Хроматографічні константи хлоровмісних біологічно активних сполук

Размещено на http://www.allbest.ru/

Запорізький національний університет

Хроматографічні константи хлоровмісних біологічно активних сполук

Панасенко Т.В.

Рибалка А.К.

Анотація

У статті досліджено хроматографічні константи естерів, похідних монохлороцтової кислоти, а саме метилхлороацетат, етил-2-хлороацетат, ізопропіл-2-хлороацетат, бутил-2-хлороацетат. У ході проведення дослідження було використано сучасні методи фізико-хімічного аналізу: рефрактометрія, тонкошарова та газова хроматографії. За допомогою рефрактометричного методу аналізу визначено показники заломлення, які варіюють у проміжку 1,419-1,430. В результаті аналізу методом тонкошарової хроматографії було встановлено хроматографічні константи Rf, які знаходяться в діапазоні 0,31-0,41, це говорить про вірно підібрану систему розчинників. Результати високоефективної газової хроматографії підтверджують будову новосинтезованих естерів, а також показують процентний вміст основної речовини в розчині: метилхлороацетат (41,13%), етил-2-хлороацетат (74,09%), ізопропіл-2-хлороацетат (57,44%) та бутил-2-хлороацетат (86,33%).

Постановка проблеми. Завдяки своїй біологічній активності естери грають велику роль в історії та розвитку медицини. Ще у кінці XIX-початку XX ст., коли органічний синтез робив свої перші кроки, фармакологами було синтезовано та досліджено багато біологічно активних речовин на основі естерів [1]. Вони стали основою для таких лікарських засобів, як салол, валідол та інші. Як знеболюючий засіб широко використовувався метилсаліцилат, який в даний час практично витіснений більш ефективними засобами.

Дослідження біологічної активності естерів продовжують проводитись і до сьогодні. За останні роки серед естерів знайдені сполуки з протизапальною, дезінфікуючою, заспокійливу, антимікробною, нейротропною та спазмолітичною активністю [2].

Зацікавленість до глибшого вивчення хімічних, фізико-хімічних та біологічних властивостей похідних карбонових кислот, а саме складних ефірів, виросла в останній час у зв'язку з тим, що естери є доступними, реакційноспроможними і досить перспективними як вихідні речовини для синтезу різноманітних біологічно активних речовин.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. В органічній хімії розробка ефективного синтезу естерів карбонових кислот як і раніше є однією з основних тем досліджень, оскільки органічні речовини, лікарські засоби і натуральні продукти часто містять естерну одиницю як функціональну групу [3]. Що стосується точки зору синтезу естерів, то відповідні карбонові кислоти зазвичай використовуються в якості ключового вихідного матеріалу і грають важливу роль [4].

Незаважаючи на наявність публікацій по розробці методів синтезу, вивченню хімічних та біологічних властивостей естерів, багато питань їх будови, фізико-хімічних та фармакологічних властивостей вивчені недостатньо.

Виділення нерозв'язаних раніш частин загальної проблеми. Ефіри присутні в ряді важливих біологічних молекул і мають кілька комерційних та синтетичних застосувань. Наприклад, молекули поліестеру складають чудові волокна і використовуються у багатьох тканинах. Міцна поліефірна трубка, яка є біологічно інертною, може бути використана в хірургії для відновлення або заміни хворих ділянок судин. Поліетилентерефталат використовується для виготовлення пляшок для напоїв. Він також формується у стрічку під назвою майлар. При магнітному покритті стрічка майлар використовується в аудіо- та відеокасетах. Синтетичні артерії можуть бути виготовлені з поліетилентерефталат, політетрафторетилену та інших полімерів [5].

У зв'язку з цим, подальше вивчення хімії, будови, реакційної спроможності та біологічної активності естерів є актуальною проблемою на сьогодні.

Мета статті. Головною метою цієї роботи є встановлення оптимальних умов синтезу есте- рів, дослідження їх фізико-хімічних властивостей та підтвердження індивідуальності речовин сучасними методами дослідження, а саме: рефрактометрії, тонкошарової та газової хроматографії.

Виклад основного матеріалу. На базі лабораторії БФАР Запорізького національного університету були синтезовані хлоровмісні біологічно активні речовини, а саме естери моно- хлороцтової кислоти.

Отримані речовини досліджують за допомогою рефрактометра та встановлюють показник заломлення п|0 Після чого визначили густину синтезованих естерів за допомогою пікнометра.

Встановлені показники заломлення та густини наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Фізичні показники синтезованих естерів

В ході синтезу естерів було встановлено, що під час проведення реакції естерифікації концентрація сульфатної кислоти Н2804 повинна бути не нижчою 70%, в іншому випадку втрачається її властивість дегідратації і зменшується вихід продуктів реакції.

При проведенні хроматографічного розділення естерів методом тонкошарової хроматографії пластинку з тонким шаром пористого носія (наприклад, пластинку Silufol), на яку нанесені розчини естерів, поміщають у розчинник, що, просуваючись за рахунок капілярних сил, перемішує естер. Після завершення хроматографії проводять обробку пластинки парами йоду, що дозволяє виявити плями естеру.

В результаті аналізу методом тонкошарової хроматографії було встановлено хроматографічні константи Rf досліджуваних об'єктів, дані наведені в табл. 2.

Таблиця 2. Показники хроматографічних констант

Система розчинників (хлороформ-метанол 9:1) підібрана із врахуванням властивостей отриманих речовин, а саме естери добре розчинні в метанолі, а хлороформ дуже леткий і оптимальний елюент для хлоровмісних сполук.

Для виконання дослідження методом газової хроматографії було використано ГХ-МСД Agilent 7890B (США). Речовини були розділені на колонці Agilent DB-5ms.

Перед початком аналізу була проведена про- бопідготовка, під час якої досліджувані речовини розчинили у метанолі, виходячи з того, що естери добре розчиняються у даному розчиннику.

За допомогою, розробленого виробником, програмного забезпечення було встановлено такі умови проведення аналізу:

Колонка DB-5ms:

матеріал: кварцове скло;

розміри: l = 30 м, 0 = 0.25 мм;

нерухома фаза: товщина 0,25 мкм.

Газ-носій: гелій для хроматографії Р зі швидкістю потоку 1.4 мл/хв.

Об'єм інжекції: 0,5 мкл.

Поділ потоку: 1:50.

Детектор: мас-спектрометр (МС).

Температура блоку введення проб - 180°С (початкова), 250°С (кінцева).

Температура термостата: програмована - 40°С (витримка 1 хв.), до 260°С зі шв. 25°/хв (витримка 0,2 хв.).

Для ідентифікації компонентів була використана бібліотека мас-спектрів NIST14.

Нижче наведена хроматограма та мас-спектр бутил-2-хлороацетату на рисунках 1 та 2.

Рис. 1. Хроматограма бутил-2-хлороацетату

Результати високоефективної газової хроматографії підтверджують будову новосинтезованих естерів, а також показують процентний вміст основної речовини в розчині: метил хлороацетат (41,13%), етил 2-хлороацетат (74,09%), ізопропіл 2-хлороацетат (57,44%) та бутил 2-хлороацетат (86,33%).

Синтезовано чотири хлоровмісних біологічно активних речовини, підібрані оптимальні умови реакції естерифікації, а саме: концентрація сульфатної кислоти Н2804 -- не менше 70%.

Досліджені фізичні та хімічні властивості новосинтезованих сполук: густина, Ткип, показник заломлення.

Індивідуальність речовин підтверджена методом тонкошарової хроматографії, значення Rf знаходяться в інтервалі 0,31-0,41, це досягнуто за допомогою вдало підібраної системи розчинників (хлороформ-метанол 9:1).

Будова та чистота отриманих сполук визначена за допомогою сучасного методу газової хроматографії з використанням приладу Agilent 7890B (США).

Список літератури

хроматографічний естер кислота хімічний

1. Дикусар Е.А. Применение простых и сложных эфиров: современные аспекты молекулярного дизайна -- от душистых веществ и биологически активных соединений до применения в медицинских нанотехнологиях. Химия растительного сырья. 2014. № 3. С. 61-84.

2. Vollhardt P., Schore N. Organic Chemistry: Structure and Function. W.H. Freeman and Company, 2014, 1350 p.

3. Otera J., Nishikido J. Esterification: Methods, Reactions, and Applications, 2nd ed. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA; 2009.

4. Siengalewicz P., Mulzer J., Rinner U. Synthesis of Esters and Lactones. In: Knochel P., Molander G.A., editors. Comprehensive Organic Synthesis. 2nd ed; 2014.

5. Li J.J., Corey E.J., editors. Carboxylic Acid Derivatives Synthesis, in Name Reactions for Functional Group Transformations. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc; 2007.

Размещено на Allbest.ru