Сорбция производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина в условиях обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Некрасова Надежда Андреевна

• Некрасова Надежда Андреевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Некрасова Надежда Андреевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Механизмы удерживания в обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии

1.2 Строение и свойства воды и водно-органических растворов,

применяемых в качестве элюентов в жидкостной хроматографии

1.3 Физико-химические и топологические дескрипторы

молекулярной структуры сорбатов, применяемые для описания и

прогнозирования их хроматографического удерживания

1.4 Молекулярное моделирование сорбционных процессов

2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

2.3 Методы расчета

3. Обсуждение результатов

3.1 Влияние строения и физико-химических свойств молекул

производных хинолина и тетрагидрохинолина на их

удерживание в ОФ ВЭЖХ

3.2 Влияние природы сорбента на хроматографическое удерживание

производных хинолина

3.3 Влияние состава элюента на хроматографическое удерживание

производных хинолина

3.4 Влияние топологии молекул производных хинолина и

тетрагидрохинолина на их физико-химические параметры и

факторы удерживания

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сорбция производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина в условиях обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии»

Актуальность работы

Одной из наиболее актуальных проблем в жидкостной хроматографии является установление взаимосвязи между строением соединений и их удерживанием, позволяющее решать двуединую задачу - прогнозировать удерживание на основании данных о структуре сорбатов и определять физико-химические параметры веществ по характеристикам сорбции. Для ее решения наиболее часто применяют методы, базирующиеся на использовании корреляций между экспериментально определенными значениями характеристик удерживания структурно-родственных соединений и теоретически рассчитанными дескрипторами их молекулярной структуры. Существенным недостатком такого подхода является возможность применения полученных моделей удерживания лишь для ограниченного круга соединений и условий хроматографирования. Вместе с тем, помимо экспериментального изучения хроматографического поведения соединений различных классов, ценную информацию о механизмах их сорбции, межмолекулярных взаимодействиях в хроматографической системе и, наконец, о влиянии стереохимии молекул на удерживание, можно получить с помощью методов молекулярного моделирования и квантовой химии. Совокупность экспериментального и теоретического подходов к описанию механизмов сорбции в условиях жидкостной хроматографии позволяет составить наиболее полную картину о закономерностях протекания сорбционных процессов.

Изучение зависимости удерживания в условиях высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) от различных характеристик имеет особое значение при исследовании биологически активных веществ, так как установление закономерностей и механизмов их сорбции во многих случаях позволяет прогнозировать физиологическое действие потенциальных лекарственных препаратов. Значительная доля веществ с фармакологической активностью приходится на азотсодержащие гетероциклические соединения, и, в частности, производные хинолина и тетрагидрохинолина. Наличие в

структуре этих соединений восстановленного и ароматического гетероциклов, функциональных групп различной природы делает данные вещества, кроме того, интересными объектами исследования закономерностей сорбции из водноорганических растворов в связи с возможностью реализации широкого диапазона межмолекулярных взаимодействий с компонентами хроматографической системы, и, таким образом, способствует более глубокому пониманию особенностей сорбционного процесса в целом.

В связи с этим целью настоящей работы явилось установление взаимосвязи сорбционных характеристик некоторых производных хинолина и тетрагидрохинолина в условиях обращенно-фазовой жидкостной хроматографии с особенностями их строения, физико-химическими параметрами и топологией молекул.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Экспериментальное определение характеристик хроматографического удерживания производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина на октадецилсиликагеле, пористом графитированном углероде и сверхсшитом полистироле с использованием в качестве элюента водно-ацетонитрильных растворов.

2. Изучение влияния строения и физико-химических параметров производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина на их удерживание в условиях обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии.

3. Исследование особенностей хроматографического удерживания производных хинолина и тетрагидрохинолина на различных сорбентах; определение роли специфических взаимодействий с сорбентом с помощью экспериментальных и квантово-химических методов.

4. Анализ зависимости удерживания производных хинолина и тетрагидрохинолина от состава элюента; установление специфических взаимодействий сорбатов с компонентами подвижной фазы с помощью методов молекулярного моделирования.

5. Изучение взаимосвязи физико-химических параметров и хроматографического удерживания производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина с топологией их молекул.

Научная новизна.

Экспериментально исследовано хроматографическое поведение 16 впервые синтезированных производных хинолина и тетрагидрохинолина в условиях обращенно-фазового (ОФ) режима ВЭЖХ при использовании в качестве сорбентов октадецилсиликагеля, пористого графитированного углерода и сверхсшитого полистирола. Установлены зависимости характеристик удерживания исследованных соединений от их физико-химических и топологических параметров. Проанализировано влияние состава элюента и природы сорбента на сорбцию производных хинолина и тетрагидрохинолина; оценена применимость известных моделей удерживания к описанию зависимости удерживания от концентрации ацетонитрила в подвижной фазе.

Методами теории функционала плотности и Ab Initio молекулярной динамики проведено моделирование образующихся в процессе сорбции комплексов «сорбат - сорбент» и «сорбат - элюент»; выявлены межмолекулярные взаимодействия, реализуемые между компонентами хроматографической системы.

Практическая значимость работы.

На основе полученных в работе корреляций возможно осуществлять прогнозирование поведения близких по структуре производных хинолина и тетрагидрохинолина в условиях обращенно-фазового варианта жидкостной хроматографии, что позволяет разрабатывать методики их аналитического контроля и препаративного выделения. Полученные методики могут использоваться для анализа и контроля качества лекарственных средств на основе хинолиновых производных.

Кроме того, накопление экспериментальных данных по удерживанию сорбатов сложного строения в различных хроматографических системах,

установление взаимосвязи характеристик сорбции и физико-химических параметров, выявление роли типов межмолекулярных взаимодействий, реализуемых участниками процесса, способствует развитию теорий жидкостной хроматографии и сорбции из многокомпонентных жидких растворов в целом.

На защиту выносятся:

- результаты исследования особенностей хроматографического удерживания производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина на октадецилсиликагеле, пористом графитированном углероде и сверхсшитом полистироле из водно-ацетонитрильных растворов с различным содержанием ацетонитрила;

- зависимости величин удерживания производных хинолина и 1,2,3,4-тетрагидрохинолина от физико-химических параметров и топологии их молекул, а также от содержания ацетонитрила в элюенте;

- данные о строении комплексов «сорбат - сорбент (пористый графитированный углерод)» и «сорбат - элюент» и межмолекулярных взаимодействиях в сорбционных системах, полученные по результатам молекулярного моделирования.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 5 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, включенных в Перечень ВАК Минобрнауки России, а также тезисы 10 докладов.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на 31-м Международном симпозиуме по хроматографии (31st International Symposium on Chromatography: August 28th - September 1st 2016, Cork, Ireland), 45-м Международном симпозиуме по высокоэффективному жидкофазному разделению (45th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques: 18 - 22th June 2017, Prague, Czech Republic), Международной школе-семинаре по компьютерному молекулярному моделированию (International School-Seminar on Computer-Aided Molecular Design: May 18 - 20th 2016, Kazan, Russia), X и XI Всероссийских молодежных

научно-инновационных школах «Математика и математическое моделирование» (12 - 14 апреля 2016 и 11 - 13 апреля 2017, Саров), Международном молодежном научном форуме "ЛОМОНОСОВ-2016" (11 - 15 апреля 2016, Москва), V Международной научно-практической конференции «Наука в современном информационном обществе» (26 - 27 января 2015, North Charleston, USA), Всероссийской конференции «Теория и практика хроматографии» (24-30 мая 2015, Самара), Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» (26 - 30 июня 2017, Йошкар-Ола) и Молодежной научно-практической конференции с международным участием «Естественнонаучные, инженерные и экономические исследования в технике, промышленности, медицине и сельском хозяйстве» (20 - 21 апреля 2017, Белгород).

Личный вклад автора заключается в проведении экспериментального изучения сорбции производных хинолина методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, проведении квантово-химических расчетов и молекулярного моделирования, расчете топологических характеристик исследуемых сорбатов, обработке результатов и участии в обобщении полученных результатов. Обсуждение результатов работы осуществлялось совместно с научным руководителем д.х.н., профессором С.В. Курбатовой.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка использованной литературы, включающего 171 наименование, и приложения. Материал диссертационной работы изложен на 138 страницах машинописного текста, содержит 73 рисунка (59 рисунков в основном тексте и 14 в Приложении) и 16 таблиц (13 таблицы в основном тексте и 3 в Приложении).

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках государственного задания по гранту №4.5883.2017/БЧ и Мегагранту № 14.В25.31.0005.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Механизмы удерживания в обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии

Теоретическое описание механизмов удерживания в жидкостной хроматографии являлось предметом многочисленных исследований[1, 2], однако единой теории, позволяющей полностью описать все процессы в хроматографической колонке и осуществлять прогноз хроматографического поведения аналитов различной химической природы, до настоящего времени не существует [3]. Этот факт, в первую очередь, связан со сложностью процессов разделения и удерживания в целом, возникающей вследствие наложения большого числа различных типов специфических и неспецифических взаимодействий между аналитом, элюентом и сорбентом в совокупности с недостатком точной информации о конфигурации неподвижной фазы[4].

Среди разнообразия межмолекулярных взаимодействий в ОФ ВЭЖХ в первую очередь выделяют взаимодействия сорбат - неподвижная фаза (Ван-дер-Ваальсовы, образование водородных связей с остаточными силанольными группами), сорбат - элюент (Ван-дер Ваальсовы и электростатические силы) и взаимодействия между компонентами элюента (Ван-дер-Ваальсовы, образование водородных связей). Кроме того, на удерживание могут оказывать влияние взаимодействия сорбат - сорбат (например, взаимодействия между разными группами аминокислот в молекулах протеинов или взаимодействия между заряженными протеинами), взаимодействия элюент - неподвижная фаза (сольватация алкильных цепей сорбента), и взаимодействия между привитыми группами сорбента. В большинстве случаев предполагается, что аналит присутствует в хроматографической системе в бесконечно разбавленном состоянии, что позволяет пренебречь взаимодействиями сорбат - сорбат[4].

Кроме того, в связи с тем, что в условиях обращенно-фазового режима используются неполярные неподвижные фазы, считается, что удерживание и селективность в данном режиме хроматографирования определяются силой

сольвофобных взаимодействий между слабополярными молекулами сорбатов и неполярной поверхностью сорбента. Под сольвофобными взаимодействиями при этом понимают межмолекулярные силы, приводящие к ассоциации неполярных молекул или связыванию сольвофобных фрагментов в растворе [4].

1.1.1. Теоретические подходы к описанию механизмов удерживания в ОФ ВЭЖХ. Х. Колин и Д. Гуихон в обзоре [5] выделили три подхода к определению механизма разделения в ОФ ВЭЖХ на сорбентах с привитыми алкильными группами:

1. Распределение аналита между подвижной и неподвижной фазами.

2. Адсорбция аналита на поверхности неполярного адсорбента. При этом, в отличие от нормально-фазового режима, в котором определяющим фактором в удерживании сорбатов выступают специфические взаимодействия сорбатов с полярным сорбентом, в случае обращенно-фазового варианта взаимодействия сорбат - сорбент проявляются в значительно меньшей степени, так как они обусловлены слабыми неспецифическими Ван-дер-Ваальсовыми взаимодействиями.

3. Преимущественная адсорбция органического модификатора подвижной фазы на поверхности сорбента, за которой следует распределение аналита в этом адсорбированном слое.

За последние 40 лет все эти подходы были тщательно развиты и нашли широкое применение, несмотря на то, что они не объединяются в одну модель и зачастую приводят к противоречивым результатам [3].

Простейшая модель сорбентов с привитыми алкильными группами рассматривает сорбент как аморфный слой на поверхности силикагельной подложки и характеризует механизм удерживания как распределение сорбата между органической (стационарной) и водноорганической (подвижной) фазами. Согласно данной модели на молекулярном уровне удерживание на алкилсиликагелях включает такие этапы, как создание полости в аморфной неподвижной фазе, перемещение сорбата в эту полость и последующее

закрывание полости в подвижной фазе. Схематичная иллюстрация данной модели представлена на рис. 1 [1]

фаза

йО о О о &ооо оо°оО

подвижная ^

о° СТ-бо 6 £ о~о~о о °о о О ООО О Р О ОрООо

неподвижная фаза

молекулы элюента молекулы аналита

жидкий углеводородный слой „ силикагельная матрица

Рис. 1. Схематичная иллюстрация удерживания в ОФ ВЭЖХ в соответствии с распределительным механизмом[1]

С. Лохмюллер и Д. Вайдлер [6] предложили модель жидкого углеводородного слоя, в соответствии с которой привитые алкильные цепи могут ассоциировать за счет гидрофобных взаимодействий, образуя кластеры. Небольшие молекулы сорбатов распределяются между фазами, внедряясь в эти кластеры. Авторы данной модели заключают, что распределительный механизм удерживания характерен только для небольших неполярных молекул сорбатов при использовании в качестве сорбента силикагелей с привитыми алкильными цепями, содержащими более 12 атомов углерода. П. Карр с соавторами обнаружили [7], что свободная энергия переноса метиленовой группы из раствора подвижной фазы в фазу гексадекана согласуется с энергией ее перемещения из элюента в привитой слой сорбента, что подтверждает гипотезу о распределительном механизме удерживания. При больших концентрациях модификатора механизм удерживания меняется на адсорбционный, что обусловлено сорбцией органического модификатора на поверхности сорбента.

Д. Мартайр и Р. Боем разработали модель, учитывающую организацию алкильных цепей в структуре сорбента. Они рассмотрели изменения в свойствах неподвижных фаз и характеристиках удерживания при различных составах подвижной фазы и обнаружили два режима, в которых алкильные цепи имели различную конфигурацию. При высоком содержании органического модификатора привитые цепи вытянуты и ориентированы

практически перпендикулярно поверхности, что придает сорбенту щеткообразную структуру и обеспечивает возможность проникновения молекул сорбатов и элюента между алкильными радикалами. При использовании фаз с высоким содержанием воды, напротив, сорбент ведет себя как квазижидкий слой углеводородных цепей, прижатых к поверхности, что препятствует проникновению растворителя, но не исключает проникновение растворенного вещества. Главным отличием от предыдущей модели является тот факт, что Д. Мартайр и Р. Боем аппроксимируют сорбент с привитой фазой не жидкостью, а жидкокристаллическим углеводородным слоем, т.е. анизотропной средой, имеющей промежуточный порядок между жидкой и кристаллической фазами. Распределительный механизм при этом реализуется в случае, когда сорбат проникает в жидкокристаллический углеводородный слой[1].

К. Дилл предложил модель описания хроматографического поведения в обращенно-фазовом режиме, которую А. Вайлая и С. Хорват назвали моделью аморфно-кристаллического углеводородного слоя[1]. Согласно его подходу, молекулярное строение привитой фазы непохоже ни на кристаллическое сотояние н-алкильных цепей, ни на неупорядоченную жидкостную структуру, ни даже на жидкокристаллическое состояние промежуточного порядка. Он аппроксимирует строение алкилсиликагеля как промежуточную фазу между пластинчатым кристаллом и аморфными фрагментами полукристаллических полимеров. Эта промежуточная фаза содержит цепи, одним концом соединенные с поверхностью, и, следовательно, они характеризуются градиентом разупорядоченности, включающим высокоупорядоченные регионы и жидкоподобные разупорядоченные участки. Содержание гош-конформаций связей в алкильных радикалах варьируется по длине цепей. Таким образом, согласно данной модели, привитые радикалы неподвижной фазы характеризуются более высоким порядком вблизи силикагельной матрицы и большей разупорядоченностью около свободных концов цепей. Такое изменение свойств с расстоянием от межфазной границы контрастирует с

жидкими фазами, свойства которых неизменны во всех направлениях. Механизм удерживания представляется данной моделью как распределительный; в процессе сорбции аналит полностью внедрен в аморфно-кристаллический слой сорбента[1].

К. Дилл также рассматривал адсорбцию как альтернативный механизм удерживания в ОФ ВЭЖХ[1], предполагая, что адсорбционный механизм реализуется при достаточно высокой плотности привитых алкильных групп, достаточной для того, чтобы цепи взаимодействовали латерально между собой и чтобы проникновение молекул сорбатов в аморфно-кристаллический углеводородный слой оказалось невозможным (рис. 2).

о о ОоО ООО о

о О

о о о О—

З^О О О О

о о оДИИд

Г7Т777 /}"/)!'/ 7/7тТ7/т77

молекулы элюента

молекулы сорбата

привитые лиганды неподвижной фазы

силикагельная матрица

Рис. 2. Схематичное изображение удерживания в ОФ ВЭЖХ согласно адсорбционному механизму [1]

М. Яроник и Д. Мартайр [8, 9] предложили теорию удерживания, сочетающую как адсорбционный, так и распределительный механизмы. В их подходе удерживание рассматривается как процесс формирования неподвижного слоя за счет конкурентной сорбции молекул сорбатов и компонентов элюента на поверхности сорбента с последующим распределением аналита между подвижной и неподвижной фазами. Теория базируется на зависимости фактора удерживания от содержания модификатора в элюенте, из которой могут быть выведены предельные уравнения, основанные либо на адсорбционной, либо на распределительной модели. Однако, полученные уравнения позволяют лишь качественно прогнозировать удерживание и селективность.

Ю. Казакевичем с соавт. [10] была предложена модель неподвижной фазы, в которой углеводородные лиганды находятся в коллапсированном состоянии независимо от длины цепей и концентрации органического модификатора в подвижной фазе; при этом на слое алкильных групп адсорбируются молекулы органического модификатора. Удерживание определяется, в первую очередь, распределением сорбата между подвижной фазой и адсорбированным слоем органического модификатора, а затем -адсорбцией аналита на поверхности коллапсированных углеводородных лигандов.

В течение длительного времени полагалось, что в роли основной движущей силы хроматографического процесса в ОФ режиме выступают сольвофобные (гидрофобные в случае использования водно-органических элюентов) взаимодействия. Сольвофобная теория Хорвата[11] предполагает, что движущей силой ассоциации аналита с неподвижной фазой является уменьшение площади контакта неполярного сорбента и неполярных фрагментов аналита с полярным растворителем. В отличие от рассмотренных моделей, сольвофобная теория удерживания не выделяет распределительный или адсорбционный механизмы. Согласно данной модели в зависимости от природы элюента, возможны две конфигурации стационарной фазы (рис. 3). При высоком содержании органического модификатора в растворе элюента привитые радикалы вытянуты, и сорбент имеет щеткообразное строение. Удерживание в этом случае определяется внедрением молекул сорбатов между алкильными цепями и их взаимодействием с боковой поверхностью привитых групп. В подвижных фазах с высоким содержанием воды углеводородные радикалы сильно взаимодействуют друг с другом, что приводит к их коллапсу.

а

б

Рис. 3. Схематичная иллюстрация конфигураций углеводородных лигандов неподвижной фазы[1]: а) щеткообразная; б) коллапсированная

Данная теория позволяет количественно прогнозировать селективность и удерживание как нейтральных, так и ионизируемых молекул сорбатов на определенном сорбенте как функцию условий анализа: температуры, состава элюента и особенностей молекулярной структуры аналита. Теория Хорвата успешно применялась для описания многих химических и биологических процессов, таких как связывание биополимеров и изменение конформаций молекул в растворах[12], гидрофобная хроматография[13], адсорбция из разбаленных растворов на активированном угле [14], распределение в системе октанол-вода[1] и т.д.

В случае полимерных неподвижных фаз, обычно предполагается, что сорбция протекает по распределительному механизму. При этом сорбент представляет собой инертную губку. Термодинамическая активность элюента внутри полимера отличается от таковой в жидкости, и распределение аналита происходит между двумя жидкими фазами, в которых его растворимость различна. Вместе с тем, адсорбция на определенных точках поверхности полимера также возможна [5].

Следует подчеркнуть, что ни одна из представленных теорий не дает возможности точного описания хроматографического поведения любых аналитов во всем возможном диапазоне условий анализа. Причиной этого, прежде всего, является сложность процесса сорбции в ОФ режиме, а также недостаток информации о данном процессе на молекулярном уровне [4].

1.1.2. Структура неподвижных фаз, применяемых в ОФ ВЭЖХ. Межмолекулярные взаимодействия, реализуемые в процессе сорбции, во многом определяются природой и строением используемого сорбента. Среди неполярных сорбентов, применяемых в обращенно-фазовой жидкостной хроматографии, наибольшее распространение получили силикагели с привитыми алкильными группами [15]. Такие сорбенты представляют собой сложные, гетерогенные системы, химический состав и конфигурация которых могут варьировать с изменением состава подвижной фазы, природы силикагельной матрицы, плотности прививки, длины алкильных цепей и т.д. [4].

Структурные особенности сорбентов, поверхность которых не является идеально однородной, оказывают непосредственное участие на комплекс межмолекулярных взаимодействий сорбат - сорбент и сорбент - элюент и, как следствие, приводят к различиям в хроматографическом поведении сорбатов при прочих равных условиях анализа. Во-первых, степень модификации силанольных групп, как правило, не достигает 100%[4, 16-18], что оставляет возможность прямой сорбции на силикагельной матрице. Оставшиеся незамещенными гидроксо-группы существенно влияют на процесс сорбции, в связи с чем механизм сорбции на привитых силикагельных фазах включает как традиционные для обращенно-фазового режима гидрофобные, так и силанофильные взаимодействия [16, 19]. Взаимодействие сорбатов с остаточными силанольными группами проявляется, в частности, в появлении на хроматограмме несимметричных пиков при элюировании соединений основного характера[15]. Во-вторых, структура слоя органических лигандов также может оказывать влияние. Этот слой представляет собой не плоскую поверхность, а разрыхленную вседствие конформационных изменений приповерхностную зону, заполненную, наряду с модифицирующими лигандами, молекулами растворителя. Как было отмечено выше, эти изменения могут быть весьма существенными при соприкосновении с различными жидкими средами. Способность молекул аналитов сорбироваться на такой

поверхности либо внедряться между отдельными углеводородными радикалами существенно зависит от структуры последних [20].

Среди основных недостатков модифицированных силикагелей можно выделить недостаточную химическую и термическую стабильность. Так, при рН < 3 гидролизуется связь =Si—О—Si=, а при рН > 10 растворяется силикагельная матрица, особенно при повышенных температурах. Кроме того, такие сорбенты проявляют недостаточную селективность при разделении полярных соединений и изомеров. Свойства силикагельных материалов существенно зависят от чистоты, способа прививки алкильных групп и пр. [15] Для устранения влияния остаточных силанольных групп некоторые авторы предлагают блокировать их более объемными изопропильными или изобутильными группами или бидентатными «перемычками», когда две соседние алкильные цепи связаны с атомами кремния через 3—4 метиленовые группы. Для повышения селективности к полярным соединениям в алкильную цепь включают полярные группы, в частности карбамидные. Силикагельную поверхность можно также модифицировать полимерами (полистиролом, поли-1,2-бутадиеном и др.) [15].

Указанные недостатки традиционных углеводородных сорбентов существенно ограничивают их применение, в частности, при анализе небольших полярных молекул, а также при необходимости использования большого количества органического модификатора в подвижной фазе, при наличии в хроматографической системе ионизированных компонентов и т.д.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Некрасова Надежда Андреевна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Vailaya A., Horvath C. Retention in reversed-phase chromatography: partition or adsorption? // J. Chromatogr. A. 1998. V. 829. P. 1-27.

2. Gritti F., Guiochon G. Critical contribution of nonlinear chromatography to the understanding of retention mechanism in reversed-phase liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2005. V. 1099. № 1-2. P. 1-42.

3. Kazakevich Y. V. High-performance liquid chromatography retention mechanisms and their mathematical descriptions // J. Chromatogr. A. 2006. V. 1126. № 1-2. P. 232-243.

4. Vailaya A. Fundamentals of Reversed Phase Chromatography: Thermodynamic and Exothermodynamic Treatment // J. Liq. Chromatogr. Relat. Technol. 2005. V. 28. P. 965-1054.

5. Colin H., Guiochon G. Introduction to reversed-phase high-performance liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 1977. V. 141. № 3. P. 289-312.

6. Lochmuller C.H., Wilder D.R. Sorption behavior of alkyl bonded phases in reverse-phase, high performance liquid chromatography // J. Chromatogr. Sci. 1979. V. 17. № 10. P. 574-579.

7. Carr P.W., Choo L., Hag J. Revisionist look at solvophobic driving forces in reversed-phase liquid chromatography III. Comparison of the behavior of nonpolar and polar solutes // Heron. 1996. V. 724. P. 1-12.

8. Jaroniec M., Martire D.E. A general model of liquid-solid chroamtography with mixed mobile phases involving concurrent adsorption and partition effects // J. Chromatogr. A. 1986. V. 351. № C. P. 1-16.

9. Jaroniec M., Martire D.E. Models of solute and solvent distribution for describing retention in liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 1987. V. 387. № C. P. 55-64.

10. Kazakevich Y.., LoBrutto R., Chan F., et al. Interpretation of the excess adsorption isotherms of organic eluent components on the surface of reversed-phase adsorbents: Effect on the analyte retention // J. Chromatogr. A. 2001. V. 913. № 1-2. P. 75-87.

11. Horvath C., Melander W., Molnar I. Solvophobic interactions in liquid chromatography with nonpolar stationary phases // J. Chromatogr. A. 1976. V. 125. № 1. P. 129-156.

12. Sinanoglu O. The solvophobic theory for the prediction of molecular conformations and biopolymer bindings in solutions with recent direct experimental tests // Int. J. Quantum Chem. 2004. V. 18. № 2. P. 381-392.

13. Melander W.R., Corradini D., Horvath C. Salt-mediated retention of proteins in hydrophobic-interaction chromatography: Application of solvophobic theory // J. Chromatogr. A. 1984. V. 317. P. 67-85.

14. Nirmalakhandan N., Speece R.E. Adsorption from aqueous phase by activated carbon: a simplified application of the solvophobic theory // Environ. Sci. Technol. 1990. V. 24. № 4. P. 575-580.

15. Яшин Я.И., Яшин А.Я. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Состояние и перспективы // Рос. Хим. Ж. 2003. Т. XLVII. № 1. C. 64-79.

16. Nahum A., Horvath C. Surface silanols in silica-bonded hydrocarbonaceous stationary phases i. Dual retention mechanism in reversed-phase graphy // J. Chromatogr. A. 1981. V. 203. P. 53-63.

17. Rafferty J.L., Zhang L., Siepmann J.I., et al. Retention mechanism in reversed-phase liquid chromatography: A molecular perspective // Anal. Chem. 2007. V. 79. № 17. P. 6551-6558.

18. De Matteis C.I., Simpson D.A., Euerby M.R., et al. Chromatographic retention behaviour of monosubstituted benzene derivatives on porous graphitic carbon and octadecyl-bonded silica studied using molecular modelling and quantitative structure-retention relationships // J. Chromatogr. A. 2012. V. 1229. P. 95-106.

19. Bij K.E., Horvath C., Melander W.R., et al. Surface silanols in silica-bonded hydrocarbonaceous stationary phases II. Irregular retention behavior and effect of sllanol masking // J. Chromatogr. A. 1981. V. 203. P. 65-84.

20. Шатц В.Д., Сахартова О.В. Высокоэффективная жидкостная хроматография: Основы теории. Методология. Применение в лекарственной химии. Рига: Зинатне, 1988. 390 с.

21. Polyakova Y., Row K. Retention of Some Five-Membered Heterocyclic Compounds on a Porous Graphitized Carbon, Hypercarb // Chromatographia. 2007. V. 65. № 1. P. 59-63.

22. Pereira L. Porous Graphitic Carbon as a Stationary Phase in HPLC: Theory and Applications // J. Liq. Chromatogr. Relat. Technol. 2010. V. 31. № 11-12. P. 1687-1731.

23. Цюрупа М.П., Блинникова З.К., Проскурина Н.А. Сверхсшитый полистирол - первый нанопористый полимерный материал // Российские Нанотехнологии. 2009. T. 4. № 9. C. 109-117.

24. Sychov C.S., Ilyin M.M., Davankov V.A., et al. Elucidation of retention mechanisms on hypercrosslinked polystyrene used as column packing material for high-performance liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2004. V. 1030. № 1-2. P. 17-24.

25. Davankov V.A., Sychov C.S., Ilyin M.M., et al. Hypercrosslinked polystyrene as a novel type of high-performance liquid chromatography column packing material. Mechanisms of retention // J. Chromatogr. A. 2003. V. 987. P. 67-75.

26. Даванков В.А., Сычев К.С., Ильин М.М. Применение сверхсшитых полистирольных сорбентов в высокоэффективной жидкостной хроматографии // Зав. Лаб. 2003. T. 69. № 4. C. 3-7.

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

Прокопов С.В., Фролова И.В., Курбатова С.В. Влияние состава элюента на удерживание сверхсшитым полистиролом в ОФ ВЭЖХ // Сорбционные и хроматографические процессы. 2012. Т. 12. № 3. С. 370379.

Власова Ю.В., Шафигулин Р.В., Буланова А.В. Сорбция производных изатина сверхсшитыми полистиролами из водно-органических растворов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2011. T. 11. № 5. C. 725-731.

Прокопов С.В., Тырина Е.В., Даванков В.А., et al. Квазинормально-фазовая хроматография азотсодержащих производных адамантана // Журн. физ. химии. 2013. T. 87. № 1. C. 99-105.

Саркисов Г.Н. Структурные модели воды // Успехи физических наук. 2006. T. 176. № 8. C. 833-845.

Plumridge T.H., Waigh R.D. Water structure theory and some implications for drug design // J. Pharm. Pharmacol. 2002. V. 54. № 9. P. 1155-1179. Копылова В.Д., Венецианов Е.В. Вода в природе, значение и свойства // Сорбционные и хроматографиеские процессы. 2012. Т. 12. № 5. С. 828838.

Захаров С.Д., Мосягина И.В. Кластерная структура воды. М.: Наука, 2011. 24 с.

Bernal J.D., Fowler R.H. A Theory of Water and Ionic Solution, with Particular Reference to Hydrogen and Hydroxyl Ions // J. Chem. Phys. 1933. V. 1. № 8. P. 515-548.

Pople J.A. Molecular Association in Liquids: II. A Theory of the Structure of Water // Proc. Roy. Soc. 1951. V. 205A. P. 163.

Карякин А.В., Кривенцова Г.А. Состояние воды в органических и неорганических соединениях. М.: Наука, 1972. 176 с. Frank H.S., Quist A.S. Pauling's Model and the Thermodynamic Properties of Water // J. Chem. Phys. 1961. V. 34. № 2. P. 604-611.

Frank H.S., Wen W.-Y. Ion-solvent interaction. Structural aspects of ionsolvent interaction in aqueous solutions: a suggested picture of water structure // Discuss. Faraday Soc. 1957. V. 24. P. 133-140.

Nemethy G., Scheraga H.A. Structure of Water and Hydrophobic Bonding in Proteins. I. A Model for the Thermodynamic Properties of Liquid Water // J. Chem. Phys. 1962. V. 36. № 12. P. 3382-3400.

Nemethy G., Scheraga H.A. Structure of Water and Hydrophobic Bonding in Proteins. II. Model for the Thermodynamic Properties of Aqueous Solutions of Hydrocarbons // J. Chem. Phys. 1962. V. 36. № 12. P. 3401-3417. Urquidi J., Singh S., Cho C.H., et al. Origin of Temperature and Pressure Effects on the Radial Distribution Function of Water // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 83. № 12. P. 2348-2350.

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

Tsai C.J., Jordan K.D. Theoretical study of small water clusters: low-energy fused cubic structures for (H2O)n, n = 8, 12, 16, and 20 // J. Phys. Chem. 1993. V. 97. № 20. P. 5208-5210.

Nauta, Miller. Formation of cyclic water hexamer in liquid helium: the smallest piece of Ice // Science. 2000. V. 287. № 5451. P. 293-295. Michaelides A., Morgenstern K. Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces // Nat. Mater. 2007. V. 6. № 8. Р. 597-601.

Wernet P., Nordlund D., Bergmann U., et al. The structure of the first coordination shell in liquid water // Science. 2004. V. 304. № 5673. P. 995999.

Zubavicus Y., Grunze M. New Insights into the Structure of Water with Ultrafast Probes // Science. 2004. V. 304. № 5673. P. 974-976. Ralf L. Water: From Clusters to the Bulk // Angew. Chemie Int. Ed. 2001. V. 40. № 10. P. 1808-1827.

Huang C., Wikfeldt K.T., Tokushima T., et al. The inhomogeneous structure of water at ambient conditions // Proc. Natl. Acad. Sci. 2009. V. 106. № 36. P. 15214-15218.

Наберухин Ю.И., Рогов В.А. Строение водных растворов неэлектролитов (Сравнительный анализ термодинамических свойств водных и неводных двойных систем) // Успехи химии. 1971. Т. XL. № 3. С. 369-384. Roux G., Roberts D., Perron G., et al. Microheterogeneity in aqueous-organic solutions: Heat capacities, volumes and expansibilities of some alcohols, aminoalcohol and tertiary amines in water // J. Solution Chem. 1980. V. 9. № 9. P. 629-647.

Цивадзе А.Ю. Структурная самоорганизация в растворах и на границе раздела фаз. М.: ЛКИ, 2008. 544 с.

Кустов А.В. Гидрофобная гидратация и гидрофобное взаимодействие в растворах тетраалкиламмониевых солей: влияние размера катиона // Журн. неорганич. химии. 2011. V. 56. P. 875-880.

Ravishanker G., Mehrotra P.K., Mezei M., et al. Aqueous hydration of benzene

// J. Am. Chem. Soc. 1984. V. 106. № 15. P. 4102-4108.

Atwood J.L., Hamada F., Robinson K.D., et al. X-ray diffraction evidence for

aromatic n hydrogen bonding to water // Nature. 1991. V. 349. P. 683.

Cabani S., Gianni P., Mollica V., et al. Group contributions to the

thermodynamic properties of non-ionic organic solutes in dilute aqueous

solution // J. Solution Chem. 1981. V. 10. № 8. P. 563-595.

Gopi R., Ramanathan N., Sundararajan K. Acetonitrile-water hydrogen-bonded

interaction: Matrix-isolation infrared and ab initio computation // J. Mol.

Struct. 2015. V. 1094. P. 118-129.

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

Плетнев И.В., Формановский А.А., Смирнова С.В. Ионные жидкости -новые растворители для экстракции и анализа // Журн. аналит. химии. 2003. V. 58. № 7. P. 710-711.

Chialvo A.A., Kettler M., Nezbeda I. Effect of the Range of Interactions on the Properties of Fluids. 2. Structure and Phase Behavior of Acetonitrile, Hydrogen Fluoride, and Formic Acid // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. № 19. P. 97369750.

Горбунова Т.В., Шилов В.В., Баталин Г.И. Рентгенографическое исследование некоторых нитрилов карбоновых кислот в жидком состоянии // Журн. физ. химии. 1974. Т. 48. № 10. С. 2571-2572. Baev A.K. Specific Intermolecular Interactions of Organic Compounds. Springer Berlin Heidelberg, 2012. 278 р.

Cabaleiro-Lago E.M., Hermida-Ramón J.M., Peña-Gallego A., et al. Intermolecular interactions and cooperative effects in acetonitrile clusters. An ab initio molecular orbital study // J. Mol. Struct. Theochem. 2000. V. 498. № 1-3. P. 21-28.

Белоусов В.П., Панов М.Ю. Термодинамика водных растворов неэлектролитов. Л.: Химия, 1983. 264 с.

Садек П. Растворители для ВЭЖХ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. 704 с.

Jerie K., Baranowski A., Koziol S., et al. Structure of water + acetonitrile solutions from acoustic and positron annihilation measurements // Chem. Phys. 2005. V. 309. № 2. P. 277-282 с.

Столов А.А., Борисовер М.Д., Соломонов Б.Н. Водородные связи с участием метильных групп ацетонитрила и нитрометана. Изучение методами калориметрии и ИК-спектроскопии // Журн. физ. химии. 1992. Т. 66. № 3. С. 620-625.

Jerie K., Baranowski A., Koziol S., et al. Structure of aqueous solutions of acetonitrile investigated by acoustic and positron annihilation measurements // Acta Phys. Pol. A. 2005. V. 107. № 5. P. 826-831.

Matteoli E., Lepori L. Solute-solute interactions in water. II. An analysis through the Kirkwood-Buff integrals for 14 organic solutes // J. Chem. Phys. 1984. V. 80. № 6. P. 2856-2863.

Müller H.R., v. Stackelberg M. Zur Struktur der Gashydrate // Naturwissenschaften. 1952. V. 39. № 1. P. 20-21.

Robertson R.E., Sugamori S.E. The Hydrolysis of t-Butyl Chloride in Aquo-Organic Mixtures: Heat Capacity of Activation and Solvent Structure // Can. J. Chem. 1972. V. 50. № 9. P. 1353-1360.

Douhéret G., Moreau C., Viallard A. Excess thermodynamic quantitities in binary systems of non-electrolytes 3. Graphical representation—application to

water-acetonitrile systems // Fluid Phase Equilibria. 1986. V. 26. № 3. Р. 221249.

71. Takamuku T., Noguchi Y., Matsugami M., et al. Heterogeneity of acetonitrile-water mixtures in the temperature range 279-307 K studied by small-angle neutron scattering technique // J. Mol. Liq. 2007. V. 136. № 1. P. 147-155.

72. Abraham M.H., Ibrahim A., Zissimos A.M. Determination of sets of solute descriptors from chromatographic measurements. // J. Chromatogr. A. 2004. V. 1037. № 1-2. P. 29-47.

73. Kaliszan R., Haber P., Baczek T., et al. Lipophilicity and pKa estimates from gradient high-performance liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2002. V. 965. № 1-2. P. 117—127.

74. Herry C., Baudu M., Raveau D. Estimation of the influence of structural elements of activated carbons on the energetic components of adsorption // Carbon N. Y. 2001. V. 39. № 12. P. 1879-1889.

75. Espinosa S., Bosch E., Rosés M. Acid-base constants of neutral bases in acetonitrile-water mixtures // Anal. Chim. Acta. 2002. V. 454. № 1. P. 157166.

76. Курбатова С.В. Хроматография адамантана и его производных. Самара: Самарский университет, 2006. 248 с.

77. Kurbatova S. V., Kharitonova O. V., Finkel'shtein E.E. The retention of some azoles in reversed-phase liquid chromatography // Russ. J. Phys. Chem. A. 2008. V. 82. № 11. P. 1932-1937.

78. Katritzky A., Lobanov V., Karelson M. QSPR: the correlation and quantitative prediction of chemical and physical properties from structure // Chem. Soc. Rev. 1995. V. 24. P. 279-287.

79. Kaliszan R. Quantitative structure - (chromatographic) retention relationships // Chem. Rev. 2007. V. 107. P. 3212-3246.

80. Kaliszan R. Quantitative structure - retention relationships // Anal. Chem. 1992. V. 64. № 11. P. 619-631.

81. De Matteis C.I., Simpson D.A., Doughty S.W., et al. Chromatographic retention behaviour of n-alkylbenzenes and pentylbenzene structural isomers on porous graphitic carbon and octadecyl-bonded silica studied using molecular modelling and QSRR // J. Chromatogr. A. 2010. V. 1217. № 44. P. 6987-6993.

82. Abidi S.L. Retention behavior of long chain quaternary ammonium homologues and related nitroso-alkylmethylamines // J. Chromatogr. A. 1985. V. 324. № C. P. 209-230.

83. Ovcacikova M., Lisa M., Cifkova E., et al. Retention behavior of lipids in reversed-phase ultrahigh-performance liquid chromatography-electrospray ionization mass spectrometry // J. Chromatogr. A. 2016. V. 1450. P. 76-85.

84. Abraham M.H., Treiner C., Roses M., et al. Linear free energy relationship analysis of microemulsion electrokinetic chromatographic determination of lipophilicity // J. Chromatogr. A. 1996. V. 752. № 1. P. 243-249.

85. García G.C., Ruiz I.L., Gómez-Nieto M.Á., et al. From Wiener index to molecules // J. Chem. Inf. Model. 2005. V. 45. № 2. P. 231-238.

86. Estrada E. Physicochemical interpretation of molecular connectivity indices // J. Phys. Chem. A. 2002. V. 106. № 39. P. 9085-9091.

87. Le T., Epa V.C., Burden F.R., et al. Quantitative structure-property relationship modeling of diverse materials properties // Chem. Rev. 2012. V. 112. № 5. P. 2889-2919.

88. Muteki K., Morgado J.E., Reid G.L., et al. Quantitative structure retention relationship models in an analytical quality by design framework: Simultaneously accounting for compound properties, mobile-phase conditions, and stationary-phase properties // Ind. Eng. Chem. Res. 2013. V. 52. № 35. P. 12269 - 12284.

89. Wang C., Skibic M.J., Higgs R.E., et al. Evaluating the performances of quantitative structure-retention relationship models with different sets of molecular descriptors and databases for high-performance liquid chromatography predictions // J. Chromatogr. A. 2009. V. 1216. № 25. P. 5030-5038.

90. Zhang L., Sun Y. Molecular simulation of adsorption and its implications to protein chromatography: A review // Biochem. Eng. J. 2010. V. 48. № 3. P. 408-415.

91. Жиляев П.А., Стегайлов В.В. Ab Initio молекулярная динамика: перспективы использования многопроцессорных и гибридных суперЭВМ // Вычислительные методы и программирование. 2012. Т. 13. С. 37-45.

92. Lindsey R.K., Rafferty J.L., Eggimann B.L., et al. Molecular simulation studies of reversed-phase liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2013. V. 1287. P. 60-82.

93. Sander L.C., Lippa K.A., Wise S.A. Order and disorder in alkyl stationary phases // Anal. Bioanal. Chem. 2005. V. 382. № 3. P. 646-668.

94. Braun J., Fouqueau A., Bemish R.J., et al. Solvent structures of mixed water/acetonitrile mixtures at chromatographic interfaces from computer simulations // Phys. Chem. Chem. Phys. 2008. V. 10. P. 4765-4777.

95. Melnikov S.M., Seidel-morgenstern A., Tallarek U. Composition, Structure, and Mobility of Water - Acetonitrile Mixtures in a Silica Nanopore Studied by Molecular Dynamics Simulations // Anal. Chem. 2011. V. 83. P. 2569-2575.

96. Ban K., Saito Y., Jinno K. Molecular-Dynamics Simulation for the Characterization of Liquid Chromatographic Stationary Phase: Effect of Temperature // Anal. Sci. 2005. V. 21. № 4. P. 397-402.

97. Salvalaglio M., Zamolo L., Busini V., et al. Molecular modeling of Protein A affinity chromatography // J. Chromatogr. A. 2009. V. 1216. № 50. P. 86788686.

98. Zhang L., Rafferty J.L., Siepmann J.I., et al. Chain conformation and solvent partitioning in reversed-phase liquid chromatography: Monte Carlo simulations for various water/methanol concentrations. // J. Chromatogr. A. 2006. V. 1126. № 1-2. P. 219-231.

99. Rafferty J.L., Siepmann J.I., Schure M.R. Mobile phase effects in reversed-phase liquid chromatography: A comparison of acetonitrile/water and methanol/water solvents as studied by molecular simulation // J. Chromatogr. A. 2011. V. 1218. № 16. P. 2203-2213.

100. Sander L.C., Glinka C.J., Wise S.A. Determination of bonded phase thickness in liquid chromatography by small angle neutron scattering // Anal. Chem. 1990. V. 62. № 10. P. 1099-1101.

101. Gupta P.K., Meuwly M. Dynamics of water/methanol mixtures at functionalized chromatographic interfaces // J. Phys. Chem. B. 2012. V. 116. № 35. P. 10951-10959.

102. Sadeghi R.R., Cheng H.P. The dynamics of proton transfer in a water chain // J. Chem. Phys. 1999. V. 111. № 5. P. 2086-2094.

103. Orzechowski M., Meuwly M. Dynamics of water filaments in disordered environments. // J. Phys. Chem. B. 2010. V. 114. № 38. P. 12203-12212.

104. Lum K., Chandler D., Weeks J.D. Hydrophobicity at Small and Large Length Scales // J. Phys. Chem. B. 1999. V. 103. № 22. P. 4570-4577.

105. Lipkowitz K.B. Atomistic modeling of enantioselection in chromatography. // J. Chromatogr. A. 2001. V. 906. № 1-2. P. 417-442.

106. Lipkowitz K.B. Atomistic Modeling of Enantioselective Binding // Acc. Chem. Res. 2000. V. 33. № 8. P. 555-562.

107. Zhao C.F., Cann N.M. Molecular dynamics study of chiral recognition for the whelk-O1 chiral stationary phase. // Anal. Chem. 2008. V. 80. № 7. P. 24262438.

108. Rafferty J.L., Siepmann J.I., Schure M.R. The effects of chain length, embedded polar groups, pressure, and pore shape on structure and retention in reversed-phase liquid chromatography: Molecular-level insights from Monte Carlo simulations // J. Chromatogr. A. 2009. V. 1216. № 12. P. 2320-2331.

109. Zheng J., Lennon E.M., Tsao H.-K., et al. Transport of a liquid water and methanol mixture through carbon nanotubes under a chemical potential gradient. // J. Chem. Phys. 2005. V. 122. № 21. P. 214702.

110. Cavazzini A., Dondi F., Jaulmes A., et al. Monte Carlo model of nonlinear chromatography: correspondence between the microscopic stochastic model

and the macroscopic Thomas kinetic model. // Anal. Chem. 2002. V. 74. № 24. P. 6269-6278.

111. Singla P., Riyaz M., Singhal S., et al. Theoretical study of adsorption of amino acids on graphene and BN sheet in gas and aqueous phase including empirical DFT Dispersion correction // Phys. Chem. Chem. Phys. 2016. V. 18. P. 55975604.

112. Lazar P., Karlicky F., Jurecka P., et al. Adsorption of Small Organic Molecules on Graphene // J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135. P. 6372-6377.

113. Qin W., Li X., Bian W.-W., et al. Density functional theory calculations and molecular dynamics simulations of the adsorption of biomolecules on graphene surfaces // Biomaterials. 2009. V. 31. № 5. P. 1007-1016.

114. Scott A.M., Gorb L., Mobley E.A., et al. Predictions of Gibbs Free Energies for the Adsorption of Polyaromatic and Nitroaromatic Environmental Contaminants on Carbonaceous Materials: Efficient Computational Approach // Langmuir. 2012. V. 28. P. 13307-13317.

115. Vincent M.A., Hillier I.H. Accurate prediction of adsorption energies on graphene, using a dispersion-corrected semiempirical method including Solvation // J. Chem. Inf. Model. 2014. V. 54. № 8. P. 2255-2260.

116. Ramalho J.P.P., Gomes J.R.B., Illas F. Accounting for van der Waals interactions between adsorbates and surfaces in density functional theory based calculations: selected examples // RSC Adv. 2013. V. 3. P. 13085 - 13100.

117. Mollenhauer D., Brieger C., Voloshina E., et al. Performance of dispersion-corrected DFT for the weak interaction between aromatic molecules and extended carbon-based systems // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. № 4. P. 1898-1904.

118. Ding F., Smith J.M., Wang H. First-principles calculation of pK a values for organic acids in nonaqueous solution // J. Org. Chem. 2009. V. 74. № 7. P. 2679-2691.

119. Meng L., Wu W., Lin Z. Electronic structures of intermolecular hydrogen bond contacts with solute in aqueous solution: glycine as a working prototype // Phys. Chem. Chem. Phys. 2016. V. 18. № 23. P. 15894-15898.

120. Ho J., Ertem M.Z. Calculating Free Energy Changes in Continuum Solvation Models // J. Phys. Chem. B. 2016. V. 120. № 7. P. 1319-1329.

121. Thapa B., Schlegel H.B. Density Functional Theory Calculation of p K a 's of Thiols in Aqueous Solution Using Explicit Water Molecules and the Polarizable Continuum Model // J. Phys. Chem. A. 2016. V. 120. № 28. P. 5726-5735.

122. Thapa B., Schlegel H.B. Density Functional Theory Calculation of p K a 's of Selenols in Aqueous Solution Using an Implicit Solvation Model and Explicit Water Molecules Bishnu // J. Phys. Chem. A. 2016. V. 120. № 28. P. 5726-

5735.

123. Muckerman J.T., Skone J.H., Ning M., et al. Toward the accurate calculation of pKa values in water and acetonitrile // Biochim. Biophys. Acta - Bioenerg. 2013. V. 1827. № 8-9. P. 882-891.

124. Becke A.D. Density- functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. № 7. P. 5648-5652.

125. Lee C., Yang W., Parr R.G. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density // Phys. Rev. B. 1988. V. 37. № 2. P. 785-789.

126. Miertus S., Scrocco E., Tomasi J. Electrostatic interaction of a solute with a continuum. A direct utilizaion of AB initio molecular potentials for the prevision of solvent effects // Chem. Phys. 1981. V. 55. № 1. P. 117-129.

127. Spackman M.A., Jayatilaka D. Hirshfeld surface analysis // CrystEngComm. 2009. V. 11. P. 19-32.

128. MarvinSketch, ChemAxon, chemaxon.com 2016.

129. RDKit: Open-source cheminformatics. http://www.rdkit.org.

130. Boys S.F., Bernardi F. The calculation of small molecular interactions by the differences of separate total energies. Some procedures with reduced errors // Mol. Phys. 1970. V. 19. № 4. P. 553-566.

131. Grimme S., Antony J., Ehrlich S., et al. A consistent and accurate ab initio parametrization of density functional dispersion correction (DFT-D) for the 94 elements H-Pu // J. Chem. Phys. 2010. V. 132. № 15. P. 154104.

132. Balaban A.T. Highly discriminating distance-based topological index // Chem. Phys. Lett. 1982. V. 89. № 5. P. 399-404.

133. Bertz S.H. The first general index of molecular complexity // J. Am. Chem. Soc. 1981. V. 103. № 12. P. 3599-3601.

134. Hall L.H., Kier L.B. The Molecular Connectivity Chi Indexes and Kappa Shape Indexes in Structure- Property Modeling, in: Reviews in Computational Chemistry. Wiley-VCH, 1991. P. 367-422.

135. Bonchev D., Trinajstic N. Information theory, distance matrix, and molecular branching // J. Chem. Phys. 1977. V. 67. № 10. P. 4517-4533.

136. Labute P. A widely applicable set of descriptors // J. Mol. Graph. Model. 2000. V. 18. № 4. P. 464-477.

137. Shaw A.D., Di Camillo A., Vlahov G., et al. Discrimination of the variety and region of origin of extra virgin olive oil using 13C NMR and multivariate calibration with variable reduction // Anal. Chim. Acta. 1997. V. 348. № 1-3.

138. Martinez L., Andrade R., Birgin E.G., et al. Packmol: A package for building initial configurations for molecular dynamics simulations // J. Comput. Chem. 2009. V. 30. № 13. P. 2157-2164.

139. Hutter J., Iannuzzi M., Schiffmann F., et al. Cp2k: atomistic simulations of condensed matter systems // WIREs Comput Mol Sci. 2014. V. 4. P. 15-25.

140. Киселев А.В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии. М.: Высшая школа, 1986. 360 с.

141. Wiczling P., Struck-Lewicka W., Kubik, et al. The simultaneous determination of hydrophobicity and dissociation constant by liquid chromatography-mass spectrometry // J. Pharm. Biomed. Anal. 2014. V. 94. P. 180-187.

142. Нейланд О.Я. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1990. 751 с.

143. Джоуль Д., Смит Г. Основы химии гетероциклических соединений. Москва: Мир, 1975. 400 с.

144. Джоуль Д., Миллс К. Химия гетероциклических соединений. Москва: Мир, 2004. 728 с.

145. Чичибабин А.Е. Основные начала органической химии (т. 2). Москва: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1957. 769 с.

146. Laurence C., Brameld K.A., Graton J., et al. The pKBHX Database: Toward a Better Understanding of Hydrogen-Bond Basicity for Medicinal Chemists // J. Med. Chem. 2009. V. 52. P. 4073-4086.

147. Brinck T., Murray J.S., Politzer P. Polarizability and volume // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. № 5. P. 4305-4306.

148. Mountain R.D. Microstructure and hydrogen bonding in water-acetonitrile mixtures // J. Phys. Chem. B. 2010. V. 114. № 49. P. 16460-16464.

149. Oldiges C., Wittier K., Tonsing T., et al. MD calculated structural properties of clusters in liquid acetonitrile/water mixtures with various contents of acetonitrile // J. Phys. Chem. A. 2002. V. 106. № 31. P. 7147-7154.

150. Saielli G., Bagno A. Preferential solvation of glucose and talose in water-acetonitrile mixtures: a molecular dynamics simulation study // Phys. Chem. Chem. Phys. 2010. V. 12. № 12. P. 2981.

151. Nikitas P., Pappa-Louisi A. Retention models for isocratic and gradient elution in reversed-phase liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2009. V. 1216. P. 1737-1755.

152. Kluska M., Liepinsh E., Chrz I., et al. Separation of selected derivatives of Hoszczawa-silanates, taking advantage of п - п interactions // J. Liq. Chromatogr. Relat. Technol. 2008. V. 31. P. 2812-2820.

153. Fan W., Chakraborty A. Investigation of the Interaction of Polar Molecules on Graphite Surface: Prediction of Isosteric Heat of Adsorption at Zero Surface Coverage // J. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. № 41. P. 23490-23499.

154. Gee J.A., Sholl D.S. Prediction of Adsorption Properties of Cyclic Hydrocarbons in MOFs Using DFT-Derived Force Fields // J. Phys. Chem. C.

2015. V. 119. № 29. P. 16920-16926.

155. Kulkarni A.R., Sholl D.S. DFT-Derived Force Fields for Modeling Hydrocarbon Adsorption in MIL-47(V) // Langmuir. 2015. V. 31. № 30. P. 8453-8468.

156. Singh S.K., Das A. The n ^ n* interaction: a rapidly emerging non-covalent interaction // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. V. 17. № 15. P. 9596-9612.

157. Varfolomeeva V. V, Terentev A. V. Weak intramolecular and intermolecular hydrogen bonding of benzyl alcohol, 2-phenylethanol and 2-phenylethylamine in the adsorption on graphitized thermal carbon black // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. V. 17. № 37. P. 24282-24293.

158. Прокопов С.В., Тырина Е.В., Даванков В.А., et al. Квазинормально-фазовая хроматография азотсодержащих производных адамантана // Журн. физ. химии. 2013. Т. 87. № 1. С. 99-105.

159. Савченкова А.С., Курбатова С.В., Земцова М.Н. Особенности сорбции некоторых производных хинолина из водноацетонитрильных растворов в условиях высокоэффективной жидкостной хроматографии // сорбционные и хроматографиеские процессы. 2014. Т. 14. С. 468-476.

160. Парамонова А.С., Андреева А.А., Курбатова С.В., et al. Особенности сорбции аминохинолинов в условиях ОФ ВЭЖХ // Бутлеровские сообщения. 2012. Т. 32. № 10. С. 42-48.

161. Парамонова А.С., Курбатова С.В., Земцова М.Н. Физико-Химические Особенности Сорбции Производных 4-Аминохинолина Из Водно-Ацетонитрильных Растворов На Неполярных Сорбентах // Журн. физ. химии. 2014. Т. 88. № 2. С. 333-337.

162. Буланова А.В., Полякова Ю.Л. Хроматография в медицине и биологии. Самара: "Самарский университет", 2006. 116 с.

163. Shafigulin R. V., Myakishev A.A., Il'ina E.A., et al. Sorption of substituted indoles on highly cross-linked polystyrene from water-acetonitrile solutions // Russ. J. Phys. Chem. A. 2011. V. 85. № 7. P. 1216-1221.

164. Chirkin V. a., Karpov S.I., Selemenev V.F. Effect of eluant composition on the retention of water-soluble vitamins in reversed-phase high-performance liquid chromatography // J. Anal. Chem. 2013. V. 68. № 4. P. 341-347.

165. Snyder L.R. Principles of Adsorption Chromatography. Marcel Dekker, New York, N.Y., 1968. 413 p.

166. Soczewinski E. Mechanistic molecular model of liquid-solid chromatography: Retention-eluent composition relationships // J. Chromatogr. A. 2002. V. 965. № 1-2. P. 109-116.

167. Scott R.P.W., Traiman S. Solute-solvent interactions on the surface of silica gel: III. Multilayer adsorption of water on the surface of silica gel // J.

Chromatogr. A. 1980. V. 196. № 2. P. 193-205.

168. Scott R.P.W., Kucera P. Solute-solvent interactions on the surface of silica gel. II // J. Chromatogr. A. 1979. V. 171. № C. P. 37-48.

169. Scott R.P.W., Kucera P. Solute-solvent interactions on the surface of silica gel // J. Chromatogr. A. 1978. V. 149. № C. P. 93-110.

170. Jeffrey G.A. An Introduction to Hydrogen Bonding. Oxford University Press, 1997. 320 p.

171. Кинг Р. Химические приложения топологии и теории графов. М.: Мир, 1987. 560 с.

172. Фёрстер Э., Рёнц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. Руководство для экономистов. М.: Финансы и статистика, 1983. 304 с.

173. Mokrosz L. Topological Indices in Correlation Analysis . Part 1 . Comparison of Molecular Shape with Molecular Connectivity for Some Hydrocarbons 1989. V. 309. P. 305-309.

174. Hall L.H., Kier L.B., Brown B.B. Molecular Similarity Based on Novel AtomType Electrotopological State Indices // J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1995. V. 35. № 6. P. 1074-1080.

ПРИЛОЖЕНИЕ

800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 30154, 250 201 • 151 \ 100 50 №

I Мркга^пуя545 ИА1А1

|}Т [т|п]

-50

2

3

4

6

9

10

11

2

13 14

5

6

17

8

9

20

21

22

23

24

25 26

27

а

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

3

4

5

0

11

12

13

4

5

6

17

18

19

20

21

22

23

24

25

в

Рис. 1. Примеры полученных в работе хроматограмм: а - соединения 3 при элюировании на ОДС и ПГУ; б - соединения 15 на ОДС; в - соединения 10 на ПГУ (содержание ацетонитрила в элюенте 50%)

Рис. 2. Энергетическая карта вращения связей гидроксиметильной группы в молекуле (2,6-диметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-4-ил)метанола (соединение 12)

а

б

Рис. 3. Зависимости между экспериментально определенными значениями молярной рефракции и рассчитанными теоретически (а) и поляризуемостью

молекул (б)

Рис. 4. Модель сорбционного комплекса

б

Рис. 5. Распределение зарядов Малликена в оптимизированных молекулах:

а - соединения 4; б - соединения 7

а

б

Рис. 6. Величина двугранного угла между атомами С9-С3-С4-С5 и длина связей N1-09 и N1-03 в оптимизированных молекулах: а - соединения 4; б

- соединения 7

Таблица 1

Однопараметрические зависимости факторов удерживания от рассчитанных физико-химических параметров сорбатов_

Сорбент Параметры Уравнение Выбросы R2 s F F^ (p=0,95)

ПГУ а log k = 0.0927а -1.9773 4, 16 0,84 0,24 46,28 5,12

М log k = 0.0131M -2.3907 4, 12 0,90 0,19 80,23 5,12

log P log k = 0.3566logP + 0.1483 - 0,73 0,30 29,05 4,84

V log k = 0.0122V -2.3412 4, 16 0,82 0,25 41,52 5,12

MR log k = 0.0463MR -2.3131 4, 16 0,82 0,25 40,01 5,12

ОДС log P log k = 0.3235logP -0.1591 1 0,83 0,21 63,61 4,67

М log k = 0.0112M -2.317 1, 4, 12, 13, 15 0,89 0,16 72,64 5,12

а log k = 0.0547а -1.3815 1, 4, 10, 13, 15 0,94 0,10 129,97 5,12

ССПС log P log k = 0.4536logP -0.0496 1 0,90 0,19 77,17 5,12

М log k = 0.0139M -2.8182 4, 12, 14 0,83 0,24 34,39 5,59

а log k = 0.0905а -2.1487 1, 4, 12 0,91 0,19 68,42 5,59

а б

Рис. 8. Сорбаты, имеющие плоское строение: а - соединение 13; б -

соединение 14

Рис. 9. Взаимосвязь аппроксимированной поверхности молекул с ИМС

различных порядков

а

LabuteASA б

Рис. 10. Взаимосвязь индексов молекулярной формы различных порядков с индексом Винера (а) и аппроксимированной поверхностью (б)

Рис. 11. Взаимосвязь аппроксимированной площади поверхности с индексом

Винера

Рис. 12. Корреляция между объемом (V), площадью поверхности (S), молярной рефракцией (MR) и поляризуемостью (Alpha) и ИМС

Рис. 13. Корреляция между объемом (V), площадью поверхности (S), молярной рефракцией (MR) и поляризуемостью (Alpha) и индексом Винера

log к 15 У = 0.2308Х - 1.9384 log к 15 У = 0.6028Х- 1.5045

1.4 • R2 =0.866 1.4 • R2 =0.8383

1.2 1 0.8 13 10 • 16 3 • 1.2 1 0.8 13 10 •а' / • 16 •

0.6 0.4 • 4 • 12 14 • 0.6 0.4 • 414 / •• 12

0.2 0 -0.2 9 • 0.2 0 -0.2 8 4, А

7 9 11 X0v 13 2 4 %3v 6

а б

Рис. 14. Зависимость удерживания на ОДС (подвижная фаза ацетонитрил -вода 2:3) от индексов валентной молекулярной связности:

а - нулевого порядка; б - третьего порядка

Таблица 2

Однопараметрические зависимости факторов удерживания от _топологических индексов молекул сорбатов_

Сорбен т Параметр ы Уравнение Выброс ы R2 s F F^ (p=0,95 )

Х0 log k = 0.2681 x0 - 2.6087 4, 12 0,8 7 0,2 1 62,96 5,12

X0v log k = 0.2769 x0v - 2.0411 4, 12 0,8 1 0,2 6 39,39 5,12

xi log k = 0.3411 xi - 2.1523 4, 12 0,8 5 0,2 3 51,09 5,12

x1v log k = 0.3545 Xlv - 1.4138 4, 12 0,7 4 0,3 0 25,93 5,12

x2v log k = 0.7059 x2v - 2.2753 4, 16 0,8 8 0,2 0 68,01 5,12

ПГУ x3v log k = 0.8207 x3v - 1.7853 4, 16 0,8 5 0,2 3 51,82 5,12

x4v log k = 1.0124 X4v - 1.4583 2, 16 0,8 4 0,2 4 46,15 5,12

s1 log k = 0.2792 si - 2.4461 4, 12 0,8 9 0,2 0 72,11 5,12

LabuteAS A log k = 0.0279LabuteAS A - 2.161 4, 12 0,8 8 0,2 1 63,83 5,12

W log k = 0.0023W - 0.3228 4, 12 0,8 2 0,2 5 41,54 5,12

x0 log k = 0,2189 x0 - 2.3654 1, 4, 12, 13, 15 0,7 8 0,2 3 31,81 5,12

x0v log k = 0.2308 X0v - 1.9384 1, 4, 13, 15 0,8 7 0,1 7 64,65 4,96

xi log k = 0.2991 xi - 2.1749 1, 4, 12, 13, 15 0,8 9 0,1 6 73,70 5,12

x1v log k = 0.3269 xlv - 1.5789 1, 4, 13, 15 0,9 1 0,1 4 101,0 3 4,96

ОДС x2v log k = 0.2687 x2v - 0.9283 1, 4, 10, 13, 15 0,8 3 0,1 7 44,65 5,12

x3v log k = 0.6028 x3v - 1.5045 1, 13, 15, 16 0,8 4 0,1 7 51,84 4,96

x4v log k = 0.761 x4v - 1.3641 1, 13,15,16 0,8 4 0,1 6 52,84 4,96

LabuteAS A log k = 0.0245LabuteAS 1, 4, 12, 13, 15 0,9 2 0,1 4 102,8 8 5,12

A - 2.1725

_Таблица 2 (продолжение)

W log k = G.GG2W -G.5G71 1, 4, 12, 13, 15 G,SG G,22 35,33 5,12

MaxEState log k = -G.1663 MaxEState + 1.9626 1, 3, 4, 1G G,93 G,14 133,56 4,96

J log k = -2.542J + 6.22G5 1, 13, 16 G,SS G,1S S2,7G 4,S4

Таблица 3

Двухпараметрические зависимости факторов удерживания от рассчитанных физико-химических параметров и топологических индексов _молекул сорбатов_

Сорбент Уравнение* R2 Ркр F s

log k= -0.7983 + 0.2804*log P + 0.5688*ж3 0.84 26.0 0.24

log k= -1.8905 - 0.1535*ц + 0.0136*S 0.82 22.2 0.25

log k= -1.2157 - 0.1885*ц + 0.2582*ж1 0.81 21.7 0.26

log k= -0.9350 - 0.2218*ц + 0.0126*HAMW 0.81 21.5 0.26

log k= -0.6925 + 0.2574*log P + 0.2371*^2 0.81 21.6 0.26

ПГУ log k= -1.0110 - 0.2085*ц + 0.0119*M 0.81 4.10 21.1 0.26

log k= -0.3506 - 0.0294*|E solv| + 0.4794*^2 0.81 21.2 0.26

log k= -1.0892 + 0.6382*^3 + 0.2833*MolLogP 0.80 19.9 0.27

log k= -2.7929 - 0.0055*BertzCT + 0.6312*x0v 0.80 19.8 0.27

k=-21.104 + 1.626*Sapp + 15.251*x0v 0.90 43.7 5.11

k=-42.261 - 3.087*ц + 16.059*ж2 0.89 39.5 5.35

k=-73.326 - 10.536*x4v + 1.708*MolMR 0.89 39.1 5.37

log k= -1.4964 + 1.6214*MinEState + 1.1155*^3 0.82 29.4 0.33

log k= -1.3366 + 1.4754*MinEState + 0.4493*^2 0.80 26.0 0.34

ОДС k= -9.375 + 0.159*|Esolv| + 3.515*Mollog P 0.96 3.81 138.4 1.71

k= -7.781 + 1.403*ц + 2.845*log P 0.95 120.7 1.83

k=-18.295 + 0.153*|Esolv| + 3.004*x1v 0.90 61.5 2.50

k=-25.738 + 1.008*a + 3.153*log P 0.91 45.3 3.00

k=-37.376 - 5.421*®1 + 1.643*MolMR 0.91 43.1 3.07

ССПС k=-29.208 - 1.391*ц + 1.506*a 0.90 4.26 42.3 3.10

k=-30.334 + 2.070*a - 1.993*®1 0.90 42.1 3.10

k=-28.977 + 2.135*a - 2.097*x0 0.90 41.7 3.11

*HAMW - молекулярная масса неводородных атомов;

MolMR - молярная рефракция (рассчитано в программе RdKit); MolLogP - липофильность (рассчитано в программе RdKit)