Физико-химические характеристики сорбции и хроматомасс-спектрометрия производных 1,1-диметилгидразина тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ
|
Парамонов, Сергей Александрович
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2010
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.04
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
'00 ?
На правах рукописи
Парамонов Сергей Александрович
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОРБЦИИ И ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ ПРОИЗВОДНЫХ 1,1-ДИМЕТИЛГИДРАЗИНА
Специальность 02.00.04 - физическая химия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
3 0 СЕН 2010
Москва 2010
004609507
Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте физичской химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН)
Научный руководитель:
доктор химических наук Буряк Алексей Константинович
Официальные оппоненты: доктор химических наук
Бродский Ефим Соломонович
ИЭМЭЖ РАН
кандидат химических наук Чижов Александр Олегович ИОХ РАН
Ведущая организация:
Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
Защита состоится «_7_» _октября_2010 года в _15_ час _00_ М1 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 002.259.02 при ИФХЭ РАН по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 31, корп. 4.
Автореферат размещен на сайте Института: http:// phyche.ac.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке химической литератур РАН по адресу: Москва, Ленинский проспект 31, ИОНХ РАН
Автореферат разослан «_7_ » _октября_ 2010 года.
Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 002.259.02
кандидат химических наук
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Несимметричный диметилгидразин (1,1-диметилгидразин, НДМГ) - весьма реакционноспособное соединение. НДМГ и продукты его трансформации обладают высокой токсичностью (1-ый класс опасности). НДМГ широко используется в тонком органическом синтезе, производстве лекарственных средств и полупроводников. Основное свое применение НДМГ находит в ракетно-космической отрасли, являясь компонентом ракетных топлив (КРТ).
Развитие программ по запускам ракетоносителей в нашей стране приводит к интенсификации использования ракетных горючих различных типов. Помимо НДМГ широко применяются углеводородные горючие. В процессе хранения и эксплуатации на объектах ракетно-космической отрасли возможны деструкция и загрязнение ракетных топлив. Актуальной проблемой является контроль за загрязнением объектов космической инфраструктуры и полей падения ступеней ракетоносителей различными КРТ.
Существующие физико-химические методы анализа, такие как спектральные и хроматографические, основаны на переводе НДМГ в более удобную аналитическую форму посредством дериватизирующих реагентов и имеют ряд недостатков: проведение дериватизации при повышенной температуре; применение значительного избытка реагента; недостаточно эффективное хромато-графическое разделение пары реагент-продукт; низкая информативность получаемой спектральной информации, не позволяющая надежно идентифицировать НДМГ.
В связи с этим важной задачей является разработка методов, повышающих надежность определения НДМГ при производстве и применении, при оценке его чистоты и определении примесей.
Цель работы:
Цель диссертационной работы являлась расчетное и экспериментальное определение термодинамических характеристик адсорбции производных несимметричного диметилгидразина на сорбентах различного типа методами газовой и жидкостной хроматографии. Изучение хроматографического и масс-
спектрометрического поведения производных НДМГ в различных условиях проведения эксперимента. Разработать методики определения НДМГ в углеводородных горючих и микропримесей в нем.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- подобрать классы дериватизирующих реагентов для анализа НДМГ методами газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием;
- определить термодинамические характеристики сорбции производных НДМГ с дериватизирующими реагентами на различных сорбентах;
- исследовать масс-спектры производных НДМГ и ряда других гидразинов в условиях различных типов ионизации.
Научная новизна:
1. Впервые изучено хроматографическое поведение производных НДМГ с дериватизирующими реагентами: изотиоцианатами и ацетоном в условиях определения микропримесей в НДМГ и его как микропримеси в различных вариантах хроматографии.
2. Получены значения термодинамических характеристик сорбции (факторы удерживания, значения термодинамических функций ДС, ДБ0) исследованных соединений на различных сорбентах в зависимости от изменения параметров хроматографической системы.
3. Впервые проведено исследование масс-спектрального поведения произ водных НДМГ в условиях матрично-активированной лазерной десорб ции/ионизации (МАЛДИ) в том числе изучены масс-спектры фрагментации рс дительских ионов производных НДМГ и его гомологов в условиях ионизаци МАЛДИ.
Практическая значимость работы: Разработаны физико-химически основы анализа методом обращено-фазовой высокоэффективной жидкостно хроматографии (ОФ-ВЭЖХ) сдетектированием МАЛДИ-МС примеси НДМГ виде его производного с изотиоцианатами в углеводородных горючих. Разрабс тана и метрологически аттестована аналитическая методика определения мш
ропримесей в НДМГ, основанная на его предколоночной дериватизации ацетоном и последующим анализов методом капиллярной газовой хроматографии -масс-спектрометрии (ГХ-МС) с ионизацией электронами (свидетельство № 242/94 - 2008 от 28 ноября 2008 г. ФГУП ВНИИМ им. Д. И. Менделеева).
На защиту выносятся следующие положения:
1. Термодинамические характеристики сорбции (факторы удерживания, значения ряда термодинамических функций) производных НДМГ на различных сорбентах.
2. Масс-спектры производных НДМГ и ряда его гомологов, зарегистрированных в различных режимах ионизации.
3. Физико-химические основы методик идентификации и количественного анализа микропримеси НДМГ в виде его производных с изотиоцианатами методами ГХ-МС и ВЭЖХ с разделенным во времени МАЛДИ-МС детектированием.
4. Методика определения микропримесей в НзДМГ методом ГХ-МС.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на конференциях молодых ученых ИФХЭ РАН (Москва, 2008, 2009 гг.), в 2009 г. автор занял 1-е место. Всероссийской конференции «Хроматография народному хозяйству» (Дзержинск, 2010 г.).
Публикации. По результатам исследования опубликовано 2 статьи в журналах из списка рекомендованного ВАК и 6 тезисов докладов; разработана и метрологически аттестована аналитическая методика, свидетельство № 242/94 - 2008 от 28 ноября 2008 г. ФГУП ВНИИМ им. Д. И. Менделеева.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Материал изложен на /£} страницах машинописного текста, включает т^3 рисунков и ZSL таблиц. Библиография состоит из SJS источников.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении дано обоснование темы диссертационной работы, ее актуальность и практическая значимость, выбор объекта исследований и сформулированы цели и задачи работы.
Обзор литературы
Рассмотрены основные физико-химические и токсикологические свойства НДМГ, его гомологов и их реакционная способность. Рассмотрены основные процессы трансформации НДМГ в различных условиях (среда, применяемый катализатор и др.). Проведено сравнительное исследование различных методов прямого анализа НДМГ и определения его в виде производных с дериватизи-рующими реагентами. Рассмотрены поведение НДМГ и его производных в различных вариантах хроматографии. Проведен сравнительный анализ применения масс-спектрометрических методов анализа гидразинов.
Экспериментальная часть
В настоящей работе применяли хромато-масс-спектрометр JEOL JMS-D300 с газовым хроматографом НР-5890. Для хроматографического разделения применяли кварцевую капиллярную колонку 30 м х 0,53 мм с неподвижной фазой DB-5 (J&W). Хроматографическое разделение проводили в следующих режимах: температура инжектора 250-300 °С, скорость газа-носителя гелия 3-5 мл/мин, деление потока 1:10-20. Параметры программирования температуры колонки - изотерма 30°С в течение 0-10 мин, программирование до 300°С (5-15°С/мин) с последующим изотермическим режимом в течение 5-15 мин. Хро-матограммы записывали по полному ионному току (ПИТ) при энергии ионизирующих электронов 70 эВ, в диапазоне масс от 15 до 450 Да.
Хроматографический анализ проводили на жидкостном хроматографе Agilent 1200. Детектирование осуществлялось УФ диодно-матричным детектором Agilent G1315B. Хроматографические разделения проводили на хромато-графических колонках: Zorbax-CN (зерно 5 мкм) с размерами 4,6x150 мм (DuPont, США), Zorbax Eclipse XDB C-18 (зерно 5 мкм) с размерами 4,6x150 mi (Agilent, США), HyperCarb (зерно 5 мкм) с размерами 2,1x100 мм (Therme США) в изократическом режиме при скорости элюента 0,5 мл/мин.
Для твердофазной экстракции производных НДМГ с изотиоцианатам использовании патроны «ДИАПАК Силикагель» с размером частиц 63-200 мю и диаметром пор 100 Á.
Масс-спектрометрические эксперименты с ионизацией МАЛДИ Bbinoj нены на масс-спектрометре Bruker Ultraflex II TOF, оборудованном азотным лг
зером с X = 337 нм и частотой лазерного импульса 20 Гц. Ускоряющее напряжение и напряжение на рефлектроне - 25 и 26,5 кВ соответсвенно. Спектры получены в режиме положительных ионов с использованием рефлектрона в диа-позоне масс 20-400 Д. Калибровку масс осуществляли по методам внешнего и внутреннего стандарта, используя значения масс пиков ионов матриц. Масс-спектры вторичных ионов исследуемых соединений регистрировали с помощью метода FAST.
В работе использовали матрицы: дитранол, 2,5-дигидроксибензойную кислоту (ДГБК), а-циано-4-гидроксикоричну кислоту (ЦГКК).
Масс-спектры электронной ионизации исследуемых соединений получены на масс-спектрометре JEOL DMS-300 с прямым вводом образца в режиме положительных ионов в диапазоне масс 40-450 Д. Энергия ионизирующих электронов 70 эВ. Ускоряющее напряжение 3 кВ.
Исследованные соединения синтезированы автором на основе методик, описанных в литературе.
Молекулярно-статистический расчет констант Генри и термодинамических характеристик адсорбции (ТХА) проводили, опираясь на полуэмпирическую молекулярно-статистическую теорию адсорбции, разработанную A.B. Киселевым и Д.П. Пошкусом. Геометрические параметры рассматриваемых молекул получены из электронографмческих данных или на основании закономерностей изменения длин связей и углов для соединений этих классов.
Результаты и обсуждение.
1. Выбор классов дериватизирующих реагентов.
Выбор дериватизирующего реагента оказывает существенное влияние как на хроматографическое, так и на масс-спектрометрическое поведение получаемого на его основе производного с аналитом. Основываясь на анализе литературных данных по дериватизации НДМГ, в качестве дериватизирующих реагентов выбраны изотиоцианаты и ацетон. Преимуществом изотиоцианатов по сравнению с другими типами дериватизирующих реагентов (ангидридами и га-лоидангидирадами карбоновых кислот, карбонильными соединениями) являет-
ся отсутствие элиминирования в ходе процесса дериватизации побочных продуктов: галоидводородов, карбоновых кислот или воды, осложняющих анализ.
Применение ацетона является целесообразным ввиду высокой скорости получения и образования летучего производного - диметилгидразона ацетона.
2. Синтез производных НДМГ с изотиоцианатами и ацетоном. Исследование физико-химических характеристик производных НДМГ.
Взаимодействие НДМГ и ряда производных гидразина 2 с избытком изо-тицианатов 1 проводили при комнатной температуре в среде инертного растворителя, получая 1-Я'Д2-4-Я-тиосемикарбазиды 3 а-ж, схема 1.
Н Н .
. ^^ Л
К--N н,^ А 20°С, 1-24 ч К || N
V 2 N' __
II + ДХМ S R2
S „ За-ж
1 2
3 a: R= Et, R1=R2=Me; 3 б: R= All, R1= R2 = Me; 3 в: R= Ph, R1=R2=Me; 3 r: R= All, R!= H, R2= Me; 3 д: R= All, R'= Me, R2=: 3 e: R= Ph, R1= H, R2= Me; 3 ж: R= Ph, Rl= Me, R2= Et
Схема 1. Дериватизация ряда гидразинов изотиоцианатами. Дериватизацию НДМГ ацетоном в целях определения его примесного состава осуществляли при комнатной температуре, применяя избыток деривати-зирующего реагента, схема 2.
Н3С, Н,С
Н3С
:\_л H2Nx /СНз 20°С, 0,5 ч \=N
7=0 + N -- / v
/ -Н.О и п
\
-н20 Н3с N—Сй
СН3 /
Н3С
4
Схема 2. Взаимодействие НДМГ с ацетоном.
Для полного перевода НДМГ в производное - Ы,Ы-диметилгидразон ацетона 4 (ДМГА) необходимо использовать, по крайней мере, двукратный и: быток ацетона.
2.1. Хроматографическое поведение производных НДМГ с изотио-цианатами.
2.1.1. Газовая хроматография (ГХ). Хроматографическое поведение в условиях газовой хроматографии производных НДМГ 3 а-в характеризуется высокой эффективностью разделения пары дериватизирующий реагент - производное, что улучшает количественное определение НДМГ благодаря повышенной точности измерения площади пика производного НДМГ, не перекрывающегося с хроматографическим пиком дериватизирующего агента, рис. 1.
1,(%) 100
EtNCS
а)
100
За
A11NCS б)
36 I
.............— -jL.
15
25
t, мин
15
25
t, мин
Рис. 1. Хроматограммы по ПИТ реакционных смесей НДМГ с этилизо-тиоцианатом (а) и аллилизотиоцанатом (б).
Следует отметить, что производное НДМГ с фенилизотиоцианатом не
может быть проанализировано методом ГХ по причине его разложения на исходные реагенты в хроматографической системе. В масс-спектре ионизации электронами производного 3 а присутствуют пик молекулярного иона высокой интенсивности m/z = 147, а также пара пиков характеристических ионов m/z = 59 и 60, обусловленных, предположительно, элиминированием иона НДМГ с m/z = 60 и его фрагмента с m/z = 59. В масс-спектре 1-аллил-3,3-диметилтиосесикарбазида 36 присутствует дополнительная пара пиков характеристических ионов с m/z 115 и 116.
2.1.3. Обращено-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография (ОФ ВЭЖХ).
По причине термолабильности производного 3 в и невозможности вследствие этого применить ГХ была исследована возможность использования метода нормольно-фазовой ВЭЖХ (НФ) в разработке физико-химических основ анализа НДМГ. Оказалось, что НФ ВЭЖХ также не применима к подобному
типу анализов в виду маскирования исследуемых соединений взаимодейт-свующими с подвижной фазой дериватизирующими реагентами. В связи с этим для разработки методики анализа НДМГ исследовалась возможность применения ОФ ВЭЖХ. На первом этапе проведены молекулярно-статистичекие расчеты термодинамических характеристик адсорбции (ТХА) для оценки возможности использования углеродных сорбентов для разделения исследуемых веществ.
2.1.3.1. Молекулярно-статистические расчеты термодинамических характеристик адсорбции на углеродном сорбенте производных 3 а-ж.
Молекулярно-статистические расчеты позволяют рассчитывать термодинамические характеристики сорбции и коэффициенты распределения, определять порядок элюирования соединений. В таблице 1 представлены расчетные значения ДС, ДН° и ДБ0 производных 3 а-ж из которых следует, что значения ТХА увеличиваются по мере увеличения молекулярного веса соединений. При равном молекулярном весе разветвленное производное 3 д удерживается на углеродном сорбенте сильнее, чем производное 3 в, содержащее в своей структуре фенильное кольцо, в тоже время производное метилгидразина (МГ) и фени-лизотиоцианата 3 е удерживается сильнее производного НДМГ с аллилизотио-цианатом 3 б.
Таблица 1. Расчетные значения термодинамических функций производных За-ж
ТФ Соединение
За 36 Зв Зг Зд Зе 3 ж
-дн°, кДж/моль 72,7 78,9 85,5 78,0 93,3 85,2 97,2
Дж*моль/К 129,4 131,2 135,0 134,1 144,4 136,9 140,'
-ДО0, кДж/моль 34,2 39,8 45,3 38,0 50,3 44,3 55,2
При изменении температуры в диапазоне 298-318 К изменения селективности производных не происходит. При этом смесь соединений 3 а-ж может быть разделена в виду значительных различий значений 1пК1С во всем исследованном диапазоне температур рис.2.
з,и
3,20
3,25 3,30
l/T'lOOO/K
3,35
Рис. 2. Зависимости теоретических значений 1пК| С от 1/Т соединений 3 а-ж на графите.
2.1.3.2. Влияние типа сорбента. Максимальное удерживание полярных сорбатов наблюдается при использовании в качестве неподвижной фазы углеродного сорбента «Гиперкарб», а наименьшее в случае сорбента «2огЬах-С1\'» рис. 3.
12
ю
DZorbax-CN Н Eclipse XDB-C18 □ Гиперкарб
-к б 4 2 0
За 36 Зв
Рис. 3. Влияние природы сорбента на удерживание производных НДМГ 3 а-в. (Элюент об. % 50/50 метанол - вода).
Следует отметить, что наблюдается более чем 6-кратное увеличение удерживания в случае производного НДМГ с фенилизотиоцианатом по сравнению с сорбентом «Eclipse XDB-C18», что связано, по-видимому, с реализацией сложного механизма удерживания в случае углеродного сорбента, для которого удерживание увеличивается не только по мере усиления неспецифических взаимодействий сорбат - сорбент при переходе от этильного заместителя к фе-нильному, а также за счет взаимодействий р- и я- электронов сорбатов с no-
верхностью сорбента, а также за счет различий в геометрическом строении сорбатов.
Селективность разделения модельной смеси соединений 3 а, б отличающихся на метиленовую группу увеличивается в ряду «Zorbax-CN» < «Eclipse XDB-C18» < «Гиперкарб».
В случае разделения смеси За-в на сорбенте с цианопропильными группами наблюдается значительное размытие задних фронтов хроматографических пиков, что вызвано силанольной активностью сорбента.
Таким образом, для отделения соединений близких по хроматографиче-ским свойствам к производным НДМГ 3 а, б необходимо использовать сорбенты с октадецильными группами и углеродный сорбент.
2.1.3.3. Влияние состава подвижной фазы.
Ввиду того, что состав подвижной фазы (ПФ) может существенно влиять на хроматографическое поведение соединений, нами исследовано влияние содержания органических модификаторов. Удерживание тиосемикарбазидов (ТС) на исследуемых сорбентах закономерно увеличивается по мере снижения доли органического модификатора - трифторуксусной кислоты (ТФУ). Следует отметить, что добавка ТФУ оказывает меньшее влияние на удерживание 3 а и 3 б, чем на 3 в.
Диэтиламин (ДЭА) - модификатор, введение которого в состав подвижной фазы позволяет улучшать форму хроматографических пиков полярных веществ основной природы и варьировать времена удерживания для сильноудер-живаемых соединений. Ввиду слабоосновного характера исследуемых веществ целесообразным было исследовать влияние ДЭА на характеристики удерживания ТС на углеродном сорбенте. Установлено, что добавка ДЭА приводит к уменьшению времен удерживания ТС, но вместе с этим наблюдается более значительное размытие хроматографических пиков, приводящее к снижению разрешающей способности колонки, при этом пик 3 в едва детектируем на хрома-тограмме, рис. 4.
Рис. 4. Хроматограммы разделения смеси ТС на углеродном сорбенте: а) элю-ент об.% 50/50 метанол - вода, б) элюент 50 % метанол и 50 % 0,1 % -го водного раствора ТФУ, в) элюент 50 % метанол и 50 % 0,1 % -го водного раствора ДЭА. 1 - 3 а, 2 - 3 б, 3 - 3 в. Детектирование УФ при X = 240 нм.
Поскольку сорбент «Гиперкарб» обеспечивает достижение максимальной
селективности в ряду исследованных сорбентов, было изучено хроматографи-ческое поведение производных изотиоцианатов с МГ и N,N-метилэтилгидразином (МЭГ), являющимися гомологами НДМГ. На рис. 5 представлены зависимости ln&,= f(lnMm) для сорбатов 3 а-ж, из которых следует, что производные МГ 3 г, д удерживаются сильнее более гидрофобных производных НДМГ 3 б, в имеющих при этом и больший молекулярный вес.
-Зг
-Зе -Зд -Зж -За -36 -Зв
LnMm
Рис. 5. Зависимость lni" от логарифма мольной доли метанола Мт.
13
Обращает на себя внимание и факт инверсии в удерживании соединений 3 ж и 3 е при снижении доли метанола ниже 50 %, что обуславливается изменениями во взаимодействиях сорбат - метанол.
Следует отметить, что порядок элюирования производных За-ж не совпадает с расчетными, более полярные соединения 3 г, е удерживаются сильнее, чем менее полярные 3 б, в что связано с различной степенью сольватации указанных молекул.
2.1.3.4. Влияние температуры.
Исследование влияния температуры, во-первых, позволяет определять термодинамические характеристики процесса сорбции, во-вторых, изменение температуры приводит к изменению коэффициентов емкости (времен удерживания), используемых для качественного анализа.
В интервале температур 298-318 К для всех использованных сорбентов зависимости соединенй 3 а-в от обратной температуры близки к линейным г2 = 0,9874-0,9993. При увеличении температуры удерживание соединений закономерно снижается и изменения порядка выхода веществ не происходит рис. 6.
№ «гогЬах-СЫ»
-ДН°, кДж/моль -А8°Л1+1пф V
За 7,4 3,8 0,010
36 8,6 4,0 0,012
Зв 11,6 4,6 0,018
№ «ЕсНрве ХБВ-С18»
-ДН°, кДж/моль -Д8°Л1+1пф V
За 4,2 2,0 0,00<
36 5,3 2,1 0,00'
Зв 8,8 2,5 0,01:
V «Гиперкарб»
и № -ДН°, кДж/моль -S7R+lnq> V
as1 05 п За 13,3 5,5 0,021
36 14,5 5,4 0,023
•05 --Д2 * * ' * Зв 16,0 4,1 0,026
Рис. 6. Зависимости \пк' от 1/Т. Значения энтальпий сорбции, S°/R+ln<p, и температурного коэффициента V.
Для оценки влияния температуры используется температурный коэффициент V = [(Л i-k 2)-1]/(Т2-Т)), позволяющий определить изменение коэффициента емкости при изменении температуры на 1 К. Так, минимальное влияние температура оказывает на удерживание сорбатов 3 а-в на сорбенте «Eclipse XDB-С18» на котором воспроизводимость времен удерживания будет наилучшей, что важно для качественного анализа рис. б.
Проведен сравнительный анализ изменения термодинамических функций сорбатов 3 б, в относительно стандартного вещества 3 а на различных сорбентах, результаты которого представлены в табл. 2. Из представленных данных видно, что удерживание для сорбентов на основе силикагеле термодинамически схоже, в то время как для углеродного сорбента вместо уменьшения 6(AS°) наблюдается ее возрастание при переходе от аллильного заместителя к фениль-ному, что указывает на существенные различия в механизмах сорбции для этих сорбентов.
Таблица 2. Значения разностей ДН°, AS° соединений 3 б, в относительно соединения 3 а для различных сорбентов (Т = 298 К, элюент об. % 50/50 мета-
№ Тип сорбента
«Гиперкарб» «Eclipse XDB-C18» «Zorbax-CN»
-6(ДН°), кДж/моль «(AS0), Дж*моль/К -5(ДН°), кДж/моль «(AS9), Дж*моль/К -5(ДН°), кДж/моль S(AS°), Дж* моль/К
За Стандарт
36 -1,2 0,4 -1,1 -0,5 -1,2 -1,9
Зв -2,7 11,0 -4,0 -4,5 -4,2 -6,2
2.1.4, Масс-спектрометрия МАЛДИ. В целях подробного изуче1 свойств тиосемикарбазидов исследовано их поведение в условиях МАЛДИ-1\ В масс-спектрах МАЛДИ производных НДМГ с изотиоцианатами присутст ют пики протонированных и катионизированных натрием и калием молекул ных ионов (рис. 7).
[м+нг
т/г - 19«
{м+нг
тЛ - 148
[М+Ц*
Т\
[M+N»I*
• [M-fKI*
¡.(ил. 7
50 100 150 200 250 300 350 m/s
Рис. 7. МАЛДИ масс-спектры: а) 3 а, в присутствии ДГБК, б) 3 в в п] сутствии ЦГКК. * - Пики ионов матрицы.
Наряду с указанными выше пиками ионов в масс-спектрах МАЛДИ п]
сутствуют пики ионов молекулярных ассоциатов аналитов с матрицей и г» фрагментных ионов, обусловленных элиминированием диметиламина и дш тилгидразина.
Следует отметить, что применение ЦГКК осложняется наличием зна> тельного числа фрагментных ионов, например, пик иона [ЦГКК+Н-С02]+ с г = 146,061 и пик его изотопного иона с m/z = 148,066 интерферирует с прото! рованным молекулярным ионом [За+Н]+ с m/z = 148,091. В виду низкого р решения и уширенных пиков ионов в данной области не представляется bi можным анализировать НДМГ в виде За на микроуровне с этой матрицей.
Чтобы устранить влияние фрагментных ионов матрицы в диапозоне mí 20 - 200 Да использовали дитранол в качестве матрицы (ш/z = 227) рис. 8.
I, »/о 100-
50
160
*
о _I...I-. i„L___Li............к.......L_I_
150 200 250 m/z
Рис. 8. МАЛДИ масс-спектр смеси 3 а m/z = 148, 3 б m/z = 160, 3 в m/z = 196 (содержание веществ на мишени 1 нмоль). * - Пики ионов дитранола.
Наличие пиков характеристических ионов в масс-спектрах ионизации
электронами 3 а и 3 б позволяет надежно идентифицировать определяемые соединения. В связи с этим нами исследованы процессы фрагментации метаста-бильных протонированных молекулярных ионов протекающие после ионного источника в условиях МАЛДИ-МС. Так, в масс-спектрах фрагментации родительских ионов 3 а-в присутствуют: пики квазимолекулярных ионов [М+Н]+ и пики характеристических ионов с m/z = 46,61,78,103 таблица 3.
Таблица 3. Масс-спектры ионизации электронами (ЭИ) ионов [М]+ и фрагментации родительских метастабильных ионов [М+Н]+ в условиях МАЛДИ-МС. _
Соединение Тип ионизации
ЭИ, m/z МАЛДИ, m/z
За 44,45,59,60, 104,147' 46,61,78,103, 114,146,148
36 44,45,59,60, 115,116,159 46, 58, 61, 78, 103, 115,126, 158,160
Зв 44, 45, 59,60, 77, 93, 152, 161, 195 46,61,78, 103,152,162, 192, 194,196
Зг 46, 56, 128,145 47, 58, 89,144,146
Зд 45,58,59,74,101,116,173 58, 60, 73, 75, 92, 117,170, 172,174
Зе 46, 77, 109, 135,136,181 47, 89, 165,182
3 ж 58,59, 74,77,93,153,176,209 58, 60, 73, 75, 92, 94, 117,151, 176,206,208,210
- Жирным шрифтом отмечены молекулярные и квазимолекулярные ионы.
Пути фрагментации метастабильных ионов [М+Н]+ связаны с элиминированием нейтральных аминосоединений: этиламина, аллиламина, анилина и ди-
метилгидразина. Пики указанных соединений регистрируются в виде соот1 ствующих протонированных молекулярных ионов. Также наблюдается выб из квазимолекулярных ионов ТС молекулы сероводорода, схема 3.
+ТГ
J4-. ,Ме
s-c V
Me
+Hl+
[M+H-HjNR]\
W'fiw ,Me YvN-H ■S' ^ Я
[M+H-HNMe2]+
S' „ H Me
H H . +T¡1+
R 4TJ Y -
S Me [M+Hf
+нг
Me
r-V A
N Me [M+H-H2S]+
MV,H
Ж
hs
Me m/z = 78
M<\ P A+
Me H
H,N-
Me
+ / H
Me
m/z = 61
m/z = 46
Схема 3. Фрагментация метастабильных протонированных ионов За-в Особое значение в идентификации НДМГ как производного с изотиоц натами в методе МАЛДИ-МС представляет ион с m/z = 78, образование кото го не зависит от заместителя в положении 4, и связано только с наличием структуре анализируемых соединений остатка диметилгидразина, тогда как масс-спектрах ионизации электронами такого иона не наблюдается. След; отметить также сходство во фрагментации молекулярного иона 3 в в режм ионизации электронами и МАЛДИ (рис. 9).
i 161 Ii ,ji
_L
40 60 80 100 120 140 160 ISO
Рис. 9. а) Масс-спектр фрагментации метастабильного протонированного ис 3 в [М+Н]+ m/z = 196, ионизация МАЛДИ, б) масс-спектр 3 в [М]+ m/z = 1 ионизация электронами.
Масс-спектры фрагментации родительских метастабильных ионов производных М,1\'-метилэтилгидразина 3 д, ж близки к масс-спектрам производных НДМГ 3 а-в и отличаются на гомологическую разность m/z = 14 таблица 3. Масс-спектры фрагментации ионов [М+Н]+ производных монометилгидразина 3 г, е состоят из пиков ионов метилгидразиния с m/z = 47, протонированного N-метиламиноизотиоцианата m/z = 89 и аллиламмония с m/z = 58.
Таким образом, метод МАЛДИ-МС позволяет надежно идентифицировать НДМГ и другие гидразины благодаря уникальной фрагментации родительских ионов.
3. Определение примеси НДМГ в образцах углеводородных горючих.
3.1. Идентификация примеси НДМГ в углеводородных горючих методом ГХ-МС.
На основе изученных хроматографических и масс-спектрометрических характеристик производных НДМГ разработаны физико-химические основы определения примеси НДМГ в углеводородных горючих. Примесь НДМГ в горючих «Синтин» и «Децилин» может быть определена по производным 3 а, б методом ГХ-МС даже в присутствии многокомпонентного горючего «Нафтил». В анализе соединений в рамках метода ГХ-МС наряду со временем удерживания для целей идентификации могут быть использованы соотношения площадей пиков молекулярных и характеристических ионов (таблица 4). Таблица 4. Соотношение площадей характеристических ионов соединения 3 а, б.
№ опыта Отношение площадей ионов, %
За 36
SHA„ SsAo S15</S116 ^159^115 S159/S60 S I5</S59 Sl!5/S59
1 78,1 77,3 15,2 15,4 10 9,7 64,1 62,7
2 72 62,6 19 19,2 11,1 11,4 58,2 59,7
3 64,5 65,9 16,1 15,1 9,1 10,2 56,4 67,6
среднее значение 71,5 68,6 16,8 16,6 10,1 10,4 59,6 63,3
СКО* 9,5 11,2 11,8 13,8 10,0 8,4 6,8 6,3
-—
- среднеквадратичное отклонение
Так, на рис. 10. представлены хроматограммы по ПИТ примеси НДМГ 3 а
в горючем «Синтин» и «Децилин». При этом примесь НДМГ маскирована зна-
19
чительным содержанием примеси горючего «Нафтил», что затрудняет идеь фикацию НДМГ по полному масс-спектру. Тем не менее, идентификацию п меси НДМГ можно осуществить по масс-хроматограммам молекулярного и рактеристического ионов рис. 10, при этом данные по соотношению площа пиков указанных ионов согласуются с данными таблицы 4.
Ss,ßt,=6S,
Рис. 10. Хроматограммы по ПИТ примеси НДМГ 3 а и горючего «Н тил» в горючих «Синтин» и «Децилин» (слева), масс-хроматограммы 3 а по рактеристическим ионам (справа),
В масс-спектре ионизации электронами молекулярный ион 3 б имеет
высокую интенсивность. При работе с микроколичествами пик молекулярн
иона может отсутствовать в масс-спектре, при этом анализ может быть ocyi
ствлен путем регистрации масс-фрагментограммы этого производного НДМ
помощью характеристических ионов с m/z = 59 и/или 60 и 115 и/или 1
имеющих более высокую интенсивность рис. 11.
I (ora. е») 9000
Рис. 11. Хроматограмма по ПИТ и масс-спектр примеси НДМГ в bi производного 3 б в горючем "Синтин". S))6/S60 = go Su5/Sjg = 59 %.
3.2. Анализ НДМГ в горючем «Нафтил» методом ОФ ВЭЖХ -МАЛДИ-МС.
В случае определения НДМГ как микропримеси в горючем «Нафтил», компоненты которого соэлюируются с производными 3 а-б доля ионов этих соединений оказывается незначительной в ПИТ и идентифицировать НДМГ не представляется возможным. Поэтому метод ГХ-МС неприменим к этому типу анализов. В связи с этим разработан подход к анализу примеси НДМГ в керосине «Нафтил», использующий ОФ ВЭЖХ. Методика включает: экстракцию производных НДМГ 3 а-в из горючего «Нафтил» на патронах для твердофазной экстракции (ТФЭ) «Диапак» на основе силикагеля и последующим хромато-графированием извлеченных соединений 3 а-в методом ОФ ВЭЖХ на сорбенте «Гиперкарб». На рис. 12 представлены хроматограммы определения примеси НДМГ в горючем «Нафтил». Извлечение НДМГ составило больше 98%, степень концентрирования - 1. В данных случаях ТФЭ использовалась в целях извлечения аналитов для обеспечения совместимости с составом подвижной фа-
Рис. 12. Хроматограммы примеси НДМГ в виде производных 3 а-в в горючем «Нафтил». Сорбент «Гиперкарб», скорость потока ПФ - 0,5 мл/мин. Элюент - Ме0Н/Н20. УФ-детектирование при X = 240 нм. Концентрация НДМГ - 1 мг/л.
Метрологические характеристики методики определения примеси НДМГ представлены в таблице 5.
Таблица. 5. Аналитические характеристики метода ОФ ВЭЖХ с ист зованием сорбента «Гиперкарб» .___
Соединение Предел обнаружения, мкг/л. (Б/М = 3) Линейный диапазон, мкг/л Уравнение градуировочной кривой Коэффицие корреляци 2 Я
За 5 25-500 у = 0,121бх+0,013 0,9997
36 5 25-500 у = 0,15х+0,0714 0,9998
Зв 7 25-250 у = 0,0863х+0,5403 0,9994
* - Объем пробы 20 мкл.
Для повышения надежности качественного определения НДМГ пре; жено использовать помимо времен удерживания метод МАЛДИ-МС, данм информацию о молекулярном весе и структуре аналитов. Для этого отбир фракции соответствующие хроматографическим пикам анализируемых сое нений. На мишень для МАЛДИ-МС наносили аликвоту (1мкл) из получен! фракций. Далее регистрировали масс-спектры, содержащие протонирован: молекулярные ионы производных НДМГ 3 а-в рис. 13. Пределы обнаруже применяемые в НДМГ с детектированием МАЛДИ-МС оказались хуже, че случае ОФ ВЭЖХ, что объясняется меньшим количеством вводимой проб меньшей чувствительностью метода МАЛДИ-МС к производным 3 а, б (таЕ
Рис. 13. Масс-спектры МАЛДИ примеси НДМГ в горючем «Нафтил» еле ОФ ВЭЖХ. * - Пики ионов матрицы - ДГБК (С = 1мг/мл).
Таблица 6. Пределы обнаружения НДМГ как 1,1-диметил-4-11-
Производное Предел обнаружения, мг/л
НДМГ ЦГКК ДГБК Дитранол
За - 0,1 10
36 1 1 10
Зв 1 0,01 1
Поэтому необходимо использовать в качестве дериватизатора и матрицы фенилизотиоцианат и ДГБК соответсвенно, а также вводить в масс-спектрометр пробы большего объема. Преимуществом данного подхода является возможность качественного скрининга большого количества проб горючего, содержащих примесь НДМГ сразу после извлечения из топлива.
4. Разработка аналитической методики определения примесей в НДМГ.
В НДМГ могут присутствовать примеси следующего происхождения: технологические, продукты трансформации и загрязнения органического характера, привнесенные извне. Технологические примеси - это исходные соединения, используемые при синтезе НДМГ, побочные продукты и полупродукты реакции. Продукты трансформации - соединения, образующиеся: при длительном хранении, в том числе при окислении кислородом воздуха, оксидами азота, при взаимодействии НДМГ с поверхностью конструкционных материалов. Загрязнения органического характера - компоненты различных смазок, углеводородных топлив. Соответственно методика анализа должна позволять идентифицировать максимальное число присутствующих примесей.
Методика включает дериватизацию НДМГ (схема 2). Применяли двухкратный избыток дериватизирующего реагента (по объему), поскольку использование больших количеств приводит к снижению чувствительности анализа примесей за счет разбавления пробы. Воду, образующуюся в эквивалентных НДМГ количествах и способную повреждать хроматографическую колонку, удаляли свежепрокаленным сульфатом натрия.
Настройку параметров оборудования (чувствительность, диапазоны меряемых содержаний и др.) осуществляли по контрольному образцу, со,, жащему некоторые из определяемых примесей.
Количественному определению предшествовал предварительный анг необходимый для идентификации по временам удерживания и индексу и; точности масс-спектров примесных компонентов и определения их ориент! вочного содержания в образце. Количественное определение идентифищ ванных примесей в НДМГ проводили по методу внешнего стандарта, при э приемлемость аналитических сигналов при и = 2, Р = 0,95 не хуже 15%. Мс логические характеристики разработанной методики представлены в таблица
Таблица 7. Метрологические характеристики методики определения примес в НДМГ. (п = 2,Р = 0,95) ___
Соединение Уравнение Я2 Диапазон лине ности мг/мл
Контрольный образец
нитрозодиметиламин у = 3,587х-0,0041
толуол у=12,075л:-0,00б9
орто-ксилол у = 8,896х+0,0127 0,999 0,005-0,5
н-декан у = 8,721х+0,0074
н-додекан у = 18,652х+0,0002
Промышленные образцы НДМГ
нитрозодиметиламин у = 3,6214дг+0,0011
диметиламиноацетонитрил у = 6,577^+0,0026 0,999 0,005-0,5
1 -метил-1,2,4-триазо л 16,119^+0,0058
тетраметилтетразен у = 4,859л+0,002
Результаты количественного анализа примесей в анализируемых образ
НДМГ и контроль промежуточной прецизионности измерений выполненных через сутки не хуже 15%.
Разработанная хромато-масс-спектрометрическая методика определе микропримесей в несимметричном диметилгидразине позволяет определят диапазонах массовых долей: нитрозодиметиламин (0.01 - 1.0 %), тетрамет тетразен (0.01 - 1.0 %), Ы,Ы-диметиламиноацетонитрил (0.01-1.0 %), 1-мет 1,2,4-триазола (0.01 - 1.0 %), НИ-диметилформамид (0.01 - 1.0 %), тол (0.005 - 0.5 %), орто-ксилол (0.005 - 0.5 %), нафталин (0.001 - 0.1 %), н-де (0.005 - 0.5 %), н-додекана (0.001 - 0.1 %). Граница суммарной относителы погрешности измерений составляет 5 = ±15 при доверительной вероятно
Р- 0,95. Содержание примесей, не входящих в указанный список определяется
ориентировочно в ходе предварительного анализа рис. 14. I, усл. ед.
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
3
О
»аХ
4.00
6.00
8.00
10.00 12.00
' 14.00
16.00 18.00 Время, мин
Рис. 14. Хроматограмма микропримесей в образце НДМГ. 1 - диметилгидразон формальдегида* (0.065%), 2 - диметилгидразон ацетона (не анализируется), 3 -нитрозодиметиламин (0,069%), 4 - монометилгидразон ацетона* (0.044%), 5 -тетраметилтетразен (0,019%), 6 - дейтеронафталин (* для отмеченных соединений приведено ориентировочное содержание в образце).
Выводы.
1. Определены термодинамические характеристики сорбции производных НДМГ с изотиоцианатами (ДО0, ДН°, ДБ0) в различных условиях на углеродном сорбенте и на сорбентах на основе силикагелей с привитыми циа-нопропильными и октадецильными группами.
2. Исследовано масс-спектрометрическое поведение производных НДМГ в условиях ионизации электронами и МАЛДИ, рассмотрены процессы фрагментации родительских ионов в методе МАЛДИ-МС. Выяснено, что в масс-спектрах присутствуют характеристические ионы, позволяющие идентифицировать исследуемые соединения.
3. Созданы физико-химические основы анализа примеси НДМГ в углеводородных горючих «Синтин» и «Децилин» методом ГХ-МС.
4. Разработаны физико-химические основы методики определения примеси НДМГ в углеводородном горючем «Нафтил» методом жидкостоной хроматографии с МАЛДИ-МС детектированием.
5. Разработана и метрологически аттестована методика анализа примесей в НДМГ методом газовой хромата - масс-спектрометрии.
25
Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:
1. Парамонов СЛ., Ульянов A.B., Буряк А.К. Изотиоцианаты как дериват рующие реагенты в определении 1,1-диметилгидразина методом газовой : матографии - масс-спектрометрии // Изв. АН, сер. хим. 2010, № 3. С. 517-52
2. Парамонов С.А., Ульянов A.B., Буряк А.К. Анализ 1,1-диметилгидрази: виде производных с изотиоцианатами методом офф-лайн ВЭЖХ - МАЛДИ-// Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. Вып. 3. С. ■ 449.
3. Парамонов С.А., Ульянов A.B., Буряк А.К. Критерии выбора карбониль соединений как дериватизирующих реагентов в анализе 1,1-диметилгидра: в виде его гидразонов методом газовой хроматографии - масс-спектромет] Тезисы Всерос. Симпозиума «Хроматография и хромато-масс-спектрометр 14-18 апреля 2008 г. ИФХЭ РАН. - Москва-Клязьма, 2008. С. 87 (Стендо доклад).
4. Парамонов С.А. Алкилизотиоцианаты как дериватизирующие реагент определении 1,1-диметилгидразина методом газовой хроматографии - м спектрометрии. Тезисы конференции молодых учёных, аспирантов и студе! «Физикохимия - 2008» 1-30 ноября 2008г. - Москва, 2008.
5. Парамонов С.А., Ульянов A.B., Буряк А.К. Газовая хроматограф« масс-спектрометрия производных 1,1-диметилгидразина с алкилизотиоци; тами. Тезисы III Всерос. Конференции «Масс-спектрометрия и ее приклад проблемы». 18-22 мая 2009 г. - Москва, 2009. С. 142.
6. Парамонов С.А., Ульянов A.B., Буряк А.К. Методика определения л ропримесей в несимметричном диметилгидразине. Тезисы III Всерос. Koi ренции «Масс-спектрометрия и ее прикладные проблемы». 18-22 мая 2009 Москва, 2009. С. 143.
7. Парамонов С.А., Ульянов A.B., Буряк А.К. Определение диметилгидразина как примеси в синтетических ракетных горючих методом зовой хроматографии - масс-спектрометрии. Тезисы Всерос. Конферен «Теория и практика хроматографии. Хроматография и нанотехнологии». ( июля 2009 г. - Самара, 2009. С. 162.
8. Парамонов С.А., Ульянов A.B., Буряк А.К. Применение комплекса з матографических и масс-спектрометрических методов к анализу в ракетных рючих. Тезисы Всерос. Конференции «Хроматография народному хозяйст 19-23 апреля 2010 г. - Дзержинск, 2010. С. 46.
9. «Методика определения примесей в несимметричном диметилгидр; не». Свидетельство № 242/94 - 2008 от 28 ноября 2008 г. ФГУП ВНИИМ им. И. Менделеева).
Подписано в печать: 06.09.10
Объем: 1,5 усл.печ.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 528 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г.Москва, пр-т Вернадского, 39 (495) 363-78-90; www.reglet.ru
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ:.
1. ВВЕДЕНИЕ.
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
2.1. Свойства несимметричного диметилгидразина.
2.1.1. Физические и химические свойства НДМГ.
2.1.2. Реакции трансформации 1,1-диметилгидразина.
2.2. Токсичность НДМГ и продуктов его трансформации.
2.3. Молекулярно-статистический метод определения термодинамических характеристик адсорбции.
2.4. Методы определения НДМГ.
2.4.1. Спектрофотометрические методы.26 <
2.4.2. Хроматографические методы.
2.4.2.1. Газовая хроматография.
2.4.2.2. Жидкостная хроматография.34*
2.5. Масс-спектрометрия МАЛДИи ее применение к анализу низкомолекулярных соединений.
2.5.1. Выбор матрицы.
2.5.2. Пробоподготовка.
2.5.3. Качественный анализ.
2.5.4. Количественный анализ.
2.5.5. Методы разделения веществ и МАЛДИ-МС.
3. ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1. Материалы.:.
3.2. Оборудование.
3.3. Молекулярно-статистический расчет.
3.4. Дериватизация НДМГ в углеводородных топливах изотиоцианатами
3.5. Дериватизация 1,1-диметилгидразина изотиоцианатами.
3.6. Подготовка образцов к масс-спектрометрическому исследованю с индуцированной поверхностью лазерной десорбцией/ионизацией.
3.7. Подготовка образцов к масс-спектроме-фическому исследованию с: матрично активированной лазерной десорбцией/ионизацией.
3.8. Методика исследования дегидрирования 1,1-R1,R2-4-R-тиосемикарбазидов 2,3-дициано-5,6-дихлорбензохиноном (ДДБ).53'
3.9. Синтез 2-фениламино-4-метил-1,3,4-тиадиазолий 4-гидрокси-2,3-дициано-5,6-дихлорфенолята.
3.10. Методика анализа'примесей,в НДМГ.
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
4.1. Синтез производных НДМГ с изотиоцианатамии ацетоном
4.2. Хроматографическое поведение: производных НДМГ с изотиоцианатами
4.2.1. Газовая хроматография;(ГХ) „.Ц.
4.2.21 Нормально-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография; нфвэжх).;.бз
4.2.3. Обращенно-фазовая;высокоэффективная жидкостная хроматография
ОФ ВЭЖХ).
4.2.3:1. Молекулярно-статистические расчеты термодинамических характеристик адсорбции на углеродном сорбенте производных 3 а-ж
4.2.3 ;2. Влияние:типа сорбента на удерживание.
4.2.3.3. Влияние состава подвижной фазы на удерживание.i.
4.2.3.4. Влияние температуры на удерживание.
4.3. Масс-спектрометрия МАЛДИ производных НДМГ и его гомологов с изотиоцианатами:.
4.3; 1. Масс-спектрометрия-с:лазерной десорбцией/ионизацией 1,1 -R1 ,R2-4-Rтиосемикарбазидов.;.!.
4.3:2. Влияние матрицы на масс-спектральные характеристики ТС.
4.3.3. Масс-спектрометрия распада протонированных молекулярных ионов тиосемикарбазидов после ионного источника.
4.4. Определение примеси НДМГ в*образцах углеводородных горючих. 108 4.4.1. Идентификация примеси НДМГ в УГ методом ГХ-МС.
4.4.2. Анализ НДМГ в горючем «Нафтил» методом ОФ ВЭЖХ- МАЛДИ-МС
4.5. Разработка аналитической методики определения примесей в НДМГ.
4.5.1. Дериватизация НДМГ.
4.5.2. Анализ контрольного образца.
4.5.3. Ориентировочная оценка массовой концентрации обнаруженных примесей.
4.5.4. Анализ градуировочных растворов.
4.5.5. Количественный анализ микропримесей в НДМГ.
ВЫВОДЫ.
Несимметричный диметилгидразин (1,1-диметилгидразин, НДМГ) -весьма реакционноспособное соединение. НДМГ и продукты его трансформации обладают высокой токсичностью. НДМГ широко используется в тонком органическом синтезе, производстве лекарственных средств и полупроводников. Основное свое применение НДМГ находит в ракетно-космической отрасли, являясь компонентом ракетных топлив (КРТ).
Развитие программ по запускам ракетоносителей в нашей стране приводит к интенсификации использования ракетных горючих различных типов. В процессе хранения и эксплуатации на объектах ракетно-космической отрасли возможны деструкция; и загрязнение ракетных топлив. Актуальной проблемой является контроль- за загрязнением объектов космической инфраструктуры и полей падения ступеней ракетоносителей различными КРТ.
Существующие физико-химические методы анализа, такие как спектральные и хроматографические, основаны на переводе НДМГ в более, удобную аналитическую форму посредством дериватизирующих реагентов и имеют ряд недостатков: проведение дериватизации при повышенной температуре; применение значительного избытка реагента; недостаточно эффективное хроматографическое разделение пары реагент-продукт; низкая информативность получаемой спектральной информации, не позволяющая надежно идентифицировать НДМГ.
В связи с этим важной задачей является разработка методов, повышающих надежность определения НДМГ при производстве и применении, при оценке его чистоты и определении примесей.
Цель работы:
Цель диссертационной работы являлась расчетное и экспериментальное определение термодинамических характеристик адсорбции производных несимметричного диметилгидразина на сорбентах различного типа методами газовой и жидкостной хроматографии. Изучение хроматографического и масс-спектрометрического поведения производных НДМГ в различных условиях проведения эксперимента. Разработать методики определения НДМГ в углеводородных горючих и микропримесей в нем.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- подобрать классы дериватизиругощих реагентов для анализа НДМГ методами газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием;
- определить термодинамические характеристики сорбции производных НДМГ с дериватизирующими реагентами на различных сорбентах;
- исследовать масс-спектры производных НДМГ и ряда других гидразинов в условиях различных типов ионизации.
Научная новизна:
1. Впервые изучено хроматографическое поведение производных НДМГ с дериватизирующими реагентами - изотиоцианатами и ацетоном в условиях определения микропримесей в НДМГ и его как микропримеси в различных вариантах хроматографии.
2. Получены значения термодинамических характеристик сорбции (факторы удерживания, значения термодинамических функций АС3, ДН°, ДБ0) исследованных соединений на различных сорбентах в зависимости от изменения параметров хроматографической системы.
3. Впервые проведено исследование масс-спектрального поведения производных НДМГ в условиях матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации (МАЛДИ), в том числе изучены масс-спектры фрагментации родительских ионов производных НДМГ и его гомологов в условиях ионизации МАЛДИ.
Практическая значимость работы: Разработаны физико-химические основы анализа методом обращено-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ-ВЭЖХ) с детектированием МАЛДИ-МС примеси НДМГ в виде его производного с изотиоцианатами в углеводородных горючих. Разработана и метрологически аттестована аналитическая методика определения микропримесей в НДМГ, основанная на его предколоночной дериватизации ацетоном и последующим анализом методом капиллярной газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ-МС) с ионизацией электронами (свидетельство № 242/94 - 2008 от 28 ноября 2008 г. ФГУП ВНИИМ им. Д. И. Менделеева).
На защиту выносятся следующие положения:
1. Термодинамические характеристики сорбции (факторы удерживания, значения ряда термодинамических функций) производных НДМГ на различных сорбентах.
2. Масс-спектры производных НДМГ и ряда его гомологов, зарегистрированных в различных режимах ионизации.
3. Физико-химические основы методик идентификации и количественного анализа микропримеси НДМГ в виде его производных с изотиоцианатами методами ГХ-МС и ВЭЖХ с разделенным во времени МАЛДИ-МС детектированием.
4. Методика определения микропримесей в НДМГ методом ГХ-МС.
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
выводы
1. Определены термодинамические характеристики сорбции производных НДМГ с изотиоцианатаим (АС5, АН0, А8°) в различных условиях на углеродном сорбенте и на сорбентах на основе силикагелей с привитыми цианопропильными и октадецильными группами.
2. Исследовано масс-спектрометрическое поведение производных НДМГ в условиях электронной ионизации и МАЛДИ, рассмотрены процессы фрагментации родительских ионов в методе МАЛДИ-МС. Выяснено, что в масс-спектрах присутствуют характеристические ионы, позволяющие идентифицировать исследуемые соединения.
3. Созданы физико-химические основы метода анализа примеси НДМГ в углеводородных горючих «Синтин» и «Децилин» методом ГХ-МС.
4. Разработаны физико-химические основы методики определения примеси НДМГ в углеводородном горючем «Нафтил» методом жидкостной хроматографии с разделенным во времени МАЛДИ-МС детектированием.
5. Разработана и метрологически аттестована методика анализа примесей в НДМГ методом газовой хромато-масс-спектрометрии.
1. Eckart W. Schmidt. Hydrazine and its derivatives. Preparation, properties, applications. Rocket Research Company. Redmond, Washington. 1980. P. 289-290.
2. Братков A.A., Серегин Е.П., Горенков А.Ф. и др. Химмотология ракетных и реактивных топлив. М.: Химия, 1997. 302 с.
3. Budavari S, O'Neil MJ, Smith A, et al. The Merck index: An encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals. 11th ed. Rahway, NJ: Merck and Co., Inc., 1989,512.
4. Цуцуран В.И., Петрухин H.B., Гусев C.A. Военно-технический анализ состояния и перспективы развития ракетных топлив. М.: МО РФ, 1999. С.332.
5. Китаев Ю.П., Бузыкин Б.И. Гидразоны. -М.: Наука, 1974. 416 с.
6. Ronald R., Sauers A., Susan D. Van Arnum. 1,4-Conjugate Additions of Methoxyamine and 1,1-Dimethylhydrazine to Hex-3-yne-2-one: A Facile Synthesis of Functionalized Isoxazole and Pyrazole Precursors // Synth. Commun. 2005. V. 35. P. 2033-2038.
7. Savel'ev Yu. V., Khranovskii V. A., Veselov V. Ya., Grekov A. P., Savel'eva O. A. Specificity of the Reaction of 1,1-Dimethylhydrazine with Phenyl Isocyanate // Russian Journal of Organic Chemistry. 2003. V. 39. No. l.P. 96-98.
8. Jakobsen P. Copper (I) catalysed reactions between hydrazines and isocyanides // Acta Chem. Scand. 1976. V. 30. P. 847-852.
9. Елизарова Г.JI., Матвиенко Л.Г., Пестунова О.П., Бабушкин Д.Э., Пармон В .Hf. Каталитическое окисление 1,1-диметилгидразина кислородом воздуха в разбавленных водных растворах // Кинетика и катализ. 1998. Т. 39. № 1. С. 49-55.
10. Попов О.В., Маныпев Д.А., Островская В.М., Буряк А.К., Ульянов А.В. Каталитически активный мембранный сорбент шунгит для очистки грунта от гептила // Сер. Критические технологии. Мембраны. 2005. № 1 (25). С. 12-17.
11. Буряк А.К., Татаурова О.Г., Ульянов А.В. Исследование продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина на модельных сорбентах методом газовой хроматографии/масс-спектрометрии // Масс-спектрометрия. 2004. № 1 (2). С. 147-152.
12. Родин И.А., Москвин Д.Н., Смоленков А.Д., Шпигун О.А. Превращение несимметричного диметилгидразина в почвах // Журн. физич. химии. 2008. Т. 82. № 6. С. 1039-1045.
13. Емельянова Г.И., Атякшева Л.Ф., Сорочинский В.В. Некоторые закономерности окисления 1,1-диметилгидразина озоном // Вестн. моек, ун-та. Сер. 2. Химия. 1983. Т. 24. № 4. С. 364-368.
14. Carter W.P.L. Gas Phase Reaction of UDMH with ozone and NOx in simulated atmospheres. Facile formation of N-nitrosodimetylamine // ASC Symp. Ser., N-Nitroso Compounds. 1981. V. 174. P. 117-131.
15. Mayer S.W., Taylor D., Schieler L. Preignition predicts from storable propellants in simulated high altitude conditions. Aerospace Corp. TR-0158 (9210-02)-1, SAMSO-TR-68-67. 1967. 46 p.
16. Miron Y., Perlee H:E. The hard start phenomena in hypergolic engines. V. 4. The chemistry of hydrazine fuels and nitrogen tetroxide propellant systems. U.S., Bureau of Mines. BM-IR-1646, NASA-CR-140360, Interim Report. 1974. 85 p.
17. Tuazon E.C. Gas phase reaction of 1,1-dimethylhydrazine with nitrogen dioxide. UG Riverside // J. Phys. Chem. 1983. V. 87. P. 1600-1605.
18. Mathur М., Sisler Н. Oxidation of 1,1-dimethylhydrazine by oxygen // Inorg. Chem. 1981. V. 20. P. 426-429.
19. Lunne G., Sansone E. Oxidation of 1,1-dimethylhydrazine in aqueous solution with air and hydrogen peroxide // Chemosphere. 1994. V. 29. № 7. P. 1577-1590.
20. Banerjee S., Pack I., Sikka H., Kelly C. Kinetics of oxidation of methylhydrazine in water. Factors controlling the formation of 1,1-nitrosamine // Chemosphere. 1984. V. 13. № 4. P. 549-559.
21. Junghoon C., Valentine R.L. Formation of N-nitrosodimethylamine (NDMA) from reaction of monochloramine: a new disinfection by-product // Water Research. 2002. V. 33. P. 817-824.
22. McBride W.R., Kruse H.W. Preparation of tetraalkyltetrazenes. // U.S. Dept. Navy, U.S. Pat. 3135800 (8 Apr 1957/ 2 Jun 1964). CA 61, 4215f.
23. Singh S.N., Prasad R.K. Oxidation of unsymmetrical dimethylhydrazine by basic iodine // J. Indian Chem.Soc. 1992. V. 69. P. 648-650.
24. IARC. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Man. Geneva: World Health Organization, International Agency for Research on Cancer. 1974. V. 4. 139 p.
25. Lewis R.J. Hawley's Condensed Chemical Dictionary. 12th ed. New York, NY.: Van Nostrand Reinhold Co. 1991. P. 417.
26. Braun B.A., Zirrolli J.A. Fate of Hydrazine Fuels in Aqueous and Soil Environ. Air Force Report № ESL-TR-82-45, NTIS AD-A125813. 1983. 219 p.
27. Ушакова В.Г., Шпигун O.A., Старыгин О.И. Особенности химических превращений НДМГ и его поведение в объектах окружающей среды // Ползуновский вестник. 2004. № 4. С. 177-184.I
28. Касимов Н.С., Кречетов П.П., Королева Т.В. Экспериментальное изучение поведения ракетного топлива в почвах // ДАН. 2006. Т. 408. №5. С.1-3.
29. Кречетов П.П., Королева Т.В., Черницова О.В., Неронов В.В. Ракетно-космическая ¡деятельность как источник воздействия на окружающую среду // Проблемы региональной экологии. 2008. № 6. С. 47-58.
30. Кречетов П.П., Королева Т.В., Дианова Т.М., Черницова О.В. Параметры контроля состояния почв в районах падения отделяющихся частей ракет-носителей // Сборник трудов СИП РИА. 2007. Вып. 17. С. 50-54.
31. Инструкция по нейтрализации технических средств после работы со специальными топливами. — М.: Воениздат, 1993 г. 104 с.
32. Гидразин. Гигиенические критерии» состояния окружающей среды 68. ВОЗ. Женева, 1991. 83 с.
33. Гадаскина И:Д., Фирсов В.А. Превращение и распределение промышленных органических ядов в организме.* М.: Медицина, 1971г. 303 с.
34. Справочник по токсикологии и гигиеническим нормативам (ПДК) потенциально опасных химических веществ. Под ред. канд. мед. наук Кушневой В:С. и канд. мед. наук Горшковой Р.Б. - М.: ИздАт, 1999,272 с.
35. Haun С.С., KinkeadE.R., Yemot Е.Н:, et al. Chronic inhalation toxicity of unsymmetrical dimethylhydrazine: Oncogenic effects. AFAMRL-TR-85-020. 1984. P: 45.
36. Roe F.J., Grant G.A., Millican D.M. Carcinogenicity of hydrazine and 1,1-dimethylhydrazine for mouse lung // Nature. 1967. V. 216. P. 375-376.
37. Островская^ B.M., Манынев Д.А., Давидовский H.B'. Оперативное тестовое определение 1,1-диметилгидразина в поверхностных водах и грунтах // Аналитика и контроль. 2000. Т.4. №2. С. 198- 201.
38. Хоффман Р. Такой'одинаковый и разный мир. Пер. с англ. канд. физ.-мат. наукХачояна, под ред. Данилова Ю.А. М.: Мир. 2001. С. 229-231.
39. Авгуль H.H., Киселев A.B., Пошкус Д.П. Адсорбция газов и паров на однородных поверхностях. М.: Химия. 1975. 384 с.
40. Киселев А.В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии. М.: Высшая школа. 1986. 360 с.
41. Киселев А.В., Пошкус Д.П., Яшин Я.И. Молекулярные основы адсорбционной хроматографии. М.: Химия. 1986. 272 с.
42. Буряк А.К. Применение молекулярно-статистических методов расчета термодинамических характеристик адсорбции при хромато-масс-спектрометрической идентификации органических соединений // Успехи химии. 2002. Т. 71. № 8. С. 788 -800.
43. Буряк А.К. Метод введения поправок в параметры атом-атомных потенциалов межмолекулярного взаимодействия, используемых для расчетов термодинамических характеристик адсорбции // Изв. АН. Сер. Химическая. 2000. № 4. С. 681-687.
44. Киселев A.B., Маркосян Д.Д. Определение параметров потенциальной функции межмолекулярного взаимодействия гидроксильной группы с атомом углерода графита из газо-хроматографических данных // Арм. Хим. ж. 1985. Т. 38. № 1. С. 29-37.
45. Gonnord М., Vidal-Madjar С., Guiochon G. Prediction of retention data in gas-solid chromatography methyl and polymethylbenzenes and naphtalenes on graphitized carbon black H J. Chromatogr. Sci. 1974. V.12. N.12. P.839-844.
46. Vidal-Madjar C., Guiochon' G., Dondi F. Prediction of retention data of polychlorbenzenes and naphtalenes on graphitized carbon black // J. Chrom. 1984. V.291. N.l. P.l-12.
47. Vidal-Madjar C., Bekassy-Molnar E. Molecular statistical theory of adsorption for hydrocarbons on graphite. Effect of polarizability anisotropy in adsorption potential calculation // J. Phys. Chem. 1984. V. 88. P. 232-238.
48. Буряк А.К., Пошкус Д.П. Экспериментальное и молекулярно-статистическое исследование адсорбции галогенпроизводных бензола на графитированной саже. // Изв.АН СССР. Сер. Химическая. 1989. № 1. С. 12-16.
49. Бобылева М.З., Дементьева Л.А., Киселев A.B., Куликов Н.С. Молекулярно-статистический расчет констант Генри для адсорбции ароматических аминов на графитированной термической саже // ДАН. 1985. Т. 283. № 6. С. 1390-1393.
50. Яшкин С.Н., Григорьева 0.Б., Буряк А.К. Экспериментальное и молекулярно-статистическое исследование адсорбции аминоадамантанов на графитированной термической,саже // Изв. АН. Сер. хим. 2001. № 6. С. 938-943.
51. Киселев A.B., Даллакян П.Б. Сравнительное изучение адсорбции S- и Se- содержащих органических соединений на графитированной термической саже //ЖФХ. 1985. Т. 59. № 5. С. 1278-1280.
52. Горина Ю.В;, Сергеева Г.В. Определение гидразина в питьевой воде с использованием молибдо-фосфорной кислоты // Энергетик. 1978. №'2. С. 36-37.
53. Pinkerton MlK., Lauer J.M., Diamond P., Tamas A.A. A colorimetric determination for 1,1-dimethylhydrazine in air, blood and water // Amer. Ind. Hyg. Assoc. J. 1963. V. 24. P. 239.
54. Методы определения КЖРТ и их производных в объектах производственной и окружающей среды. (Под ред. Разбитной Л.М.). М.: Ин-т биофизики, 1988. 338 с.
55. Preussmann R., Henry H., Hodenberg A. A new photometric analysis method- for 1,1-dialkylhydrazines // Anal. Chem. Acta. 1968: V. 42. P. 95-99.
56. Sutton N.V. Spectrophotometric determination of UDMH using chromotropic acid//Anal. Chem. 1964. V. 36. P. 2120-2121.
57. Темердашев 3.A., Киселева H.B., Струков В.Ю. Флуориметрическое определение несимметричного диметилгидразина // Зав. лаборатория. Диагностика материалов. 2007. №2. С. 44-48.
58. Темердашев 3.А., Киселева Н.В., Струков В.Ю., Коншин В.В. Влияние свойств альдегидов« на аналитические характеристики- определения НДМГ в форме, его гидразонов // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2006. №10. С. 34-42.
59. Dee L.A., Webb А.К. Gas chromatographic separation' of hydrazine mixtures and water using a stationary phase that is chemically similar to hydrazine // Anal. Chem. 1967. V. 39. № 10. PI 1165-1T67.
60. Newsome W.H., Collins P. An proved method for determination of 1,1-dimethylhydrazine in apple and cherry products // Intern. J. Anal. Chem. 1988. V. 34. P. 155-166.
61. Rutschmann M.A., Buser H.R. Determination of daminozide and dimethylhydrazine residues in swiss apple juice concentrates using gas chromatography mass-spectrometry // J. Agric. Food. Chem. 1991. V. 39. P. 176-181.
62. Wright D. New method for the determination" of 1,1-dimethylhydrazine residues in apples and peaches // J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1987. V. 70.№ 4 P. 718-720:
63. Brinkman G.H.W., Dijk A.G., Wagenaar R. Determination of daminozide residues in apples using gas chromatography with nitrogen-phosphorus detection//J. Chromatogr. A. 1996. V. 723. P. 355-360:
64. Самсонов Д.П., Борновалова Г.В., Первунина Р.И. Хромато масс-спектрометрическое определение ^№диметилгидразина в почве // Журн. аналит. химии. 1998. Т. 53. № 21 С. 191-194.
65. Савчук С.А., Бродский Е.С., Формановский А.А., Руденко Б.А. Применение капиллярной газовой хроматографии с селективным детектированием для определения несимметричного диметилгидразина в почве // Журн. аналит. химии. 1998, Т. 53. № 7. С. 759-763.
66. Сотников Е.Е., Московкин А.С. Газохроматографическое определение 1,1-диметилгидразина в воде // Журн. аналит. химии. 2006. Т. 61. № 2. С. 139-142.
67. Faughman Т., Woodruff М.А. Modified gas chromatographic/mass-spectrometric method for determination of daminozide in high protein food products // J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1991. V. 74. № 4. P. 682-692.
68. Буряк A.K., Татаурова О.Г., Ульянов A.B. Исследование продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина на модельных сорбентах методом газовой хроматографии/масс-спектрометрии // Масс-спектрометрия. 2004. Т. 1. № 2. С. 147-152.
69. Holtzclaw J.R., Rose S.L., Wyatt J.A. Simultaneous determination of hydrazine, methylhydrazine and 1,1-dimethylhydrazine in air by derivatization — gas chromatography // Anal. Chem. 1984. V. 56. №14. P. 2952-2956.
70. Davis W.E., Li Y. Analysis of hydrazine in drinking water by isotope dilution gas chromatography/tandem mass spectrometry with derivatization and liquid-liquid extraction // Anal. Chem. 2008. V. Ш P. 5449-5453.
71. Смоленков А.Д., Родин И.А., Шпигун O.A. Определение 1,1-диметилгидразина< в почвах методом нормально-фазовой ВЭЖХ // Сорбционные и хроматографические процессы. 2006. Т. 6. Вып. 5. С. 787-795.
72. Abdow Н.М., Medwick Т., Bailey L.C. Determination of hydrazine and 1,1-dimethylhydrazine, separately or in mixtures, by high-pressure liquid chromatography // Anal. Chim. Acta. 1977. V. 93. P. 221-226.
73. Kesler P.E., Danielson N.D; Determination! of hydrazine and? 1,1 -dimethylhydrazine as, salicilaldehyde derivatives by liquid' chromatography with electrochemical*detection // Chromatographia. 1984; V. 18. PI 125-128.
74. Ràvichandran K., Baldwin R.P: Liquid chromatographic determination; of hydrazines with1 electrochemically pretreated glassy carbon, electrodes // Anal. Ohem. 1983. V. 55. P. 1782-1788.
75. Zhou J.X., Wangf E.K. Electrocatalytic oxidatiom and' flow detection of hydrazine compounds in liquid chromatography at a vitamin В12, adsorbed glassy carbon electrode // Electroanálisis (N.-Y.). 1992. V. 4. № 4. P. 473479. ' ■•:".
76. Qi W., Zhu Y. Simultaneous determination of alkali metal ions, ammonium ion and hydrazine by ion chtomatography// Sepu; 1992. V. 10: № 2. P; 119120. Цит. no Anal. Abstr. № 3905P061.
77. Mori M., Tanaka K., Xu Q. High sensitive determination of hydrazine ion by ion-exclusion chromatography with ion-exchange enhancement of conductivity detection // J. Chromatogr. A. 2004. V. 1039. P: 135-139.
78. Mori M., Itabashi H., Ikedo M. Ion-exclusion chromatography with the direct UV detection of non-adsorbing inorganic cations using an anion-exchange conversion column in iodide-form // Talanta. 2006. V. 70. P. 174177.
79. Karas M., Bahr U., Ingendoh A., Hillenkamp F. Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry of Proteins of Mass 100 000 to 250 000 Dalton // Angew.Chem. Intl. Ed. Engl. 1989. V. 28. P. 760.
80. Chan T-W.D, Golburn A.W, Derrick P. Matrix-assisted1 laser desorption/ionization using a liquid matrix: Formation of high-mass cluster ions from protein // J. Org. Mass Spectrom. 1992. V. 27. P. 53.
81. Mandal S. M:, Dey S., Mandal M., Sarkar S., Maria-Neto S., Franco O. L. Identification* and structural insights of three novel' antimicrobial peptides isolated from green'coconut water // Peptides. 2009 — V.30.— P. 633-637.
82. Danis P.O., Karr D.E., Mayer F., Holle A., Watson C.H. The analysis of water-soluble polymers by matrix-assisted laser desorption time-of-flight mass spectrometry // J. Org. Mass Spectrom. 1992. V. 27. P. 843.
83. Cohen L.H., Gusev A.I. Small molecule analysis by MALDI mass spectrometry//Anal.Bioanal.Chem. 2002. V. 373. P. 571-578:
84. Лебедев А.Т. Масс спектрометрия в органической химии. М.: Бином. 2003. 493 с.
85. Hillenkamp F. and Peter-Katalinic J. MALDI MS A Practical Guide to Instrumentation, Methods and Applications. 2007 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. 346 p.
86. Hatsis P., Brombacher S., Corr J. Quantitative analysis of small pharmaceutical drugs using a high repetition rate laser matrix-assisted laser/desorption ionization source // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2000. V. 17. P. 2303.
87. Goheen S., Wahl K., Canpbell W. Mass Spectrometry of Low Molecular Mass Solids by Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization // Mass Spectrom. 1997. V. 32. P. 820-828.
88. Meier M. A. R., Adams N., and Schubert Ul. S. Statistical approach to understand MALDI-TOF-MS matrices: discovery and evaluation of new MALDI matrices // Anal. Chem. 2007. 79. P. 863-8691
89. Sunner J., Dratz E., and Chen Yu-Chie. Graphite surface-assistedt laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry of peptides and proteins from liquid solutions // Anal. Chem. 1995. 67. № 23. P. 4335-4342.
90. Wei S., Buriak J. M. and Siuzdak G. Desorption-ionization, mass spectrometry on porous silicon // Letters to Nature. 1999. 399. P. 243-246.
91. Budimir N., Blais J.-Cl., Fournier F. and Tabet J.-Cl. The use of desorption/ionization on porous silicon mass spectrometry for the detection of negative ions for fatty acids // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2006. 20. P. 680-684.
92. Dale M. J., Knochenmuss R1., and Zenobi R. Graphite/Liquid Mixed Matrices for Laser Desorption/Ionization Mass spectrometry. // J. Anal. Chem. 1996. 68. № 19 P. 3321-3329.
93. Kunumi T., Saisu T., Takayama M. Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry using an inorganic particle matrix for small molecule analysis // J. Mass Spectrom. 2000, 35, 417-422.
94. Dally J.E., Gornian J. Quantitation.of Underivatized Free Amino Acids in Mammalian Cell' Culture Media Using Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry // Anal. Chem. 2003. 75. № 19. P. 5046-5053.
95. Wei J., Buriak J., Siuzdak. Desorption-ionization mass spectrometry on porous silicon //Nature. 1999.' V. 399. P. 243-246.
96. Tholey A1., Wittman C., Kang M. Derivatization of small biomolecules for optimized" matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry. // J. Mass Spectrom. 2002. V. 37. P. 963-973.
97. Guo Z., Zhang Q:, Zou H. A Method for the Analysis of Low-Mass Molecul by MALDI-TOF Mass Spectrometry // Anal. Chem. 2002. V. 74. P. 1637-1641.
98. McCombie G., Knochenmuss R. Small-Molecule MALDP Using the Matrix Suppression Effect To Reduce or Eliminate Matrix Background Interferences // Anal. Chem. 2004. V. 76. P. 4990-4997.
99. Yu-Chie C. In Situ Determination of Organic Reaction Products by Combining Thin Layer Chromatography with Surface-assisted Laser Desorption/ionization Time-of-flight Mass Spectrometry //Rapid Commun. Mass Spectrom. 1999.-V. 13.-P. 821-825.
100. Cytrynska M., Мак P., Zdybicka-Barabas A., Suder P., Jakubowicz T. Purification and characterization of eight peptides from Galleria mellonella immune hemolymph // Peptides Rev. 2007 V. 285 - P. 33-546.
101. Hilarie P., Cipolla L., Tedebark. Analysis of Organic Reactions by Thin Layer Chromatography with Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-flight//Mass Spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 1998. V. 12. P. 1475-1484.
102. Jensen K.A., Antoni U., Kagi В., Larsen C., Pedersen C.T. Studies of thioacids and their derivatives. IX Thiosemicarbazides // Acta Chem. Scand. 1968. V. 22. P. 1-50.
103. Киселев А. В., Пошкус Д. П., Афреймович А. Я. Статистический расчет термодинамических характеристик адсорбции этана на графите с учетом внутреннего вращения молекул // ЖФХ. 1968. Т. 42. № 10. С. 2553-2555.
104. Иоффе Б.В. Рефрактрометрические методы химии. JL: Химия. 1974. С. 400.
105. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. Равделя А.А., Пономаревой A.M. С.-П.: Специальная литература. 1999. 232с.
106. Свойства органических соединений. Справочник. / Под ред. Потехиной А.А. Л.: Химия. 1984. 520 с.
107. Хмельницкий Р.А., Бродский Г.С. Хромато-масс-спектрометрия. М.: Химия. 1984. 216 с.
108. Knox J.H., Kaur В. High performance Liquid chromatography. N.-Y.: Wiley. 1989. P. 86-121.
109. Forgacs E. Retention characteristics and practical applications of carbon sorbents //Journal of Chromatography. A. 2002. V. 975. P. 229-243.
110. Ланин C.H. Адсорбционные модели удерживания в жидкостной хроматографии. В кн. 100 лет хроматографии. Ред. Б.А. Руденко. М.: Наука. 2003. С. 407- 438.
111. Шатц В.Д., Сахартова О.В. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Рига: Зинатне. 1988. 390 с.
112. Frankevich V.E., Juan Zhang, Friess S.D., Dashtiev M., Zenobi R. Role of Electrons in Laser Desorption/ionization Mass Spectrometry // Anal. Chem. 2003. V. 75. P. 6063-6067.
113. Walker D., Hiebert J.D. 2,3-Dichloro-5,6-dicyanobenzoquinone and its reactions // Chem. Rev. 1967. V. 67. Iss. 2. P. 153-195.
114. Геккелер K.E., Экштайн X. Аналитические и препаративные лабораторные методы. М: Справ. Изд. 1994. 416 с.
115. Гармаш А.В., Сорокина Н.М. Метрологические основы аналитической химии. Методическое пособие для студентов 2 курса. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: МГУ, ВХК РАН. 2005. 41 с.
