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反相离子对高效液相色谱法分离金属配合物{Fe[3-(2-吡啶基)-5,6-二苯基-1,2,4-三嗪]_3} 2+几何异构体

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2008Marc年3月h2008Chinese色Journa谱loVtogra0126N.O.2fChromaphy237~241摘要:采用反相离子对高效液相色谱法分离测定了金属配合物{F([Fee[3(2吡啶基)一一一5,6二一苯基一1,2,4一三嗪]t,“(PDT)]、”)的两种几何异构体研究了流动相中有机改性剂(乙腈甲醇)的含量不同种类和浓度的离子对,、、试剂(高氯酸钠和十二烷基硫酸钠(SDS))对色谱分离的影响留因子(丘)分离度选择性因子等)进行了探讨、。并在不同的试验条件下对所获得的色谱参数(保,,、。在不同种类及浓度的离子对试剂条件下。二元流动相中乙腈的含量与两种几何异构体的响程度更为显著。Ink之间均呈显著的线性关系,研究进一步发现SDS的浓度变化对异构体的保留因子影,在上述实验的基础上引入更能灵活调节洗脱强度和分离度的三元流动相(乙腈/甲醇/水)优,化选择了三元流动相中有机改性剂的比例以及离子对试剂的种类和浓度使得异构体的色谱分离得到了满意的结果4.。实验结果表明异构体的峰面积(A)和浓度(,c)之间的线性关系良好面式和经式异构体的检测限分别为,28和3.44nmL(S/Ng/=3)。关键词:反相离子对高效液相色谱法;{Fe[3(2吡啶基)一一一5—,6二一苯基一l,2—,4一三嗪—]t,“;金属配合物;几何异构体中图分类号:0658文献标识码:A文章编号:10008713(2008)02023705栏目类别:研究论文Absetract:Amethodh5asbeend一evelop,edfozrtheese“paratioenoftwo“geometricalisncn—omersaofthde{Fphicrea[3(2一pyridyler)一,6diphenyl1c,24atriaoin]}3([F(P.DT)3]ee)ecusingioopirreverseae—aseconhighpditiontssformanceasercanounliquideconrahnromtgraphy(RPHPLC)anmnTheftsfthehoromtographpa—,sucmhpthtetofacetonitrilesodthdocetypandconcentratiofthbinlecioyn—iregeasen(sceodiunwhlodter(Na),Cl04)eorrediutioedtaecylsulfate,(SDS)),nianthearmowbilph(adatoitrileaswateonmthtenfa—or(k)rearesolutiondorsetiVityaerediscusse.Itfdtha_ttoneonoatternht.owthionmaopirgentwasasNoaCl0。SDSretdifferenetconcentrtions,theaceoitriletwOconteersainthwebileOphasehgoadfisneargrmeressionquationescWiththneInkokfthtwisomItaslSoanbtserveodthCl0m4t.SDSMhowedoresepositivoeffetoothefthinegeometricmliseomersthanacethtoefNaoreover,thtepwraraastionftheotweiseomcersthetograternaryolbiph。asec(itrilecon,eothanoelandwa)decevenlipd.Thhromaphicconditionsinludingthtentfthorganicmodifie(ato‘收稿日期:20071008。‘第一作者:朱维晃博士,,.E—mail:zhuweih.uang@maxaua:wt.edu.aN.通讯联系人:吴丰昌博士生导师研究员,E—liufengchang@vip.gyig.ac.an󰀀基金项目:国家杰出青年基金项目(No目(No。..40525011)陕西省自然科学基金项目(No、.2007E241)和西安建筑科技大学校内人才基金项l/1。7。。O。9RC0613).本文的英文电子版由Elsevier出版社在ScienceDirect/w上出版(http:/ww.sciencedirect.corn/science/journa)󰀀维普资讯 http://www.cqvip.com

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第2期 朱维晃,等:反相离子对高效液相色谱法分离金属配合物{Fe[3一(2一吡啶基)一 5,6-二苯基一1,2,4一三嗪] }“几何异构体 ‘ y‘ SDS和高氯酸钠。在此研究基础上,引入了更能灵 活调节流动相组成及洗脱强度的三元流动相(乙 离效果越明显;当流动相中乙腈含量小于57%时, 随流动相中乙腈含量的增加,R 呈现出与上述相反 的趋势。当流动相中的离子对试剂为SDS时,R。 随流动相中乙腈含量的变化曲线也出现拐点。在乙 腈含量为53%时,分离度R 近似为零;乙腈含量在 腈/甲醇/水),进一步优化了配合物[Fe(PDT) ] 两种几何异构体的色谱最佳分离条件。 2.1.1 二元流动相中乙腈含量对色谱分离的影响 当流动相中乙腈的含量(水相为含有相应离子 其他范围内变化时,分离度的变化趋势均与离子对 试剂为高氯酸钠时相似。当流动相中的乙腈为 75%时,R 接近1.5(完全分离时R。的理论值),但 是由于SDS的浓度(2 mmol/L)较低,带正电荷的 对试剂的醋酸钠缓冲溶液)变化时,配合物 [Fe(PDT) ]“的两种几何异构体的保留因子对数 值(In k)以及两种异构体之间的分离度也发生相应 的变化。 实验结果表明,当流动相中的离子对试剂为60 mmol/L的高氯酸钠时,两种异构体的In k与流动 相中乙腈含量( )之间的线性关系分别为:In k= 一0.134 7 +10.418(r2=0.996 4, =12,面式异 构 怔),In k=一0.130 1 +10.17( =0.993 4, =12,经式异构体);当流动相中的离子对试剂为2 mmol/L SDS时,In k与流动相中乙腈含量的线性 关系为:In k:一0.150 8 +1 1.403(r2:0.982 4, :9,面式异构体),In k=一0.140 9 +10.906( :0.978 7, =9,经式异构体)。说明在不同的离子 对试剂条件下,随着二元流动相中乙腈含量的增加, 配合物[Fe(PDT) ]“的两种几何异构体的In k均 呈线性减小趋势,表现出明显的反相色谱特征,符合 在二元溶剂(如乙腈/水)反相色谱中溶质的保留随 洗脱剂浓度变化的规律 …。 二元流动相中乙腈含量对两种几何异构体分离 度(R )的影响见图2。当流动相中的离子对试剂为 高氯酸钠时,乙腈含量在57%~60%范围内时,两种 几何异构体之间的R 近似为零,不能得到有效分 离,在色谱图上只出现重叠的单峰。当流动相中的 乙腈含量大于60%时,随着流动相中乙腈含量的增 加,分离度R 也逐渐增加,即两种几何异构体的分 (Acetonitrile)/% 图2二元流动相中乙腈含量对[Fe(PDT)3]“两种 几何异构体分离度(R )的影响 Fig.2 Effect of acetonitrile content in the binary mobHe phase on the resolution(R )be— tween two isomers of[Fe(PDT)3】“ 异构体的拖尾现象得不到有效抑制。 2.1.2 二元流动相中离子对试剂浓度变化对色谱 分离的影响 在讨论二元流动相(乙a ̄/水)中离子对试剂浓 度变化对色谱分离的影响时,考虑到色谱分离过程 中所需适宜的分离度和保留因子,选用的流动相中 乙腈含量为70%。流动相中离子对试剂高氯酸钠和 SDS浓度变化对PDT及[Fe(PDT) ]“两种几何 异构体保留因子的影响见图3。 图3流动相中离子对试剂浓度对PDT及[Fe(PDT),]“ 两种几何异构体保留因子的影响 Fig.3 Effect of the concentration of ion-pair reagent in the binary mobfie phase on the k ofPDT and two isomers of[Fe(PDT)3】“ 1.PDT:2.fac—isomer;3.met-isomer. 由于[Fe(PDT) ] 的两种几何异构体均带有 两单位正电荷,与带负电荷的高氯酸根和SDS形成 极性较弱的离子对缔合物,因此,随着流动相中离子 对试剂SDS和高氯酸根浓度的升高,这两种几何异 维普资讯 http://www.cqvip.com

・240・ 色 构体在反相色谱柱上的保留得到增加,故k值也随 之增加。当采用SDS作为离子对试剂时,对异构体 保留因子的影响较为显著,面式和经式两种异构体 的k值分别由1.45和1.86(SDS为0 mmol/L时) 增加至9.59和11.03(SDS为30 mmol/L时),即 分别增加了5.61倍和4.92倍;而以高氯酸根作为 离子对试剂时,在相同的浓度范围内(0~30 mmol/ L)变化时,面式和经式两种异构体的k值只分别增 加了1.28倍和1.51倍,可见SDS作为离子对试剂 能显著改变两种异构体的k值。 而电中性的PDT由于难于形成保留增加的离 子对化合物,故其k值几乎不受离子对试剂浓度变 化的影响,保持在1.26(离子对试剂为高氯酸根时) 和1.05(离子对试剂为SDS时)左右。 流动相中两种离子对试剂浓度变化对 [Fe(PDT) ]“两种几何异构体的 和选择性因 子 的影响见图4。随着离子对试剂浓度的增加, 异构体之间的分离度均逐渐增大,而选择性因子则 逐渐减小。但是随着不同的离子对试剂浓度的增 加,异构体之间的分离度增加的程度也不同,从图4 可以看出:当高氯酸钠浓度由0增加到30 mmol/L 时,分离度由1.02变化为1.35,增加了32%,而SDS 在相同的浓度变化范围内,分离度由1.1变化为 3.36,增加了约200%。由此可见,SDS对分离度的 影响更为明显。 2.1.3 三元流动相中甲醇和乙腈含量比对色谱分 离的影响 在二元流动相(乙腈/水)研究的基础上,进一 步讨论了三元流动相(乙腈/甲醇/水)体系下[Fe (PDT) ]“两种几何异构体的色谱分离情况。 在保持三元流动相中乙腈和甲醇总量为70% 以及离子对试剂高氯酸根浓度为60 mmol/L的条 件下,三元流动相中乙腈和甲醇的含量变化对异构 体保留因子的影响见图5。由于甲醇的洗脱能力比 乙腈弱,随着流动相中甲醇含量的增加,则异构体的 保留时间会延长,保留因子也随之增加;当乙腈与甲 醇的体积比小于30/40时,两种异构体的保留因子 均出现减小的异常趋势。 保留因子产生异常趋势的原因主要是:随着甲 醇含量的增加,上述三元流动相体系的密度出现不 规则的变化,从而导致溶质保留产生相应的不规则 变化 :1)由于甲醇和水易生成氢键而缔合在一 起,故当甲醇含量增加时,三元流动相体系中水与甲 醇生成氢键的机会上升,从而呈游离态洗脱能力弱 的水含量减少,使得因甲醇含量的增加而对流动相 洗脱能力减弱的效应削弱,总体上使得溶质的保留 谱 第26卷 图4流动相中离子对试剂浓度变化对[Fe(PDT】 】 两种 几何异构体的R。和口的影响 Fig・4 Effect of the concentration of ion。pair reagent in the binary mobile phase on the R。and口between two isomers of[Fe(PDT】3] V(Acetonitril ̄):V(Methano1) 图5三元流动相中乙腑和甲醇的体积比对[Fe(PDT】,】 两种几何异构体保留因子的影响 Fig.5 Effect of acetonitrile/methanol(v/v】in the ternary mobile phase on the k of the two isomers of[Fe(PDT】3]“ The composition of the mobile phase:V(methanol+aceto— nitrile):V(water1=70:30. 1.fac-isomer:2.me ̄omer. 时间减小;2)由于甲醇是一种强的质子供体和受 体,更易于与固定相形成氢键,当其含量增加时,甲 醇与固定相之间的作用力得到加强,从而相应减弱 了溶质与固定相之间的作用力,溶质的保留时间和 保留因子也随之减小。当流动相中乙腈和甲醇含量 比例为20:50和25:45时,两种异构体之间的分离 度达到最大值(5.62)(见图6)。 2.1.4最佳流动相组成的选择 Palmar等 刘认为异构体在色谱柱上的洗脱顺 序主要取决于异构体的偶极相互作用,面式异构体 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 朱维晃,等:反相离子对高效液相色谱法分离金属配合物{Fe[3一(2一吡啶基)一 5,6-二苯基一1,2,4-三嗪] } 几何异构体 … ‘ l‘ V(Acetonitrile):V(Methano1) 图6三元流动相中乙腈和甲醇的体积比对[Fe(PDT)。]“ 两种几何异构体 。的影响 Fig.6 Effect of acetonitrile/methanol(、r/v)in the temary mobile phase oil the R。be— tween two isomers of[Fe(PDT)3]“ 的偶极相互作用比经式异构体要强。极性越大,分 子之间的相互作用力越大。在反相色谱中,固定相 的极性小于流动相,所以面式异构体与流动相的偶 极相互作用相对较大,面式异构体优先被洗脱下 来㈣。 在确定了流动相组成为乙腈/甲醇/水(体积比 为20:50:30)后,考察了离子对试剂种类对两种异 构体的分离效果,结果表明,当离子对试剂为1.67 mmoUL SDS时,面式和经式两种异构体的保留因 子分别为11和15.6,分离时间较长,且带正电荷的 异构体的拖尾现象较为明显。实验中同时考察了将 高氯酸钠作为离子对试剂对色谱分离的影响,结果 表明,当高氯酸钠在0~100 mmoUL范围内变化 时,高氯酸根浓度越高,对两种异构体的色谱峰形改 善以及谱峰拖尾现象的抑制程度越明显;当高氯酸 根浓度不低于50 mmol/L时,两种异构体的拖尾现 象均得到有效控制。考虑到过高浓度的高氯酸盐对 色谱系统有一定的损害作用,故在实验中选择离子 对试剂高氯酸根的浓度为60 mmol/L。在此色谱条 件下,面式和经式两种异构体的保留因子仅为3.25 和4.65,8 min内即可完成色谱分离过程(见图7), 且两种异构体的峰形得到改善,谱峰拖尾现象受到 抑制,同时两种异构体之间得到更充分的分离(分 离度R =5.62)。 2.2线性关系考察及检测限 在最佳三元流动相组成条件下,对一系列不同 浓度的[Fe(PDT),] 异构体进行了分离,以峰面 积(A)对其浓度(C,mol/L)进行线性回归,结果表 明在4~25 x 10。moVL范围内线性关系良好,线 性方程分别为:经式异构体A=3.633 3 C一2.337 8 (r2=0.995 7,n=7),面式异构体A=1.821 9 C一 1.078 3(r =0.996 4,n=7)。面式和经式异构体 的检测限分别为4.28和3.44 ng/mL( Ⅳ=3)。 图7最佳色谱条件下PDT和配合物[Fe(PDT)。]“ 两种几何异构体的分离色谱图 Fig.7 Chromatogram of PDT and the two isomers of [Fe(PDT)3]“in different chromatographic conditions Condiitons:detection wavelength,295 nm;5- m particle size Eclipse XDB—C8(4.6 mm x l50 mm);Mobile phase:ace— tonitrile/methanol/water(20:50:30。v/v/v),60 mmo1/L Na- C10d,20 mmol/L acetate buffer;flow rate:1.00 mL/min. 1.PDT;2.fac—isomer;3.met-isomer. 3 结论 本文采用反相离子对高效液相色谱法对[Fe (PDT) ] 的两种几何异构体进行了分离,所用的 色谱固定相为普通的反相键合C8柱,但由于优化 选择了色谱条件,使用了更能灵活的调节洗脱强度 的三元流动相(乙腈/甲醇/水,体积比为20:50:30, 离子对试剂高氯酸钠浓度为60 mmol/L),使得 PDT及[Fe(PDT),] 的两种几何异构体直接在 c8柱上得到了满意的色谱基线分离。 参考文献: [1]Tesic Z L,Sabo T J,Trifunovic S R,eta1.J ChromatogrA, 1999,847:297 『2] u D R,Hu C W.Chinese Journal of Analysis Laboratory (李道荣,胡长文.分析试验室),2004,23(3):68 [3] Liu Y,He J,Liu Z D,et a1.Chinese Journal of Cbromatog— raphy(刘洋,何键,刘祝东,等.色谱),2002,20(4):345 [4]Wang Y C,LiuQP,LiuJC,eta1.Chinese Journal ofChro— matography(王园朝,刘绮萍,刘锦春,等.色谱),1993,11 (6):327 [5]Aldrich—Wright J R,Greguric I,Vagg R S,et a1.J Chroma- togrA,1995,718:436 [6] Fletcher N C,Nieuwenhuyzen M,Ralney S.J Chem Soc, Dalton Trans,2001:2 641 [7]PeUegrini P P,Aldrich・Wright JR.DaltonTrans,2003:176 [8]Hage R,Haasnoot J G,Reed ̄jk J.Inorg China Acta,1990, 172(1):19 『91 Schilt A A,Taylor P J.Anal Chem,1970,42(2):220 [1O]Lu P Z,Dai C Z,Zhang X M.The basis of the chromato’ graphic theory.Be ̄jing:Science Press(卢佩章,戴朝政, 张祥民.色谱理论基础.北京:科学出版社),1997 [11]Katz E D,Lochmuller C H,Scott R P W.Anal Chem, 1989,61:349 [12]Poole C F,Kiridena W,DeKay C,et a1.J Chromatogr A, 2006。1 115(1/2):133 [13]Palraar R A,Fay R C,Piper T S.Inorg Chem,1964,3:875 [14]Akama Y,1wadate T,Tong A,et a1.J Chromatogr A, 1997,789:479 

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