Etude des différentes CDs

Ces analyses ont été effectuées avec des solutions de composition H2O/ACN (20/80) contenant 10 mM d’acétate d’ammonium, 10 µM de la CD étudiée et 50 µM de chacun des solutés. Les figures 4.18, 4.19 et 4.20 montrent les spectres obtenus avec les différentes CDs.

Les rapports m/z des différents adduits ammonium détectés sont en annexe VI.

Figure 4.18. Spectres ESI-SM de solutions de complexes.

Conditions : H2O/ACN (20/80), [NH4CH3CO2] = 10 mM, [CD] = 10 µM, [5M5PH] = [Hexobarbital] = 50 µM ; tension de cône : 55 V ; débit : 20 µL/min.

[CD+NH4]⁺ [CD+2NH4]²⁺ [CD+NH4]⁺ [CD+M+NH4]⁺ [CD+H+NH4]⁺ [MH+NH4]⁺ [MH+H+NH4]⁺

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Références bibliographiques : p 160 - 161. 153

Figure 4.19. Spectres ESI-SM de solutions de complexes.

Conditions identiques à celles de la figure 4.18.

Figure 4.20. Spectres ESI-SM de solutions de complexes.

Conditions identiques à celles de la figure 4.18. [CD+NH4]⁺ [CD+M+NH4]⁺ [CD+H+NH4]⁺ [CD+NH4]⁺ [CD+M+NH4]⁺ [CD+H+NH4]⁺ [CD+NH4]⁺ [CD+M+NH4]⁺ [CD+H+NH4]+

On peut noter que ces spectres ne montrent pas de fragments, ni d’espèces dichargées, à l’exception de la TM-β-CD (DS 3) (figure 4.18) qui, comme nous l’avons vu lors de l’analyse des CDs seules, a une forte affinité pour les ions NH4⁺ à cause de ses nombreux groupes méthyle. Pour les mêmes raisons, l’intensité des pics correspondant aux CDs monochargées augmente avec le DS : le pic de la β-CD est le moins intense, celui de la TM-β-CD est le plus intense et ceux des Me-β-CDs de DS 0,7, 1,8, 2,0 et 2,1 ont des intensités intermédiaires (figures 4.18, 4.19 et 4.20).

Une solution contenant le maltoheptaose (MH) a été analysée dans les mêmes conditions afin de pouvoir comparer le spectre obtenu avec celui de la β-CD native (figure 4.18). Le maltoheptaose est l’homologue linéaire de la β-CD native et peut être utilisé pour tenter d’évaluer la présence et l’importance des interactions non spécifiques [8, 15]. Cette molécule ne possède pas de cavité et est donc incapable de former des complexes d’inclusion mais elle possède autant de groupes hydroxyle que la β-CD ce qui lui permet de former des liaisons hydrogène. La figure 4.18 montre un pic correspondant au complexe du maltoheptaose avec l’hexobarbital. Cela signifie que le complexe β-CD-hexobarbital peut lui aussi être dû en partie à des interactions non spécifiques. Par contre, le complexe du maltoheptaose avec la 5M5PH n’apparaît pas.

Le spectre de la TM-β-CD (DS 3) ne montre aucun complexe, que ce soit avec la 5M5PH ou avec l’hexobarbital.

On peut constater que quelque soit la CD utilisée, les complexes de la 5M5PH sont plus intenses que ceux de l’hexobarbital (figure 4.18, 4.19 et 4.20), ce qui ne reflète pas ce que nous avons observé en solution. En effet, les expériences de partage et les analyses CPL menées au chapitre 3 ont montré que l’hexobarbital est plus complexé par ces CDs que la 5M5PH.

Afin de faciliter l’interprétation des spectres et de comparer plus aisément la complexation des différents dérivés présents au sein de chaque mélange de CDs, nous avons défini le rapport de complexation comme étant égal au rapport de l’intensité d’un complexe sur l’intensité du dérivé correspondant. Ainsi pour un dérivé portant 14 groupes méthyle, le rapport de complexation sera, pour l’hexobarbital :

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Les rapports de complexation ont été calculés pour les dérivés présents au sein de chaque mélange de CDs et pour les deux solutés. Chaque solution a été infusée trois fois afin d’obtenir trois spectres. Le rapport de complexation des différents dérivés a été calculé pour chacun de ces spectres et les trois valeurs obtenues ont été moyennées. Les résultats sont représentés à la figure 4.21.

Me-β -CD DS 0,7 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

3Me 4Me 5Me 6Me 7Me Nombre de groupes méthyle des dérivés

R^C Rc(M) Rc(H) DM-β -CD DS 1,8 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250

10Me 11Me 12Me 13Me 14Me Nombre de groupes méthyle des dérivés

R^C Rc(M) Rc(H) DM-β -CD DS 2,0 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250

13Me 14Me 15Me 16Me Nombre de groupes méthyle des dérivés

R^C Rc(M) Rc(H) DM-β -CD DS 2,1 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250

13Me 14Me 15Me 16Me Nombre de groupes méthyle des dérivés

R^C

Rc(M) Rc(H)

Figure 4.21. Rapports de complexation des différents dérivés présents au sein de chaque mélange.

Conditions identiques à celles de la figure 4.18. M = 5M5PH ; H = hexobarbital. Chaque point est la moyenne des valeurs obtenues lors de trois analyses. Les intervalles de confiance correspondent à un niveau de confiance de 95%. Le dérivé majoritaire de chaque mélange est encadré en noir.

Le rapport de complexation permet ainsi d’évaluer la capacité des différents dérivés d’un même mélange à former des complexes avec les deux solutés [10]. Notons que la nature de ces complexes n’est pas encore définie (complexes d’inclusion ou adduits électrostatiques).

Les rapports de complexation de la β-CD native sont de 0,12 ± 0,01 pour la 5M5PH et de 0,04 ± 0,01 pour l’hexobarbital. On peut constater que les rapports de complexation des différents dérivés d’un même mélange ont des valeurs significativement différentes. Ainsi, au sein de la Me-β-CD de DS 0,7, la capacité des

dérivés à former des complexes augmente avec le nombre de groupes méthyles. Au contraire, les dérivés contenus dans les DM-β-CDs de DS 1,8, 2,0 et 2,1 forment d’autant moins de complexes qu’ils sont méthylés et ce, quelque soit le dérivé majoritaire dans le mélange. Notons que les études ESI-SM menées jusqu’à maintenant sur des CDs modifiées ont conclu que le degré de substitution des différents dérivés n’influait pas de manière significative sur l’intensité relative des complexes détectés [7, 10, 14].

Il est intéressant de constater que les valeurs des Rc obtenues avec les DM-β -CDs de DS 2,0 et 2,1 sont relativement proches, en particulier pour les dérivés portant 14, 15 ou 16 groupes méthyle. Les valeurs obtenues avec la DM-β-CD de DS 1,8 pour les dérivés portant 13 et 14 groupes méthyle sont très différentes des précédentes. Or on sait que les DM-β-CDs de DS 2,0 et 2,1 ont des compositions très similaires et surtout qu’elles sont sélectivement méthylées en position 2 et 6 [22, 23]. Au contraire, la DM-β-CD de DS 1,8 est méthylée de façon plus aléatoire. Ainsi, l’ESI-SM pourrait être un moyen supplémentaire de comparer la méthylation de mélanges de CDs issus de différentes sources commerciales ou de différents lots et pourrait se révéler complémentaire des empreintes chromatographiques par exemple. Cette remarque est valable quelque soit la nature des complexes détectés (complexes d’inclusion ou adduits électrostatiques).

Afin de vérifier la répétabilité des mesures, les rapports de complexation des dérivés de la DM-β-CD de DS 2,1 ont été déterminés à nouveau deux fois sur deux jours différents de la même façon que précédemment. Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau 4.2.

Tableau 4.2. Moyenne des rapports de complexation des différents dérivés présents au sein de la DM-β-CD DS 2,1 déterminés sur trois jours différents.

RC (Hexobarbital) RC (5M5PH)

13Me 14Me 15Me 16Me 14Me 15Me

Moyenne ^{0,16 0,10 0,05 0,03 0,08 0,02}

Coefficient de

variation (%) ^{4 5 8 13 3 17}

Intervalle de

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intensité, comme par exemple le complexe du dérivé portant 16 groupes méthyles avec l’hexobarbital.

Pour conclure, on peut constater que, dans les conditions d’analyse utilisées au cours de ces travaux, l’intensité relative, en ESI-SM, des complexes formés par les deux solutés n’est pas corrélée avec leur stabilité relative en solution. En effet, en solution, nous avons vu que l’hexobarbital est plus complexé que la 5M5PH et ce, quelque soit la CD utilisée. En ESI-SM, l’intensité relative des complexes détectés montre une tendance opposée.

Ceci peut s’expliquer par la différence de basicité des deux complexes. En effet, nous avons pu observer sur les spectres précédents les pics correspondant aux complexes CDs-5M5PH dichargés alors que les complexes CDs-hexobarbital dichargés n’ont pas été détectés. Les complexes CDs-5M5PH ont donc une affinité plus grande pour les ions ammonium et leurs signaux sont plus intenses. Ce comportement est similaire à celui de la TM-β-CD qui est, comme nous l’avons vu, la plus basique des CDs étudiées. Cela se manifeste sur ses spectres par un pic plus intense que celui des autres CDs et par la présence de CDs dichargées (figure 4.18). Pour s’affranchir de la différence de réponse des deux complexes et comparer leur stabilité relative en phase gazeuse, il aurait été nécessaire d’effectuer des analyses en SM tandem [15, 16]. Malheureusement, la faible intensité des complexes utilisés lors de ces travaux n’a pas permis une telle étude.