Oбернено-фазне ВЕРХ-дослідження комплексоутворення 5,17-біс-(N-тoлілiмiнoмeтил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з ароматичними карбоновими кислотами

The Host-Guest complexation of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with a number of aromatic carboxylic acids has been studied by reversed-phase high-performance liquid chromatography. The mobile phase was acetonitrile-water (80/20, v/v) with addition of 0.1% formic acid. The column was LiChrosorb RP 18, the UV detector operated at λ = 254 nm and at 26°C. The main chromatographic characteristics (retention time t[sub]R[/sub] and capacity factor k’) of the aromatic carboxylic acids have been determined. The lipophilicity values of log P of carboxylic acids, as well as the binding constants K[sub]A[/sub] (387-941 M[sup]-1[/sup]) and Gibbs free energies ∆G (-14.74 – -16.94 kJ/mol) of the calixarene complexes with aromatic carboxylic acids have been calculated. The molecular modelling (Hyper Chem, version 8.0) of the calixarene complexes has revealed the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of the acids and nitrogen atoms of imino groups at the upper rim or oxygen atoms of hydroxyl groups at the lower rim of the calixarene macrocycle. The infl uence of log P lipophilicity of acids on K[sub]A[/sub] values of the calixarene complexes has been assessed. The linear dependence of the binding constants on the acid lipophilicity indicates a signifi cant role of solvophobic interactions on the complexation process. The relationship between supramolecular (K[sub]A[/sub]) and physicochemical (molecular weight, log P, pKa) characteristics of acids has been found. The binding constants K[sub]A[/sub] of the complexes increase with increase of their molecular weight and log P values.Комплексообразование типа Гость-Хозяин 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]aрена с некоторыми ароматическими карбоновыми кислотами исследовано методом обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии. Подвижная фаза – ацетонитрил-вода, (80/20, по объему) с добавкой 0,1% муравьиной кислоты. Колонка – LiChrosorb RP 18, УФ детектор работал при длине волны λ = 254 нм и температуре 26°C. Определены основные хроматографические характеристики (время удерживания t[sub]R [/sub]и коэффициент емкости k’) ароматических карбоновых кислот. Pассчитаны значения липофильности log P кислот, а также значения констант связывания K[sub]A[/sub] (387-941 М[sup]-1[/sup]) и свободных энергий Гиббса ΔG (-14.74 – -16.94 kJ/mol) комплексов каликсарена с ароматическими карбоновыми кислотами. Молекулярное моделирование (Hyper Chem, версия 8.0) каликсареновых комплексов показало присутствие водородных связей между карбоксильными группами кислот и атомами азота имино-групп на верхнем ободе или атомами кислорода гидроксильных групп на нижнем ободе каликсаренового макроцикла. Oценено влияние липофильности log P кислот на значения K[sub]A[/sub] каликсареновых комплексов. Линейная зависимость констант связывания КА от липофильности кислот свидетельствует о существенной роли сольвофобных взаимодействий в процессе комплексообразования. Установлена взаимосвязь между супрамолекулярными (K[sub]A[/sub]) и физико-химическими характеристиками (молекулярная масса, log P) кислот. Константы связывания K[sub]A[/sub] комплексов растут с увеличением молекулярной массы кислот и повышением значений их липофильности log P.Комплексоутворення типу Гість-Господар 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з низкою ароматичних карбонових кислот досліджено методом обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії. Рухома фаза – ацетонітрил-вода, (80/20, за об’ємом) з додаванням 0,1% мурашиної кислоти. Колонка – LiChrosorb RP 18, УФ детектор працював при довжині хвилі λ = 254 нм за температури 26°C. Визначені основні хроматографічні характеристики (час утримання t[sub]R[/sub] та коефіцієнт ємкості k’) карбонових кислот. Pозраховані значення ліпофільності log P кислот, а також значення констант зв’язування K[sub]A[/sub] (387-941 М[sup]-1[/sup]) та вільних енергій Гібса ΔG (-14.74 – -16.94 kJ/mol) комплексів каліксарену з ароматичними карбоновими кислотами. Молекулярне моделювання (Hyper Chem, версія 8.0) каліксаренових комплексів вказало на присутність водневих зв’язків між карбоксильними групами кислот та атомами азоту іміно-груп на верхньому вінці або атомами кисню гідроксильних груп на нижньому вінці каліксаренового макроциклу. Oцінено вплив ліпофільності log P кислот на значення K[sub]A[/sub] каліксаренових комплексів. Лінійна залежність констант зв’язування КА від ліпофільності кислот вказує на суттєву роль сольвофобних взаємодій у процесі комплексоутворення. Встановлено взаємозв’язок між супрамолекулярними (K[sub]A[/sub]) та фізико-хімічними характеристиками (молекулярна маса, log P) кислот. Константи зв’язування K[sub]A[/sub] комплексів зростають зі збільшенням молекулярної маси кислот та їх ліпофільності log P

Determination Of Dynamic Characteristics Of Heat Fire Detectors

The proposed methods for determining the dynamic characteristics of heat fire detectors in the time and frequency domains, focused on the use of existing thermal chambers. The proposed method for determining the transition function of the detector is implemented as follows. Heat fire detector creates a thermal effect in the form of a linearly increasing function. The response of the output signal to the influence of this type is measured and approximated using the Heaviside function at regular intervals.It is shown that information on the transition function of a heat fire detector can be used to determine its frequency characteristics by approximating it with Heaviside functions at the same time intervals. This method of determining the frequency characteristics will significantly reduce the time to determine them compared to the classical method, and also eliminate the need for additional equipment.As a result of the studies, the choice of the sampling interval was justified on the example of a class A1 heatfire detector and certain sampling intervals for determining their transition function (τ0≤1.05 s), amplitude-frequency characteristic (τ0≤0.27 s) and phase-frequency characteristic (τ0≤2.0 s).The proposed methods for determining the dynamic characteristics of heat fire detectors open up new opportunities for developing methods for monitoring their technical condition. This is because the information about the transition function of the detector can be used in two ways. The first method involves comparing a certain transition function of the detector with an exemplary one. The second method consists in determining other characteristics of the detector based on information about its transient function and comparing them with standard values

Дослідження комплексоутворення 5,17-біс-(n-toлілімінометил)-25,27-дипропоксика- лікс[4]aрену з бензойними кислотами методами оф верх та молекулярного моделювання

The Host-Guest complexation of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with benzoic acids has been studied by reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP HPLC) method (the mobile phase – MeCN/H2O, 86/14 v/v, the column support – LiChrosorb RP 18, UV detector, l = 254 nm). The study of the chromatographic behaviour of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene and benzoic acids, as well as determination of their main chromatographic characteristics – the retention times tR and capacity factors k’ have been performed. On the basis of the data obtained the lipophilicity log P, as well as the binding constants and Gibbs free energies of the complexes of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with benzoic acids have been calculated. The binding constants and Gibbs free energies of the complexes of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with benzoic acids are in the range of 335-910 М-1 or -14.38 – -16.85 kJ/mol, respectively. The influence of the benzoic acids lipophilicity log P and pKa values on the binding constants KA of the complexes has been examined. It has been found that decrease of the log P and pKa values increases the binding constants KA of the complexes. Molecular modeling of the complexes revealed the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of the acids and nitrogen atoms of imino-groups at the upper rim or oxygen atoms of the hydroxyl groups at the lower rim of the calixarene macrocycle. A linear dependence of the binding constants from the acid lipophilicity log P indicates a significant role of solvatophobic interactions during the complexation process.Комплексообразование типа Гость-Хозяин 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена с бензойными кислотами исследовано методом обращеннофазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ) (подвижная фаза – MeCN/H2O, 86/14, колоночная насадка марки LiChrosorb RP 18, УФ-детектор, l = 254 нм). Проведено исследование хроматографического поведения и определены основные хроматографические характеристики 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена-рецептора и бензойных кислот-субстратов – времена удерживания tR и коэффициенты емкости k’. На основе полученных данных рассчитаны значения липофильности log P бензойных кислот, а также констант связывания и свободных энергий Гиббса комплексов 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена с бензойными кислотами. Рассчитанные значения констант связывания и свободных энергий Гиббса находятся в пределах 335-910 М-1 и -14.38 – -16.85 кДж/моль, соответственно. Исследовано влияние липофильности log P и рКа замещенных бензойных кислот на константы связывания KA их комплексов с каликсaреном. Установлено, что константы связывания KA возрастают по мере снижения значений липофильности log P и рКа бензойных кислот. Проведенное молекулярное моделирование комплексов показало наличие водородных связей между карбоксильными группами бензойных кислот и атомами водорода иминогрупп верхнего обода или атомами кислорода гидроксильных групп нижнего обода каликсаренового макроцикла. Линейная зависимость констант связывания от липофильности log P кислот указывает на заметную роль сольватофобных взаимодействий при комплексообразовании с 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]ареном.Комплексоутворення типу Гість-Господар 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з бензойними кислотами досліджено методом обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії (ОФ ВЕРХ) (рухома фаза - MeCN/H2O, 86/14 за об’ємом, колоночна насадка марки LiChrosorb RP 18, УФ-детектор, l = 254 нм). Проведено дослідження хроматографічної поведінки та визначені основні хроматографічні характеристики 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену та бензойних кислот-субстратів – час утримання tR та коефіцієнти ємкості k’. На підставі отриманих даних розраховано значення ліпофільності log P бензойних кислот, а також констант зв’язування та вільних енергій Гіббса комплексів каліксaрену з бензойними кислотами. Розраховані значення констант зв’язування та вільних енергій Гіббса комплексів 5,17-біс-(N толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з бензойними кислотами знаходяться в межах 335-910 М-1 та -14.38 – -16.85 кДж/моль, відповідно. Досліджено вплив ліпофільності log P та рКа заміщених бензойних кислот на константи зв’язування KA їх комплексів з каліксaреном. Встановлено, що константи зв’язування KA збільшуються по мірі зниження значень ліпофільності log P та рКа бензойних кислот. Проведено молекулярне моделювання комплексів включення, яке вказує на наявність водневих зв’язків між карбоксильними групами бензойних кислот та атомами водню iміногруп верхнього вінця або атомами кисню гідроксильних груп нижнього вінця каліксаренового макроциклу. Лінійна залежність констант зв’язування від ліпофільності log P кислот вказує на помітну роль сольватофобних взаємодій при їх комплексоутворенні з 5,17-біс-(N-толілімінометил)- 25,27-дипропоксикалікс[4]aреном

Дослідження комплексоутворення каліксaрeнів з фенолами методом ОФ ВЕРХ

The Host-Guest complexation of octakis(diphenoxyphosphoryloxy)tetramethylcalix[4]resorcinarene, 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene and 5,11,17,23-tetrakis(diisopropoxyphosphonyl)-25,26,27,28-tetrapropoxycalix[4]arene with a series of 11 phenols (phenol, p-fluorophenol, p-chlorophenol, p-bromophenol, pyrogallol, p-cresol, p-aminophenol, p-nitrophenol, salicylic aldehyde, guaiacol and veratrole) has been studied by the high-performance liquid chromatography (RP HPLC) method. Chromatographic characteristics and log P of industrial phenols have been determined. Using the relationship of the phenol retention factor k’ vs the calixarene concentration in the mobile phase the stability constants of the supramolecular complexes KA (29-331 M-1) have been determined. The stability constants of the calixarene complexes show that the Host-Guest interaction strongly depends on the nature of the substituents in the Host and Guest molecules. Calixresorcinarene functionalized by diphenoxyphosphoryl groups and calixarene containing tolyliminomethyl groups formed more stable complexes with some phenols compared to calixarene functionalized by diisopropoxyphosphonyl groups. In accordance with the molecular modeling data the complexation does not change the C2v flattened-cone conformation of the calixarene skeleton. The Host-Guest complexes are stabilized by the intermolecular hydrogen bonds of phenolic OH groups with oxygen atoms of P = O groups at the upper rim, and OH groups at the lower rim of the macrocycle. Hydrophobic interactions also participate in the complexation. Комплексообразование типа гость-хозяин oктакис-(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкаликс[4]резорцинарена, 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]aрена и 5,11,17,23-тетракис диизопропоксифосфонил)-25,26,27,28-тетрапропоксикаликс[4]aрена с серией 11 фенолов (фенол, п-фторфенол, п-хлорфенол, п-бромфенол, пирогаллол, п-крезол, п-аминoфенол, п-нитрофенол, салициловый альдегид, гваякол, вератрол) было исследовано методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ). Определены хроматографические характеристики фенолов и рассчитаны значения их липофильности log P. С использованием зависимости коэффициентов удерживания фенолов k’ от концентрации каликсаренов в подвижой фазе определены константы устойчивости их супрамолекулярных комплексов KA, которые находятся в пределах 29-331 М-1. Значения констант устойчивости показали, что взаимодействие типа гость-хозяин в значительной мере зависит от природы заместителей в молекулах Гостя и Хозяина. Каликсрезорцинарен, функционализованный дифеноксифосфорилокси-группами, и каликсарен, содержащий толилиминометильные группы, давали более устойчивые комплексы с некоторыми фенолами, чем каликсарен с диизопропоксифосфонильными группами. Согласно данным молекулярного моделирования комплексообразование не приводит к изменению конформации каликсаренового скелета уплощенный конус C2v. Комплексы типа гость-хозяин стабилизируются межмолекулярными водородными связями фенольных OH-групп с атомами кислорода P = O групп верхнего обода макроцикла и OH-групп его нижнего обода. Гидрофобные взаимодействия также играют роль в комплексообразовании. Комплексоутворення типу гість-господар oктакіс-(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкалікс[4] резорцинарену, 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену тa 5,11,17,23-тетракіс (діізопропоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикалікс[4]aрену з низкою 11 фенолів (фенол, п-фторофенол, п-хлорофенол, п-бромофенол, пірогалол, п-крезол, п-амінoфенол, п-нітрофенол, саліциловий альдегід, гваякол, вератрол) було досліджено методом високоефективної рідинної хроматографії (ОФ ВЕРХ). Визначені хроматографічні характеристики фенолів та розраховано значення їх ліпофільності log P. З урахуванням залежності коефіцієнтів утримання фенолів k’ від концентрації каліксаренів у рухомій фазі визначені константи стійкості їх супрамолекулярних комплексів KA, які знаходяться в межах 29-331 М-1. Значення констант стійкості комплексів вказують на те, що взаємодія типу гість-господар значною мірою зумовлена природою замісників у молекулах гостя та господаря. Каліксрезорцинарен, функціоналізований дифеноксифосфорилокси-групами, і каліксарен, що містив толіліміно-групи, утворювали стійкіші комплекси з деякими фенолами порівняно з каліксареном, що містив діізопропоксифосфонільні групи. За даними молекулярного моделювання комплексоутворення не змінює конформацію каліксаренового кістяка C2v сплощений конус. Комплекси типу гість-господар стабілізуються міжмолекулярними водневими зв’язками фенольних OH-груп з атомами кисню P = O груп верхнього вінця і OH-груп нижнього вінця макроциклу. Гідрофобні взаємодії також відіграють роль у комплексоутворенні.

Вплив 5,11,17,23-тетракіс(діізoпрoпоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикаліксарену на хроматографічне розділення екологічно небезпечних ароматичних сполук

Aim. To study the effect of 5,11,17,23 tetrakis(diisopropoxyphosphonyl)-25,26,27,28-tetrapropoxycalix[4]arene additive to the MeCN/H2O mobile phase on selectivity of the HPLC separation of aromatic compounds using a Zorbax ODS support.Results and discussion. Calixarene improves the separation due to formation of the Host-Guest inclusion complexes. The linear dependence of 1/k’ on the calixarene concentration allows calculating the stability constants KA of the complexes. The correlation of the separation selectivity induced by the calixarene additives with the ratio of the stability constants of the Host-Guest inclusion complexes of the aromatic analytes was found. The complexation is influenced by logP and pKa parameters of the analytes. Short contacts between the calixarene Host and the aromatic Guest indicate that the inclusion complexes are stabilized by various hydrogen bonds, nonvalence van der Waals, π-π and hydrophobic interactions.Experimental part. The energy minimized structures of the calixarene complexes with p-fluorophenol, guaiacol, toluene and trichloromethylbezene were calculated using Hyper Chem 8, PM3, vacuum.Conclusions. The data obtained can be used in design of new phases for HPLC.Цель. Исследование влияния добавок 5,11,17,23-тетракис(диизопропоксифосфонил)-25,26,27,28-тетра-пропоксикаликс[4]арена к подвижной фазе MeCN/H2O на селективность ВЭЖХ разделения ароматических соединений с использованием неподвижной фазы Zorbax ODS.Результаты и их обсуждение. Каликсарен улучшает разделение вследствие образования комплексов включения Хозяин-Гость. Линейная зависимость 1/k’ аналита от концентрации каликсарена позволяет рассчитать константы устойчивости КА комплексов. Установлена корреляция селективности разделения, вызванная добавками каликсарена с отношением констант устойчивости комплексов включения Хозяин-Гость. На комплексообразование влияют параметры logP и pKa аналитов. Короткие контакты между каликсареном и ароматическим гостем свидетельствуют о том, что комплексы включения стабилизируются водородными связями, ван-дер-Ваальсовыми, π-π и гидрофобными взаимодействиями.Экспериментальная часть. Рассчитаны энергетически минимизированные структуры комплексов каликсарена с п-фторфенолом, гваяколом, толуолом и трихлорметилбензолом (Hyper Chem 8, PM3, вакуум).Выводы. Полученные данные могут быть использованы при разработке новых фаз для ВЭЖХ.Мета. Дослідження впливу добавки 5,11,17,23-тетракіс(діізопропоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикалікс[4]арену до рухомої фази MeCN/H2O на селективність ВЕРХ розділення ароматичних сполук з використанням насадки Zorbax ODS.Результати та їх обговорення. Каліксарен покращує розділення завдяки формуванню комплексів включення Господар-Гість. Лінійні характеристики залежності 1/k’ аналіту від концентрації каліксарену дозволяють розрахувати константи стійкості КА комплексів. Встановлено кореляцію селективності розділення, індуковану додаванням каліксарену, зі співвідношенням констант стійкості комплексів включення ароматичних аналітів. На комплексоутворення впливають параметри logP і pKa аналітів. Короткі контакти між каліксареном та ароматичними аналітами свідчать про те, що комплекси включення стабілізуються водневими зв’язками, невалентними ван дер Ваальсовими, π-π та гідрофобними взаємодіями.Експериментальна частина. Розраховані енергетично мінімізовані структури каліксаренових комплексів з п-фторофенолом, гваяколом, толуеном і трихлорметилбензеном (Hyper Chem 8, PM3, вакуум).Висновки. Отримані дані можуть бути використані для розробки нових фаз для ВЕРХ

Дослідження комплексоутворення калікс[4]aрену та калікс[4]резорцинарену із смоляними кислотами методом ОФ ВЕРХ. Визначення констант зв’язування

The Host-Guest complexation of octakis-(diphenoxyphosphoryloxy)tetramethylcalix[4]resorcinarene (CR) and 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene (CA) with 6 diterpenoid (resin) acids has been studied by the reversed phase high-performance liquid chromatography (RP HPLC). The chromatographic characteristics (retention time tR and retention factor k’) of resin acids have been determined. The lipophilicity values log P of the acids, binding constants KA (395-682 M-1 for CR and 844-1268 M-1 for CA), as well as Gibbs free energies ∆G (-14.79 – -16.14 kJ/mol for CR and -16.70 – -17.67 kJ/mol for CA) of the complexes with resin acids have been calculated. Molecular modelling of CA complexes has revealed the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of acids and nitrogen atoms of imino groups at the upper rim or oxygen atoms of the hydroxyl groups at the lower rim of the CA macrocycle. Molecular modelling of CR complexes has shown the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of acids and oxygen atoms of diphenoxyphosphoryloxy groups at the upper rim of the CR macrocycle. The effect of log P values on KA values of the CR/CA complexes has been assessed. The linear dependence of the binding constants on the acid lipophilicity indicates a significant role of solvophobic interactions on the complexation. The relationship between supramolecular (KA) and physicochemical (log P, pKa) characteristics of acids has been determined.Комплексообразование типа Гость-Хозяин oктакис-(дифеноксифосфорилокси)-тетраэтилкаликс[4]резорцинарена (CR) и 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]aрена (CA) с 6 дитерпеноидными ( смоляными) кислотами было исследовано методом обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ). Определены хроматографические характеристики (время удерживания tR и фактор удерживания k’) смоляных кислот. Рассчитаны значения липофильности log P смоляных кислот и констант связывания KA их комплексов (395-682 М-1 для CR и 844-1268 М-1 для CA), а также значения свободных энергий Гиббса ∆G (-14.79 – -16.14 кДж/моль для CR и -16.70 – -17.67 кДж/моль для CAL) со смоляными кислотами. Молекулярное моделирование комплексов CA показало наличие водородных связей между карбоксильными группами кислот и атомами азота имино-групп верхнего обода макроцикла CA или атомами кислорода гидроксильных групп его нижнего обода. Молекулярное моделирование комплексов CR показало наличие водородных связей между карбоксильными группами кислот и атомами кислорода дифеноксифосфорилокси-групп верхнего обода макроцикла CR. Оценено влияние log P на константы связывания KA комплексов CR/CA. Линейная зависимость КА от log P кислот свидетельствует о влиянии сольвофобных взаимодействий на процесс комплексообразования.Комплексоутворення типу Гість-Господар oктакіс-(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкалікс[4]резорцинарену (CR) та 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену (CA) з 6 дитерпеноїдними (смоляними) кислотами було досліджено методом обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії (ОФ ВЕРХ). Визначені хроматографічні характеристики (час утримання tR тa фактор утримання k’) смоляних кислот. Розраховано значення ліпофільності log P смоляних кислот тa констант зв’язування KA комплексів (395-682 М-1 для CR тa 844-1268 М-1 для CA), а також значення вільних енергій Гіббса ∆G (-14.79 – -16.14 кДж/моль для CR тa -16.70 – -17.67 кДж/моль для CA) із смоляними кислотами. Молекулярне моделювання комплексів CA вказало на присутність водневих зв’язків між карбоксильними групами кислот тa атомами азоту іміно-груп верхнього вінця CA макроцилу або атомами кисню ОН груп його нижнього вінця. Молекулярне моделювання комплексів CR вказало на присутність водневих зв’язків між карбоксильними групами кислот тa атомами кисню дифеноксифосфорилокси-груп верхнього вінця макроциклу CR. Здійснено оцінку впливу log P на константи зв’язування KA комплексів CR/CA. Лінійна залежність КА від log P кислот вказує на роль сольвофобних взаємодій на комплексоутворення. Встановлено взаємозв’язок між супрамолекулярними (KA) тa фізико-хімічними (log P, pKa) характеристиками кислот

Хроматографічне дослідження комплексоутворення функціоналізованих калікс[4,8]аренів з ароматичними альдегідами

Aim. To study the Host-Guest complexation of octakis(diphenoxyphosphoryloxy)-tetramethylcalix[4]resorcinarene (PRA), 5,17-bis(N-tolyl-iminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene (IC4A), 5,11,17,23-tetrakis(diisopropoxyphosphonyl)-25,26,27,28-tetra-propoxycalix[4]arene (PC4A) and oktakis(diethoxyphosphoryloxy)-tert-butylcalix[8]arene (PC8A)with benzaldehyde, salicylaldehyde, p-anisaldehyde, and veratraldehyde by RP HPLC and molecular modeling methods. Results and discussion. The stability constants of Host-Guest complexes (KA = 57 M-1 – 1649 M-1) strongly depend on the calixarene structure and the aromatic aldehyde nature. The enhancement of the complexing properties of calixarenes is observed in the row of PRA < IC4A < PC4A < PC8A. The volume of the calixarene molecular cavity plays the most important role in binding of aldehydes.Experimental part. The stability constants of calixarene complexes with aldehydes were determined by RP HPLC method in acetonitrile-water (80 : 20, v/v) solution. The RP HPLC analysis was performed using a LiChrosorb RP-18 column. Molecular modeling of calixarene complexes was carried out using a Hyper Chem 8.0 program. Conclusions.The Host-Guest complexation data can be used as a useful tool in design of calixarene based sensor devices for determination of the aromatic aldehydes in air or preparation of chromatographic phases for analysis of aldehydes in solutions.Цель. В работе методами ОФ ВЭЖХ и молекулярного моделирования изучено комплексообразование типа Хозяин-Гость октакис(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкаликс[4]резорцинарена (PRA), 5,17-бис(N-толил-иминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена (IC4A), 5,11,17,23-тетракис(диизопропоксифосфонил)-25,26,27,28-тетрапропоксикаликс[4]арена (PC4A) и октакис(диэтоксифосфорилокси)-трет-бутилкаликс[8]арена (PC8A) с бензальдегидом, салициловым альдегидом, п-анисовым альдегидом и вератровым альдегидом.Результаты и их обсуждение. Константы устойчивости комплексов Хозяин-Гость (КА = 57 М-1 – 1649 М-1) в значительной степени зависят от структуры каликсарена и природы ароматического альдегида. Повышение комплексообразующих свойств каликсаренов наблюдается в ряду PRA < IC4A < PC4A < PC8A. Наиболее важную роль в связывании ароматических альдегидов играет объем молекулярной полости функционализованного каликсарена.Экспериментальная часть. Константы устойчивости каликсареновых комплексов с альдегидами определяли методом ОФ ВЭЖХ в растворе ацетонитрил-вода (80 : 20, по объему). ОФ ВЭЖХ анализ проводили с использованием колонки LiChrosorb RP-18. Молекулярное моделирование комплексов каликсарена осуществляли с помощью программы Hyper Chem, версия 8.0.Выводы. Полученные результаты по комплексообразованию функционализованных каликсаренов могут быть использованы при розработке сенсорных устройств для определения ароматических альдегидов в воздухе, а также при изготовлении хроматографических фаз для анализа альдегидов в растворах.Мета. У роботі методами ОФ ВЕРХ і молекулярного моделювання вивчено комплексоутворення типу Господар-Гість октакіс(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкалікс[4]резорцинарену (PRA), 5,17-біс(N-толіл-імінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]арену (IC4A), 5,11,17,23-тетракіс(діізопропоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикалікс[4]арену (PC4A) і октакіс(діетоксифосфорилокси)-трет-бутилкалікс[8]арену (PC8A) з бензальдегідом, саліциловим альдегідом, п-анісовим альдегідом і вератровим альдегідом.Результати та їх обговорення. Константи стійкості комплексів Господар-Гість (КА = 57 М-1 – 1649 М-1) значною мірою залежать від структури каліксарену і природи ароматичного альдегіду. Збільшення комплексоутворювальних властивостей каліксаренів спостерігається в ряду PRA < IC4A < PC4A < PC8A. Найбільш важливу роль у зв’язуванні альдегідів відіграє об’єм молекулярної порожнини функціоналізованого каліксарену.Експериментальна частина. Константи стійкості каліксаренових комплексів з альдегідами визначали методом ОФ ВЕРХ у розчині ацетонітрил-вода (80 : 20, за об’ємом). ОФ ВЕРХ аналіз проводили з використанням колонки LiChrosorb RP-18. Молекулярне моделювання комплексів каліксарену здійснювали за програмою Hyper Chem, версія 8.0.Висновки. Отримані результати з комплексоутворення функціоналізованих каліксаренів можуть бути використані як інструмент у розробці сенсорних пристроїв на основі каліксарену для визначення альдегідів у повітрі, а також у виготовленні хроматографічних фаз для аналізу альдегідів у розчинах

Дослідження сорбції тетраалкільних похідних калікс[4]аренів і калікс[4]резорцинаренів з поверхнею LiChrosorb RP 18 методами ОФ ВЕРХ та молекулярного моделювання

Tetrahydroxycalix[4]arene, tetraalkoxycalix[4]arenes and tetraalkylcalix[4]resorcinarenes are capable to reversible adsorption on the surface of the hydrophobic support LiChrosorb RP 18 under conditions of the reversed-phase high performance liquid chromatography. The main chromatographic characteristics of tetrahydroxycalix[4]arene, a series of tetraalkoxycalix[4]arenes and tetraalkylcalix[4]resorcinarenes have been determined. It has been found that in the conditions selected (the mobile phase is acetonitrile/water, 86/14, v/v) the retention times of the compounds studied are in the wide range from 4.67 min to 88.0 min depending on the nature of the substituents in the macrocyclic skeleton of the molecule. Thus, the retention times increase with increase of the length of the alkyl substituents at the lower rim of the calixarene macrocycle. According to the molecular modelling data the most effective sorption is explained by the inclusion of LiChrosorb RP 18 octadecyl groups into the lipophilic cavity formed by the alkyl substituents at the lower rim of the macrocycle of calixarene/calixresorcinarene. Thus, the molecular cavity formed by the benzene rings remains opened for the Host-Guest complexation with the analyte molecules. This sorption of tetraalkoxycalix[4]arenes and tetraalkylcalix[4]arenes on the LiChrosorb RP 18 surface can significantly improve its resolution ability in RP HPLC analysis. The influence of replacement of tetrahydroxycalix[4]arene hydroxyl protons with the alkyl groups on the conformation of the macrocycle has been studied.Тетрагидроксикаликс[4]арен, тетраалкоксикаликс[4]арены и тетраалкилкаликс[4]резорцинарены обратимо сорбируются на поверхности гидрофобной насадки LiChrosorb RP 18 в условиях обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии. Определены основные хроматографические характеристики тетрагидроксикаликс[4]арена, серии тетраалкоксикаликс[4]аренов и тетраалкилкаликс[4]резорцинаренов. Установлено, что в выбранных условиях (подвижная фаза – ацетонитрил/вода в соотношении 86/14 по объему) времена удерживания исследуемых соединений находятся в широком диапазоне 4.67-88.0 мин в зависимости от природы заместителей в макроциклическом скелете молекулы. При этом время удерживания возрастает по мере увеличения длины алкильных заместителей на нижнем ободе каликсаренового макроцикла. Согласно данным молекулярного моделирования наиболее эффективная сорбция происходит за счет включения октадецильних групп насадки в липофильную полость, образованную алкильными заместителями нижнего обода макроцикла каликсарена/каликсрезорцинарена. При этом молекулярная полость, сформированная бензольными кольцами макроцикла, остается открытой для комплексообразования с молекулами аналитов. Такая сорбция тетраалкоксикаликс[4]аренов и тетраалкилкаликс[4]резорцинаренов на поверхности хроматографической насадки LiChrosorb RP 18 может существенно улучшить ее селективность по отношению к аналитам в условиях обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии. Исследовано влияние замены гидроксильных протонов тетрагидроксикаликс[4]арена алкильными группами на конформацию макроциклического скелета молекулы.Тетрагідроксикалікс[4]арен, тетраалкоксикалікс[4]арени та тетраалкілкалікс[4]резорцинарени здатні до оберненої сорбції на поверхні гідрофобної насадки LiChrosorb RP 18 в умовах обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії. Визначені основні хроматографічні характеристики тетрагідроксикалікс[4]арену, низки тетраалкоксикалікс[4]аренів та тетраалкілкалікс[4]резорцинаренів. Встановлено, що у вибраних умовах (рухома фаза – ацетонітрил/вода у співвідношенні 86/14 за об’ємом) час утримання досліджуваних сполук знаходиться в широкому діапазоні 4.67-88.0 хв в залежності від природи замісників у макроциклічному кістяку каліксарену. При цьому час утримання зростає по мірі збільшення довжини алкільних замісників на нижньому вінці каліксаренового макроциклу. Згідно з даними молекулярного моделювання найбільш ефективна сорбція відбувається за рахунок включення октадецильних груп насадки LiChrosorb RP 18 в ліпофільну порожнину, утворену алкільними замісниками нижнього вінця макроциклу каліксарену/каліксрезорцинарену. При цьому молекулярна порожнина, сформована бензеновими кільцями макроциклу, залишається відкритою для комплексоутворення з молекулами аналітів.Така сорбція тетраалкоксикалікс[4]аренів та тетраалкілкалікс[4]резорцинаренів на поверхні хроматографічної насадки типу LiChrosorb RP 18 може суттєво поліпшити її роздільну здатність по відношенню до аналітів в умовах обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії. Досліджено вплив заміни гідроксильних протонів тетрагідроксикалікс[4]арену алкільними групами на конформацію макроциклічного кістяка молекули

Фосфорильовані калікс[4,8]aрени покращують ОФ ВЕРХ розділення похідних бензену

Aim. To study the effect of 5,11,17,23-tetrakis(diisopropoxyphosphonyl)-25,26,27,28-tetrapropoxycalix[4]arene and oсtаkis(diethoxyphosphoryloxy)-tert-butylcalix[8]аrene additives to the MeCN – H2O mobile phase (86:14) on the selectivity of the separation of aromatic compounds by the reversed-phase high performance liquid chromatography (RP HPLC) using a Separon SGX C18 support.Results and discussion. The process of complexation of phosphorylated calix[4,8]arenes with benzene derivatives in the mobile phase plays a key role in the RP HPLC separation of analytes. The stability constants of the inclusion complexes and the chromatographic separation coefficients of the analytes depend on the nature of the aromatic compounds and the cavity size of the calixarene macrocycle.Experimental part. The HPLC analysis was performed in acetonitrile – water (86:14) solution using a Separon SGX C18 column. The stability constants of the calixarene complexes were determined using the dependence of 1/k’ chromatographic parameters of benzene derivatives on the calixarene concentration in the mobile phase. Molecular modelling of the calixarene complexes was carried out using a Hyper Chem 8.0 program.Conclusions. The phosphorus-contained calixarenes due to their ability to form supramolecular complexes with aromatic molecules can be used as additives to the RP HPLC mobile phase and improve separation of benzene derivatives.Received: 14.05.2020Revised: 24.06.2020Accepted: 27.08.2020Мета. Дослідити вплив добавок 5,11,17,23-тетракіс(діізопропоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикалікс[4]арену і октакіс(діетоксифосфорилокси)-трет-бутилкалікс[8]арену до рухомої фази складу MeCN – H2O (86:14) на селективність розділення ароматичних сполук методом обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії (ОФ ВЕРХ) з використанням насадки Separon SGX C18.Результати та їх обговорення. Процес комплексоутворення фосфорильованих калікс[4,8]aренів з похідними бензену у мобільній фазі відіграє ключову роль у ОФ ВЕРХ розділенні цих аналітів. Константи стійкості комплексів включення та коефіцієнти хроматографічного розділення аналітів залежать від природи ароматичних сполук та розміру порожнини каліксаренового макроциклу.Експериментальна частина. ОФ ВЕРХ аналіз проводили у розчині ацетонітрил – вода (86:14) з використанням колонки з насадкою Separon SGX C18. Константи стійкості каліксаренових комплексів визначали із залежності хроматографічних параметрів 1/k’ похідних бензену від концентрації каліксарену в рухомій фазі. Молекулярне моделювання комплексів каліксаренів виконано за програмою Hyper Chem, версія 8.0.Висновки. Добавки фосфоровмісних калікс[4,8]аренів до рухомої фази завдяки здатності утворювати комплекси включення з ароматичними молекулами покращують їх ОФ ВЕРХ розділення на насадці Separon SGX C18.Received: 14.05.2020 Revised: 24.06.2020 Accepted: 27.08.202

Комплексоутворення калікс[4]аренгідроксиметил-фосфонової кислоти з триптофаном та N-aцетил-триптофанамідом

The Host-Guest complexation of calixarene hydroxymethylphosphonic acid with tryptophan and N-acetyltryptophan amide has been investigated by the RP HPLC method in H2O/MeCN (99/1) solution (column support Hypersil CN, UV-detector, λ = 254 nm). Adsorption of calixarene hydroxymethylphosphonic acid on the Hypersil CN surface has been studied. It has been found that hydroxymethylphosphonic acid is characterized by reversible sorption on the Hypersil CN surface. The binding constants (KA = 23000 M-1 and 39000 M-1 for tryptophan and N-acetyltryptophan amide, respectively) of the supramolecular complexes have been calculated from the ratio between the capacity factors k’ of the Guest and the calixarene hydroxymethylphosphonic acid Host concentration in the mobile phase. The Gibbs free energies of the tryptophan and N-acetyltryptophan amide complexes are -24.84 and -26.15 kJ/mol, respectively. The molecular modelling of calixarene hydroxymethylphosphonic acid and its complexes with tryptophan and N-acetyltryptophan amide (Hyper Chem, version 8, force field PM3) has indicated that the complexes are stabilized by hydrogen bonds, electrostatic, π-π, and solvatophobic interactions. The geometric parameters of the energy minimized calixarene macrocycle and its complexes with tryptophan and N-acetyltryptophan amide have been calculated. According to the calculations it has been shown that the Host-Guest complexation does not change the flattened-cone conformation of calixarene. Finally, the inverse correlation has been found between the KA values of the complexes and the Log P values of the guest molecules.Методом ОФ ВЭЖХ исследован процесс комплексообразования типа Хозяин-Гость каликсаренгидроксиметилфосфоновой кислоты с триптофаном и N-aцетил-триптофанамидом в растворе H2O/MeCN (99/1) (насадка Hypersil CN, УФ-детектор, λ = 254 нм). Исследовано взаимодействие каликсаренгидроксиметилфосфоновой кислоты с поверхностью хроматографической насадки Hypersil CN. Установлено, что каликсаренгидроксиметилфосфоновая кислота характеризуется обратимой сорбцией на поверхности Hypersil CN. Константы связывания супрамолекулярных комплексов (23000 M-1 и 39000 M-1 для триптофана и N-aцетилтриптофанамида, соответственно) были рассчитаны из соотношения меж- ду коэффициентом емкости k’ молекулы Гостя и концентрацией каликсаренгидроксиметилфосфо­новой кислоты Хозяина в подвижной фазе. Значения свободных энергий Гиббса комплексов каликса­ренгидроксиметилфосфоновой кислоты с триптофаном и N-aцетил-триптофанамидом составили -24.84 и -26.15 кДж/моль, соответственно. Проведено молекулярное моделирование каликсаренгидрокси- метилфосфоновой кислоты и ее комплексов с триптофаном и N-aцетилтриптофанамидом (Hyper Chem, версия 8, силовое поле PM3). Отмечается, что супрамолекулярные комплексы могут стабилизироваться водородными связями, а также электростатическими, π-π, и сольватофобными взаимодействиями. Рассчитаны геометрические параметры энергетически минимизированных структур каликсаренгидроксиметилфосфоновой кислоты и ее комплексов с триптофаном и N-aцетилтриптофанамидом. Согласно расчетам показано, что процесс комплексообразования не меняет конформацию макроциклического остова каликсарена. Установлено, что значения KA повышаются со снижением Log P молекул Гостей.Методом ОФ ВЕРХ досліджено процес комплексоутворення типу Господар-Гість каліксаренгідрокси- метилфосфонової кислоти з триптофаном та N-aцетилтриптофанамідом у розчині H2O/MeCN (99/1) (насадка Hypersil CN, УФ-детектор, λ = 254 нм). Досліджено взаємодію каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти з поверхнею хроматографічної насадки Hypersil CN. Встановлено, що каліксаренгідроксиметилфосфонова кислота характеризується оберненою сорбцією на поверхні Hypersil CN. Кон- станти зв’язування супрамолекулярних комплексів (23000 M-1 і 39000 M-1 для триптофану і N-aцетилтриптофанаміду, відповідно) були розраховані із співвідношення між коефіцієнтом ємкості k’ молекули Гостя і концентрацією каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти Господаря в рухомій фазі. Значення вільних энергій Гіббса комплексів каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти з триптофаном і N-aце- тилтриптофанамідом складає -24.84 і -26.15 кДж/моль, відповідно. Здійснено молекулярне моделювання каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти і її комплексів з триптофаном і N-aцетилтриптофанамідом (Hyper Chem, версія 8, силове поле PM3). Супрамолекулярні комплекси можуть стабілізуватись водневими зв’язками, а також електростатичними, π-π, і сольватофобними взаємодіями. Розраховані геометричні параметри энергетично мінімізованих структур каліксаренгідроксиметилфосфонової кис- лоти та її комплексів з триптофаном і N-aцетилтриптофанамідом. Показано, що значення KA зрос­тають зі зниженням Log P молекул субстратів, а процес комплексоутворення не змінює конформації макроциклічного кістяка каліксарену