Zastosowanie spektrofotometrii UV-VIS oraz chromatografii cienkowarstwowej w analizie wybranych związków fenolowych i alkaloidów purynowych o właściwościach redukujących

Abstract

Od wielu lat w Zakładzie Chemii Analitycznej, Instytutu Chemii Uniwersytetu Śląskiego, pod kierunkiem pana profesora Franciszka Buhla są prowadzone systematyczne badania nad zastosowaniem sprzężonych reakcji redoks i kompleksowania do oznaczania substancji o znaczeniu biologicznym, farmaceutycznym i biomedycznym. Praca niniejsza podejmuje problem badawczy związany z analizą związków fenolowych i alkaloidów purynowych o właściwościach redukujących. W tym zakresie wykonane zostały następujące badania: 1. Opracowano spektrofotometryczne metody oznaczania kwasu salicylowego, kwasu galusowego, kwasu taninowego, (+)-katechiny, kofeiny i teofiliny. Jako podstawę efektu analitycznego wykorzystano reakcje redoks i kompleksowania przebiegające w dwoch układach odczynnikow: Ce(IV) - arsenazo III i Fe(III) - 2,2’-bipirydyl. W wyniku reakcji jonow metalu na wyższym stopniu utlenienia z organicznym analitem o właściwościach redukujących powstaje bezbarwna, utleniona postać analitu oraz stechiometryczna ilość jonów metalu na niższym stopniu utlenienia , które są wiązane w związek kompleksowy przez odczynnik chromogenny. W pierwszym układzie odczynników reagują wszystkie badane reduktory. Natomiast wykorzystując do redukcji kationów Fe3+ kwas salicylowy, kofeinę i teofilinę, stwierdzono że reakcja zachodzi powoli i w niewielkim stopniu, co uniemożliwiło zastosowanie pary odczynników Fe3+ i 2,2’-bipirydyl do opracowania nowych warunków spektrofotometrycznego oznaczania tych reduktorów. Wykreślone krzywe spektrofotometryczne dla prób: kation metalu - reduktor - odczynnik kompleksujący, pozwoliły wnioskować o obecności w badanych roztworach związków kompleksowych, odpowiednio: [Ce(A)]~ oraz [Fe(2,2’-bip)3 ]2+. Stąd też analitycznymi długościami fali światła były wartości charakterystyczne dla tych związków kompleksowych, tzn. A.max = 655 nm oraz A™ax = 522 nm . W badaniach nad optymalizacją warunków oznaczania ustalono nadmiary reagentów potrzebnych do przeprowadzenia oznaczeń oraz warunki w jakich zachodzą reakcje redoks i kompleksowania. W temacie walidacji opracowanych metod wyznaczono zakresy liniowości oraz zbadano precyzję oznaczeń. 2. Przeprowadzono badania chromatograficzne nad optymalizacją warunków rozdzielania kwasów: salicylowego, galusowego, taninowego; (+)-katechiny, kofeiny i teofiliny, na cienkiej warstwie żelu krzemionkowego F2 5 4 . Stwierdzono, że najlepsze rezultaty rozdzielenia wymienionych substancji uzyskuje się stosując fazę rozwijającą o składzie: chloroform - octan etylu - kwas mrówkowy w stosunku objętościowym 5:4:1. Jako wywoływacz stosowano światło UV (A, = 254 nm) oraz układ odczynników: Fe(IIl) - 2,2’-bipirydyl. W optymalnych warunkach rozdzielania wyznaczono wartości Rf dla badanych substancji oraz indeksy wykrywalności. Ustalono warunki izolacji kwasu taninowego z materiałów złożonych wykorzystując technikę chromatografowania dwukierunkowego prostopadłego. Wyznaczono krzywe wzorcowe spektrofotometrycznego oznaczania kwasu galusowego i taninowego, po ich izolacji na cienkiej warstwie żelu krzemionkowego, wykorzystując jako podstawę efektu analitycznego sprzężone reakcje redoks i kompleksowania przebiegające w układzie: Fe (III) - 2,2’-bipirydyl. Prowadząc analizę chgromatograficzną w ustalonych warunkach wyznaczono krzywą wzorcową planimetrycznego oznaczania (+)-katechiny. Wizualizację obrazu chromatograficznego uzyskano poprzez spryskanie płytek roztworami Fe(III) a następnie 2 ,2 ’-bipirydylu. Dokonano analizy spektrodensytometrycznej kwasu galusowego, kofeiny i (+)-katechiny na cienkiej warstwie. 3. Wykorzystując sprzężone reakcje redoks i kompleksowania przebiegające w układzie odczynników Ce(IV) i arsenazo III, opracowano metodę oznaczania kwasu taninowego po jego izolacji z materiałów złożonych na drodze chromatografii bibułowej. Badania nad optymalizacją warunków rozdzielania kwasów: salicylowego, galusowego i taninowego przeprowadzono stosując jako fazę stacjonarną bibułę Whatman nr 3. Najlepsze rezultaty rozdzielenia uzyskano przy zastosowaniu fazy rozwijającej o składzie: izopropanol - izobutanol - woda, w stosunku objętościowym 3:2:4. Chromatogramy wywoływano poprzez spryskanie roztworami Fe(III) i 2,2’-bipirydylu. W ustalonych warunkach wyznaczono krzywą wzorcową oraz dokonano oceny statystycznej wyników. 4. Zbadano możliwość spektrofotometrycznego oznaczania kofeiny z wykorzystaniem pary odczynnikow Ce(IV) i arsenazo III, po izolacji analitu techniką SPE. Stosując kolumienki z fazą oktadecylową i wymywając osadzoną kofeinę chloroformem, wyznaczono krzywą wzorcową oznaczania kofeiny po jej ekstrakcji do fazy stałej. 5. W celu zbadania przydatności opracowanych procedur analitycznych oznaczono wybrane reduktory w preparatach farmaceutycznych i naturalnych: oznaczono teofilinę w preparacie Theophyllinum metodą spektrofotometryczną wykorzystującą parę odczynnikow Ce(IV) i arsenazo III dokonano oceny zawartości garbnikow hydrolizujących w liściach jeżyny metodą spektrofotometryczną wykorzystującą parę odczynnikow Ce(IV) i arsenazo III, po izolacji kwasu taninowego na drodze chromatografii bibułowej oznaczono kwas galusowy po izolacji z preparatu „Acifungin forte” techniką TLC. W badaniach wykorzystano opracowaną metodę spektrofotometryczną opartą na reakcjach redoks i kompleksowania przebiegających w układzie Fe(III) i 2,2’-bipirydyl oraz metodę densytometryczną dokonano ilościowej oceny zawartości (+)-katechiny w preparacie „Green tea” oraz w naparze z liści zielonej herbaty, wykorzystując opracowaną metodę densytometrycznego oznaczania analitu t zastosowano opracowane metody: spektrofotometryczną i densytometryczną do oznaczania kwasu galusowego w naparach z różnych rodzajów herbat, po ich rozdzieleniu chromatograficznym techniką TLC opracowaną metodę densytometrycznego oznaczania kofeiny zastosowano do oceny zawartości analitu w naparach z rożnych rodzajow herbaty, liści Yerba Mate oraz preparatów zawierających Guaranę. opracowane warunki spektrofotometrycznego oznaczania kofeiny po jej izolacji techniką ekstrakcji do fazy stałej zastosowano do jej oznaczania w preparacie „Green tea” oraz preparatach zawierających Guaranę