zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1429Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESУстойчивость ацетил-, формил- и метоксифенилбороновых кислот к образованию бороксина и их использование для определения фторидов в стоматологических составах и напитках путем тушения флуоресценцииResistance of Acetyl-, Formyl-, and Methoxy-Phenylboronic Acids to Boroxine Formation and their Employment in Fluoride Determination of Dental Formulations and Beverages by Fluorescence QuenchingKilincЕ.KilincE.

Борнова Измир

Emrah Kilinc

Faculty of Pharmacy, Analytical Chemistry Department

Bornova Izmir

emrah.kilinc@ege.edu.trЭгейский университетEge University202325112023906969969Copyright © Kilinc Е., 20232023Kilinc Е.Kilinc E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1429

Фенилбороновые кислоты (ФБК) образуют устойчивые комплексы с фторидом. Изучены влияние типа (метокси-, формил- и ацетил-) и положения (орто-, мета- и пара-) электронодонорных замещений на гидролитическую стабильность и кислотность ФБК, а также их спектроскопические и физико-химические свойства и возможности использования при спектрофлуориметрическом определении фторида. Термическая стабильность, относительная предрасположенность и устойчивость к дегидроборированию родственных изомеров ФБК исследованы с помощью термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии. Реакция дегидроборирования приводит к синтезу новых родственных циклических безводных форм — бороксинов, которые четко различаются с помощью ИК-Фурье-спектроскопии. ФБК использованы при комплексообразовании фторида для его спектрофлуориметрического определения в стоматологических препаратах (зубных пастах и ополаскивателях для рта) и напитках (минеральных водах). Определение проведено по тушению флуоресценции ФБК с увеличением концентрации фторида. Уравнение регрессии y = –15.336x + 983.17 (R2 = 0.9931) линейное в диапазоне 1.4–3.0 мМ. Относительные ошибки определения составляют от –5.60 до +1.23, от –2.01 до +5.69 и от –4.16 до +2.54 % для зубных паст, ополаскивателей для рта и минеральных вод, соответственно, относительно уровней фторида в коммерческих образцах. Хемометрический анализ (кластерный анализ, анализ главных компонент (PCA)) проведен на тех же реальных образцах. Необработанные данные флуоресценции проверены методом PCA с целью их использования для хемометрического различения. Образцы в родственных группах различимы по дендограммам и графикам оценок. Показано спектрофлуориметрическое определение фторида на основе тушения родственных изомеров ФБК. Отмечен потенциал необработанных данных флуоресценции ФБК для хемометрического различения на родственных фармацевтических образцах.

Phenyl boronic acids (PBAs) form stable complexes with fluoride. The effect of type (methoxy-, formyland acetyl-) and position (ortho-, meta- and para-) of electron-donating substitutions on the hydrolytic stability and acidity of PBAs, as well as their spectroscopic and physicochemical properties and their usage in spectrofluorimetric fluoride determination, were investigated. Thermal stabilities, relative predisposition and resistance to dehydroboronation of related PBA isomers were investigated in detail and compared with the use of thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry profiles. Dehydroboronation reaction leads to the synthesis of related new cyclic anhydric forms – specifically named boroxines – which are clearly distinguished by Fourier transform infrared spectroscopy. PBAs were used for the complexation of fluoride for spectrofluorimetric fluoride determination in dental formulations (toothpastes (TPs) and mouth rinses (MRs)) and beverages (mineral waters (MiWs)). Determination was done by fluorescence quenching of PBAs in response to increasing fluoride concentration. The regression equation was y = –15.336x+983.17 (R2 = 0.9931), and was linear in the 1.4-3.0-mM range. Determinations were performed with relative errors (%) in a range of –5.60 to +1.23, –2.01 to +5.69 and –4.16 to +2.54 for MRs, TPs and MiWs, respectively relative to fluoride levels of commercial samples. Chemometric analyses (cluster analysis, CA, principal component analysis, PCA) were performed on the same real samples. Raw fluorescence data was investigated by PCA to check their significance in chemometric discrimination. Dendograms and score plots successfully discriminated samples in related groups. This is the first demonstration of spectrofluorometric fluoride determination based on the quenching of related isomers of PBAs thus far, also the potential of raw fluorescence data of these PBAs for chemometric discrimination studies on related pharmaceutical samples was highlighted for the first time.

ИК-Фурье-спектроскопиядифференциальная сканирующая калориметриятермогравиметрический анализтушение флуоресценциифенилбороновые кислотыбороксиныхемоинформатикаFourier transform infrared spectroscopydifferential scanning calorimetrythermogravimetric analysisfluorescence quenchingphenylboronic acidsboroxineschemoinformaticsThis work was supported by National Boron Research Institute (project No. BOREN-2008-Ç0138) and Ege University Scientific Research Projects Coordination Unit. (project No. 2008-BIL-002)ReferencesS. Pillitteri, P. Ranjan, E. V. Van der Eycken, U. K. Sharma, Adv. Synth. Catal., 364, 1643–1665 (2022), doi: 10.1002/adsc.202200204.S. Pillitteri, P. Ranjan, E. V. Van der Eycken, U. K. Sharma, Adv. Synth. Catal., 364, 1643–1665 (2022), doi: 10.1002/adsc.202200204.D. G. Hall, Chem. Soc. Rev., 48, 3475–3496 (2019), doi: 10.1039/c9cs00191c.D. G. Hall, Chem. Soc. Rev., 48, 3475–3496 (2019), doi: 10.1039/c9cs00191c.W. L. A. Brooks, B. S. Sumerlin, Chem. Rev., 116, 1375–1397 (2016), doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00300.W. L. A. Brooks, B. S. Sumerlin, Chem. Rev., 116, 1375–1397 (2016), doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00300.R. Wang, Z. Bian, D. Zhan, Z. Wu, Q. Yao, G. Zhang, Dyes Pigments, 185, 108885 (2021), doi: 10.1016/j.dyepig.2020.108885.R. Wang, Z. Bian, D. Zhan, Z. Wu, Q. Yao, G. Zhang, Dyes Pigments, 185, 108885 (2021), doi: 10.1016/j.dyepig.2020.108885.M. P. Silva, L. Saraiva, M. Pinto, M. E. Sousa, Molecules, 25, 4323 (2020), doi: 10.3390/molecules25184323.M. P. Silva, L. Saraiva, M. Pinto, M. E. Sousa, Molecules, 25, 4323 (2020), doi: 10.3390/molecules25184323.B. J. Graham, I. W. Windsor, B. Gold, R. T. Raines, PNAS, 118, e2013691118 (2021), doi: 10.1073/pnas.2013691118.B. J. Graham, I. W. Windsor, B. Gold, R. T. Raines, PNAS, 118, e2013691118 (2021), doi: 10.1073/pnas.2013691118.Y. Y. Aung, A. N. Kristanti, H. V. Lee, M. Z. Fahmi, ACS Omega, 6, 17750–17765 (2021), doi: 10.1021/acsomega.1c01352.Y. Y. Aung, A. N. Kristanti, H. V. Lee, M. Z. Fahmi, ACS Omega, 6, 17750–17765 (2021), doi: 10.1021/acsomega.1c01352.D. Zarzeczanska, A. Adamczyk-Wozniak, A. Kulpa, T. Ossowski, A. Sporzynski, Eur. J. Inorg. Chem., 4493–4498 (2017), doi: 10.1002/ejic.201700546.D. Zarzeczanska, A. Adamczyk-Wozniak, A. Kulpa, T. Ossowski, A. Sporzynski, Eur. J. Inorg. Chem., 4493–4498 (2017), doi: 10.1002/ejic.201700546.A. Adamczyk-Wozniak, E. Kaczorowska, J. Kredatusova, I. Madura, P. H. Marek, A. Matuszewska, A. Sporzynski, M. Uchman, Eur. J. Inorg. Chem., 2018, 1492–1498 (2018), doi: 10.1002/ejic.201701485.A. Adamczyk-Wozniak, E. Kaczorowska, J. Kredatusova, I. Madura, P. H. Marek, A. Matuszewska, A. Sporzynski, M. Uchman, Eur. J. Inorg. Chem., 2018, 1492–1498 (2018), doi: 10.1002/ejic.201701485.A. L. Korich, P. M. Iovine, Dalton Trans., 39, 1423–1431 (2010), doi: 10.1039/b917043j.A. L. Korich, P. M. Iovine, Dalton Trans., 39, 1423–1431 (2010), doi: 10.1039/b917043j.N. Dicesare, J. R. Lakowicz, Anal. Biochem., 301, 111–116 (2002), doi: 10.1006/abio.2001.5476.N. Dicesare, J. R. Lakowicz, Anal. Biochem., 301, 111–116 (2002), doi: 10.1006/abio.2001.5476.R. Badugu, J. R. Lakowicz, C. D. Geddes, Sens. Actuators B Chem., 104, 103–110 (2005), doi: 10.1016/j.snb.2004.04.119.R. Badugu, J. R. Lakowicz, C. D. Geddes, Sens. Actuators B Chem., 104, 103–110 (2005), doi: 10.1016/j.snb.2004.04.119.K. M. K. Swamy, Y. J. Lee, H. N. Lee, J. Chun, Y. Kim, S. J. Kim, J. Yoon, J. Org. Chem., 71, 8626–8628 (2006), doi: 10.1021/jo061429x.K. M. K. Swamy, Y. J. Lee, H. N. Lee, J. Chun, Y. Kim, S. J. Kim, J. Yoon, J. Org. Chem., 71, 8626–8628 (2006), doi: 10.1021/jo061429x.S. Arimori, M. G. Davidson, T. M. Fyles, T. G. Hibbert, T. D. James, G. I. Kociok-Köhn, Chem. Commun., 40, 1640–1641 (2004), doi: 10.1039/b404937c.S. Arimori, M. G. Davidson, T. M. Fyles, T. G. Hibbert, T. D. James, G. I. Kociok-Köhn, Chem. Commun., 40, 1640–1641 (2004), doi: 10.1039/b404937c.C. R. Cooper, N. Spencer, T. D. James, Chem. Commun., 24, 1365–1366 (1998), doi: 10.1039/A801693C.C. R. Cooper, N. Spencer, T. D. James, Chem. Commun., 24, 1365–1366 (1998), doi: 10.1039/A801693C.J. M. Koskela, T. M. Fyles, T. D. James, Chem. Commun., 41, 945–947 (2005), doi: 10.1039/B415522J.J. M. Koskela, T. M. Fyles, T. D. James, Chem. Commun., 41, 945–947 (2005), doi: 10.1039/B415522J.W. Tan, D. Zhang, D. Zhu, Bioorg. Med. Chem. Lett., 17, 2629–2633 (2007), doi: 10.1016/j.bmcl.2007.01.099.W. Tan, D. Zhang, D. Zhu, Bioorg. Med. Chem. Lett., 17, 2629–2633 (2007), doi: 10.1016/j.bmcl.2007.01.099.J. K. Day, C. Bresner, N. D. Coombs, I. A. Fallis, L. L. Ooi, S. Aldridge, Inorg. Chem., 47, 793–804 (2008), doi: 10.1021/ic701494p.J. K. Day, C. Bresner, N. D. Coombs, I. A. Fallis, L. L. Ooi, S. Aldridge, Inorg. Chem., 47, 793–804 (2008), doi: 10.1021/ic701494p.M. Nicolas, B. Fabre, J. Simonet, Electrochim. Acta, 46, 1179–1190 (2001), doi: 10.1016/S0013- 4686(00)00694-0.M. Nicolas, B. Fabre, J. Simonet, Electrochim. Acta, 46, 1179–1190 (2001), doi: 10.1016/S0013- 4686(00)00694-0.M. Nicolas, B. Fabre, J. Simonet, Chem. Commun., 25, 1881–1882 (1999), doi: 10.1039/A905136H.M. Nicolas, B. Fabre, J. Simonet, Chem. Commun., 25, 1881–1882 (1999), doi: 10.1039/A905136H.S. Sole, F.P. Gabbai, Chem. Commun., 40, 1284–1285 (2004), doi: 10.1039/B403596H.S. Sole, F.P. Gabbai, Chem. Commun., 40, 1284–1285 (2004), doi: 10.1039/B403596H.M. Melami, S. Solé, C. W. Chiu, H. Wang, F. P. Gabbai, Inorg. Chem., 45, 8136–8143 (2006), doi: 10.1021/ic060709s.M. Melami, S. Solé, C. W. Chiu, H. Wang, F. P. Gabbai, Inorg. Chem., 45, 8136–8143 (2006), doi: 10.1021/ic060709s.W. Tan, D. Zhang, Z. Wang, C. Liu, D. Zhu, J. Mater. Chem., 17, 1964–1968 (2007), doi: 10.1039/b618183j.W. Tan, D. Zhang, Z. Wang, C. Liu, D. Zhu, J. Mater. Chem., 17, 1964–1968 (2007), doi: 10.1039/b618183j.S. Yamaguchi, S. Akiyama, K. Tamao, J. Am. Chem. Soc., 123, 11372–11375 (2001). doi:10.1021/ja015957w.S. Yamaguchi, S. Akiyama, K. Tamao, J. Am. Chem. Soc., 123, 11372–11375 (2001). doi:10.1021/ja015957w.Y. Sert, F. Ucun, M. Boyukata, Indian J. Phys., 87, 113–119 (2013), doi: 10.1007/s12648-012-0202-3.Y. Sert, F. Ucun, M. Boyukata, Indian J. Phys., 87, 113–119 (2013), doi: 10.1007/s12648-012-0202-3.O. Alver, G. Dikmen, J. Mol. Struct., 1108, 103–111 (2016), doi: 10.1016/j.molstruc.2015.11.041.O. Alver, G. Dikmen, J. Mol. Struct., 1108, 103–111 (2016), doi: 10.1016/j.molstruc.2015.11.041.C. Liao, M. C. Nicklaus, J. Chem. Inf. Model., 49, 2801–2812 (2009), doi: 10.1021/ci900289x.C. Liao, M. C. Nicklaus, J. Chem. Inf. Model., 49, 2801–2812 (2009), doi: 10.1021/ci900289x.C. Dardonville, Drug Discov., 27, 49–58 (2018), doi: 10.1016/j.ddtec.2018.04.001.C. Dardonville, Drug Discov., 27, 49–58 (2018), doi: 10.1016/j.ddtec.2018.04.001.K. Mioduszewska, J. Dolzonek, D. Wyrzykowski, L. Kubik, P. Wiczling, C. Sikorska, M. Tonski, Z. Kaczynski, P. Stepnowski, A. Bialk-Bielinska, Trend. Anal. Chem., 97, 283–296 (2017), doi: 10.1016/j.trac.2017.09.009.K. Mioduszewska, J. Dolzonek, D. Wyrzykowski, L. Kubik, P. Wiczling, C. Sikorska, M. Tonski, Z. Kaczynski, P. Stepnowski, A. Bialk-Bielinska, Trend. Anal. Chem., 97, 283–296 (2017), doi: 10.1016/j.trac.2017.09.009.W. A. Marinaro, L. J. Schieber, E. J. Munson, V. W. Day, V. J. Stella, J. Pharm. Sci., 101, 310–318 (2012), doi: 10.1002/jps.23207.W. A. Marinaro, L. J. Schieber, E. J. Munson, V. W. Day, V. J. Stella, J. Pharm. Sci., 101, 310–318 (2012), doi: 10.1002/jps.23207.C. Liu, Q. Yin, X. Li, L. Hao, W. Zhang, Y. Bao, J. Ma, Adv. Comp. Hyb. Mater., 4, 138–149 (2021), doi: 10.1007/s42114-021-00206-3.C. Liu, Q. Yin, X. Li, L. Hao, W. Zhang, Y. Bao, J. Ma, Adv. Comp. Hyb. Mater., 4, 138–149 (2021), doi: 10.1007/s42114-021-00206-3.A. Adamczyk-Wozniak, M.K. Cyranski, K. Durka, J.T. Gozdalik, P. Klimentowska, R. Rusiecki, A. Sporzynski, D. Zarzeczanska, Crystal., 9, 109–125 (2019), doi: 10.3390/cryst9020109.A. Adamczyk-Wozniak, M.K. Cyranski, K. Durka, J.T. Gozdalik, P. Klimentowska, R. Rusiecki, A. Sporzynski, D. Zarzeczanska, Crystal., 9, 109–125 (2019), doi: 10.3390/cryst9020109.F. G. Der, G. Yalcin, E. Ozcan Bulbul, H. İleri, B. Cihan, M. Gokcan, Y. C. Esitmez, E. Kilinc, Electroanal., 34, 1711–1734 (2022), doi: 10.1002/elan.202200012.F. G. Der, G. Yalcin, E. Ozcan Bulbul, H. İleri, B. Cihan, M. Gokcan, Y. C. Esitmez, E. Kilinc, Electroanal., 34, 1711–1734 (2022), doi: 10.1002/elan.202200012.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.