Cyano-modified silica-gel as a sorbent in planar chromatography

Abstract

Cilj ove disertacije bio je ispitivanje karakteristika i mogućnosti primene cijanomodifikovanog silika-gela kao sorbenta umerene polarnosti za odvajanja kako u normalno-faznoj tako i u reverzno-faznoj planarnoj hromatografiji. Planarna, odnosno tankoslojna hromatografija kao podvrsta tečne hromatografije je odabrana pre svega zbog svoje jednostavnosti, brzine i efikasnosti. Cijano-modifikovani silika-gel, zahvaljujući prisustvu različitih površinskih aktivnih centara (cijano-grupa i alkil-nizova unetih modifikacijom kao i nemodifikovanih silanolnih grupa), može da ostvaruje nekoliko vrsta specifičnih interakcija sa odvajanim supstancama. Stoga je u okviru ovog rada detaljno proučavano retenciono ponašanje različitih klasa neorganskih i organskih supstanci na tankom sloju pomenutog sorbenta za koje je pretpostavljeno da bi mogle specifično da interaguju pre svega sa cijano-grupama sorbenta i svojim ponašanjem ukažu na učešće ovih aktivnih centara u procesu hromatografskog razdvajanja. U tom smislu, posebna pažnja je posvećena ispitivanju sorbenada koji sadrže aromatične delove strukture, kao što su mešoviti (b-diketonato) i (b-ketoiminato) kompleksi prelaznih metala sa različitim brojem fenil-grupa u molekulu, različiti derivati fenola, kao i triazinski derivati i fenoksikarboksilne kiseline, primenom različitih reverezno-faznih i normalno-faznih hromatografskih sistema. U istom cilju poreñeni su rezultati ispitivanja hromatografskog ponašanja istih analita u različitim hromatografskim sistemima, odnosno na tankim slojevima sorbenata sa definisanim površinskim aktivnim sorpcionim centrima. Pored toga, jedan od ciljeva istraživanja bio je i proširenje primene cijanomodifikovanog silika-gela kao specifičnog sorbenta za hromatografiju hidrofilnih interakcija (Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography, HILIC) kao relativno novu hromatografsku tehniku. Takođe, cilj ovoga rada bio je da se, osim teorijskog, istakne i praktičan značaj izvedenih hromatografskih odvajanja, pa je stoga u okviru RP hromatografskih uslova proučavana primenljivost cijano-modifikovanog silika-gela kao sorbenta u hromatografskim sistemima koji se koriste za modelovanje zemljište-voda podeonih koeficijenata normiranih na sadržaj organskog ugljenika (logKOC) kao jednim od ključnih parametara koji odreñuju sudbinu organskih jedinjenja u životnoj sredini.The aim of this thesis is testing features and possibilities of using cyanomodified silica-gel as a sorbent of medium polarity for separation in both normal-phase and reversed-phase planar chromatography. Planar i.e. thin-layer chromatography as subgroup of liquid chromatography was chosen due to its simplicity, rapidity and efficiency. Cyano-modified silica-gel, due to the presence of various surface-area active centers (cyano-groups and alkyl-chains inserted by modification as well as nonmodified silanol groups), may achieve several types of specific interactions with separated substances. Thus, within this thesis we thoroughly carried out testing of retention behaviour of different inorganic and organic substances on a thin layer of mentioned sorbent that we assume may have specific interaction mainly with cyano groups of sorbent and, consequently indicate the participation of these active centers in the process of chromatographic separation. In that sense, special attention was paid to investigating sorbends which contain aromatic structure parts, such as mixed (β-diketonate) and (β-ketoiminato) complexes of transition metals with different number of phenyl groups in molecule, various derivatives of phenols as well as triazines and phenoxycarboxylic acids by applying different normal-phase and reversed-phase chromatographic systems. With the same aim, we compared chromatographic behaviour of the same analytes in different chromatographic systems, i.e. on thin layers of sorbents with defined surface active sorption centers. Apart from that, one of the aims of this research was to enhance the use of cyano-modified silica-gel as specific sorbent for hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) as a relatively new chromatographic technique. In addition, the aim of this thesis is to emphasize the practical significance of studied chromatographic besides the theoretical one. Thus, within reversed-phase chromatographic conditions, we examined the use of cyano-modified silica-gel as sorbent for modeling of soil-water partition coefficients normalized to the organic carbon content (logKoc) as one of the key parameters that define the destiny of organic substances in the environment