Содержание к диссертации
Список сокращений 6
I. Введение 7
II. Литературный обзор 12 Номенклатура теллуроорганических соединений 12 Получение и химические свойства диарилтеллуроксидов и их производных 13
2.3 Токсичность теллурорганических соединений 18
2.4 Способы исследования тс-теллуранов
2.4.1 Элементный анализ теллура в теллурорганических соединениях 20
2.4.2 Электрохимические методы анализа органических соединений теллура 21
2.4.3 Идентификация теллурорганических соединений методами инфракрасной спектроскопии и ядерным магнитным резонансом 22
2.5 Хроматографические методы анализа 23
2.5.1 Методы тонкослойной и бумажной хроматографии 23
2.5.2 Метод газовой хроматографии 25
2.5.3 Высокоэффективная жидкостная хроматография 26
2.6 Масс-спектрометрия теллурорганических соединений 27
2.6.1 Фотоионизация 28
2.6.2 Электронная ионизация 29
2.6.3 Бомбардировка быстрыми атомами 34
2.6.4 Электрораспыление 34
2.6.5 Лазерная ионизация 35
2.6.6 Термодесорбционная масс-спектрометрия 35
2.7 Физико-химические основы современных методов ионизации лабильных соединений 36
2.7.1 Химическая ионизация при атмосферном давлении 37
2.7.2 Ионизация электрораспылением 38
2.7.3 Фотоионизация при атмосферном давлении з
2.7.4 МАЛДИ— инициированная матрицей лазерная десорбция І ионизации 40
2.8 Хромато-масс-спектрометрия теллурорганических соединений 42
2.8.1 Газовая хроматография - масс-спектрометрия 42
2.8.2 Жидкостная хроматография - масс-спектрометрия 43
2.9 Изучение зависимости "структура биологическая активность" с использованием хроматографических методов анализа 43
2.10 Использование программы «HyperChem» при квантово-химических расчетах 46
2.11 Использование программы «PASS&CATT» при расчетах возможной биологической активности исследуемых соединений 47
2.12 Фармакология теллурорганических соединений 48
2.12.1 Активность, подобная глутатион-пероксидазе 48
2.12.2 Противоопухолевые препараты 50
III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Реактивы 54
3.2 Оборудование и методы
3.2.1 Ионизация в режиме электрораспыления 55
3.2.2 Химическая ионизация при атмосферном давлении 56
3.2.3 Объекты исследования 60
3.3 Прямой ввод теллурорганических соединений в масс-спектрометрический детектор 63
3.4 Определение времени удерживания теллурорганических соединений 67
3.5 Нормально-фазовый вариант теллурорганических соединений 70
3.6 Влияние растворителя пробы при исследовании теллурорганических соединений 72
3.7 Исследование диараилтеллуримидов методом ОФ ВЭЖХ 74
3.8 Образование несимметричных диарилтеллуроксидов при повышенных температурах 75
3.9 Уширение пиков при масс-спектрометрическом детектировании 76
IV. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 78
4.1.1 Исследование диарилтеллуроксидов методом ОФ ВЭЖХ-МС 78
4.1.2 Определение чистоты исследуемых соединений 83
4.1.3 Исследование модельных смесей диарилтеллуроксидов методом ОФ ВЭЖХ-МС 85
4.1.4 Варьирование напряжения прикладываемого к капилляру масс-спектрометрического детектора 93
4.1.5 Схемы фрагментации 95
4.1.6 Исследование образования несимметричных диарилтеллуроксидов при разных температурах методом ОФ ВЭЖХ-МС 97
4.2 Исследование диарилтеллурдигалогенидов 108
4.2.1 Исследование диарилтеллурдигалогенидов методом ОФ ВЭЖХ-МС 108
4.2.2 Исследование, модельных смесей диарилтеллуроксидов и диарилтеллурдигалогенидов методом ОФ ВЭЖХ-МС ,, 1.10
4.2.3 Прямой ввод диарилтеллурдигалогенидов в масс - спектрометрический детектор 113
4.2.4 Варьирование напряжения на капилляре масс-спектрометрического детектора 114
4.2.5 Схемы фрагментации диарилтеллурдигалогенидов 115
4.3 Исследование теллуримидов 117
4.3.1 Исследование теллуримидов методом ОФ ВЭЖХ-МС 117
4.3.2 Прямой ввод теллуримидов в масс-спектрометрический детектор в режиме химической ионизации при атмосферном давлении 129
4.2.3 Варьирование напряжения на «капилляре» в условиях прямого ввода в масс-спектрометр 131
4.3.3 Теллуримиды. Схема фрагментации 132
4.4 Другие классы теллурорганических соединений 134
4.4.1 Прямофазовый вариант хроматографии теллурилидов и дителлуридов 134
4.4.2 Влияние растворителя пробы на интенсивность сигнала детектора 138
4.4.3 Прямой ввод теллурилидов в масс-спектрометр в режиме ионизации ХИАД 141
4.4.4 Варьирование напряжения на капилляре в условиях прямого ввода в масс-спектрометр 142
4.4.5 Схемы фрагментации теллурилидов 144
4.5 Связь «удерживание - биологическая активность» 145
5. Выводы 148
6. Список литературы 149
7. Приложение 1
Введение к работе
Теллурорганические соединения (ТОС) представляют собой один из интересных и практически важных объектов органической химии. Среди причин интереса к органическим соединениям теллура можно отметить возможность их использования в химическом синтезе, в частности, как катализаторов и селективных окислителей. Кроме того среди ТОС обнаружены бактерициды, инсектициды, фунгициды, ускорители вулканизации каучука, ингибиторы коррозии металлов, антиоксид анты. ТОС исследуются как компоненты бессеребряных фоточувствительных материалов, ион-радикальных сверхпроводящих солей, изучаются потенциальные возможности применения этих соединений в противоопухолевой и противолептоспирозной терапии и при создании веществ в классе органических проводников.
Прогресс в области синтеза теллурорганических соединений, как и в обнаружении их токсичных свойств, вызвал интенсивные исследования биологических свойств.органических и неорганических соединений теллура.
Высокие температуры кипения и лабильность многих соединений этого класса требуют применения высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием для их анализа. Изучение хро-матографического поведения и масс-спектров теллуроксидов, являющихся промежуточными продуктами при синтезе теллурорганических соединений, поможет при расшифровке масс-спектров более сложных молекул из этого класса соединений.
Среди современных методов анализа органических соединений масс-спектрометрия зарекомендовала себя как надёжный, информативный, экспрессный и чувствительный метод (предел обнаружения - порядка аттограммов). Традиционно органическая масс-спектрометрия используется для решения двух основных проблем: идентификация веществ и изучение фрагментации ионизованных молекул органических соединений.
Соединение масс-спектрометра с жидкостным хроматографом расширило круг изучаемых объектов. Различные методы ионизации, в частности, "элек 8 трораспыление" (ЭР, ESI) и химическая ионизация при атмосферном давлении (ХИАД, APCI), позволяют успешно работать со сложнейшими органическими молекулами.
Диарилтеллуроксиды - реакционноспособные соединения. Для их определения в реакционных смесях и биологических жидкостях необходимо применение «мягких» методов анализа.
Исследование возможности использования высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ -МС) для анализа ТОС обусловлено следующим: во-первых, эти высококипя-щие и лабильные соединения необходимо исследовать в более «мягких» по сравнению с ГХ - МС условиях; во-вторых, хромато — масс-спектрометрический метод позволяет использовать хроматографические и масс-спектрометрические данные для идентификации продуктов трансформации этих соединений. Сравнение возможностей применения различных методов ионизации, в частности, электрораспыление и химической ионизации при атмосферном давлении, необходимо дляг получения обобщённых схем фрагментации, устойчивых к варьированию условий эксперимента.
В связи с этим разработка хроматографических и масс-спектр ометрических методов исследования ТОС является актуальной задачей, решение которой расширит применение этих соединений в химии, биологии, медицине и фармацевтике.
Цель работы:
Цель диссертационной работы - исследование хроматографического поведения и масс-спектров диарилтеллуроксидов и их производных методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием для создания физико-химических основ анализа этих нестабильных и реакционноспособных соединений.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: - получить значения характеристик удерживания (фактора удерживания, разности дифференциальных мольных энергий Гиббса) диарилтеллуроксидов в условиях ОФ ВЭЖХ-МС;
- исследовать масс-спектры диарилтеллуроксидов и их производных в режимах электрораспыления и химической ионизации при атмосферном давлении;
- изучить зависимость интенсивности получаемых молекулярных и фраг-ментных ионов от напряжения на «капилляре» масс-спектрометрического детектора;
- идентифицировать основные продукты, образующиеся при нагревании диарилтеллуроксидов.
Научная новизна:
1. Впервые изучено хроматографическое поведение диарилтеллуроксидов в условиях ОФ ВЭЖХ - МС. Получены значения характеристик удерживания исследованных соединений (фактора удерживания, AG).
2. Впервые проведено систематическое исследование масс-спектров диарилтеллуроксидов в режимах электрораспыления и химической ионизации! при атмосферном давлении.
3. Впервые изучены масс-спектры диарилтеллуроксидов, - имидов и - ди-галогенидов при различном напряжении, прикладываемом к «капилляру» масс-спектрометрического детектора.
4. Методом ВЭЖХ-МС проведена идентификация несимметричного диа-рилтеллуроксида, образующегося при нагревании симметричных диарилтеллуроксидов.
Практическая значимость работы: Разработаны физико-химические основы ОФ ВЭЖХ-МС, НФ ВЭЖХ-МС и с использованием прямого ввода в масс-спектрометрический детектор, методов анализа и идентификации индивидуальных ТОС и их смесей. Показано, что диарилтеллуроксиды можно анализировать методом ОФ ВЭЖХ-МС, диарилтеллурилиды - НФ ВЭЖХ-МС, диарилтеллуримиды и диарилтеллурдигалогениды с использованием прямого ввода в масс-спектрометрический детектор.
Предложены обобщённые схемы фрагментации диарилтеллуроксидов, диарилтеллуримидов, диарилтеллурдигалогенидов в режимах электрораспыления и химической ионизации при атмосферном давлении. Полученные результаты являются основой при выборе методов масс-спектрометрического исследования и идентификации других производных этих классов ТОС.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Хроматографические характеристики удерживания диарилтеллуроксидов в условиях ОФ ВЭЖХ (фактор удерживания и дифференциальные мольные энергии Гиббса).
2. Масс-спектры диарилтеллуроксидов, диарилтеллуримидов, диарилтеллу-рилидов и диарилтеллурдигалогенидов в режимах химической ионизации при атмосферном давлении и электрораспыления, схемы фрагментации соединений этих классов.
3. Результаты идентификации методом ВЭЖХ-МС несимметричного диарил-теллуроксида, образующегося при нагревании симметричных диарилтеллуроксидов.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всероссийской конференции «Теория и практика хроматографии. Применение в нефтехимии» (Самара, 2005 г.), Международной конференции, посвященной 60-летию создания Института физической химии Российской академии наук, (Москва, 2005 г.), X Международной конференции «Теоретические проблемы химии поверхности, адсорбции и хроматографии» (Москва, 2006 г.), Всероссийском симпозиуме «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях» (Москва-Клязьма, 2007 г.), конференции молодых ученых ИФХЭ РАН (Москва, 2007 г.), где автор занял 1 - место.
Публикации. По результатам исследования опубликовано 3 статьи в журналах из списка рекомендованного ВАК и 6 тезисов докладов. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Материал изложен на 191 страницах машинописного текста, включает 76 рисунков и 19 таблиц. Библиография состоит из 152 источников.
