Введение к работе
Актуальность темы. Порфирины представляют интерес как вещества с разнообразными биохимическими функциями. Они находят широкое практическое применение. Это обуславливает необходимость проведения качественного и количественного анализа смесей синтетических металлопорфиринов, порфиринов из биологических жидкостей человека, из экстрактов растений, из сырой нефти, мазута и других объектов. Практически единственный метод разделения и определения этих соединений - жидкостная хроматография (бумажная, тонкослойная, колоночная). Наиболее перспективным' методом хроматографического анализа порфиринов является колоночная ВЭЖХ. В большинстве работ применяется обращенно-фазовый вариант ВЭЖХ, значительно превосходящий : " нормально-фазовый по селективности разделения порфиринов.
Однако, несмотря на практические успехи ВЭЖХ порфиринов и достаточньш эмпирический материал, до настоящего времени, практически не проводилось исследований, которые связывали бы структуру порфиринов с их хроматографическим поведением. Для прогнозирования селективности разделения порфиринов методом ВЭЖХ, понимания механизма адсорбции соединений в различных хроматографических системах, создания единой, рациональной системы поиска эффективных элюентов для качественного и количественного анализа смесей порфиринов или их линейных аналогов и развития все еще мало используемых для разделения этих соединений вариантов ВЭЖХ представляется актуальным систематическое изучение зависимости между строением порфиринов и их хроматографическими свойствами (параметрами удерживания). Особое место в анализе таких дорогостоящих и светочувствительных соединений как порфирины, может занять микроколоночная ВЭЖХ, о применении которой для этой цели практически нет литературных данных.
Цель работы: изучение хроматографического удерживания порфиринов, играющих ключевую роль в процессах биологического окисления и фотосинтеза - соединений различных структурных типов; некоторых желчных и фикобшшновых, пигментов (линейных аналогов порфиринов), в том числе склонных к фотохромным превращениям; исследование влияния структурных особенностей металлопорфиринов, лигандов и ряда пигментов на их хроматографические параметры удерживания в условиях
ВЭЖХ, а также на некоторые термодинамические параметры сорбции; установление корреляций хроматографических параметров со свойствами металла-комплексообразователя, функциональных и мезозаместителей; рассмотрение механизмов сорбции порфиринов в условиях нормально- и обращенно-фазового вариантов ВЭЖХ; использование метода ВЭЖХ для обнаружения и количественного определения порфиринов-лигандов и металлов в виде порфиринатов.
Научная новизна. Методом микроколоночной ВЭЖХ
изучено поведение гемина и его пептидных производных -
упрощенных моделей гемопротеидов. Найдены условия
определения этих соединений в реакционных смесях в процессе
их синтеза. В условиях обращенно-фазовой ВЭЖХ исследовано
поведение ряда порфириновых лигандов: протопорфирина IX,
диметилового эфира протопорфирина IX, 1,4,5,8-
тетраметилпорфирина, а,Р,у,о-тетрафенилпорфирина,
фотосинтетических пигментов - феофитинов айв и их комплексов с металлами (Mg, Zn, Pb, Си, Pd, Pt). Найдены условия для разделения порфиринов-лигандов и их металлокомплексов. Сопоставлены эффективность и селективность хроматографического разделения ряда порфиринов на обычной (150x3,9 мм) и микроколонке (64x2 мм). Методом ВЭЖХ изучена адсорбция порфиринов разных структурных групп, рассчитаны и проанализированы изотермы адсорбции. Изучены хроматографические характеристики некоторых желчных и фикобилиновых пигментов (линейных аналогов порфиринов). Показана перспективность метода ВЭЖХ для определения обратимости ряда фотопревращений фикобилиновых пигментов. Предложена теоретическая интерпретация полученных результатов, рассмотрены возможные механизмы взаимодействия изучаемых соединений с подвижной и неподвижной фазами.
Практическая значимость работы.Показана возможность разделения порфиринов различных структурных типов и их линейных аналогов в условиях жидкостной микроколоночной ВЭЖХ. Найдены условия для разделения и количественного определения методом обр'ащенно-фазовой микроколоночной ВЭЖХ упрощенных моделей гемопротеидов - геминпептидов в реакционных смесях в процессе их синтеза. Предложены подвижные фазы для ВЭЖХ-анализа многокомпонентных смесей ряда порфиринов - лигандов и их металлокомплексов на колонках, заполненных силикагелем С-18. Найдены условия хроматографического определения фотосинтетических пигментов - хлорофиллов а и в, феофитинов and в извлекаемых из растений экстрактах сложного состава.
Впервые метод микроколоночной ВЭЖХ использован для наблюдения фотопревращений фикобилинов, контроля за изменением пигментного состава разных групп водорослей во времени, обнаружения- минорных компонентов и разделения фикобнлинов в пигментных системах.
ПоЛОЖещи, выносимые да защиту;
1. Влияние ряда факторов (природа и состав подвижной фазы,
природа неподвижной фазы, длина колонки) на
хроматографические параметры удерживания порфиринов и их
линейных аналогов.
2. Закономерности удерживания гемина, его пептидных
производных в условиях нормально- и обращенно-фазового
вариантов ВЭЖХ, условия идентификации и определения этих
соединений в реакционных смесях в процессе их синтеза.
3. Выводы о закономерностях удерживания и селективности
разделения порфиринов-лигандов различных структурных
групп (бесфитольных тетрапирролов и фотосинтетических
пигментов) и их комплексов с металлами в условиях
обращенно-фазовой ВЭЖХ.
4.Сопоставление эффективности разделения смесей
металлопорфиринов на микронасадочных (64x2 мм) и обычных
насадочных (150x3,9 мм) колонках.
5.Данные по изучению адсорбции ряда порфиринов методом
ВЭЖХ, построению изотерм и расчету термодинамических
параметров адсорбции.
6. Взаимосвязь хроматографических параметров удерживания и
термодинамических параметров сорбции со структурными
особенностями порфиринов.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на XIV научной сессии Международного (страны СНГ) семинара по химии порфиринов и их аналогов (Иваново, март 1993), I Международной конференции по биокоординационной химии (Иваново, декабрь 1994) и Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ленинские горы-95" (Москва, апрель 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликованы: обзор "Высокоэффективная жидкостная хроматография порфиринов -лигандов и комплексов с металлами", четыре работы в виде статей и тезисов докладов и четыре статьи приняты к печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, посвященного закономерностям удерживания порфиринов, возможностям различных вариантов ВЭЖХ и перспективам их применения для определения этих соединений, пяти глав экспериментальной части с обсуждением
результатов по каждой главе, вьшодов, библиографии,
включающей 81 работу отечественных и зарубежных авторов и
приложения, содержащего электронные спектры поглощения
соединений. Работа изложена на 120 страницах
машинописного текста, включает 14 таблиц и 29 рисунков.
