Закономерности сорбции азотсодержащих производных адамантана на сверхсшитых полимерных сорбентах

• Автор: Прокопов, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 135 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Механизмы удерживания в ВЭЖХ
1.1.1. Межмолекулярные взаимодействия и режимы ВЭЖХ
1.1.2. Роль подвижной фазы в удерживании. Элюирующая сила
1.1.3. Моделирование удерживания в ВЭЖХ
1.1.4. Закономерности удерживания в эксклюзионной хроматографии
1.2. Характеристика сорбентов на основе сверхсшитых полистиролов
1.2.1. Структура, физико-химические свойства и применение ССПС
1.2.2. Сорбенты на основе ССПС как неподвижные фазы в ВЭЖСХ
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Особенности строения и физико-химические свойства адамантил-амидразонов и адамантилтриазолов
2.2. Методы исследования
2.3. Методы расчета
2.3.1. Расчет характеристик удерживания
2.3.2. Методика расчета физико-химических характеристик сорбатов
2.3.3. Статистическая обработка результатов
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Взаимосвязь строения, физико-химических характеристик изученных
веществ и их сорбции в условиях различных режимов ВЭЖХ
3.1.1. Особенности сорбции азотсодержащих производных адамантана сверхсшитым полистиролом в различных режимах ВЭЖХ
3.1.2. Влияние строения адамантиламидразонов на их сорбцию октадецилсиликагелем в условиях ОФ ВЭЖХ
3.1.3. Сравнение закономерностей сорбции амидразонов и триазолов адамантана сорбентами различной природы из водно-ацетонитрильных растворов

3.2. Сорбция как функция состава подвижной фазы в ВЭЖХ
3.2.1. Моделирование зависимости удерживания сорбентами на основе ССПС от состава подвижной фазы в ОФ ВЭЖХ
3.2.2. Влияние состава подвижной фазы на сорбцию азотсодержащих производных адамантана октадецилсиликагелем
3.2.3. Взаимосвязь качественного и количественного состава элюента и сорбции амидразонов и триазолов адамантана сверхсшитым полистиролом в КНФ ВЭЖХ
3.2.4. Применение модели линейных отношений энергий сольватации к исследованию механизма сорбции на сверхсшитом полистироле
3.3. Влияние размерных эффектов на удерживание различных сорбатов
сверхсшитым полистиролом
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Изучение механизмов сорбции различных веществ на границе раздела «твердая фаза - раствор» является одной из актуальных задач физической химии и создает теоретическую основу для реализации процессов очистки, концентрирования и разделения, в том числе в высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Понимание физико-химической сущности процессов, происходящих в многокомпонентной системе сорбат - сорбент - элюент и выявление роли различных межмоле-кулярных взаимодействий в процессе сорбции веществ из объема подвижной фазы позволяют прогнозировать хроматографическое поведение органических соединений различной природы, оптимизировать методики их разделения, а также способствуют углублению и развитию теории растворов.
Особенно актуальными представляются исследования механизмов сорбции в свете разработки и внедрения в практику новых сорбентов с отличными от традиционных физико-химическими и эксплуатационными характеристиками. В последние годы широкое распространение в различных сорбционных технологиях получили нанопористые полимерные сорбенты на основе сверхсшитого полистирола (ССПС). Сорбенты данного типа, в частности, являются перспективными неподвижными фазами для ВЭЖХ и обладают такими преимуществами перед традиционными сорбентами, как высокоразвитая поверхность и пористая структура, совместимость с органическими, водно-органическими и водными подвижными фазами, высокая механическая прочность и др. Изучение механизмов сорбции на сверхсшитых полистиро-лах позволит расширить круг решаемых с их помощью задач и проводить целенаправленный синтез аналогичных сорбентов с заданными свойствами.
В качестве модельных соединений при изучении сорбционных и хроматографических свойств новых сорбентов используют как сравнительно простые органические вещества, так и сложные полифункциональные соединения, реализующие в изучаемой системе различные типы межмолекулярных взаимодействий. В литературе есть сведения об исследовании физико-химических закономерностей сорбции некоторых производных адамантана и ароматических гетероциклов. На наш взгляд,

полимеров. По традиции процесс, проводимый в органических растворителях, часто называют гель-проникающей, а в водных системах - гель-фильтрационной хроматографией. Однако наиболее часто используется термин, происходящий от английского словосочетания «Size Exclusion» (исключение по размеру), который в наиболее полной степени отражает механизм процесса [12].
Объем эксклюзионной колонки можно выразить суммой трех слагаемых:
Vc=V0+Vi+Vd,
где V„ - мертвый объем - объем растворителя между частицами сорбента (объем подвижной фазы); V) - объем пор, занятый растворителем (объем неподвижной фазы); Vd - объем матрицы сорбента без учета пор.
Полный объем растворителя в колонке Vt (его часто называют полным объемом колонки, так как Vd не принимает участия в хроматографическом процессе) представляет собой сумму объемов подвижной и неподвижной фаз:
Vt=V0+Vi.
Удерживание молекул в эксклюзионной колонке определяется вероятностью их диффузии в поры и зависит от соотношения размеров молекул и пор. Коэффициент распределения Kd, как и в других вариантах хроматографии, представляет собой отношение концентраций вещества в неподвижной и подвижной фазах:
Kd = c,/c0,
Так как подвижная и неподвижная фазы имеют одинаковый состав, то Kd вещества, для которого обе фазы одинаково доступны, равен единице. Эта ситуация реализуется для молекул с самыми малыми размерами (в том числе и молекул растворителя), которые проникают во все поры и поэтому движутся через колонку наиболее медленно. Их удерживаемый объем равен полному объему растворителя

Все молекулы, размер которых больше размера пор сорбента, не могут попасть в них (полная эксклюзия) и проходят по каналам между частицами. Они элюируются из колонки с одним и тем же удерживаемым объемом, равным объему подвижной фазы V0. Коэффициент распределения для этих молекул равен нулю.