Диссертация (Газохроматографическое определение метилзамещённых фенолов в водных средах в виде их йодпроизводных), страница 5

К этой группе относятся все силилирующие реагенты и ангидриды галогенкарбоновых кислот.Оптимальный подход при анализе гидрофильных органических соединений состоит в создании условий для выделения максимально возможных их количеств из воднойфазы в экстракт и проведение дополнительной химической модификации уже в среде органического растворителя. Для реализации этого подхода, может быть применена реакциягалогенирования метилфенолов (электрофильное замещение), но, несмотря на ее очевидные преимущества, исследования в данном направлении практически отсутствуют.24ГЛАВА 1.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА1.1 Приборы и оборудованиеИсследование выполнено на газовых хроматографах:«Кристалл 5000.2» (Хроматэк) с ДЭЗ и системой сбора и обработки хроматографической информации «Хроматэк Аналитик» (версия 2.5);«Кристалл 2000М» (Хроматэк) с детекторным блоком ДЭЗ-ПИД и системой сбораи обработки хроматографической информации «Хроматэк Аналитик» (версия 1.2);«TRACE 2000» (Thermo) с масс-спектрометрическим детектором DSQ и системойсбора и обработки хроматографической информации «Xcalibur Data System» (версия 1.4).Масс-спектрометрическая идентификация метилфенолов и их галогенпроизводных проводилась при помощи библиотеки масс-спектров NIST_05 (220 тыс.

соединений).Разделение анализируемых веществ проводили на кварцевых капиллярных колонках:ZB-1 (Phenomenex): длина 30 м, внутренний диаметр 0.32 мм, толщина неподвижной фазы 0.5 мкм (полидиметилсилоксан, 100%), Т max 340/360 С;TR-1 (Thermo): длина 30 м, внутренний диаметр 0.32 мм, толщина неподвижнойфазы 0.25 мкм (полидиметилсилоксан, 100%), Т max 340/360 С;ZB-5 (Phenomenex): длина 30 м, внутренний диаметр 0.25 мм, толщина неподвижной фазы 0.25 мкм (полифенилметилсиликон, 5% фенильных групп), Тmax 340/350 С;НР-5 (Hewlett-Packard): длина 25 м, внутренний диаметр 0.2 мм, толщина неподвижной фазы 0.33 мкм (полифенилметилсиликон, 5% фенильных групп), Тmax 360/370 С.Органические экстракты метилфенолов и их галогенпроизводных при газоххроматографическом определении дозировали микрошприцами "Thermo" и «Hamilton».Оптическую плотность растворов измеряли на спектрометрах КФК-3 и Shimadzu UV-3.Экстракцию йодпроизводных метилфенолов проводили при помощи магнитныхмешалок ММ-5 и ПЭ-6100 (ЭКРОС), частота вращения якоря мешалки ~1500 об/мин.Величины рН и редокс-потенциал водных растворов определяли на приборе HI8519N (Hanna Instruments) при помощи рН-электрода HI 1043 и ОВР-электрода HI 3220.Взвешивание твердых навесок веществ проводили на аналитических весах MettlerToledo XP205 (1 класс точности, ГОСТ 24104-80) и весах ВМ-313М (2 класс точности).251.2 Химические реактивы и растворителиДля приготовления стандартных растворов исследуемых веществ использовали образцы2-метилфенола,2,6-диметилфенола,3-метилфенола2,3-диметилфенола,и4-метилфенола,2,5-диметилфенола,2,4-диметилфенола,3,4-диметилфенолаи3,5-диметилфенола, 2,3,5-триметилфенола, 2,3,6-триметилфенола, 3,4,5-триметилфенола и1,2-диметоксибензола фирмы «Sigma-Aldrich» с содержанием основного вещества не менее 99 %.Растворители: гексан, ос.ч.; толуол, х.ч.; бензол, х.ч.; гексанол, х.ч.; бутилацетат,х.ч.; этиловый спирт, 96 %.

Для приготовления водных растворов метилфенолов использовали воду для лабораторного анализа (электропроводность 0.05-0.06 мкS/см, органическийуглерод 3-10 ppb), очищенную при помощисистемы очисткиPURELABUltraScientific (ELGA).Вспомогательные реактивы: кислота серная концентрированная, х.ч.; натрия гидроксид, х.ч.; натрия тиосульфат, ч.; крахмал водорастворимый, ч.; йодид калия, х.ч.; бромидид калия, х.ч.; глицин, х.ч.;-аланин, х.ч., -аланин, х.ч., ацетат аммония, х.ч., пири-дин, х.ч.; триэтиламин, х.ч. Ацилирующие агенты фирмы «Sigma-Aldrich» с содержаниемосновного вещества не менее 99 %: трифторуксусный ангидрид (TFAA); пентафторпропионовый ангидрид (PFPA); гептафтормасляный ангидрид (HFBA); пентафторбензоилхлорид(PFBCl),N,(BSTFA),N-трет-концентрацияброма:O-бис-(триметилсилил)трифторацетамидбутилдиметилсилил-N-метилтрифторацетамид (MTBSTFA).Растворброма(бромнаявода).Молярнаяс(Br2) = 0.015 моль/дм3 .В мерную колбу вместимостью 250 см 3 наливали 100-120 см3 воды для лабораторного анализа, добавляли 0.2 см3 молекулярного брома ( (Br2) ж = 3.12 г/см3 при 20 °С),2.5 г бромида калия, перемешивали до полного растворения брома и доводили объем ра створа водой для лабораторного анализа до метки на колбе.

Полученный раствор брома устойчив при хранении в холодильнике (3-5 С) в течение двух недель.Раствор йода (йодная вода). Молярная концентрация йода: с(I 2) = 0.015 моль/дм3.В мерную колбу вместимостью 250 см 3 наливали 100-120 см3 воды для лабораторного анализа, добавляли 24 см3 спиртового раствора йода (5 %, аптечный), 2.5 г йодидакалия, перемешивали до полного растворения йода и доводили объем раствора водой длялабораторного анализа до метки на колбе. Молярную концентрацию йода уточняли йод ометрическим методом [95].

Если молярная концентрация йода в растворе превышает26c(I2)0.015 моль/дм3, раствор разбавляют. Полученный раствор йода устойчив при хра-нении в холодильнике (3-5 С) в течение двух месяцев.Спиртовойраствор1,2-диметоксибензола.Массоваяконцентрация1,2-диметоксибензола: ( о (С6Н4(ОСН 3)2) = 1000 мкг/см 3).В мерную колбу вместимостью 100 см 3 вносили 0.100 г 1,2-диметоксибензола, добавляли50см3этиловогоспирта,перемешивалидополногорастворения1,2-диметоксибензола и доводили объем раствора этиловым спиртом до метки на колбе.Полученный раствор 1,2-диметоксибензола устойчив при хранении в холодильнике (3 -5С) в течение шести месяцев.Водный раствор 4,6-дибром-1,2-диметоксибензола (внутренний стандарт).

Массовая концентрация 4,6-дибром-1,2-диметоксибензола: ( о(С6Н2Br2(ОСН3)2) = 10 мкг/см3).В мерную колбу вместимостью 100 см 3 наливали 50-60 см3 воды для лабораторногоанализа, добавляли 1 см3 спиртового раствора 1,2-диметоксибензола (1000 мкг/см 3). К полученной смеси добавляли 5 см3 бромной воды (0.015 моль/дм3) и бромировали 1 минуту.Для нейтрализации избытка брома вводили 5 см3 тисульфата натрия (0.03 М) и доводилиобъем раствора водой для лабораторного анализа до метки на колбе.

Полученный раствор4,6-дибром-1,2-диметоксибензола применяли в качестве внутреннего стандарта. Растворустойчив при хранении в холодильнике (3-5 С) в течение одного месяца.Водныйрастворβ-аланина.Молярнаяконцентрацияβ-аланина:3с(СH3 CH(NH2)COOH) = 2.5 моль/дм . В мерную колбу вместимостью 500 см 3 вносят111.25 г β-аланина, добавляют 300 ÷ 350 см 3 воды для лабораторного анализа, тщательноперемешивают до полного растворения β-аланина.

Доводят водой для лабораторного анализа до метки на колбе. Перемешивают. Хранят в течение одного месяца в холодильникепри температуре не выше 5 С.1.3 Методика определения линейно-логарифмических индексов удерживанияИндексы удерживания этой системы фактически являются обобщением чаще используемых логарифмических (Ковача) и линейных индексов удерживания и наиболееэффективны в режиме линейного программирования температуры [96]. Их значения оказываются наиболее воспроизводимыми вне зависимости от выбора реперных алканов имогут быть сопоставлены с изотермическими индексами Ковача при идентификации н еизвестных соединений [97, 98].

Для расчета линейно-логарифмических индексов удерживания применяют формулу [99]:27GIxЗдесь t , tnxtnkIn100ktntxq lg t xkq lg t n(tnk(t nq lg t n )q lg t n )- исправленные времена удерживания анализируемого соединения иближайших к нему реперных алканов с числом атомов углерода n и n+k и индексамиIn = 100n и I n+k = 100 (n + k); t` = t - t0Расчетная формула содержит также переменный параметр q зависящий от условийвыбранного режима линейного программирования температуры (начальной температурыколонки и скорости программирования). Расчет значения этого параметра требует изм ерения времен удерживания трех последовательно выходящих из колонки реперных налканов:qt1lgt3t2t2t2t2t1 t 3Для расчета обобщенных индексов (как и индексов Ковача в изотермических условиях) используются исправленные времена удерживания.

Мертвое время хроматог рафической системы (t0 ), необходимое для вычисления исправленных времен удерживания (tR– t0), оценивали вводя в хроматограф 5-10 мм3 метана.Линейно-логарифмические индексы удерживания метилфенолов и продуктов ихдериватизации рассчитаны для стандартной неполярной полидиметилсилоксановой неподвижной фазы (см. раздел 4.2).

Для определения ИУ, экстракты метилфенолов и продуктов их дериватизации дозировали вместе со смесью реперных н-алканов С8 -С24 (гомологи только с четным числом атомов углерода в молекулах). Значение ИУ компонента,элюирующегося из колонки между н-алканами с n и n+1 атомами углерода, вычислялидвумя способами: по временам удерживания трех н-алканов с числом атомов углерода вмолекулах n-1, n, n+1 и n, n+1, n+2. Совпадение значений ИУ, вычисленных по разнымнаборам реперных алканов, является критерием правильности выявления реперов на хроматограммах. Для каждой смеси получали по три хроматограммы, поэтому все аналитыохарактеризованы средними величинами шести определений и их погрешность не превышает ± 3 ед. индекса.Определение линейно-логарифмических индексов удерживания продуктов дериватизации метилфенолов, после их предварительной идентификации, проводили на хромато-масс-спектрометре TRACE DSQ.

Режим ионизации – электронный удар, энергия электронов 70 эВ, интервал m/z 50-650 Да. Условия определения: программирование темпера-28туры термостата колонок 50 °С – 5 °С/мин–300 °С, кварцевая капиллярная колонка TR-1(30 м × 0.32 мм × 0.25 мкм, полидиметилсилоксан), газ-носитель – гелий (99.99 %), скорость газа-носителя 1 см3/мин, деление потока – 1:40, температура испарителя 320 °С, интерфейса 200 °С, детектора 200 °С.Йодирование метилфенолов проводили индивидуально для каждого соединенияпри его концентрации 0.5-1.0 мг/см3, в среде аммиачного буферного раствора с рН 9-10,придерживаясь общей методики галогенирования фенолов [3].