Идентификация и определение продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

На правах рукописи

РОДИН ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДУКТОВ ТРАНСФОРМАЦИИ НЕСИММЕТРИЧНОГО ДИМЕТИЛГИДРАЗИНА МЕТОДОМ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ

02.00.02 - аналитическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 2009

003467728

Работа выполнена на кафедре аналитической химии Химического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Научный руководитель

Доцент, кандидат химических наук Смоленков Александр Дмитриевич Официальные оппоненты

Профессор, доктор химических наук Лебедев Альберт Тарасович Кафедра органической химии Химического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук Яшин Юрий Сергеевич Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии (ФГУП «ГосНИИОХТ»)

Ведущая организация

ФГУП «Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры» (ЦЭНКИ)

Защита состоится 1 апреля 2009 г. в 15 ч 00 мин в ауд. 446 на заседании диссертационного совета Д 501.001.88. по химическим наукам при Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ.

Автореферат разослан 26 февраля 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат химических наук Торочешникова И. И.

Общая характеристика работы Введение

Актуальность темы Идентификация веществ в смесях неизвестного состава относится к числу наиболее сложных задач аналитической химии и требует использования современных высокоинформативных методов исследования. Одним из наиболее мощных и универсальных способов исследования структуры неизвестных веществ является метод жидкостной хромато-масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС), сочетающий в себе возможность проведения высокоселективного разделения исследуемых смесей, достоверную идентификацию неизвестных веществ и высокую чувствительность.

Несимметричный диметилгидразин (НДМГ) используется в качестве эффективного ракетного топлива, что приводит к его периодическому поступлению в объекты окружающей среды. Опасность данного соединения связана не только с его токсичностью, но и широким спектром продуктов разложения. Однако исследования по изучению трансформации НДМГ в окружающей среде проводились либо с применением устаревшей методической и аппаратурной базы, либо оказывались недостоверными из-за отсутствия подтверждения предложенных структур с использованием синтезированных стандартов.

С появлением современных методов исследования, таких как ВЭЖХ-МС, хорошо подходящих для исследования полярных и нестойких молекул, появилась возможность провести идентификацию продуктов трансформации НДМГ и разработать селективные методики для их определения в объектах окружающей среды. Решение этих задач позволит в дальнейшем провести полномасштабное изучение процессов, происходящих в окружающей среде с участием НДМГ и оценить реальную опасность его воздействия.

Цель работы состояла в применении высокоэффективной жидкостной хромато-масс-спектрометрии к решению задач достоверной идентификации и разработке способов определения продуктов трансформации НДМГ в объектах окружающей среды.

Достижение поставленной цели предусматривало решение следующих задач:

• Обоснование и реализация алгоритма проведения идентификации азотсодержащих соединений с использованием ВЭЖХ-МС (в качестве основного метода) и газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС), ВЭЖХ, спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и ультрафиолетовой спектроскопии (УФ) в качестве вспомогательных методов для подтверждения предложенных структур. Идентификация с использованием разработанного алгоритма продуктов трансформации НДМГ.

• Поиск и оптимизация условий хроматографического разделения и масс-спектрометрического детектирования продуктов трансформации НДМГ.

• Оценка возможностей различных подходов для количественного извлечения продуктов трансформации НДМГ из почв. г

• Разработка и апробация методик хромато-масс-спектрометрического определения продуктов разложения НДМГ при исследовании трансформации НДМГ на реальных образцах почв.

Научная новизна Предложен алгоритм идентификации структуры малых (молекулярная масса 40 - 150 дальтон) азотсодержащих молекул с использованием ВЭЖХ-МС в качестве основного метода.

Впервые изучены закономерности поведения простейших гидразинов и аминов, а также структурно близких к ним соединений, в условиях электрораспылительной ионизации и химической ионизации при атмосферном давлении.

Метод жидкостной хромато-масс-спектрометрии применен для исследования процессов трансформации НДМГ и использован для определения продуктов трансформации НДМГ.

Выбраны условия разделения азотсодержащих органических веществ, в том числе НДМГ и продуктов его трансформации в вариантах ионной, ион-парной и обращено-фазовой хроматографии, оценены метрологические характеристики разработанных вариантов.

Практическая значимость Проведена достоверная идентификация продуктов трансформации НДМГ. Впервые идентифицированы ранее неизвестные продукты трансформации НДМГ - диметилгидразид муравьиной кислоты (ДГМК) и диметилгуанидин (ДМГу). Показано, что в условиях реального пролива НДМГ на почву в значительных количествах образуются четыре стабильных в окружающей среде вещества - диметиламин (ДМА), 1-метил-1,2,4-триазол (МТ), ДГМК и ДМГу.

Установлены закономерности извлечения продуктов трансформации НДМГ из почв с использованием различных вариантов экстракционных методов и выбраны оптимальные условия для проведения пробоподготовки образцов почв.

Разработаны методики одновременного определения ДМА, МТ и ДМГу в почвах, а также методика определения ДГМК в почвах. Разработанные методики определения продуктов трансформации НДМГ метрологически аттестованы и внедрены в практику эколого-аналитических лабораторий Федерального космического агентства.

Показано, что ДГМК при проведении пробоподготовки по известным в литературе методикам определения НДМГ в почвах, подвергается гидролизу с образованием исходного НДМГ, что приводит к ложноположительным результатам анализа.

На защиту выносятся следующие положения:

• Результаты выявления закономерностей ионизации азотсодержащих органических веществ разных классов (аминов, гидразинов и др.) в условиях электрораспылительной и химической ионизации при атмосферном давлении.

• Алгоритм идентификации структуры неизвестных продуктов трансформации НДМГ с использованием ВЭЖХ-МС и вспомогательных методов.

• Результаты изучения трансформации НДМГ в почвах.

• Результаты изучения закономерностей хроматографического поведения в условиях ионной и ион-парной хроматографии, масс-спектрометрического детектирования и экстракционного извлечения МТ, ДМА, ДМГу и ДГМК.

• Методики определения продуктов трансформации НДМГ в почвах и результаты их использования для изучения трансформации НДМГ в почве.

Апробация работы Результаты работы докладывались на X Международной конференции «Теоретические проблемы химии поверхности, адсорбции и хроматографии» (2006, Москва), Международном Конгрессе по Аналитическим Наукам (2006, Москва), Международной конференции «5th Aegean Analytical Chemistry days» (2006, Салоники, Греция), Научно-практической конференции «Экологическое сопровождение ракетно-космической деятельности» (2007, Москва), Всероссийском симпозиуме «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях» (2007, Москва), Международной конференции «Euroanalysis XIV» (2007, Антверпен, Бельгия), Второй Всероссийской конференции «Аналитика России 2007» (2007, Краснодар), Всероссийском симпозиуме «Хроматография и хромато-масс-спектрометрия» (2008, Москва), 35мМеждународном Симпозиуме по Аналитической Химии Окружающей Среды (2008, Гданьск, Польша), научно практической конференции «Экологические и медико-социальные аспекты использования районов падения отделяющихся частей ракет» (2008, Архангельск), научных коллоквиумах лаборатории хроматографии кафедры аналитической химии.

Публикации По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в российских и международных журналах и 12 тезисов докладов.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, литературного обзора, 5 глав экспериментальной части, общих выводов и списка цитируемый литературы. Материал изложен на 172 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков и 40 таблицы и 2 приложения, в списке цитируемой литературы 110 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Обзор литературы

В обзоре литературы дано краткое описание свойств НМДГ. Рассмотрены и систематизированы работы, посвященные исследованиям процессов окисления НДМГ и идентификации продуктов трансформации НДМГ под действием различных окислителей, а также физико-химическим методам определения НДМГ, продуктов трансформации и их близких аналогов.

Экспериментальная часть

В работе использовали следующее хроматографическое оборудование: газовый хроматограф 6890N, с масс-спектрометрическим детектором 5973N (Agilent tech., США); жидкостные хроматографы с МС- и УФ- детекторами LCMS-2010A (Shimadzu, Япония) и MSD-1100 VL (Agilent technologies., США); система ВЭЖХ с амперометрическим детектором «Цвет-Яуза» (НПО Химавтоматика, Россия).

В работе использовали следующие хроматографические' колонки: Диасорб-130-Сульфо (150x2 мм), диаметра зерна сорбента 10 мкм (БиоХимМак CT, Россия), Nucleosil 5 SA (150x2 мм), диаметра зерна сорбента 5 мкм (Macherey Nagel, Германия), Synergi Hydro-RP (150x2 мм), диаметра зерна сорбента 4 мкм (Phenomenex, США), капиллярная газохроматографическая колонка INNOWAX длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм, толщиной пленки неподвижной фазы 0,25 мкм (Agilent technologies, США).

Измерение спектров ЯМР проводили на приборе «BioSpin 600» (Bruker, Германия) с рабочей частотой 600 МГц. Спектры измеряли в среде высокочистых дейтерированных растворителей - дихлорметана и воды.

Разработка алгоритма идентификации неизвестных продуктов трансформации НДМГ методом ВЭЖХ-МС

Масс-спектрометрическое детектирование отличается высокой чувствительностью и обладает рядом достоинств по сравнению с другими вариантами: обеспечивает возможность регистрации всех соединений смеси, т.е. является универсальным методом детектирования при сканировании по полному ионному току, и при этом позволяет получать дополнительную информацию для идентификации соединений.

Изучение закономерностей масс-спектрометрического детектирования

Главным из параметров идентификации в методах хромато-масс-спеюрометрии является вид масс-спектра соединения, при этом в методе ВЭЖХ-МС существенное влияние на спектр оказывают как состав подвижной фазы, так и параметры работы масс-спектрометрического детектора. На предварительном этапе методом прямого ввода растворов индивидуальных веществ изучали масс-спектры ряда аминов и гидразинов, а также известных из литературы продуктов трансформации НДМГ. В таблицах 1 и 2 приведены масс-спектры, полученные с использованием электрораспылительной ионизации и химической ионизации при атмосферном давлении соответственно.

В масс-спектрах наблюдали интенсивные пики, соответствующие протонированым молекулярным ионам. Абсолютная интенсивность пика молекулярного иона резко увеличивается с ростом общего числа атомов утлерода в молекуле. Для аминов и гидразинов, содержащих одинаковые углеводородные радикалы, интенсивность пика выше для гидразинов. При использовании электрораспылительной ионизации для изомерных соединений интенсивность выше для более разветвленных изомеров (гидразины) или более замещенных изомеров. В отличие от химической ионизации при атмосферном давлении, в случае изомерных соединений абсолютная интенсивность пика протонированого молекулярного иона выше для менее разветвленных изомеров (ряд гидразинов) или менее замещенных аминов. В масс-спектрах химической ионизации при атмосферном давлении для большинства соединений помимо протонированных ионов зарегистрированы пики с меньшей интенсивностью, соответствующие аддуктам ацетонитрила с молекулярными ионами (табл.2).

Таким образом, электрораспылительная ионизация и химическая ионизация при атмосферном давлении позволяют получать масс-спектры, содержащие интенсивные пики молекулярных ионов для всех изученных нами соединений. Интенсивность сигналов аддуктных ионов, как правило, не превышает 20%. Поэтому наиболее интенсивный пик может идентифицироваться как протонированный ион, из чего может быть получено значение молекулярной массы соединения. Закономерности ионизации в обоих случаях крайне близки - доминирующими процессами, происходящим с молекулярным ионом, является формирование аддуктов с компонентами подвижной фазы. Оба варианта ионизации характеризуются значительными выходами ионизации, и пригодны для детектирования азотсодержащих соединений исследованных классов, поэтому в дальнейших исследованиях применяли оба варианта ионизации.

Таблица 1. Относительные интенсивности пиков в масс-спектра*, полученных с использованием

Соединение Характеристичные ионы rnz Относительная интенсивность, %

MeNH2 MH* 32 100

[MH*H2Of 50 5

EtNH2 МН* 46 100

[МН*Н2ОГ 64 4

PrNH, мн* 60 100

[МН*Н20]* 78 4

BuNH, мн* 74 100

[МН*Н20]~ 92 7

Me2NH МН* 46 100

[МН*Н2ОГ 64 3

MejN мн* 60 100

Ме,ГГ 44 9

Et2NH МН* 74 100

[мн*н2ог 92 3

nh2oh мн* 34 100

Et2NOH мн* 90 100

[мн*н,ог 108 7

nh:conhnh2 Mir 76 100

[мн*н2ог 95 5

N2Hi мн* 33 100

[МН*Н2ОГ 51 9

MeN2H5 мн* 47 100

[МН»Н,0]" 65 9

EtN2H3 мн* 61 100

[MH*H2Of 79 10

Me2N2H2 мн* 61 100

Гмн*н2оГ 79 10

(MeNH)2 MH* 61 100

[мн*н2оГ 79 19

Et2N2H2 МН* 89 100

[МН*Н20]* 107

(HtNH)2 мн* 89 100

[мн*н2ог 107 17

BuN2H3 мн* 89 100

гмн*н,оГ 107 12

t-BuN2H2 МН* 89 100

33 11

[мн*н2ог 107 12

t-C„H9* 57 6

Таблица 2. Относительные интенсивности пиков в м ¡коспектрах, полученных с использованием

Соединение Характеристичные ионы m/z Относительная интенсивность, %

МеМН2 MH* 32 100

[MH*ACNf 73 92

EtNH2 MH" 46 100

[MH*ACN]r 87 16

PrNH2 МЕТ 60 100

[MH*ACN1* 101 И

BuNH2 MH' 74 100

[MH*ACNf 115 7

MejNH MET 46 100

[MH*ACN]+ 87 10

Me3N MH* 60 100

[MH*ACN*]* 101 2

(CHj^N* 44 7

Et2NH MÎT 74 100

NHiOH MH* 34 100

EbNOH MH* 90 100

Et2N* 72 40

NH2CONHNH2 MH* 76 100

[MH*ACNf 117 6

n2h4 MET 33 15

[MH'ACNf 74 100

MeN,H3 МЫ 47 74

[MH*ACN1* 88 100

EtN2H3 MH* 61 100

fMH*ACNl* 102 27

Me>N2H2 MH* 61 100

[MH*ACNf 102 19

(MeNH)2 MH* 61 100

[MH*ACNf 102 4

Et2N2H2 MH* 89 100

fMH*ACNf 130 7

(EtNH)2 MET 89 100

BuN,H3 MH* 89 100

[MH»ACNf 130 20

t-BuN2H2 MH" 89 100

[MH'ACNl* 130 16

Выбор условий для разделения продуктов трансформации НДМГ

Предполагали, что в смеси продуктов трансформации могут находиться вещества разной природы: слабо- и сильнополярные, нейтральные и заряженные и т.д. Следует отметить, что в ВЭЖХ не существует универсального варианта разделения, обеспечивающего возможность разделения всех этих соединений, поэтому рассматривали возможности разных вариантов ВЭЖХ.

Для сравнения возможностей разделения различных азотсодержащих соединений в режиме ионной хроматографии (ИХ) были выбраны катионообменники на оснопе силикагеля с различными функциональными группами: КискозП 100-5 5Л и Диасор6-130-Сульфо. Выбор сорбентов на основе силикагелевых матриц обусловлен

их большей эффективностью по сравнению с полимерными аналогами. В качестве элюента использовали аммонийно-ацетатный буферный раствор (рН 5,4, содержание ионов аммония 50 мМ) с добавкой ацетонитрила (3 % об.). Значения исправленных времен удерживания для аминов и гидразинов, а также рассчитанные значения констант ионного обмена представлены в таблице 3.

Оба катионообменника проявляют большую селективность к ионам изученных компонентов по сравнению с ионом аммония, за исключением гидроксиламина на сорбенте Мис1еозИ 100-5 ЗА. На катионообменнике Диасорб-130-сульфо значения констант больше, или они сопоставимы по величине с константами, полученными для сорбента 1\тис1еозП 100-5 ЭА. В то же время, сорбент Диасорб-130-сульфо характеризуется более узким интервалом значений констант ионного обмена в отличие от ионообменника ¡ЧискозЛ 100-5 8А, что характеризует сорбент Ыис1еоз51 100-5 8А как более селективный. Сочетание большей селективности и лучшей эффективности вследствие меньшего размера зерна обеспечивает более полное разделение компонентов на колонке, заполненной сорбентом МискоэП 100-5 8А. В дальнейшем использовали колонки с данным сорбентом.

Таблица 3. Исправленные времена удерживания и рассчитанные константы ионного обмена аминов и гидразинов

Соединение N^160811 5 ЭА Диасорб-13 0-Сульфо

V, мин 1/, мин Кмт/в

Метиламин 4,9 1,66 2,9 2,38

Этиламин 7 2,37 3,8 3,13

Пропиламин 11,4 3,86 5.8 4,79

Бугиламин 21,1 7,15 8,9 7,38

Диметипамин 9,3 3,15 4,5 3,71

Триметиламин 22,8 7,73 9,4 7,79

Диэтиламин 24,3 8.24 9.9 8,29

Гидразин 3,5 1,19 2.2 1,88

Мет ил гидразин 4,5 1,53 2,6 2,21

Этнлгидразин 6,5 2,20 3,3 2,79

трет-Бугил гидразин 14,4 4,88 6,3 5.29

Бугилгидразин 18.9 6,41 7,8 6.54

1,2-диметилгидразин 6,7 2.27 3.3 2.79

1,1-диметилгидразин 8,5 2.88 4,1 3,46

1,2-диэтилгидразин 14,8 5,02 7,5 5.21

1,1 -диэтилгидразин 22,0 7,46 6,2 6,21

Гид роксил амин 2,9 0,98 1,9 1,63

Диэтилгидроксиламин 16.8 5,69 7,0 5,88

Семикарбазид 1,6 - 1,0 -

Для разделения НДМГ и полного спектра продуктов его трнасформации недостаточно использования хроматографических систем одного типа, однако применение двух различных вариантов разделения позволяет добиться полного разделения всех продуктов трансформации (таблица 4).

Схема анализа Определяемые вещества

Ионная хроматография Соединения с низкой гидрофобностью и высокой полярностью

Обращенно-фазовая хроматография Среднегюлярные гидрофобные соединения

Кроме катионообменной хроматографии для разделения продуктов трансформации НДМГ использовали обращено-фазовую хроматографию (ОФ ВЭЖХ), обеспечивающую разделение нейтральных веществ в соответствии с их полярностью. Разделение смесей проводили на колонке, предназначенной для одновременного разделения полярных и неполярных веществ Synergy Hydro RP, содержащей фазу С18 с гидрофильным эндкепингом. Применяли градиентное элюирование, используя в качестве составляющих раствор ацетата аммония (20 мМ, рН 6,8) и ацетонитрил. Выбор буферного раствора со значением рН близким к нейтральному вызван необходимостью перевода определяемых веществ в незаряженное состояние. Кроме того, такое значения рН выбрано для предотвращения гидролиза соединений, содержащих азометиновые фрагменты, нестабильные в кислой и щелочной средах. Основное назначение разрабатываемой схемы - разделение соединений, определение которых невозможно в варианте ИХ. Как позднее было установлено, после идентификации природы хроматографических пиков, к таким веществам относятся диметилгидразоны - формальдегида, ацетальдегида и глиоксаля.

В ходе работы, было установлено, что фаза Synergy Hydro RP обладает необходимой селективностью для разделения как модельных, так и реальных смесей продуктов окисления НДМГ. Использование указанной хроматографической системы нецелесообразно для тех продуктов трансформации НДМГ, которые обладают наиболее выраженными основными свойствами при слабо выраженной гидрофобности, например диметилгидразид муравьиной кислоты и диметилгуанидин, а также исходное соединение - НДМГ, поскольку эти вещества обладают слабым удерживанием и не могут быть разделены с использованием ОФ ВЭЖХ. Кроме того, в связи с особенностями сорбционных свойств ДГМК на данной неподвижной фазе, пик этого вещества обладает низкой эффективностью.

Таким образом, предложенные схемы с применением ИХ и ОФ ВЭЖХ обеспечили возможность разделения максимального- круга веществ, взаимно дополняя друг друга.

Разработанные схемы анализа продуктов трнасформации НДМГ применяли во всех дальнейших исследованиях.

Идентификация продуктов трансформации НДМГ

Исследования процессов окисления НДМГ в почвах проводили параллельно с оптимизацией хроматографического разделения продуктов трансформации НДМГ. Для идентификации продуктов трансформации НДМГ использовали метод ВЭЖХ-МС с различными вариантами разделения, а именно катионнообменной и обращено-фазовой

хроматографии. Объектами исследования являлись системы разной степени сложности. Изучение процессов окисления проводили сначала на примере изучения окисления НДМГ в наиболее простых системах - модельных растворах с исходной массовой концентрацией НДМГ 500 мг/л при разных значениях pH. Далее проводили аналогичное исследование для более сложных систем - водно-почвенных суспензий.

Общий алгоритм проведения идентификации

Базовой информацией, получаемой при применении методов ВЭЖХ и ИХ с масс-спектрометрическим детектированием, являлось количество соединений в смеси, которое определяли на основании информации о числе пиков на хроматограмме, получаемой в режиме сканирования в диапазоне масс от 40 до 150. На полученных хроматограммах выбирали пики, относящиеся к продуктам трансформации НДМГ. Для выбранных пиков изучали масс-спектры. На основе изотопного расщепления, азотного правила и правил формальной валентности находили молекулярную формулу идентифицируемого компонента. Используя данные о фрагментации исследуемого вещества, на основе закономерностей ионизации веществ, получали вероятную структурную формулу (формулы) идентифицируемого компонента.

Для достоверной идентификации продуктов трансформации НДМГ использовали вспомогательные методы изучения структуры органических соединений - УФ-спектроскопия, спектроскопия ЯМР, в ограниченных масштабах ГХ-МС. Для повышения достоверности идентификации применяли стандарты веществ (коммерчески доступные и синтезированные нами). Известно, что использование амперометрического детектирования при потенциале электрода 1,3 В позволяет с высокой селективностью регистрировать вещества с гидразиновым фрагментом N-N в структуре. Сравнивая хроматограммы, полученные с использованием амперометрического и масс-спектрометрического детекторов, устанавливали какие из присутствующих в смеси веществ являются электроактивными, т.е. содержат в своей структуре гидразиновые фрагменты.

Применение диодно-матричного детектора с возможностью регистрации спектра поглощения в УФ- и видимой областях позволило обнаружить наличие кратных связей, сопряженных кратных связей и ароматических фрагментов в структуре исследуемых веществ.

Исходя нз полученных данных для исследуемых продуктов трансформации, были предложены следующие структуры (табл.5). Ниже рассмотрено применение алгоритма идентификации для ДГМК.

Так, например, для одного из компонентов установили, что в масс-спектре присутствуют сигналы с отношением m/z 89 (относительная интенсивность 100%), 90 (относительная интенсивность 3,4%) и 44 (относительная интенсивность 5 %).

Таблица 5. Свойства и структуры идентифицированных продуктов трасцформации НДМГ

Соединение Структура М, г/моль Формула Сигнал в масс-спектре (+), т/г Электроактивность (Е„х =+1.3 В) НМ

Днметиламин н3сх N Н / Н3С 45 С2ЫН7 46 (М1Г) Нет -

Метилгидразин Н3С \ N8—N42 46 СЫ2Нб 47 (МН*') Да -

Димспш идразон формальдегида Н-Н=СНг Н3С 72 С3М2Н8 73 (МН+) Да 238

Триметилгидразин N-ПН / \ НзС СН3 74 С31Я2Н,о 75 (МН+) Да -

1 -метил-1,2,4-триазол -О N--- / Н,С 83 С3Ы3Н5 84 (МН+) Нет 240*

Диметилгидразид муравьиной кислоты /т. НзС ^^О 88 С31Ч2Н80 89 (МН+), 44 ((СН3)2М+) Да 210

1,5,5-триметилформазан и 114 C4N4H,0 115(МН+) Да 230, 340

1 -метил-1,6-дигидро-1,2,4,5-тетразин Г / \ 98 С3Н6Ы4 98 (МН+) Да 238 330 420

Ы,К-диметилгуанидин X" МН, 87 CзNзH9 88 (МН+) 71 (МН+/ЫН3) Нет 218

Д имети л гидразон ацетальдегида СИ, I 87 С4Ы2Н,0 87 (МН+) да 238

Диметилгидразон глиоксаля <|НЗ 143 Сб^Нм 143 (МН+) Да ( 340

* Слабая полоса поглощения

Исходя из закономерностей ионизации азотсодержащих соединений в условиях электрораспылительной ионизации, описанных ранее, предположили что молекулярная масса вещества равна 88 дальтон, число атомов углерода - 3 (данные изотопного расщепления), а число атомов азота - четное (на основе азотного правила). Отсюда, для указанного вещества предложили эмпирическую формулу СзЫ2Н80. Присутствие в масс-спектре сигнала с отношением m/z 44 позволило предположить наличие в структуре фрагмента (CH3)2N. Наличие в структуре связи N-N установили по электроактивности изучаемого вещества. Расшифровка спектра ЯМР позволила установить наличие карбонильной группы (характерные химические сдвиги для водорода 8,2 м.д. и для углерода 167 м.д.). Таким образом, единственно возможным вариантом структуры для данного вещества оказался диметилгидразид муравьиной кислоты.

Для достоверной идентификации структур и получения дополнительной информации при наличии затруднений установления сложных структур проводили выделение отдельных веществ с использованием полупрепаративного варианта ВЭЖХ. Выделенные методом ВЭЖХ фракции изучали методами ГХ-МС и спектроскопии ЯМР. В таблице 6 приведены данные о спектральных свойствах исследованных веществ. Структуры всех веществ, (кроме, 1-метил-1,6-дигидро-1,2,4,5-тетразина) подтверждали с использованием синтетических или коммерчески доступных стандартов. Хроматографические и спектральные свойства характеризовались хорошим совпадением.

Таблица 6. Спектральные свойства идентифицированных веществ

Вещество ЯМР 'н, ЯМР 13С, Масс-спектр электронного удара, m/z

5, мд отнесение 8, мд отнесение

< J / Н3С 3.76 3 Н, СНз, синглет 35 СНз 83, 56, 40, 28

7.75 1 Н, СН, синглет 145 СН

7.92 1 Н, СН, синглет 151 СН

HjC \ N—Ж / \ НзС N-О 2.54 3 Н, СНз, синглет 47 СНз 88, 59, 43,42, 30, 15

2.57 3 Н, СНз, синглет 48 СНз

7.78 1 Н, NH, синглет 167 СОН

8.22 1 Н, СОН, синглет

1 CHj 3.1! 6 Н, (CHOiK синглет 43 CH3N 114,71,44, 42, 18, 15

3.81 ЗН, CH3N, синглет 56 (CHjbN

7.75 1 Н, СН, синглет 143 СН

CHj /-N VJ 3.36 3 Н, CH3N, синглет 42 CH3N *

4.07 2 Н, СН,, синглет 70 СН,

8.44 1 Н, СН, синглет 142 СН

*- Термически нестабильное вещество, разлагается в испарителе газового хроматографа

Таким образом, впервые проведена достоверная идентификация продуктов

трансформации НДМГ, структуры веществ подтверждены с использованием независимых физико-химических методов, а также хроматографически (по времени

удерживания) с использованием в качестве образцов сравнения веществ с предложенной структурой (метод встречного синтеза).

Качественный анализ почв с экспериментальных участков

Для исследования были выбраны почвы разных типов (дерново-подзолистые и песчаные). Модельный эксперимент был проведен путем внесения растворов НДМГ на площадку 1x1 м (исходное содержание загрязнителя составляло от 80 до 8000 мг/кг). Отбор и исследование проб проводили через 3 и 10 суток после внесения на экспериментальные участки НДМГ. Проводили сравнение хроматограмм образцов незагрязненных почв и исследуемых образцов (рис. 1) и на основании полученных различий между ними делали выводы об отнесении обнаруженных пиков к продуктам трансформации НДМГ. Показано, что ДГМК и МТ, ДМА и ДМГу образуются во всех исследованных модельных системах, что позволяет говорить о необходимости разработки методик определения этих веществ для оценки их воздействия на окружающую среду, поскольку данные вещества или их близкие структурные аналоги относятся к 1-3 классу опасности. ДГМК содержит в структуре фрагмент НДМГ и в условиях окружающей среды, а также при проведении пробоподготовки для определения НДМГ в почвах (на стадии щелочной дистилляции), подвергается гидролизу с образованием исходного НДМГ. Именно присутствием ДГМК можно объяснить обнаружение НДМГ в почвах в течение продолжительный времени после его поступления в окружающую среду.

1т. 1 МОСЩ.ощ \дгмк

125000- •(•М.ОЩ.ио)

10000075001>- --- ^ХДМА

5000»-23000- _ [

МТ /л ^ ДМГу

у —-—^__

Рас. 1. Хроматограмма образца дерново-подзолистой почвы с экспериментального участка. Детектирование масс-спектрометрическое в режиме регистрации выделенных ионов.

Разработка методики определения продуктов трансформации НДМГ

Одной из ключевых задач настоящей работы является разработка методик определения продуктов трансформации НМДГ. Показано преимущество ионной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием для определения различных азотсодержащих органических веществ. Применение масс-спектрометрического детектора позволяет заметно упростить схему анализа и добиться приемлемых метрологических характеристик. Разработку методик анализа почв с использованием ВЭЖХ-МС проводили в следующем порядке. Сначала с помощью метода прямого ввода оптимизировали условия проведения масс-спектрометрического детектирования. На втором этапе работы осуществляли оптимизацию условий

хроматографического разделения, и на конечной стадии работы разрабатывали подходящую процедуру пробоподготовки. Выбор только четырех продуктов трансформации НДМГ - ДГМК, МТ, ДМГу и ДМА, - объясняется тем, что, по нашим данным, эти вещества являются стабильными в условиях окружающей среды и накапливаются в заметных количествах.

Оптимизация масс-спектрометрического детектирования

При детектировании азотсодержащих органических соединений для достижения максимальной чувствительности детектирования необходимо проведение сравнения результатов, получаемых при анализе в режиме сканирования выделенных ионов с использованием разных источников ионизации. Для выбора оптимального источника ионизации необходимо выбрать характеристичные ионы для каждого определяемого соединения. Затем, используя их, сравнить соотношения сигнал/шум, получаемые при вводе растворов стандартов с одинаковыми концентрациями в масс-спектрометр на различных источниках ионизации.

В масс-спектрах определяемых веществ, полученных с использованием химической ионизации при атмосферном давлении, присутствуют интенсивные сигналы протонированных молекулярных ионов (т.н. псевдомолекулярные ионы). Интенсивности сигналов, отвечающих фрагментным ионам, малы и не превышают 5 %, таким образом, использование дочерних ионов для детектирования в режиме регистрации выделенных ионов нецелесообразно.

Спектры, полученные с использованием электрораспылительной ионизации, практически идентичны масс-спектрам полученным с использованием химической ионизации при атмосферном давлении - в них присутствуют интенсивные сигналы протонированных молекулярных ионов, а интенсивности сигналов, отвечающих осколочным ионам, также малы.

На рис. 2 представлена диаграмма соотношения сигнал/шум при использовании разных источников ионизации. Видно, что для исследуемых соединений использование химической ионизации при атмосферном давлении позволяет достигать лучших значений отношения сигнал/шум.

Хроматографичеекое определение НДМГ и продуктов его окисления

Разделение продуктов трансформации НДМГ - МТ, ДМГу, ДМА и ДГМК, -образующихся в процессах окисления в водно-почвенных системах проводили в режимах ионной и ион-парной хроматографии. Также проводили оценку возможностей данных вариантов разделения и для ряда других продуктов трансформации НМДГ -метилгидразина (МГ) и триметилгидразина (ТМГ). ■ Для достижения необходимой эффективности и селективности проводили оптимизацию градиентного элюирования с созданием комплексного градиента по органическому модификатору подвижной фазы (ацетонитрилу) и ионной силе элюента. Оба варианта характеризуются хорошим разделением (рис. 3, 4) определяемых веществ, однако пределы обнаружения определения в варианте ионной хроматографии существенно ниже (табл. 7, 8). Несмотря на хорошую селективность и эффективность разделения использование ион-

парной хроматографии для количественного определения продуктов трансформации НДМГ, может быть затруднено, вследствие более высоких пределов обнаружения, по сравнению с ионной хроматографией.

Рис. 2. Сравнение соотношений сигнал/шум масс-спектрометрического детектора к продуктам трансформации НДМГ при использовании различных типов источников ионизации.

Таким образом, показано, что ион-парная и ионная хроматография могут быть использованы для определения продуктов трансформации НДМГ трансформации НДМГ.

иг.

и изучения

Рис. 3. Хроматограима модельной смеси продуктов трансформации НДМГ. Ионная хроматография. Колонка ¡Чис1ео«11 5 Градиентное элюированяе. Детектирование: режим регистрации выделенных ионов.

Рис. 4. Хроматограима смеси продуктов трансформации НДМГ. Ион-парная хроматография. Колонка: Synergy Hydro. Градиентное элюирование. Детектирование: режим регистрации выделенных ионов.

Таблица 7. Метрологические характеристики разделения в варианте ионной хроматографии (объем вводимой пробы 0,08 мл, Р=0,95)

Соединение С т!п, мг/л Линейный диапазон определяемых концентраций, мг/л 5г(П=3)

дгмк 0,003 0,01 -20 0,02

мт 0,004 0,01-20 0,03

мг 0,06 0,1-50 0,09

НДМГ 0,02 0,05-50 0,06

ДМА 0,03 0,05 - 50 0,08

тмг 0,03 0,5 - 50 0,03

ДМГу 0,004 0,01-20 0,11

Таблица 8. Метрологические характеристики разделения в варианте ион-парной

хроматографии (объем вводимой пробы 0,08 мл, 3=0,95)

Соединение С гтнп, мг/л Линейный диапазон определяемых концентраций, мг/л Зг(П=3)

ДГМК 0,1 0,5 - 50 0,05

мт 0,05 0,1 -50 0,06

мг 1 2-50 0,05

НДМГ 2 5-50 0,05

ДМА 0,2 0,5 - 50 0,07

тмг 0,8 1-50 0,11

ДМГу 0,2 0,5 - 50 0.03

Извлечение продуктов трансформации НМДГ из почв

Почва относится к объектам со сложной матрицей. Традиционным вариантом пробоподготовки сложных объектов является метод жидкостной экстракции, возможности которой достаточно широки. Варьируя состав экстрагента, можно достигать количественного извлечения из почв соединений различной природы. Можно ожидать, что полярные продукты трансформации IIДМ Г будут извлекаться полярными растворителями. Несомненным достоинством метода жидкостной экстракции является возможность одновременного извлечения продуктов окисления без их нежелательной трансформации, что делает его весьма перспективным способом пробоподготовки. Однако минусами данного подхода являются трудоемкость, длительность, возможные потери вследствие процедуры смены растворителя.

Экстракция органическими растворителями

В качестве эктрагентов для извлечения продуктов трансформации использовали органические растворители разной полярности. В таблице 9 представлены степени извлечения определяемых веществ.

Таблица 9. Средние степени извлечения (%) продуктов трансформации НДМГ при использовании однократной жидкостной экстракции органическими растворителями_

Экстрагент ДГМК МТ ДМА ДМГУ

метанол 30 81 5 15

ацетон 5 30 0 0

ацетонитрил 5 35 0 0

дихлорметан 5 20 0 0

Для повышения степени извлечения было предложено использовать экстракцию в аппарате Сокслета (рис. 5).

ДМА, обладающий высокой летучестью, по-видимому, теряется в ходе проведения экстракции в аппарате Сокслета, степени извлечения для него не

17

превышают 5 %. ДМГу экстрагируется плохо, что очевидно связанно с сильноосновной природой данного вещества, и прочным удерживанием катионов диметилгуанидония почвой за счет прочных ионообменных взаимодействий.

.. Таким образом, непрерывная периодическая экстракция метанолом позволяет проводить эффективное извлечение двух из указанных продуктов трансформации НДМГ - МТ и ДГМК из почв.

Рис. 5. Степени извлечения продуктов трансформации НМДГ метанолом в аппарате Сокслета (-♦- МТ, -•- ДМГу, -Д- ДГМК).

Экстракция буферными растворами

Для эффективной экстракции азотистых оснований можно применить буферные растворы, содержащие катионы, способные элюировать определяемые вещества.

Для достижения максимального извлечения варьировали следующие параметры - значение рН экстрагента и концентрация иона калия (табл. 10).

Для оптимизации процедуры экстракции оценивали влияние времени ультразвуковой обработки пробы на степень извлечения. Для этого экстрагировали образцы загрязненной почвы указанным раствором в течение 5, 15, 30 минут и 1 часа. Результаты проведенных испытаний приведены на рис. 6.

Из представленных данных видно, что степень извлечения продуктов трансформации НДМГ достигает максимального значения уже через 15 минут после начала ультразвуковой обработки, дальнейшее увеличение времени обработки пробы не обеспечивает повышения выхода экстракции, таким образом, оптимальным временем проведения экстракции является 15 минут. Этого времени вполне достаточно

для достижения необходимых степеней извлечения.

*»*

Таким образом, для определения продуктов трансформации НДМГ в почвах целесообразно использовать ионную хроматографию с градиентным элюированием и масс-спектрометрическое детектирование с химической ионизацией при атмосферном давлении. Для извлечения ДГМК подходит вариант непрерывной периодической

экстракции метанолом, тогда как для извлечения ДМА, ДМГу и МТ хорошие результаты дает использование экстракции буферным раствором (получение вытяжек).

Таблица 10. Экстракция почв буферными растворами_________

экстрагент Степень извлечения, %

ДГМК МТ ДМГу 1 дли

вода 5 8 0 0

аммонийно-ацетатный буферный раствор, 0,1 М, рН 3,5 7 8 6 12

аммонийно-ацетатный буферный раствор, 0,1 М, рН 6,8 12 37 38 25

аммонийно-ацетатный буферный раствор, 0,1 М, рН 10,2 15 41 54 30

аммонийно-ацетатный буферный раствор, 1 М, рН 3,5, 1 М КС1 18 58 88 81

аммонийно-ацетатный буферный раствор, 1 М, рН 6,8, 1 М КС1 25 75 71 38

аммонийно-ацетатный буферный раствор, 1 М, рН 10,2, 1 М КС1 38 91 102 85

аммонийно-ацетатный буферный раствор, 0,1 М, рН 6,8,0,1 М КС1 9 31 39 24

аммонийно-ацетатный буферный раствор, 0,1 М, рН 6,8,3.5 М КС1 5 18 15 9

степень извлечения, % 100 - ___А____——Д Д-^Г^Г 1 . 80 - -■-11 60 - * 40 - ^_.---• 20 - 0 --- 0 20 40 60 время, мин.

Рис. 6. Зависимость степени извлечения от продолжительности обработка пробы ультразвуком. (-♦- МТ, ДГМК, -Д- ДМГу, -и-ДМА).

Оценка метрологических характеристик и апробация на реальных объектах

Разработанные подход для хромато-масс-спектрометрического определения продуктов трансформации НДМГ и способы извлечения определяемых веществ из почв были использованы для разработки методик определения (рис. 7).

Для количественного извлечения ДГМК из почв необходимо использовать непрерывную периодическую экстракцию. Для совместного извлечения ДМГу, МТ и ДМА эффективна схема получения вытяжек с использованием буферного раствора и ультразвуковой обработки пробы. Таким образом, были предложены две методики:

• Методика хромато-масс-спектрометрического определения ДГМК в почвах с использованием непрерывной периодической экстракции метанолом.

• Методика хромато-масс-спектрометрического определения ДМГу, МТ и ДМА с •экстракционным выделением определяемых компонентов из почв буферными растворами.

Образец почвы, 5г

Экстракция в аппарате Сокслета метанолом в течение 7 часов

Метанольный экстракт, 70 мл

Упаривание досуха. Перерастворение в 1 мл подвижной фазы

Хромато-масс-спектрометрическое определение ДГМК Колонка Nucleosil 100 - 5SA Режим изократического злюирования Детектирование - в режиме регистрации выделенных ионов (m/z): 89 - ДГМК

Экстракция аммонийно-ацетатным буферным раствором (рН 10,2 содержание хлорида калия1М) в течение 15 минут в ультразвуковой ванне

Почвенная вытяжка, 5 мл

Хромато-масс-спектрометрическое определение ДМА, МТ, ДМГу Колонка Nucleosil 100 - 5SA Режим градиентного злюирования Детектирование - в режиме регистрации выделенных ионов (m/z): 46 - ДМА, 84 - МТ, 88 - ДМГу

Рис. 7. Схема анализа почв на содержание продуктов трансформации НДМГ

Для оценки характеристик и апробации методик проводили анализ модельных почв разных типов с различным содержанием определяемых компонентов. Использовали образцы почв с добавками определяемых компонентов и почвы, отобранные на полигонах, (с площадок зараженных НДМГ в условиях натурного эксперимента, по истечении 90 дней с момента заражения). Правильность определения контролировали методом «введено-найдено» (для модельных почв) и методом добавок (для почв с экспериментальных участков). Предел обнаружения методик находили как минимальное содержание определяемого вещества в пробе, которое может достоверно регистрироваться (отношение сигнал/шум для хроматографического пика равно 3). В табл. 11 приведены характеристики определения продуктов трансформации НДМГ в почвах разных типов. Результаты проверки правильности методик приведены в табл. 12.

Благодаря высокой селективности разработанных методик тип почвы незначительно влияет на предел обнаружения и воспроизводимость измерений. На рис. 8 и 9 приведены хроматограммы реальных образцов почв, зараженных НДМГ, содержащих продукты его трансформации.

Разработанные методики характеризуются низкими пределами обнаружения, широкими диапазонами определяемых концентраций и приемлемой для методик анализа сложных объектов правильностью.

Таблица 11. Характеристики разработанных методик (объём вводимой пробы 0,08 мл, п =3. р=0,95)____

вещество Уравнение градуировочного графика R2 Cmin, мг/кг Диапазон определяемых содержаний, мг/кг

Методика определения ДГМК в почвах

ДГМК С = S/2,9* 103 0,96 0,004 0,01-20,0

Методика определения МТ, ДМГу и ДМА в почвах

МТ С = S/3,8*103 0.97 0,003 0,05-100,0

ДМГу С = S/3,0*10' 0.98 0,004 0,05-100,0

ДМА С = S/8,0*104 0.95 0,10 0,25-250,0

вещество | Введено, мг/кг | Найдено, мг/кг | 8г

Методика определения ДГМК в почвах

ДГМК 0,1 0,09±0,03 0,15

1,0 1,0±0,2 0,10

10 10±2 0,08

Методика определения МТ. ДМГу и ДМА в почвах

МТ 0,50 0,4±0,1 0,10

5,0 5,2±0,9 0.08

50 45±7 0,08

ДМГу 0,50 0,5±0,1 0,10

5,0 4,8±0,6 0,07

50 50±9 0,09

ДМА 2,5 2,5±0,4 0,07

20 17±5 0,10

100 89±22 0,10

¡Ш щш 1 1дгмк

Рис. 8/ Хроматограмма экстракта дерново-подзолистой почвы. Концентрация ДГМК в почве 3,5 мг/кг.

ДМА

ДГМК

Рис. 9. Хроматограмма экстракта образца дерново-подзолистой почвы. Концентрации компонентов в почве: МТ - 0,77, ДМА - 0,30 и ДМГу - 0,19 мг/кг.

Выводы

1. Установлены закономерности ионизации азотсодержащих органических веществ в условиях электрораспылительной ионизации и химической ионизации при атмосферном давлении. В масс-спектрах соединений ряда гидразинов и аминов характерно присутствие интенсивных пиков протонированных молекулярных ионов, фрагментация молекулярных ионов наблюдается в незначительной степени.

2. Выбраны условия разделения продуктов трансформации НДМГ методами катионообменной, ион-парной и обращено-фазовой хроматографии.

3. Разработан алгоритм для идентификации органических азотсодержащих веществ малой молекулярной массой с использование в качестве основного метода ВЭЖХ-МС, и вспомогательных методов - ГХ-МС, ВЭЖХ, спектроскопии ЯМР и УФ для подтверждения предложенной структуры.

4. Достоверно (с использованием веществ-стандартов) идентифицированы продукты трансформации НДМГ: диметилгидразид муравьиной кислоты (ДГМК), 1-метил-1,2,4-триазол (МТ), диметилгуанидин (ДМГу), диметиламин (ДМА), метил- и триметилгидразин, диметилгидразоны формальдегида, ацетальдегида и глиоксаля, 1,5,5-триметилформазан. Диметилгидразид муравьиной кислоты и диметилгуанидин впервые идентифицированы как продукты трансформации НДМГ.

5. Показано, что в объектах окружающей среды при трансформации НДМГ в значительных количествах образуются стабильные продукты: ДГМК, МТ, ДМГу, ДМА. При этом ДГМК может ошибочно приниматься за НДМГ при использовании методов пробоподготовки, включающих обработку почв сильнокислыми или щелочными растворами.

6. Выбраны оптимальные условия хроматомасс-спектрометрического определения ДГМК, МТ, ДМГу, ДМА и их экстракционного выделения из почв. Разработаны и метрологически аттестованы методики определения массовой доли указанных веществ в почвах.

Основные результаты диссертации изложены в следующих статьях и тезисах докладов:

1. Родин И.А. Ионохроматографическое определение констант ионного обмена алифатических гидразинов и аминов на сульфокатионообменниках на основе силикагеля / Родин И.А., Смоленков А.Д., Шпак A.B., Шпигун O.A. // Журн. физ. химии. 2007. T.8I. -V?3. С. 466-472

2. Smolenkov A.D. l-Formyl-2,2-dimethylhydrazine as a new decomposition product of 1,1-dimethylhydrazine. / Smolenkov A.D., Rodin I.A., Shpak A.V., Shpigun 0. A. // Intern. J. Environ. Anal. Chem. 2007. V.87 №5. P. 351-359

3. Родин И.А. ВЭЖХ-МС исследование превращений несимметричного диметилгидразина в почвах. Родин И.А., Москвин Д.Н., Смоленков А.Д., Шпигун O.A. //Журн. физ. химии. 2008. Т.82. № 6. С. 1039-1044

4. Родин И.А. Проблемы идентификации продуктов разложения несимметричного диметилгидразина. / Родин И.А., Смоленков А.Д., Шпак A.B., Шпигун O.A. // Тезисы докладов X Международной конференции «Теоретические проблемы химии поверхности, адсорбции и хроматографии». 24-28 апреля, 2006. Москва. С.234

5. Rodin I.A. Liquid chromatography mass-spectrometry approaches for the determination of degradation products of unsymmetrical dimethylhydrazine in soil / Rodin I.A., Shpak A.V, Smolenkov A.D., Shpigun O.A. // Book of abstracts International Congress on Analytical Sciences. June 25-30,2006. Moscow, Russia. P. 366-367

6. Rodin I.A. Identification of degradation products of unsymmetrical dimethylhydrazine / Rodin I.A., Smolenkov A.D., Shpak A.V., Shpigun O.A // Book of abstracts International conference «5Й Aegean Analytical Chemistry days». October 5-8,2006. Thessaloniki, Greece. P. 159

7. Родин И.А. Формы существования НДМГ в почве. / Родин И.А., Смоленков А.Д. // В сб. материалов научно-практической конференции «Экологическое сопровождение ракетно-космической деятельности (5-6 февраля 2007 г.)». М: Отдел печати химического факультета МГУ, 2007. С.49-58

8. Родин И.А, Исследование форм существования несимметричного диметилгидразина в почвах методами ВЭЖХ и ВЭЖХ-МС / Родин И.А., Смоленков А.Д., Шпигун O.A. // Тезисы всероссийского симпозиума «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях» Москва, 23-27 апреля 2007 г. С. 44

9. Rodin I.A. LC-MS application for investigation of environmental degradation of unsymmetrical . dimethylhydrazine. / Rodin I.A., Smolenkov A.D., Shpigun O.A. // Book of abstracts international conference "Euroanalysis 14", September 9-14,2007, Antwerp, Belgium, P. 149

10. Shpigun O.A. Investigation of environmental degradation of liquid rocket fuel by modern hyphenated techniques. / Shpigun O.A., Rodin I.A.. Smolenkov A.D. // Book of abstracts international conference "Euroanalysis 14", September 9-14,2007, Antwerp, Belgium, P. 159

П.Москвин Д.Н. Применение ВЭЖХ с масс-спектрометрическим детектированием для исследования трансформации несимметричного диметилгидразина в окружающей среде. / Москвин Д.Н., Родин И.А., Смоленков А.Д., Шпигун O.A.// Тезисы Второй Всероссийской конференции «Аналитика России 2007» (Краснодар, 7-12 октября 2007 г.). С. 197

12. Смоленков А.Д. Достоверная идентификация продуктов разложения несимметричного диметилгидразина. ! Смоленков А.Д., Родин И.А., Шпигун O.A.// Тезисы Всероссийского симпозиума «Хроматография и хромато-масс-спектрометрия», Москва, 14-18 апреля 2008, С. 36

13. Москвин Д.Н Хроматографическое разделение 1,1-диметилгидразина и продуктов его разложения. / Москвин Д.Н., Родин И.А., Смоленков А.Д., Шпигун O.A.. // Тезисы Всероссийского симпозиума «Хроматография и хромато-масс-спектрометрия», Москва, 1418 апреля 2008, С. 187

14. Moskvin D.N. Investigation of environmental degradation of unsymmetrical dimethylhydrazine by modern hyphenated techniques. / Moskvin D.N, Rodin I.A., Shpigun O.A., Smolenkov A.D // Book of abstract 35th International Symposium on Environmental Analytical Chemistry, Gdansk, 22-26 June 2008, P. 331

15. Шпигун O.A. Продукты трансформации гептила в естественной среде. / Шпигун O.A., Смоленков А.Д., Родин И.А. // В сб. докладов научно-практической конференции «Экологические и медико-социальные аспекты использования районов падения отделяющихся частей ракет». Архангельск, 3-4 декабря 2008. С. 33-40.

Подписано в печать 2009 года. Заказ № ¥ .

Формат 60х90/16. Усл. печ. л. . Тираж /ОО экз. Отпечатано на ризографе в отделе оперативной печати и информации Химического факультета МГУ.

Список используемых сокращений.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Свойства НДМГ.

1.2 Продукты трансформации при окислении НДМГ.

1.2.1 Гетерогенное и каталитическое окисление НДМГ.

1.2.2 Гомогенное окисление НДМГ.

1.3 Токсичность НДМГ и продуктов его трансформации. Воздействие на окружающую среду.

1.4 Методы определения НДМГ и продуктов его трансформации.

1.4.1 Спектрофотометрические методы.

1.4.2 Хроматографические методы.

Глава 2. Оборудование, материалы, синтез стандартов, техника эксперимента 51 2.1. Оборудование и материалы.

2.2 Синтез соединений - продуктов трансформации НДМГ.

2.3 Техника эксперимента.

2.4 Характеристики объектов исследования.

Глава 3. Разработка алгоритма идентификации неизвестных продуктов трансформации НДМГ методом ВЭЖХ-МС.

3.1 Изучение закономерностей масс-спектрометрического детектирования.

3.2 Поиск условий хроматографического разделения.

3.2.1 Катионообменная хроматография.

3.2.2 Обращепо-фазовая хроматография.

3.3 Идентификация продуктов трансформации НДМГ.

3.3.1 Общий алгоритм проведения идентификации.

3.3.2 Исследование почв с экспериментальных участков.

3.3.3 Установление природы «связанной формы» НДМГ.

Глава 4. Определение продуктов трансформации НДМГ методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии.

4.1 Оптимизация условий масс-спектрометрического детектирования.

4.2 Хроматографическое разделение НДМГ и продуктов его окисления.

4.3 Извлечение продуктов трансформации НМДГ из почв.

4.4 Оценка метрологических характеристик и апробация на реальных объектах.

4.5 Использование разработанных методик для исследований трансформации НДМГ в почвах.

Выводы.

Актуальность темы Идентификация веществ в смесях неизвестного состава относится к числу наиболее сложных задач аналитической химии и требует использования современных высокоинформативных методов исследования. Одним из наиболее мощных и универсальных способов исследования структуры неизвестных веществ является метод жидкостной хромато-масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС), сочетающий в себе возможность проведения высокоселективного разделения исследуемых смесей, достоверную идентификацию неизвестных веществ и высокую чувствительность.

Несимметричный диметилгидразин (НДМГ) используется в качестве эффективного ракетного топлива, что приводит к его периодическому поступлению в объекты окружающей среды. Опасность данного соединения связана не только с его токсичностью, но и широким спектром продуктов разложения. Однако исследования по изучению трансформации НДМГ в окружающей среде проводились либо с применением устаревшей методической и аппаратурной базы, либо оказывались недостоверными из-за отсутствия подтверждения предложенных структур с использованием синтезированных стандартов.

С появлением современных методов исследования, таких как ВЭЖХ-МС, хорошо подходящих для исследования полярных и нестойких молекул, появилась возможность провести идентификацию продуктов трансформации НДМГ и разработать селективные методики для их определения в объектах окружающей среды. Решение этих задач позволит в дальнейшем провести полномасштабное изучение процессов, происходящих в окружающей среде с участием НДМГ и оценить реальную опасность его воздействия.

Цель работы состояла в применении высокоэффективной жидкостной хромато-масс-спектрометрии к решению задач достоверной идентификации и разработке способов определения продуктов трансформации НДМГ в объектах окружающей среды.

Достижение поставленной цели предусматривало решение следующих задач: • Обоснование и реализация алгоритма проведения идентификации азотсодержащих соединений с использованием ВЭЖХ-МС (в качестве основного метода) и газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС), ВЭЖХ, спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и ультрафиолетовой 5 спектроскопии (УФ) в качестве вспомогательных методов для подтверждения предложенных структур. Идентификация с использованием разработанного алгоритма продуктов трансформации НДМГ.

• Поиск и оптимизация условий хроматографического разделения и масс-спектрометрического детектирования продуктов трансформации НДМГ.

• Оценка возможностей различных подходов для количественного извлечения продуктов трансформации НДМГ из почв.

• Разработка и апробация методик хромато-масс-спектрометрического определения продуктов разложения НДМГ при исследовании трансформации НДМГ на реальных образцах почв.

Научная новизна Предложен алгоритм идентификации структуры малых (молекулярная масса 40 - 150 дальтон) азотсодержащих молекул с использованием ВЭЖХ-МС в качестве основного метода.

Впервые изучены закономерности поведения простейших гидразинов и аминов, а также структурно близких к ним соединений, в условиях электрораспылительной ионизации и химической ионизации при атмосферном давлении.

Метод жидкостной хромато-масс-спектрометрии применен для исследования процессов трансформации НДМГ и использован для определения продуктов трансформации НДМГ.

Выбраны условия разделения азотсодержащих органических веществ, в том числе НДМГ и продуктов его трансформации в вариантах ионной, ион-парной и обращено-фазовой хроматографии, оценены метрологические характеристики разработанных вариантов.

Практическая значимость Проведена достоверная идентификация продуктов трансформации НДМГ. Впервые идентифицированы ранее неизвестные продукты трансформации НДМГ - диметилгидразид муравьиной кислоты (ДГМК) и диметилгуанидин (ДМГу). Показано, что в условиях реального пролива НДМГ на почву в значительных количествах образуются четыре стабильных в окружающей среде вещества - диметиламин (ДМА), 1-метил-1,2,4-триазол (МТ), ДГМК и ДМГу.

Установлены закономерности извлечения продуктов трансформации НДМГ из почв с использованием различных вариантов экстракционных методов и выбраны оптимальные условия для проведения пробоподготовки образцов почв. 6

Разработаны методики одновременного определения ДМА, МТ и ДМГу в почвах, а также методика определения ДГМК в почвах. Разработанные методики определения продуктов трансформации НДМГ метрологически аттестованы и внедрены в практику эколого-аналитических лабораторий Федерального космического агентства.

Показано, что ДГМК при проведении пробоподготовки по известным в литературе методикам определения НДМГ в почвах, подвергается гидролизу с образованием исходного НДМГ, что приводит к ложноположительным результатам анализа.

На защиту выносятся следующие положения:

• Результаты выявления закономерностей ионизации азотсодержащих органических веществ разных классов (аминов, гидразинов и др.) в условиях электрораспылительной и химической ионизации при атмосферном давлении.

• Алгоритм идентификации структуры неизвестных продуктов трансформации НДМГ с использованием ВЭЖХ-МС и вспомогательных методов.

• Результаты изучения трансформации НДМГ в почвах.

• Результаты изучения закономерностей хроматографического поведения в условиях ионной и ион-парной хроматографии, масс-спектрометрического детектирования и экстракционного извлечения МТ, ДМА. ДМГу и ДГМК.

• Методики определения продуктов трансформации НДМГ в почвах и результаты их использования для изучения трансформации НДМГ в почве.

Апробация работы Результаты работы докладывались на X Международной конференции «Теоретические проблемы химии поверхности, адсорбции и хроматографии» (2006, Москва), Международном Конгрессе по Аналитическим Наукам (2006, Москва), Международной конференции «5th Aegean Analytical Chemistry days» (2006, Салоники, Греция), Научно-практической конференции «Экологическое сопровождение ракетно-космической деятельности» (2007, Москва), Всероссийском симпозиуме «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях» (2007, Москва), Международной конференции «Euroanalysis XIV» (2007, Антверпен, Бельгия), Второй Всероссийской конференции «Аналитика России 2007» (2007, Краснодар), Всероссийском симпозиуме «Хроматография и хромато-масс-спектрометрия» (2008, Москва), 35мМеждународном 7

Симпозиуме по Аналитической Химии Окружающей Среды (2008, Гданьск, Польша), научно практической конференции «Экологические и медико-социальные аспекты использования районов падения отделяющихся частей ракет» (2008, Архангельск), научных коллоквиумах лаборатории хроматографии кафедры аналитической химии. Публикации По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в российских и международных журналах и 12 тезисов докладов.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, литературного обзора, 5 глав экспериментальной части, общих выводов и списка цитируемый литературы. Материал изложен на 172 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков и 40 таблиц и 2 приложения, в списке цитируемой литературы 110 источников.

Выводы

1. Установлены закономерности ионизации азотсодержащих органических веществ в условиях электрораспылительной ионизации и химической ионизации при атмосферном давлении. В масс-спектрах соединений ряда гидразинов и аминов характерно присутствие интенсивных пиков протонированных молекулярных ионов, фрагментация молекулярных ионов наблюдается в незначительной степенн.

2. Выбраны условия разделения продуктов трансформации НДМГ методами катионообменной, ион-парной и обращено-фазовой хроматографии.

3. Разработан алгоритм для идентификации органических азотсодержащих веществ малой молекулярной массой с использование в качестве основного метода ВЭЖХ-МС, и вспомогательных методов - ГХ-МС, ВЭЖХ, спектроскопии ЯМР и УФ для подтверждения предложенной структуры.

4. Достоверно (с использованием веществ-стандартов) идентифицированы продукты трансформации НДМГ: диметилгидразид муравьиной кислоты (ДГМК), 1-метил-1,2,4-триазол (МТ), диметилгуанидин (ДМГу), диметиламин (ДМА), метил- и триметилгидразин, диметилгидразоны формальдегида, ацетальдегида и глиоксаля, 1,5,5-триметилформазан. Диметилгидразид муравьиной кислоты и диметилгуанидин впервые идентифицированы как продукты разложения НДМГ.

5. Показано, что в объектах окружающей среды при трансформации НДМГ в значительных количествах образуются стабильные продукты: ДГМК, МТ, ДМГу, ДМА. При этом ДГМК может ошибочно приниматься за НДМГ при использовании методов пробоподготовки, включающих обработку почв сильнокислыми или щелочными растворами.

6. Выбраны оптимальные условия хроматомасс-спектрометрического определения ДГМК, МТ, ДМГу, ДМА и их экстракционного выделения из почв. Разработаны и метрологически аттестованы методики определения массовой доли указанных веществ в почвах.

1. Одрит Л., Огг Б. Химия гидразина. Пер. с англ. / Под ред. Я.М.Варшавского, М.:1. Издатинлит, 1954. 237 с.1

2. Брикун Н.К., Козловский М.Т., Никитина JI.B. Гидразин и гидроксиламин и их применение в аналитической химии. Алма-Ата: Наука, 1967. 175 с.

3. Gafarov A.N. Aminomethylation of hydrazine and methylhydrazine. // Russ. J. Org. Chem. 1971. V. 7. P. 1663-1667.

4. Kotsuki H. A simple and efficient heterogeneous hydrolysis of N,N-dimethylhydrazone derivatives. //J. Chem. Soc. Perkins Trans. I. 1990. V. 1990. P. 429-430.

5. Емельянова Г. И., Лысенко Т.Ф., Атякшева Л.Ф., Страхов Б.В. Исследование кинетики и механизма реакции окисления 1,1-диметилгидразина озоном // Журн.физич. химии. 1977. Т. LI. №1. С. 85-89.

6. Елизарова Г.Л., Матвиенко Л.Г., Пестунова О.П., Бабушкин Д.Э., Пармон В.Н. Каталитическое окисление 1,1-диметилгидразина кислородом воздуха в разбавленных водных растворах. //Кинетика и катализ. 1998. Т. 39. № 1. С. 49-55.

7. Махоткина О.А., Кузнецова Е.В., Матвиенко Л.Г., Пармон В.Н. Гетерогенная система Фентона для глубокого окисления токсичных органических веществ. //Катализ в промышленности. 2006. № 4. С. 30-37.

8. Makhotkina O.A., E.V. Kuznetsova, S.V. Pries Catalytic detoxication of 1,1-dimethylhydrazine aqueous solutions in heterogenos Fenton system. //Applied Catalisys B: Environmental. 2006. V 68. P. 85-91.

9. Попов O.B., Маньшев Д.А., Островская B.M., Буряк А.К., Ульянов А.В. Каталитически активный мембранный сорбент шунгит для очистки грунта от гептила. //Серия. Критические технологии. Мембраны. 2005. № 1 (25). С. 12-17.

10. Буряк А.К., Татаурова О.Г., Ульянов А.В. Исследование продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина на модельных сорбентах методом газохроматографии/масс-спектрометрии. //Масс-спектрометрия. 2004. № 1 (2). С. 147152.

11. Cauquis G., Chabaud В., Genies М. Electrochemical oxidation of 1,1-dimethylhydrazine and trimethylhydrazine in acetonitrile//J. Electroanal. Chem. 1972. Appendix 40. P. 6-10.

12. Urry W.H., Kruse H.W., McBride W.R. Novel Organic Reaction of 1,1-dimethyldiazenium bromide with 1,3-dienes and styrenes. //J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 79. P. 6568-6569.

13. Емельянова Г.И., Атякшева Л.Ф., Сорочинский B.B. 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., Sehieler L. Preignition predicts from storable propellants in simulated high altitude conditions. Aerospace Corp. TR-0158 ()9210-02)-l, SAMSO-TR-68-67. Nov 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. Mar 1974. 85 p.

17. Tuazon E.C. et al. Gas phase reaction of 1,1-dimethylhydrazine with nitrogen dioxide. UC Riverside. //J. Phys. Chem. 1983. V. 87. P. 1600-1605.

18. Лысенко Т.Ф., Атякшева Л.Ф., Страхов Б.В., Емельянова Г.И. Исследование кинетики и механизма реакции окисления 1,1-диметилгидразина озоном в водном растворе //Журн. физич. химии. 1975. Т. XLIX. №12. С. 3131-3134.

19. Горленко Л.Е., Емельянова Г.И., Стрельникова Ж.В. Страхов Б.В. Жидкофазное окисление 1,1-диметилгидразина озоном // Журн.физич. химии. 1985. Т. LIX. №12. С. 2957-2960.

20. Sierka R.A., Cowen W.F. The ozone oxidation of hydrazine fuels. CEEDO-TR-78-43, Final Rept., 116 pp. (Sep 1978) AD-A065829, N79-23231; CA 91, 216147.

21. Sierka R.A., Cowen W.F. The catalytic oxidation of aqueous hydrazine, MMH, and UDMH. Civ. Eng. Dep., Univ. Ariz., Tucson, Proc. Industr. Waste Conf. 1980. V. 35. P. 406-415. (1981). CA 94, 214315.

22. Mathur M., Sisler H. Oxidation of 1,1-hydrazine by oxygen.//Inorg. Chem. 1981. V.20. P.426-429.

23. 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.

24. Banerjee S., Pack I., Sikka H., Kelly C. Kinetics of oxidation of methylhydrazine in water. Factors controlling the formation of l,l-nitrosamine//Chemosphere. 1984. V. 13. № 4. P. 549-559.

25. Lunne G., Sansone E. Oxidation of 1,1-dimethylhydrazine in aqueous solution with air and hydrogen peroxide.//Cliemosphere. 1994. V. 29. № 7. P. 1577-1590.

26. Mitch W.A., Sharp J.O., Trussell R.R., Valentine R.L., Alvares-Cohen L.A., Sedlak D.L. N-nitrosodimethylamine (NDMA) as a drinking Water Contaminant //Environmental Enginiring Science. 2003. V. 20. № 5. P. 389 404.

27. Junghoon C. Valentine R. L. Formation of N-nitrosodimethylamine (NDMA) from reaction of monochloramine: a new disinfection by-product // Water Research. 2002. V. 36. p. 817 824.

28. Andrzejewski P., Kasprzyk-Hordern B., Nawrocki J. The hazard of N-nitrosodimethylaniine formation during water disinfection with strong oxidants // Desalination. 2005. V.176. P. 37-45.

29. 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.

30. Singh S.N., Prasad R.K. Oxidation of unsymmetrical dimethylhydrazine by basic iodine. // J. Indian Chem.Soc. 1992. V.69. P. 648-650.

31. Экологические проблемы и риски воздействий ракетно-космической техники на окружающую природную среду. / Под ред. Адушкина В.В., Козлова СМ., Петрова А.В. М.: Анкил, 2000. 640 с.

32. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Man. Geneva. World Health Organization, International Agency for Research on Cancer. 1972-Present. (Multivolume work). 1999. 1433 p.

33. American Conference of Governmental Industrial Hygienists. TLVs and BEIs. Threshold Limit Values for Chemical Substances and Physical Agents and Biological Exposure Indices. Cincinnati, OH. 2000. P. 34.

34. The Merck Index. 10th ed. Rahway, New Jersey. Merck Co., Inc. 1983. P. 473.

35. Armour M.A. Hazardous Laboratory Chemicals Disposal Guide. Boca Raton, FL: CRC Press Inc. 1991. 154 p.

36. Майстренко B.H., Хамитов P.3., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг суперэкотоксикантов. М.: Химия, 1996. 319 с.

37. Костюковский Я.Л., Меламед Д.Б. Канцерогенные нитрозамины. Образование, свойства, анализ //Успехи химии. 1988. С. 625-655.

38. Рубенчик Б.Л., Костюковский Я.Л., Меламед Д.Б. Профилактика загрязнения пищевых продуктов канцерогенными веществами. К.: Здоров'я, 1983. 160 с.

39. U.S. Environmental Protection Agency's Integrated Risk Information System (IRIS) on dimethylguanidine (556-88-7).

40. Parmeggiani L; Encyl Occup Health & Safety 3rd ed. Geneva,Switzerland: International Labour Office. 1983. P. 1616-1646 .

41. FDA; J Assoc Off Anal Chem 73: 127A-46A (1990).

42. USEPA; Pesticide Fact Book. Park Ridge, NJ: Noyes Data Corp. 1989. 232 p.

43. IARC. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Man. Geneva: World Health Organization, International Agency for Research on Cancer. 1974. V4. 139 p.

44. Lewis R.J. Hawley's Condensed Chemical Dictionaiy. 12th ed. NY, NY: Van Nostrand Reinhold Co. 1991. P. 417.

45. Braun B.A., Zirrolli J. A. Environ. Fate of Hydrazine Fuels in Aqueous and Soil Environ. Air Force Report No. ESL-TR-82-45, NTIS AD-A125813. 1983. 219 p.

46. 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.

47. Касимов Н.С., Кречетов П.П, Королева Т.В. Экспериментальное изучение поведения ракетного топлива в почвах. // Доклады академии наук. 2006. Т. 408. № 5. С.1-3.

48. 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.

49. 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.

50. Кондратьев А.Д., Кречетов П.П, Королева Т.В., Дианова Т.М., Черницова О.В Космодром Байконур как объект природопользования. М. Пеликан. 2008. 176 с.

51. Kane D.A., Williamson K.J. Hydrazine degradation and its effect on microbial activity in soil//Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1983. V. 12. P. 447-453.

52. Чугунов B.A., Мартовецкая И.И., Миронова Р.И., Фомиченко В.М., Холоденко В.П. Микробиологическая деградация несимметричного диметилгидразина -токсичного компонента ракетного топлива. // Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Т. 36. №6. С. 631-636.

53. Горина Ю.В., Сергеева Г.В. Определение гидразина в питьевой воде с использованием молибдо-фосфорной кислоты. Энергетик. 1978. №2. С. 36-37.

54. Pinkerton М.К., 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.

55. Методы определения КЖРТ и их производных в объектах производственной и окружающей среды. Под редакцией Разбитной Л.М. М.: Ин-т биофизики. 1988. 338 с.

56. Preussmann R., Henry Н., Hodenberg A. A new photometric analysis method for 1,1-dialkylhydrazines //Anal. Chim. Acta. 1968. V. 42. P. 95-99.

57. Sutton N.V. Spectrophotometry determination of UDMH using chromotropic acid. // Anal. Chem. 1964. V. 36. P. 2120-2121.

58. Темердашев 3.A., Киселева H.B., Струков В.Ю. Флуориметрическое определение несимметричного диметилгидразина // Зав. лаборатория. Диагностика материалов. 2007. №2. с. 44-48.

59. Темердашев З.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.

60. Newsom W. Н. Determination of daminozide residues on foods and its degradation to 1,1 -dimethylhydrazine by cooking.//J. Agric. Food Chem. 1980. V.28. №2. P. 319-321

61. Preece N.E., Forrow S., Ghatineh S. Determination of hydrazine in biofluids by capillary gas chromatography with nitrogen- sensitive or mass- spectrometric detection./Л. Chromatogr. B. 1992. V.ll. P. 227-234.

62. Rutschmann M.A., Buser H.R. Determination of daminozide and dimethylhydrazine residues in swiss apple juice concentrates using gas chromatographic-mass spectrometry.//!. Agric. Food Chem. 1991. V.39. P. 176-181.

63. Садовский А.П., Олькин C.E., Рапуто В.Ф., Зыков С.В., Резникова И.К. Особенности поведения гептила в районах падения отделяющихся частей ракет- носителей. // Химия в интересах устойчивого развития. 2001. №9. С.759-7

64. Самсонов Д.П., Первунина Г.И., Борновалова Г.В., Жирюхина Н.П. Хромато-масс-спектрометрическое определение ТЧ,ТЧ-диметилгидразипа в почве // Журн.аналит. химии. 1998. Т.53.№2. С.191-194.

65. Сотников Е.Е., Московии А.С. Газохроматографическое определение несимметричного диметилгидразина в воде.// Журн. аналит. химии. 2006. Т. 61. №2. С. 139-142.

66. 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.

67. Савчук C.A., Бродский E.C., Формановский A.A. Применение капиллярной газовой хроматографии с селективным детектированием для определения несимметричного диметилгидразина в почве.//Журн. аналит. химии. 1998. Т.53. №7. С. 759-763.

68. 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.

69. Faughman K.T., Woodruff M.A. Modified gas chromatographic/mass spectrometric method for determination of daminozide in high protein food products.//.!. Assoc. Off. Anal. Chem. 1991. V.74. №4. P. 682-692.

70. Kawabata Т., Ohshima H. Gas chromatographic determination of monomethylguanidine, guanidine and agmatine as their hexafluoroacetylacetonates.//J. Chromatogr. 1977. V.140. P. 47-56.

71. Lundh Т., Akesson B. Gas chromatographic determination of primary and secondary low-molecular-mass aliphatic amines in urine using derivatization with isobutyl chloroformate.//J. Chromatogr. B. 1993. V.617. P. 191-196.

72. Onuska F.I. Gas chromatographic determination of aliphatic and quantitive analysis of small amounts of dimethylamine in wastewater.//Water research. 1973. V.7. P. 835-841.

73. Kawabata Т., Ohshima H. Gas chromatographic determination of monomethylguanidine, guanidine and agmatine as their hexafluoroacetylacetonates.//J. Chromatogr. 1977. V.140. P. 47-56.

74. Kenessov В., Batyrbekova S., Nauryzbayev M., Bekbassov Т., Alimzhanova M., Carlsen L. GC-MS Determination of l-Methyl-lH-l,2,4-triazole in Soils Affected by Rocket Fuel Spills in Central Kazakhstan.// Chromatographia 2008. V.67. P. 421-424.

75. 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.

76. Abdow Н. М., Medwick Т., Bailey L. С. Determination of Hydrazine and 1,1-Dimethylhydrazine, Separately or in mixtures, by high-pressure liquid chromatography.// Anal. Chim. Acta. 1977. V.93. P. 221-22694.

77. Ravichandar K., Boldvin R.P. Liquid chromatographic determination of hydrazines with electro chemically pretreated glassy carbon electrodes.// Anal. Chem. 1983. V.55. P. 17821784.

78. Zhou J.X., Wang E.K. Electrocatalytic oxidation and flow detection of hydrazine compounds in liquid chromatography at a vitamin B12, adsorbed glassy carbon electrode.// Electroanálisis (N. Y.). 1992. V.4. №4. P. 473-479

79. Qi W., Zhu Y. Simultaneous determination of alkali metal ions, ammonium ion and hydrazine by ion chtomatography.// Sepu. 1992. V.10. №2. P. 119-120. U,ht. no Anal. Abstr. № 3905P061.

80. Smolenkov A., Pirogov A., Shpigun O. Separation of Hydrazine and Its Methylderivatives by Ion Chromatography with Amperometric Detection.//Analyt.Sci. 2001. V.17 SUPPLEMENT. P.Í1769-1772.

81. Archer A.W. Determination of 3-amino-l,2,4-triazole in urine by ion-pair high performance liquid chromatography.// J. Chromatogr. 1984. V.303 P. 267-271.

82. Defilippi A., Piancone G., Costa Laia R., Baila S., Tibaldi G. High-performance liquid chromatography with UV detection and diode-array UV confirmation of isonicotinic acid hydrazide in cattle milk.// J. Chromatogr. B. 1994. V. 656 P. 466-471.

83. Seifart H.I., Gent W.L., Parkin D.P, Jaarsveld P.P., Donald P.R. High-performance liquid chromatographic determination of isoniazid, acetylisoniazid and hydrazine in biological fluids.// J. Chromatogr. B. 1995. V. 674 P. 269-275.

84. Mol H., Ruud C., Vreeken J., Steijer O. Determination of daminozide in apples and apple leaves by liquid chromatography-mass spectrometry.//!. Chromatogr. A. 1999. V. 833. P. 53-60.

85. Teerlink T., Hennekes M., Mulder C., Brulez H. Determination of dimethylamine in biological samples by high-perfomance liquid chromatography.// J. Chromatogr. B. 1997.V. 691 P. 269-276.

86. Lopez M.R., Alvarez M.J., Ordieres AJ, Blanco P.T. Determination of dimethylamine in groundwater by liquid chromatography and precolumn derivatization with 9-fluorenylmethylchloroformate. //J. Chromatogr. A. 1996. V. 721 P. 231-239.

87. Khalaf H., Steinert J. Determination of secondary amines as highly fluorescent formamidines by high-perfomance liquid chromatography.// Anal. Chim. Acta. 1996. V. 334. P. 45-50.

88. Woosuk C., Fox P., Nalinakumari B. High perfomance liquid chromatography with fluorescense detection for aqueous analysis of nanogram-level N-nitrosodimethylamine.// Anal. Chim. Acta 2006. V. 566. P. 109-116.

89. Jinshu Q., Lee H., Zhou C. Analysis of guanidine in high salt and protein matrices by cation-exchange chromatography and UV detection.// J. Chromatogr. A. V. 1073. P. 263267.

90. Beltrami, R. T.; Bisell, E. R. Some methylhydrazonium salts. An improved synthesis of tetramethilhydrazine. //J. Am. Chem. Soc. 1956. V.78. P.2467-2468.

91. Class J. B., Aston J. G., Oakwood T. S. Trimethylhydrazine and tetramethilhydrazine. // J. Am. Chem. Soc. 1953. V.75. №12. P. 2937-2939.

92. Holler T.P.; Spaltenstein A.P., Paul A.H. Total synthesis of marine mercaptohistidines ovothiols A, B, and C. // J. Org. Chem. 1987. V. 54. № 9. P. 4570-4575.