Yugra State University BulletinYugra State University BulletinВестник Югорского государственного университета1816-92282078-9114Yugra State University1530210.17816/byusu20190182-87New materials and technologyНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИResearch ArticleDesing of optical chemosensors for detection of cyanide ions in water environmentsРазработка оптических хемосенсоров для обнаружения цианид-ионов в водных средахKudrevatykhAlexandra AlexandrovnaКудреватыхАлександра Александровна
Russian Federation

Junior Researcher, Institute of Oil and Gas

Младший научный сотрудник Института нефти и газа

Alexandra.korolkova@mail.ruKlimenkoLyubov StepanovnaКлименкоЛюбовь Степановна
Russian Federation

Doctor of Chemical Sciences; Professor, Institute of Oil and Gas

Доктор химических наук; Профессор Института нефти и газа Югорского государственного университета

L_klimenko@ugrasu.ruMartyanovTimofey PetrovichМартьяновТимофей Петрович
Russian Federation

Candidate of Chemical Science; Researcher, Institute of Problems of Chemical Physics, RAS, Chernogolovka

Кандидат химических наук; Научный сотрудник Института проблем химической физики РАН, г. Черноголовка

martyanov89@yandex.ruYugra State UniversityЮгорский государственный университет09032019151Вестник Югорского государственного университета828711072019Copyright ©; 2019, Kudrevatykh A.A., Klimenko L.S., Martyanov T.P.Copyright ©; 2019, Кудреватых А.А., Клименко Л.С., Мартьянов Т.П.2019Kudrevatykh A.A., Klimenko L.S., Martyanov T.P.Кудреватых А.А., Клименко Л.С., Мартьянов Т.П.http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0https://vestnikugrasu.org/byusu/article/view/15302

Molecular interactions with various anions in the form of tetrabutylammonium salts in DMSO and DMSO-aqueous mixture were studied spectrophotometrically. It turned out that the solutions of 1-hydroxy-2-acylaminoanthraquinones in DMSO, originally yellow, became dark purple with the addition of cyanide, fluoride, phosphate, and acetate ions. The addition of other salts did not cause changes in the absorption spectra. When switching to aqueous DMSO, a contrasting color change in the solution was observed only with the addition of the cyanide ion. The stability constants of the complexes and the metrological characteristics of the processes were determined. On the basis of 1hydroxy-2-benzoylaminoanthraquinone, colorimetric “test strips” were made and tested for the detection of CN-ions in an aqueous medium.

С целью разработки анионных рецепторов для обнаружения двух наиболее важных для окружающей среды анионов – фторида и цианида – были синтезированы новые лиганды на основе 1-гидрокси-2-ациламиноантрахинонов и изучены их сенсорные свойства. Спектрофотометрическим методом исследованы молекулярные взаимодействия с различными анионами в виде солей тетрабутиламмония в ДМСО и ДМСО-водной смеси. Оказалось, что растворы 1-гидрокси-2-ациламиноантрахинонов в ДМСО, первоначально желтого цвета, становились темно-фиолетовыми при добавлении цианид-, фторид-, фосфати ацетат-ионов. Добавление других солей не вызывало изменений в спектрах поглощения. При переходе к водному ДМСО контрастное изменение цвета раствора наблюдалось только при добавлении цианид-иона. Были определены константы устойчивости комплексов и метрологические характеристики процессов. На основе 1-гидрокси-2-бензоиламиноантрахинона были изготовлены и испытаны колориметрические «тест-полоски» для обнаружения CN-ионов в водной среде.

colorimetric sensorschemosensorcyanide ionanthraquinoneколориметрический сенсорхемосенсорцианид-ионантрахинонRussian foundation for basic research;Khanty-Mansi-Yugra autonomous okrug Administration; This work was financially supported by the Russian Federal Property Fund and the Government of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Ugra (project No. 18-43-860005).Российский фонд фундаментальных исследований; Правительство ХМАО-Югры; работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Правительства ХМАО-Югры (проект № 18-43-860005).Suksai, C. Chromogenic anion sensors / C. Suksai, T. Tuntulani // Chemical Society Reviews. – 2003. – Vol. 32. – P. 192–202.Рецепторы анионов / Н. А. Ициксон [и др.] // Успехи химии. – 2008. – Т. 77 (9). – С. 803–816.Saini, R. Quinones based molecular receptors for recognition of anion and metal ions / R. Saini, N. Kaur, S. Kumar // Tetrahedron. – 2014. – Vol. 70. – P. 4285–4307.Anion recognition and sensing in organic and aqueous media using luminescent and colorimetric sensors / T. Gunnlaugsson [et al.] // Coordination Chemistry Reviews. – 2006. – Vol. 250, iss. 23/24. – P. 3094.Lieberzeit, P. A. Chemosensors in environmental monitoring: challenges in ruggedness and selectivity / P. A. Lieberzeit, F. L. Dickert // Analytical and Bioanalytical Chemistry. – 2009. – Vol. 393. – P. 467–472.Wang, B. Сhemosensors: Principles, Strategies, and Applications / B. Wang, E. V. Anslyn. – Hoboken : John Wiley & Sons, Hoboken, 2011. – 498 р.Donagh, C. M. Optical Chemical Sensors / C. M. Donagh, C. S. Burke, B. D. MacCraith // Chemical Reviews. – 2008. – Vol. 108. – P. 400–422.Fluorescent chemosensors: the past, present and future / T. Gunnlaugsson [et al.] // Chemical Society Reviews. – 2017. – Vol. 46, № 23. – P. 7105–7123.Jackson, R. A review of rapid and field-portable analytical techniques for the diagnosis of cyanide exposure / R. Jackson, B. A. Logue // Analytica Chimica Acta. – 2017. – № 960. – P. 18–39.Udhayakumari, D. Chromogenic and fluorogenic chemosensors for lethal cyanide ion. A comprehensive review of the year 2016 / D. Udhayakumari // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2018. – Vol. 259. – P. 1022–1057.Сhemosensors: Principles, Strategies, and Applications. Eds E.V. Anslyn, B. Wang. Wiley, Hoboken, N.J. – 2011. – 498 р.Jayasudha, P. Highly selective colorimetric receptors for detection of fluoride ion inaqueous solution based on quinone-imidazole ensemble – Influence ofhydroxyl group / P. Jayasudha,R. Manivannan, K. P. Elango // Sensor and Actuators B: Chemical. – 2016. – Vol. 237. – P. 230– 238.Saini, R. Quinones based molecular receptors for recognition of anion and metal ions /R. Saini, N. Kaur, S. Kumar // Tetrahedron. – 2014. – Vol. 70. – P. 4285–4307.Файн, В. Я. 9,10-Антрахиноны и их применение / В. Я. Файн. – Москва : Центр фотохимии РАН, 1999. – 92 с.Sandwich-Type Complexes of Alkaline-Earth Metal Cations with a Bisstyryl Dye Containing Two Crown Ether Units / E. N. Ushakov [et al.] // Journal of Physical Chemistry A. – 1999. – Vol. 103. – P. 11188–11193.