ПАРАФЕНИЛБЕНЗОИЛГЕПТАФТОРБУТИРОИЛМЕТАН В КАЧЕСТВЕ РЕАГЕНТА ДЛЯ ФЛУОРИМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАЛЫХ КОЛИЧЕСТВ ЕВРОПИЯ Российский патент 1995 года по МПК C07C49/227 C07C49/80 G01N21/64 

Изобретение относится к органической химии, аналитической химии и иммуноанализу и представляет собой новое соединение, которое может найти применение в качестве реагента для прецизионного флуориметрического определения малых концентраций европия, а также в качестве компонента для раствора, усиливающего сигнал собственной флуоресценции ионов европия, при проведении лантанидного флуоресцентного иммуноанализа с временным разрешением.

Пpи инструментальных способах детекции флуоресценции ионов редкоземельных элементов в разбавленных растворах величинами, независимыми от конструкции прибора, формы кюветы и концентрации, являются квантовый выход (g) и коэффициент экстинкции на длине возбуждения (ε). Эти величины и определяют абсолютную чувствительность способа флуоресцентного определения редкоземельных элементов [1]
Ионы металлов имеют сравнительно низкие значения коэффициентов экстинкции, но при образовании комплекса металла с лигандом, имеющим большое значение ε, становится возможным внутрисферный перенос энергии с лиганда на ион металла. Механизм переноса энергии в случае европия включает триплетное возбужденное состояние лиганда, при этом квантовый выход флуоресценции возрастает в 10⁴-10⁵ раз [2]
Наиболее эффективными сенсибилизаторами флуоресценции являются дикетоны. В качестве прототипа [2] выбран дикетон β-нафтоилтрифторацетон (НТА)
общей формулы С₁₄H₉О₂F₃. Предел детекции европия в комплексе с дикетоном β-нафтоилтрифторацетоном достигает 2 х х 10^-15 моль в присутствии кислорода. Ввиду плохой растворимости комплекса в раствор добавляют 0,1% тритона Х-100, а в связи с тем, что измерение флуоресценции производят в мицеллярных растворах, большое значение имеет добавление синергетического агента триоктилфосфиноксида (ТОФО), что приводит к увеличению квантового выхода флуоресценции Eu (III) за счет удаления воды из первой координационной сферы Еu [2]
Предлагается соединение парафенилбензоилгептафторбутироилметан
-CH₂--C₃F₇ дикетон общей формулы C₁₈H₁₁O₂F₇ в качестве реагента для флуориметрического прецизионного измерения ультрамалых количеств комплексонатов редкоземельного элемента европия. При применении этого вещества в усиливающем растворе достигается увеличение усиления сигнала флуоресценции по сравнению с прототипом.

П р и м е р 1. Синтез парафенилбензоилгептафторбутироилметана п-ФБГФБМ.

В суспензию сухого метилата натрия, полученного из 0,138 г (0,006 м) металлического натрия, в 70 мл сухого диэтилового эфира и при перемешивании добавляют по каплям 0,87 мл (0,005 м) этилового эфира гептафтормасляной кислоты в течение 20 мин. Затем шестью порциями добавляют 1,176 г (0,006 м) дифенилметилкетона примерно в течение 15 мин. После окончания добавления смесь перемешивают 15 мин на ледяной бане, 1 ч при комнатной температуре и оставляют при комнатной температуре на 14-16 ч. К полученному прозрачному раствору красноватого цвета добавляют 3,5 мл уксусной кислоты, образовавшуюся железообразную массу переносят в стакан со 100 мл насыщенного водного раствора уксуснокислой меди и перемешивают 30 мин. Выпавшие зеленые кристаллы медного производного п-ФБГФБМ отфильтровывают и промывают на фильтре водой четыре раза по 20 мл. Т.пл. 286-288^оС. Выход 1,1 г (52% от теории на этиловый эфир гептафтормасляной кислоты).

Найдено, С 51,31; H 2,32; мол.м. 845,5 (масс-спектрометрически).

C₃₆H₂₀O₄F₁₄Cu
Вычислено, C 51,11; H 2,40; мол.мас.845,5.

Масс-спектр: 69(27), 152(33), 181(100), 223(7), 391(6), 455(3), 607(2), 676(2), 845(3).

После разложения комплекса по одному из традиционных методов (перегонка с паром из 10% H₂SO₄ или экстракцией эфиром из 10% H₂SO₄ в течение 1-4 ч) получают парафенилбензоилгептафторбутиролметан (п-ФБГФБМ), который очищают перегонкой в вакууме и перекристаллизовывают из этанола.

Парафенилбензоилгептафторбутироил- метан (п-ФБГФБМ) представляет собой белые игольчатые кристаллы со специфическим запахом и т.пл. 66,0-67,0^оС. Выход 0,71 г (36% от теории, считая на этиловый эфир гептафтормасляной кислоты).

Найдено, С 54,25; Н 2,74; мол.м. 392 (масс-спектрометрически).

C₁₈H₁₁O₂F₇.

Вычислено, C 55,11; Р 2,81; мол.м. 92,13.

Масс-спектр: 51(4), 69(100), 90(4), 111(12), 152(8), 181(4), 223(27), 392(9).

П р и м е р 2. Определение концентрации европия.

Измерение рН проводят на рН-метре с точностью до 0,01. Аналитические навески веществ берут на аналитических весах с точностью до 0,00001 г. В работе используют разборные микропланшеты (стрипы). Растворы триоктилфосфиноксида, тритона Х-100, дикетона в ацетатном буфере определенного рН готовят по навеске с использованием деионизированной дистиллированной воды. Флуоресцентный сигнал с временным разрешением измеряют на флуориметре "ARCUS 1232 Delfia Fluor Ometer", длина волны возбуждения 340 нм, задержка 40 мкс, счет импульсов 400 мс, длина волны регистрации флуоресценции 613 нм, время накопления сигнала 1 с.

В лунки микропланшеты с помощью микродозатора наливают по 150 мкл ацетатного буфера, затем последовательно добавляют по 10 мкл растворов 1% тритона Х-100, 1,5 х 10^-3 моль/л парафенилбензоил- гептафторбутироилметана 3 х 10^-3 моль/л триоктилфосфиноксида для потенциального усиливающего сигнал собственной флуоресценции ионов европия раствора. Измеряют фоновое значение сигнала флуоресценции усиливающего раствора на основе дикетона п-ФБГФБМ и усиление сигнала флуоресценции непосредственно после добавления 20 мкл 1,1 х 10^-8 моль/л раствора EuCl₃. Выбранные значения рН ограничили величинами от 2,79 до 3,30.

Установлено оптимальное сочетание реагентов для состава усиливающего сигнал флуоресценции раствора на основе ацетатного буфера при указанных значениях рН:
Парафенилбензоил-
гептафторбутироил- метан 7,5 х 10^-5 моль/л
Триоктилфосфин- оксид 1,5 х 10^-5 моль/л Тpитон Х-100 0,1%
Калибровочная кривая определения европия, приведенная на фиг.1, показывает, что предел обнаружения европия при помощи выше описанного усиливающего раствора составляет 1,1 х 10^-13 моль/л (1,1 x 10^-4 нмоль/л).

Усиливающий эффект раствора на основе парафенилбензоилгептафторбутироилметана для определения концентрации европия 1,1 х 10^-9 моль/л почти вдвое сильнее, чем в прототипе, что видно на гистограмме, приведенной на фиг.2.

Использование: в качестве реагента для флуориметрического определения малых количеств европия. Сущность изобретения: продукт: парафенилбензоилгептафторбутироилметан C₆H₅-C₆H₄-C(O)-CH₂-C(O)-C₃F₇. Бф C₁₈H₁₁F₇O₂, реагент 1: дифенилметилкетон, реагент 2: суспензия диэтиловый эфир, метилат натрия, этиловый эфир гептафтормасляной кислоты, реагент 3: раствор уксуснокислой меди, полученное комплексное медное производное разлагают т.пл. 66,0 - 67,0°С. 2 ил.

Парафенилбензоилгептафторбутироилметан формулы

в качестве реагента для флуориметрического определения малых количеств европия.