Экспериментальное и теоретическое определение сорбционных характеристик производных 1,2,4-триазола методом жидкостной хроматографии и молекулярно-статистическим моделированием
Аннотация
Азотсодержащие гетероциклические соединения обладают различными химическими, физико-химическими и биологическими свойствами. Это обусловливает их широкое применение в качестве лекарственных препаратов, фунгицидов, ингибиторов коррозии, катализаторов. Возможность присоединения к гетероциклу структурных фрагментов с различными функциональными группами позволяет проводить направленный синтез и получать вещества с заданными свойствами. Такие соединения можно рассматривать как модельные для изучения влияния структуры на физико-химические свойства. Целью данной работы является установление взаимосвязи между структурными особенностями производных 1,2,4-триазола и их сорбционными характеристиками в условиях ВЭЖХ. В качестве сорбента выбран пористый графитированный углерод, элюирование осуществлялось водно-ацетонитрильными растворами. Изучалось влияние различных условий на параметры удерживания, устанавливалась взаимосвязь между сорбционными и физико-химическими характеристиками, определялись экспериментальные значения термодинамических параметров и сравнивались с теоретическими.
Были рассмотрены производные 1,2,4-триазола, которые являлись орто- и пара-изомерами, гомологами, содержали гидроксильные и карбоксильные функциональные группы. Эксперимент проводили на жидкостном хроматографе со спектрофотометрическим детектором. Элюирование осуществляли в изократическом режиме растворами, в которых концентрацию ацетонитрила меняли от 30 до 80% (об.). и при трех температурах. Для оценки достоверности корреляционных зависимостей, которые отражают связь экспериментально полученных сорбционных и теоретически рассчитанных значений физико-химических параметров, использовался коэффициент корреляции Пирсона.
Известно, что в условиях обращенно-фазовой жидкостной хроматографии процесс сорбции во многом определяется физико-химическими параметрами молекул. Установлено, например, что увеличение длины углеводородного радикала способствует росту численных значений липофильности и поляризуемости, а это приводит к увеличению времени контакта молекул с поверхностью сорбента. Показано, при наличии полярных функциональных групп в производных триазола происходит более быстрое элюирование соединений из колонки, вероятно, вследствие более высоких численных значений дипольного момента. При исследовании влияния температуры на удерживание отмечается, что данный процесс является самопроизвольным и экзотермическим, так как значения энергии Гиббса и стандартных молярных энтальпии и энтропии отрицательны. Проведено сравнение констант Генри, рассчитанных на основании экспериментальных данных, и полученных с использованием метода молекулярно-статистического моделирования. Отмечается прослеживание средней положительной корреляции между этими значениями, так как коэффициент Пирсона лежит в диапазоне от 0.25 до 0.49 и составляет примерно 0.4.
Скачивания
Литература
Shahzad S.A., Yar M., Khan Z.A., Shah-zadi L., Naqvi S.A.R., Mahmood A., Ullah S., Shaikh A.J., Sherazi T.A., Bale A.T., Kuku-lowicz J., Bajda M. Identification of 1,2,4-triazoles as new thymidine phosphorylase in-hibitors: future anti-tumor drugs. Bioorganic Chemistry. 2019; 85: 209-220. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2019.01.005
Luczynski M., Kudelko A. Synthesis and biological activity of 1,3,4-oxadiazoles used in medicine and agriculture. Applied Sciences. 2022; 12(8): 3756. https://doi.org/10.3390/app12083756
Grytsai, O., Valiashko, O., Penco-Campillo, M., Dufies, M., Hagege, A., De-mange L., Martial, S., Pages G., Ronco C., Benhida, R. Synthesis and biological evalua-tion of 3-amino-1,2,4-triazole derivatives as potential anticancer compounds. Bioorganic Chemistry. 2020; 104: 104271. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2020.104271
Fan Y.L., Ke X., Li M. Coumarin-triazole hybrids and their biological activities. Joutnal of Heterocyclic Chemistry. 2018; 55(4): 791-802. https://doi.org/10.1002/jhet.3112
Gao, F., Wang, T., Xiao, J., Huang, G. Antibacterial activity study of 1,2,4-triazole derivatives. European Journal of Medicinal Chemistry. 2019; 173: 274-281. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2019.04.043
Nasr A., Winkler A., Tamm M. Anionic N-heterocyclic carbenes: Synthesis, coordina-tion chemistry and applications in homogene-ous catalysis. Coordination Chemistry Re-views. 2016; 316: 68-124. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2016.02.011
Sayed A., Othman I.M.M., Hamam M., Gomaa H., Gadallah M.I., Mostfa M.A., Ali H.R.H., Emran M.Y., Abdel-Hakim M., Mahross M.H. A novel fluorescent sensor for fast and highly selective turn-off detection of Fe3+ in water and pharmaceutical samples us-ing synthesized azopyrazole-benzenesulfonamide derivative. Journal of Mo-lecular Structure. 2021; 1225: 129175. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.129175
Shevtsov D., Kozaderov O., Shikhaliev K., Komarova E., Kruzhilin A., Potapov A., Prabhakar C., Zartsyn I. 3-Sulphinyl-5-amino-1h-1,2,4-triazoles as inhibitors of copper corro-sion. Applied Sciences. 2019; 9: 4882. https://doi.org/10.3390/app9224882
Hajjaji, F.E., Salim, R., Taleb, M., Benhiba, F., Rezki, N., Chauhan, D.S., Qurai-shi, M.A. Pyridinium-based ionic liquids as novel eco-friendly corrosion inhibitors for mild steel in molar hydrochloric acid: Experimental & computational approach. Surfaces and Inter-faces. 2021; 22: 100881. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2020.100881
Osyanin V. A., Selezneva E. S., Bel-ousova Z. P., Zarina L. F.,. Krel’ N. E, Purygin P. P. Synthesis and genotoxicity of 4-(1h-imidazol-1-ylmethyl)phenol and 4-(1h-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)phenol. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2003; 37(9): 482-484. https://doi.org/10.1023/B:PHAC.0000008249.61396.c1
Shatz V.D., Sahartova O.V. Vysoko-efektivnaya zhidkostnaya chromatographia, Riga: Zinanne. 1988; 390 p. (In Russ.)
Pietrogrande M.C., Benvenuti A., Dondi F. Temperature effect on HPLC retention of PCBs on porous graphitic carbon. Chroma-tographia. 2000; 51: 193-198. https://doi.org/10.1007/BF02490564
Han, S.-Y., Yu, H.-M., Pei, Y.-Q., Chi, Y.-M. Selectivity-column temperature relation-ship as a new strategy in predicting separation of structural analogues in HPLC by using dif-ferent stationary phases. RSC Advances. 2015; 5(77): 62686-62696. https://doi.org/10.1039/C5RA09524G
Gritti F., Kazakevich Y., Guiochon G.. Measurement of hold-up volumes in reverse-phase liquid chromatography: Definition and comparison between static and dynamic meth-ods. Journal of Chromatography A. 2007; 1161(1-2): 157-169. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2007.05.102
Kiselev A.V. Mezhmolekulyarnye vzai-modeistviya v adsorbtsii i khromatografii, M.: Vyssh. shk. 1986; 360 p. (In Russ).
Matyushin D.D., Buryak A.K. Mod-elirovanie adsorbtsii nezhestkikh organich-eskikh molekul na grafitirovannoi termicheskoi sazhe metodom Monte-Karlo dlya predskaza-niya ikh kharakteristik uderzhivaniya. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2017; 17(2): 204-211. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2017.17/372 (In Russ.)
Matyushin D.D., Ukleina A.N., Ivanov M.Yu., Buryak A.K. Ispol'zovanie metoda molekulyarno-statisticheskikh raschetov dlya predskazaniya khromatograficheskikh kharak-teristik uderzhivaniya aromaticheskikh kislot, al'degidov i fenolov na poristom grafitirovan-nom uglerode. Sorbtsionnye i khromato-graficheskie protsessy. 2017; 17(6): 935-942. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2017.17/454 (In Russ.)
Maréchal Y. The hydrogen bond and the water molecule. The physics and chemistry of water, aqueous and bio media. Ed.; Elsevier Science: Amsterdam. 2007.
Kurnysheva Yu.P., Ryzhkin S.A., Kur-batova S.V. Vliyanie stroeniya proizvodnykh 1,2,4-triazola na ikh sorbtsiyu giperkarbom v usloviyakh OF VEZhKh. Butlerovskie soob-shcheniya. 2019; 59(7): 76-84. https://doi.org/10.37952/ROI-jbc-01/19-59-7-76 (In Russ.)
Immink, K.A.S., Weber, J.H. Minimum Pearson Distance Detection for Multilevel Channels With Gain and/or Offset Mismatch. IEEE Transactions on Information Theory. 2014; 60(10): 5966-5974. https://doi.org/10.1109/tit.2014.2342744
Gilchrist, T.L. Heterocyclic chemistry. Second Edition. L.: Longman Scientific & Technical, Wiley edition, 1992; 396 p.
Milyushkin A.L., Matyushin D.D., Buryak A.K. A peculiar chromatographic se-lectivity of porous graphitic carbon during the separation of dileucine isomers. Journal of Chromatography A. 2020; 1613: 460724. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2019.460724
