Анодная вольтамперометрия и высокоэффективная жидкостная хроматография замещенных фенотиазинов и гидрохинонов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

КАЗАНСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.И. УЛЬЯНОВА-ЛЕНИНА

На правах рукописи

АЛЬ-АКРА ХУСЕЙН НУРУ

УДК 543.253:541. 135

АНОДНАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ И ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ ЗАМЕЩЕННЫХ ФЕНОТИАЗИНОВ И ГИДРОХИНОНОВ

02.00.02 - Аналитическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

КАЗАНЬ - 1990

Работа выполнена на кафедре аналитической химии Казанского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственного университета имени В.И»Ульянова-Ленина

Научный руководитель - доктор химических наук, профессор

Г.К.Будников

Научный консультант - кандидат химических наук

О.Ю.Каргина

Официальные оппоненты - доктор химических наук, профессор

Ведущая организация - Башкирский государственный университет

Защита состоится 2. октября 1990 года в 14 часов на заседании специализированного Совета К 053.29.02 по химическим наукам Казанского государственного университета имени З.И.Ульянова-Ленина (ул.Ленина, 18, химический факультет, Бутлеровская аудитория).

С диссертацией мохно ознакомиться в научной библиотеке ик. Н.И.Лобачевскзго Казанского государственного университета.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 420008, Казань

улЛенина, 18, КГУ, научная часть

Автореферат разослан " г? Н* о&гигто £990 г. Ученый секретарь

лп м пилил РлвАта

В .И.Гороховская

кандидат химических наук В.ВДуйков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

В потоке нарастающей информации в области вольтамперомет-рии органических соединений накоплен огромный экспериментальный материал. При этом выявились некоторые факторы, затрудняющие распространение вольтамперометрии в сферы практического приложения. Один из них связан с невысокой "вместимостью" пиков или ступеней на вольтамперограммах по ширине в доступной области потенциалов в случае многокомпонентных растворов. Действительно, ширина вольтамперометрического пика в большинстве случаев предопределена, и число возможных компонентов для вольтамперометрического определения может быть оценено заранее. Задача разработки быстрых, простых и надежных селективных и достаточно чувствительных методов определения различных органических соединений остается актуальной. Для ее решения, как показывает опыт, порой выгодно использовать гибридные методы, из которых хроматография в настоящее время занимает лидирующее место.

Успешное применение приемов хроматографирования основано на знании физико-химических свойств и параметров изучаемых систем. Таким свойством, в частности, является способность вещества окисляться на электроде. Его применяют для детектирования в высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭШХ). Для оптимизации условий аналитического определения требуется знание поведения каждого компонента на электроде.

Исследование по теме диссертации проводилось в соответствии с координационным планом НИР по направлению "Аналитическая химия" АН СССР (разделы 2.20.2 - методы разделения; 2.20.4.7.-электрохимические методы анализа); № темы 01.86.0106158.

Цель работы определялась необходимостью выяснить особенности электроокисления ряда замещенных фенотиазина в неводных: средах на твердых электродах и установить возможность их хроматог-рафического определения в условиях ВЭНХ. Последняя задача была поставлена,кроме, того в ходе исследования другого класса органических веществ, сравнительно легко окисляющихся на твердых электродах, - аллилзамещекных гидрохинонов. Оба класса созди-нений имеют практическую значимость: фенотиазины обладают био-

логической активностью с широким спектром действия, аллилзаме-щенные гидрохиноны - представители нового типа проявляющих веществ в фотографических процессах. Научная новизна работа;

определены основные параметры вольтамперограмм анодного окисления С- и N -замещенных фенотиазинов в неводных средах на твердых электродах;

- прослежено влияние природы заместителя и его положения в гетероциклическом кольце фенотиазина на параметры электроокисления в зависимости от типа электрода и растворителя;

- получены параметры удерживания замещенных фенотиазинов и аллилзамещенных гидрохинонов в условиях высокоэффективной жидкостной хроматографии с амперометрическим детектором;

- показана возможность определения аскорбиновой кислоты с помощью модифицированного фанотиазином электрода в водных буферных растворах»

На защиту выносятся следующие положения диссертации:

- интерпретация новых данных об электроокислении С- и N -замененных фенотиазинов в органических растворителях на твердых электродах;

- выбор условий модификации графитового электрода фенотиазином и определения аскорбиновой кислоты в буферных средах;

- уелоеия хроматографирования замещенных фенотиазинов и аллил-замвг;еннкх гидрохинонов с амперометрическим детектированием.

Практическая значимость работы

Осуществлен выбор растворителя, установлены режимы регистрации аналитического сигнала в условиях высокоэффективной жидкостной хроматографии. Разработана методика получения химически модифицированного электрода на основе графита и фенотиазина. Электрод использован для опре,

ные для модельных растворов, могут быть использованы в дальнейшем при анализе различных лекарственных форм на основе фенотиа-зииовьк соединений и сложных композиций проявляющих веществ, для оценки степени чистоты исходных синтетических препаратов.

рокоы интервале концентраций

Апробация работы» Результаты исследования представлены на конференцию Анализ-90 (Ижевск, 1990), Международный конгресс по полярографии, посвященный памяти Я.Гейровского (Прага, 1990). Основное содержание диссертации опубликовано в б статьях и двух тезисах докладов.

Структура и объем диссертации» Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов и списка цитированной литературы. Первая глава (литературный обзор) посвящена вопросам использования окислительно-восстановительных свойств органических соединений для детектирования в жидкостной распределительной хроматографии высокого давления (ВЭ1Х). Во второй главе сформулированы цель, задачи исследования, описаны методы и условия эксперимента, а также синтезы некоторых замещенных фенотиазинов. В третьей главе изложены итоги изучения вольтам-перометричеекого поведения С- и N-замещенных фенотиазинов в неводных средах на твердых электродах. Четвертая глава посвящена изучению фенотиазина как гомогенного переносчика электронов. Материал пятой главы содержит данные о ВЭЖХ замещенных фенотиазинов. В шестой главе рассмотрены эти же вопросы ВЭЖХ, но применительно к аллилзвмещенным гидрохинонов»

Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 22 таблицы, библиография включает 103 литературных источника.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Электрохимическое окисление фенотиазинов изучали с помощью вращающихся и стационарных электродов, а также циклической вольт-амперометрии в неводных средах. Аппаратура: полярограф ПУ-1; трехэлектродная ячейка, электроды - платиновый, стеклоуглерод-ный; осциллограф типа П0-5122 модели 03; потенциостат И-51 с самописцем (для регистрации циклических кривых). Видимая поверхность электродов: 0.05 и 0.096 см2, йоновые электролиты: ¿¿СёО^ (х.ч.), перхлораты тетраэтил- и тетрабутиламмония. Растворители: ацетон, ацетоиитрил, ДМЙА. Хроматографичеекое исследование проводили на жидкостном хроматографе высокого давления производства Чехословакии в обращенно-фазном варианте (2ерагоп 5|ХС --18).

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Было изучено вольтамперометрическое поведение следующих

С-замещенньк ФТ. R

I Rl * CI П R3 =SCN , R8« CI

Ш R3 = R7 > scm , R8 = CI 1У E3 » E7 = 5CN У R3 = S P(0)(0Et)2 У1 R3 =SP(0)(0-iPr)2

УП R10 = C(0)CH2P(0)(0Et)2 УШ Ri0= CiOCHgS P( S )(0-Pr)2 IX R10 = C(S )NPh-P( S )(0Bu)2

На анодных вольтамперограммах соединений (I—IX) наблюдаются 1-2 волны» Первая волна по данным циклической вольтамперо-метрии, близка к обратимой. Высота волны при сравнении с высотой волны фенотиазина соответствует одноэлектронному уровню. Зависимость предельного тока от скорости вращения электрода свидетельствует о диффузионном характере предельного тока. Окисление соединений (I-IX) по первой волне приводит к образованию катион-радикала: • -е +

[r-Фт]^ О-срт]'

Отношение катодного и анодного токов при потенциалах первого пика на циклических вольтамперограммах свидетельствует о значительной устойчивости продукта электронного переноса. Волны дальнейшего окисления предполагаемого катион-радикала наблюдаются в дилетилформамиде и ацетонитриле. В ацетоне регистрируется, как правило,одна волна* Потенциал полуволны обратимой волны являетсл -термодинамической характеристикой системы и отражает энергии ВЗМО молекулы. Введение электроноакцепторных заместителей в молекулу фенотиазина приводит к повышению потенциала окисления соединений (i—ix) по сравнению с незамещенным фено-тиазииом. Заместители, находящиеся в разных положениях фенотиа-зинового остова,оказывают влияние на потенциал окисления» что согласуется с тем, что ВЗМО охватывает всю систему сопряженных связей и НЭП гетероатомов. Соединения I-IX можно расположить в ряд по легкости окисления, причем тенденция в изменении Е^/2 соблюдается во всех изученных растворителях: ei/2(yi) ^ е1/2(у)< ei/2(I)4 %/2<1у><£е1/2(ш)<<

« ei/2(ix) < е1/2(уш < е1/2суш)

Наибольшую чувствительность ВЗМО проявляет к заместителям в

положении 10, смещение характеризуется величинами 0.7-0,8 В, причем эта закономерность проявляется во всех трех растворителях, На платиновом электроде волны соединений (УП-1Х) расположены близко к разряду фона и не поддаются обсчету. Возможность количественного определения соединений (I—IX) по "¡току их окисления основана на наличии линейной зависимости предельного тока первой волны от концентрации. Линейный характер этой зависимости наблюдается во всех растворителях и на обоих электродах. Что касается природы электрода, то стеклоуглерод оказался более удобным для получения четких волн, хотя потенциалы• волн на платиновом и стеклоуглеродном электродах близки. По-видимому, имеет значение структурное подобие фенотиазиновой системы гексаго-нам углеродной поверхности электрода,, что отмечалось в литературе на примере полиареновых углеводородов»

N -Замещенные фенотиагины представляют наибольший интерес,, поскольку именно они и проявляют выраженную фармакологическую активность.

Получены данные по электроокислению Ы -замещенных фенотиа-зинов на платиновом и стеклоуглеродном электродах в ацетонитри-ле на фоне 0.1 М перхлората лития. Выбор растворителя был ограничен тем, что ацетонитрил чаще всего используют в высокоэффективной жидкостной хроматографии. Были изучены следующие соединения ^

I <о

(I)

(П) (1У) <У1) (УШ)

Р10 = (изо-РгО)2-Р-М С(5 )-Ь 1С,Н.

-К с(

СбЬ5

(п-РЮ)2-Р-КС(5 )-

л ч<¥%

(п-Р*0)9Р-М-С{5 )-|| \

з СбН5

<5 СН3 МСЗ-С^-С-0

офо

(Ш) (п-ВаО)2-Р-МС(5)-

0

(у) с6н5-кн-с-0

(УП) (£10)2-Р-МН-СН2-С-0 о

(IX) ВгСН9СНоС-2

На анодных вольтамперограммах соединений С1-1Х) также наблюдаются 1-2 волны. Все исследованные N -замещенные фенотиа-

зины окисляются труднее исходного незамещенного гетероцикла. Условно соединения (1-1Х) можно разбить на две группы. Характер окисления первой группы веществ (соединения 1-У1) напоминает поведение фенотиазина. В этом случае первая ступень окисления обратима, в то время как обратимость второй ступени несколько занижена (судя по циклическим вольтамперограммам) по сравнению со второй ступенью окисления исходного фенотиазина. Степень обратимости второй ступени меняется в зависимости от заместителя при атоме азота« Для второй степени группы изученных N -замещенных фенотиазинов окисление по первой ступенипротека-ет практически необратимо, что связано с неустойчивостью продукта первого электрона» В эту группу входят соединения УП-1Х в структуре которых не содержится фрагмент N -С^ в группировке атомов заместителя у атома азота гетероцикла, а также Р«=5

связей. Последняя группа веществ окисляется несколько при более положительном потенциале, чем первая. Сравнение высот первых ступеней с высотой волны фенотиазина указывает приблизительно на их одноэлектронный характер. Угловой коэффициент вол-1111 " составляет 100-150 »Л, что завынено по сравне-

нию с теоретическим значением. Наклон прямой в координатах

( - ^ и) » где 03 -угловая скорость вращения электрода, свидетельствуют о преимущественно диффузионном характере предельного тока. В отличие от С-замещенных фенотиазинов, величина &Ер (разность потенциалов катодного и анодного пиков) заметно превшает теоретические значения для одноэлектронного процесса и это не может быть объяснено только неучтенным омическим сопротивлением раствора. Отличие величины I рК/ I ра от единицы в ряде случаев свидетельствует о заметной (для некоторых соединений значительной) неустойчивости продуктов окисления по пергой волне» Волны дальнейшего окисления предполагаемых катион-радикалов не всегда наблюдаются в доступной области потенциалов. Если допустить, несмотря на обнаруженную неполную обратимость отрыва первого электрона, что потенциал полуволны этой ступени является термодинамической Характеристикой системы и отражает в данном случае энергию ВЗШ молекулы, то наибольшую ^вствительность ВЗМО проявляет к заместителям в положении 10 и очень сильно зависит от их природы. Смещение Е^д, происходит

при этом в пределах 0.5-0.6 В, причем эта закономерность проявляется для электродов различной природы. Такое существенное смещение Е^ (и Ер) свидетельствует о значительном вкладе НЭП атома азота в энергию ВЗМО N -замещенных фенотиазинов. Из данных по вольтамперометрическому поведению как С-, так и N -замещенных фенотиазинов можно усмотреть, что с увеличением донор-ного числа растворителя проявляется тенденция к уменьшению потенциала окисления, что согласуется с литературными сведениями

Количественное определение М -замещенных фенотиазинов можно осуществить на основе данных по их вольтамперометрическому поведению « Линейная зависимость предельного тока первой волны от концентрации фенотиазинов наблюдается в интервале 8-10"^ * в ацетонитриле на обоих электродах. Что касает-

ся природы электрода, то стеклоуглерод в общем случае оказался для этой серии веществ не настолько более удобным для получения четких волн, хотя значения Е^ и Ер на платиновом и стеклоуг-леродном электродах часто близки. В таблице 1 приведены основные электрохимические характеристики замещенных фенотиазинов.

Фенотиазин как гомогенный переносчик электронов Среди соединений, которые склонны к обратимому окислению на твердых электродах., как следует из изложенного выпе, находит ся и фенотиазин. Он может выступать потенциальным медиатором окисления ряда субстратов.

Было обнаружено, что при введении в раствор ФТ цистеина, аскорбиновой кислоты или 1-фенил-5-меркаптотетразола ток окисления 5Т возрастает,. Относительный прирост тока (отношение кинетического тока фенотиазина в присутствии субстрата к диффузионному току в отсутствие катализатора) является источником информации о протекающей гомогенной реакции окисления»

Для. иммобилизации ФГ на поверхность электрода был выбран метод адсорбции, так как молекула фенотиазина представляет собой сопряженную систему бензольных колец, учитывая сродство ароматических углеводородов к поверхности графита. Предварительные опыты показали, что происходит накопление фенотиазина на поверхности графитового электрода из водно-органического растворителя, содержащего минимальное для обеспечения растворимости фенотиазина количество растворителя, например адетона.

Таблица I

Характеристики волн окисления замещенных фенотиазинов на вращающемся и стационарном электродах, концентрация 5-10 М в ацетонитриле

С-звмещенные

# соединения Ч/г ч? Д Е рас Ч %/2 ЧР

I 0.40 35.0 60 0.60 60 1.0 0.40 12.6 65

0.84 18.0 100 0.50 100 0.5 0.80 4.8 100

П 0.50 25.0 100 0.47 60 1.0 0.50 14.4 100

0.99 11.0 200 0.73 200 0.5

Ш 0.56 32.0 80 0.46 130 0.95 0.49 9.4 100

1У 0.53 20.1 93 0.49 100 0.95 0.52 7.4 100

1.02 8.4 150 0.44 200 0.5 0.82 3.6 80

У 0.40 36.4 93 0.46 60 1.0 0.38 10.6 60

0.83 22.4 104 0.44 80 0.6 0.62 6.3 60

У1 0.40 21.0 120 0.45 80 1.0 0.42 6.2 80

1.0 8.2 150 0.40 80 0.5 0.82 4.4 . 80

УП 1.12 31.0 100 0.60 60 1.0

УШ 1.04 18.0 100 0.35 60 1.0

IX 0.63 21.0 62 0.56 100 1.0 0.68 6.0 80

®т 0.32 38.0 60 0.47 60 1.0 0.30 8.9 80

0.76 25.0 60 0.52 80 0.8 0.78 6.2 120

Таблица 1 (продолжение)

N - замещенные

№ сое--

дине- Ей' ния ' в

стеклоуглерод

платина

1-Пр.,

м кй

Щй)

В

м В

рас,

1а,

в

ьпр-> мкй

-ра,

В

Ь£Р, и

ИВ '

I 0.72 15,6 145 0.58 0.64 ПО 0.55 0.9 4.5 83 0.92 150 0.55

1о28 21.0 125 0.49 - 1.36 5.2 84 - - -

п 0.74 24.0 104 0.35 0.72 90 0.32 0.72 9.0 104 0.71 - -

1.20 20.0 36 0.54 - 1.10 7.8 62 - - -

ш 0.72 16.4 188 0.33 0.66 80 0.53 0.64 7.6 83 0.68 100 0.60

1.24 25.2 166 0.21 0.99 чт - 1.16 12.6 104 - - -

1У 1.0 42.4 187 0.59 1.0 - 1.02 19.2 167 1.10 - -

У 0.78 34.0 125 0.32 0.60 160 0.51 0.76 10.6 83 0.76 120 0.58

1.20 29.0 84 0.39 - - - - - - - -

У1 1.08 37.6 166 0.51 0.103 100 0.43 0.76 22.1 105 1.05 - -

УП 0.74 36.8 146 0.33 0.65 90 0.86 0.68 14.1 104 0.67 ПО 0.65

1.18 30.7 166 0.40 - - 1.10 13.1 125 - - -

УШ 0.64 26.0 104 0.50 0.67 ПО 0.58 0.64 10.4 104 0.67 но 0.65

1.12 16.0 83 0.65 - тт - 1.02 8.8 125 - — я*

д 1.0 52.8 125 0.23 0.98 - - 1.24 10.0 104 1.03 - -

*)

Н9г)

Е3/4 ~ %/4'

волны на вольтамперограммах плохо выражены

С увеличением времени накопления и концентрации раствора фено-тиазина ток окисления фенотиазина возрастает.

При подготовке электрода к работе на предварительно очищенную и промытую в ДМФА и этиловом спирте поверхность электрода наносили -I мкл 10 М раствора фенотиазина в толуоле. Растворитель улетучивался, при этом оставалась пленка фенотиазина. Затем этот электрод опускали в буферный раствор и регистрировали кривую.

Внесение в буферный раствор аскорбиновой кислоты приводит к резкому увеличен!® анодного тока. Отношение í ^ £ меняется в интервале 3-8 в зависимости от количества субстрата. На рис.! изображена волна субстрата на "фенотиазиновоы" электроде.

I, мкй 1

Рис. I

Вольтамперограммы модифицированного фенотиазином графитового электрода в отсутствиеС!) и в присутствии аскорбиновой кислоты (2); рН 6.86

о

Ток окисления фенотиазина растет пропорционально концентрации субстрата. Зависимость предельного тока от концентрации субстрата в интервале концентраций 1•* 1•10"^ М имеет линейный характер.

Хооматограйическое поведение замещенных фенотиазинов

Было изучено хроматографическое поведение производных фенотиазина общей формулы _ ^ ^^ к

где

процесс

(I) \ - *2

(Ш) % - Р2

(1У) % - %

» Р3 « Р4 8 Н ДП) % = Н; к2 ■ сЕ; В3 * К4 = = Н; Е3 » К4 •= 5СЫ - Р4 - Н; К2 = 3 Р0(0С2Н5)2

(У) R, = Rp = R4 = н ; (У1) R2 *= % - R4 я H; %=C(0)CH2SCN;

(УП) R2 = R3 = s4 = H; Rj = (n-Pr0)2P(0)-H(Ph)-C(S );

(УШ) R2 = R3 = R4 = H; R4 = C(0)KHC6H5;

(IX) Rj = R2 = R4 = H; R3 = S Р(0)(изо-Рг0)2;

(X) R2 = R3 = R4 = H; R* = CiOiCHgCHgBr ;

(XI) R2 = R3 * R4 = H; Pj = (n-C3H70)2P(0)-N(C6H5)-C(S ); (хп) r, = r3 = r4 = h; kj « -cssnx 0

(ХШ) Rj - (n3o-PrO)2P(S JCHgCiO)-

Было установлено, что отклик амперометрического детектора зависит от концентрации электролита в подвижной фазе. На положение пика на хроматограмме,' т.е. время удерживания tR (или ) влияет также содерсание воды.-

В таблице 2 приведены параметры удерживания изученных фе-нотиазинов ( К* - коэффициент емкости). Установлена зависимость К* от содержания воды» Выбранный состав элюента (содержание воды 30-40%) при расходе 0.5-1 мл/мин обеспечивает разделение компонентов и симметричность пиков. При этом время определения не превьшает 5-10 минут.

В найденных условиях (0.1 М фоновый электролит в смеси ацетонитрил-вода 3:2) высоты хроматографических пиков линейно зависят от концентраций исследуемых веществ, причем динамический диапазон концентрационной зависимости з координатах I „„ -

i'lKct •

см для амперометрического детектора шире, чем для У^-детекгора. На рис.2 сопоставлены хроматограымы, полученные для смеси з чещенных фенотиазинов с амперометрическим и У$-детеятсрами, На разделяемость пиков содержание ацетонитрила оказывает резещее влияние. Для идентификации хроматографических пиков замещении* фенотиазинов и их смесей (в продуктах синтеза) наилучшая смесь элюирующего растворителя - это ацетонитрил-вода в отношении 6:4.

Хроматографическое поведение замещенных пщрсхиионов С помощью ВЭЖХ изучали гидрохиноны со' следующими фор:лу.1зги;

он

он йй к

сн2=сн-сн£

сиг- сн=сн2

сн&-сн = снг сн2~сн=сн2

сн2=сн~ снг'

сн, -сн = сн,

снг-сн=сн2 -

снг=сн-снг ч 1. снг-сн = сн2

ж v-

сна.=сн-сн2 сн2- сн= сн2 ~ ОН

8

Таблица 2

Хроматографические параметры замещенных фенотиазина, электрохимический детектор

Соединение ^ V!, к' V Чо кДк/моль

I 2.24 1.49 1.98 0.3 -1.64

П 2.29 1.54 2.65 0.31 -1.67

Ш 2.17 1.42 1.9 0.28 -1.53

1У 2.47 1.72 2.3 0.36 -1.97

У 2.47 1.72 2.3 0.36 -1.97

У1 2.28 1.53 2.04 0.31 -1.67

УП 2.5 1.75 2.33 0.36 -1.97

УШ 2.55 1.8 2.4 0.38 -2.08

IX ■ 2.6 ' 1.85 •2.46 0.39 -2.36

X 2.32 1.58 2.1 0.32 -1.75

XI 2.66 1.9 2.53 0.4 -2.19

хп 2.22 1.47 1.96 0.29 -1.59

хш 2.4 1.65 2.2 0.34 -1.86

X !У

xii v

I VI

и

о 4

а

Ь.О

Рис. 2. Хроматограммы смеси замещенных фенотиазинов; концентрация компонен-" детектор; Е

ция компонентов в пробе Г г/л; а - амперометрический 1.2 В; б - У»-детектор (Л .« 254 нм)

расход элюента 0.5 мл/мин; подвижная фаза АЦ-НоО (6:4), колонка С-18 (размер 300x3.3 мм)

При использовании в качестве подвижной фазы смеси ацетонит-рил-вода гидрохинон и его замещенные обнаруживаются в элюенте по характерным пикам. При этом в случае использования электрохимического детектора пики имеют более узкую симметричную форму, чем в случае УФ-детектора. Исследование влияния состава подвижной фазы на удерживание гидрохинонов показало, что, как и для большинства органических соединений в условиях обращенно-фазной хроматографии, для всех исследованных гидрохинонов соблюдается линейная зависимость между концентрацией органического модификатора (ацетонитрила), подвижной фазы и логарифмом коэффициента

емкости: л | пл

{^КГ = а + о£д.Сац> ,

где Сац- концентрация ацетонитрила, %.

Значения коэффициентов корреляции превышают 0.98. Было обнаружено, что удерживание замещенных гидрохинона зависит от числа аллильных групп в молекуле гидрохинона. Между числом атомов углерода в молекуле гидрохинона () и логарифмом относительного времени удерживания наблюдается линейная зависимость (рис.3).

Рис. 3. Зависимость относительного времени удерживания от числа атомов углерода в заместителях молекулы гидрохинона; подвижная фаза ацетонитрил-вода 7:3; Р=0.5 мл/мин, неподвижная фаза С-18; электрохимический детектор

Параметры корреляции:£ =0.9931; 5'=0.5б(для электрохимического детектора). Подобная корреляция, как следовало ожидать наблюдается и для УФ-детектора. В данном случае, вероятно, с увеличе -нием числа аллильных групп возрастает вклад в свободную энергию удерживания (сорбции) и, вероятно, существуег некоторый постоянный вклад рассматриваемого структурного фрагмента(с соответствующим числом атомов углерода) в свбодную энергию сорбции.

Интересно сопоставить хроматографическое поведение соединений У и У1, которые содержат две аллильные группы, при этом симметричный гидрохинон, содержащий заместители в положении 2,5, имеет меньшее удерживание, чем соединение, содержащее заместители в положении 2,4-.

Аналогичный характер проявляют зависимости К от таких параметров структуры замещенных гидрохинонов, как индекс связанности (Ж), характеризующий величину поверхности, занимаемой адсорбирующейся молекулой, и молекулярная рефракция (МР).

Хроматографические параметры удерживания изученных замещенных гидрохинонов приведены в таблице 3. В найденных условиях элю-енты-ацетонитрил-вода (6*4) находили значения параметра селективности оС . Оказалось, что величина с[ превышает 1,1, а степень разрешения лежит в пределах 0.62-2.67.

Между концентрацией соединений и величиной аналитического сигнала наблюдается линейная зависимость, что имеет значение

Таблица 3

Хроматографические параметры замещенных гидрохинонов; АЦ-вода Хб:4); электрохимический детектор с, = 1.2 В

Соединение мин мин < 1 К Ч*' ' кДж/моль

1 1.70 0.55 0.85 0.27 0.47 -0.32 +1.75

П 2.04 0.89 1.02 0.44 0.77 -0Л1 ■+0.602

Ш 2.30 1.15 1.15 0.575 I 0 0

1У 2.40 1.25 1.2 0.62 1.69 0.04 -0.198

У 2.52 1.37 1.26 0.69 1.2 0.08 -0.438

У1 2.54 1.39 1.27 0.7 1.2 0.08 ' -0.451

УП 3.48 2.33 1.74 1.16 2.02 0.30 -1.680

УШ 4.30 3.15 1.75 2.74 2.73 0.43 -2.394

для аналитических целей. Достаточно широкий диапазон концентрации, в котором сохраняется линейность сигнала детектора, позволяет проводить количественные определения гидрохинонов. Подобная линейная зависимость наблюдается и в координатах площадь хроматографического пика-концентрация.

Разделение на хроматограммах пиков модельных растворов, содержащих гидрохиноны, можно проводить как с помощью У«-, так и электрохимического детекторов. Экспериментально было установлено, что для лучшего разделения пиков для смеси замещенных гидрохинонов следует добавлять в систему ацетонитрил-зода (6:4) метанол (6 %).

Полученные результаты по фенотиазинам и особенно по гидро-хинонам показывают, что в большинстве случаев с помощь© амперо-метрического детектора удается более четко зарегистрировать хроматографические пики, чем в случае УФ-детектора.

ВЫВОДЫ

1. Окисление С- и Л-замещенных фенстнязина (заместители, не вступающие в электродную реакцию) на стеклоуглеродном и платиновом электродах в ацетоне, ацетонитриле и диметилформаыиде происходит с образованием I или 2 волн в зависимости от растворителя и типа электрода.

2. Первая одноэлектронная ступень в большинстве случаев обратима; ее Е-£/2 более положителен по сравнению с незамещенным фенотиазином. Наибольший анодный сдвиг у Я -замещенных.

3. В присутствии некоторых субстратов, способных вступать в окислительно-восстановительный катализ, высота первой ступени фенотиазина увеличивается. Адсорбированный на стеклоуглероде фенотиазин может выполнять функцию медиатора в непрямом окислении субстрата»

4. Показана возможность определения аскорбиновой кислоты

в буферных растворах с помощью электрода, модифицированного фе-нотиазином, в интервале концентраций субстрата 10

5. На фоне перхлората тетраэтиламмония в смеси ацетонитри-ла с водой (3:2) замещенные фенотиазины разделяются в методе высокоэффективной жидкостной хроматографии с обращенной фазой. Произведена оптимизация условий хроматографирования замещенных фенотиазинов и найдены параметры хроматографических пиков.

6. Получены характеристики хроматографических пиков аллил-замещенных гидрохинонов в условиях ВЭШХ. Оптимизированы условия их определения с помощью ВЭЖХ.

7. Параметры удерживания аллилзамещенных гидрохинонов в об-ращенно-фазном варианте ВЭЖХ- определяются природой, положением

и числом заместителей в молекуле гидрохинона.

8. На примере замещенных фенотиазинов и гидрохинонов проведено сопоставление аналитических возможностей УФ- и амперометри-ческого детекторов в высокоэффективной жидкостной хроматографии: более широкий концентрационный интервал их отклика, выше и уже хроматографические пики наблюдаются для амперометрического детектора.

Публикации:

1. Будников Г.К., Каргина О.Ю., Аль-Акра X., Каналов P.M. Вольт-аыперометрическое поведение N -замещенных фенотиазинов. Деп. № 182-хп .90 в ОНИИТЭИ (г.Черкассы).

2. Будников Г.К., Аль-Акра X., Камалов Р.М., Иванов В.Б. Высокоэффективная жидкостная хроматография фенотиазинов с электрохимическим детектированием. Деп.№122-хп SO в ОНИИТЭИ (г.Черкассы)

3. Будников Г.К., Каргина О.Ю,, Ведерникова Е.Ю., Аль-Акра X., Сафина А.Р. Определение -аскорбиновой кислоты методом анодной вольтамперометрии с помощью химически модифицированного электрода. ДепИ79-хп 90 в ОНИИТЭИ (г.Черкассы).

4. Будников Г.К., Каргина O.D., Аль-Акра X., Камалов P.M. Электроокисление некоторых производных фенотиазина в неводных средах. Нурн.общей химии, 1990. Т.60, вып.7. СЛ633-1636.

5. Аль-Акра X., Будников Г.К., Каргина 0*0«, Камалоз Р.Ы. Высокоэффективная жидкостная хроматография некоторых производных фенотиазина с электрохимическим детектором. Тезисы докл. Всесоюзная конференция. Современные методы анализа металлов, сплавов, объектов окружающей среды. Ижевск, июнь 1990, С.27.

Сдано в набор 18.07.90 г. Подписано в печать 19.07. 90 г. Форм.бум. 60 х 84 1/16. Печ. л. 1. Тираж ЮО. Заказ 540.

Бесплатно.

Лаборатория оперативной полиграфии КГУ 420008 Казань, Ленина, 4/5