Особенности удерживания азотсодержащих гетероциклических соединений в режимах обращенно-фазовой и гидрофильной ВЭЖХ-МС
Аннотация
Ароматические пяти- и шестичленные азотсодержащие гетероциклические соединения являются биологически активными веществами и находят широкое применение в биохимии и медицине. Кроме того, подобные соединения известны в качестве экотоксикантов, образующихся в ходе окислительных процессов в промышленных сточных водах. Для определения азотсодержащих гетероциклов в различных сложных смесях широко используется высокоэффективная жидкостная хроматография-масс-спектрометрия, в которой октадецилсиликагель является основным сорбентом для хроматографического разделения. Однако, октадецилсиликагель не всегда позволяет достичь удовлетворительного разделения в случае присутствия сильнополярных изомерных молекул, и необходимо использование более селективных хроматографических подходов. Одним из таких является гидрофильная хроматография, которая позволяет разделять полярные соединения.
Целью работы является сравнительная характеристика удерживания ряда пяти- и шестичленных азотсодержащих гетероциклических соединений в режимах обращенно-фазовой и гидрофильной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрическим детектированием. Дополнительно осуществлялось спектрофотометрическое детектирование при длине волны 210 нм. Для достижения цели работы использовались сорбенты на основе октадецил- и непривитого силикагеля. Масс-спектрометрическое детектирование высокого разрешения осуществлялось в режиме электрораспылительной ионизации. Объектом исследования стали 19 азотсодержащих гетероциклических соединений. Использовались водно-ацетонитрильные подвижные фазы с добавлением водных растворов муравьиной кислоты и диэтиламина в качестве кислотно-основных модификаторов. Раствор формиата аммония применялся в качестве модификатора в режиме гидрофильной хроматографии. В режиме обращенно-фазовой хроматографии показано, что введение 0.1% водного раствора муравьиной кислоты улучшает ионизацию и интенсивность сигнала масс-спектрометра, однако не всегда позволяет добиться удовлетворительного разделения изомеров при элюировании с поверхности октадецилсиликагеля. Введение 0.01% раствора диэтиламина не дает выраженного улучшения в разделении по сравнению с подвижной фазой без модификаторов. Использование непривитого силикагеля в режиме гидрофильной хроматографии позволяет разделять изомерные пятичленные гетероциклы с получением узких симметричных пиков, но не приводит к селективному разделению изомерных диазинов.
Таким образом, в работе изучено удерживание 19 азотсодержащих гетероциклических соединений в режимах обращенно-фазовой и гидрофильной жидкостной хроматографии при ионизации электрораспылением. Установлено, что метод гидрофильной хроматографии на непривитом силикагеле позволяет удовлетворительно разделять изомерные пятичленные гетероциклические соединения разных классов. Для разделения шестичленных гетероциклов удовлетворительное разделение достигается при элюировании с поверхности октадецилсиликагеля водно-ацетонитрильной подвижной фазой без модификаторов.
Скачивания
Литература
Arora P., Arora V., Lamba H.S., Wadhwa D., Importance of Heterocyclic Chemistry, a Review, IJPSR, 2012; 3: 2947-2954.
Liao P., Yuan S., Xie W., Zhang W., Tong M., Wang K., Adsorption of nitrogen-heterocyclic compounds on bamboo charcoal, Kinetics, thermodynamics, and microwave regeneration, J Colloid Interface Sci, 2013; 390: 189-195. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2012.09.037
Milyushkin A.L., Birin K.P., Matyushin D.D., Semeikin A.V., Iartsev S.D., Karnaeva A.E., Uleanov A.V., Buryak A.K., Isomeric derivatives of triazoles as new toxic decomposition products of 1,1-dimethylhydrazine, Chemosphere, 2019; 217: 95-99. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.10.155
Sholokhova A.Y., Grinevich O.I., Matyushin D.D., Buryak A.K., Machine learning-assisted non-target analysis of a highly complex mixture of possible toxic unsymmetrical dimethylhydrazine transfor-mation products with chromatography-mass spectrometry, Chemosphere, 2022; 307: 135764. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.135764
Ul’yanovskii N.V., Kosyakov D.S., Popov M.S., Shavrina I.S., Ivakhnov A.D., Kenessov B., Lebedev A.T., Rapid quantification and screening of nitrogen-containing rocket fuel transformation products by vortex assisted liquid-liquid microextraction and gas chromatography – high-resolution Orbitrap mass spectrometry, Microchemical Journal, 2021; 171: 106821. https://doi.org/10.1016/j.microc.2021.106821
Fay L.B., Ali S., Gross G.A., Determination of heterocyclic aromatic amines in food products, Automation of the sample preparation method prior to HPLC and HPLC-MS quantification, Mutation Research - Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 1997; 376: 29-35. https://doi.org/10.1016/S0027-5107(97)00022-5
Frei R.W., Beall K., Cassidy R.M., Determination of Aromatic Nitrogen Heterocycles in Air Samples by High-Speed Liquid Chromatography, Mikrochim Acta, 1974; 62: 859-869. https://doi.org/10.1007/BF01218306
Saito K., Kobayashi K., Ohmiya S., Otomasu H., Murakoshi I., Analysis of lupine alkaloids in plants by high-performance liquid chromatography, J Chromatogr A, 1989; 462: 333-340. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(00)91359-1
Sawaya A.C.F., Abreu I.N., Andreazza N.L., Eberlin M.N., Mazzafera P., HPLC-ESI-MS/MS of Imidazole Alkaloids in Pilocarpus microphyllus, Molecules, 2008; 13: 1518-1529. https://doi.org/10.3390/molecules13071518
Yogo K., Takemura C., Saito Y., Jinno K., An abnormal temperature dependence of alkylpyrazines’ retention in reversed-phase liquid chromatography, Analytical Sciences, 2011; 27: 1257-1260. https://doi.org/10.2116/analsci.27.1257
Feng Y., Xu Y., Li W., Chen S., Su Z., Xi L., Li G., Improved enrichment and analysis of heterocyclic aromatic amines in thermally processed foods by magnetic solid phase extraction combined with HPLC-MS/MS, Food Control, 2022; 137: 108929. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2022.108929
Švábenský R., Oravec M., Šimek Z., Determination of polycyclic aromatic nitrogen heterocycles in soil using liquid chromatography/tandem mass spectrometry, Int J Environ Anal Chem, 2009; 89: 167-181. https://doi.org/10.1080/03067310802499423
Kerru N., Gummidi L., Maddila S., Gangu K.K., Jonnalagadda, S.B., A Review on Recent Advances in Nitrogen-Containing Molecules and Their Biological Applications, Molecules, 2020; 25: 1909. https://doi.org/10.3390/molecules25081909
Polyakova Y.L., Row K.H., Retention of some five-membered heterocyclic compounds on a porous graphitized carbon, HypercarbTM, Chromatographia, 2007; 65: 59-63. https://doi.org/10.1365/s10337-006-0119-0
Karaseva I.N., Karasev M.O., Nechaeva O.N., Kurbatova S.V. Vliyanie prirody sorbenta na uderzhivanie proizvodnyh 1,2,4-triazola i 1,2,4-triazina v usloviyah obrashchenno-fazovoj vysokoeffektivnoj zhidkostnoj hromatografii. ZHurnal fizicheskoj himii. 2019; 93: 128-136. https://doi.org/
1134/s0044453719010138 (In Russ.)
Karaseva I.N., Karasev M.O., Kurbatova S.V. Influence of the topology of molecules on the sorption of derivatives of 1,2,4-triazole and 1,2,4-triazine by nonpolar sorbents under conditions of liquid chromatography. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy, 2018; 18(6): 893-905. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2018.18/618 (In Russ.)
Jandera P., Stationary and mobile phases in hydrophilic interaction chromatography, a review, Anal Chim Acta, 2011; 692: 1-25. https://doi.org/10.1016/j.aca.2011.02.047
Nguyen H.P., Schug K.A., The advantages of ESI‐MS detection in conjunction with HILIC mode separations, Fundamentals and applications, J Sep Sci, 2008; 31: 1465-1480. https://doi.org/10.1002/jssc.200700630
Greco G., Letzel T., Main Interactions and Influences of the Chromatographic Parameters in HILIC Separations, J Chromatogr Sci, 2013; 51: 684-693. https://doi.org/10.1093/chromsci/bmt015
Guo Y., Recent progress in the fundamental understanding of hydrophilic interaction chromatography (HILIC), Analyst, 2015; 140: 6452-6466. https://doi.org/doi.org/10.1039/C5AN00670H
Buszewski, B., Noga, S., Hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) – a powerful separation technique, Anal Bioanal Chem, 2012; 402: 231-247. https://doi.org/10.1007/s00216-011-5308-5
Chen Q., Zielinski D., Nowak S.A., Fast and sensitive method for the determination of trace 1,2,4-triazole and 4-amino-1,2,4-triazole by hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) in antifungal drug substance, J Liq Chromatogr Relat Technol, 2018; 41: 770-779. https://doi.org/10.1080/10826076.2018.1485040
Majer V.R. Prakticheskaya vysokoeffektivnaya zhidkostnaya hromatografiya. Moskva, Tekhnosfera, 2019. 408 p. (In Russ.)
Grinevich O.I., Buryak A.K., Theoretical Study of the Adsorption of Some Azoles on the Graphene Surface. Russian Journal of Physical Chemistry A, 2024; 98(1): 205-210. https://doi.org/10.1134/S0036024424010096
Grinevich O.I., Volkov V.V., Buryak A.K., Diazines on graphene, adsorption, structural variances and electronic states, Physical Chemistry Chemical Physics, 2022; 24: 29712-29720. https://doi.org/10.1039/d2cp05096j
Peng L., Jayapalan S., Chankvetadze B., Farkas T., Reversed-phase chiral HPLC and LC/MS analysis with tris(chloromethylphenylcarbamate) derivatives of cellulose and amylose as chiral stationary phases, J Chromatogr A, 2010; 1217: 6942-6955. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2010.08.075
Amelin, V.G. Bol'shakov, D.S. Andoralov, A.M. Skrining i opredelenie pesticidov razlichnyh klassov v prirodnoj vode bez probopodgotovki metodom ul'tra VEZHKH-kvadrupol'-vremyaproletnoj mass-spektrometrii vysokogo razresheniya. ZHurnal analiticheskoj himii. 2018; 73(3): 214-223. (In Russ.)
