分光光度法を用いた新規試薬による硫酸鉄（II）の高感度検出

Sensitive detection of iron (II) sulfate with a novel reagent using spectrophotometry.

• Funda Ozkok
• Yesim Muge Sahin
• Vildan Enisoglu Atalay
• Kamala Asgarova
• Nihal Onul
• Tunc Catal

抄録

本研究では、硫酸鉄(II)を分光光度法で高感度に検出するための新規試薬を開発した。1-クロロアントラキノン(1)と1-ドデカンチオール(2)の化学反応から、独自の反応法で新規チオアントラキノン誘導体である1-(ドデシルチオ)アントラセン-9,10-ジオン(3)を合成し、カタル試薬と呼ばれる新規試薬の調製に用いた。合成したチオアントラキノン類似体(3)をカラムクロマトグラフィーで精製し、その化学構造をフーリエ変換赤外分光法(FT-IR)、核磁気共鳴(NMR)分光法、質量分析法(MS)、紫外(UV)可視分光法などの分光学的手法で特徴づけた。開発したチオアントラキノン誘導体(3)の化学構造と分子構造をGaussView5とGaussian09プログラムを用いた計算手法で明らかにした。試薬の調製には、エタノール、メタノール、アセトニトリルを含む様々な溶媒を用いた。0.2mgmLから10mgmLまでの濃度範囲の硫酸鉄(II)ヘプタ水和物溶液を蒸留水で調製した。カタル試薬(0.816mM)の吸収スペクトルは、波長185nm〜700nmの間に3つのピークを示した。しかし、硫酸鉄(II)溶液の存在下でHOと30mMのクエン酸三ナトリウム二水和物混合物と反応させた後、単一のピークが観察され、安定した赤褐色/褐色の均質な溶液が得られた(λmax=304nm)。開発したプロトコールと試薬を用いて硫酸鉄(II)七水和物の次の濃度を調べ、304nm、0.2-1mgmLで分光光度測定した。硫酸鉄(II)の反応混合物の吸光度は48時間まで安定であった。この結果から、新規なカタルの試薬は、水溶液中の硫酸鉄（II）の感度の高い分光測光検出に使用できることが示された。

In this study, a novel reagent was developed for sensitive detection of iron (II) sulfate, spectrophotometrically. A novel thio-anthraquinone derivative, 1-(Dodecylthio)anthracene-9,10-dione (3), was synthesized from the chemical reaction of 1-Chloroanthraquinone (1) and 1-Dodecanethiol (2) by an original reaction method and was used in the preparation of the novel reagent called Catal's reagent. A synthesized thio-anthraquinone analogue (3) was purified by column chromatography, and its chemical structure was characterized by spectroscopic methods such as Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, mass spectrometry (MS), and ultraviolet (UV)-visible spectrophotometry. The chemical and molecular structure of the developed thio-antraquinone derivative (3) was illuminated using computational methods with the GaussView5 and Gaussian09 programs. Various solvents including ethanol, methanol, and acetonitrile were examined in the preparation of the reagent. A concentration range from 0.2 mg mL up to 10 mg mL of iron (II) sulfate heptahydrate solution in distilled water was prepared. The absorption spectra of Catal's reagent (0.816 mM) showed three peaks between 185 nm-700 nm of wavelength. However, after the reaction with HO and the 30 mM trisodium citrate dihydrate mixture in the presence of an iron sulfate (II) solution, a single peak was observed, producing a stable and reddish/brownish homogenous solution (λ max = 304 nm). The following concentrations of iron (II) sulfate heptahydrate was examined using developed protocol and the reagent, and the concentrations were measured spectrophotometrically at 304 nm, 0.2-1 mg mL. Absorbances of reaction mixtures of iron (II) sulfate remained stable up to 48 h. The results indicated that the novel Catal's reagent can be used for sensitive spectrophotometric detection of iron (II) sulfate in aqueous solutions.

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