RU2528126C1 - Способ анализа структурных и оптических изомеров - Google Patents

Способ анализа структурных и оптических изомеров Download PDF

Info

Publication number
RU2528126C1
RU2528126C1 RU2013114000/28A RU2013114000A RU2528126C1 RU 2528126 C1 RU2528126 C1 RU 2528126C1 RU 2013114000/28 A RU2013114000/28 A RU 2013114000/28A RU 2013114000 A RU2013114000 A RU 2013114000A RU 2528126 C1 RU2528126 C1 RU 2528126C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid crystal
structural
isomers
binary
sorbent
Prior art date
Application number
RU2013114000/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Людмила Артемовна Онучак
Юрий Иванович Арутюнов
Юлия Геннадьевна Кураева
Татьяна Сергеевна Бурматнова
Владимир Александрович Бурмистров
Софья Александровна Кувшинова
Константин Михайлович Литов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет"
Priority to RU2013114000/28A priority Critical patent/RU2528126C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2528126C1 publication Critical patent/RU2528126C1/ru

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к газовой хроматографии, в частности к использованию бинарных сорбентов, обеспечивающих разделение близкокипящих структурных и оптических изомеров органических веществ, например, пара- и мета-ксилолов, малополярных и полярных оптически активных форм камфена, пинена, лимонена, бутандиола-2,3 и ментола, и может быть использовано при анализе различных смесей в химической, фармацевтической, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности. Способ анализа структурных и оптических изомеров включает разделение анализируемой смеси на бинарном сорбенте, содержащем супрамолекулярный жидкий кристалл 4-(3-гидроксипропилокси)-4'-формилазобензол с хиральной добавкой гептакис-(2,3,6-три-O-ацетил)-β-циклодекстрин в количестве 10% от массы жидкого кристалла. Техническим результатом является повышение селективности бинарного сорбента при разделении структурных и оптических изомеров, что позволяет анализировать эти изомеры в одном цикле хроматографического анализа. 3 табл.

Description

Изобретение относится к газовой хроматографии, в частности к использованию бинарных сорбентов, обеспечивающих разделение близкокипящих структурных и оптических изомеров органических веществ, например, пара- и мета-ксилолов, малополярных и полярных оптически активных форм камфена, пинена, лимонена, бутандиола-2,3 и ментола, и может быть использовано при анализе различных смесей в химической, фармацевтической, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности.
Известны способы газохроматографического анализа различных структурных изомеров органических веществ, где в качестве неподвижной фазы использовались нематические и смектические жидкие кристаллы (см. Вигдергауз М.С., Вигалок Р.В., Дмитриева Т.В. Хроматография в системе газ-жидкий кристалл // Успехи химии, 1981. Т. 50. №5. С.943-972).
Разделение энантиомеров можно осуществить только с помощью систем, содержащих хиральный селектор, который призван распознавать пространственную конфигурацию двух идентичных по химическим и физическим свойствам изомеров (см. Алленмарк С. Хроматографическое разделение энантиомеров. М.: Мир, 1991, 268 с).
Особенно сложной проблемой является анализ систем, содержащих наряду с оптическими и другие типы изомеров. Одним из способов получения универсального сорбента с высокой структурной и энантиоселективностью является внесение в жидкокристаллическую систему хиральных добавок. Из большого числа известных хиральных селекторов наиболее широкое применение в хроматографии получили циклодекстрины (см. Шпигун О.А., Ананьева И.А., Буданова Н.Ю., Шаповалова Е.Н. Использование циклодектринов для разделения энантиомеров // Успехи химии. 2003. Т. 72. №12. С.1167-1180).
Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ анализа оптических и структурных изомеров на бинарном сорбенте, содержащем смектико-нематический ЖК 4-н-октилокси-4'-цианобифенил с хиральной добавкой гептакис-(2,3,6-три-O-ацетил)-β-циклодекстрин в количестве 10% от массы жидкого кристалла (см. Онучак Л.А., Арутюнов Ю.И., Жосан А.И., Степанова Р.Ф. Способ анализа оптических и структурных изомеров. Патент РФ №2413936 от 10 марта 2011 г.// Бюл. изобр. №7 от 10. 03.2011).
Недостатком известного способа газохроматографического анализа является недостаточно высокая селективность сорбента по отношению к структурным изомерам ксилола и к полярным и малополярным оптически активным изомерам камфена, пинена, лимонена, бутандиола-2,3 и ментола.
Задачей изобретения является повышение селективности бинарного сорбента для разделения структурных и оптических изомеров.
Эта задача решается за счет того, что в способе анализа структурных и оптических изомеров, при котором анализируемую смесь разделяют методом газо-жидкостной хроматографии на бинарном сорбенте, содержащем жидкий кристалл с хиральной добавкой гептакис-(2,3,6-три-O-ацетил)-β-циклодекстрин в количестве 10% от массы жидкого кристалла, причем в качестве жидкого кристалла используют супрамолекулярный жидкий кристалл 4-(3-гидроксипропилокси)-4'-формилазобензол.
При решении поставленной задачи создается технический результат, заключающийся в повышении энантиоселективности и селективности универсального бинарного сорбента, что позволяет разделять структурные и оптические изомеры в одном цикле газохроматографического анализа.
Это достигается за счет следующих особенностей сорбента.
1. Жидкий кристалл 4-(3-гидроксипропилокси)-4'-формилазобензол (ГПОФАБ) является новым супрамолекулярным смектико-нематическим жидким кристаллом, физико-химические свойства которого существенно отличаются от традиционных (классических) нематических (МЭАБ, АОФ) и смектико-нематических (8ОЦБ) жидких кристаллов. Супрамолекулярные жидкие кристаллы образуются в результате супрамолекулярной самосброки за счет специфических взаимодействий активных заместителей, что, в свою очередь, приводит к существенному ограничению их подвижности и повышению параметра ориентационного порядка.
2. Образование цепочечных ансамблей в супрамолекулярном жидком кристалле за счет специфических взаимодействий комплементарных терминальных заместителей позволяет достичь высокой структурной селективности, чем при использовании классических жидких кристаллов.
3. Бинарный сорбент, содержащий супрамолекулярный жидкий кристалл (ГПОФАБ) с хиральной добавкой гептакис-(2,3,6-три-O-ацетил)-β-циклодекстрин (Acetyl-β-ЦД), обладает высокой энантиоселективностыо к разделению оптических изомеров. Это связано с тем, что ассоциированная смектическая структура супрамолекулярного жидкого кристалла способствует взаимодействию молекул сорбата с хиральной полостью макроциклической добавки по принципу комплексообразования типа «гость-хозяин».
Пример конкретного выполнения способа
В предлагаемом способе в качестве неподвижной фазы использовали смесь смектико-нематического супрамолекулярного жидкого кристалла (ГПОФАБ) с хиральной добавкой (Acetyl-β-ЦД) в количестве 10% от массы жидкого кристалла.
Таблица 1
Структурные формулы и физико-химические характеристики объектов исследования
Структурная формула Сокращение М, г/моль Температура плавления/температуры фазовых переходов, °C
Figure 00000001
ГПОФАБ 284 C91 SA 135 N 141 I
Figure 00000002
Acetyl-β-ЦД 2034 175-178
В качестве твердого носителя использовали отмытый кислотой хроматон NAW зернением 0,125-0,160 мм. Масса твердого носителя составила 4,4083 г, а масса неподвижной фазы - 0,4004 г. Процент пропитки составил 9,08%. Жидкий кристалл ГПОФАБ и Acetyl-β-ЦД были взяты в соотношении 90,92:9,08 по массе соответственно. Масса жидкого кристалла ГПОФАБ составила 0,3604 г, масса Acetyl-β-ЦД - 0,04 г. Для нанесения компонентов неподвижной фазы на твердый носитель был использован хлороформ. Жидкий кристалл и модифицированный β-циклодекстрин растворяли в разных колбах в небольшом количестве хлороформа, затем полученные растворы смешивали и приливали к твердому носителю так, чтобы он был полностью погружен в раствор. Осторожно вращая колбу, удаляли растворитель при нагревании на песчаной бане, чтобы температура раствора не превышала температуру кипения растворителя. Полученным сорбентом (хроматон NAW с нанесенной на него неподвижной фазой ГПОФАБ - Acetyl-β-ЦД) заполнили стальную колонку длиной 1,17 м и внутренним диаметром 3 мм.
Перед заполнением колонку промывали последовательно дистиллированной водой и ацетоном, затем высушивали при комнатной температуре в течение двух дней и заполняли приготовленным сорбентом. Колонку кондиционировали в потоке газа-носителя - водорода (расход 5 см3/мин) в течение полутора часов при температуре 100°C.
В известном способе в качестве неподвижной фазы использовали смектико-нематический жидкий кристалл 4-н-октилокси-4'-цианобифенил (8ОЦБ) с хиральной добавкой Acetyl-β-ЦД в количестве 10% от массы жидкого кристалла. В таблице 2 приведена структурная формула и физико-химические характеристики жидкого кристалла 8ОЦБ.
Таблица 2
Структурная формула и физико-химические характеристики жидкого кристалла 8ОЦБ
Структурная формула М, г/моль Температуры фазовых переходов, °C
Figure 00000003
307 C 54 SA 67 N 78 I
В качестве твердого носителя использовали отмытый кислотой хроматон NAW зернением 0,125-0,160 мм. Масса твердого носителя составила 3,4123 г, а масса неподвижной фазы - 0,3412 г. Процент пропитки составил 10%. Жидкий кристалл 8ОЦБ и Acetyl-β-ЦД были взяты в соотношении 90,91:9,09 по массе соответственно. Масса 8ОЦБ составила 0,3102 г, масса Acetyl-β-ЦД - 0,03 г. Жидкий кристалл и модифицированный β-циклодекстрин растворяли в разных колбах в небольшом количестве хлороформа, затем полученные растворы смешивали и приливали к твердому носителю в колбе. После удаления растворителя при нагревании колбы на водяной бане при температуре ниже температуры кипения растворителя бинарный сорбент 8ОЦБ - Acetyl-β-ЦД использовали для заполнения колонки длиной 1,0 м и внутренним диаметром 3 мм.
Перед заполнением колонку промывали последовательно дистиллированной водой и ацетоном, затем высушивали при комнатной температуре в течение двух дней и заполняли приготовленным сорбентом. Колонку кондиционировали при условиях, описанных для предлагаемого способа.
Селективность исследуемых бинарных жидкокристаллических сорбентов с хиральной добавкой Acetyl-β-ЦД оценивали по значениям фактора разделения для структурных и оптических изомеров:
α 1 / 2 = t R 1 t M t R 2 t M
Figure 00000004
,
где tR1>tR2 - времена удерживания исследуемых изомеров, мин.; tM - мертвое время или время удерживания несорбирующегося вещества (метана), мин.
Эксперименты проводили на хроматографе Цвет-500 с пламенно-ионизационным детектором. Обработку результатов измерения проводили с использованием программно-аппаратного комплекса «Мультихром», ЗАО «Амперсенд», версия 1,5х, г. Москва.
Результаты экспериментов сведены в таблицу 3.
Таблица 3
Сравнительные экспериментальные данные для колонок с бинарными сорбентами
№п/п Фактор разделения изомеров, α1/2 Предлагаемый способ, колонка с ГПОФАБ-Acetyl-β-ЦД Известный способ, колонка с 8ОЦБ-Acetyl-β-ЦД
1 Структурные изомеры: пара- и мета-ксилолы Тс=98°C, 1,18 Тс=72°C, 1,042
2 Оптические изомеры малополярные: Камфен, -/+ Тс=90°C, 1,63 Тс=100°C, 1,152
Пинен, +/- Тс=100°C, 1,10 Тс=100°C, 1,013
Лимонен, +/- Тс=90°C, 1,75 Тс=100°C, 1,015
3 Оптические изомеры полярные: Бутандиол-2,3, -/+ Тс=100°C, 1,13 Тс=100°С, 1,002
Ментол, -/+ Тс=98°C, 1,33 Тс=100°C, 1,002
Как видно из приведенных в таблице 3 данных предлагаемый способ с новым бинарным сорбентом на основе супрамолекулярного жидкого кристалла ГПОФАБ и хиральной макроциклической добавки Acetyl-β-ЦД обладает высокой способностью к разделению структурных изомеров (αn/м увеличилось в 1,13 раза по сравнению с известным способом) и уникальной энантиоселективностью как к малополярным оптическим изомерам (камфен, пинен, лимонен), так и к полярным оптическим изомерам (ментол, бутандиол-2,3). Порядок удерживания правовращающих и левовращающих изомеров на бинарном сорбенте и, следовательно, их разделение определяется механизмом взаимодействия энантиомеров либо со структурой жидкого кристалла, либо по принципу комплексообразования типа «гость-хозяин» с Acetyl-β-ЦД. Так, фактор разделения для изомеров камфена увеличился в 1,41 раза, а для изомеров пинена - в 1,72 раза по сравнению с известным способом.
Использование предлагаемого способа анализа структурных и оптических изомеров методом газожидкостной хроматографии с бинарным сорбентом, содержащим супрамолекулярный жидкий кристалл ГПОФАБ с хиральной добавкой Acetyl-β-ЦД в количестве 10% от массы жидкого кристалла позволяет значительно повысить селективность при разделении как структурных изомеров пара- и мета-ксилолов, так и малополярных и полярных оптически активных изомеров камфена, пинена, лимонена, бутандиола-2,3 и ментола.

Claims (1)

  1. Способ анализа структурных и оптических изомеров путем разделения анализируемой смеси методом газожидкостной хроматографии на бинарном сорбенте, содержащем жидкий кристалл с хиральной добавкой гептакис-(2,3,6-три-O-ацетил)-β-циклодекстрин в количестве 10% от массы жидкого кристалла, отличающийся тем, что в качестве жидкого кристалла используют супрамолекулярный жидкий кристалл 4-(3-гидроксипропилокси)-4'-формилазобензол.
RU2013114000/28A 2013-03-28 2013-03-28 Способ анализа структурных и оптических изомеров RU2528126C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013114000/28A RU2528126C1 (ru) 2013-03-28 2013-03-28 Способ анализа структурных и оптических изомеров

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013114000/28A RU2528126C1 (ru) 2013-03-28 2013-03-28 Способ анализа структурных и оптических изомеров

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2528126C1 true RU2528126C1 (ru) 2014-09-10

Family

ID=51540248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013114000/28A RU2528126C1 (ru) 2013-03-28 2013-03-28 Способ анализа структурных и оптических изомеров

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2528126C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642796C1 (ru) * 2017-03-07 2018-01-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" Способ получения энантиоселективного сорбента

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2356047C2 (ru) * 2007-06-13 2009-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет" Способ газохроматографического анализа оптических и структурных изомеров
RU2413936C2 (ru) * 2009-04-08 2011-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет" Способ анализа оптических и структурных изомеров
RU2010129015A (ru) * 2010-07-13 2012-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет" (RU) Способ анализа оптических изомеров под действием электрического поля на сорбент и устройство для его осуществления

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2356047C2 (ru) * 2007-06-13 2009-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет" Способ газохроматографического анализа оптических и структурных изомеров
RU2413936C2 (ru) * 2009-04-08 2011-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет" Способ анализа оптических и структурных изомеров
RU2010129015A (ru) * 2010-07-13 2012-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет" (RU) Способ анализа оптических изомеров под действием электрического поля на сорбент и устройство для его осуществления

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кувшинова С.А. и др., Влияние ассоциативного состояния полярных мезогенов на их мезоморфизм и структурную селективность, XVI Международная конференция по химической термодинамике в России; Х Международная конференция по проблемам сольватации и комплексообразования в растворах, Суздаль, Т.2, 06.07.2007. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642796C1 (ru) * 2017-03-07 2018-01-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" Способ получения энантиоселективного сорбента

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yashima et al. NMR studies of chiral discrimination relevant to the liquid chromatographic enantioseparation by a cellulose phenylcarbamate derivative
Zhong et al. Polydimethylsiloxane/covalent triazine frameworks coated stir bar sorptive extraction coupled with high performance liquid chromatography-ultraviolet detection for the determination of phenols in environmental water samples
JP2017061523A (ja) プロスタグランジンの精製方法
Bezhitashvili et al. Application of cellulose 3, 5-dichlorophenylcarbamate covalently immobilized on superficially porous silica for the separation of enantiomers in high-performance liquid chromatography
Kalíková et al. Cellulose tris‐(3, 5‐dimethylphenylcarbamate)‐based chiral stationary phase for the enantioseparation of drugs in supercritical fluid chromatography: comparison with HPLC
US9168507B2 (en) Methods for quantitating water using ionic liquid salts
Zhang et al. Enantiomeric separation of oxybutynin by recycling high‐speed counter‐current chromatography with hydroxypropyl‐β‐cyclodextrin as chiral selector
RU2528126C1 (ru) Способ анализа структурных и оптических изомеров
CN103382185B (zh) 6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯的手性制备及构型确定
RU2413936C2 (ru) Способ анализа оптических и структурных изомеров
EP1818675B1 (en) Separating agent for optical isomer and separation column for optical isomers
EP1500430A2 (en) Separating agent for optical isomers, method of production thereof, and separation column for optical isomers
Ma et al. Determination of N-methylcarbamate pesticides in vegetables by poly (methacrylic acid-co-ethylene glycol dimethacrylate) monolith microextraction coupled with high performance liquid chromatography
RU2356047C2 (ru) Способ газохроматографического анализа оптических и структурных изомеров
Li et al. Enantiomeric separation of citalopram base by supercritical fluid chromatography
Poole Applications of ionic liquids in extraction, chromatography, and electrophoresis
Zhou et al. Separation of mandelic acid and its derivatives with new immobilized cellulose chiral stationary phase
Tian et al. Direct enantiomeric separation of chiral pesticides by liquid chromatography on polysaccharide-based chiral stationary phases under reversed phase conditions
Tiritan et al. Pirkle type
Lajkó et al. High‐performance liquid chromatographic enantioseparation of fluorinated cyclic β3‐amino acid derivatives on polysaccharide‐based chiral stationary phases. Comparison with nonfluorinated counterparts
Manic et al. Recovery of erythromycin from aqueous solutions with an ionic liquid and high-pressure carbon dioxide
Brown et al. Ionic Liquid–Liquid Separations Using Countercurrent Chromatography: A New General-Purpose Separation Methodology
Cao et al. The physical and chemical properties of ionic liquids and its application in extraction
RU2494390C2 (ru) Способ анализа оптических и структурных изомеров
Kim Effect of Experimental Factors on Reduction of Nitrogen Compounds Contained in Crude Methylnaphthalene Oil by Formamide Extraction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150329