Příprava a reakce boranoxoniových derivatizačních činidel

Bc. Jaroslav KLAPETEK

Diplomová práce

Preparation and reaction of boraneoxonium derivatizing reagents

Anotace:

Následující diplomová práce se zaobírá syntézou a charakterizací nových boranoxoniových sloučenin a následnými reakcemi těchto boranoxonií s nukleofily pro jejich možné využití jako předkolonových derivatizačních činidel. Vzhledem k obecné reaktivitě těchto činidel je lze použít pro stanovení mnoha nukleofilů v HPLC za detekce pouze s PDA. Tyto látky fakticky dosud nikdo nepoužil jako derivatizační činidla. Tato práce se též zaobírá boranoxoniovým 8-(1-(1,4-dioxan-1-ium))-kobalt-bis(1,2-dikarbolidovým) komplexním aniontem (v této práci označovaným jako 8-(1-(1,4-dioxan-1-ium)-COSAN) a jeho reakcemi s nukleofily v reálných matricích (džusy, šťávy, energetické nápoje, vody, semínka a klíčky Acer P.) pro možné využití této látky jako multikomponentního derivatizačního činidla pro stanovení nukleofilů pomocí HPLC s detekcí pouze v PDA. Reakce probíhaly mechanismem elektrofilem indukované nukleofilní substituce (EINS) za aktivace pomocí komplexu fluoridu boritého s příslušným oxaheterocyklem v bezvodých podmínkách a inertní atmosféře. Pro přečištění byla zvolena metoda preparativní chromatografie na sloupci silikagelu. Syntézy a následné reakce s nukleofily (i v reálných matricích) byly monitorovány metodami TLC, HPLC s UV-VIS a hmotnostní detekcí, včetně MS2 fragmentace (CID) molekulových píků. Ke strukturní charakterizaci přečištěných boranoxonií byla použita metoda NMR. Takto bylo připraveno osm dosud nepopsaných boranoxonií a jedno již charakterizované. Vzhledem k nízké stabilitě vzniklých boranoxonií byly plně charakterizována tři nová boranoxonia a jedno již popsané. Následnou reakcí s nukleofily bylo pomocí HPLC-PDA/MS popsáno 39 nových látek. Obecně byla reakcemi 8-(1-1,4-dioxan-1-ium)-COSANu s nukleofily v reálných matricích prokázána jeho multikomponentní reaktivita. Při reakci této látky se semínky a klíčky Acer P. byl zdetekován derivát reakce s aminokyselinou hypoglycinem A. Během reakcí s vodnou matricí byl navíc sledován i úbytek dusičnanů. Tyto derivatizace přináší výhodu nízké ceny, malé toxicity a jednoduchosti provedení, tj. většina reakcí probíhá při laboratorní teplotě do jediné hodiny.

Abstract:

This thesis focuses its attention on the synthesis and charakterization of new boraneoxonium compounds and reactions of these boraneoxonium compounds with nucleophiles for their possible using as pre-column derivatizing reagents. It could be used for determination of many nucleophiles by HPLC-PDA. In fact, nobody has used these compounds as derivatization reagents. This thesis focuses its attention on boraneoxonium 8-(1-(1,4-dioxan-1-ium))-cobalt-bis(1,2-dicarbolide) zwitterion (in this thesis it is 8-(1-(1,4-dioxan-1-ium))-COSAN) and its reactions with nucleophiles in real matrices (juices, energy drinks, water, seeds and sprouts of Acer P.) for potential use of this boraneoxonium for multicomponent derivatization for nucleophile determination by HPLC-PDA too. The syntheses was under way of mechanism electrophile-induced nucleophilic substitution (EINS) by using boron trifluoride complex with oxaheterocycle under anhydrous and inert atmosphere. The preparative chromatography on column was used for separation. Syntheses and reactions with nucleophiles (even in real matrices) were monitored by TLC, HPLC-PDA/ MS and MS2 fragmentation (CID) of molecular peaks. NMR was used for the structural characterization. Eight new and one known boraneoxonium compounds were prepared. Three new boraneoxonium compounds ana one known boraneoxonium compound were fully characterized due to low stability of boraneoxonium compounds. 39 new compounds were described by the reactions with nucleophiles by HPLC-PDA/MS. In general, multicomponent reactivity of 8-(1-(1,4-dioxan-1-ium)-COSAN were aver with nucleophiles in real matrices. The derivate product of the reaction with amino acid hypoglycine A with seeds and sprouts Acer P. was detect. A decrease of nitrate was observed in water matrices within reactions. These derivatizatinos bring us benefits of low price, low toxicity and simple implementation, i.e. major part of reactions pass off laboratory temperature and within one hour.

Klíčová slova

HPLC-PDA/MS, derivatizace, boranoxonium, nukleofil, potraviny, hypoglycin A

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 6. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 26. 8. 2019
• Vedoucí: RNDr. Václav Šícha, Ph.D.

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Ekologie a ochrana prostředí / Analytická chemie životního prostředí a toxikologie