Диссертация (Имидазолиевые ионные жидкости в качестве экстрагентов, модификаторов кварцевого капилляра и хиральных селекторов в капиллярном электрофорезе), страница 12

Лучшие результаты достигнуты вслучае биогенных аминов в условиях свипинга в сочетании с электростэкингом(SEFh = 930-1500), а для аминокислот – в условиях свипинга с большимобъемом вводимой пробы (SEFh = 110-180).ГЛАВА V. ИОННЫЕ ЖИДКОСТИ – ХИРАЛЬНЫЕ СЕЛЕКТОРЫДругая возможная и важная функция ИЖ с хиральным катионом илианионом – разделение энантиомеров. Среди хиральных имидазолиевых ионныхжидкостей наибольшее распространение получили аминокислотные, благодаря92незначительномупоглощениювУФ-области,стабильности,высокойбиосовместимости и легкости синтеза по сравнению с другими хиральнымиИЖ.

Аминокислотные ионные жидкости с анионами L-Pro и L-Orn уже былииспытаны в качестве хиральных селекторов при разделении энантиомероваминокислот в условиях ЛОКЭ [129, 132].Ионные жидкости ряда [CnMIm][L-Pro] (n=2, 4, 6, 8) применяли вкачестве хиральных лигандов, координированных с ионами Cu (II), приразделении энантимеров фенилаланина, гистидина, триптофана и тирозина[129].

Показано, что при увеличении длины алкильного радикала в ИЖувеличивается селективность разделения аминокислот в условиях ЛОКЭ. Приварьировании рН фонового электролита большая селективность разделениядостигнута при значении рН 4.0 (Рис. 42).Рис. 42. Электрофореграмма смеси энантиомеров триптофана итирозина.. Условия: фоновый электролит: 30 мМ [C6MIm][L-Pro], 15 мМ Cu(Ac)2 и МеОН (30%, объемн.) в воде (рН = 4.0). Напряжение:+30 кВ, λ=200 нм [129].Разделение энантиомеров аминокислот при рН = 4.0, на наш взгляд,оказалось интересным результатом, поскольку изоэлектрическая точка L-Pro6.3, и при рН ниже этого значения L-Pro заряжен положительно, что должно,93казалось бы, затруднять образование устойчивого комплекса с солями меди (II).Нами высказано предположение, что высокая селективность разделенияэнантиомеров аминокислот может быть достигнута при рН фоновогоэлектролита > 6.3.

Это предстояло проверить.Для этой цели была синтезирована аминокислотная ионная жидкость 1бутил-3–метилимидазолий L-пролинат ([C4MIm][L-Pro]) (Рис. 43) [176].Рис. 43. Схема синтеза аминокислотной ионной жидкости [C4MIm][LPro] [176].V.1. Разделение энантиомеров аминокислот в условиях лигандообменногокапиллярного электрофореза с хиральной ионной жидкостью [C4MIm][LPro] в фоновом электролитеУстановлено, что разделение аминокислот методом КЗЭ характеризуетсянизкой эффективностью.

Синтезированная ионная жидкость, введенная вфоновый электролит (рН = 12.2), за счет положительно заряженнойимидазольной группы динамически модифициует отрицательно заряженныестенки кварцевого капилляра, ослабляя ЭОП и предотвращая адсорбциюаналитов, что сказывается на увеличении эффективности в 2 раза и временмиграции триптофана и тирозина. Введение солей меди (II) приводило к94образованию хелатного комплекса между ИЖ, металлом и энантиомерамиаминокислот (Рис. 44), обеспечивая разделение последних [183].Рис.

44. Схема разделения энантиомеров аминокислот с участием[C4MIm][L-Pro] в условиях ЛОКЭ.Появление полосы поглощения в в УФ-спектрах в диапазоне 240-260 нмподтверждает факт образования комплекса (Рис. 45).абвРис. 45. УФ-спектры компонентов фонового электролита.Условия: система капиллярного электрофореза «СЕ - 7100» с диодноматричным детектором, дейтериевая лампа, диапазон измерения 190-400 нм сшагом 2 нм.

(а) [C4MIm][L-Pro], (б) CuCl2, (в) [C4MIm][L-Pro]+ CuCl2.Селективностьразделенияэнантиомеров,впервуюочередь,определяется различием устойчивости комплексов «L-аминокислота – Cu (II) –[C4MIm][L-Pro]» и «D-амикокислота – Cu (II) – [C4MIm][L-Pro]». Устойчивость95комплекса с L-аминокислотой выше, поскольку нет стерического отталкиваниямежду радикалами L-энантиомера и L-пролината в составе ионной жидкости(Рис. 46).абРис. 46.

Предполагаемые структуры комплексов L-Tyr – Cu (II) –[C4MIm][L-Pro] (а) и D-Tyr – Cu (II) – [C4MIm][L-Pro] (б).Изучено влияние различных факторов на разрешение энантиомероваминокислот: рН фонового электролита, мольное соотношение металл-лиганд,концентрация хелатного комплекса, природа металла-комплексообразователя(Cu (II), Zn (II)) [183].Выявлена зависимость факторов разрешения энантиомеров аминокислотот рН фонового электролита (7.0-13.0) в условиях лигандообменногокапиллярного электрофореза (Рис. 47).96Рис.

47. Зависимость факторов разрешения энантиомеров аминокислотот рН фонового электролита в условиях ЛОКЭ. Условия: система капиллярногоэлектрофореза «CE -7100», фоновый электролит: 20 мМ [C4MIm][L-Pro], 10 мМCuCl2, 50 мМ H3BO3 (доведенный до требуемого значения рН 0.5 M растворомNaOH), напряжение: +15 кВ, λ=210 нм.Из представленной графической зависимости видно, что с ростом рНфоновогоэлектролитафакторыразрешенияэнантиомероваминокислотувеличиваются и при достижении значения рН = 12.2 для энантиомеровтирозина и 12.7 – для триптофана начинают снижаться. При увеличении рНфоновогоэлектролитарастетэффективныйзарядаминокислот,чтоблагоприятствует образованию хелатного комплекса.

Однако при высокихзначениях рН преобладают процессы гидролиза солей меди, что и приводит кснижению селективности разделения энантиомеров.Поэтому фоновыйэлектролит с рН = 12.2 выбран для дальнейших экспериментов.Изучена зависимость факторов разрешения энантиомеров аминокислотот мольного соотношения [C4MIm][L-Pro] : Cu (II) в фоновом электролите (Рис.48).97Рис. 48. Зависимость факторов разрешения энантиомеров аминокислотот мольного соотношения [C4MIm][L-Pro]:Cu (II).

Условия: системакапиллярного электрофореза «CE -7100», фоновый электролит: 50 мМ боратныйбуфер (рН = 12.2), 10 мМ CuCl2, [C4MIm][L-Pro], напряжение: +15 кВ, λ=210 нм.Установлено, что наибольшие факторы разрешения наблюдаются в томслучае, когда соотношение металл-лиганд составляет 1:2 (мольн.), чтосогласуется с результатами, полученными в [129]. Дело в том, что в водныхрастворах ионы меди (II) образуют аквакомплексы состава [Cu(H2O)6]2+(координационное число 6). Аминокислоты в составе ИЖ могут выступать вкачестве бидентантных лигандов, образуя плоские квадратные комплексы сионамиCu2+всоотношенииметалл-лиганд–1:2(мольн.)состава[Cu([C4MIm][L-Pro])2 (H2O)2]2+.

Вытеснение еще двух молекул воды извнутренней сферы образованного комплекса затрудняется отталкиваниемрадикалов лигандов.Концентрация комплекса в фоновом электролите тоже существеннымобразом влияет на селективность разделения энантиомеров аминокислот.Выявлена зависимость факторов разрешения от концентрации [C4MIm][L-Pro] в98фоновом электролите в диапазоне 5-30 мМ при постоянном соотношенииметалл-лиганд (1:2, мольн.) (Рис. 49).Рис. 49. Зависимость факторов разрешения энантиомеров аминокислотот концентрации ионной жидкости [C4MIm][L-Pro] в составе фоновогоэлектролита. Условия: система капиллярного электрофореза «CE - 7100»,фоновый электролит: 50 мМ боратный буфер (рН = 12.2), соотношение[C4MIm][L-Pro] - Cu(II), 2:1 (мольн.), напряжение: +15 кВ, λ=210 нм.Показано, что при увеличении концентрации ИЖ в составе фоновогоэлектролита увеличаются факторы разрешения энантиомеров аминокислот, ипри достижении 20 мМ практически не изменяются.Согласно теории жестких и мягких кислот и оснований Пирсона,наиболее подходящими металлами - комплексообразователями для лиганда[C4MIm][L-Pro] являются кислоты средней жесткости (Cu2+, Zn2+ и Fe2+).Сопоставленырезультаты,полученныеприиспользованиивкачестецентрального иона Cu2+ и Zn2+.

Показано, что в случае ионов Cu (II)достигаются более высокие значения селективности разделения по сравнению сионами Zn (II) (табл. 18).99Таблица 18. Параметры разделения энантиомеров аминокислот в зависимостиот природы металла-комплексообразователя (n=3, p=0.95).tR, минZnSO4CuCl2L-Trp 10.2±0.2 10.0±0.2D-Trp 10.6±0.2 10.7±0.2L-Tyr 16.8±0.3 17.2±0.3D-Tyr 17.5±0.4 18.0±0.4N, т.т.αRsZnSO4CuCl2ZnSO4CuCl2ZnSO4 CuCl232500±600 114000±10001.08±0.06 1.25±0.07 1.6±0.2 5.2±0.342100±700 111000±100019400±400 58100±8001.07±0.06 1.17±0.07 1.3±0.1 2.2±0.214700±300 32200±600Таким образом, лучшие условия разделения энантиомеров триптофана итирозина следующие: 50 мМ боратный буфер (рН = 12.2), 20 мМ [C4MIm][LPro], 10 мМ CuSO4 (Рис.