahren stellt eine Kombination zweier Pro- zesse dar, welche einen Anreicherungsschritt beinhaltet, einschließlich eines chromatographi schen Verfahrens oder einer enantio selektiven Membran, und einen Kristallisationsschritt unter Verwendung supramolekularer Komplexe.

Einer der Nachteile oder Einschränkungen der bekannten Trennungsverfahren besteht darin, dass diese Verfahren unter anderem die Wechselwirkung mit und/oder die Zugabe fremder che mischer Verbindungen miteinbeziehen, welche nach der Enatiomerenanreicherung wieder aus der Mischung abgetrennt werden müssen. Insbesondere im Bereich der pharmazeutischen Industrie müssen diese fremden chemischen Verbindungen strengstens vermieden werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Enantiomerenan reicherung einer Mischung aus zwei Enantiomeren unter Minimierung des Einsatzes fremder chemischer Verbindungen (z.B. chemischer Reagenzien) bereitzustellen, die im Gegenzug zu einer Reduktion des Kontaminationsrisikos der enantiomerisch angereicherten Mischung führt. Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch das Verfahren gemäß Anspruch 1.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Enantiomerenanreicherung einer Mischung aus zwei Enantiomeren einer chiralen Verbindung durch Anwendung optischer Ver fahren bereitgestellt, wobei der Einsatz fremder chemischer Verbindungen minimiert wird das Verfahren beinhaltet die Schritte: a) Aufträgen der Mischung aus zwei Enantiomeren einer chi- ralen Verbindung auf die Oberfläche eines Trägermaterials, um einen beschichteten Träger her zustellen, b) Bestimmung eines Anfangswerts der optischen Aktivität (OAo) des beschichteten Trägers, c) Bestrahlung des beschichteten Trägers mittels optischer Verfahren durch einen Lichtstrahl, dessen Intensität höher ist als eine Desorptionsschwelle eines der Enantiomere vom beschichteten Träger beträgt, wobei, wenn das Trägermaterial achiral ist, der Lichtstrahl zirku- lar polarisiert ist, und wenn das Trägermaterials chiral ist, der Lichtstrahl unpolarisiert, linear polarisiert, elliptisch polarisiert oder zirkular polarisiert ist, und d) Bestimmung eines zweiten Werts der optischen Aktivität (OA e ) des beschichteten Trägers nach der Bestrahlung, um den Grad der Enantiomerenanreicherung zu bestimmen. Der hier verwendete Begriff„Wert der optischen Aktivität“ bezieht sich entweder auf den Anisotropiefaktor g oder die optische Rotation des beschichteten Trägers. Der Anisotropiefak tor wird allgemein durch Gleichung (1) bestimmt, welche lautet:

worin die Parameter XLCP und XRCP j eweils entweder den optischen Absorptionsquerschnitt, den Wirkungsquerschnitt zur Erzeugung der zweiten Harmonischen (second harmonic generation) oder den Streuquerschnitt des beschichteten Trägers unter der Wechselwirkung mit links zirku lar polarisiertem Licht (left circularly polarized = LCP) und rechts zirkular polarisiertem Licht (right circularly polarized = RCP) bezeichnen. Die optische Rotation wird definiert als der Winkel zwischen den Polarisationsebenen des linear polarisierten Lichts, das auf den beschichteten Träger einfällt, und des linear polarisierten Lichts, welches vom beschichteten Träger ausfällt. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der beschichtete Träger mit einem Lichtstrahl bestrahlt, dessen Intensität mindestens die der Desorptionsschwelle eines der Enan tiomere vom beschichteten Träger beträgt. Wie Fachleute auf diesem Gebiet wissen, ist die Desorptionsschwelle einer Verbindung von einer Oberfläche eine Eigenschaft, die von den Wechselwirkungen der Verbindung mit der Oberfläche und dem für die Bestrahlung verwen- deten Lichtstrahl abhängt. Der Wert der Desorptionsschwelle variiert daher für verschiedene Kombinationen aus Verbindungen, Trägermaterialien und Lichtstrahlen. Verfahren, mit denen bestimmt werden kann, ob die Intensität des Lichtstrahls über der Desorptionsschwelle liegt, sind Fachleuten bekannt, und als solche wird davon hier ein Beispiel vorgestellt. Die optische Absorption etwa eines beschichteten Referenzträgers wird vor und nach Bestrahlung gemessen. Falls die Intensität des für die Bestrahlung verwendeten Lichtstrahls über der Desorptions- schwelle liegt, wird eine Verringerung der optischen Absorption beobachtet werden. Wenn keine solche Verringerung beobachtet wird, wird die Intensität des Lichtstrahls schrittweise erhöht. Diese Schritte werden wiederholt, bis eine Verringerung der optischen Absorption des beschichteten Referenzträgers unter Bestrahlung beobachtet wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde ein Sinn für Asymmetrie in das System eingeführt, um zum Erreichen einer Enantiomerenanreicherung eine präferierte Desorption der Enantiomere zu ermöglichen, d.h. um ein Enantiomer mit einer höheren Rate zu desorbieren als das andere. Hierzu sollte mindestens das Trägermaterial oder der Lichtstrahl asymmetrische Wechselwirkung mit den beiden Enantiomeren bieten. Folglich sollte das Trägermaterial chiral und/oder der Lichtstrahl zirkular polarisiert sein. Wenn die Asymmetrie des Systems durch ein chirales Trägermaterial vorgegeben ist, ist die Polarisation des Lichtstrahls nicht beschränkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Verfahren des Weiteren eine Wiederholung der genannten Schritte der Bestrahlung des beschichteten Trä gers und die genannte Bestimmung dessen optischer Aktivität, bis ein finaler (gewünschter) Wert der optischen Aktivität (OAf) des beschichteten Trägers erreicht ist. Der Wert der finalen (gewünschten) optischen Aktivität hängt vom erwünschten Anreicherungsgrad ab. Durch Ver- gleich des Werts der optischen Aktivität der Mischung mit der optischen Aktivität der enantio- merisch reinen Substanzen kann der absolute Anreicherungsgrad, d.h. der Enantiomerenüber- schuss der Mischung, ermittelt werden. Der maximale Anreicherungsgrad gilt gemäß der vor liegenden Erfindung für den Wert der optischen Aktivität, welcher unter weiterer Bestrahlung konstant bleibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der Lichtstrahl eine Wellenlänge, die resonant mit einer Absorptionsbande der chiralen Verbindung zusammen trifft, entweder durch Einzelphotonen- oder Multiphotonenabsorption. Indem die Wellenlänge des Lichtstrahls verändert wird, so dass sie resonant mit einer Absorptionsbande der chiralen Verbindung zusammentrifft, wird die Wechselwirkung des Lichtstrahls mit dem beschichteten Träger verstärkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der genannte Bestrah lungsschritt für eine Dauer zwischen 0,2 ns und 1000 s angewendet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die genannte Bestrahlung die Bestrahlung des beschichteten Trägers mit einer Leuchtdiode (LED), einem gepulsten Laser oder einem Dauerstrichlaser.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet die genannte Bestimmung der optischen Aktivität des beschichteten Trägers die Bestimmung der optischen Aktivität durch eine der folgenden Möglichkeiten: Messung des zirkularen Dichroismus, Mes sung der optischen Rotationsdispersion, Messung des zirkularen Dichroismus der zweiten Har monischen (second harmonic generation circular dichroism) oder Messung der optischen Rotation der zweiten Harmonischen (second harmonic generation optical rotation).

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Aufträgen der Mischung aus zwei Enantiomeren auf das Trägermaterial eines der folgenden Verfahren: Molekularverdampfen, Spin-coating, Dip-coating und Drop-casting.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehört das chirale Träger material zur Gruppe von Metalloberflächen mit großen Millerschen Indizes, wie (643) und (531) Oberflächen. Alternativ gehört in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das achi- rale Trägermaterial zur Gruppe der amorphen Festkörper oder Metalloberflächen mit kleinen Millerschen Indizes, wie (111) und (110) Oberflächen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Mischung aus zwei Enantiomeren in Pulver- oder flüssiger Form zur Verfügung gestellt.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wenden eine physikalische Herangehensweise unter Verwendung optischer Verfahren zur Enantiomerenanreicherung einer Mischung aus zwei Enantiomeren an und bieten dabei den erwünschten Vorteil, die Zugabe von fremden che mischen Verbindungen signifikant zu reduzieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUGEN

Die nicht auf die genannten Beispiele beschränkten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der beigefügten Abbildungen vollständiger erläutert, in welchen:

FIG. 1 eine schematische Illustration einer Mischung aus zwei Enantiomeren und eines Trä germaterials gemäß den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung zeigt;

FIG. 2 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Enantiomerenanreicherung gemäß den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung zeigt.

FIG. 3 im oberen Bildbereich die Intensität der erzeugten zweiten Harmonischen als Funktion der Bestrahlungszeit zeigt. Der untere Bildbereich zeigt die Veränderung der optischen Aktivität der beschichteten Glasoberfläche in Abhängigkeit von der Bestrahlungszeit.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG ANHAND EINES

BEISPIELS

Nun wird auf nicht einschränkende Ausführungsformen eines Verfahrens nach der vorliegen den Erfindung verwiesen. Den Fachleuten ist klarzumachen, dass andere Änderungen und Äquivalente im Hinblick auf die hierin offenbarten, nicht einschränkenden Ausführungsformen offensichtlich sind und dass solche Varianten als im Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung anzusehen sind.

Figur 1 veranschaulicht ein Beispiel für Komponenten zur Herstellung eines beschichteten Trä- gers (17) gemäß der vorliegenden Erfindung. Als Beispiel für eine chirale Verbindung (11) ist 1 , l'-Bi-2-naphthol (BINOL) mit seinen beiden Enantiomeren R-BINOL und S-BINOL (11R, 11S) dargestellt. Die Mischung (13) der chiralen Verbindung kann in Form einer Lösung oder eines Pulvers vorliegen. Die Zusammensetzung der Mischung (13) der Enantiomere kann alle Kombinationen von Stoffmengenanteilen der beiden Enantiomeren mit einem Enantiomeren- Überschuss (ee) im Bereich von 0 < ee < 1 aufweisen. Eine razemische Mischung, die gleiche Mengen der beiden Enantiomere enthält, weist einen ee von 0 auf, während ein reines Enan- tiomer der chiralen Verbindung einen ee von 1 aufweist. Wie der Fachmann erkennt, kann ein reines Enantiomer nicht weiter enantiomerisch angereichert werden kann. Ein Trägermaterial (15) kann chiral sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Metallober flächen mit hohen Millerschen Indizes wie (643) und (531) Oberflächen. Ebenso kann das Trä germaterial (15) achiral sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Metalloberflächen mit niedrigen Millerschen Indizes wie (100), (110) und (111) Oberflächen oder nichtkristallin wie Glas und amorphe Metalloberflächen. Ein beschichteter Träger (17) wird gemäß der vorliegen- den Erfindung durch Aufträgen der Mischung (13) der Enantiomere auf das Trägermaterial (15) hergestellt.

In Figur 2 sind nun die Schritte der Enantiomerenanreicherung nach der vorliegenden Erfin dung dargestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem ersten Schritt (21) ein beschichteter Träger (17) hergestellt. Zu diesem Zweck wird eine Mischung (13) der Enantio mere auf ein Trägermaterial (15) aufgebracht. Die Mischung (13) der Enantiomere kann mit üblichen Oberflächenbeschichtungsverfahren wie Sprühen, Spin-coating, Drop-casting, Fall gießen und Dip-coating auf das Trägermaterial (15) aufgebracht werden, vorausgesetzt, dass die Mischung (13) der Enantiomere in Form einer Lösung vorliegt. In Fällen, in denen die Mischung (13) in Form eines Pulvers oder einer Lösung vorliegt, wird Molekularverdampfüng zum Aufträgen der Mischung auf das Trägermaterial (17) verwendet.

Gemäß einem zweiten Schritt (23) des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird nach der Herstellung des beschichteten Trägers (17) ein Anfangswert der optischen Aktivität (OAo) des beschichteten Trägers (17) bestimmt. Der ermittelte Wert dient als Referenzpunkt für den Pro- zess der Enantiomerenanreicherung. Der Anfangswert der optischen Aktivität (OAo) wird ent weder durch lineare chiroptische Techniken bestimmt, wie z.B. zirkularer Dichroismus oder optische Rotationsdispersion, oder durch nichtlineare chiroptische Verfahren, wie z.B. zirkula- rer Dichroismus der zweiten Harmonischen oder optische Rotation der zweiten Harmonischen. Die Wahl des Verfahrens zum Bestimmen des Werts der optischen Aktivität des beschichteten Trägers (17) kann abhängig von der optischen Aktivität der chiralen Verbindung (11) variieren. Im Allgemeinen zeigen nichtlineare chiroptische Techniken eine höhere Empfindlichkeit als die linearen Techniken, während die linearen chiroptischen Techniken einfacher in der Imple- mentierung und Interpretation sind.

Gemäß einem dritten Schritt (25) des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird der beschich tete Träger (17) mit einem Lichtstrahl bestrahlt, der intensiv genug ist, um die Desorption min destens eines der Enantiomere (11R, 11S) vom beschichteten Träger (17) zu bewirken. Im Sys- tem wird eine Art Asymmetrie eingeführt, d.h. entweder ist das Trägermaterial (15) beim Wech selwirken mit den beiden Enantiomeren (11R, 11 S) asymmetrisch oder der Lichtstrahl ist asym metrisch, d.h. zirkular polarisiert. Dementsprechend wird der Polarisationszustand des Licht strahls in Abhängigkeit vom gewählten Trägermaterial (15) abgestimmt. Wenn das Trägerma terial (15) achiral ist, ist der Lichtstrahl zirkular polarisiert, da sonst die beiden Enantiomere (11R, 11S) mit identischen Raten vom beschichteten Träger (17) desorbiert würden. Die Hän- digkeit des Lichtstrahls bewirkt die Unterscheidung zwischen den beiden Enantiomeren (11R, 11S) in der Mischung (13). Wenn das Trägermaterial (15) chiral ist, muss der Lichtstrahl nicht zirkular polarisiert werden, da die beiden Enantiomere (11R, 11S) eine unterschiedliche Inter aktion mit dem Trägermaterial (15) aufweisen. In diesem Fall kann der Lichtstrahl unpolari- siert, linear polarisiert, elliptisch polarisiert oder zirkular polarisiert sein. Die Wechselwirkung des Lichtstrahls mit dem beschichteten Träger (17) kann verstärkt werden, wenn die Wellen länge des Lichtstrahls so abgestimmt ist, dass sie mit optischen Übergängen in der chiralen Verbindung (11) resonant ist. Diese Abstimmung kann entweder durch einen Einzelphotonen prozess oder durch einen Multiphotonenprozess erfolgen. Der Schritt des Bestrahlens (25) führt zur Enantiomerenanreicherung der den Träger beschichtenden Mischung (17), indem er die Desorption der beiden Enantiomere ( 11 R, 11 S) vom beschichteten Träger (17) mit unterschied lichen Desorptionsraten bewirkt. Die Enantiomerenanreicherung wird durch einen weiteren Schritt (27) bestätigt, mit dem ein zweiter Wert der optischen Aktivität (OA e ) des beschichteten Trägers (17) bestimmt wird, der sich vom ersten Wert der optischen Aktivität (OAo) unterschei- det.

Beispiel 1

Die Merkmale des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung werden nun anhand eines Bei- spiels beschrieben, das bevorzugte Techniken und experimentelle Ergebnisse beschreibt. Das Beispiel dient der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung und darf nicht so ausgelegt werden, dass es diese einschränkt.

Eine razemische Mischung von BINOL (2,2'-Dihydroxy-l,r-binaphthyl)-Molekülen wurde durch molekulare Verdampfung auf ein achirales Trägermaterial BK7-Glas aufgebracht, um einen beschichteten Träger herzustellen. Der beschichtete Glasträger wurde mit einem Femto- sekunden-(fs)-Lasersystem mit einer 1 kHz Repetitionsrate (Pulsdauer ~ 20 bis 50 fs, 0,6 bis 2,5 pJ/Puls) bestrahlt. Danach wurde der Zirkulardichroismus der erzeugten zweiten Harmoni schen verwendet, um den Anisotropiefaktor (optische Aktivität) des beschichteten Glasträgers zu bestimmen.

Der untere Teil von Figur 3 veranschaulicht den Wert des Anisotropiefaktors (Ag) des beschichteten Glasträgers in Abhängigkeit von der Bestrahlungszeit. Die untere horizontale Achse zeigt die Zeit in Form der verstrichenen Desorptionszeit, während die obere horizontale Linie die äquivalente Bestrahlungszeit in Form der Belichtungszeit darstellt. Wie in Diagramm 1 dargestellt, bezieht sich ein Anfangswert des Anisotropiefaktors go des beschichteten Glas- trägers (d.h. vor der Bestrahlung) zum Zeitpunkt 0 auf Ag = 0 (d.h. ee = 0).

Da ein achirales Trägermaterial (d.h. BK7-Glas) verwendet wurde, wurde das beschichtete Trä germaterial mit zirkular polarisiertem Licht bestrahlt. Die Wellenlänge des Bestrahlungsstrahls wurde auf 650 nm eingestellt, so dass seine zweite Harmonische (325 nm) mit einem optischen Übergang in BINOL-Molekülen resonant ist.

Unter Bezugnahme auf Figur 3 bezieht sich der positive Teil der Zeitachse des unteren Bildbereichs auf die verstrichene Desorptionszeit mit rechtszirkular polarisiertem (RCP) Licht, die von der Zeit 0 nach rechts zunimmt. Der negative Teil der Zeitachse bezieht sich auf links- zirkular polarisiertes (LCP) Licht (bei der auch die Beträge der Werte von 0 nach links zuneh men). In diesem Beispiel wurde der zweite Wert des Anisotropiefaktors bestimmt, nachdem der beschichtete Träger mit 100000 Laserpulsen bestrahlt wurde. Das heißt, 100 s verstrichene Desorptionszeit entsprechen 2 bis 5 ns Belichtungszeit, wie sie auf der oberen Zeitachse von Figur 3 angegeben sind. Der Schritt der Bestrahlung (die Desorption verursacht) und die anschließende Bestimmung der optischen Aktivität wurden wiederholt.

Der obere Bereich von Figur 3 zeigt die Intensität des erzeugten Signals der zweiten Har monischen in Abhängigkeit von der Desorptionszeit. Das Ergebnis zeigt, dass zum einen die Desorption der Enantiomere mit unterschiedlichen Desorptionsraten stattgefunden hat und dass zum anderen die Gesamtdesorption der beiden Enantiomere vom beschichteten Träger unab hängig von der Polarisation des Lichtstrahls ist, d.h. sie ist sowohl für RCP als auch für LCP ähnlich.

Unter Bezugnahme auf den unteren Bereich von Figur 3 ändert sich die optische Aktivität (hier Anisotropiefaktor Ag) des beschichteten Trägers bei Bestrahlung und nimmt entgegengesetzte Vorzeichen für entgegengesetzte Händigkeit des bestrahlenden Lichtstrahls an. Weiterhin ändert sich die optische Aktivität des beschichteten Trägers bei Bestrahlung schnell und erreicht nach einiger Zeit ein Plateau (~ 30 Minuten verstrichene Desorptionszeit oder gleichwertige 1800000 Laserpulse ~ 36 ns Belichtungszeit). Nach diesem Zeitpunkt ändert sich die optische

Aktivität des beschichteten Trägers nicht mehr (siehe unteren Bereich von Figur 3), obwohl die Bestrahlung immer noch eine weitere Desorption der Enantiomere vom beschichteten Träger bewirkt (siehe oberen Bereich von Figur 3). Jede beliebige Enantiomerenanreicherung zwischen dem ersten Wert und dem Endwert kann durch Wahl einer geeigneten Dauer der Bestrahlungszeit erreicht werden.

Der obere Bereich veranschaulicht die Intensität der erzeugten zweiten Harmonischen, die durch das mit einer razemischen Mischung aus BINOL-Molekülen beschichtete BK7-Glas erzeugt wird, als Funktion der Bestrahlungszeit, bestrahlt mit einem rechtszirkular polarisierten Lichtstrahl (von 0 nach rechts, positive Werte) und mit einem linkszirkular polarisierten Licht strahl (von 0 nach links, negative Werte). Die Intensität der erzeugten zweiten Harmonischen wird reduziert, wenn Moleküle vom beschichteten Glas desorbieren. Der untere Bildbereich veranschaulicht die Veränderung der optischen Aktivität der beschichteten Glasoberfläche in Abhängigkeit von der Bestrahlungszeit, die mit einem rechtszirkular polarisierten Lichtstrahl (von 0 nach rechts, positive Werte) und mit einem linkszirkular polarisierten Lichtstrahl (von 0 nach links, negative Werte) bestrahlt wird.