Роль изомерии тетра-4-(метокси)феноксифталоцианинов меди в формировании сорбционных и селективных свойств в условиях газоадсорбционной хроматографии
Аннотация
В работе представлены результаты исследования хроматографических свойств адсорбента Хроматон N-AW, модифицированного изомерами тетра-4-(метокси)феноксифталоцианина меди. В качестве модификаторов использованы орто-, мета- и пара-изомеры, различающиеся пространственным расположением заместителей в макроцикле. Целью исследования являлось установление влияния структуры фталоцианиновых изомеров на удерживание и селективность разделения различных классов органических соединений. Для характеристики сорбционных свойств колонок определялись удельные удерживаемые объемы (Vg) и факторы селективности (α) для ряда азотсодержащих гетероциклов (лутидины, пиколины), ароматических углеводородов (ксилолы) и терпенов (лимонен, α-пинен, ментол). Дополнительно проведен термодинамический анализ процесса сорбции на основе уравнения Вант-Гоффа, позволивший рассчитать стандартные энтальпии (ΔH°) и энтропии (ΔS°) сорбции в интервале 50–140 °С. Показано, что все процессы сорбции носят экзотермический характер (ΔH° < 0) и сопровождаются отрицательными энтропийными изменениями (ΔS° < 0), отражающими упорядочивание молекул на поверхности сорбента. Установлено, что колонка с орто-изомером обеспечивает наибольшие по модулю значения ΔH°, что свидетельствует о сильных энтальпийных взаимодействиях, однако сопровождается значительными энтропийными потерями и сниженной селективностью. Пара-изомер характеризуется оптимальным соотношением энтальпийного и энтропийного вкладов, обеспечивая более выраженную селективность при сорбции структурных и хиральных изомеров. Мета-изомер демонстрирует минимальные по модулю значения ΔH° и ΔS°, что указывает на более слабую сорбцию и универсальный, но менее селективный характер взаимодействий. Полученные результаты позволяют сделать вывод о ключевой роли пространственного расположения заместителей в макроцикле фталоцианина меди в формировании хроматографических свойств модифицированных колонок. Практическая значимость работы заключается в возможности целенаправленного выбора изомеров фталоцианина для создания селективных стационарных фаз, применимых при разделении близких по структуре соединений, включая энантиомеры и структурные изомеры.
Литература
Vallecillos L., Marce R.M., Borrull F. Atmospheric Pollution Research 2024, 15, 101949. https://doi.org/10.1016/j.apr.2023.101949
Salehi R., Dadashian F., Abedi M., Eliassi A. Heliyon 2025, 11, e42071. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e42071
Kutluay S., Ece M.S. Separation and Purification Technology 2025, 359, 130874. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.130874
Silveira D.M.S., de Oliveira J.B., Binatti I., Pedroso E.F., de Oliveira Patricio P.S., de Souza P.P.. Green Analytical Chemistry 2025, 13, 100275. https://doi.org/10.1016/j.greeac.2025.100275
Li X., Xia T., Lei Q. Fusion Engineering and Design 2025, 114801. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2025.114801
Zaitseva E.A., Dolgonosov A.A., Dolgonosov A.M. Sorption and chromatographic processes 2022, 22(5), 598-611. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/10681
Kuvshinov G.V., Monakhov L.O., Semeikin A.S., Batrakova A.A., Koifman O.I. Rossiiskii Khimicheskii Zhurnal (Russian Chemistry Journal) 2023, LXVII, 123-132.
Kholin A.Yu., Kolosova E.A., Kurbatova S.V. Sorption and chromatographic processes [Сорбционные и хроматографические процессы] 2023, 23, 789-799.
Golbert K.A., Vigdergauz M.S. Introduction to Gas Chromatography. 3rd Ed., Moscow: Khimiya, 1990. 352 p. [Гольберт К. А., Вигдергауз M. С. Введение в газовую хроматографию. 3-е изд., перераб. и доп. M: Химия, 1990. 352 с.]
Experimental Methods in Adsorption and Molecular Chro-matography (Kiselev A.V., Dreving V.P., Eds.), Moscow University Press, 1973. 447 p. [Экспериментальные методы в адсорбции и молекулярной хроматографии (Киселев А.В., Древинг В.П., ред.), М: Изд-во Моск. ун-та, 1973. 447 с.].
Yashin Ya.I., Yashin E.Ya., Yashin A.Ya. Gas Chromatography, Moscow: TransLit, 2009. 512 p. [Яшин Я.И., Яшин Е.Я., Яшин А.Я. Газовая хроматография, М: ТрансЛит, 2009. 512 с.].
Shaposhnikov G.P., Kulinich V.P., Maizlish V.E. Modified phthalocyanines and their structural analogs (Koifman O.I., Ed.), Moscow: Krasand, 2012. 480 p. [Шапошников Г.П., Кулинич В.П., Майзлиш В.Е. Модифицированные фталоцианины и их структурные аналоги (Койфман О.И., ред.), М: Красанд, 2012. 480 с.].
Znoyko S.A., Maizlish V.E., Koifman O.I. ChemChemTech 2023, 67(1), 6-35. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20246701.6859
Perevalov V.P., Vinokurov E.G., Zuev K.V., Vasilenko E.A., Tsivadze A.Yu. Surface physicochemistry and protection of materials [Физикохимия поверхности и защита мате-риалов] 2017, 53, 115 - 131. https://doi.org/10.7868/S0044185617020188
Znoyko S.A., Tolstykh N.A., Mikhailova A.I., Novikov I.V., Vashurin A.S., Maizlish V.E. J. Gen. Chem. 2020, 90, 1885 - 1892. https://doi.org/10.1134/S1070363220120117
Znoiko S.A., Malyasova A.S., Kostrova E.A., Mikhailova A.I., Vashurin A.S., Maizlish V.E., Khelevina O.G., Ivanova P.M., Zrilova Y.A., Mishchenko D.V. Macroheterocycles 2020, 13, 269 - 276. https://doi.org/10.6060/mhc191173z
Dubinina T.V., Tychinsky P.I., Gorbunova E.A., Belousov M.S. Macroheterocycles 2021, 14, 14 - 39. https://doi.org/10.6060/mhc210232d
Petrov O.A., Maksimova A.A., Rassolova A.E., Gamov G.A., Maizlish V.E. J. Phys. Chem. 2023, 97, 1290 - 1296. https://doi.org/10.31857/S0044453723090157
Gorbunova E.A., Kononenko N.E., Korovkina Y.N., Dubinina T.V., Milaeva E.R. Bulletin of Moscow University. Ser. 2. [Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия] 2024, 65, 476 - 512.
Berezin B.D. Coordination Compounds of Porphyrins and Phthalocyanines, Moscow: Nauka, 1978. 378 p. [Березин Б.Д. Координационные соединения порфиринов и фталоцианинов, M.: Наука, 1978. 378 с.].
Smirnova А.I., Kulev V.А., Rassolova A. E., Maizlish V.Е., Kholodkov I.V., Yablonskii S.V., Tikhomirova Т.V., Aleksandriiskii V.V., Abramov I.G., Glukhovskoy Е.G., Usol'tseva N.V. Liq. Cryst. and their Appl 2022, 22, 37-54. https://doi.org/10.18083/LCAppl.2022.4.37
Kiselev A.V. Adsorption from Gas Mixtures. Moscow: Chemistry, 1986. 306 p. [Киселёв А.В. Адсорбция из газовых смесей. М: Химия, 1986. 306 с.].
Ruthven D.M. Principles of Adsorption and Adsorption Processes. New York: Wiley, 1984. 433 p.
