Potenciometrická a voltametrická studie 6-benzylaminopurinu a jeho derivátů

Mgr. Iveta Pilařová, Ph.D.

Advanced ('rigorózní') thesis

Potentiometric and voltammetric study of 6-benzylaminopurine and its derivatives

Abstract:

Předkládaná rigorózní práce se zabývá studiem protonačních rovnovah 6-benzylaminopurinu (6-BAP) a jeho chlorovaných a methoxylovaných derivátů s využitím dvou elektrochemických metod, potenciometrie a voltametrie. V obou metodách byly pro stanovení protonačních konstant sledovány hodnoty potenciálů v závislosti na pH, v potenciometrii se jednalo o rovnovážné potenciály Eco-trody při acidobazických titracích, ve voltametrii redukční potenciály studovaných benzylaminopurinů. Potenciometrická titrace při různých teplotách poskytla možnost stanovení pKa v závislosti na teplotě a tím i vyhodnocení termodynamických funkcí příslušné acidobazické rovnováhy. Ve voltametrické analýze s visící rtuťovou kapkovou elektrodou (HMDE – Hanging Mercury Drop Electrode) bylo k vyhodnocení pKa využito nejen běžně používané pH závislosti potenciálu redukčního píku (Ep), ale i nové, námi navržené, závislosti odporu píku (Rp) na pH. pKa byly stanoveny pro vodně – methanolické (10% v/v) pufrované roztoky (fosfátový – acetátový pufr; pH 1,57-5,46) benzylaminopurinů při iontové síle I = 0,1 M (NaCl). Studie redukčního chování všech benzylaminopurinů při různých experimentálních podmínkách (pH, obsah methanolu, iontová síla, rychlost polarizace) spolu s aplikací eliminační procedury (EVLS – Elimination Voltammetry with Linear Scan) ukázala na rozdíly v mechanismu redukčního procesu. EVLS citlivě odhalila při jakých hodnotách pH dochází k adsorpci benzylaminopurinu na povrchu HMDE před vlastním přenosem elektronů.

Abstract:

The presented thesis is aimed at the study of protonation equilibria of 6-benzylaminopurine (6-BAP) and its chlorinated and methoxylated derivatives using two electrochemical methods, potentiometry and voltammetry. To determine the protonation constants, both methods monitored values of potentials depending on pH; in potentiometry the equilibrium potentials of the Eco-electrodes during the acid-base titration, in voltammetry the reduction potentials of the benzylaminopurine studied. Potentiometric titrations at different temperatures provided the opportunity to determine pKa depending on temperature and thus to evaluate thermodynamic functions of the acid-base equilibrium. The voltammetric analysis on a hanging mercury drop electrode (HMDE - Hanging Mercury Drop Electrode) was used for the determination of pKa not only from the commonly used pH-dependent reduction peak potential (Ep), but also from a new one, designed by us, the dependence of the peak resistance (Rp) on pH. pKa were assigned for aqueous - methanolic (10% v/v) buffered solutions (phosphate - acetate buffer, pH from 1.57 to 5.46) at ionic strength I = 0.1 M (NaCl). The study of the reduction behavior of all benzylaminopurines at different experimental conditions (pH, methanol content, ionic strength, speed polarization) together with the application of the elimination procedures (EVLS - Elimination Voltammetry with Linear Scan) to voltammetric data showed differences in the reduction process mechanism of benzylaminopurines studied. EVLS sensitively detected also the adsorption state of BAP derivatives on a mercury electrode surface.

Keywords

6-benzylaminopurine, derivatives of 6-benzylaminopurine, equilibrium constant of protonation, pKa, potentiometry, voltammetry

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 9. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 14. 11. 2012
• Reader: RNDr. František Jelen, CSc., Dr.Ing. Tomáš Navrátil

Masaryk University

Faculty of Science

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Chemistry / Physical Chemistry