Рекуррентная аппроксимация параметров удерживания как способ подтверждения образования гидратов N-замещенных сульфонамидов в условиях обращеннофазовой ВЭЖХ

Abstract

Подтверждение соответствия детектируемых форм аналитов приписываемым им молекулярным структурам – одна из важнейших задач аналитической химии. Ранее в результате анализа серии лекарственных препаратов методом обращенно-фазовой ВЭЖХ было установлено, что закономерности удерживания сложных полифункциональных органических соединений, содержащих сульфонамидные группы -SO2-N< , отличаются от остальных, что обусловлено обратимым образованием их гидратных форм. Для проверки этого предположения специально синтезированы три модельных аналита класса N-заме­щен­ных арилсульфонамидов: N,N-диэтил- (I), N-аллил- (II) и N-фенил- (III). Рассмо­т­рение зависимостей абсолютных времен удерживания (tR) этих ана­ли­тов в обра­щен­но-фа­зо­вой ВЭЖХ от содержа­ния органического раствори­те­ля (ме­тано­ла) в элю­енте (C) не позволяет вы­яв­­ить какие-либо закономерно­сти или аномалии из-за не­ли­ней­нос­ти таких зависимостей. Однако такие возможности дает использование ре­куррент­ной ап­про­кси­ма­ции времен удержива­ния tR(C + DC) = atR(C ) + b (*), где DC = const – постоян­ный «шаг» изменения кон­цен­т­рации метанола (в нашем случае 5 % объемн., а и b – коэффи­ци­енты, вычис­ляе­мые методом наимень­ших квадратов. Если в некотором интервале Смин < С < Смакс химическая природа анали­тов на выходе из хроматографической колонки неизменна, то зависимости (*) обычно линейны с коэффициентами корре­ляции R > 0.999. Если же наблюдаются дополнительные химические превраще­ния анали­тов, обус­ловленные вариациями содержания воды в элюенте, в том числе – об­ратимое образование гидратов (или изменение их состава), то это проявляется в отклонениях рекуррентных зависимостей (*) от линейности. Их особенности не­одинаковы для трех охарактеризо­ван­ных сульфонамидов: не­линей­но­сть во всем диапазоне Смин < С < Смакс (I), наличие двух линейных участков вместо од­ного (II) и линейность во всем диапазоне концентраций ор­ганичес­ко­го раство­ри­теля (III). Первые два случая соответствуют взаимным пре­вращени­ям гидратированных и негидратированных форм аналитов или (менее вероятно) гидратов разного состава, а по­следний – существо­ва­нию аналита в условиях ВЭЖХ анализа только в од­ной форме (предположи­тельно, гидратной). Тем самым подтверждено, что струк­­­ту­р­ной предпо­сыл­кой образования гидратов яв­ляет­ся именно присутствие поляр­ной фун­кцио­на­льной группы -SO2-N< в молекуле.

The confirmation of the correspondence of the detected forms of analytes to their molecular structures seems to be one of the principal problems of analytical chemistry. The previous analysis of the series of drugs by reversed-phase HPLC allowed revealing that the retention regularities of the complex polyfunctional organic compounds containing sulfonamide groups -SO2-N< differ from those of other compounds. It was explained by reversible formation of their hydrate forms. To verify this proposition, three model N-substituted arylsulfon­ami­des were synthesized, namely N,N-diethyl- (I), N-allyl- (II), and N-phenyl (III). The consideration of the dependencies of these analytes net retention times (tR) in reverse-phase HPLC on the content of orga­nic solvent (C, methanol) in an eluent did not permit us to reveal any regularities or anomalies due to the non-linearity of such depen­den­cies. However, to achieve this, the recurrent appro­ximation was re­com­mended, tR(C + DC) = atR(C ) + b (*), where DC = const – con­stant varia­tions of concentration of methanol (5% in our case), а and b – coefficients calculated by Least Squares Method. If the chemical origin of the analytes at the outlet of the chromatographic column remained the same within concentration range Сmin < С < Сmax, dependencies (*) were linear with correlation coefficients R > 0.999. Yet, if additional chemical transformations of analytes took place, na­me­ly rever­sible formation of hydrates (or variations of their composition) due to the presence of water in an eluent, it led to the deviations of recurrent dependencies (*) from linea­rity. Three sulfonamides under characterization corresponded to different kinds of such deviations: non-linearity within the whole range Сmin < С < Сmax (amide I), presence of two linear dependencies instead of one (amide II), and linearity within the whole range Сmin < С < Сmax (amide III). First two cases corres­ponded to the interconver­si­on of anhydrous forms and hydrates, or (less probable) different hydrates, while the latter meant the existence of analyte in the single form (pro­ba­b­ly hydrate). Thus, the ana­ly­sis of mo­del compounds confirmed that the presence of the polar functionality -SO2-N< was just the reason of hydrate formation in water soluti­ons.