Диссертация (Многофункциональная дериватизация для газохроматографического определения следов замещенных фенолов и анилинов в водных средах), страница 13

Молярная концентрация брома: с(Br2) = 0.03 М.В мерную колбу объемом 100 мл пипеткой последовательно вносят 20 мл раствора KBr(0.5 M), 20 мл раствора KBrO3 (0.1 M) и 10 мл раствора H2SO4 (0.6 M). Смесь перемешиваюти выдерживают в течение трех часов при комнатной температуре. Добавляют дистиллированной воды до метки на колбе. Перемешивают. Переливают в склянку из темного стекла.Молярную концентрацию брома уточняют йодометрическим методом [373].

Хранят притемпературе не выше 5 С в течение двух недель.Раствор йода (йодная вода). Молярная концентрация йода: с(I2) = 0.04 M.В мерную колбу объемом 100 мл наливают 20-30 см3 дистиллята и вносят 1.0 г KI. Далее мерным цилиндром добавляют 30 см3 спиртового раствора йода (массовая доля йода5 %), перемешивают до образования гомогенного раствора и дистиллированной водой доводят объем до 100 см3. Молярную концентрацию йода уточняют йодометрически [373]. Хранят при температуре не выше 5 С в течение одного месяца.Следует обратить внимание на значительные различия в устойчивости водных растворов галогенов при хранении – концентрация молекулярного йода практически не изменяетсяв течение месяца, в то время как для Br2 она уменьшается более чем в два раза (рис. 8).Рисунок 8 – Зависимость концентрации галогена в водном растворе от продолжительности хранения: 1 –йодая вода, 2 – бромная вода; хранение при температуре 4-5 С722.3 ГХ/МС идентификация и расчет хроматографических параметров галогенпроизводныхГХ/МС идентификация галогенированных фенолов и анилинов.

Получение галогенпроизводных проводили отдельно для каждого вещества, придерживаясь известных рекомендаций галогенирования соединений этих классов [374]. Галогенирование проводили в водноспиртовых растворах (20-30 % этанола) при массовой концентрации модифицируемого вещества 0.1-0.5 мг/см3. Галогены дозировали в стехиометрических количествах, а время галогенирования варьировали в интервале от 1 до 20 мин оценивая химическую активность субстрата по числу и типу заместителей [4].

Для получения промежуточных продуктов галогенирования фенолов и анилинов пропорционально уменьшали время галогенирования иликоличество галогена.После экстракции бензолом, проводили масс-спектрометрическую идентификацию иустанавливали хроматографические параметры удерживания полученных галогенпроизводных. Идентифицированные дериваты далее использовали для получения их производных пореакциям ацилирования и силилирования. Для этого, в стеклянные виалы отбирали по 50100 мкл экстракта, вводили 5 мм3 триэтиламина и 20 мм3 модифицирующего агента (разд.2.2), выдерживали при температуре 75 °С в течение 1 часа, проводили идентификацию и устанавливали хроматографические параметры удерживания соответствующих производных.Хромато-масс-спектрометрическую идентификацию проводили в режиме электроннойионизации (70 эВ, сканирование масс в интервале 50-650 а.е.м.), применяя библиотеку массспектров NIST05 MS Library (210044 соединения) и учитывая характерное соотношение интенсивностей сигналов в мультиплетах пиков хлор- и бромсодержащих ионов.

Масс-спектрыгалогенпроизводных исследованных фенолов и анилинов представлены в приложении А.Линейные индексы хроматографического удерживания (RI) замещенных фенолов ианилинов определяли при программировании температуры колонки по известной формуле[375]:где tх, tn и tn+1 – приведенные времена удерживания аналита и ближайших к нему алканов с числом атомов в углеродной цепи n и n+1.Мертвое время (время удерживания несорбирующегося компонента), необходимое длярасчета приведенных величин, оценивали по формуле [376]:73где tR – время удерживания одного из компонентов анализируемой в режиме программирования температуры; Т0 – начальная температура программирования; r – скорость подъема температуры, град/мин; a и b – коэффициенты, предварительно вычисленные по уравнению ln tR = а/Т + b для любого из алканов.Суммарную случайную составляющую погрешности индексов оценивали по формуле:где tх, tn и tn+1 – соответствующие погрешности измерения времен удерживания, наоснове которых вычисляются индексы удерживанияДля определения индексов, в органические экстракты с аналитами вводили смесь налканов С8-С24 и анализировали трижды методом ГХ/МС при следующих условиях: программирование температуры колонки 70 °С – 4 °С/мин – 320 °С, гелий (99.995 %), скоростьпотока 1 мл/мин, делитель ККК 1:40, температура ионизационной камеры 200 °С, испарителя 320 °С, ГХ/МС интерфейса 250 °С.

Расчеты проводили в соответствии с рекомендациямируководства [376], применяя программное обеспечение Microsoft Excel и QBasic.Линейные индексы удерживания установлены для замещенных фенолов и анилинов, ихбром- и йодпроизводных, а также продуктов дериватизации галогенированных форм пофункциональным группам на стандартной полидиметилсилоксановой НЖФ (разд. 5.1.1 иприложение Б). Погрешность определения RI, для большинства исследованных соединений,не превышает ± 3-5 ед.

индекса.Для оценки среднего значения величины ΔRI, являющейся мерой межлабораторногоразброса индексов, измеренных в неидентичных условиях, их определение повторяли на колонках с разным количеством НЖФ при отличающихся режимах программирования температуры [377]. Показано, что разброс значений индексов удерживания, измеренных в неидентичных условиях, закономерно увеличивается по мере увеличения молекулярных масс аналитов, но, в целом, соответствует средним оценкам для стандартных неполярных фаз, составляющим ± 5-10 ед. индекса.74Коэффициенты чувствительности ДЭЗ.

Для оценки изменения чувствительности ДЭЗк получаемым полигалогенированным производным фенолов и анилинов для соответствующих аналитических форм были рассчитаны коэффициенты чувствительности ДЭЗ – KECD[378], характеризующие отклик этого детектора на присутствие деривата по сравнению с фенолом (KECDPh) или анилином (KECDAn):где Ki – соотношение площадей пика аналита на хроматограммах с ДЭЗ и ПИД; KAn иKPh – соотношения площадей пика фенола и анилина на хроматограммах с ПИД и ДЭЗ, соответственноПри оценке значений KECD все исследуемые вещества были поделены на две группы:а) Соединения, не содержащие электроноакцепторных атомов или групп – алкилфенолы и метиланилины.

В качестве внутреннего стандарта в эти смеси вводили непосредственнофенол или анилин (~0.5 мг/см3). После хромато-масс-спектрометрического подтверждениякомпонентного состава, получали не менее пяти хроматограмм смеси методом ГХ-ПИД ваналогичных с ГХ/МС условиях хроматографического разделения. На хроматограммах,площадь хроматографического пика каждого компонента соотносили с площадью пика соответствующего внутреннего стандарта (фенола или анилина):Полученные для каждого компонента пять значений, для проведения последующих вычислений, усредняли.

Далее смесь анализировали повторно методом ГХ/ДЭЗ, разбавляя еетаким образом (в 10-500 раз), чтобы аналитические сигналы компонентов смеси находилисьв линейном диапазоне ДЭЗ. Хроматографическое разделение компонентов смеси проводилив сходных с ГХ-ПИД условиях, также получая не менее пяти хроматограмм и нормируяплощади пиков целевых компонентов к площади пика соответствующего внутреннего стандарта:75Значения KECDPh или KECDAn определяли из отношений:б) Соединения, содержащие электроноакцепторные атомы или группы – хлорфенолы,хлоранилины, нитрофенолы, нитроанилины, а также галогенпроизводные всех изучаемыхклассов. Поскольку чувствительность ДЭЗ к этим аналитам и фенолу сильно различается,при расчете мольных откликов в качестве стандарта применяли 2,4,6-ТХФ. Смеси галогенпроизводных исследуемых соединений получали в соответствии с общей методикой синтеза(см.

начало разд. 2.3), после чего проводили идентификацию дериватов методом ГХ/МС. Всепоследующие операции выполняли в соответствии с приведенной выше методикой, заменяяфенол или анилин на 2,4,6-ТХФ (~0.1 мг/мл), получая значения KECDTCPh.Коэффициенты чувствительности ДЭЗ для фенола и анилина относительно 2,4,6-ТХФопределяли отдельно и значения KECDTCPh производных пересчитывали в KECDPh или KECDAnпо формулам:Условия хроматографического разделения смесей веществ при определении коэффициентов чувствительности ДЭЗ:– кварцевые капиллярные колонки ZB-1 или TR-1 (100 % Dimethyl Polysiloxane), программа изменения температуры термостата колонок 70 °С – 4 °С/мин – 320 °С;– ГХ/МС: гелий (99.995 %), скорость потока 1 мл/мин, делитель ККК 1:40, температураионизационной камеры 200 °С, испарителя 320 °С, ГХ/МС интерфейса 250 °С;– ГХ-ПИД: гелий (99.995 %), скорость потока 1 мл/мин, делитель ККК 1:40, температура детектора 250 °С, испарителя 320 °С, воздух – 200 см3/мин, водород – 20 см3/мин;– ГХ/ДЭЗ: азот (99.996 %), скорость потока 1 см3/мин, делитель ККК 1:40, температураиспарителя 320 °С, детектора 320 °С, поддув детектора (азот) – 25 см3/мин.Предел детектирования и нижняя граница интервала определяемых концентраций.Для оценки аналитических возможностей разработанных способов определения фенолов ианилинов были рассчитаны пределы детектирования (MDL) и нижние границы интервалаопределяемых концентраций (ML) анализируемых веществ в соответствии с алгоритмом, рекомендуемым EPA [379]:76MDL = t(n-1, P = 0.99)sML = 10sгде s – стандартное отклонение; t(n-1, P = 0.99) – коэффициент Стьюдента (P = 0.99)Для расчета ML и MDL для каждого класса определяемых соединений готовили не менее семи водных растворов с концентрацией аналитов 10-20 нг/дм3 (концентрация не должнабыть больше 10MDL).