close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Сорбция производных хинолина и 1 2 3 4-тетрагидрохинолина в условиях обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Некрасова Надежда Андреевна
СОРБЦИЯ ПРОИЗВОДНЫХ ХИНОЛИНА
И 1,2,3,4-ТЕТРАГИДРОХИНОЛИНА В УСЛОВИЯХ ОБРАЩЕННОФАЗОВОЙ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ
ХРОМАТОГРАФИИ
02.00.04 – физическая химия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата химических наук
Саратов – 2018
2
Работа выполнена в федеральном государственном автономном
образовательном учреждении высшего образования «Самарский национальный
исследовательский университет имени академика С.П. Королева»
Научный руководитель:
Официальные оппоненты:
Ведущая организация:
Курбатова Светлана Викторовна
доктор химических наук, профессор
Буряк Алексей Константинович
доктор химических наук, профессор,
Институт
физической
химии
и
электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН,
директор института, руководитель
лаборатории физико-химических основ
хроматографии
и
хромато-массспектрометрии
Алексенко Светлана Сергеевна
доктор химических наук, доцент,
ФГБОУ
ВО
«Саратовский
государственный
аграрный
университет имени Н.И. Вавилова»,
доцент кафедры ботаники, химии и
экологии
Федеральное
государственное
автономное
образовательное
учреждение высшего образования
«Казанский
(Приволжский)
федеральный университет» (ФГАОУ
ВО
«Казанский
(Приволжский)
федеральный университет»)
Защита диссертации состоится 13 декабря в 14.00 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.243.07 по химическим наукам на базе ФГБОУ ВО
«Саратовский национальный исследовательский государственный университет
имени Н.Г. Чернышевского» по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «Саратовский
национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г.
Чернышевского» и на сайте https://www.sgu.ru/research/dissertation-council/d-212243-07/kandidatskaya-dissertaciya-nekrasovoy-nadezhdy
Автореферат разослан «____» _____________ 2018 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
Доктор химических наук, доцент
Русанова Т.Ю.
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы
Одной из наиболее актуальных проблем в жидкостной хроматографии
является установление взаимосвязи между строением соединений и их
удерживанием, позволяющее решать двуединую задачу - прогнозировать
удерживание на основании данных о структуре сорбатов и определять физикохимические параметры веществ по характеристикам сорбции. Для ее решения
наиболее часто применяют методы, базирующиеся на использовании корреляций
между экспериментально определенными значениями характеристик удерживания
структурно-родственных
соединений
и
теоретически
рассчитанными
дескрипторами их молекулярной структуры. Существенным недостатком такого
подхода является возможность применения полученных моделей удерживания
лишь для ограниченного круга соединений и условий хроматографирования.
Вместе с тем, помимо экспериментального изучения хроматографического
поведения соединений различных классов, ценную информацию о механизмах их
сорбции, межмолекулярных взаимодействиях в хроматографической системе и,
наконец, о влиянии стереохимии молекул на удерживание можно получить с
помощью методов молекулярного моделирования и квантовой химии.
Совокупность экспериментального и теоретического подходов к описанию
механизмов сорбции в условиях жидкостной хроматографии позволяет составить
наиболее полную картину о закономерностях протекания сорбционных процессов.
Изучение зависимости удерживания в условиях высокоэффективной
жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) от различных характеристик сорбатов имеет
особое значение при исследовании биологически активных веществ, так как
установление закономерностей и механизмов их сорбции во многих случаях
позволяет
прогнозировать
физиологическое
действие
потенциальных
лекарственных препаратов. Значительная доля веществ с фармакологической
активностью приходится на азотсодержащие гетероциклические соединения, и, в
частности, производные хинолина и тетрагидрохинолина. Наличие в структуре
этих соединений восстановленного и ароматического гетероциклов,
функциональных групп различной природы делает данные вещества, кроме того,
интересными объектами исследования закономерностей сорбции из водноорганических растворов в связи с возможностью реализации широкого диапазона
межмолекулярных взаимодействий с компонентами хроматографической системы,
и, таким образом, способствует более глубокому пониманию особенностей
сорбционного процесса в целом.
В связи с этим целью настоящей работы явилось установление взаимосвязи
сорбционных
характеристик
некоторых
производных
хинолина
и
тетрагидрохинолина в условиях обращенно-фазовой жидкостной хроматографии с
особенностями их строения, физико-химическими параметрами и топологией
молекул.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Экспериментальное определение характеристик хроматографического
удерживания производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина на
октадецилсиликагеле, пористом графитированном углероде и сверхсшитом
4
полистироле с использованием в качестве элюента водно-ацетонитрильных
растворов.
2. Изучение влияния строения и физико-химических параметров
производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина на их удерживание в
условиях обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии.
3. Исследование особенностей хроматографического удерживания
производных хинолина и тетрагидрохинолина на различных сорбентах;
определение роли специфических взаимодействий с сорбентом с помощью
экспериментальных и квантово-химических методов.
4. Анализ зависимости удерживания производных хинолина и
тетрагидрохинолина от состава элюента; установление специфических
взаимодействий сорбатов с компонентами подвижной фазы с помощью методов
молекулярного моделирования.
5.
Изучение
взаимосвязи
физико-химических
параметров
и
хроматографического удерживания производных хинолина и 1,2,3,4тетрагидрохинолина с топологией их молекул.
Научная новизна.
Экспериментально исследовано хроматографическое поведение 16 впервые
синтезированных производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина в условиях
обращенно-фазового (ОФ) режима ВЭЖХ при использовании в качестве сорбентов
октадецилсиликагеля, пористого графитированного углерода и сверхсшитого
полистирола.
Установлены
зависимости
характеристик
удерживания
исследованных соединений от их физико-химических и топологических
параметров. Проанализировано влияние состава элюента и природы сорбента на
сорбцию производных хинолина и тетрагидрохинолина; оценена применимость
известных моделей удерживания к описанию зависимости удерживания от
концентрации ацетонитрила в подвижной фазе.
Методами теории функционала плотности и Ab Initio молекулярной
динамики проведено моделирование образующихся в процессе сорбции
комплексов «сорбат - сорбент» и «сорбат – элюент»; установлены
межмолекулярные взаимодействия, реализуемые между компонентами
хроматографической системы, предложена интерпретация механизма удерживания
производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина из водно-ацетонитрильных
растворов.
Практическая значимость работы.
Установленные в работе особенности сорбции и полученные корреляции
могут быть использованы при прогнозировании хроматографического
удерживания близких по структуре производных хинолина и 1,2,3,4тетрагидрохинолина в условиях обращенно-фазового варианта жидкостной
хроматографии и проектировании методик их аналитического контроля и
препаративного выделения. Полученные методики могут быть использованы для
анализа и контроля качества лекарственных средств на основе хинолиновых
производных.
Кроме того, накопление экспериментальных данных по удерживанию
сорбатов сложного строения в различных хроматографических системах,
5
установление взаимосвязи характеристик сорбции и физико-химических
параметров, определение роли различных межмолекулярных взаимодействий,
реализуемых участниками хроматографического процесса, будет способствовать
развитию теории жидкостной хроматографии и сорбции из многокомпонентных
жидких растворов в целом.
На защиту выносятся:
- результаты исследования особенностей хроматографического удерживания
производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина на октадецилсиликагеле,
пористом графитированном углероде и сверхсшитом полистироле из водноацетонитрильных растворов с различным содержанием ацетонитрила;
- зависимости величин удерживания производных хинолина и 1,2,3,4тетрагидрохинолина от физико-химических параметров и топологии их молекул, а
также от содержания ацетонитрила в элюенте;
- данные о строении комплексов «сорбат – сорбент (пористый
графитированный углерод)» и «сорбат – элюент» и межмолекулярных
взаимодействиях в сорбционных системах, полученные по результатам
молекулярного моделирования.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том
числе 5 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, включенных в
Перечень ВАК Минобрнауки России, а также тезисы 10 докладов.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на 31м Международном симпозиуме по хроматографии (31st International Symposium on
Chromatography: August 28th - September 1st 2016, Cork, Ireland), 45-м
Международном симпозиуме по высокоэффективному жидкофазному разделению
(45th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and
Related Techniques: 18 – 22th June 2017, Prague, Czech Republic), Международной
школе-семинаре по компьютерному молекулярному моделированию (International
School-Seminar on Computer-Aided Molecular Design: May 18 - 20th 2016, Kazan,
Russia), X и XI Всероссийских молодежных научно-инновационных школах
«Математика и математическое моделирование» (12 – 14 апреля 2016 и 11 – 13
апреля 2017, Саров),
Международном молодежном научном форуме
"ЛОМОНОСОВ-2016" (11 - 15 апреля 2016, Москва), V Международной научнопрактической конференции «Наука в современном информационном обществе»
(26 – 27 января 2015, North Charleston, USA), Всероссийской конференции «Теория
и практика хроматографии» (24-30 мая 2015, Самара), Всероссийской конференции
«Структура и динамика молекулярных систем» (26 - 30 июня 2017, Йошкар-Ола)
и Молодежной научно-практической конференции с международным участием
«Естественнонаучные, инженерные и экономические исследования в технике,
промышленности, медицине и сельском хозяйстве» (20 - 21 апреля 2017, Белгород).
Личный вклад автора заключается в экспериментальном изучении сорбции
производных хинолина методом высокоэффективной жидкостной хроматографии,
проведении квантово-химических расчетов и молекулярного моделирования,
расчете топологических характеристик исследуемых сорбатов, обработке
результатов и в обобщении полученных результатов. Обсуждение результатов
6
работы осуществлялось совместно с научным руководителем д.х.н., профессором
С.В. Курбатовой.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора
литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка
использованной литературы, включающего 171 наименование, и приложения.
Материал диссертационной работы изложен на 166 страницах машинописного
текста, содержит 73 рисунка (59 рисунков в основном тексте и 14 в Приложении) и
16 таблиц (13 таблицы в основном тексте и 3 в Приложении).
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки
Российской Федерации в рамках государственного задания по гранту
№4.5883.2017/БЧ и Мегагранту № 14.В25.31.0005.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цель,
задачи, научная новизна и практическая значимость работы, перечислены
положения, выносимые на защиту.
Первая глава представляет собой обзор литературы, в котором
охарактеризовано современное состояние исследований механизмов сорбции в
жидкостной хроматографии, рассмотрены основные теории удерживания в
обращенно-фазовой жидкостной хроматографии, отражены особенности наиболее
распространенных сорбентов и водно-органических растворов, применяемых в
качестве элюентов, изложены подходы к теоретическому описанию и
прогнозированию
хроматографического
процесса,
базирующиеся
на
использовании дескрипторов молекулярной структуры сорбатов и методов
молекулярного моделирования.
Во второй главе приведено описание объектов исследования, методик
эксперимента и методов расчета физико-химических и топологических
дескрипторов
молекулярной
структуры
сорбатов,
методов
молекулярнодинамического моделирования процессов сольватации аналитов,
представлены полученные экспериментальные и расчетные данные.
Объекты исследования. В качестве объектов исследования использованы
16
впервые
синтезированных
производных
хинолина
и
1,2,3,4тетрагидрохинолина, формулы которых представлены в таблице 1. Исследованные
соединения синтезированы на кафедре органической химии Самарского
государственного технического университета под руководством доц. Земцовой
М.Н. Структура и чистота исследованных соединений подтверждены данными ИКи ЯМР-спектроскопии.
Условия эксперимента. Хроматографический анализ проводили на
жидкостном хроматографе Varian с УФ-спектрометрическим детектором ProStar.
Детектирование проводили при длине волны 254 нм. В качестве сорбентов
использовали октадецилсиликагель (ОДС) фирмы Waters (размеры колонки 150х4
мм, размер зерен сорбента 5 мкм); гидрофобный (нейтральный) микропористый
сверхсшитый полистирол (ССПС) (размеры колонки 150х4.6 мм, размер зерен
сорбента 5 мкм); пористый графитированный углерод (ПГУ) - Hypercarb (размеры
колонки 50х3 мм, размер зерен сорбента 5 мкм). Сорбент на основе сверхсшитого
7
полистирола синтезирован и упакован в колонку в лаборатории стереохимии
сорбционных процессов ИНЭОС РАН. Элюирование осуществляли в
изократическом режиме.
Таблица 1
Рассчитанные значения некоторых физико-химических параметров производных
хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина
V,
α,
μ,
V,
№
Формула
logP
№
Формула
logP
Ǻ3
Ǻ3
D
Ǻ3
μ,
D
COOEt
COOH
211
1
1.57 24.0 3.24
9
H3C
CH3
N
H
α,
Ǻ3
N
H
254
1.19
28.8 5.27
305
3.88
36.8 5.79
212
-0.36 24.1 6.73
229
1.79
26.6 2.07
216
2.01
27.7 3.07
261
3.40
37.5 4.15
249
3.71
29.4
317
3.55
41.9 4.81
O
CONHNH2
230
2
0.47 26.2 4.22 10
N
CH3
N
H
COCH2Cl
CONHNH2
COOCH3
339
3
Ph
3.20 40.9 4.26 11
CH3
N
N
H
COPh
CH2OH
COOCH3
H3C
232
4
1.72 26.1 3.17 12
N
H
CH3
N
H
O
CH3
CH2OH
COOCH3
H3C
H3C
234
5
N
H
0.85 26.7 5.11 13
CH2OH
H3C
CH2OH
211
6
N
H
CH3
N
O
0.96 24.6 5.20 14
O
N
Ph
COOCH3
214
7
N
H
0.38 24.1 4.62 15
O
NH2
COOEt
234
8
N
H
-
O
0.72 26.2 4.76 16
N
Ad
В качестве подвижной фазы применяли смеси ацетонитрил – вода в разных
соотношениях (от 40 до 80 % по объему). При хроматографировании в квазинормально-фазовом режиме в качестве сорбента использовали сверхсшитый
полистирол, в качестве элюента – смеси н-гексана с ТГФ (40 – 60 %),
дихлорметаном (50%) и изопропанолом (60%). Объемная скорость потока элюента
составляла 500 мкл/мин.
8
Для характеристики удерживания исследованных соединений использовали
величину фактора удерживания k:
k = (tR – tM)/tM,
где tR – время удерживания исследуемого вещества, tм – время удерживания
несорбирующегося вещества (нитрит натрия). Полученные характеристики
удерживания представлены в таблице 1.
Квантово-химические расчеты
Для расчета физико-химических характеристик молекул сорбатов и
моделирования процесса сорбции на графите использовали программу Gaussian 09.
Оптимизацию геометрии молекул проводили методом функционала плотности с
использованием гибридного функционала B3LYP в базисном наборе 6 – 31G(d).
Влияние растворителя (ацетонитрил – вода 2:3 об.) на физико-химические
параметры учитывали с помощью РСМ (Polarizable Continuum model) модели
сольватации. Расчет дипольного момента, поляризуемости и энергии сольватации
сорбатов проводили в базисном наборе 6 – 31G(d,p) с учетом вкладов различных
конформаций, для чего применяли усреднение Больцмана. Значения объёма и
площади поверхности молекул рассчитывали с помощью программы
CrystalExplorer. Липофильность (logP), площадь проекции молекул на плоскость и
молярную рефракцию вычисляли в программном пакете Marvin. Результаты
расчетов некоторых физико-химических параметров молекул исследованных
соединений приведены в таблице 1.
Значения энергии адсорбции на поверхности графита рассчитывали по
уравнению:
ΔEads = Ecomplex – (Esorbent + Esorbat) + EBSSE,
где Ecomplex – полная энергия сорбционного комплекса, Esorbent – полная энергия
графитового слоя, Esorbat – полная энергия молекул производных хинолина,
рассчитанные в базисном наборе 6-31G. В качестве модели поверхности графита
использовали слой из 112 атомов углерода в гексагональном расположении. Для
учета Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий при оптимизации комплексов
использовали дисперсионную поправку GD3 [126]. Растворитель задавали в
неявном виде с помощью РСМ-модели. При расчете энергии адсорбции учитывали
поправку BSSE (Basis Set Superposition Error) с помощью метода противовеса
(counterpoise correction).
Расчет топологических индексов (ТИ) проводили с использованием
библиотеки RdKit.
Молекулярнодинамическое моделирование взаимодействия производных
хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина с компонентами водно-ацетонитрильного
раствора проводили с помощью программы Cp2k при использовании гибридных
базисов гауссовых функций и плоских волн и функционала обменнокорреляционного взаимодействия PBE с дисперсионной поправкой DFT-D3. Длина
молекулярнодинамической траектории составляла 5 пс (временной шаг – 0,5 фс).
Моделирование осуществляли в NVT-ансамбле (постоянное число частиц, объем и
9
температура) при температуре 300 К.
Влияние строения и физико-химических свойств молекул производных
хинолина и тетрагидрохинолина на их удерживание в ОФ ВЭЖХ
Удерживание различных по структуре сорбатов при постоянных внешних
условиях хроматографирования определяется, как известно, строением молекул и
физико-химическими параметрами, характеризующими способность к проявлению
межмолекулярных взаимодействий (ММВ). В случае обращенно-фазового (ОФ)
режима хроматографирования такими характеристиками являются, прежде всего,
объем и поляризуемость молекул, определяющие величину дисперсионных
взаимодействий с сорбентом, липофильность и площадь неполярной части
молекул, от которых зависит величина сольвофобных сил, а также дипольный
момент, значение которого определяет способность к индукционным и дипольдипольным взаимодействиям с полярными компонентами элюента.
Из сопоставления характеристик молекул, содержащих насыщенный и
ароматический гетероциклические фрагменты (соединения 12 и 13) следует
несколько меньшее значение поляризуемости при большем объеме молекулы
восстановленного хинолинового производного, хотя обычно данные величины
изменяются симбатно. Для восстановленного гетероцикла характерно меньшее
значение липофильности, вероятно, обусловленное различиями вкладов атомов в
разных состояниях гибридизации. Разница в размерах делокализованной
электронной системы, кроме того, приводит к определенным различиям в
значениях дипольного момента насыщенного и ненасыщенного соединений,
который для ароматического гетероцикла 13 оказывается в ~1,5 раза больше, чем
для его тетрагидрохинолинового аналога. Заметными оказываются и различия в
удерживании подобных структурных аналогов, причем удерживание вещества 13
оказывается более существенным во всех исследованных хроматографических
системах, несмотря на большую полярность его молекул. Вероятно, определяющее
влияние на сорбционный процесс в данном случае оказывает разница в
дисперсионных взаимодействиях с сорбентом, характеризуемая поляризуемостью
молекул, и сольвофобных взаимодействиях с полярным элюентом, зависящих
преимущественно от липофильности сорбатов.
Присутствие фенильного радикала в веществах 3, 10 и 15 обусловливает их
максимальное удерживание среди тетрагидрохинолинов за счет больших значений
объема молекул, липофильности и поляризуемости. Замена метила в положении 2
на оксогруппу (пары веществ 4 и 7, 2 и 11) приводит к уменьшению
поляризуемости и липофильности соединений, увеличению значений их
дипольного момента и энергии сольватации в водно-ацетонитрильном растворе. В
связи с этим в хроматографической системе ослабевают дисперсионное
притяжение сорбатов к поверхности сорбента и сольвофобные взаимодействия,
увеличивающие сорбцию, и усиливаются специфические взаимодействия с
компонентами подвижной фазы, что приводит к уменьшению удерживания. Даже
незначительное удлинение углеводородного радикала в сложноэфирной группе
способствует возрастанию поляризуемости и липофильности соединений и
10
соответствующему увеличению удерживания этиловых эфиров (соединения 8 и 9)
по сравнению с аналогичными метиловыми эфирами (соединения 7 и 5).
Введение метила в положение 6 тетрагидрохинолинового фрагмента
приводит к небольшому увеличению значений поляризуемости и липофильности
молекул (пары соединений 7 и 5, 8 и 9), дипольный момент при этом возрастает,
вероятно, благодаря положительному индукционному эффекту радикала,
увеличивающему электронную плотность на электроноизбыточном по сравнению
с гетероциклом бензольном кольце. Удерживание метилпроизводных практически
во всех исследованных системах оказывается выше удерживания их структурных
аналогов без метильного радикала в положении 6.
Из рис. 1 видно, что в целом удерживание в ряду исследованных соединений
изменяется симбатно липофильности, поляризуемости и объему молекул сорбатов,
то есть параметрам, определяющим притяжение сорбатов к сорбенту, хотя
корреляции эти не являются достаточно строгими. Существенное отклонение
точки, соответствующей соединению 1, вероятно, связано с наличием в его
структуре карбоксильной группы, способной к образованию водородных связей с
компонентами элюента и возможной его ионизацией.
log k
y = 0.32x - 0.16
R² = 0.83
1.1
0.1
log k
15
10
3 16
4 13
2 85 9
11
7
1.1
14
12
15
10
14
4 13
12
11 2 5
9
7
6 8
0.1
6
3 16
y = 0.05x - 1.38
R² = 0.94
-0.9
-0.9
1
1
-1.9
-1.9
-0.5
0.5
1.5
2.5
log P
3.5
22
27
α,A3
а
32
37
42
б
log k
15
10 16
1.1
13
4
12 5
67
11 8
2
0.1
3
14
9
-0.9
1
-1.9
200
250
V, A3 300
350
в
Рис. 1. Зависимости фактора удерживания на ОДС от липофильности (а), поляризуемости
(б) и объема (в) молекул сорбатов (содержание ацетонитрила в элюенте 40% об.)
11
Характер зависимости при этом, безусловно, существенно зависит от
природы сорбента и состава элюента, в целом также определяющих комплекс
межмолекулярных взаимодействий, реализуемых при сорбции.
Влияние природы сорбента на хроматографическое удерживание
производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина
Принято считать, что в ОФ ВЭЖХ взаимодействия сорбат – сорбент
обусловлены преимущественно дисперсионными силами, при этом другими
типами ММВ с неподвижной фазой, как правило, пренебрегают. Вместе с тем
известно, что многие реальные обращенно-фазовые сорбенты сравнительно часто
оказываются способными к участию в специфических взаимодействиях. Так, в
частности, поверхность наиболее используемого в ОФ ВЭЖХ сорбента –
модифицированного силикагеля – может содержать остаточные силанольные
группы, способные принимать участие в образовании водородных связей, или в
реализации так называемых силанофильных взаимодействий. В структуре ПГУ и
ССПС содержатся ароматические фрагменты, обусловливающие их способность к
участию в π-взаимодействиях с сорбатами, имеющими кратные связи, атомы с
неподеленными электронными парами или вакантными орбиталями. В литературе,
кроме того, обсуждается вопрос о возможности участия ПГУ в индукционных
взаимодействиях с полярными сорбатами, выражающихся в эффекте полярного
удерживания, за счет которого более полярные аналиты сорбируются на
поверхности ПГУ сильнее менее полярных, что противоречит традиционным
закономерностям обращенно-фазового режима хроматографирования.
Из данных, представленных в таблице 2, видно, что в целом наименьшее
удерживание сорбатов характерно для ОДС - производные тетрагидрохинолина на
нем практически не удерживаются (за исключением веществ 3, 4 и 10). При
переходе к ПГУ и ССПС факторы удерживания сорбатов увеличиваются, при этом
наиболее заметным оказывается возрастание удерживания для соединений с
заместителями, неспособными к специфическим взаимодействиям с подвижной
фазой
Таблица 2
Значения фактора удерживания исследованных соединений на разных сорбентах при
различной концентрации ацетонитрила в элюенте
k (ПГУ)
№
в-ва
1
2
3
4
5
6
7
8
k (ОДС)
k (ССПС)
Элюент ацетонитрил - вода
70%
60%
50%
40%
70% 60% 50% 40% 80%
70% 60%
1.07
0.58
4.65
2.51
1.21
0.81
0.65
0.78
0.82
0.72
9.31
4.13
1.52
0.81
0.64
0.87
1.73
1.70
19.63
8.18
2.36
1.18
1.00
1.44
2.64
1.24
48.78
14.42
3.54
1.20
1.68
1.90
0.16
0.62
0.98
0.63
0.39
0.35
0.35
0.39
0.11 0.27
1.89 1.36
12.68 24.58
7.27 11.60
2.02 2.76
1.52 0.96
1.64 1.72
1.75 2.32
0.20
0.74
1.36
1.07
0.48
0.36
0.38
0.50
0.16
0.73
1.93
1.20
0.74
0.42
0.51
0.63
0.02
1.03
7.81
3.46
1.31
0.82
0.79
1.12
0.03
1.62
7.45
4.56
1.50
0.87
1.25
1.47
12
Таблица 2 (Продолжение)
9
10
11
12
13
14
15
16
1.54
2.47
0.45
2.47
17.89
2.34
2.14
5.51
0.41
3.32
23.15
2.86
3.39
13.07
0.41
5.23
65.01
6.68
6.61
33.70
1.70
9.32
9.75
0.44
1.06
0.68
0.48
1.08
1.21
1.48
0.82
0.54
1.68
0.54
0.57
1.37
0.77
2.60
1.47
0.74
2.95
0.52
1.06
0.85
3.42
6.29
2.60
1.32
12.29
0.92
1.91
4.54
3.14
29.75
9.88
1.75
13.07
0.47
3.28
9.52
11.07
21.50
-
2.19 2.92
23.82
0.74 0.52
3.89 5.72
10.38
15.41 25.06
-
Существенное возрастание удерживания на ПГУ и ССПС по сравнению с
ОДС, которое хорошо иллюстрирует диаграмма на рис. 2, вероятно, является
результатом участия аналитов во взаимодействиях с углеродным и полимерным
сорбентами, не реализуемых при сорбции на ОДС.
Следует, однако, отметить, что k 25
1
определенную роль в усилении
2
20
3
сорбции, в частности, на ССПС
4
играет существенно большая, чем у
15
5
других сорбентов, его площадь
6
поверхности. В результате на ССПС
10
7
некоторые вещества (соединения 10,
8
5
13, 15 и 16) при содержании
9
ацетонитрила в элюенте 60% и менее
11
0
сорбируются
практически
12
ОДС
ПГУ
ССПС
необратимо.
Рис. 2. Факторы удерживания производных
На основании существенной тетрагидрохинолина на разных сорбентах
разницы в значениях фактора
(содержание ацетонитрила в элюенте 60% об.)
удерживания исследованных веществ можно сделать вывод о различной
селективности данных сорбентов по отношению к производным хинолина и
1,2,3,4-тетрагидрохинолина.
Чувствительность к изменениям в структуре молекул иллюстрирует
сопоставление коэффициентов селективности, рассчитанных как отношение
факторов удерживания пар сорбатов (α = k1/k2), представленных в таблице 3. Из
полученных данных следует, что наибольшую селективность к структурным
аналогам с метильным радикалом в положении 2 и оксо-группой в том же полоТаблица 3 жении (пары соединений 7 и 4; 11 и 2;
Значения коэффициентов селективности пар
6 и 12) проявляет ССПС, несколько
сорбатов*
более чувствительный также к
Коэффициент селективности
наличию в молекулах сорбатов
Сорбент
ПГУ
ОДС
ССПС
гетероатомов
с
неподеленной
Соединения
электронной парой, по сравнению с
7, 4
6.45
2.82
6.74
11, 2
1.76
1.37
2.62
ПГУ. При этом селективность к
7, 5
2.37
1.26
1.60
подобным структурным изменениям у
8, 9
2.46
1.08
1.26
ПГУ оказывается в среднем ~ в 2 раза,
6, 12
4.10
1.58
5.96
а у ССПС ~ в 2.7 раза выше, чем у
* содержание ацетонитрила в элюенте 60%
ОДС.
13
Плоская поверхность ПГУ делает его более чувствительным к пространственному
строению и геометрическим характеристикам молекул сорбатов, обусловливая
повышенную (почти в 2 раза) селективность к введению группы –СН3 (вещества 7
и 5) и удлинению углеводородного радикала сложноэфирной группы (8 и 9).
Однако, для окончательных выводов о селективности рассмотренных
неподвижных фаз к строению сорбатов необходимо детальное исследование
большей выборки веществ.
Оценить различия в механизмах удерживания исследованными сорбентами
позволяет анализ уравнения lg kA = a + blg kB, где kA и kB – факторы удерживания на
сорбентах А и В соответственно: близость к 1 значения коэффициента b указывает,
как правило, на идентичность механизмов сорбции.
Из представленных на рис. 3 графиков подобной зависимости для ОДС и
ПГУ, ОДС и ССПС следует невысокий уровень корреляции, что позволяет сделать
вывод о различиях в механизмах сорбции этими сорбентами, и является косвенным
подтверждением возможности участия ССПС и ПГУ в специфических
взаимодействиях, не реализуемых на ОДС. В то же время близкая к линейной
корреляция между удерживанием на ПГУ и ССПС (b=1.13, R=0.93)
свидетельствует о родственности механизмов сорбции на этих сорбентах (рис. 3в).
log k
(ОДС)
1.3
12
11
0.8
7
1 10
5 6
0.3
-0.2
0
log k
(ССПС)
y = 0.74x - 0.16
R² = 0.79
4
y = 2.30x + 1.03
R² = 0.67
3
14
1.3
9
2
12
0.8
3
7 5 9
8
0.3
8
-0.2
4
1
6
2
11
-0.7
0.5
1
log k (ПГУ)
-0.7
1.5
-0.5
-0.3
-0.1
log k (ОДС)
а
0.1
б
log k
(ССПС)
y = 1.13x + 0.26
R² = 0.93
3
2
1
11
0.5
6 1
0
7
8
4
5
9
-0.5
-0.4
0.1
0.6
log k (ПГУ)
1.1
в
Рис. 3. Корреляция между факторами удерживания сорбатов на различных сорбентах
(а – ОДС и ПГУ, содержание ацетонитрила в элюенте 40%; б – ОДС и ССПС, содержание
ацетонитрила в элюенте 60%; в – ПГУ и ССПС, содержание ацетонитрила в элюенте 60%)
Различной оказывается и зависимость удерживания производных хинолина и
1,2,3,4-тетрагидрохинолина на сорбентах различной природы от топологии их
14
молекул. Из представленных на рис. 4 графиков следует, что значения фактора
удерживания на ОДС практически не коррелируют с индексом молекулярной
формы (ӕ1), что, вероятно, связано с неплоским строением поверхности сорбента
и, как следствие, невысокой его чувствительностью к пространственному
строению молекул. Нелинейной также оказывается зависимость удерживания на
ОДС от индекса Винера (W).
15
log k
1.2
1.3
10
16
0.8
13
4
0.6
0.2
16
3
14
12
0.3
5 9
2 8
611
7
9
5
8
2
6 11
7
0
4
14
12
0.4
10
3
1
0.8
15
log k
1.4
-0.2
-0.2
200
8.5
10.5
12.5
400
600
800
14.5
W
б
а
Рис. 4. Зависимости логарифма фактора удерживания производных хинолина и 1,2,3,4тетрагидрохинолина (40% ацетонитрила в ПФ) на ОДС от индекса молекулярной формы
первого порядка (а) и индекса Винера (б).
ӕ1
Аналогичным зависимостям удерживания на ПГУ по сравнению с ОДС
соответствует несколько более высокий уровень корреляции (рис. 5), что может
явиться следствием плоского характера поверхности сорбента, способствующего
более тесному контакту с планарными молекулами сорбатов и усилению в этом
случае роли топологии молекул в удерживании.
log k
2
y = 0.279x - 2.446
R² = 0.889
3
10
1.5
12
9
0.5
12
16
1
5
1
7
6 11 2
y = 0.002x - 0.323
R² = 0.822 10
1.5
4
1
log k
2
0.5
8
1
0
0
8
10
ӕ1 12
а
14
16
200
3
4
16
9
5
7 8
11
6 2
400
W
б
600
800
Рис. 5. Зависимости логарифма фактора удерживания (40% ацетонитрила в ПФ)
производных хинолина на ПГУ от индекса молекулярной формы первого порядка (а) и
индекса Винера (б)
Для оценки типов возможных межмолекулярных взаимодействий сорбатов с
поверхностью ПГУ в процессе хроматографирования нами было проведено
молекулярное моделирование образующихся сорбционных комплексов. Из
представленных в таблице 4 данных следует, что для сложноэфирных,
гидразидных и карбоксильных производных хинолина энергетически более
выгодной оказывается ориентация молекул, при которой атом кислорода
15
карбонильной группы направлен в сторону объема раствора (комплексы II), а не к
поверхности сорбента (комплексы I).
Таблица 4
Оптимизированные структуры некоторых сорбционных комплексов
№
в-ва
Сорбционные комплексы с различной ориентацией молекул сорбатов относительно
сорбента
1
I
Eads = - 64.1 кДж/моль
II
Eads = - 69.6 кДж/моль
4
I
Eads = - 67.5 кДж/моль
II
Eads = - 77.8 кДж/моль
13
I
Eads = - 91.8 кДж/моль
II
Eads = - 84.0 кДж/моль
Невосстановленные производные хинолина ориентируются хинолиновым
фрагментом параллельно плоскости углеродного сорбента, при этом расстояние
между ними укладывается в диапазон 3,2 – 3,5 А, что позволяет сделать вывод о
возможности реализации π-π-взаимодействий с делокализованной электронной
системой поверхности графитированного углерода в процессе сорбции.
Соединения с фенильным радикалом в хинолиновом фрагменте при оптимизации
в отсутствие сорбента оказываются неплоскими, так как фенил вследствие
стерических затруднений выходит из плоскости хинолинового фрагмента. Однако
в сорбционном комплексе энергетически выгодной оказывается такая
конфигурация молекул, при которой фенильный радикал, как и хинолиновая
система, расположен параллельно плоскости графита. При этом, вероятно,
реализуется π-π-стэкинг между углеродной поверхностью сорбента и хинолиновым
и фенильным фрагментами, энергетический эффект которого превышает затраты,
необходимые для искажения исходной конформации молекулы. В случае
тетрагидрохинолинов наблюдается аналогичная ситуация: при оптимизации
комплекса изменяется конформация молекулы, что приводит к увеличению
16
площади контакта молекул сорбата с сорбентом; при этом возможна реализация ππ-взаимодействий между ароматической частью тетрагидрохинолинового
фрагмента и углеродной поверхностью. Угол между плоскостью фенильного
радикала и сорбентом превышает 30о, что, по-видимому, не позволяет фенильному
радикалу участвовать в данном типе ММВ.
Соединения 13 и 14 с плоской структурой, содержащие гидроксиметильную
группу, на ПГУ сорбируются практически необратимо во всем исследованном
диапазоне составов элюента. Планарное строение данных молекул позволяет им
подойти к плоской поверхности сорбента на максимально близкое расстояние, что
обеспечивает возможность реализации между ними как дисперсионных, так и π-πвзаимодействий. Кроме того, результаты молекулярного моделирования
соответствующих сорбционных комплексов показывают возможность образования
специфической связи между гидроксилом и электронной системой углеродной
поверхности (рис. 6), о чем свидетельствуют близкие расстояния между атомом
водорода и плоскостью сорбента (менее 2,4 А), а также относительно высокие
значения энергии адсорбции в пересчете на один атом (3,40 и 3,46 кДж
соответственно).
а
б
Рис. 6. Оптимизированные структуры сорбционных комплексов «соединение 13 – ПГУ»
(а) и «соединение 14 – ПГУ» (б)
Следует отметить, что в случае соединений 6 и 12, также содержащих
гидроксиметильную группу, такие взаимодействия не проявляются, по-видимому,
из-за их неплоского строения и невозможности в достаточной степени
приблизиться к сорбенту (рис. 7) – расстояние «гидроксильный водород –
плоскость сорбента» в данном случае составляет 2,60 и 2,63 А соответственно,
энергия адсорбции – 3,15 и 2,52 кДж/атом. Следует отметить, что дополнительный
вклад в энергию адсорбции соединения 6 может быть обусловлен
взаимодействиями карбонильной группы в положении 2 с поверхностью графита.
Для анализа роли специфических взаимодействий исследованных
производных хинолина в их взаимодействии с поверхностью ССПС нами была
использован квазинормально-фазовый (КНФ) режим хроматографирования,
особенностью сорбции в котором является преобладающий вклад в удерживание
донорно-акцепторных и π-π-взаимодействий сорбатов с сорбентом. При переходе
от ОФ к КНФ-режиму изменяется порядок элюирования некоторых сорбатов
(таблица 5).
17
б
а
Рис. 7. Оптимизированная структура комплекса «соединение 6 – ПГУ» (а) и
«соединение 12 – ПГУ» (б)
Так,
наличие
оксо-группы
в
Таблица 5 положении 2 приводит к большему
Значения фактора удерживания
удерживанию метил- 2-оксо-1,2,3,4,исследованных сорбатов при различных
тетрагидрохинолин-4-карбоксилата
составах элюента
(соединение 7) по сравнению с его
метилсодержащим
аналогом
(соединение
4),
что,
вероятно,
6:4
1:1
4:6
1:1
4:6
обусловлено
способностью
3
3.92 3.06 0.65
0.52
6.54
карбонильной группы участвовать в n-π4
3.05 2.72 0.55
0.41
4.48
взаимодействиях с поверхностью ССПС
5
3.82 1.07
2.95
при существенном ослаблении роли
6
5.51 3.67 0.91
1.41
специфических
взаимодействий
с
7
3.82 1.13
3.29
3.62
компонентами элюента, преобладающих
8
4.38 3.33 0.8
2.53
3.29
в случае ОФ-режима. Этиловые эфиры в
9
4.32 3.27 0.77
2.30
данных условиях элюируются быстрее
10 4.24 3.41 0.86
0.57
метиловых, что может быть связано с их
большими значениями липофильности и поляризуемости, приводящими к
усилению дисперсионных взаимодействий с подвижной фазой. При этом для
фенилпроизводных характерны не самые высокие значениями фактора
удерживания, что, возможно, связано с ориентацией фенильных радикалов
практически перпендикулярно плоскости молекулы, которая при отсутствии
«прижимающего» действия подвижной фазы не позволяет реализовать возможные
π-π-взаимодействия с поверхностью сорбента. Таким образом, в КНФ-режиме
хроматографирования проявляется способность ССПС к специфическим
взаимодействиям
с
молекулами
производных
тетрагидрохинолина,
осуществляемым преимущественно за счет n-π-связей с атомами кислорода оксогрупп.
№
в-ва
Гексан – ТГФ
Гексан –
СН2Cl2
Гексан изопропа
нол
Влияние состава элюента на удерживание производных хинолина
Наиболее часто влияние содержания модификатора в элюенте на процесс
сорбции характеризуют с помощью моделей удерживания Снайдера Сочевинского и Скотта - Кучеры, так как они относительно просты и в
18
подавляющем большинстве случаев хорошо согласуются с экспериментальными
данными. В соответствии с моделью Снайдера - Сочевинского, зависимость
удерживания от содержания органического компонента в элюенте выражается
уравнением lgk = a – n*lgXm, где k – фактор удерживания; Xm – мольная доля
модификатора в элюенте. Для соединений 1, 2 и 11 такая линейная зависимость не
выполняется (рис. 8), что, вероятно, свидетельствует о проявлении сильных
межмолекулярных взаимодействий в растворе подвижной фазы, в которых
участвуют карбоксильная и гидразидная группы, проявляющие кислотные и
основные свойства соответственно и способные к образованию сильных
водородных связей с компонентами элюента. Кроме того, модели Снайдера Сочевинского плохо подчиняется удерживание сорбатов, содержащих
гидроксильную группу, что также свидетельствует о наличии сильных
межмолекулярных взаимодействий в сорбционных системах с их участием.
log k
1.5
1
0.5
0
-0.5
-0.75
-0.55
1
2
3
4
8
9
10
11
15
16
-0.35
-0.15
log Xm
Рис. 8. Зависимость удерживания некоторых сорбатов на ПГУ от содержания модификатора
в элюенте в координатах модели Снайдера-Сочевинского
В случае сорбции на ПГУ коэффициент n для соединений 5, 6 и 7,
отличающихся относительно небольшими размерами молекул, не превышает
единицы и лежит в диапазоне 1 - 2 для соединений 4, 8, 9, 12 и 16 (таблица 6).
Максимальные значения n характерны для соединений 3, 10 и 15,
содержащих фенильный радикал. Из физико-химической трактовки коэффициента
n уравнения следует, что каждый сорбат 5, 6 и 7 вытесняет не более одной
молекулы ацетонитрила, соединения 4, 8, 9, 12 и 16 – не более двух молекул, и
соединения 3, 10 и 15 вытесняют в среднем 3 молекулы модификатора. Для ОДС
эти величины оказываются немного выше, чем для других сорбентов, вероятно,
вследствие возможности проникновения между углеводородными радикалами
нескольких молекул модификатора, которые и вытесняются при сорбции.
Расхождения в значениях n, рассчитанных как отношение площадей молекул
сорбата и ацетонитрила, и определенных экспериментально, связаны, вероятно, с
ориентирующим действием полярных компонентов элюента, в результате которого
полярные группы молекул сорбатов, сольватированные молекулами органического
модификатора, ориентированы в сторону объема раствора, взаимодействуя, таким
19
образом, с поверхностью сорбента не всей своей площадью, а лишь наиболее
гидрофобной ее частью.
Таблица 6
Коэффициенты уравнения модели Снайдера - Сочевинского
ПГУ
ОДС
ССПС
№
вва
a
n
R2
a
n
R2
a
n
R2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
14
15
16
-0.03
-0.23
-0.22
-0.22
-0.46
-0.51
-0.16
-0.42
0.02
0.32
-0.15
2.25
1.88
0.99
0.40
0.82
1.07
1.22
2.58
1.19
2.43
1.53
0.97
0.99
0.96
0.84
0.86
0.96
0.93
0.98
0.82
0.96
0.97
-0.91
-0.86
-0.94
-0.85
-0.83
-0.85
-0.83
-1.02
-0.95
-1.13
-1.12
2.31
1.82
1.42
0.96
0.96
1.18
1.26
2.76
1.66
3.45
2.80
0.89
0.91
0.97
0.80
0.94
0.96
0.96
0.94
0.97
0.97
0.96
0.33
0.24
-0.10
-0.03
-0.05
0.01
0.25
0.67
-
2.26
1.76
1.15
0.60
0.86
0.97
1.05
1.54
-
1.00
1.00
1.00
0.86
0.98
1.00
0.96
0.99
-
n (расч.)
4.24
3.10
3.15
2.84
2.90
3.13
3.43
3.82
3.05
3.43
3.26
3.85
Роль межмолекулярных взаимодействий сорбатов с компонентами элюента
оценивали на основании анализа доли конфигураций, в которых присутствуют
водородные связи с молекулами сорбатов, относительно общего числа
конфигураций,
полученных
с
помощью
молекулярнодинамического
моделирования (рис. 10). Значения, превышающие 100%, свидетельствуют о
способности соответствующего атома образовывать несколько водородных связей.
Из диаграммы видно, что максимальная склонность к образованию
водородных связей, характеризуемая долей конфигураций, содержащих связи
«сорбат – компоненты элюента», с молекулами воды и ацетонитрила наблюдается
у соединения 1, минимальная – у соединения 16. При этом способность
карбонильного атома кислорода карбоксильной (О1, соединение 1) и
сложноэфирной (О1, соединения 3, 4, 7) групп оказывается практически
одинаковой, что, вероятно, можно объяснить близостью их строения: метильный
радикал сложноэфирной группы лишь немного увеличивает электронную
плотность на атомах кислорода за счет проявления положительного индуктивного
эффекта.
20
Рис. 9. Доля (%) конфигураций, содержащих водородные связи «сорбат – компоненты
элюента»
Атом кислорода О2, напротив, образует водородные связи, только находясь
в составе карбоксильной группы (соединение 1). В сложноэфирной группе
(соединения 3, 4 и 7) он практически не участвует в специфических
взаимодействиях, что обусловлено, с одной стороны, невозможностью метоксигруппы выступать в роли донора водорода, а с другой – стерическими
затруднениями за счет метильного радикала. Карбонильный атом кислорода в
положении 2 тетрагидрохинолинового фрагмента (О3, соединения 3 и 7)
характеризуется значительной склонностью к взаимодействиям с молекулами
воды. Несмотря на избыток электронной плотности атома О3 по сравнению с
атомом О1, вследствие различия в положительных мезомерных эффектах,
проявляемых атомами N1 и О2 соответственно, прочность водородных связей с
участием карбонильного кислорода О3 уступает силе взаимодействий с водой
карбонила сложноэфирной и карбоксильной групп. Возможно, данное различие
объясняется большей пространственной доступностью атома О1, поскольку, как
было отмечено выше, сложноэфирная группа ориентируется перпендикулярно
плоскости хинолинового фрагмента. Участие атома азота гетероцикла в
образовании водородных связей также проявляется неоднозначно: для соединения
16 такие взаимодействия не обнаружены, в то время как для соединений 1, 7, 12 и
13 доля конфигураций с соответствующими связями превышает 50%. Наиболее
вероятным фактором, препятствующим участию атома азота гетероцикла
соединения 16 в специфических взаимодействиях, является наличие в положении
2 объемного адамантильного радикала, который экранирует атом азота и создает
стерические затруднения для взаимодействия с молекулами воды и ацетонитрила.
Влияние способности производных хинолина к образованию водородных
связей с компонентами водно-ацетонитрильного раствора элюента на их
хроматографическое удерживание иллюстрирует график на рис. 10, из которого
следует удовлетворительная линейная корреляция между логарифмом фактора
21
удерживания и склонностью молекул сорбатов к образованию водородных связей
с компонентами элюента.
log k
R² = 0.89
10
16
0.5
3
0
4 12
13
7
-0.5
1
-1
0
100
α, %200
300
Рис. 10. Взаимосвязь между удерживанием производных хинолина и тетрагидрохинолина на
ОДС (состав элюента ацетонитрил – вода 1:1) и долей конфигураций с водородными связями
«сорбат – компоненты элюента», полученных с помощью молекулярной динамики
С усилением межмолекулярных взаимодействий в водно-ацетонитрильном
растворе удерживание, как и следовало ожидать, уменьшается.
ВЫВОДЫ
1. Исследованы закономерности сорбции производных хинолина и 1,2,3,4тетрагидрохинолина в условиях ОФ ВЭЖХ на сорбентах различной химической
природы. Показано, что сорбция производных хинолина и тетрагидрохинолина в
целом подчиняется традиционным для обращенно-фазового режима
закономерностям, изменяясь в соответствии с изменением липофильности,
поляризуемости и объема молекул. При этом существенное влияние на
удерживание оказывает присутствие ароматического или насыщенного
гетероцикла, а также природа и положение заместителей в молекуле при
доминирующем влиянии заместителя в положении 2.
2. Установлено, что удерживание исследованных веществ увеличивается в
ряду сорбентов ОДС – ПГУ – ССПС, причем наиболее заметно возрастание
сорбируемости соединений, способных к n – π*- взаимодействиям с поверхностью
полимерного и углеродного сорбентов. При этом ПГУ и ССПС проявляют
сравнительно высокую селективность к структурно близким соединениям.
Молекулярное моделирование образующихся сорбционных комплексов позволило
оценить энергетически выгодную предпочтительную ориентацию молекул
сорбатов при сорбции, способствующую также более тесному их контакту с
поверхностью ПГУ. Роль специфических взаимодействий исследованных
соединений с поверхностью ССПС проиллюстрирована с использованием
квазинормально-фазового режима хроматографирования.
3. Изучено влияние состава элюента на хроматографическое удерживание
производных хинолина и 1,2,3,4-теетрагидрохинолина. Установлено, что
хроматографическое поведение некоторых сорбатов отклоняется от известной
22
модели Снайдера - Сочевинского, связывающего удерживание с содержанием
органического модификатора в элюенте, что может быть обусловлено
существованием сильных специфических взаимодействий с компонентами
подвижной фазы. С помощью Ab Initio молекулярной динамики
продемонстрирована способность некоторых сорбатов к образованию водородных
связей с молекулами подвижной фазы. Обнаружена удовлетворительная
корреляция между фактором удерживания исследованных соединений и долей
конфигураций молекул, образующих водородные связи «сорбат – компоненты
элюента».
4. На основании исследования взаимосвязи между физико-химическими
характеристиками, параметрами хроматографического удерживания сорбатов и
топологическими индексами проанализирована роль топологии в сорбции
производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина из водно-ацетонитрильных
растворов. Выявлены различия в зависимостях удерживания исследованных
соединений от топологических индексов при хроматографировании на разных
сорбентах, связанные с различием в силе специфических взаимодействий «сорбат
- сорбент» и с особенностями структуры неподвижных фаз.
Автор выражает искреннюю благодарность к.х.н., доц. М.Н. Земцовой за
предоставленные образцы соединений.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Список публикаций в ведущих рецензируемых научных журналах,
включенных в Перечень ВАК Минобрнауки России и базы Scopus и Web of Science:
1. Nekrasova N.A., Kurbatova S.V. Quantitative structure–Chromatographic retention correlations of
quinoline derivatives // Journal of Chromatography A. 2017. V. 1492. Рp. 55–60.
2. Некрасова Н.А., Курбатова С.В., Земцова М.Н. Закономерности сорбции производных 1,2,3,4тетрагидрохинолина из водно-ацетонитрильных растворов на неполярных сорбентах //
Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. №2. С. 154 – 162.
3. Некрасова Н.А., Курбатова С.В., Земцова М.Н. Закономерности сорбции производных 1,2,3,4тетрагидрохинолина в условиях обращенно-фазовой ВЭЖХ // Журнал физической химии. 2016.
Т. 90. №12. С. 1883 – 1889.
4. Некрасова Н.А., Курбатова С.В. Взаимосвязь структуры и физико-химических характеристик
производных 1,2,3,4-тетрагидрохинолина // Журнал структурной химии. 2017. Т. 58. №4. С. 798
– 805.
5. Некрасова Н.А., Савченкова А.С., Шумская Н.Ю., Курбатова С.В., Земцова М.Н.. Особенности
водно-ацетонитрильных растворов производных 1,2,3,4-тетрагидрохинолина // Бутлеровские
сообщения. 2017. Т.49. №1. с. 76 – 83.
Список научных работ, опубликованных в трудах конференций, симпозиумов и других
научных мероприятий:
1. Nekrasova N.A., Kurbatova S.V.. Regularities of quinoline derivatives sorption on carbon surface
under conditions of reversed-phase liquid chromatography // Book of Abstracts: 31st International
Symposium on Chromatography. Cork, Ireland. 28 August - 1 September 2016. Р. 231.
2. Nekrasova N.A., Savchenkova A.S., Kurbatova S.V. Quantitative structure - retention relationships
for quinoline derivatives under conditions of reversed-phase liquid chromatography // Book of abstracts:
45th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques.
Prague, Czech Republic. 18 - 22 June 2017. P. 154 - 155.
23
3. Nekrasova N.A., Kurbatova S.V. Quantum chemistry approach to studying tetrahydroquinolines
adsorption under liquid chromatography conditions. In book: International School-Seminar on
Computer-Aided Molecular Design. Book of Abstracts. Kazan. May 18 – 20. 2016. Р. 35.
4. Некрасова Н.А. Квантово-химическое моделирование адсорбции производных 1,2,3,4тетрагидрохинолина на углеродной поверхности // Сборник материалов X всероссийской
молодежной научно-инновационной школы «Математика и математическое моделирование».
Саров. 12 – 14 апреля 2016 г. с. 169 – 170.
5. Некрасова Н.А. Квантовохимические расчеты в установлении закономерностей сорбции
производных 1,2,3,4-тетрагидрохинолина в условиях ОФ ВЭЖХ // Материалы Международного
молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2016». Москва. 11 - 15 апреля 2016.
6. Некрасова Н.А., Курбатова С.В. Особенности сорбции 1,2,3,4-тетрагидрохинолинов из водноацетонитрильных растворов на пористом углеродном адсорбенте Hypercarb // Материалы
докладов V международной научно-практической конференции «Наука в современном
информационном обществе». North Charleston, USA. 26 – 27 января, 2015. Т. 3. С. 189 – 191
7. Некрасова Н.А., Савченкова А.С., Курбатова С.В. Особенности сорбции производных
хинолина из водно-ацетонитрильных растворов // Тезисы докладов всероссийской конференции
«Теория и практика хроматографии». Самара. 2015. С. 184.
8. Сазонова Е.Н., Сазонова А.Н., Некрасова Н.А., Курбатова С.В. Квантово-химические расчеты
в прогнозировании хроматографического поведения хинолинов // Тезисы XXIV Всероссийской
конференции «Структура и динамика молекулярных систем». Йошкар-Ола. 26 - 30 июня 2017 г.
С. 88.
9. Сазонова А.Н., Сазонова Е.Н., Некрасова Н.А. Топологический подход в прогнозировании
хроматографического поведения производных хинолина // Тезисы I Молодежной научнопрактической конференции с международным участием «Естественнонаучные, инженерные и
экономические исследования в технике, промышленности, медицине и сельском хозяйстве».
Белгород. 20 - 21 апреля 2017. С. 551 - 554.
10. Сазонова А.Н., Сазонова Е.Н., Некрасова Н.А. Топологические и физико-химические
дескрипторы молекулярной структуры в прогнозировании хроматографического поведения
производных хинолинов // Тезисы XI всероссийской молодежной научно-инновационной школы
«Математика и математическое моделирование». Саров, НИЯУ МИФИ. 11 – 13 апреля 2017. С.
201 – 202.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа