PECULIARITIES OF COMPLEX FORMATION IN THE SULFOBUTYL ETHER-β-CYCLODEXTRIN - IONIC LIQUID SYSTEM
The inclusion complexation of sulfobutyl ether-β-cyclodextrin sodium salt (SBECD) - ionic liquid (IL) has been investigated by a series of appropriate methods. The stability constant of the complex of SBECD-IL (K = 72.4 m-1) was determined by the method of Higuchi and Conno...
Saved in:
| Date: | 2022 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2022
|
| Online Access: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/400 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Download file: |  |
Institution
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465796664819712 |
|---|---|
| author | Kobrina, Larisa Boyko, Valentina Hliieva, Halyna Riabov, Sergii Rogalsky, Sergiy Yanova, Karolina |
| author_facet | Kobrina, Larisa Boyko, Valentina Hliieva, Halyna Riabov, Sergii Rogalsky, Sergiy Yanova, Karolina |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Larisa Kobrina",
"institution": "Institute of Macromolecular Chemistry the National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "Valentina Boyko",
"institution": "Institute of Macromolecular Chemistry the National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "Halyna Hliieva",
"institution": "Institute of Macromolecular Chemistry the National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "Sergii Riabov",
"institution": "Institute of Macromolecular Chemistry the National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "Sergiy Rogalsky",
"institution": "V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry the NAS of Ukraine"
},
{
"author": "Karolina Yanova",
"institution": "Ukrainian State University of Chemical Technology"
}
] |
| author_sort | Kobrina, Larisa |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:48Z |
| description | The inclusion complexation of sulfobutyl ether-β-cyclodextrin sodium salt (SBECD) - ionic liquid (IL) has been investigated by a series of appropriate methods. The stability constant of the complex of SBECD-IL (K = 72.4 m-1) was determined by the method of Higuchi and Connors. An increase in the surface tension of solutions with different SBECD’s content was recorded by using the method of Wilhelm's plate, which could serve as an additional evidence of the formation of inclusion complex between SBECD and IL. Analysis of the TGA results provided for the initial IL and SBECD, their mechanical mixture and the complex elaborated allows us to conclude that the "guest-host" type complexation is emerged. Differential scanning calorimetry (DSC) data also confirmed the formation of inclusion complex between SBECD and IL. While the guest molecule is incorporated into cyclodextrin cavity, its thermal properties are changed. So, the loss of physically bonded water in the complex is equal to 5% by weight, indicating the IL’s molecule being located in the SBECD’s hydrophobic cavity. The thermogram of inclusion complex demonstrates just one endothermic peak at 74 oC. The complex is formed by entering the long alkyl chain of ionic liquid into the hydrophobic cavity of SBECD. Since the bonds of sulfo groups and β-СD’s glucopyran cycles become weaker, this may testify an additional interactions between SBECD and IL. With  thermograviometric analysis (TGA) of the original IR and SB-β-CD, their mechanical mixture and the test compound fixed the formation of not a classical complex, but an associated complex of inclusion type "guest-host", which is formed by entering a long alkyl chain IR in the hydrophobic cavity SB-β-CD. |
| doi_str_mv | 10.33609/2708-129X.88.01.2022.49-66 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:43Z |
| format | Article |
| fulltext |
49
УДК 547,458 doi:10.33609/2708-129X.88.01.2022.49-66
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИ-
ЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
Л. В. Кобріна1*, В. В. Бойко1, Г. Є. Глієва1, С. В. Рябов1, С. П. Рогальський2, К. В. Янова3
1 Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України;
Харківське шосе, 48, Київ, 02160
2 Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В. П. Кухаря НАН України;
вул. Мурманська 1, Київ 02660
3 Український державний хіміко-технологічного університету (ДВНЗ);
просп. Гагаріна, 8, Дніпро́ 49000, Дніпропетровська область
*Email: kobrina.larisa@gmail.com
У статті за допомогою низки методів досліджено комплекс включення іонної рі-
дини (ІР) та сульфобутилового етер-β-циклодекстрину (СБ-β-ЦД). Методом Хігучі і
Коннорса було визначено константу стійкості комплексу СБ-β-ЦД з ІР (К = 72,4 М–1).
Із використанням методу пластинки Вільгельмі зафіксовано зростання поверхневого
натягу розчинів із різним вмістом СБ-β-ЦД, що може слугувати додатковим свідчен-
ням утворення комплексу включення між СБ-β-ЦД та ІР. Аналіз результатів термо-
гравіометричного аналізу (ТГА) для вихідних ІР і СБ-β-ЦД, їхньої механічної суміші
і досліджуваної сполуки дає змогу зробити висновок про утворення не класичного
комплексу, а асоційованого комплексу включення за типом «гість – господар», який
утворюється шляхом входження довгого алкільного ланцюга ІР у гідрофобну порож-
нину СБ-β-ЦД.
Ключові слова: іонна рідина, β-циклодекстрин, комплекс включення.
ВСТУП. В останні роки з’явилася по-
мітна кількість публікацій, присвячених
дослідженню іонних рідин (ІР) як біоцидів
нового типу, які мають широкий спектр
антимікробної активності проти грам-по-
зитивних і грам-негативних бактерій, гри-
бів, водоростей, а також як біоплівок [1–4].
Позитивно заряджені органічні катіони
таких сполук здатні легко проходити крізь
клітинні мембрани мікроорганізмів і руй-
нувати їх, цьому також сприяє наявність
довгих лінійних вуглеводневих замісників
[2, 3]. Встановлено [5], що збільшення дов-
жини вуглеводневого радикалу в катіоні
імідазолію суттєво посилює антимікробну
активність ІР, яка є максимальною для за-
місників С12–С14. Іонні рідини становлять
великий інтерес як потенційні біоцидні до-
бавки до різних побутових та промислових
матеріалів [1–3].
Як відомо, циклодекстрини широко за-
стосовують у різних галузях хімії, зокрема в
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
50 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
супрамолекулярній хімії, тонкому органіч-
ному синтезі, аналітичній хімії і в багатьох
інших галузях. Підвищений інтерес до цик
лодекстринів зумовлений передусім здат-
ністю за рахунок внутрішньої гідрофобної
порожнини утворювати численні комплек-
си включення з різноманітними молекула-
ми-«гостями». Серед інших переваг цикло-
декстринів слід відзначити нетоксичність,
біодеградабельність і невисоку вартість [4].
Нативний β-ЦД обмежено розчиняється
у воді, проте цей недолік можна подолати
способом хімічної модифікації цього олі-
госахариду: приєднання певних функціо-
нальних груп змінює властивості поверх-
ні цього макроциклу, зокрема підвищує
розчинність у воді. У цьому плані особли-
вої уваги заслуговує вивчення комплексів
включення ІР із похідним циклодекстри-
ну – натрієвою сіллю сульфобутилового
етеру β-циклодекстрину (СБ-β-ЦД).
ЕКСПЕРИМЕНТ ТА ОБГОВОРЕННЯ
РЕЗУЛЬТАТІВ. Об’єкти дослідження:
іонна рідина (ІР) – додецилпіридиній тет
рафторборат (PyrC12-BF4), молекулярної
маси 335,2 г/моль (рис. 1),
Рис. 1. Структурна формула іонної рідини
Натрієва сіль сульфобутилового етеру
β-циклодекстрину (СБ-β-ЦД) фірми Cyclo
Lab Ltd., молекулярної маси 1293,2 г/моль,
Ds=6,5 (рис. 2)
Рис. 2. Схематична будова СБ-β-ЦД
Для синтезу ІР використовували на-
ступні реактиви: піридин (99,5%, Lach:ner),
1-хлордодекан (97%, Sigma-Aldrich), тетра
фторборатна кислота (48%-й водний роз-
чин, Sigma-Aldrich), гексан, етилацетат, ме-
тиленхлорид, сульфат натрію («Синбіас»,
Україна).
Будову синтезованої іонної рідини ана-
лізували методом спектроскопії ядерного
магнітного резонансу на приладі Varian
Gemini-2000 (400 MHz).
Іонну рідину синтезували за схемою,
наведеною на рис. 3. Суміш піридину (20 г,
0,25 моль) і 1-хлордодекану (60 г, 0,3 моль)
нагрівали до 140 °С і перемішували впро-
довж 24 год. Після охолодження отримува-
ли твердий продукт – 1-додецилпіридиній
хлорид, який очищували перекристаліза
цією із суміші гексан-етилацетат (2:1 об.).
40 г (0,14 моль) 1-додецилпіридиній хло-
риду розчиняли в 300 мл води, додавали
30 мл водного розчину HBF4 і перемішува-
ли 4 год за кімнатної температури. Утво-
становлять великий інтерес як потенційні біоцидні добавки до різних побутових та
промислових матеріалів [1–3].
Як відомо, циклодекстрини широко застосовують у різних галузях хімії, зокрема в
супрамолекулярній хімії, тонкому органічному синтезі, аналітичній хімії і в багатьох інших
галузях. Підвищений інтерес до циклодекстринів зумовлений передусім здатністю за
рахунок внутрішньої гідрофобної порожнини утворювати численні комплекси включення з
різноманітними молекулами-«гостями». Серед інших переваг циклодекстринів слід
відзначити нетоксичність, біодеградабельність і невисоку вартість [4]. Нативний β-ЦД
обмежено розчиняється у воді, проте цей недолік можна подолати способом хімічної
модифікації цього олігосахариду: приєднання певних функціональних груп змінює
властивості поверхні цього макроциклу, зокрема підвищує розчинність у воді. У цьому плані
особливої уваги заслуговує вивчення комплексів включення ІР із похідним циклодекстрину –
натрієвою сіллю сульфобутилового етеру -циклодекстрину (СБ--ЦД).
ЕКСПЕРИМЕНТ ТА ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. Об’єкти дослідження:
іонна рідина (ІР) – додецилпіридиній тетрафторборат (PyrC12-BF4), молекулярної маси
335,2 г/моль (рис. 1),
Рис. 1. Структурна формула іонної рідини
Натрієва сіль сульфобутилового етеру β-циклодекстрину (СБ-β-ЦД) фірми
CycloLab Ltd., молекулярної маси 1293,2 г/моль, Ds=6,5 (рис. 2)
становлять великий інтерес як потенційні біоцидні добавки до різних побутових та
промислових матеріалів [1–3].
Як відомо, циклодекстрини широко застосовують у різних галузях хімії, зокрема в
супрамолекулярній хімії, тонкому органічному синтезі, аналітичній хімії і в багатьох інших
галузях. Підвищений інтерес до циклодекстринів зумовлений передусім здатністю за
рахунок внутрішньої гідрофобної порожнини утворювати численні комплекси включення з
різноманітними молекулами-«гостями». Серед інших переваг циклодекстринів слід
відзначити нетоксичність, біодеградабельність і невисоку вартість [4]. Нативний β-ЦД
обмежено розчиняється у воді, проте цей недолік можна подолати способом хімічної
модифікації цього олігосахариду: приєднання певних функціональних груп змінює
властивості поверхні цього макроциклу, зокрема підвищує розчинність у воді. У цьому плані
особливої уваги заслуговує вивчення комплексів включення ІР із похідним циклодекстрину –
натрієвою сіллю сульфобутилового етеру -циклодекстрину (СБ--ЦД).
ЕКСПЕРИМЕНТ ТА ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. Об’єкти дослідження:
іонна рідина (ІР) – додецилпіридиній тетрафторборат (PyrC12-BF4), молекулярної маси
335,2 г/моль (рис. 1),
Рис. 1. Структурна формула іонної рідини
Натрієва сіль сульфобутилового етеру β-циклодекстрину (СБ-β-ЦД) фірми
CycloLab Ltd., молекулярної маси 1293,2 г/моль, Ds=6,5 (рис. 2)
Л. В. Кобріна, В. В. Бойко, Г. Є. Глієва, С. В. Рябов, С. П. Рогальський, К. В. Янова
51https://ucj.org.ua
УХЖ № 1 / ТОМ 88
рений водонерозчинний продукт екстра-
гували метиленхлоридом (200 мл). Розчин
сушили над сульфатом натрію. Метилен-
хлорид відганяли, залишки розчинника ви-
даляли у вакуумі 15 мбар за 70 °С упродовж
8 год. Отримували аморфну сполуку білого
кольору PyrC12-BF4. Температура топлення:
68–69 оС.
1H ЯМР (400 MГц, ДМСО-D6): δ = 0.84 (т,
J = 6.9 Гц, 3H, CH3), 1.24 (м, 18H, СH3(CH2)9),
1.9 (м, 2H, NCH2CH2), 4.6 (т, J = 7.4 Гц, 2H,
NCH2), 8.2 (т, J = 7.0 Гц, 2H, C3-H, C5-H), 8.6
(т, J = 7.75 Гц, 1H, C4-H), 9.2 (д, J = 5.8 Гц, 2H,
C2-H, C6-H).
19F ЯМР (188 МГц, ДМСО-D6): δ = - 148.8
(с, 4F, BF4)
Рис. 3. Синтез іонної рідини PyrC12-BF4
Рис. 2. Схематична будова СБ-β-ЦД
Для синтезу ІР використовували наступні реактиви: піридин (99,5%, Lach:ner), 1-
хлордодекан (97%, Sigma-Aldrich), тетрафторборатна кислота (48%-й водний розчин, Sigma-
Aldrich), гексан, етилацетат, метиленхлорид, сульфат натрію («Синбіас», Україна).
Будову синтезованої іонної рідини аналізували методом спектроскопії ядерного
магнітного резонансу на приладі Varian Gemini-2000 (400 MHz).
Іонну рідину синтезували за схемою, наведеною на рис. 3. Суміш піридину (20 г, 0,25
моль) і 1-хлордодекану (60 г, 0,3 моль) нагрівали до 140 С і перемішували впродовж 24 год.
Після охолодження отримували твердий продукт – 1-додецилпіридиній хлорид, який
очищували перекристалізацією із суміші гексан-етилацетат (2:1 об.).
40 г (0,14 моль) 1-додецилпіридиній хлориду розчиняли в 300 мл води, додавали 30 мл
водного розчину HBF4 і перемішували 4 год за кімнатної температури. Утворений
водонерозчинний продукт екстрагували метиленхлоридом (200 мл). Розчин сушили над
сульфатом натрію. Метиленхлорид відганяли, залишки розчинника видаляли у вакуумі 15
мбар за 70 С упродовж 8 год. Отримували аморфну сполуку білого кольору PyrC12-BF4.
Температура топлення: 68–69 оС.
1H ЯМР (400 MГц, ДМСО-D6): δ = 0.84 (т, J = 6.9 Гц, 3H, CH3), 1.24 (м, 18H, СH3(CH2)9),
1.9 (м, 2H, NCH2CH2), 4.6 (т, J = 7.4 Гц, 2H, NCH2), 8.2 (т, J = 7.0 Гц, 2H, C3-H, C5-H), 8.6
(т, J = 7.75 Гц, 1H, C4-H), 9.2 (д, J = 5.8 Гц, 2H, C2-H, C6-H).
19F ЯМР (188 МГц, ДМСО-D6): δ = - 148.8 (с, 4F, BF4)
N N
C12H25
N
C12H25
+ C12H25Cl 140 oC
+
Cl
_
HBF4
H2O +
_
BF4
(PyrC12-BF4)
Рис. 3. Синтез іонної рідини PyrC12-BF4
Властивості вихідних сполук, їхньої механічної суміші 1:1 та отриманого комплексу
включення вивчали методами:
– УФ-спектроскопії на спектрофотометрі Shimadzu UV-2401 PC (Японія) у
діапазоні частот 190–800 нм,
Властивості вихідних сполук, їхньої ме-
ханічної суміші 1:1 та отриманого комплек-
су включення вивчали методами:
– УФ-спектроскопії на спектрофотоме-
трі Shimadzu UV-2401 PC (Японія) у діапа-
зоні частот 190–800 нм,
– методом пластинки Вільгельмі [7]. По-
верхневий натяг (ПН) визначали за темпера-
тури 20 °С. При вимірюванні користувалися
тонкою платиновою пластинкою і тефло-
новим стаканчиком. Розчини готували в
бідистильованій воді, поверхневий натяг
якої (72,75 мН/м) перевіряли за довіднико-
вими даними [8, 9]. Необхідні концентрації
сполук для дослідження готували способом
послідовного розведення. Величину поверх-
невого натягу розчинів отримували, обчис-
люючи середнє значення 4–5 вимірювань.
Похибка методу становить 0,1 мН/м для рів-
ня довірчої ймовірності 0,95:
– методом термогравіметричного ана-
лізу (ТГА). Дослідження проводили на ана-
лізаторі TA Instruments TGA Q-50 (США).
– методом диференційної сканувальної
калориметрії (ДСК). Теплофізичні харак-
теристики зразків досліджували на дифе-
ренційному сканувальному калориметрі
TA Instruments DSC Q2000 (США). Аналіз
проводили в температурному інтервалі 20–
200 °С при нагріванні зі швидкістю 10 °С/хв.
– методом мас-спектрометрії. Дослі-
дження проводили на мас-спектрометрі
МХ-1321, який забезпечує визначення
компонентів газових сумішей у діапазоні
масових чисел 1–4000. Перед проведенням
досліджень зразки вакуумували впродовж
30 хвилин за температури (25±1) оС безпо-
середньо у вічку мас-спектрометра. Відка-
чування піролітичної комірки, підключеної
до аналізатора спектрометра, проводили до
тиску 1,33∙10–4 Па через вакуумний вентиль
та джерело іонів мас-спектрометра. Всі
з’єднувальні комунікації, включаючи ва-
куумний вентиль, прогрівали до темпера-
тури, яка запобігає конденсації на них про-
дуктів піролізу. Зразки нагрівали до 400 оС
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
52 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
із програмованою швидкістю нагрівання
(6±1) оС/хв. Точність визначення темпе-
ратури зразка – (±1) оС. Для зменшення
інерційності піроліз досліджуваних зраз-
ків проводили в тонко-стінних ампулах із
безперервним відкачуванням газоподібних
продуктів.
Оброблення мас-спектрів летких про-
дуктів термодеструкції об’єктів дослі-
дження проводили за спеціально розро-
бленою комп’ютерною программою «Mass-
spectrometry by Insoftus 2004 v1.01», яка дає
змогу реєструвати інтенсивність кожного
леткого компонента за інтегральною пло-
щею під відповідним піком. Вивчали тем-
пературну залежність зміни інтенсивності
виділення летких продуктів термодеструк-
ції (загальний іонний струм ЗІС (J)). Інтен-
сивність виділення летких продуктів (іон-
них фрагментів) (I) відображали в умовних
одиницях.
Дослідження процесу солюбілізації ІР у
присутності СБ-β-ЦД
Солюбілізацію ІР у присутності СБ-
β-ЦД вивчали з використанням методу
УФ-спектроскопії. Фазову розчинність ІР
у присутності СБ-β-ЦД визначали методом
Хігучі і Коннорса. У колбах готували 0,5, 1,0
та 2,0% водні розчини СБ-β-ЦД і додавали
в кожну колбу триразовий надлишок ІР
(0,18 г або 0,0009 моль). Колби струшували
за кімнатної температури протягом доби;
осад, що залишився, відфільтровували.
Після чого вимірювали оптичну густину за
довжини хвилі 259 нм і розраховували кон-
центрацію ІР у розчині з рівняння побудо-
ваної калібрувальної прямої.
На основі даних УФ-спектроскопії побу-
довано криву залежності концентрації ІР
від концентрації СБ-β-ЦД у розчині (рис. 3).
Рис. 3. Розчинність ІР у присутності СБ-β-ЦД
Лінійна залежність розчинності (AL-тип)
вказує на стехіометричний склад комплек-
су ІР: СБ-β-ЦД. Константу стійкості дослі-
джуваного комплексу обчислювали за фор-
мулою:
(1 )
tgK
S tg
α
α
=
−
,
де K – константа стійкості комплексу;
S – початкова концентрація солюбіліза-
ту, визначена фотометрично для ІР;
tg α – кут нахилу прямої.
Константа стійкості (К) комплексу СБ-β-
ЦД з ІР становить К = 72,4 М–1. Визначена К
свідчить про досить високу стійкість комп-
лексу (порівняно з відомими ІР, в яких зна-
чення К варіюється: від 0 M-1 (C4dmimBF4),
для C4mimBF4 воно складає 32.2 M-1, а для
C4mimCl К = 8,16 M-1[6]).
Дослідження комплексоутворення на ос-
нові ІР та СБ-β-ЦД методом пластинки
Вільгельмі
Одним із традиційних способів вивчення
поверхнево-активних властивостей різних
сполук, у т. ч. олігомерів, є метод пластинки
Дослідження процесу солюбілізації ІР у присутності СБ-β-ЦД
Солюбілізацію ІР у присутності СБ-β-ЦД вивчали з використанням методу УФ-
спектроскопії. Фазову розчинність ІР у присутності СБ-β-ЦД визначали методом Хігучі і
Коннорса. У колбах готували 0,5, 1,0 та 2,0% водні розчини СБ-β-ЦД і додавали в кожну
колбу триразовий надлишок ІР (0,18 г або 0,0009 моль). Колби струшували за кімнатної
температури протягом доби; осад, що залишився, відфільтровували. Після чого вимірювали
оптичну густину за довжини хвилі 259 нм і розраховували концентрацію ІР у розчині з
рівняння побудованої калібрувальної прямої.
На основі даних УФ-спектроскопії побудовано криву залежності концентрації ІР від
концентрації СБ-β-ЦД у розчині (рис. 3).
0.00 0.01 0.02 0.03
2.6
3.9
5.2
концентрація СБ--ЦД, моль/л
ко
нц
ен
тр
ац
ія
ІР
, м
мо
ль
/л
Рис. 3. Розчинність ІР у присутності СБ-β-ЦД
Лінійна залежність розчинності (AL-тип) вказує на стехіометричний склад комплексу ІР: СБ-
β-ЦД. Константу стійкості досліджуваного комплексу обчислювали за формулою:
(1 )
tgK
S tg
,
де K – константа стійкості комплексу;
S – початкова концентрація солюбілізату, визначена фотометрично для ІР;
tg α – кут нахилу прямої.
Константа стійкості (К) комплексу СБ-β-ЦД з ІР становить К = 72,4 М–1. Визначена К
свідчить про досить високу стійкість комплексу (порівняно з відомими ІР, в яких значення К
варіюється: від 0 M-1 (C4dmimBF4), для C4mimBF4 воно складає 32.2 M-1, а для C4mimCl К =
8,16 M-1[6]).
Л. В. Кобріна, В. В. Бойко, Г. Є. Глієва, С. В. Рябов, С. П. Рогальський, К. В. Янова
53https://ucj.org.ua
УХЖ № 1 / ТОМ 88
Вільгельмі [7]. Згідно цього методу були по-
будовані криві концентраційної залежності
поверхневого натягу водних розчинів із різ-
ним вмістом СБ-β-ЦД та ІР. Як відомо, ІР із
довгими алкільними ланцюгами у водному
середовищі проявляють поверхнево-актив-
ні властивості [10]. Переважна більшість ІР
є амфіфільними речовинами з гідрофільни-
ми й ліпофільними молекулярними фраг
ментами, які визначають їхню поверхневу
активність і роблять здатними до самоор-
ганізації в індивідуальному стані і в розчи-
нах. Такі властивості мають солі діалкілімі-
дазолію, діалкілпіридинію, які належать до
найпоширеніших ІР. При додаванні води
до ІР сітка іонних зв'язків перебудовується
і зростає роль взаємодії полярних груп ІР із
молекулами води. У розведених розчинах
утворюються міцели. Добре відомо, що при
взаємодії β-ЦД з ІР утворюються комплекси
включення завдяки розташуванню алкіль-
ного ланцюга ІР у гідрофобній порожнині
β-ЦД. На рис. 4 наведено криві поверхне-
вого натягу розчинів ІР залежно від концен-
трації СБ-β-ЦД в розчині. Як видно, зі збіль-
шенням мольного співвідношення СБ-β-ЦД
до ІР (від 1 до 9) значення поверхневого на-
тягу (ПН) розчинів збільшуються. Вихідний
СБ-β-ЦД не є поверхнево-активною речови-
ною, його ПН становить 71,82 мН/м.
Рис. 4. Залежність ізотерми поверхневого натягу розчинів ІР від концентрації СБ-β-ЦД у
водному розчині
Дослідження комплексоутворення на основі ІР та СБ-β-ЦД методом пластинки
Вільгельмі
Одним із традиційних способів вивчення поверхнево-активних властивостей різних
сполук, у т. ч. олігомерів, є метод пластинки Вільгельмі [7]. Згідно цього методу були
побудовані криві концентраційної залежності поверхневого натягу водних розчинів із різним
вмістом СБ-β-ЦД та ІР. Як відомо, ІР із довгими алкільними ланцюгами у водному
середовищі проявляють поверхнево-активні властивості [10]. Переважна більшість ІР є
амфіфільними речовинами з гідрофільними й ліпофільними молекулярними фрагментами,
які визначають їхню поверхневу активність і роблять здатними до самоорганізації в
індивідуальному стані і в розчинах. Такі властивості мають солі діалкілімідазолію,
діалкілпіридинію, які належать до найпоширеніших ІР. При додаванні води до ІР сітка
іонних зв'язків перебудовується і зростає роль взаємодії полярних груп ІР із молекулами
води. У розведених розчинах утворюються міцели. Добре відомо, що при взаємодії β-ЦД з ІР
утворюються комплекси включення завдяки розташуванню алкільного ланцюга ІР у
гідрофобній порожнині β-ЦД. На рис. 4 наведено криві поверхневого натягу розчинів ІР
залежно від концентрації СБ-β-ЦД в розчині. Як видно, зі збільшенням мольного
співвідношення СБ-β-ЦД до ІР (від 1 до 9) значення поверхневого натягу (ПН) розчинів
збільшуються. Вихідний СБ-β-ЦД не є поверхнево-активною речовиною, його ПН становить
71,82 мН/м.
вих. ІР 1:1 1:2 1:3 1:9
35
40
45
50
55
60
співідношення ІР/СБ-ЦД у розчині
по
ве
рх
не
ви
й
на
тя
г,
мН
/м
Рис. 4. Залежність ізотерми поверхневого натягу розчинів ІР від концентрації СБ-β-ЦД у
водному розчині
Отже, на нашу думку, зростання значень поверхневого натягу розчинів може бути
свідченням утворення комплексу включення між СБ-β-ЦД та ІР.
Отже, на нашу думку, зростання значень
поверхневого натягу розчинів може бути
свідченням утворення комплексу включен-
ня між СБ-β-ЦД та ІР.
Дослідження комплексу включення на ос-
нові ІР та СБ-β-ЦД методами ДСК і ТГА
Одержаний зразок сполуки було вису-
шено за температури 600С та досліджено
методами термогравіметричного аналізу
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
54 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
(ТГА) та диференціальної сканувальної
калориметрії (ДСК). Для порівняння було
досліджено вихідні СБ-β-ЦД та ІР, а також
їхня механічна суміш у співвідношенні 1:1.
Аналіз результатів ТГА для вихідних ІР
і СБ-β-ЦД, механічної суміші і досліджу-
ваної сполуки дає змогу зробити висновок
про утворення асоційованого комплек-
су включення по типу «гість – господар»
(рис. 5).
Дослідження комплексу включення на основі ІР та СБ-β-ЦД методами ДСК і ТГА
Одержаний зразок сполуки було висушено за температури 600С та досліджено
методами термогравіметричного аналізу (ТГА) та диференціальної сканувальної
калориметрії (ДСК). Для порівняння було досліджено вихідні СБ-β-ЦД та ІР, а також їхня
механічна суміш у співвідношенні 1:1.
Аналіз результатів ТГА для вихідних ІР і СБ-β-ЦД, механічної суміші і досліджуваної
сполуки дає змогу зробити висновок про утворення асоційованого комплексу включення по
типу «гість – господар» (рис. 5).
200 400 600
30
60
90
1
4 2
3
Температура, 0С
Вт
ра
та
м
ас
и,
%
1 – вихідний СБ-β-ЦД;
2 – ІР;
3 – механічна суміш;
4 – комплекс включення ІР-СБ-β-ЦД.
Рис. 5. Термограми втрати маси зразків
Відомо, що β-ЦД можна розглядати як кристалогідрат, де частина молекул води
міститься у внутрішній порожнині β-ЦД, а інша частина – в просторі між макроциклами [11].
Втрата ваги вихідного СБ-β-ЦД при Т = 70 С пов'язана з виділенням води і становить
близько 13 мас.%. При утворенні комплексу включення частина молекул води в порожнині
СБ-β-ЦД заміщується молекулами-«гостями», тому для комплексу втрата ваги становить
лише 5 мас.%, тоді як для механічної суміші – 10 мас.% (рис. 5).
Результати ДСК-дослідження вихідних компонентів, механічної суміші ІР-СБ-β-ЦД
1:1 і отриманої бінарної сполуки, представлені на рис. 6, підтверджують утворення
1 – вихідний СБ-β-ЦД;
2 – ІР;
3 – механічна суміш;
4 – комплекс включення ІР-СБ-β-ЦД.
Рис. 5. Термограми втрати маси зразків
Відомо, що β-ЦД можна розглядати як
кристалогідрат, де частина молекул води
міститься у внутрішній порожнині β-ЦД, а
інша частина – в просторі між макроцик
лами [11]. Втрата ваги вихідного СБ-β-ЦД
при Т = 70 °С пов'язана з виділенням води і
становить близько 13 мас.%. При утворен-
ні комплексу включення частина молекул
води в порожнині СБ-β-ЦД заміщується
молекулами-«гостями», тому для комп-
лексу втрата ваги становить лише 5 мас.%,
тоді як для механічної суміші – 10 мас.%
(рис. 5).
Результати ДСК-дослідження вихідних
компонентів, механічної суміші ІР-СБ-β-ЦД
1:1 і отриманої бінарної сполуки, представ-
лені на рис. 6, підтверджують утворення
комплексу включення між ІР та СБ-β-ЦД.
Коли молекула-«гість» входить у порожни-
ну β-ЦД, її теплофізичні характеристики
змінюються. Так, на термограмі нагрівання
вихідної ІР (рис. 6, крива 2) можна побачи-
Л. В. Кобріна, В. В. Бойко, Г. Є. Глієва, С. В. Рябов, С. П. Рогальський, К. В. Янова
55https://ucj.org.ua
УХЖ № 1 / ТОМ 88
ти два ендотермічних піки плавлення при 21
і 71 °С. На ДСК-кривій вихідного СБ-β-ЦД
(рис. 6, крива 1) спостерігається ендотер-
мічний пік за 64 °С, зумовлений виділенням
фізично зв’язаної води з β-ЦД. На термогра-
мі механічної суміші 1:1 (рис. 6, крива 3) ре
єструються характерні піки як для ІР (ендо-
термічні піки плавлення за 20 і 71 °С), так і
для вихідного СБ-β-ЦД – (невеличке плече
за 60°С). Водночас на термограмі нагріван-
ня отриманої бінарної сполуки фіксується
лише один ендопік в області 74 °С, що під-
тверджує утворення нової «системи» взає-
модії речовин – комплексу включення.
1 – вихідний СБ-β-ЦД;
2 – ІР;
3 – механічна суміш;
4 – асоційований комплекс включення ІР-СБ-β-ЦД.
Рис. 6. Термограми нагрівання зразків
комплексу включення між ІР та СБ-β-ЦД. Коли молекула-«гість» входить у порожнину β-
ЦД, її теплофізичні характеристики змінюються. Так, на термограмі нагрівання вихідної ІР
(рис. 6, крива 2) можна побачити два ендотермічних піки плавлення при 21 і 71 С. На ДСК-
кривій вихідного СБ-β-ЦД (рис. 6, крива 1) спостерігається ендотермічний пік за 64 С,
зумовлений виділенням фізично зв’язаної води з β-ЦД. На термограмі механічної суміші 1:1
(рис. 6, крива 3) реєструються характерні піки як для ІР (ендотермічні піки плавлення за 20 і
71 С), так і для вихідного СБ-β-ЦД – (невеличке плече за 60С). Водночас на термограмі
нагрівання отриманої бінарної сполуки фіксується лише один ендопік в області 74 С, що
підтверджує утворення нової «системи» взаємодії речовин – комплексу включення.
-50 0 50 100 150 200 250
-4
-3
-2
-1
0
ен
до
Температура, 0С
64
21
71
74
2
1 43
1 – вихідний СБ-β-ЦД;
2 – ІР;
3 – механічна суміш;
4 – асоційований комплекс включення ІР-СБ-β-ЦД.
Рис. 6. Термограми нагрівання зразків
Дослідження комплексу включення на основі ІР та СБ-β-ЦД методом піролітичної
мас-спектрометрії
Дослідження комплексу включення на основі ІР та СБ-β-ЦД проводили також
методом піролітичної мас-спектрометрії. Метод піролітичної мас-спектрометрії (ПМС) є
досить інформативним, його широко використовують для характеристики складних
Дослідження комплексу включення на ос-
нові ІР та СБ-β-ЦД методом піролітичної
мас-спектрометрії
Дослідження комплексу включення на
основі ІР та СБ-β-ЦД проводили також
методом піролітичної мас-спектрометрії.
Метод піролітичної мас-спектрометрії
(ПМС) є досить інформативним, його ши-
роко використовують для характеристики
складних органічних об’єктів, у тому числі
комплексів включення β-циклодекстрину
та його похідних із різними органічними
сполуками-«гостями» [12–22]. Метою цього
дослідження методом ПМС було встанов-
лення структурних особливостей комплек-
су включення ІР: СБ-β-ЦД. На рис. 7 наведе-
но термограми СБ-β-ЦД (крива 1), ІР (кри-
ва 2), їхньої механічної суміші (крива 3) та
комплексу (крива 4), а в табл. 1 – загальні
параметри піролізу досліджуваних зразків.
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
56 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
органічних об’єктів, у тому числі комплексів включення β-циклодекстрину та його похідних
із різними органічними сполуками-«гостями» [Ошибка! Источник ссылки не найден.–22].
Метою цього дослідження методом ПМС було встановлення структурних особливостей
комплексу включення ІР: СБ-β-ЦД. На рис. 7 наведено термограми СБ-β-ЦД (крива 1), ІР
(крива 2), їхньої механічної суміші (крива 3) та комплексу (крива 4), а в табл. 1 – загальні
параметри піролізу досліджуваних зразків.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
0
100
200
За
га
ль
ни
й
іо
нн
ий
с
тр
ум
, у
м.
од
.
Температура, оС
1
2
3
4
1 – СБ-β-ЦД;
2 – ІР;
3 – зразок 1 (механічна суміш 1:1);
4 – зразок 2 (комплекс 1:1).
Рис. 7. Температурна залежність загального іонного струму виділення летких
продуктів термодеструкції зразків
За підвищення температури до 100 оС загальний іонний струм летких продуктів
термодеструкції вихідного СБ-β-ЦД зростає до 50 ум.од. і залишається в межах (50±3) ум.од.
до температури 225 оС (рис. 7, крива 1). Далі на термограмі СБ-β-ЦД спостерігаємо два
вузьких піки терморозкладання: в області температур 225–275 оС із максимумом за 240 оС і
показником ЗІС J=129 ум.од. та в діапазоні 275–325 оС із максимумом за 295 оС і показником
ЗІС J=149 ум.од. (табл. 1).
Мас-спектр СБ-β-ЦД за температури 240 оС складається з 36 летких компонентів, які
характерні для β-ЦД та інших його похідних [16, 19, 21], а саме іонні фрагменти з m/z = 17
(ОН–); 18 (Н2О); 31 (CH2OH); 44(CH3CHO, CH2CHOH); 45(CH3CHOH; 60(O=CH–CH2OH); 73
(HOCCH2CHOH). Крім того, він налічує іонні фрагменти, що утворюються при руйнуванні
сульфобутилової групи СБ-β-ЦД: m/z = 27 (C2H3); 28 (C2H4); 29 (C2H5); 39 (C3H3); 41 (C3H5) ;
42 (C3H6) ; 43 (C3H7) ; 44 (C3H8) ; 54 (C4H6);55 (C4H7); 57 (C4H9); 69 (C4H5О); 70 (C4H6О);71
1 – СБ-β-ЦД;
2 – ІР;
3 – зразок 1 (механічна суміш 1:1);
4 – зразок 2 (комплекс 1:1).
Рис. 7. Температурна залежність загального
іонного струму виділення летких
продуктів термодеструкції зразків
За підвищення температури до 100 оС
загальний іонний струм летких продуктів
термодеструкції вихідного СБ-β-ЦД зро-
стає до 50 ум.од. і залишається в межах
(50±3) ум.од. до температури 225 оС (рис. 7,
крива 1). Далі на термограмі СБ-β-ЦД
спостерігаємо два вузьких піки термороз-
кладання: в області температур 225–275 оС
із максимумом за 240 оС і показником ЗІС
J=129 ум.од. та в діапазоні 275–325 оС із
максимумом за 295 оС і показником ЗІС
J=149 ум.од. (табл. 1).
Мас-спектр СБ-β-ЦД за температури
240 оС складається з 36 летких компонен-
тів, які характерні для β-ЦД та інших його
похідних [16, 19, 21], а саме іонні фрагмен-
ти з m/z = 17 (ОН–); 18 (Н2О); 31 (CH2OH);
44(CH3CHO, CH2CHOH); 45(CH3CHOH;
60(O=CH–CH2OH); 73 (HOCCH2CHOH).
Крім того, він налічує іонні фрагменти, що
утворюються при руйнуванні сульфобу-
тилової групи СБ-β-ЦД: m/z = 27 (C2H3);
28 (C2H4); 29 (C2H5); 39 (C3H3); 41 (C3H5);
42 (C3H6); 43 (C3H7); 44 (C3H8); 54 (C4H6);
55 (C4H7); 57 (C4H9); 69 (C4H5О); 70 (C4H6О);
71 (C4H7О) та ін. (табл. 1). А за температу-
ри 295 оС у мас-спектрі реєструють також
такі леткі компоненти, як О2 (m/z = 32); HS
(m/z = 33); H2S (m/z = 34) (табл. 2). Причо-
му останні входять до числа 10-ти іонних
фрагментів, що мають найбільшу питому
інтенсивність (табл. 3).
Таблиця 1
Температура розкладання (Т), загальний іонний струм (J) та кількість іонних фраг-
ментів (К) за піролізу СБ-β-ЦД, ІР, суміші СБ-β-ЦД з ІР (1:1) та комплексу СБ-β-ЦД з
ІР (1:1)
Об’єкт дослідження Температура (Т),оС Загальний іонний
струм (J), ум. од.
Кількість іонних
фрагментів, (К) од.
СБ-β-ЦД
100
240
295
52
129
149
6
36
35
ІР
100
310
400
48
188
119
17
97
31
Л. В. Кобріна, В. В. Бойко, Г. Є. Глієва, С. В. Рябов, С. П. Рогальський, К. В. Янова
57https://ucj.org.ua
УХЖ № 1 / ТОМ 88
Об’єкт дослідження Температура (Т),оС Загальний іонний
струм (J), ум. од.
Кількість іонних
фрагментів, (К) од.
Суміш СБ-β-ЦД з ІР
(1:1)
100
240
300
53
128
138
17
80
57
Комплекс СБ-β-ЦД з
ІР (1:1)
100
260
300
64
148
146
5
83
61
Як видно з термограми іонної рідини
(рис. 7, крива 2), до 200 оС ця сполука по-
вільно деструктує, показник загального
іонного струму за цієї температури стано-
вить 68 ум.од. Далі загальний іонний струм
виділення летких компонентів термоде-
струкції ІР різко зростає, збільшуючись
у 2,8 рази за 310 оС (J=188 ум.од.) з утво-
ренням 97 іонних фрагментів (табл. 1), що
може свідчити про значну термодеструк-
цію молекул ІР, яка відбувається в інтер-
валі температур 200–340 оС. Але повністю
ця сполука не розкладається. Так, за 340 оС
показник загального іонного струму (ЗІС)
становить 119 ум.од. і залишається таким
до 400 оС (табл. 1). Найбільшу питому ін-
тенсивність у мас-спектрі ІР за 310 оС має
леткий з m/z = 79, який можна ідентифіку-
вати як піридин (табл. 2, табл. 3).
Продовження таблиці 1
Таблиця 2
Імовірний склад іонних фрагментів та інтенсивність їхнього виділення (I) у
мас-спектрах за піролізу СБ-β-ЦД, іонної рідини, суміші СБ-β-ЦД з іонною рідиною
(1:1) та комплексу СБ-β-ЦД з іонною рідиною (1:1)
m/z Іонний фрагмент
Питома інтенсивність (Iх104), ум.од
СБ-β-ЦД ІР Суміш СБ-β-ЦД з
ІР (1:1) (зразок 1)
Комплекс СБ-β-ЦД
з ІР (1:1) (зразок 2)
240 oC 295 oC 310 oC 240 oC 300 oC 260 oC 300 oC
1 2 3 4 5 6 7 8 9
15 CH3
- 0,07 0,02 0,12 0,18 0,03 0,38 0,09
16 CH4 0,04 0,11 - 0,08 0,13 0,21 0,18
17 OH- 0,57 2,74 0,27 1,32 2,24 2,30 3,03
18 H2O 2,81 8,06 1,37 7,10 8,90 7,59 11,65
20 HF - - 1,38 1,11 0,23 0,07 0,10
26 CN - - 1,00 0,23 0,08 0,30 0,20
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
58 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
1 2 3 4 5 6 7 8 9
27 C2H3, CHN 0,13 0,12 2,05 0,45 0,24 0,76 0,32
28 CO, C2H4, CH2N 0,29 0,25 1,92 0,73 0,58 1,66 0,64
29 C2H5,CHO,
CH3N
0,26 1,00 2,78 0,89 0,47 1,73 0,11
30 C2H6, CH4N - - 0,52 0,23 - 0,33 -
31 CH2OH 0,16 0,05 - 0,50 0,06 1,33 0,07
32 O2 - 0.43 - 0,21 0,72 0,39 0,86
33 HS - 0,34 - - 0,61 - 0,89
34 H2S - 1,12 - - 1,78 - 4,24
38 C2N - - 0,47 0,12 0,02 0,13 0,07
39 C3H3, C2HN 0,11 0,14 3,04 0,62 0,36 0,91 0,50
40 C2H2N - - 0,59 0,13 0,03 0,28 0,02
41 C3H5, C2H3N 0,31 0,25 7,41 1,20 0,63 1,34 0,46
42 C3H6, C2H4N 0,46 0,12 3,60 1,24 0,42 2,40 0,26
43 C3H7, CH2CHO,
C2H5N
0,38 0,22 8,97 1,93 0,92 2,74 0,42
44
C3H8 , CO2,
CH3CHO,
CH2CHOH,
C2H6N
0,96 0,98 0,64 2,16 1,76 3,97 2,52
45 CОOH,
CH3CHOH 0,09 0,05 - 0,16 0,12 0,60 0,31
48 C4 - - 0,60 - 0,10 0,07 -
49 C4H - - 2,48 - - - 0,01
50 C4H2 - - 1,38 0,26 0,03 0,20 0,08
51 C4H3 - - 3,01 0,54 0,10 0,41 0,16
52 C4H4 - - 6,21 1,54 - 0,84 0,06
53 C4H5 - - 1,36 0,31 0,16 0,35 0,26
54 C4H6 0,29 0,11 0,64 0,67 0,37 1,43 0,37
55 C4H7 , C3H5N 0,20 0,14 4,88 1,00 0,54 1,26 0,37
56 C3H6N - - 5,23 0,66 0,38 0,85 0,22
57 C4H9 , C3H7N 0,39 0,07 6,75 1,17 0,69 1,84 0,27
58 C3H8N - - 0,36 0,05 0,10 0,23 0,27
Продовження таблиці 2
Л. В. Кобріна, В. В. Бойко, Г. Є. Глієва, С. В. Рябов, С. П. Рогальський, К. В. Янова
59https://ucj.org.ua
УХЖ № 1 / ТОМ 88
1 2 3 4 5 6 7 8 9
60 CH3-CОOH 0,47 0,09 - 0,49 0,20 2,16 0,37
64 C4H2N, C5H4 - - - - 0,35 0,15 0,03
65 C4H3N, C5H5 - - 0,16 - - - -
66 C4H4N, C5H6 - - 0,14 - - - -
67 C4H5N, C5H7 - - 0,61 0,15 0,11 0,13 0,03
68 C4H6N, C5H8 - - 0,70 0,18 0,10 0,30 0,02
69 C4H5O,
C4H7N,C5H9
0,20 - 2,85 0,60 0,42 1,06 0,24
70
C4H6O,
C4H8N,
C5H10
0,14 - 3,77 0,57 0,29 0,90 0,18
71
C4H7O,
C4H9N,
C5H11
0,15 - 3,08 0,63 0,39 0,88 0,17
72 C4H10N,
C5H12
- - 0,23 0,12 - 0,36 -
73 C4H9O 0,33 0,07 - 0,30 0,13 0,09 0,14
74 C4H10O 0,04 - - 0,08 - 0,28 -
75 C6H3 - - 0,17 - - - -
76 C6H4 - - 0,12 - - - -
77 C5H3N, C6H5 - - 0,16 - - - 0,03
78 C5H4N, C6H6 - - 1,57 0,24 - 0,19 0,03
79 C5H5N, C6H7 - - 12,19 2,05 0,04 1,02 -
80 C5H6N, C6H8,SO3 - - 1,21 0,33 - - -
81 C5H7N, C6H9 - - 0,43 0,20 0,05 0,22 0,03
82 C5H8N, C6H10 - - 0,54 0,18 0,05 0,21 0,03
83 C5H9N, C6H11 - - 1,98 0,29 0,28 0,35 0,15
84 C5H8O,
C5H10N, C6H12
- 0,13 1,95 0,30 0,38 0,43 0,61
85 C5H11N, C6H13 - - 2,35 0,38 0,29 0,30 0,26
86 C6H14 - - 0,23 - - 0,05 0,09
91 C6H5N, C7H7 - - 0,12 - 0,02 0,01 0,10
92 C6H6N, C7H8 - - 0,22 - - - -
93 C6H7N, C7H9 - - 0,47 0,11 0,01 - -
Продовження таблиці 2
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
60 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
1 2 3 4 5 6 7 8 9
94 C6H8N, C7H10 - - 0,24 0,12 - - -
95 C6H9N, C7H11 - - 0,20 0,28 - 0,30 -
96 C6H10N, C7H12 - - 0,27 0,18 - 0,22 -
97 C6H11N, C7H13 - - 1,07 0,46 0,29 0,57 0,28
98 C6H12N, C7H14 0,18 - 1,07 0,36 0,13 0,56 0,07
99 C6H13N, C7H15 - - 0,37 0,08 - 0,12 -
106 C7H8N, C8H10 - - 0,55 0,04 - 0,02 -
107 C7H9N, C8H11 - - 1,26 - - - -
108 C7H10N, C8H12 - - 0,15 - - - -
111 C7H13N, C8H15 - - 0,46 0,09 0,06 0,19 -
112 C7H14N, C8H16 - - 0,63 0,03 - 0,10 0,03
113 C7H15N, C8H17 - - 0,32 - - 0,16 -
118 C8H8N, C9H10 - - 0,19 - - - -
120 C8H10N, C9H12 - - 0,76 - - - -
126 C8H16N, C9H18 - - 0,31 0,29 - 0,59 0,01
127 C8H17N, C9H19 - - 0,23 - - - -
129 C8H19N, C9H20 - - 0,19 0,14 - 0,04 -
149 C6H13O4 0,10 0,14 - 0,15 0,09 0,13 0,14
155 C11H23 - - 0,19 0,03 - - -
156 C11H24 - - 0,55 0,40 - - -
168 C12H24 - - 0,45 - - -
170 C12H26 - - 0,63 - - - -
232 C11H21- C5H5N - - 0,15 - - - -
246 C12H23- C5H5N - - 3,13 - - - -
247 C12H24- C5H5N - - 1,22 1,61 - - -
248 C12H25- C5H5N - - 1,25 0,58 - - -
Продовження таблиці 2
Л. В. Кобріна, В. В. Бойко, Г. Є. Глієва, С. В. Рябов, С. П. Рогальський, К. В. Янова
61https://ucj.org.ua
УХЖ № 1 / ТОМ 88
У мас-спектрі ІР є всі леткі продукти з
масовими числами, які характерні для пі-
ридину (m/z = 79, 52, 51, 50, 78, 39, 53, 49,
38, 80) [23]. До десяти летких продуктів із
найбільшою питомою інтенсивністю вхо-
дить також частина молекули ІР без угру-
пування ВF4
–, а саме іонні фрагменти (ІФ) із
m/z = 246 (C12H23–C5H5N) (табл. 2, табл. 3).
У мас-спектрі за цієї температури реєстру-
ють фрагменти з m/z = 232 (C11H21–C5H5N);
247 (C12H24–C5H5N); 248 (C12H25–C5H5N), а
також леткий компонент із m/z = 20, який
можна ідентифікувати як фтористий гід-
роген (HF). Остання сполука входить до
летких продуктів із найбільшою питомою
інтенсивністю досліджуваної ІР за темпе-
ратури 400 оС (табл. 3).
Таблиця 3
Перелік найінтенсивніших іонних фрагментів у мас-спектрах СБ-β-ЦД, ІР та сумі-
ші й комплексу СБ-β-ЦД з ІР (1:1)
Склад зразків
Масове число (m/z ) / Питома інтенсивність (Iх104), ум. од.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
СБ-β-ЦД
240 oC 18/
2,81
44 /
0,96
17/
0,57
60/
0,47
42 /
0,46
57 /
0,39
43 /
0,38
73/
0,33
41 /
0,31
28 /
0,29
295 oC 18/
8,06
17/
2,74
34/
1,12
29/
1,00
44/
0,98
32/
0,43
33/
0,34
41 /
0,25
28 /
0,25
43 /
0,22
ІР
310 oC 79 /
12,19
43 /
8,97
41 /
7,41
57 /
6,75
52 /
6,21
56 /
5,23
55 /
4,88
70/
3,77
42 /
3,60
246 /
3,13
400 oC 43 /
0,59
55 /
0,43
41 /
0,39
57 /
0,38
56 /
0,34
18 /
0,31
20 /
0,29
70/
0,26
42 /
0,23
69 /
0,22
Суміш СБ-β-ЦД
з ІР (1:1) 240 oC
300 oC
18/
7,10
18/
8,90
44 /
2,16
47 /
2,24
79/
2,05
34/
1,78
43/
1,93
44/
1,76
247 /
1,61
43 /
0,92
52 /
1,54
32/
0,72
17/
1,32
57 /
0,69
42 /
1,24
41
/0,63
41/
1,20
33 /
0,61
57/
1,17
28 /
0,58
Комплекс СБ-β-
ЦД з ІР (1:1)
260 oC
300 oC
18 /
7,59
18 /
11,65
44
/3,97
34/
4,24
43/
2,74
17 /
3,03
42/
2,40
44
/2,52
17 /
2,30
33 /
0,89
60 /
2,16
32/
0,86
57 /
1,84
28 /
0,64
29 /
1,73
84 /
0,61
28 /
1,66
39 /
0,50
54 /
1,43
41 /
0,46
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
62 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Температурна залежність загального
іонного струму виділення летких продук-
тів термодеструкції суміші СБ-β-ЦД з ІР
(1:1) (рис. 7, крива 3) містить три піки тер-
мо-розкладання. Невеликий пік спостері-
гається в області температур 25–150 оС із
максимумом за 100 оС, коли утворюються
17 іонних фрагментів із загальним показ-
ником іонного струму J=53 ум.од. До скла-
ду ІФ у мас-спектрі суміші за 100 оС входять
леткі продукти, які реєструють у мас-спект
рах обох сполук (m/z = 17, 18, 43, 55, 57, 69,
71, 97, 149). Від 200 оС показник ЗІС стрім-
ко зростає і за 240 оС становить 128 ум.од.
У мас-спектрі за цієї температури реєстру-
ють 80 іонних фрагментів, утворених пере-
важно за рахунок термодеструкції ІР, у тому
числі леткі з m/z = 18, 20, 44, 79, 43, 247, 52,
17, 42, 41, 57, 248 та інші, але є й продукти,
що належать до спектру СБ-β-ЦД: m/z = 18,
31, 44, 45, 60, 73 (табл. 2, 3). Від 240 оС до
320 оС показник ЗІС залишається в межах
128–131 ум.од., але невеликий пік спостері-
гаємо в межах 290–305 оС із максимумом за
300 оС. За температури 300 оС утворюють-
ся 57 летких продуктів із показником ЗІС
J=138 ум.од. (табл. 1). У мас-спектрі суміші
за 300 оС реєструють леткі, що входять до
спектрів обох сполук, зокрема й характерні
для сульфогрупи СБ-β-ЦД (m/z = 32, 33, 34)
(табл. 2).
Термограма зразка 2 (рис. 7, крива 4)
також налічує три піки терморозкладан-
ня. Як і для суміші, перший інтервал тер-
модеструкції лежить у межах температур
25–150 оС із максимумом за 100 оС. Але
кількість ІФ, які реєструють у мас-спектрі,
більш ніж утричі менша, ніж у суміші (5
проти 17). На 20 оС зсувається у бік вищої
температури максимум терморозкладання
на другій стадії (260 оС проти 240 оС). Такі
результати можуть підтверджувати факт,
що зразок 2 є комплексом включення між
СБ-β-ЦД та ІР. Водночас кількість летких
продуктів та їхня питома інтенсивність за
260 оС і 300 оС у зразку 2 більша порівня-
но зі зразком 1. Особливо зростає питома
інтенсивність летких продуктів, характер-
них для СБ-β-ЦД. Наприклад, порівняно з
вихідним СБ-β-ЦД цей показник зростає
для леткого з m/z = 31 у 5 разів; із m/z = 32
у 2 рази; з m/z = 33 у 2,6 рази; з m/z = 44
у 4 рази; з m/z = 451 у 7 разів; з m/z = 60
у 4,6 рази. Натомість зменшується питома
інтенсивність іонних фрагментів, харак-
терних для ІР. Відсутні в мас-спектрі зразка
2 леткі фрагменти з масовими числами по-
над m/z = 149.
ВИСНОВКИ. Таким чином, аналізуючи
одержані результати, можна стверджувати,
що ІР та СБ-β-ЦД утворюють асоційований
комплекс включення шляхом входження
довгого алкільного ланцюга ІР у гідрофоб-
ну порожнину СБ-β-ЦД й, імовірно, може
мати наступний вигляд:
Рис. 8. Схема утворення асоційованого комп
лексу включення ІР та СБ-β-ЦД
характерних для СБ-β-ЦД. Наприклад, порівняно з вихідним СБ-β-ЦД цей показник зростає
для леткого з m/z = 31 у 5 разів; із m/z = 32 у 2 рази; з m/z = 33 у 2,6 рази; з m/z = 44 у 4 рази; з
m/z = 451 у 7 разів; з m/z = 60 у 4,6 рази. Натомість зменшується питома інтенсивність іонних
фрагментів, характерних для ІР. Відсутні в мас-спектрі зразка 2 леткі фрагменти з масовими
числами понад m/z = 149.
ВИСНОВКИ. Таким чином, аналізуючи одержані результати, можна стверджувати, що ІР та
СБ-β-ЦД утворюють асоційований комплекс включення шляхом входження довгого
алкільного ланцюга ІР у гідрофобну порожнину СБ-β-ЦД й, імовірно, може мати наступний
вигляд:
Рис. 8. Схема утворення асоційованого комплексу включення ІР та СБ-β-ЦД
Оскільки зв’язки сульфогрупи з глюкопіранозним циклом β-ЦД послаблюються, це може
свідчити про додаткові взаємодії між ІР та СБ-β-ЦД.
Методом Хігучі і Коннорса було визначено константу стійкості комплексу СБ-β-ЦД з ІР (К =
72,4 М–1), яка вказує на утворення доволі стійкої сполуки. Із використанням методу
пластинки Вільгельмі зафіксовано зростання поверхневого натягу розчинів із різним вмістом
СБ-β-ЦД, що може слугувати додатковим свідченням утворення асоційованого комплексу
включення між СБ-β-ЦД та ІР. Аналіз результатів ТГА для вихідних ІР і СБ-β-ЦД, їхньої
механічної суміші і досліджуваної сполуки є додатковим фактом, який підтверджує велику
імовірність утворення асоційованого комплексу включення типу «гість – господар», тому що
втрата фізично зв’язаної води становить 5 мас.%, що вказує на те, що порожнина
циклодекстрину зайнята молекулою ІР. Результати ДСК-дослідження також фіксують
ассоціатів між ІР та СБ-β-ЦД, наприклад, на термограмі нагрівання отриманої сполуки
фіксуємо лише один ендопік в області 74 С, що підтверджує утворення нової
супрамолекулярної системи, а саме асоційованого комплексу включення.
Л. В. Кобріна, В. В. Бойко, Г. Є. Глієва, С. В. Рябов, С. П. Рогальський, К. В. Янова
63https://ucj.org.ua
УХЖ № 1 / ТОМ 88
Оскільки зв’язки сульфогрупи з глюко-
піранозним циклом β-ЦД послаблюються,
це може свідчити про додаткові взаємодії
між ІР та СБ-β-ЦД.
Методом Хігучі і Коннорса було ви-
значено константу стійкості комплексу
СБ-β-ЦД з ІР (К = 72,4 М–1), яка вказує на
утворення доволі стійкої сполуки. Із вико-
ристанням методу пластинки Вільгельмі
зафіксовано зростання поверхневого на-
тягу розчинів із різним вмістом СБ-β-ЦД,
що може слугувати додатковим свідченням
утворення асоційованого комплексу вклю-
чення між СБ-β-ЦД та ІР. Аналіз результа-
тів ТГА для вихідних ІР і СБ-β-ЦД, їхньої
механічної суміші і досліджуваної сполуки
є додатковим фактом, який підтверджує
велику імовірність утворення асоційовано-
го комплексу включення типу «гість – гос
подар», тому що втрата фізично зв’язаної
води становить 5 мас.%, що вказує на те, що
порожнина циклодекстрину зайнята моле-
кулою ІР. Результати ДСК-дослідження та-
кож фіксують ассоціати між ІР та СБ-β-ЦД,
наприклад, на термограмі нагрівання отри-
маної сполуки фіксуємо лише один ендопік
в області 74 °С, що підтверджує утворення
нової супрамолекулярної системи, а саме
асоційованого комплексу включення.
Роботу виконано в рамках Ці-
льової програми наукових дослі-
джень Відділення хімії НАН Укра-
їни «Фундаментальні дослідження
за пріоритетними напрямами хі-
мії», державний реєстраційний но-
мер теми 0117U004028.
PECULIARITIES OF COMPLEX FORMATION IN
THE SULFOBUTYL ETHER-β-CYCLODEXTRIN -
IONIC LIQUID SYSTEM
L. Kobrina1*, V. Boiko 1, H. Hliieva 1,
S. Riabov1, S. Rogalsky 2, K. Yanova3
1 Institute of Macromolecular Chemistry the Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine;
Kharkiv highway, 48, Kyiv, 02160
2 V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry
and Petrochemistry the NAS of Ukraine;
street Murmanska 1, Kyiv 02660
3 Ukrainian State University of Chemical Tech-
nology;
ave. Gagarina, 8, Dnipro 49000, Dnipropetrovsk
region
*Email: kobrina.larisa@gmail.com
The inclusion complexation of sulfobutyl
ether-β-cyclodextrin sodium salt (SBECD) -
ionic liquid (IL) has been investigated by a
series of appropriate methods. The stability
constant of the complex of SBECD-IL (K =
72.4 m-1) was determined by the method of Hi-
guchi and Connors. An increase in the surface
tension of solutions with different SBECD’s
content was recorded by using the method of
Wilhelm's plate, which could serve as an addi-
tional evidence of the formation of inclusion
complex between SBECD and IL. Analysis
of the TGA results provided for the initial IL
and SBECD, their mechanical mixture and the
complex elaborated allows us to conclude that
the "guest-host" type complexation is emerged.
Differential scanning calorimetry (DSC) data
also confirmed the formation of inclusion
complex between SBECD and IL. While the
guest molecule is incorporated into cyclodex-
trin cavity, its thermal properties are changed.
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
64 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
So, the loss of physically bonded water in the
complex is equal to 5% by weight, indicating
the IL’s molecule being located in the SBECD’s
hydrophobic cavity. The thermogram of inclu-
sion complex demonstrates just one endother-
mic peak at 74 oC. The complex is formed by
entering the long alkyl chain of ionic liquid into
the hydrophobic cavity of SBECD. Since the
bonds of sulfo groups and β-СD’s glucopyran
cycles become weaker, this may testify an ad-
ditional interactions between SBECD and IL.
With thermograviometric analysis (TGA) of
the original IL and SBECD, their mechanical
mixture and the test compound fixed the for-
mation of not a classical complex, but an asso-
ciated complex of inclusion type "guest-host",
which is formed by entering a long alkyl chain
IL in the hydrophobic cavity SBECD.
Key words: ionic liquid, sulfobutyl ether-β-
cyclodextrin sodium salt, inclusion complex.
ЛІТЕРАТУРА
1. Dias A., Marceneiro S., Braga M., Coelho J.,
Ferreira A., Simões P., Veiga H., Tomé L., Mar-
rucho I., Esperança J., Matias A., Duarte C.,
Rebelo L., De Sousa H. Phosphonium-based
ionic liquids as modifiers for biomedical grade
poly(vinyl chloride). Acta Biomater, 2012. 3.
pp. 1366–1379.
2. Docherty K., Kulpa C. Toxicity and antimicro-
bial activity of imidazolium and pyridinium
ionic liquids. Green Chem., 2005. 7. pp. 185–
189.
3. Carson L., Chau P., Earle M., Gilea M., Gilmore
B., Gorman S., McCann M., Seddon K. Antibi-
ofilm activities of 1-alkyl-3-methylimidazoli-
um chloride ionic liquids. Green Chem, 2009.
11. pp. 492–497.
4. Coleman D., Špulàk M., Garcia M. T., N. Ga
thergood N. Antimicrobial toxicity studies of
ionic liquids leading to a ‘hit’ MRSA selective
antibacterial imidazolium salt. Green Chem.,
2012. 14. pp. 1350–1356.
5. Година Д. М., Метелиця Л. О., Пархоменко
В. І., Рогальський С. П. Синтез та антимі-
кробна активність водонерозчинних іон-
них рідин з катіоном 1 алкіл 3 метиліміда-
золію. Ukrainica Bioorganica Acta, 2014. 1.
pp. 18–23.
6. Yifeng He, Qingde Chen, Chao Xu, Jingjing
Zhang, and Xinghai Shen Interaction between
Ionic Liquids and β-Cyclodextrin: A Dis
cussion of Association Pattern. J. Phys. Chem.
B., 2009. 113. pp. 231–238.
7. Поверхностные явления и поверхностно-
активные вещества / под. ред. А. А. Аб
рамзона, Е. Д. Щукина. Л.: Химия, 1984.
392 с.
8. Файнерман А. Е., Липатов Ю. С., Кулик
В. М. [и др.] Простой метод определения
поверхностного натяжения и краевых
углов смачивания гидкостей. Коллоид.
журнал, 1970. 32. С. 620–623.
9. Краткий справочник по химии / под ред.
О. Д. Куриленко. Киев: Наукова думка,
1965. 835 с.
10. Смирнова Н. А., Сафонова Е. А. Ионные
жидкости как поверхностно-активные ве-
щества. Журнал физической химии, 2010.
84 (10). С. 1857–1867.
11. Panova I.G., et al. Structural arrangement of
inclusion complexes of β-cyclodextrin with
poly(propylene oxide). Высокомолекуляр-
ные соединения. Серия А, 2001. 43(7):
1228–1236.
12. Бейнон Дж. Мас-спектрометрия и ее при-
менение в органической химии; пер. с англ.
М.: Мир, 1964. 701 с.
13. Хмельницкий Р. А., Лукашенко И. М., Брод
ский Е. С. Пиролитическая масс-спектро-
метрия высокомолекулярных соедине-
ний. – М. : Химия, 1980. – 280 с.
14. Рябов С. В., Бойко В. В., Бортницький В. І.,
Дмитрієва Т. В., Осташко В. В., Керча Ю. Ю.
Дослідження методом піролітичної мас-
спектрометрії комплексів включення між
Л. В. Кобріна, В. В. Бойко, Г. Є. Глієва, С. В. Рябов, С. П. Рогальський, К. В. Янова
65https://ucj.org.ua
УХЖ № 1 / ТОМ 88
діючою речовиною лікарського препарату
«німодіпін» та β-циклодекстринами. Жур-
нал органічної та фармацевтичної хімії,
2011. 9 (1). С. 76–80.
15. Рябов С. В., Бойко В. В., Бортницький В. І.,
Дмитрієва Т. В., Бабич І. В., Керча Ю. Ю.
Мас-спектрометричне дослідження ком-
плексу включення β-циклодекстрину з аль-
буміном. Полімерний журнал, 2012. 34 (3).
С. 283–286.
16. Рябов С. В., Бойко В. В., Бортницький В. І.,
Дмитрієва Т. В., Кобріна Л. В., Осташко
В. В., Чарнецька Г. Г., Керча Ю. Ю. Дослі
дження методом піролітичної мас-спек-
трометрії комплексів включення β-цикло-
декстрину з 4-нітрофенолом та 1,5-дихлор-
пентаном. Полімерний журнал, 2009. 31
(4). С. 294–298.
17. Рябов С. В., Бойко В. В., Бортницький В. І.,
Дмитрієва Т. В., Кобріна Л. В., Керча Ю. Ю.
Мас-спектрометричне дослідження одер-
жаних у водному середовищі комплексів
включення сілілірованного похідного
β-циклодекстрину з органічними сполука-
ми. Укр. хім. журнал, 2009.75 (11). С. 58–63.
18. Рябов С. В., Бойко В. В., Бортницький В. І.,
Дмитрієва Т. В., Осташко В. В., Керча Ю. Ю.
Дослідження комплексів включення між
β-циклодекстринами та феноксатином
методом піролітичної мас-спектрометрії.
Полімерний журнал, 2010. 32 (2). С. 105–110.
19. Бабич І. В., Рябов С. В., Бойко В. В., Борт-
ницький В. І., Дмитрієва Т. В., Керча Ю. Ю.
Вплив замісників в β-циклодекстрині на
стабільність його комплексів включення
з феноксатином. Доповіді НАНУ, 2011. 5.
С. 145–149.
20. Бабич І. В., Рябов С. В., Бойко В. В., Борт-
ницький В. І., Дмитрієва Т. В., Керча Ю. Ю.
Комплекси включення циклодекстринів
з альбуміном. Доповіді НАНУ, 2013. 1.
С. 118–122.
21. Кобріна Л. В., Рябов С. В., Бойко В. В., Си-
нельников С. І., Бортницький В. І., Бандурі-
на Д. Ю., Москаленко О. В. Дослідження
комплексу включення карбоксиметильо-
ваного β-циклодекстрину з феноксатіїном.
Полімерний журнал, 2019. 41 (3). С. 107–
110.
22. Бойко В. В., Кобріна Л. В., Бортницький
В. І., Бандуріна Д. Ю., Рябов С. В. Дослід-
ження комплексів включення карбоксиме-
тильованого похідного β-циклодекст-рину
з лікарськими препаратами біфоназолом і
клотримазолом методом піролітичної мас-
спектрометрії. Полімерний журнал, 2020.
42 (3). С. 226–235.
23. Сидельников В. Н., Гурьянова Л. В., Уткин
В. А., Малахов В. В., Кольчин А. М. Ката-
лог сокращенных масс-спектров. Новоси-
бирск: Наука, 1981. 187 с.
REFERENCES
1. Dias A., Marceneiro S., Braga M., Coelho J.,
Ferreira A., Simões P., Veiga H., Tomé L., Mar-
rucho I., Esperança J., Matias A., Duarte C.,
Rebelo L., De Sousa H. Phosphonium-based
ionic liquids as modifiers for biomedical grade
poly(vinyl chloride). Acta Biomater. 2012, 3:
1366–1379.
2. Docherty K., Kulpa C. Toxicity and antimicro-
bial activity of imidazolium and pyridinium
ionic liquids. Green Chem. 2005, 7: 185–189.
3. Carson L., Chau P., Earle M., Gilea M., Gil-
more B., Gorman S., McCann M., Seddon K.
Antibiofilm activities of 1-alkyl-3-methylimi
dazolium chloride ionic liquids. Green Chem.
2009, 11: 492–497.
4. Coleman D., Špulàk M., Garcia M. T., Gather-
good N. Antimicrobial toxicity studies of ionic
liquids leading to a ‘hit’ MRSA selective anti-
bacterial imidazolium salt. Green Chem. 2012,
14: 1350–1356.
5. Hodyna D.M., Metelytsia L.A., Parkhomenko
V.I., Rogalsky S.P. Synthesis and antimicro-
bial activity of water-insoluble ionic liquids
based on 1-alkyl-3-methylimidazolium cati-
on. Ukrainica Bioorganica Acta. 2014, 1: 18–
23 (in Ukrainian).
6. Yifeng He, Qingde Chen, Chao Xu, Jingjing
Zhang, and Xinghai Shen Interaction between
ОСОБЛИВОСТІ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ СУЛЬФОБУТИЛОВИЙ ЕТЕР-β-ЦИКЛОДЕКСТРИН – ІОННА РІДИНА
66 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Ionic Liquids and β-Cyclodextrin: A Discus-
sion of Association Pattern. J. Phys. Chem. B.
2009, 113: 231–238.
7. Poverhnostnye javlenija i poverhnostno-ak-
tivnye veshhestva / Pod. red. A.A. Abramzona,
E.D. Shhukina. L.: Himija, 1984. 392 (in Rus-
sian).
8. Fajnerman A.E., Lipatov Ju.S., Kulik V.M. [i
dr.] Prostoj metod opredelenija poverhnostno-
go natjazhenija i kraevyh uglov smachivanija
gidkostej. Kolloid. Zhurnal. 1970, 32: 620–623
(in Russian).
9. Kratkij spravochnik po himii / Pod red. O.D.
Kurilenko. Kiev: Naukova dumka, 1965. 835
(in Russian).
10. Smirnova N.A., Safonova E.A. Ionic liquids as
surfactants. Russian Journal of Physical Chemi
stry A. 2010, 84 (10): 1857–1867 (in Russian).
11. Panova I.G., et al. Structural arrangement of
inclusion complexes of β-cyclodextrin with
poly(propylene oxide). Polymer Science. Se-
ries A. 2001; 43(7): 1228–1236 (іn Russian).
12. Bejnon Dzh. Mas-spektrometrija i eeprime-
nenie v organicheskojhimii. Per. sangl. M.:
Mir, 1964. 701 (in Russian).
13. Hmel'nickij R.A., Lukashenko I.M., Brodskij
E.S. Piroliticheskaja mass-spektro-metrija vy-
sokomolekuljarnyh soedinenij. M.: Himija,
1980. 280 (in Russian).
14. Ryabov S.V., Boyko V.V., Bortnitsky V.I., Dmi-
trieva T.V., Ostashko V.V., Kercha Yu.Yu. Ther-
mal mass spectrometry investigation of the
inclusion complexes between the active sub-
stance ‘nimodipine’ and β-cyclodextrin. Jour-
nal of Organic and Pharmaceutical Chemistry.
2011, 9 (1):76–80 (in Ukrainian).
15. Riabov S.V., Boyko V.V., Bortnytsky V.I.,
Dmytrieva T.V., Babych I.V., Kercha Yu.Yu.
Mass-spectrometry study of β-cyclodextrin
inclusion complex with albumin. Polymer
Journal. 2012, 34 (3): 283–286 (in Ukrainian).
16. Riabov S.V., Boyko V.V., Bortnitskiy V.I.,
Dmitrieva T.V., Kobrina L.V., Ostashko V.V.,
Charnetskaya A.G., Kercha Yu.Yu. Thermal
mass-spectrometry investigation of the inclu-
sion complexes of β-cyclodextrin with 4-ni-
trophenol and 1, 5-dichloropentane. Polymer
Journal. 2009, 31 (4): 294–298 (in Ukrainian).
17. Riabov S.V., Boyko V.V., Bortnitskiy V.I., Dmi-
trieva T.V., Kobrina L.V., Kercha Yu.Yu. Mass
spectrometric studies obtained in the aqueous
medium of the inclusion of β-cyclodextrin de-
rivatives with organic compounds. Ukrainian
Chemistry Journal. 2009, 75 (11): 58–63 (in
Ukrainian).
18. Riabov S.V., Boyko V.V., Bortnitskiy V.I., Dmi-
trieva T.V., Ostashko V.V., Kercha Yu.Yu.
Thermal mass-spectrometry investigation of
the inclusion complexes of β-cyclodextrins
with Phenoxathiin. Polymer Journal. 2010, 32
(2): 105–110 (in Ukrainian).
19. Riabov S. V., Boyko V. V., Bortnitskiy V. I.,
Dmitrieva T. V., Ostashko V. V., Babych I. V.,
Kercha Yu. Yu. Influence of substituent groups
in β-cyclodextrin on the stability of its inclu-
sion complexes with phenoxathiin. Reports of
the National Academy of Sciences of Ukraine.
2011, 5:145–149 (in Ukrainian).
20. Babych I. V., Riabov S. V., Boyko V. V., Dmi-
trieva T. V., Bortnitskiy V. I., Kozlov A. V., Ker-
cha Yu. Yu. Inclusion complexes of cyclodex-
trins with bovine serum albumin. Reports of
the National Academy of Sciences of Ukraine.
2013, 1: 118–122 (in Ukrainian).
21. Kobrina L.V., Boyko V.V., Riabov S.V., Sinel-
nikov S.I., Bortnitskiy V.I., Bandurina Daria,
Moskalenko Oleg. Investigation of the inclu-
sion complex of carboxymethylated β-Cyclo-
dextrin with Phenoxatiin. Polymer Journal.
2019, 41 (3): 107–110 (in Ukrainian).
22. Boyko V.V., Kobrina L., Bortnitsky V.I., Ban-
durina D., Riabov S. Study of carboxyme
thylated-β-cyclodextrin’ inclusion complexes
with bifonazole fnd clotrimazole by ther-
mal mass spectrometry. Polymer Journal.
2020, 42 (3): 226–235 (in Ukrainian).
23. Sidel'nikov V.N., Gur'janova L.V., Utkin V.A.,
Malahov V.V., Kol'chin A.M. Katalog sokrash-
hennyh mass-spektrov. Novosibirsk: Nauka,
1981. 187 (in Russian).
Стаття надійшла 11.01.2022.
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-400 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:07:44Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/34/68965e22f286650ec0fd44236dcb5b34.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-4002026-07-22T08:23:48Z PECULIARITIES OF COMPLEX FORMATION IN THE SULFOBUTYL ETHER-β-CYCLODEXTRIN - IONIC LIQUID SYSTEM Kobrina, Larisa Boyko, Valentina Hliieva, Halyna Riabov, Sergii Rogalsky, Sergiy Yanova, Karolina ionic liquid, sulfobutyl ether-β-cyclodextrin sodium salt, inclusion complex. The inclusion complexation of sulfobutyl ether-β-cyclodextrin sodium salt (SBECD) - ionic liquid (IL) has been investigated by a series of appropriate methods. The stability constant of the complex of SBECD-IL (K = 72.4 m-1) was determined by the method of Higuchi and Connors. An increase in the surface tension of solutions with different SBECD’s content was recorded by using the method of Wilhelm's plate, which could serve as an additional evidence of the formation of inclusion complex between SBECD and IL. Analysis of the TGA results provided for the initial IL and SBECD, their mechanical mixture and the complex elaborated allows us to conclude that the "guest-host" type complexation is emerged. Differential scanning calorimetry (DSC) data also confirmed the formation of inclusion complex between SBECD and IL. While the guest molecule is incorporated into cyclodextrin cavity, its thermal properties are changed. So, the loss of physically bonded water in the complex is equal to 5% by weight, indicating the IL’s molecule being located in the SBECD’s hydrophobic cavity. The thermogram of inclusion complex demonstrates just one endothermic peak at 74 oC. The complex is formed by entering the long alkyl chain of ionic liquid into the hydrophobic cavity of SBECD. Since the bonds of sulfo groups and β-СD’s glucopyran cycles become weaker, this may testify an additional interactions between SBECD and IL. With  thermograviometric analysis (TGA) of the original IR and SB-β-CD, their mechanical mixture and the test compound fixed the formation of not a classical complex, but an associated complex of inclusion type "guest-host", which is formed by entering a long alkyl chain IR in the hydrophobic cavity SB-β-CD. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2022-02-16 Article Article Organic chemistry Органическая xимия Органічна xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/400 10.33609/2708-129X.88.01.2022.49-66 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 88 No. 1 (2022): Ukrainian Chemistry Journal; 49-66 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 88 ##issue.no## 1 (2022): Ukrainian Chemistry Journal; 49-66 Український хімічний журнал; Том 88 № 1 (2022): Український хімічний журнал; 49-66 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/400/211 Copyright (c) 2022 Larisa Kobrina, Valentina Boyko, Halyna Hliieva, Sergii Riabov, Sergiy Rogalsky, Karolina Yanova https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Kobrina, Larisa Boyko, Valentina Hliieva, Halyna Riabov, Sergii Rogalsky, Sergiy Yanova, Karolina PECULIARITIES OF COMPLEX FORMATION IN THE SULFOBUTYL ETHER-β-CYCLODEXTRIN - IONIC LIQUID SYSTEM |
| title | PECULIARITIES OF COMPLEX FORMATION IN THE SULFOBUTYL ETHER-β-CYCLODEXTRIN - IONIC LIQUID SYSTEM |
| title_full | PECULIARITIES OF COMPLEX FORMATION IN THE SULFOBUTYL ETHER-β-CYCLODEXTRIN - IONIC LIQUID SYSTEM |
| title_fullStr | PECULIARITIES OF COMPLEX FORMATION IN THE SULFOBUTYL ETHER-β-CYCLODEXTRIN - IONIC LIQUID SYSTEM |
| title_full_unstemmed | PECULIARITIES OF COMPLEX FORMATION IN THE SULFOBUTYL ETHER-β-CYCLODEXTRIN - IONIC LIQUID SYSTEM |
| title_short | PECULIARITIES OF COMPLEX FORMATION IN THE SULFOBUTYL ETHER-β-CYCLODEXTRIN - IONIC LIQUID SYSTEM |
| title_sort | peculiarities of complex formation in the sulfobutyl ether-β-cyclodextrin - ionic liquid system |
| topic_facet | ionic liquid sulfobutyl ether-β-cyclodextrin sodium salt inclusion complex. |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/400 |
| work_keys_str_mv | AT kobrinalarisa peculiaritiesofcomplexformationinthesulfobutyletherbcyclodextrinionicliquidsystem AT boykovalentina peculiaritiesofcomplexformationinthesulfobutyletherbcyclodextrinionicliquidsystem AT hliievahalyna peculiaritiesofcomplexformationinthesulfobutyletherbcyclodextrinionicliquidsystem AT riabovsergii peculiaritiesofcomplexformationinthesulfobutyletherbcyclodextrinionicliquidsystem AT rogalskysergiy peculiaritiesofcomplexformationinthesulfobutyletherbcyclodextrinionicliquidsystem AT yanovakarolina peculiaritiesofcomplexformationinthesulfobutyletherbcyclodextrinionicliquidsystem |