Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу
Методом піролітичної мас-спектрометрії (ПМС) досліджено молекулярно-імпринтовані полімери (МІП), синтезовані з використанням вінілпіролідону, метакрилової кислоти, гідроксиетилметакрилату, етиленглікольдиметакрилату у присутності 4-нітрофенолу (4-НФ) як шаблонної молекули. Отримані результати ПМС чі...
Saved in:
| Published in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187427 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу / В.В. Бойко, С.М. Кобилінський, С.В. Рябов, Т.В. Дмитрієва, В.І. Бортницький, Ю.Ю. Керча // Украинский химический журнал. — 2011. — Т. 77, № 10. — С. 116-120. — Бібліогр.: 18 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-187427 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Бойко, В.В. Кобилінський, С.М. Рябов, С.В. Дмитрієва, Т.В. Бортницький, В.І. Керча, Ю.Ю. 2022-12-24T19:56:02Z 2022-12-24T19:56:02Z 2011 Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу / В.В. Бойко, С.М. Кобилінський, С.В. Рябов, Т.В. Дмитрієва, В.І. Бортницький, Ю.Ю. Керча // Украинский химический журнал. — 2011. — Т. 77, № 10. — С. 116-120. — Бібліогр.: 18 назв. — укр. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187427 544.17:543.92 Методом піролітичної мас-спектрометрії (ПМС) досліджено молекулярно-імпринтовані полімери (МІП), синтезовані з використанням вінілпіролідону, метакрилової кислоти, гідроксиетилметакрилату, етиленглікольдиметакрилату у присутності 4-нітрофенолу (4-НФ) як шаблонної молекули. Отримані результати ПМС чітко відображають структурні відмінності між неімпринтованим полімером та МІП з адсорбованими похідними фенолу у порівнянні з сумішшю МІП та 4-НФ. Проведені дослідження показують доцільність використання методу піролітичної мас-спектрометрії для характеристики та ідентифікації молекулярно-імпринтованих полімерів. Методом пиролитической мас-спектрометрии (ПМС) исследованы молекулярно-импринтированные полимеры (МИП), синтезированные с использованием винилпирролидона, метакриловой кислоты, гидроксиэтилметакрилата, этиленгликольдиметакрилата в присутствии 4-нитрофенола (4-НФ) как шаблонной молекулы. Полученные результаты ПМС четко отражают структурные отличия между неимпринтированным полимером и МИП с адсорбированными производными фенола в сравнении с физической смесью МИП и 4-НФ. Проведенные исследования показывают целесообразность использования метода пиролитической масспектрометрии для характеристики и идентификации молекулярно-импринтирoванных полимеров. Investigation of molecularly-imprinted polymers (MIPs) synthesized on the base of vinylpyrrolidone, methacrylic acid, hydroxyethyl methacrylate and EGDMA with 4-nitrophenol (4-NP) as template, are provided involving pyrolysis mass-spectrometry (PMS). The results obtained shows clearly a structural differences between non-imprinted polymer and MIP with adsorbed phenols compared to the physical mixture of the same MIP with 4-NP. The PMS method could be useful for characterization and identification of some molecularly-imprinted polymers. uk Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Химия высокомолекулярных соединений Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу Масс-спектрометрическое исследование молекулярно-импринтированных полимеров, способных к сорбции производных фенола Mass-spectrometry investigation of molecularly-imprinted polymers, capable for adsorption of phenol derivatives Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу |
| spellingShingle |
Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу Бойко, В.В. Кобилінський, С.М. Рябов, С.В. Дмитрієва, Т.В. Бортницький, В.І. Керча, Ю.Ю. Химия высокомолекулярных соединений |
| title_short |
Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу |
| title_full |
Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу |
| title_fullStr |
Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу |
| title_full_unstemmed |
Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу |
| title_sort |
мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу |
| author |
Бойко, В.В. Кобилінський, С.М. Рябов, С.В. Дмитрієва, Т.В. Бортницький, В.І. Керча, Ю.Ю. |
| author_facet |
Бойко, В.В. Кобилінський, С.М. Рябов, С.В. Дмитрієва, Т.В. Бортницький, В.І. Керча, Ю.Ю. |
| topic |
Химия высокомолекулярных соединений |
| topic_facet |
Химия высокомолекулярных соединений |
| publishDate |
2011 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Украинский химический журнал |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Масс-спектрометрическое исследование молекулярно-импринтированных полимеров, способных к сорбции производных фенола Mass-spectrometry investigation of molecularly-imprinted polymers, capable for adsorption of phenol derivatives |
| description |
Методом піролітичної мас-спектрометрії (ПМС) досліджено молекулярно-імпринтовані полімери (МІП), синтезовані з використанням вінілпіролідону, метакрилової кислоти, гідроксиетилметакрилату, етиленглікольдиметакрилату у присутності 4-нітрофенолу (4-НФ) як шаблонної молекули. Отримані результати ПМС чітко відображають структурні відмінності між неімпринтованим полімером та МІП з адсорбованими похідними фенолу у порівнянні з сумішшю МІП та 4-НФ. Проведені дослідження показують доцільність використання методу піролітичної мас-спектрометрії для характеристики та ідентифікації молекулярно-імпринтованих полімерів.
Методом пиролитической мас-спектрометрии (ПМС) исследованы молекулярно-импринтированные полимеры (МИП), синтезированные с использованием винилпирролидона, метакриловой кислоты, гидроксиэтилметакрилата, этиленгликольдиметакрилата в присутствии 4-нитрофенола (4-НФ) как шаблонной молекулы. Полученные результаты ПМС четко отражают структурные отличия между неимпринтированным полимером и МИП с адсорбированными производными фенола в сравнении с физической смесью МИП и 4-НФ. Проведенные исследования показывают целесообразность использования метода пиролитической масспектрометрии для характеристики и идентификации молекулярно-импринтирoванных полимеров.
Investigation of molecularly-imprinted polymers (MIPs) synthesized on the base of vinylpyrrolidone, methacrylic acid, hydroxyethyl methacrylate and EGDMA with 4-nitrophenol (4-NP) as template, are provided involving pyrolysis mass-spectrometry (PMS). The results obtained shows clearly a structural differences between non-imprinted polymer and MIP with adsorbed phenols compared to the physical mixture of the same MIP with 4-NP. The PMS method could be useful for characterization and identification of some molecularly-imprinted polymers.
|
| issn |
0041–6045 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187427 |
| citation_txt |
Мас-спектрометричне дослідження молекулярно-імпринтованих полімерів, які здатні до сорбції похідних фенолу / В.В. Бойко, С.М. Кобилінський, С.В. Рябов, Т.В. Дмитрієва, В.І. Бортницький, Ю.Ю. Керча // Украинский химический журнал. — 2011. — Т. 77, № 10. — С. 116-120. — Бібліогр.: 18 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT boikovv masspektrometričnedoslídžennâmolekulârnoímprintovanihpolímerívâkízdatnídosorbcíípohídnihfenolu AT kobilínsʹkiism masspektrometričnedoslídžennâmolekulârnoímprintovanihpolímerívâkízdatnídosorbcíípohídnihfenolu AT râbovsv masspektrometričnedoslídžennâmolekulârnoímprintovanihpolímerívâkízdatnídosorbcíípohídnihfenolu AT dmitríêvatv masspektrometričnedoslídžennâmolekulârnoímprintovanihpolímerívâkízdatnídosorbcíípohídnihfenolu AT bortnicʹkiiví masspektrometričnedoslídžennâmolekulârnoímprintovanihpolímerívâkízdatnídosorbcíípohídnihfenolu AT kerčaûû masspektrometričnedoslídžennâmolekulârnoímprintovanihpolímerívâkízdatnídosorbcíípohídnihfenolu AT boikovv massspektrometričeskoeissledovaniemolekulârnoimprintirovannyhpolimerovsposobnyhksorbciiproizvodnyhfenola AT kobilínsʹkiism massspektrometričeskoeissledovaniemolekulârnoimprintirovannyhpolimerovsposobnyhksorbciiproizvodnyhfenola AT râbovsv massspektrometričeskoeissledovaniemolekulârnoimprintirovannyhpolimerovsposobnyhksorbciiproizvodnyhfenola AT dmitríêvatv massspektrometričeskoeissledovaniemolekulârnoimprintirovannyhpolimerovsposobnyhksorbciiproizvodnyhfenola AT bortnicʹkiiví massspektrometričeskoeissledovaniemolekulârnoimprintirovannyhpolimerovsposobnyhksorbciiproizvodnyhfenola AT kerčaûû massspektrometričeskoeissledovaniemolekulârnoimprintirovannyhpolimerovsposobnyhksorbciiproizvodnyhfenola AT boikovv massspectrometryinvestigationofmolecularlyimprintedpolymerscapableforadsorptionofphenolderivatives AT kobilínsʹkiism massspectrometryinvestigationofmolecularlyimprintedpolymerscapableforadsorptionofphenolderivatives AT râbovsv massspectrometryinvestigationofmolecularlyimprintedpolymerscapableforadsorptionofphenolderivatives AT dmitríêvatv massspectrometryinvestigationofmolecularlyimprintedpolymerscapableforadsorptionofphenolderivatives AT bortnicʹkiiví massspectrometryinvestigationofmolecularlyimprintedpolymerscapableforadsorptionofphenolderivatives AT kerčaûû massspectrometryinvestigationofmolecularlyimprintedpolymerscapableforadsorptionofphenolderivatives |
| first_indexed |
2025-11-25T22:15:28Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:15:28Z |
| _version_ |
1850561371817639936 |
| fulltext |
ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
УДК 544.17:543.92
В.В. Бойко, С.М. Кобилінський, С.В. Рябов, Т.В. Дмитрієва, В.І. Бортницький, Ю.Ю. Керча
МАС-СПЕКТРОМЕТРИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ МОЛЕКУЛЯРНО-ІМПРИНТОВАНИХ
ПОЛІМЕРІВ, ЯКІ ЗДАТНІ ДО СОРБЦІЇ ПОХІДНИХ ФЕНОЛУ
Методом піролітичної мас-спектрометрії (ПМС) досліджено молекулярно-імпринтовані полімери (МІП ),
синтезовані з використанням вінілпіролідону, метакрилової кислоти, гідроксиетилметакрилату, етилен-
глікольдиметакрилату у присутності 4-нітрофенолу (4-НФ) як шаблонної молекули. Отримані результа-
ти ПМС чітко відображають структурні відмінності між неімпринтованим полімером та МІП з адсор-
бованими похідними фенолу у порівнянні з сумішшю МІП та 4-НФ . Проведені дослідження показують
доцільність використання методу піролітичної мас-спектрометрії для характеристики та ідентифікації
молекулярно-імпринтованих полімерів.
Останнім часом проявляється інтерес до но-
вого класу синтетичних матеріалів — молекуляр-
но-імпринтованих полімерів (МІП), що мають роз-
пізнавальні властивості як штучні рецептори, і,
відповідно, потенційно високу селективність по
відношенню до певних сполук. Цьому сприяють
надзвичайно широкі можливості використання
цих функціональних матеріалів у багатьох прик-
ладних галузях, зокрема в твердофазній екстрак-
ції органічних молекул з різних розчинів та біо-
логічних рідин, селективному зв’язуванні та виз-
наченні різних речовин за допомогою хемо- та біо-
сенсорів, а також у високоефективній рідинній
хроматографії тощо [1—11].
Раніше нами були синтезовані МІП з вико-
ристанням вінілпіролідону, метакрилової кислоти,
гідроксиетилметакрилату та зшиваючого агенту
— етиленглікольдиметакрилату та проведено по-
рівняння їх сорбційних властивостей по відно-
шенню до таких забруднювачів навколишнього
середовища, як 4-нітрофенол та фенол [12].
У даній роботі проведено дослідження вище-
зазначених МІП методом піролітичної мас-спек-
трометрії з метою визначення можливості вико-
ристання цього методу для ідентифікації та якісно-
го аналізу молекулярно-імпринтованих полімерів.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА. Об’єктами
дослідження були:
– МІП , який одержували з функціонального
мономеру — N-вінілпіролідону (N-ВП) та зшива-
ючого агента етиленглікольдиметакрилату (ЕГДМА)
у присутності шаблону — 4-нітрофенолу (4-НФ)
за методикою, що наведена в [12];
– 4-нітрофенол, продукт фірми Merck, ММ
139.11:
– зразок 1: суміш МІП з 4-НФ, концентрація
(С) 4-НФ становила 0.28 ммоль/г, одержували шля-
хом перетирання у ступці протягом 20 хв окремо
взятих МІП та 4-НФ;
– зразок 2: неімпринтований полімер (НП) з
адсорбованим 4-НФ, С = 0.13 ммоль/г. Цей полімер
одержували аналогічно МІП , але за відсутності
шаблону 4-НФ. Сорбція проводилась з водного
розчину, який містив 4-НФ (С = 4.3⋅10–4 моль/л);
– зразок 3: МІП з адсорбованим 4-НФ, С = 0.18
ммоль/г. Сорбція проводилась з водного розчину,
який містив 4-НФ (С = 4.3⋅10–4 моль/л);
– зразок 4: МІП з адсорбованим 4-НФ (0.077
ммоль/г 4-НФ) та фенолом (0.012 ммоль/г фено-
лу). Сорбція проводилась з розчину, який містив
одночасно 4-НФ (С = 5.06⋅10–4 моль/л) та фенол
(С = 4.68⋅ 10–4 моль/л).
Метод піролітичної мас-спектрометрії (ПМС),
як відомо, є досить інформативним для характе-
ристики складних органічних об’єктів і дозволяє
оцінювати особливості молекулярної будови ос-
танніх за складом продуктів їх термодеструкції
[13—15].
Дослідження проводили у відповідності з ме-
© В.В. Бойко, С.М . Кобилінський, С.В. Рябов, Т.В. Дмитрієва , В.І. Бортницький, Ю .Ю . Керча , 2011
116 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 10
тодикою, описаною у роботі [16].
Обробку мас-спектрів летких продуктів тер-
модеструкції об’єктів дослідження проводили за
спеціально розробленою комп’ютерною програ-
мою, яка дозволяє реєструвати інтенсивність кож-
ного газоподібного компонента по інтегральній
площі під відповідними піками. Одержані мас-
спектри продуктів деструкції порівнювали з мас-
спектрами, що наведені у каталогах [17, 18].
Вивчалась температурна залежність зміни ін-
тенсивності виділення летких продуктів (загаль-
ний йонний струм, J) термодеструкції досліджува-
них зразків, склад йонних фрагментів, що утво-
рюються при терморозпаді зразків при різних тем-
пературах, їх індивідуальна питома інтенсивність
(І), яку відображали в умовних одиницях.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ. На рис.
1 представлена температурна залежність загаль-
ного йонного струму виділення летких продуктів
термодеструкції МІП (1) та 4-НФ (2). Як видно з
наведених термограм, термодеструкція досліджу-
ваного МІП відбувається в діапазоні 175—350 оС
з максимумом утворення газоподібних продуктів
при 295 оС (J = 394 ум.од., табл. 1). У мас-спектрі
МІП при 290 оС реєструються леткі компоненти,
які належать як до фрагментів N-ВП (m/z = 69,
112), так і до ЕГДМА (m/z = 41, 39,113, 44, 40, 70).
У той же час 4-нітрофенол розкладається в
температурному інтервалі від 100 до 140 оС з мак-
симумом загального йонного струму (J = 205 ум.од.)
при 130 оС (табл. 1). В його мас-спектрі при тем-
пературі 130 оС найбільш інтенсивним є леткий
компонент з m/z = 139, який можна ідентифікува-
ти саме як нітрофенол. Далі по черзі за інтенсив-
ністю реєструються леткі компоненти з m/z 65, 93,
109, 81, 38 (до цього переліку внесені тільки ті йон-
ні фрагменти, що відсутні в мас-спектрі МІП).
Термограми загального йонного струму виді-
лення летких продуктів термодеструкції суміші
МІП + 4-НФ (зразок 1), неімпринтованого поліме-
ру з адсорбованим 4-НФ (зразок 2), МІП з адсор-
бованим 4-НФ (зразок 3) і МІП з адсорбованими
4-НФ та фенолом (зразок 4) наведені на рис. 2. Як
видно з рисунку, виділення газоподібних продук-
тів у зразках 1 (крива 1), 2 (крива 2) та 4 спостері-
гається вже при 100 оС, а при 150 оС загальний йон-
ний струм виділення летких продуктів термодес-
трукції становить 14 ум.од. для зразка 1 та 16 ум.од.
для зразка 2 (табл. 1). Серед газоподібних компо-
нентів, що виділяються при 150 оС при піролізі
зразків 1 та 2, у незначній кількості реєструються
леткі з m/z 139 та 65, що відносяться до мас-спек-
тру 4-НФ, а також йонні фрагменти з m/z 39, 41,
69, які утворюються при розкладанні полімерної
матриці (табл. 2). Тобто можна констатувати, що
при температурі 150 оС у зразках суміші МІП +
4-НФ (зразок 1) та неімпринтованого полімеру з ад-
сорбованим 4-НФ (зразок 2) відбувається деструк-
Рис. 1. Температурна залежність загального йонного
струму (J) виділення летких продуктів термодеструкції
вихідного МІП (1) та 4-НФ (2).
Т а б л и ц я 1
Температура розкладання (Т ), загальний йонний струм
(J) та кількість йонних фрагментів (К) при піролізі МІП,
4-нітрофенолу та зразків з адсорбованими фенольними
похідними
Об’єкт
дослідження Т , оС J, ум.од. К, од.
МІП 290 384 45
295 394 —*
4-НФ 130 205 32
Зразок 1 150 14 6
290 366 44
293 422 —*
Зразок 2 150 16 10
300 462 74
310 >462 —*
Зразок 3 290 376 44
298 418 —*
Зразок 4 290 408 54
295 456 —*
* Мас-спектр при даній температурі не знімали.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 10 117
ція незв’язаних між собою полімерних молекул та
молекул 4-НФ з відповідним виділенням летких
продуктів.
Для зразка 4 показник загального йонного
струму тримається на рівні 10.0 ум.од. у діапазоні
100—175 оС. Як видно з мас-спектрограми цього
зразка, знятого при температурі 110 оС (рис. 3), дру-
гим за величиною після піку води (m/z = 18) є пік,
що належить m/z = 94 і може бути віднесений до
фенолу, молекулярна маса якого становить 94.12.
Цей факт свідчить про те, що метод ПМС дозво-
ляє чітко ідентифікувати речовини, які адсорбую-
ться молекулярно-імпринтованим полімером.
Для зразка 3 помітне виділення летких ком-
понентів спостерігається лише від 200 оС. Почи-
наючи з температури 225 оС, термограми зразків
1, 3 та 4 майже ідентичні та співпадають з термо-
грамою вихідного МІП (рис. 1, крива 1). Для цих
об’єктів дослідження температурний інтервал де-
струкції знаходиться в межах 200—350 оС з бли-
зькими показниками загального йонного струму
виділення летких продуктів при 290 оС (384 ум.од.
для вихідного МІП , 366 ум.од. — для зразка 1,
376 ум.од. — для зразка 3 та 408 ум.од. — для зраз-
ка 4 (табл. 1), практично однаковою кількістю йон-
них фрагментів, що утворюються при даній тем-
пературі та їх складом у мас-спектрах (табл. 2).
Що стосується неімпринтованого полімеру з ад-
сорбованим 4-НФ (зразок 2), то, як видно з рис. 2,
максимальне виділення летких компонентів для
даного об’єкта відбувається в більш вузькому тем-
пературному діапазоні (275—350 оС) з високим по-
казником загального йонного струму виділення
летких продуктів (J >462 ум.од.) та кількістю йон-
них фрагментів, що в 1.6 рази перевищує цей по-
казник для МІП (табл. 1). У мас-спектрі зразка 2
при 300 оС, крім газоподібних продуктів, які ут-
ворюються при розкладанні полімерної матриці,
присутні йонні фрагменти, що характерні для мас-
спектра 4-НФ (m/z 38, 65, 81, 109), в той же час як
у мас-спектрі зразків 1, 3 та 4 при температурі 290
оС такі леткі компоненти не реєструються.
Таким чином, можна стверджувати про від-
сутність у зразку 2 міцних зв’язків між фрагмента-
ми неімпринтованого полімеру та адсорбовани-
ми молекулами 4-НФ, на відміну від тих, що ви-
Химия высокомолекулярных соединений
Рис. 2. Температурна залежність загального йонного
струму виділення летких продуктів термодеструкції
зразків 1—4 (1–4).
Т а б л и ц я 2
Перелік найбільш інтенсивних йонних фрагментів, що реєструються в мас-спектрах об’єктів дослідження, їх
імовірна структура та питома інтенсивність
m/z Йонні фрагменти Об’єкт дослідження / I⋅104, ум.од.
41 C3H5 2* / 16.720 4 / 16.120 МІП / 15.029 3 / 14.240 1 / 12.148
69 C4H7N МІП / 15.846 4 / 15.492 2 / 15.479 3 / 15.244 1 / 14.549
39 C3H3 2 / 7.687 4 / 5.905 МІП / 4.304 3 / 3.939 1 / 3.370
113 C6H9O2 4 / 5.736 2 / 5.110 МІП / 4.348 3 / 3.741 1 / 3.404
44 CO2; CH3CHO 2 / 5.022 4 / 1.397 МІП / 1.214 3 / 1.011 1 / 0.777
112 C6H10NO 4 / 3.934 2 / 3.180 МІП / 2.715 3 / 2.502 1 / 2.279
15 CH 3 2 / 3.042 4 / 1.635 МІП / 1.073 3 / 0.969 1 / 0.929
40 C3H4 2 / 2.939 4 / 2.217 МІП / 1.660 3 / 1.569 1 / 1.177
18 H 2O 2 / 2.292 4 / 1.468 МІП / 1.065 3 / 0.879 1 / 0.873
70 C3H2O2 4 / 1.606 2 / 1.568 МІП / 1.253 3 / 1.118 1 / 0.897
* У чисельнику цифрами позначено номер зразка.
118 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 10
никають між функціональними групами МІП та
адсорбованими молекулами 4-НФ. Цікаво зазна-
чити, що фенол, який адсорбується МІП (зразок
4) і не є шаблонною молекулою на відміну від
4-НФ, легко видаляється з полімерної матриці при
підвищенні температури.
Загалом, перші 10 найбільш інтенсивних йон-
них фрагментів, що утворюються при темпера-
турі 290 оС при піролізі як неімпринтованого по-
лімера, так і всіх зразків МІП , однакові (табл. 2),
що є показником однакового набору структурних
одиниць, з яких побудовані полімерні матриці в до-
сліджуваних об’єктах. Різниця полягає в значен-
нях питомої інтенсивності індивідуальних йонних
фрагментів. Аналіз табл. 2 показує, що за питомою
інтенсивністю йонних фрагментів досліджувані
об’єкти можна розташувати в ряд: зразок 2 > зразок
4 > МІП > зразок 3 > зразок 1. Тобто найбільшою
питомою інтенсивністю йонних фрагментів відрі-
зняється неімпринтований полімер з адсорбова-
ними молекулами 4-НФ. Цей факт можна поясни-
ти легкістю розривання хімічних зв’язків між ато-
мами та групами в самій полімерній матриці, а
також фізичних зв’язків між матрицею і молекула-
ми адсорбованого 4-НФ при піролізі даного об’єк-
та дослідження. В той же час, чим більша кіль-
кість адсорбованого 4-НФ у досліджуваних зраз-
ках, тим менша питома інтенсивність йонних
фрагментів, що відносяться до фрагментів N-ВП
(m/z = 69, 112) та ЕГДМА (m/z 41, 39, 113, 44, 40,
70). Одержані результати можуть бути
підтвердженням утворення зв’язків між
полімерною матрицею та шаблонни-
ми молекулами згідно зі схемою, на-
веденою в роботі [12].
Таким чином, отримані резуль-
тати ПМС чітко відображають струк-
турні відмінності між неімпринтова-
ним полімером та МІП з адсорбова-
ними похідними фенолу у порівнян-
ні з фізичною сумішшю МІП та 4-НФ.
Проведені дослідження показують
доцільність використання методу пі-
ролітичної мас-спектрометрії для ха-
рактеристики та ідентифікації моле-
кулярно-імпринтованих полімерів.
РЕЗЮМЕ. Методом пиролитической
мас-спектрометрии (ПМС) исследованы
молекулярно -импринтированные полиме-
ры (МИП ), синтезированные с использо-
ванием винилпирролидона, метакриловой
кислоты, гидроксиэтилметакрилата, этиленгликольдиметак-
рилата в присутствии 4-нитрофенола (4-НФ) как шаб-
лонной молекулы. Полученные результаты ПМС четко
отражают структурные отличия между неимпринтирован-
ным полимером и МИП с адсорбированными произ-
водными фенола в сравнении с физической смесью МИП и
4-НФ. Проведенные исследования показывают целесооб-
разность использования метода пиролитической мас-
спектрометрии для характеристики и идентификации мо-
лекулярно-импринтирoванных полимеров.
SUMMARY. Investigation of molecularly-imprinted po-
lymers (MIPs) synthesized on the base of vinylpyrrolidone,
methacrylic acid, hydroxyethyl methacrylate and EGDMA
with 4-nitrophenol (4-NP) as template, are provided invol-
ving pyrolysis mass-spectrometry (PMS). The results obtai-
ned shows clearly a structural differences between non-im-
printed polymer and MIP with adsorbed phenols compared
to the physical mixture of the same MIP with 4-NP. The
PMS method could be useful for characterization and iden-
tification of some molecularly-imprinted polymers.
1. M olecularly Imprinted Polymers — man-Made Mi-
mics of Antibodies and their Application in Analytical
Chemistry / Ed. B. Sellegren. -Amsterdam: Elsevier,
2001.
2. Karlsson J.G. Molecular imprinting: A study of the
mechanisms underlying polymer-ligand recognition.
Chemistry and Biomedical Sciences. -Kalmar: Uni-
versity Kalmar, 2004.
3. Svenson J. Molecular imprinting: fundamental studies
and applications. Chemistry and Biomedical Sciences.
-Kalmar: University Kalmar, 2003.
Химия высокомолекулярных соединений
Рис. 3. Мас-спектр зразка 4 при температурі 110 оС.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 10 119
4. M ayes A .G., W hitcombe M .J. // Adv. Drug Delivery
Rev. -2005. -57, № 12. -P. 1742—1778.
5. Spivak D.A . // Ibid. -2005. -57, № 12. -P. 1779—1794.
6. Лисичкин Г.В., Крутяков Ю.А . // Успехи химии.
-2006. -75, № 10. -С. 998—1017.
7. Гендриксон О.Д., Жердев А .В., Дзантиев Б.Б. // Ус-
пехи биол. химии. -2006. -46. -C. 149—192.
8. Дмитренко С.Г., Ирха В.В., Кузнецова А .Ю., Золотов
Ю.А . // Журн. аналит. химии. -2004. -59, № 9. -С.
902—912.
9. Бойко В.В., Рябов С.В., Кобилінський С.М ., Керча Ю.Ю.
// Укр. хим. журн. -2010. -76, № 1. -С. 51—59.
10. Горбач Л.А ., Бровко О.О., Гончарова Л.А . та ін.
// Полімер. журн. -2010. -32, № 1. -С. 79—83.
11. Sergeyeva T.A., Slinchenko O.A., Gorbach L.A. et al.
// Analyt. Chim. Acta. -2010. -659. -P. 274—279.
12. Кобилінський С.М ., Рябов С.В., Лебедєв О.Ф. // По-
лімер. журн. -2010. -32, № 1. -С. 75—78.
13. Мадорский С. Термическое разложение органичес-
ких полимеров / Пер. с англ. -М .: Мир, 1967.
14. Хмельницкий Р.А ., Лукашенко И .М ., Бродский Е.С.
Пиролитическая масс-спектрометрия высокомоле-
кулярных соединений. -М .: Химия, 1980.
15. Tерентьев П .Б . Мас-спектрометрия в органической
химии. -М .: Высш. шк., 1979.
16. Бойко В.В., Рябов С.В., Кобрина Л.В. и др. // Укр.
хим. журн. -2007. -73, № 7. -С. 51—60.
17. Гордон А ., Форд Р. Спутник химика / Пер. с англ.
-М .: Мир, 1976.
18. Каталог сокращенных масс-спектров. -Новоси-
бирск: Наука, 1981.
Інститут хімії високомолекулярних сполук Надійшла 08.04.2011
НАН України, Київ
УДК 678.01: 678.664: 678.84
В.В. Шевченко, Н.С. Клименко, А.В. Стрюцкий, Э.А. Лысенков, М.Я. Вортман
ПРОТОНПРОВОДЯЩИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ОРГАНО-НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ЭЛЕКТРОЛИТЫ НА ОСНОВЕ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ ПРЕКУРСОРОВ
С использованием золь-гель метода синтезированы термостабильные сульфосодержащие органо-неор-
ганические протонпроводящие мембраны на основе мономерного и олигомерных алкоксисилильных
прекурсоров, содержащих в качестве протонпроводящей фазы олигоэтиленоксид и его функционали-
зированные производные. Исследованы особенности структурообразования в данных мембранах и их
проводимость в широком интервале температур в безводных условиях в атмосфере сухого азота. Достиг-
нутый уровень проводимости составляет 2.0⋅10-4 См/см при 120 оС. Выделение олигоэтиленооксидных
фрагментов в отдельную микрофазу приводит к снижению проводимости на 2 порядка.
ВВЕДЕНИЕ. Топливные элементы (ТЭ) с по-
лимерной протонпроводящей мембраной (ППМ)
представляют собой альтернативный, экологи-
чески безопасный высокоэффективный источник
электроэнергии для устройств различного назна-
чения [1—3]. В качестве ППМ в таких ТЭ наи-
большее распространение получили перфториро-
ванные полимеры типа Nafion, содержащие в бо-
ковой цепи полимера сульфокислотные группы в
качестве доноров протонов [1—3]. Дальнейший
прогресс в создании данных ТЭ связан со смеще-
нием диапазона рабочих температур, который со-
ставляет 80—90 оС, в область температур 100—
200 оС [1—3]. Это позволит существенно повы-
сить функциональные характеристики ППМ и от-
крывает возможности их широкомасштабной ком-
мерциализации [1—3]. Использование ППМ типа
Nafion в этих условиях становится проблематич-
ным, поскольку они функционируют лишь при на-
личии воды в протонпроводящих каналах, содер-
жащих сульфокислотные группы.
Очевидно, что при указанном интервале тем-
ператур требуются существенные коррективы в обе-
спечении диссоциации сульфокислотных групп и
транспорта протонов. С одной стороны, в качест-
ве протонпроводящей среды может выступать вно-
симая неорганическими частицами связанная во-
да, испаряющаяся при атмосферном давлении свы-
ше 170 оС [4]. Такой путь формирования органо-
неорганических наноструктурированных ППМ
Химия высокомолекулярных соединений
© В.В. Шевченко, Н .С. Клименко, А.В. Стрюцкий, Э.А. Лысенков, М .Я . Вортман , 2011
120 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 10
|