Азотсодержащие гетероциклические соединения обладают высокой биологической активностью и поэтому открывают большие возможности для производства новых лекарственных препаратов – противогрибковых, противовирусных, антибактериальных средств, средств для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и онкологии. В сельском хозяйстве они используются для биоцидной обработки растений. Сопряженные пи-электронные системы в ароматических кольцах, которые входят в состав этих гетероциклов, совместно с полярными функциональными группами способны взаимодействовать с открытыми орбиталями атомов железа, поэтому они могут быть использованы для создания средств противокоррозионной защиты. На основе бензол-сульфаниламидных гетероциклов разрабатываются сенсоры трёхвалентного железа в водных растворах. Некоторые представители класса азотсодержащих гетероциклов, напротив, являются токсичными, поэтому так важна разработка методик их обнаружения и нейтрализации.
Юлия Иванова изучала соединения, содержащие в своём составе комбинированные пяти- и шестичленные гетероциклические фрагменты с различным количеством атомов азота в цикле.
«Моя работа посвящена подбору оптимальных аналитических методик для анализа и разделения веществ, входящих в состав перспективных лекарственных препаратов, – рассказала Юлия Иванова. – Поскольку в процессе синтеза часто образуются побочные продукты, на хроматограмме может появиться пик, соответствующий не одному соединению, а смеси, в данном случае, из 8 гетероциклов. Большое значение имеет выбор сорбента, потому что на хроматографической колонке, заполненной октадецилсиликагелем, все 8 гетероциклов характеризуются близкими временами удерживания. Понятно, что разделить их в данных условиях не удается. При использовании другого сорбента – пористого графитированного углерода «гиперкарб» – удалось разделить смесь целевых гетероциклов и выделить индивидуальные вещества».
В настоящее время производители хроматографического оборудования создают приборы для решения различных научно-практических задач; в одном приборе могут сочетаться детекторы разных типов.
«Масс-спектрометрический детектор регистрирует ионы всех поступающих в хроматографическую систему соединений и измеряет отношение их массы к заряду, Он является наиболее чувствительным и способен определять примеси в количестве от 10-12 до 10-15 г. Диодно-матричный детектор регистрирует поглощение молекулами света в ультрафиолетовой и видимой областях спектра и фиксирует только те из них, которые содержат хромофорные группы, регистрируемые на данной длине волны. Он характеризуется чуть меньшей чувствительностью и способен определять нанограммовые количества веществ. Однако диодно-матричный детектор, в отличие от масс-спектрометрического, позволяет выделить целевые молекулы из смесей без их разрушения. Регистрация сигналов на определённых длинах волн даёт информацию о присутствии в структуре сопряженных кратных связей. Поглощение света в одной и той же области спектра, обнаруженное для разных веществ, указывает на то, что в структуре таких соединений имеется один и тот же тип сопряженных связей. Таким образом удаётся определить классовую принадлежность анализируемых соединений. Но установить структурную формулу молекул можно только в совокупности с масс-спектрометрическими данными, полученными в режиме вторичной ионизации ионов. Совместное использование двух детекторов способствует более точной идентификации соединений, особенно в случаях, когда фрагментация идёт по нетипичному пути или сопровождается большим числом внутримолекулярных перегруппировок», – рассказала Юлия Иванова.
«При изучении масс-спектров вторичной ионизации азотсодержащих гетероциклических соединений было установлено, что наиболее устойчивыми к раскрытию оказываются циклы, содержащие в составе один атом азота, – подвела итог Юлия Иванова. – Полученные масс-спектры позволили получить набор характеристических ионов, которые в будущем упростят идентификацию более сложных производных гетероциклов».
Материал подготовлен: Ольга Макарова / Пресс-служба ИФХЭ РАН
Редакторская правка: Кулькова Татьяна / Администратор сайта ИФХЭ РАН