A casebook of selectors and probes in chiral voltammetry: stereogenic elements, interactions, implementation strategies

A casebook of selectors and probes in chiral voltammetry:
stereogenic elements, interactions, implementation strategies
Patrizia Romana Mussini a, Serena Arnaboldi a, Sara Grecchi a, Emanuela Licandro a, Silvia Araneo a, Tiziana Benincori b, Francesca Fontana c, Simona Rizzo d, Lorenzo Guazzelli e, Roberto Cirilli f
a Università degli Studi di Milano, Dip. di Chimica, Via Golgi 19, 20133 Milano
b Università degli Studi dell’Insubria, Dip. di Scienza e Alta Tecnologia, Via Valleggio 11, 22100 Como
c Università di Bergamo, Dip. di Ingegneria e Scienze Applicate, Viale Marconi 5, 24044 Dalmine
d CNR, Ist. di Scienze e Tecnologie Chimiche “Giulio Natta”, Via Golgi 19, 20133 Milano
e Università degli Studi di Pisa, Dip. di Farmacia, via Bonanno 33, 56126 Pisa
f ISS, Centro Naz. per il Controllo e la Valutazione dei Farmaci, Viale Regina Elena 299 00161 Roma
patrizia.mussini@unimi.it

In about a decade from the first report by some of us about the outstanding enantiodiscrimination ability of inherently chiral electrodes [1], our research on effective tools and strategies for chiral voltammetry has much grown both in width and depth. A selected casebook will be presented, discussing the following key issues:
(i) nature of the stereogenic element(s) (stereocentres, axes, helixes, planes) in selectors and probes [1-8],
(ii) assumptions on selector/probe interactions [9], and possible strategies to enhance them [2,9];
(iii) proposed strategies for effective implementation of chiral selectors at the electrochemical interphase: electrodes modified with inherently chiral oligomer films [1-4], or media of high local order implemented with chirality [5-8] (chiral ionic liquids, ionic liquids with chiral additives, chiral deep eutectic solvents).
[1] F. Sannicolò, S. Arnaboldi, T. Benincori, V. Bonometti, R. Cirilli, L. Dunsch, W. Kutner, G. Longhi, P. R. Mussini, M. Panigati, M. Pierini, S. Rizzo, Angew.Chem. 53 (2014) 2623-2627.
[2] S. Grecchi, G. Bonetti, E. Emanuele, J.Ludvík, L. Koláčná, A. Liška, M. Hromadová, S. Arnaboldi, Dr. R. Cirilli, P. R. Mussini, T. Benincori, Chem.-Eur. J. (2024) e202303530
[3] S. Arnaboldi, S. Cauteruccio, S. Grecchi, T. Benincori, M. Marcaccio, A. Orbelli Biroli, G. Longhi, E. Licandro, P. R. Mussini, Chem. Sci.10 (2019) 1539-1548
[4] S. Grecchi, S. Arnaboldi, M. Korb, R. Cirilli, S. Araneo, V. Guglielmi, G. Tomboni, M. Magni, T. Benincori, H. Lang, P.R. Mussini, ChemElectroChem 7 (2020) 3429-3438
[5] S. Rizzo, S. Arnaboldi, V. Mihali, R. Cirilli, A. Forni, A. Gennaro, A.A. Isse, M. Pierini, P.R. Mussini, F. Sannicolò, Angew Chem. 56 (2017) 2079-2082.
[6] S. Arnaboldi, A. Mezzetta, S. Grecchi, M. Longhi, E. Emanuele, S. Rizzo, F. Arduini, L. Micheli, L. Guazzelli, P.R. Mussini, Electrochim. Acta 380 (2021) 138189
[7] V. Zullo, S. Grecchi, S. Araneo, M. Galli, S. Arnaboldi, L. Micheli, A. Mezzetta, L. Guazzelli, A. Iuliano, P.R. Mussini, Electrochim. Acta 436 (2022) 141191.
[8] F. Fontana, B. Bertolotti, S. Grecchi, P.R. Mussini, L. Micheli, R. Cirilli, M. Tommasini, S. Rizzo, Chemosensors 9 (2021) 216.
[9] P.R. Mussini, S. Arnaboldi, M. Magni, S. Grecchi, G. Longhi, T. Benincori, Curr. Opin. Electrochem. (2023) 101128.