Анализ продуктов синтеза N-фосфонометилглицина методом ВЭЖХ при использовании спектрофотометрического детектора Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ISSN 1998-4812

Вестник Башкирского университета. 2017. Т. 22. №2

383

УДК 543.544

АНАЛИЗ ПРОДУКТОВ СИНТЕЗА N-ФОСФОНОМЕТИЛГЛИЦИНА МЕТОДОМ ВЭЖХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ДЕТЕКТОРА

© А. А. Италмасова1*, Ю. Е. Сапожников2, Г. М. Казбулатова1, А. Д. Бадикова1, И. Е. Алехина1

1Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.

2Научно-исследовательский технологический институт гербицидов

и регуляторов роста растений Россия, Республика Башкортостан, 450112 г. Уфа, ул. Ульяновых, 65.

*Email: [email protected]

Авторами разработана методика анализа продуктов синтеза N-фосфонометилглицина методом ВЭЖХ при использовании спектрофотометрического детектора. Показано, что использование спектрофотометрического детектора на колонке Cenapon - Cis (250x4.1 мм) с дополнительным вовлечением фенилизотиоцианата на стадии дериватизации обеспечивает высокую эффективность, как по чувствительности, так и по селективности разделения продуктов синтеза N-фосфонометилглицина.

Ключевые слова: N-фосфонометилглицин, высокоэффективная жидкостная хроматография, спектрофотометрический детектор, предколоночная дериватизация.

Введение

В настоящее время широко используются аминокислоты в качестве сырья для производства биологически активных соединений [1].

Для промышленного синтеза ^фосфонометил-глицина используют глицин, дикетопиперазин, в этом случае полупродуктом является иминодиук-сусная кислота [2]. Для анализа производных аминокислот применяют тонкослойную хроматографию, колориметрию, газовую и высокоэффективную жидкостную хроматографию. Некоторые из этих методов недостаточно точны и селективны, другие -требуют сложного аппаратурного оформления, метод ВЭЖХ может быть использован для данных продуктов, однако есть проблемы при разделении компонентов [3].

Целью данной работы является разработка методики анализа продуктов синтеза ^фосфономе-тилглицина методом ВЭЖХ при использовании спектрофотометрического детектора.

Экспериментальная часть

В качестве объектов исследования использовались исходные, промежуточные и конечные продукты синтеза ^фосфонометилглицина. Для приготовления растворов и элюента применяли бидистил-лированную дегазированную воду, а также ацетони-трил и орто-фосфорную кислоту.

Предколоночная дериватизация заключалась в переводе аминокислоты в основную форму смесью «0.015 н №ОН : триэтиламин» в соотношении -«1:2». Далее к полученным основным формам прибавляли 10% - ный раствор фенилизотиоцианат (ФИТЦ) в ацетонитриле (фенилизотиоцианата). Растворители и избыток ФИТЦ удаляли сушкой под вакуумом при комнатной температуре.

Анализ осуществляли на приборе ВЭЖХ фирмы Shimadzu, LC10-AS со спектрофотометриче-ским детектором SPD-10A и интегратором Cromatopac C-R6. Использовали колонки: обращенная фаза Сепароп SG ^8 (250 х 4.1 мм), Шйавй Ах (250 х 4.6 мм). В качестве подвижной фазы (элюент) применяли смесь «ацетонитрил : 0.01 н водный раствор ортофосфорной кислоты» в объемном соотношении «27 : 73», доведенную до рН = 1.95 0.005 М раствором ортофосфорной кислоты . Скорость потока элюента составляла 0.8 мл/мин и 0.5 мл/мин. Детектирование проводилось при длинах волн 254 нм и 190 нм.

Результаты и обсуждение

На первом этапе работы анализ продуктов синтеза N-фосфонометиглгицина проводили методом ВЭЖХ с использованием спектрофотометрического детектора при получении производных на колонке Cenapon SG ^8 (250 х 4.1 мм). В качестве реагента для получения производных аминокислот применили фенилизотиоцианат, позволяющий ввести в молекулу удобный хромофор, который можно использовать при дериватизации не только аминокислоты, но и вторичных аминов. Хорошего разделения всех продуктов синтеза ^фосфонометилглицина удалось достигнуть на колонке с обращенной фазой с применением элюента «ацетонитрил : 0.01 н водный раствор ортофосфорной кислоты» в объемном соотношении «27 : 73» при длине волны 254 нм (рис. 1).

На основании времен удерживания чистых веществ, были идентифицированы компоненты смеси. Рассчитаны хроматографические параметры, которые представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, эффективность колонки выше 3000 позволяет достичь высокой эффективности разделения исследуемых компонентов.

384

ХИМИЯ

Рис. 1. Хроматограмма производных глицина, ДЭА и ИДУК.

Таблица 1

Хроматографические параметры разделения производных продуктов синтеза N-фосфонометилглицина на колонке Cenapon - Ci8

Хроматографические параметры Глицин ДЭА ИДУК

Коэффициент емкости 2.56 2.89 4.57

Число теоретических тарелок 3008 3062 7591

Фактор асимметрии пика 0.5 1.0 0.8

Время удерживания 9.317 10.537 16.650

Анализ продуктов синтеза N-ФМГ без получения производных рождают проблему разделения компонентов реакционной массы. При прямом детектировании невозможно разделение исследуемых соединений на обращено-фазных колонках, так как у них малые времена удерживания. Поэтому использовали ионообменные хроматографические фазы при длине волны 190 нм.

Использование колонки, заполненной сорбентом Ultrasil Ax, позволяет получить хорошее разделение пиков, но согласно данным, представленным в табл. 2, нами выявлено, что данный способ не позволяет достичь более высокой эффективности для глицина и ДКПП.

Таким образом, анализ продуктов синтеза N-фосфонометилглицина методом высокоэффективной жидкостной хроматографии при использовании спектрофотометрического детектора на колонке Cenapon - Ci8 (250x4.1 мм) с дополнительным вовлечением фенилизотиоцианата на стадии

дериватизации показал высокую эффективность, как по чувствительности, так и по селективности разделения.

Рис. 2. Хроматограмма разделения продуктов синтеза N фосфонометилглицина.

Таблица 2

Хроматографические параметры разделения продуктов синтеза N фосфонометилглицина на колонке ШЬтазИ Ах

Хроматогра- Глицин ДКПП N-

фические параметры ФМГ

Коэффици- 1.629 1.986 2.851

ент емкости

Число теоре- 721 744 2209

тических тарелок Фактор асим- 0.8 0.9 0.6

метрии пика

Время удерживания

5.708

6.958

9.438

ЛИТЕРАТУРА

Симонян А. В., Саламатов А. А., Покровская Ю. С., Аване-сян А. А. Использование нингидриновой реакции для количественного определения а-аминокислот в различных объектах // Методические рекомендации. Волгоград.: Волгогр. мед. ун-т. 2007. С. 106.

Грибовский А. Г., Макаршин Л. Л., Адонин Н. Ю., Приходько С. А., Пай З. П., Пармон В. Н. Синтез иминодиуксусной кислоты в микроканальном реакторе // Катализ в химической и нефтехимической промышленности. 2012. №5. С. 23. Буранбаева Р. С., Лобов А. Н., Грабовский С. А., Иванов С. П. Анализ продуктов метилирования 5-фторурацила диме-тилсульфатом в водных щелочных растворах методами ВЭЖХ и ЯМР-спектроскопии. Вестник Башкирского университета. 2017. Т. 22. №1. С. 48-52.

Поступила в редакцию 15.05.2017 г.

ISSN 1998-4812

BeciHHK EamKHpcKoro yHHBepcHTeTa. 2017. T. 22. №2

385

ANALYSIS OF SYNTHESIS PRODUCTS OF N-PHOSPHONOMETHYL GLYCIN BY HPLC METHOD WITH THE USE OF SPECTROPHOTOMETRIC DETECTOR

© A. A. Italmasova1*, Yu. E. Sapozhnikov2, G. M. Kazbulatova1, A. D. Badikova1, I. E. Alekhina1

1Bashkir State University 32 Zaki Validi Street, 450076 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.

2Scientific-Research Technical Institute of Herbicides and Plant Growth Regulators 65 Ulyanovykh Street, 400029 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.

*Email: badikova_albina@mail. ru

For the analysis of the derivatives of amino acids, thin-layer chromatography, colorimetry, gas and high performance liquid chromatography are used. However, some of these methods are not selective or precise enough while others require complicated instrumentation. The HPLC method is one of the most suitable options, but there is a problem of separating the components. The authors developed a technique for analyzing the products of N-phospho-nomethylglycine synthesis by HPLC with the use of a spectrophotometry detector. As a reagent for the preparation of amino acid derivatives, phenyl isothiocyanate was used, which makes it possible to insert into the molecule a convenient chromophore, which can be used in the deri-vatization of not only the amino acid but also the secondary amines. The eluent was selected, the components were identified, and chromatographic separation parameters of the N-phospho-nomethylglycine synthesis products were calculated on a Cenapon-Ci8 column. It is shown that the use of a spectrophotometry detector on a Cenapon-Ci8 column (250 x 4.1 mm) with the additional application of phenyl isothiocyanate on the derivatization stage provides high efficiency in both sensitivity and selectivity of separation of N-phosphonomethylglycine synthesis products.

Keywords: N-phosphonomethylglycine, high performance liquid chromatography, spectrophotometric detector, pre-columnar derivatization.

Published in Russian. Do not hesitate to contact us at [email protected] if you need translation of the article.

REFERENCES

1. Simonyan A. V., Salamatov A. A., Pokrovskaya Yu. S., Avanesyan A. A. Metodicheskie rekomendatsii. Volgograd.: Volgogr. med. un-t. 2007. Pp. 106.

2. Gribovskii A. G., Makarshin L. L., Adonin N. Yu., Prikhod'ko S. A., Pai Z. P., Parmon V. N. Kataliz v khimicheskoi i neftekhimicheskoi promyshlennosti. 2012. No. 5. Pp. 23.

3. Buranbaeva R. S., Lobov A. N., Grabovskii S. A., Ivanov S. P. Analiz produktov metilirovaniya 5-ftoruratsila dimetilsul'fatom v vodnykh shchelochnykh rastvorakh metodami VEZhKh i YaMR-spektroskopii. Vestnik Bashkirskogo universiteta. 2017. Vol. 22. No. 1. Pp. 48-52.

Received 15.05.2017.