Новости химической науки > ТСХ и рамановская спектроскопия следят за реакцией

Тонкослойная хроматография (ТСХ) представляет собой старого и заслуженного «коня» в лаборатории органического синтеза, и, как старый конь, хотя и не портит борозды, новую проложить уже не может. Дело в том, что ТСХ зачастую оказывается бесполезной при разделении соединений с близкими свойствами, а вещества, не проявляющие себя при облучении пластинки для хроматографии ультрафиолетом, сложно обнаружить.

Тем не менее, новая методика, комбинирующая тонкослойную хроматографию и спектроскопию усиленного поверхностью комбинационного рассеяния[surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS)] позволит химикам идентифицировать присутствующие в колбе вещества без разделения реакционной массы. Более того – поскольку при изучении реакционной смеси с помощью новой методики происходит сканирование всей пластинки для ТСХ, исследователям будет под силу найти новые побочные продукты и определить их строение по спектру КР.

Химики использовали новую методику для мониторинга протекания реакции Сузуки, в которой взаимодействие фенилбороновой кислоты и 2-бромпиридина приводит к образованию 2-фенилпиридина. (Рисунок из Anal. Chem. 2014, DOI: 10.1021/ac5017387)

Спектроскопия усиленного поверхностью комбинационного рассеяния представляет собой мощную спектральную методику, которая позволяет идентифицировать вещества, взятые даже в небольшом количестве. При проведении анализа с помощью этой разновидности спектроскопии на поверхность металла (чаще всего на наночастицы золота или серебра) наносят анализируемый образец, который облучают ИК-светом, а поверхность металла усиливает характеристические для адсорбированных молекул сигналы спектра КР.

Попытка упрячь в одну телегу ТСХ и SERS предпринимались и ранее. В некоторых методах, описанных до этого, химики наносили наночастицы серебра на пятна веществ, наблюдающихся на проявленных пластинах ТСХ, после чего регистрировали рамановский спектр каждого пятна. Как отмечает Цин-Фу Лю (Jing-Fu Liu), специалист по анализу состояния окружающей среды из Академии наук КНР, такой подход мог быть реализован только для тех веществ, пятна которых были видны на пластинке ТСХ либо до, либо после проявки.

Эти спектры КР были зарегистрированы по всей длине пластинки для ТСХ сразу после смешения веществ, участвующих в реакции Сузуки и через 20 и 140 минут после ее начала. Исходное вещество, фенилбороновая кислота, пробег пятна которой составляет 0 см, характеризуется сигналом с частотой 1200 см^–1, а продукт реакции – 2-фенилпиридин, длина пробега пятна которого около 4 см дает сигнал с частотой 1000 см^–1. (Рисунок из Anal. Chem. 2014, DOI: 10.1021/ac5017387)

Суть нового метода, разработанного Лю и его коллегами, заключается в том, что исследователи напыляли на пластинку для ТСХ слой наночастиц золота, после чего регистрировали данные SERS по всей длине пробега пятна вещества по пластинке для ТСХ. Как отмечает Лю, таким методом удалось провести непрерывный анализ и обнаружить в реакционной массе все компоненты, включая и те, которые не проявились на пластинке ТСХ.

Для доказательства возможностей новой комбинированной методики Лю с коллегами решили провести мониторинг реакции Сузуки между фенилбороновой кислотой и 2-бромпиридином, приводящей к образованию 2-фенилпиридина. После смешения реагентов и активации пластинки ТСХ исследователи помещали на пластинку образцы реакционной массы объемом 1 мкл, после чего проводили разделение методом ТСХ. После окончания разделения и соответствующей обработки пластинки для ТСХ исследователи After распыляли на пластинку ТСХ коллоидный раствор, содержащий наночастицы золота и анализировали обычным коммерчески доступным рамановским спектрометром. В ходе анализа были обнаружены характерные для КР-спектра сигналы исходных веществ и продукта, а также был зафиксирован сигнал, который был отнесен к ранее неизвестному продукту, образующемуся в ходе реакции в незначительных количествах. На основании результатов анализа спектра КР предполагается, что этот минорный продукт либо бифенил, либо 2,2-бипиридин.

Лю также подчеркивает, что поскольку интенсивность пика в спектре КР увеличивается параллельно концентрации вещества, новый метод может также быть использован химиками-органиками для оценки выхода продукта реакции.

Источник: Anal. Chem. 2014, DOI: 10.1021/ac5017387

метки статьи: #аналитическая химия, #органическая химия, #органический синтез