Разработка ВЭЖХ-методик определения гликолурила, его N-метильных и N-метилольных производных – синтонов супрамолекулярных соединений

Кургачев, Дмитрий Андреевич
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………………………………… 3
1 Методы анализа гликолурила и его производных. Литературный обзор ……………………………….. 7
1.1 Общие сведения об объекте исследования ………………………………………………………………………… 7
1.2 Спектральные методы анализа ……………………………………………………………………………………….. 10
1.3 Электрохимические методы анализа……………………………………………………………………………….. 23
1.4 Химические методы анализа …………………………………………………………………………………………… 24
1.5 Хроматографические методы анализа …………………………………………………………………………….. 24
2 Обсуждение результатов …………………………………………………………………………………………………… 33
2.1 Методология разработки хроматографического разделения производных гликолурила …… 33
2.2 Разработка методики анализа родственных примесей гликолурила …………………………………. 40
2.3 Разработка методик анализа гликолурила и его N-метилпроизводных ……………………………… 52
2.4 Разработка методики анализа N-метилолпроизводных гликолурила ………………………………… 71
3 Экспериментальная часть ………………………………………………………………………………………………….. 88
3.1 Реактивы, материалы и оборудование …………………………………………………………………………….. 88
3.2 Методики анализа ………………………………………………………………………………………………………….. 89
ВЫВОДЫ ……………………………………………………………………………………………………………………………. 94
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ………………………………………………. 95
ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное) …………………………………………………………………………………………… 96
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………………………………………………………….. 99

Актуальность темы исследования
Бицикликлические бисмочевины (гликолурилы) используются в качестве синтонов
для получения ряда важнейших супрамолекулярных соединений, перспективных биологически-
активных веществ и ряда соединений с большой практической ценностью. На основе
гликолурила и его производных могут быть созданы вещества с уникальными
контролируемыми свойствами – кукурбитурилы, бамбусурилы, тиараурилы, «молекулярные
зажимы» [1; 2; 3; 4] и др. Гликолурил и материалы на его основе исследуют в качестве
компонентов органических полупроводниковых материалов [5], вспомогательных веществ
лекарственных препаратов: пролонгаторов и молекулярных контейнеров контролируемого
высвобождения [6; 7; 8], материалов со свойствами «молекулярного узнавания»
и молекулярных сенсоров для экспрессного анализа амфифильных компонентов: поверхностно-
активных веществ, бактериальных эндотоксинов и биогенных аминов [9; 10; 11]. В настоящее
время на основе гликолурила, его N-метильных и N-метилольных производных
в промышленных масштабах изготавливают лекарственные препараты [12], взрывчатые
вещества [13; 14; 15; 16] и сшивающие агенты для производства полимеров специального
назначения [17; 18].
Существенным качеством гликолурила и его метилпроизводных является крайне низкая
токсичность и отсутствие канцерогенных свойств [19; 20; 21]. Для использования гликолурила
и его производных в супрамолекулярной химии, микроэлектронике, для синтеза перспективных
фармакологически активных веществ и «молекулярных машин», необходимо строго
контролировать качество исходного гликолурила, в особенности содержание примесей,
близкородственных соединений и изомеров, для чего необходимо разработать эффективные
методики анализа гликолурила, его N-метильных и N-метилольных производных.
Степень разработанности темы исследования
В открытой научной литературе не описано надежных методов количественного
определения гликолурила, его примесей и родственных соединений, а также N-метил-
и N-метилолпроизводных. Основные труды, посвященные гликолурилу и близкородственным
веществам касаются вопросов синтеза и исследования некоторых физико-химических свойств,
при этом в настоящее время проблема анализа примесей гликолурила не решена: крупнейшие
производители проводят анализ его чистоты с использованием элементного анализа.
Цель работы – разработать методики анализа гликолурила, его родственных примесей,
N-метил- и N-метилолпроизводных методом жидкостной хроматографии. Для достижения
поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:
1. Разработать методику хроматографического разделения родственных примесей
гликолурила;
2. Идентифицировать ключевые примеси гликолурила;
3. Разработать способ препаративного выделения изомерно чистых N,N′-диметил-
гликолурилов, и установить их структуру;
4. Установить оптимальные условия ВЭЖХ-разделения и определения гликолурила и его
N-метилпроизводных.
5. Идентифицировать N-метилольные производные гликолурила и разработать методику
их анализа.
Научная новизна
Разработаны и оптимизированы экспрессные методики анализа гликолурила, его
родственных примесей, N-метил- и N-метилолпроизводных методом жидкостной
хроматографии. Оценены метрологические характеристики разработанных методик анализа.
Идентифицированы ключевые, в том числе две ранее не описанные в литературе, родственные
примеси гликолурила методом хромато-масс-спектрометрии. Разработана методика
хроматографического препаративного разделения и выделения в виде индивидуальных веществ
изомеров N,N′-диметилгликолурила; структура выделенных изомеров подтверждена методами
ЯМР-спектроскопии и хромато-масс-спектрометрии.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования
полученных результатов в проведении анализа гликолурила, его N-метилол и N-метил-
производных методом жидкостной хроматографии на всех этапах производства
соответствующих веществ. Значительная часть результатов диссертационной работы
использована при проведении специального курса «Выделение и идентификация примесей
в фармацевтических субстанциях и лекарственных препаратах» для работников
фармацевтической и химической промышленности, а также при составлении магистерского
курса «Физико-химические методы анализа органических соединений и фармацевтических
субстанций».
Разработанная методика хроматографического препаративного разделения и выделения
изомерно чистых N,N′-диметилпроизводных гликолурила используется в Лаборатории
органического синтеза Томского государственного университета для получения высокочистых
образцов N,N′-диметилгликолурилов, применяемых в качестве синтонов для получения новых
гетерофункциональных соединений.
Положения, выносимые на защиту
1. Методика анализа родственных примесей гликолурила методом ВЭЖХ.
2. Способ препаративного выделения изомерно чистых N,N′-диметилгликолурилов
из реакционной смеси методом препаративной ВЭЖХ.
3. Условия хроматографического экспрессного разделения и одновременного
определения гликолурила и его N-метил-производных.
4. Методика экспрессного анализа N-метилолпроизводных гликолурила.
5. Результаты идентификации примесей и N-замещенных производных гликолурила
методом хромато-масс-спектрометрии.
Достоверность результатов работы подтверждается тем, что данные получены
с использованием современного аналитического оборудования, прошедшего своевременную
метрологическую поверку. Идентификация соединений и подтверждение их структуры
проведены с использованием инструментальных физико-химических методов анализа.
Проведена оценка метрологических характеристик разработанных методик; методики анализа
апробированы на реальных исследуемых объектах.
Работа выполнена автором или при непосредственном участии автора. Личный вклад
автора заключается в планировании и разработке дизайна экспериментов, непосредственном
проведении исследований, получении и интерпретации данных, оформлении результатов
исследований, подготовке публикаций и текста диссертации.
Апробация результатов
Результаты работ представлены на XIII Международной конференции студентов
и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2016)
и XIV Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития
фундаментальных наук» (Томск, 2017).
Публикации по результатам работы
По теме диссертации опубликовано 3 статьи в рецензируемых научных журналах,
рекомендованных ВАК, входящих в наукометрические базы данных Scopus и Web of Science,
а также тезисы четырех докладов, представленных на международных научных конференциях.
Результаты работы защищены двумя патентами РФ.
Работа выполнена при финансовой поддержке Федеральной целевой программы
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-
технологического комплекса России на 2014–2020 годы», Соглашение № 05.604.21.0251,
уникальный идентификатор работ RFMEFI60419X0251.
Автор выражает благодарность:
– сотрудникам Лаборатории органического синтеза ТГУ: заведующему лаборатории,
к.х.н. В.С. Малькову за организацию работ по синтезу исследуемых соединений;
м.н.с. С.И. Горбину за синтез гликолурила, 2,8-диметилгликолурила, тетраметилгликолурила
и тетраметилолгликолурила; с.н.с., к.х.н. Н.Ю. Селиховой за помощь в проведении
экспериментов и обработке результатов; м.н.с. В.Р. Кущербаевой за синтез смеси
2,4- и 2,6-диметилгликолурила;
– сотрудникам Лаборатории физико-химических методов анализа ТГУ: заведующему
лаборатории Д.В. Новикову за помощь в работе и организацию образовательных курсов;
м.н.с. О.А. Котельникову за получение ЯМР-спектров; м.н.с. Н.Б. Дементьевой за помощь
в получении масс-спектров высокого разрешения; м.н.с. Е.В. Томиловой за синтез
монометилгликолурила;
– сотруднику Лаборатории каталитических исследований ТГУ с.н.с., к.х.н. М.А. Салаеву
за помощь в подготовке публикаций и консультационную поддержку.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Новые подходы к получению некоторых люминесцентных и плазмонных меток для иммуноанализа: возможности и ограничения
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского»
    Применение гибридных методов для изучения состава полиядерных гидроксокомплексов родия(III) и полиоксометаллатов в растворах
    📅 2021год
    🏢 ФГБУН Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук
    Спектральные методики анализа высокочистого германия и его оксида с различными способами концентрирования примесей
    📅 2021год
    🏢 ФГБУН Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук
    Газохроматографический анализ курительных смесей, содержащих синтетические каннабиноиды
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)