Научная статья на тему 'Квадратно-волновая вольтамперометрия пространственно-затрудненных фенолов в мицеллярной среде Brij ® 35'

Квадратно-волновая вольтамперометрия пространственно-затрудненных фенолов в мицеллярной среде Brij ® 35 Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
558
90
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПАВ / SURFACTANTS / МИЦЕЛЛЯРНЫЕ СРЕДЫ / MICELLAR MEDIA / ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ / VOLTAMMETRY / УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ / CARBON NANOTUBES / ХИМИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ / CHEMICALLY MODIFIED ELECTRODES / ПРОСТРАНСТВЕННО-ЗАТРУДНЕННЫЕ ФЕНОЛЫ / STERICALLY HINDERED PHENOLS

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Зиятдинова Гузель Камилевна, Оськина Карина Святославовна, Зиганшина Эндже Ришатовна, Будников Герман Константинович

Найдены вольтамперные характеристики окисления пространственно-затрудненных фенолов ( трет -бутилгидрохинона и трет -бутилгидроксианизола) на модифицированном многослойными углеродными нанотрубками стеклоуглеродном электроде в среде 1 мМ Brij ® 35 на фоне 0.1 М H 3PO 4. Установлено, что модификация электрода приводит к увеличению токов окисления пространственно-затрудненных фенолов и катодному смещению потенциала окисления трет -бутилгидрохинона на 40 мВ. Показано, что в условиях квадратно-волновой вольтамперометрии градуировочные зависимости линейны в диапазонах 2.50-100 и 250-1000 мкМ для трет -бутилгидрохинона, 0.10-2.50 и 5.00-100 мкМ для трет -бутилгидроксианизола с пределами обнаружения 308 и 28.2 нМ соответственно.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Зиятдинова Гузель Камилевна, Оськина Карина Святославовна, Зиганшина Эндже Ришатовна, Будников Герман Константинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Voltammetric characteristics of oxidation of sterically hindered phenols ( tert -butylhydroquinone and tert -butylhydroxyanisole) on a glassy carbon electrode modified with multi-walled carbon nanotubes in 1 mM Brij ® 35 in 0.1 M H 3PO 4 have been found. Electrode modification leads to an increase in oxidation currents of sterically hindered phenols and a cathodic shift of oxidation potential by 40 mV for tert -butylhydroquinone. Under conditions of square-wave voltammetry, calibration graphs are linear in the ranges of 2.50-100 and 250-1000 μM for tert -butylhydroquinone, 0.10-2.50 and 5.00-100 μM for tert -butylhydroxyanisole with detection limits of 308 and 28.2 nM, respectively.

Текст научной работы на тему «Квадратно-волновая вольтамперометрия пространственно-затрудненных фенолов в мицеллярной среде Brij ® 35»

___________УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ КАЗАНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Том 156, кн. 2 Естественные науки

2014

УДК 543.25:543.8

КВАДРАТНО-ВОЛНОВАЯ

ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ

ПРОСТРАНСТВЕННО-ЗАТРУДНЕННЫХ ФЕНОЛОВ В МИЦЕЛЛЯРНОЙ СРЕДЕ BRIJ® 35

Г.К. Зиятдинова, К.С. Оськина, Э.Р. Зиганшина, Г.К. Будников

Аннотация

Найдены вольтамперные характеристики окисления пространственно-затрудненных фенолов (трет-бутилгидрохинона и трет -бутилгидроксианизола) на модифицированном многослойными углеродными нанотрубками стеклоуглеродном электроде в среде 1 мМ Brij® 35 на фоне 0.1 М H3PO4. Установлено, что модификация электрода приводит к увеличению токов окисления пространственно-затрудненных фенолов и катодному смещению потенциала окисления трет-бутилгидрохинона на 40 мВ. Показано, что в условиях квадратно-волновой вольтамперометрии градуировочные зависимости линейны в диапазонах 2.50-100 и 250-1000 мкМ для трет-бутилгидрохинона, 0.10-2.50 и 5.00-100 мкМ для трет-бутилгидроксианизола с пределами обнаружения 308 и 28.2 нМ соответственно.

Ключевые слова: ПАВ, мицеллярные среды, вольтамперометрия, углеродные нанотрубки, химически модифицированные электроды, пространственно-затрудненные фенолы.

Введение

Пространственно-затрудненные фенолы относятся к важному классу синтетических антиоксидантов, которые работают как ловушки свободных радикалов [1]. Они нашли широкое применение в качестве стабилизаторов пищевых продуктов, полимеров, каучуков, различного топлива, технических масел и т. д. Однако при увеличении концентрации, как и все низкомолекулярные антиоксиданты, пространственно-затрудненные фенолы проявляют прооксидантные свойства [2]. Поэтому содержание пространственно-затрудненных фенолов в том или ином объекте требует контроля.

Поскольку взаимодействие свободных радикалов с фенольными антиоксидантами включает перенос электронов, для получения информации о протекании этих реакций можно использовать электрохимические методы, характеризующиеся высокой чувствительностью, быстротой процедуры и невысокой стоимостью анализа, что делает их весьма привлекательными для решения подобного рода задач.

Для количественного определения пространственно-затрудненных фенолов активно применяют циклическую, дифференциально-импульсную и квадратноволновую вольтамперометрию (табл. 1).

51

LA

Ю

Табл. 1

Вольтамперометрические способы определение пространственно-затрудненных фенолов

Метод Аналит Электрод ПрО (диапазон определяемых содержаний) Объект исследования Ссылка

ВА с линейной разверткой потенциала Ионол СУЭ 0.28 мМ (0.1-10.0 мМ) Минеральные масла 3

Аи 0.01 мМ (0.03-4.0 мМ)

Ионол Пропилгаллат /нре/н-Бутилгилроксианизол дареда-Бутилгидрохинон СУЭ 0.15 мг/л (0.5-8.0 мг/л) 0.54 мг/л (1.0-15.0 мг/л) 0.19 мг/л (0.5-15.0 мг/л) 0.073 мг/л (1.0-15.0 мг/л) Продукты питания 4

Ионол Аи 0.08 мг/л Минеральные и синтетические масла 5

Циклическая ВА Ионол СУЭ 27.6 мкМ (99-1450 мкМ) Растительные и технические масла, фармпрепараты и косметические средства 6

Дифференциально-импульсная ВА дареда-Бутилгилроксианизол Ионол дареда-Бутилгидрохинон Pt 1 1-МИКрО (30-1000 мкМ) Модельные системы 7

Квадратно-волновая ВА дареда-Бутилгилроксианизол Ионол дареда-Бутилгидрохинон СУЭ (2.0-100.0 мг/л) (2.0-20.0 мг/л) (4.0-100.0 мг/л) Алкогольные напитки и продукты питания 8

дареда-Бутилгилроксианизол Ионол дареда-Бутилгидрохинон Pt (8.0-120.0 мг/л) (4.0-30.0 мг/л) (10.0-130.0 мг/л)

ВА - вольтамперометрия, СУЭ - стеклоуглеродный электрод.

Г.К ЗИЯТДИНОВА и др.

КВАДРАТНО-ВОЛНОВАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ...

53

Следует также упомянуть метод капиллярного электрофореза с амперометрическим детектированием для определения пропилгаллата и трет-бутилгидрок-сианизола в продуктах питания. Диапазон линейности составил 1.8^180.2 мг/мл для трет-бутилгидроксианизола и 10.6У212.2 мг/мл для пропилгаллата с пределами обнаружения 7.8 10-> и 5.7 10-6 М соответственно [9].

Электрогенерированные гексацианоферрат(Ш) ионы предложены в качестве титранта для кулонометрического определения ионола и его производных. Установлено, что реакция протекает с участием 2 электронов, что соответствует их окислению до метиленхинонов [10].

Как известно [11-13], поверхностно-активные вещества (ПАВ) в водной среде являются хорошей альтернативой органическим растворителям в методах электроанализа. Поэтому определенный практический интерес представляет использование ПАВ для обеспечения солюбилизации пространственно-затрудненных фенолов. Кроме того, ПАВ влияют на параметры электродных реакций, в частности на скорость переноса электрона и ток реакции, то есть на аналитический сигнал, а следовательно, могут изменять чувствительность и селективность отклика аналита.

С другой стороны, для улучшения аналитических характеристик при вольтамперометрическом определении аналитов используют различные модифицированные электроды, в частности на основе углеродных нанотрубок. В этом случае за счет увеличения площади и структурирования поверхности электрода можно достигнуть повышения аналитических характеристик [14, 15].

Представляет интерес модифицирование электродов самоорганизующимися системами на основе ПАВ в сочетании с углеродными нанотрубками.

1. Экспериментальная часть

Использовали трет-бутилгидроксианизол (98% Aldrich, Германия) и трет-бутилгидрохинон (97% Aldrich, Германия), стандартные 0.01 М растворы которых готовили по точной навеске, растворяя ее в мицеллярной среде Brij® 35 (0.01 М). Более разбавленные растворы готовили непосредственно перед измерениями в мерных колбах на 10.0 мл, доводя до метки 0.01 М водным раствором Brij® 35 (Sigma, Германия). Остальные реактивы имели марку «х.ч.».

В качестве модификатора поверхности электрода применяли многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ) с внешним диаметром 40-60 нм, внутренним диаметром 5-10 нм и длиной 0.5-500 мкм от Aldrich (Германия). Их гомогенную суспензию с концентрацией 0.5 мг/мл получали в 0.01 М Brij® 35 ультразвуковым диспергированием в течение 40 мин. СУЭ модифицировали, формируя на рабочей поверхности электрода однородный слой МУНТ нанесением 2 мкл их суспензии с последующим испарением растворителя при комнатной температуре. Перед модификацией рабочую поверхность СУЭ очищали механически, полируя оксидом алюминия. Затем электрод ополаскивали ацетоном и дистиллированной водой.

Вольтамперометрические измерения проводили на потенциостате/гальва-ностате pAutolab (Eco Chemie B.V., Нидерланды). В электрохимическую ячейку объемом 20.0 мл вносили 10.0 мл фонового электролита (0.1 М H3PO4) или аликвоту раствора исследуемого соединения и фоновый электролит. Долю

54

Г.К. ЗИЯТДИНОВА и др.

Brij® 1 35 в ячейке доводили до 10%, то есть концентрация Brij® 35 в ячейке составляла 1 мМ. В ячейку помещали рабочий СУЭ или МУНТ-Brij® 35/СУЭ, вспомогательный (платиновый) и насыщенный хлоридсеребряный электроды и регистрировали циклические вольтамперограммы от 0 до 1.0 В с линейной разверткой потенциала или квадратно-волновые вольтамперограммы. Условия импульсного режима варьировали. Для квадратно-волновой вольтамперометрии использовали коррекцию базовой линии по программе GPES 4.9, что позволило лучше идентифицировать пики.

Корреляционный анализ проводили по программе Origin 8.0.

2. Результаты и их обсуждение

В качестве объектов анализа были выбраны липофильные фенольные антиоксиданты - трет-бутилгидрохинон и трет-бутилгидроксианизол. Изучено их вольтамперометрическое поведение на электродах из углеродистых материалов.

Установлено, что рассматриваемые пространственно-затрудненные фенолы электрохимически активны в анодной области потенциалов на стационарных электродах из углеродистых материалов в среде 1 мМ Brij® 35 на фоне 0.1 М H3PO4. При этом на циклических вольтамперограммах наблюдаются четко выраженные пики окисления (рис. 1).

Рис. 1. Циклические вольтамперограммы 200 мкМ трет-бутилгидрохинона (а) и трет-бутилгидроксианизола (б) на СУЭ (кривая 2) и МУНТ-Brij® 35/СУЭ (кривая 3) в среде 1 мМ Brij® 35 на фоне 0.1 М H3PO4 (кривая 1). Скорость изменения потенциала 100 мВ/с

Табл. 2

Вольтамперные характеристики окисления пространственно-затрудненных фенолов в среде 1 мМ Brij® 35 на фоне 0.1 М H3PO4

Соединение СУЭ МУНТ-Brij® 35/СУЭ

E, В I, мкА E, В I, мкА

трет-Бутилгидрохинон 0.49 1.11 ± 0.04 0.45 1.95 ± 0.05

трет-Бутилгидроксианизол 0.64 1.31 ± 0.09 0.64 2.32 ± 0.06

Вольтамперные характеристики представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, использование модифицированного электрода на основе МУНТ в Brij® 35 позволяет уменьшить перенапряжение на 40 мВ в случае

КВАДРАТНО-ВОЛНОВАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ...

55

а

б)

,4 ■ 3 ■2

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Е, В

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Е, В

Рис. 2. Циклические вольтамперограммы 200 мкМ трет-бутилгидрохинона (а) и трет-бутилгидроксианизола (б) на МУНТ-Brij® 35/СУЭ в среде 1 мМ Brij® 35 на фоне 0.1 М H3PO4 (кривая 1) в зависимости от скорости изменения потенциала: 2 - 10; 3 - 25; 4 -50; 5 - 75 мВ/с

трет-бутилгидрохинона по сравнению с немодифицированным электродом, что свидетельствует об увеличении скорости переноса электронов в реакциях окисления. Это хорошо согласуется с литературными данными для других фенольных соединений [16, 17]. Для обоих аналитов наблюдается увеличение токов окисления на модифицированном электроде, а также более выраженные ступени на катодных ветвях циклических вольтамперограмм. Рост токов окисления субстратов обусловлен увеличением эффективной площади поверхности при модификации электрода.

С другой стороны, мицеллы Brij® 35 с включенными в них фенолами способны адсорбироваться на поверхности электрода, что приводит к концентрированию молекул аналитов, а следовательно, и к увеличению их аналитических сигналов. Для доказательства этого оценено влияние скорости изменения потенциала на токи окисления трет-бутилгидрохинона и трет-бутилгидрокси-анизола (рис. 2).

Адсорбционная природа пиков подтверждается линейной зависимостью токов окисления рассматриваемых фенолов от скорости изменения потенциала (уравнения 1 и 2 для трет-бутилгидрохинона и трет-бутилгидроксианизола соответственно). Это, в свою очередь, подтверждает роль поверхностного концентрирования.

Как известно, пространственно-затрудненные фенолы окисляются по двухэлектронному механизму с образованием соответствующих хинонов [1, 18] согласно схемам 1 и 2:

Ia = (0.63 ± 0.08) + (13.6 ± 0.8)10-3 и, R2 = 0.9815, (1)

Ia = (0.43 ± 0.08) + (24 ± 2)10-3 и, R2 = 0.9831. (2)

,2

(1)

OH

OH

O

56

Г.К. ЗИЯТДИНОВА и др.

OH

0CH3

t-Bu

t-Bu

OCH3

O

t-Bu

- e

OCH3

t-Bu

H2P /- H+ - CH30H

OCH3

O

O

O

t-Bu

(2)

Рис. 3. Влияние параметров импульса на токи окисления дареда-бутилгидрохинона (а) и трет -бутилгидроксианизола (б)

Рис. 4. Квадратно-волновые вольтамперограммы пространственно-затрудненных фенолов в 1 мМ Brij® 35 на фоне 0.1 М H3PO4. а) 1 - 10.0; 2 - 50.0; 3 - 100; 4 - 250 мкМ дареда-бутилгидрохинона; б) 1 - 5.00; 2 - 10.0; 3 - 25.0; 4 - 50.0; 5 - 100 мкМ дареда-бутилгид-роксианизола. Скорость изменения потенциала 1.5 В/с

Для количественного определения фенольных антиоксидантов использовали метод квадратно-волновой вольтамперометрии, позволяющей повысить чувствительность и улучшить аналитические характеристики определения органических субстратов сложного строения [19].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Варьируя амплитуду и частоту импульса, найдены рабочие условия получения аналитического сигнала (рис. 3). Наилучшие результаты получены при амплитуде импульса 70 мВ и частоте 250 Гц.

На квадратно-волновых вольтамперограммах пространственно-затрудненных фенолов наблюдаются четко выраженные пики окисления при потенциалах 0.45 и 0.64 В для дареда-бутилгидрохинона и дареда-бутилгидроксианизола соответственно, высота которых увеличивается по мере роста концентрации аналитов в ячейке (рис. 4).

КВАДРАТНО-ВОЛНОВАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ...

57

Табл. 3

Аналитические характеристики определения пространственно-затрудненных фенолов на МУНТ-Brij® 35/СУЭ в среде 1 мМ Brij® 35 на фоне 0.1 М H3PO4

Аналит ПрО, мкМ НГ, мкМ Диапазон концентраций, мкМ Уравнение I = a + bC Я2

а, мкЛ bx104, мкА-л/моль

трет-бутилгид- рохинон 0.308 1.03 2.50-100 250-1000 -0.4 ± 0.2 18 ± 2 19.5 ± 0.4 9.0 ± 0.3 0.9974 0.9974

трет-бутилгид- роксианизол 0.0282 0.0964 0.10-2.50 5.00-100 0.19 ± 0.02 2 ± 1 83 ± 2 47 ± 2 0,9977 0.9952

ПрО - предел обнаружения.

НГ - нижняя граница определяемых содержаний.

Параметры градуировочных зависимостей токов окисления от концентрации фенольных антиоксидантов и аналитические характеристики их определения представлены в табл. 3. Полученные аналитические характеристики превосходят полученные ранее на стеклоуглеродном электроде в присутствии до-децилсульфата натрия в водно-органической среде [20].

Проведено определение пространственно-затрудненных фенолов в модельных растворах. Правильность полученных результатов оценена методом «введено - найдено» (табл. 4). Величина относительного стандартного отклонения не превышает 2.5%, что позволяет использовать разработанную методику для количественного определения этих фенолов в реальных образцах.

Табл. 4

Результаты вольтамперометрического определения пространственно-затрудненных фенолов в модельных растворах методом квадратно-волновой вольтамперометрии на МУНТ-Brij® 35/СУЭ в среде 1 мМ Brij® 35 на фоне 0.1 М H3PO4 (n=5; Р=0.95)

Определяемое соединение Введено, мкг Найдено, мкг Sr

трет-бутилгидрохинон 4.16 4.15 ± 0.09 0.017

41.6 41 ± 1 0.020

416 415 ± 3 0.006

1247 1242 ± 20 0.013

трет-бутилгидроксианизол 1.8 1.76 ± 0.03 0.016

4.5 4.4 ± 0.1 0.025

45 44 ± 1 0.020

135 135 ± 3 0.015

Таким образом, оценено влияние мицеллярной среды Brij® 35 на электрохимическое окисление пространственно-затрудненных фенолов на модифицированном МУНТ электроде. Разработанный способ определения трет-бутил-гидрохинона и трет-бутилгидроксианизола методом квадратно-волновой вольтамперометрии характеризуется простотой, доступностью, надежностью получаемых результатов и позволяет проводить определение в водной среде.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 12-03-00395-а).

58

Г.К. ЗИЯТДИНОВА и др.

Литература

1. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты. Реакционная способность и эффективность. - М.: Наука, 1988. - 247 с.

2. Yu R., Mandlekar S., Kong A.N.T. Molecular mechanisms of butylated hydroxylanisole-induced toxicity: induction of apoptosis through direct release of cytochrome c // Mol. Pharmacol. - 2000. - V. 58, No 2. - P. 431-437.

3. Абдуллин И.Ф., Турова Е.Н., Паршакова Ю.В., Будников Г.К., Гоголашвили Э.Л. Определение ионола методами вольтамперометрии и кулонометрического титрования // Журн. аналит. химии. - 2002. - Т. 57, № 3. - С. 296-300.

4. Ni Y., Wang L., Kokot S. Voltammetric determination of butylated hydroxyanisole, butylated hydroxytoluene, propyl gallate and tert-butylhydroquinone by use of chemometric approaches // Anal. Chim. Acta. - 2000. - V. 412, No 1-2. - P. 185-193.

5. Tomaskova M., Chylkova J., Machalicky O., Selesovska R., Navratil T. Voltammetric determination of different antioxidants in petroleum products by working gold electrode // Int. J. Electrochem. Sci. - 2013. - V. 8, No 2. - P. 1664-1677.

6. Ziyatdinova G., Khuzina A., Budnikov H. Determination of sterically hindered phenols and a-tocopherol by cyclic voltammetry // Anal. Lett. - 2012. - V. 45, No 12. - P. 1670-1685.

7. Michalkiewicz J., Mechanik S., Malyszko M. Voltammetric study of some synthetic antioxidants on platinum microelectrodes in acetic acid medium // Electroanalysis. - 2004. -V. 16, No 7. - P. 588-595.

8. Raymundo M. dos S., da Silva Paula M.M., Franco C., FettR. Quantitative determination of the phenolic antioxidants using voltammetric techniques // LWT - Food Sci. Technol. -2007. - V. 40, No 7. - P. 1133-1139.

9. Xian Q., Gao Y., Xu Y., Wang E. Capillary electrophoresis - amperometric determination of antioxidant propyl gallate and butylated hydroxyanisole in foods // Anal. Sci. - 2007. -V. 23, No 6. - P. 713-718.

10. Зиятдинова Г.К., Хузина А.А., Будников Г.К. Реакции фенольных антиоксидантов с электрогенерированными гексацианоферрат(Ш)-ионами и их применение в анализе растительных масел // Журн. аналит. химии. - 2013. - Т. 68, № 1. - С. 84-89.

11. Pramauro E., Pelizzetti E. Surfactants in analytical chemistry. Applications of organized amphiphilic media. - Amsterdam; N. Y.: Elsevier Science, 1996. - 521 p.

12. Зиятдинова Г.К., Зиганшина Э.Р., Будников Г.К. Использование поверхностно-активных веществ в вольтамперометрическом анализе (Обзор) // Журн. аналит. химии. -2012. - Т. 67, № 11. - С. 968-979.

13. Ziyatdinova G., Ziganshina E., Budnikov H. Voltammetric sensing and quantification of eugenol using nonionic surfactant self-organized media // Anal. Methods. - 2013. - V. 5, No 18. - P. 4750-4756.

14. Ziyatdinova G., Budnikov H. MWNT-modified electrodes for voltammetric determination of lipophilic vitamins // J. Solid State Electrochem. - 2012. - V. 16, No 7. -P. 2441-2447.

15. Gooding J.J. Nanostructuring electrodes with carbon nanotubes: A review on electrochemistry and applications for sensing // Electrochim. Acta. - 2005. - V. 50, No 15. -P. 3049-3060.

16. Ziyatdinova G., Gainetdinova A., Morozov M., Budnikov H., Grazhulene S., Red’kin A. Voltammetric detection of synthetic water-soluble phenolic antioxidants using carbon nanotube based electrodes // J. Solid State Electrochem. - 2012. - V. 16, No 1. - P. 127134.

КВАДРАТНО-ВОЛНОВАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ...

59

17. CaramitR.P., Andrade A.G.D., de Souza de Araujo T.A., Viana L.H., TrindadeM.A.G., Ferreira V.S. A new voltammetric method for the simultaneous determination of the antioxidants TBHQ and BHA in biodiesel using multi-walled carbon nanotube screen-printed electrodes // Fuel. - 2013. - V. 105. - P. 306-313. - doi: 10.1016/j.fuel.2012.06.062.

18. Medeiros R.A., Rocha-Filho R.C., Fatibello-Filho O. Simultaneous voltammetric determination of phenolic antioxidants in food using a boron-doped diamond electrode // Food Chem. - 2010. - V. 123. - P. 886-891.

19. Electroanalytical methods. Guide to experiments and applications / Ed. be F. Scholz. -Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2002. - 353 p.

20. Зиятдинова Г.К., Зиганшина Э.Р., Оськина К.С., Будников Г.К. Вольтамперометрическое определение пространственно-затрудненных фенолов в самоорганизующихся средах на основе ПАВ // Журн. аналит. химии. - 2014. - Т. 69, № 8. - С. 825-832.

Поступила в редакцию 13.03.14

Зиятдинова Гузель Камилевна - кандидат химических наук, доцент кафедры аналитической химии, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.

E-mail: Ziyatdinovag@mail.ru

Оськина Карина Святославовна - студент кафедры аналитической химии, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.

Зигамшима Эндже Ришатовна - младший научный сотрудник кафедры аналитической химии, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.

E-mail: Endzhe.Ziganshina@kpfu.ru

Будников Герман Константинович - доктор химических наук, профессор кафедры аналитической химии, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия.

E-mail: Herman.Budnikov@kpfu.ru

ft ft ft

SQUARE-WAVE VOLTAMMETRY OF STERICALLY HINDERED PHENOLS IN BRIJ® 35 MICELLAR MEDIA

G.K. Ziyatdinova, K.S. Oskina, E.R. Ziganshina, H.C. Budnikov

Abstract

Voltammetric characteristics of oxidation of sterically hindered phenols (tert-butylhydroquinone and tert-butylhydroxyanisole) on a glassy carbon electrode modified with multi-walled carbon nanotubes in 1 mM Brij® 35 in 0.1 M H3PO4 have been found. Electrode modification leads to an increase in oxidation currents of sterically hindered phenols and a cathodic shift of oxidation potential by 40 mV for tert-butylhydroquinone. Under conditions of square-wave voltammetry, calibration graphs are linear in the ranges of 2.50-100 and 250-1000 gM for tert-butylhydroquinone, 0.10-2.50 and 5.00-100 gM for terf-butylhydroxyanisole with detection limits of 308 and 28.2 nM, respectively.

Keywords: surfactants, micellar media, voltammetry, carbon nanotubes, chemically modified electrodes, sterically hindered phenols.

References

1. Roginskii V.A. Phenolic Antioxidants. Reactivity and Efficiency. Moscow, Nauka, 1988. 247 p. (In Russian)

60

Г.К. ЗИЯТДИНОВА и др.

2. Yu R., Mandlekar S., Kong A.N.T. Molecular mechanisms of butylated hydroxylanisole-induced toxicity: induction of apoptosis through direct release of cytochrome c. Mol. Pharmacol., 2000, vol. 58, no. 2, pp. 431-437.

3. Abdullin I.F., Turova E.N., Parshakova Yu.V., Budnikov G.K., Gogolashvili E.L. Determination of ionol by voltammetry and coulometric titration. J. Anal. Chem., 2002, vol. 57, no. 3, pp. 248-252.

4. Ni Y., Wang L., Kokot S. Voltammetric determination of butylated hydroxyanisole, butylated hy-droxytoluene, propyl gallate and tert-butylhydroquinone by use of chemometric approaches. Anal. Chim. Acta, 2000, vol. 412, no. 1-2, pp. 185-193.

5. Tomaskova M., Chylkova J., Machalicky O., Selesovska R., Navratil T. Voltammetric determination of different antioxidants in petroleum products by working gold electrode. Int. J. Electrochem. Sci., 2013, vol. 8, no. 2, pp. 1664-1677.

6. Ziyatdinova G., Khuzina A., Budnikov H. Determination of sterically hindered phenols and a-tocopherol by cyclic voltammetry. Anal. Lett., 2012, vol. 45, no. 12, pp. 1670-1685.

7. Michalkiewicz J., Mechanik S., Malyszko M. Voltammetric study of some synthetic antioxidants on platinum microelectrodes in acetic acid medium. Electroanalysis, 2004, vol. 16, no. 7, pp. 588-595.

8. Raymundo M. dos S., da Silva Paula M.M., Franco C., Fett R. Quantitative determination of the phenolic antioxidants using voltammetric techniques. LWT - Food Sci. Technol., 2007, vol. 40, no. 7, pp. 1133-1139.

9. Xian Q., Gao Y., Xu Y., Wang E. Capillary electrophoresis - amperometric determination of antioxidant propyl gallate and butylated hydroxyanisole in foods. Anal. Sci., 2007, vol. 23, no. 6, pp. 713-718.

10. Ziyatdinova G.K., Khuzina A.A., Budnikov H.C. Reactions of phenolic antioxidants with electrogenerated hexacyanoferrate(III) ions and their use in vegetable oils analysis. J. Anal. Chem., 2013, vol. 68, no. 1, pp. 80-85.

11. Pramauro E., Pelizzetti E. Surfactants in analytical chemistry. Applications of organized amphiphilic media. Amsterdam, New York, Elsevier Science, 1996. 521 p.

12. Ziyatdinova G.K., Ziganshina E.R., Budnikov H.C. Application of surfactants in voltammetric analysis (Review). J. Anal. Chem., 2012, vol. 67, no. 11, pp. 869-879.

13. Ziyatdinova G., Ziganshina E., Budnikov H. Voltammetric sensing and quantification of eugenol using nonionic surfactant self-organized media. Anal. Methods, 2013, vol. 5, no. 18, pp. 4750-4756.

14. Ziyatdinova G., Budnikov H. MWNT-modified electrodes for voltammetric determination of lipophilic vitamins. J. Solid State Electrochem., 2012, vol. 16, no. 7, pp. 2441-2447.

15. Gooding J.J. Nanostructuring electrodes with carbon nanotubes: A review on electrochemistry and applications for sensing. Electrochim. Acta, 2005, vol. 50, pp. 3049-3060.

16. Ziyatdinova G., Gainetdinova A., Morozov M., Budnikov H., Grazhulene S., Red’kin A. Voltam-metric detection of synthetic water-soluble phenolic antioxidants using carbon nanotube based electrodes. J. Solid State Electrochem., 2012, vol. 16, no. 1, pp. 127-134.

17. Caramit R.P., Andrade A.G.D., de Souza J.B.G., de Araujo T.A., Viana L.H., Trindade M.A.G., Ferreira V.S. A new voltammetric method for the simultaneous determination of the antioxidants TBHQ and BHA in biodiesel using multi-walled carbon nanotube screen-printed electrodes. Fuel, 2013, vol. 105, pp. 306-313. doi: 10.1016/j.fuel.2012.06.062.

18. Medeiros R.A., Rocha-Filho R.C., Fatibello-Filho O. Simultaneous voltammetric determination of phenolic antioxidants in food using a boron-doped diamond electrode. Food Chem., 2010, vol. 123, pp. 886-891.

19. Electroanalytical methods. Guide to experiments and applications. Ed. F. Scholz. Berlin Heidelberg, Springer-Verlag, 2002. 353 p.

20. Ziyatdinova G.K., Ziganshina E.R., Oskina K.S., Budnikov H.C. Voltammetric determination of sterically hindered phenols in surfactant-based self-organized media. J. Anal. Chem., 2014, vol. 69, no. 8, pp. 750-757.

Received March 13, 2014

КВАДРАТНО-ВОЛНОВАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ...

61

Ziyatdinova Guzel Kamilevna - PhD in Chemistry, Associate Professor, Department of Analytical Chemistry, Kazan Federal University, Kazan, Russia.

E-mail: Ziyatdinovag@mail.ru

Oskina Karina Svyatoslavovna - Student, Department of Analytical Chemistry, Kazan Federal University, Kazan, Russia.

Ziganshina Endzhe Rishatovna - Junior Research Fellow, Department of Analytical Chemistry, Kazan Federal University, Kazan, Russia.

E-mail: Endzhe.Ziganshina@kpfu.ru

Budnikov Herman Constantinovich - Doctor of Chemistry, Professor, Department of Analytical Chemistry, Kazan Federal University, Kazan, Russia.

E-mail: Herman.Budnikov@kpfu.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.