Одновременное определение некоторых гидразинов и N-нитрозодиметиламина ион-парной хроматографией тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

На правах рукописи

Пономаренко Сергей Александрович

ОДНОВРЕМЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ГИДРАЗИНОВ И Ы-НИТРОЗОДИМЕТИЛАМИНА ИОН-ПАРНОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ

02.00.02 - Аналитическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Ц

Москва - 2009

003464680

Работа выполнена в лаборатории хроматографии кафедры аналитической химии Химического факультета МГУ имени М.В .Ломоносова

Научный руководитель: кандидат химических наук, доцент

Смоленков Александр Дмитриевич, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Яшин Яков Иванович, НПО "Химавтоматика", г. Москва

кандидат химических наук Ульянов Алексей Владимирович, Институт физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина, г. Москва

Ведущая организация: Архангельский государственный технический

университет

Защита состоится 11 марта 2009 г. в 15 часов 00 минут в аудитории 344 на заседании диссертационного совета Д 501.001.88 по химическим наукам при Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр.3, Химический факультет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова.

Автореферат разослан 06 февраля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, к.х.н. Торочешникова И.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее время все более высокие требования предъявляются к контролю содержания вредных примесей в различных природных и промышленных объектах. Среди методов, имеющихся в арсенале химиков-аналитиков, большое внимание уделяется хроматографическим. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) является удобным и экспрессным многокомпонентным методом, отвечающим современным требованиям. Перспектива ее применения обусловлена тем, что в отличие от газовой хроматографии этот метод практически не имеет ограничений по свойствам определяемых соединений, позволяя напрямую определять как нелетучие, так и сильнополярные соединения.

Несимметричный диметилгидразин (1,1-диметилгидразин, гептил, НДМГ) широко используют в качестве компонента ракетного топлива, что приводит к загрязнению окружающей среды на космодромах, в районах падения ступеней ракет и в местах производства. Отрицательное воздействие НДМГ на окружающую среду и опасность для человека связаны не только с высокой токсичностью и канцерогенным воздействием самого НДМГ (это соединение относится к первому классу опасности), но и с многочисленными продуктами его трансформации, например, Ы-нитрозодиметиламином (НДМА) или тетраметил-2-тетразеном (ТМТ), принадлежащими к соединениям первого и третьего классов опасности соответственно.

Тем не менее, на данный момент не существует методик, позволяющих одновременно определять исследуемые соединения. Сложность поставленной задачи связана со значительным различием в свойствах определяемых соединений, в первую очередь гидразинов и НДМА. Гидразины характеризуются слабой гидрофобностыо, однако способность протонировагься позволяет использовать ионную хроматографию для их определения. НДМА не имеет кислотно-основных групп и для его определения используют обращенно-фазовую ВЭЖХ. Методик определения ТМТ в объектах окружающей среды в открытой печати не опубликовано, однако благодаря наличию гидрофобных групп и способности протонироваться его определение представляется возможным с помощью обоих методов. Метод ион-парной хроматографии (ИПХ) позволяет определять как заряженные, так и нейтральные соединения, поэтому его применение является перспективным для решения задачи

одновременного определения НДМГ и продуктов его трансформации - гидразина, метилгидразина, НДМА и ТМТ.

Для рационального выбора условий определения соединений необходимо четкое понимание влияния различных факторов на процессы, происходящие во время хроматографического разделения. Изучение этих зависимостей позволяет подобрать наилучшую хроматографическую систему для одновременного определения соединений в объектах окружающей среды.

Цель работы: изучение особенностей хроматографического поведения и выбор условий разделения гидразинов, НДМА и ТМТ на гидрофобизированных силикагелях в режиме ион-парной хроматографии; сопоставление возможностей вариантов обращенно-фазовой, ион-парной и ионной ВЭЖХ; оценка возможностей и перспектив практического применения предложенного подхода при анализе реальных объектов.

Для достижения этих целей были решены следующие задачи:

• исследовано хроматографическое поведение гидразинов, НДМА и ТМТ в условиях обращенно-фазовой и ионной ВЭЖХ;

• изучены особенности хроматографического поведения гидразинов, НДМА и ТМТ в условиях ион-парной хроматографии на алкилсиликагелях разной гидрофобности: Synergi Hydro RP с полярным эндкеппингом и сорбентах марки "Диасфер" с различной длиной привитого алкильного радикала;

• сопоставлено удерживание гидразинов и ТМТ на сорбентах Диасфер 110-С8 и Synergi Hydro RP, динамически модифицированных алкилсульфонатами или алкилсульфатами натрия с различной длиной алкильного радикала;

• оценена применимость стехиометрических и нестехиометрических моделей для описания влияния природы и концентрации ион-парных реагентов (ИПР), а также концентрации аммонийно-ацетатного буферного раствора на удерживание гидразинов, НДМА и ТМТ в режиме ион-парной хроматографии;

• оценена применимость сольвофобной модели и модели Снайдера-Сочевинского для описания влияния концентрации органического модификатора (ацетонитрила) на удерживание соединений;

• выбраны условия определения соединений в условиях ион-парной ВЭЖХ при анализе природных вод и отгонов из почв.

Научная новизна. Впервые систематически изучены зависимости удерживания и разделения НДМГ и продуктов его трансформации в условиях ион-парной хроматографии на ряде гидрофобизированных силикагелей. Установлено, что использование Synergi Hydro RP по сравнению с остальными сорбентами позволяет обеспечить большее удерживание НДМА при сравнимой экспрессности определения соединений, поэтому является предпочтительным.

Найдено, что применение алкилсульфатов в качестве ИПР по сравнению с использованием алкилсульфонатов позволяет улучшить селективность разделения веществ и увеличить экспрессность анализа.

Показано, что стехиометрические модели позволяют адекватно описать влияние концентрации ион-парного реагента (независимо от его природы) и буферного раствора на удерживание гидразинов, НДМА и ТМТ в режиме ИПХ и могут использоваться для объяснения соответствующего механизма. В указанные модели введены поправки, учитывающие возможность сорбции соединений на участках поверхности, удерживающих ион-парный реагент, а также "высаливающий эффект". Показано также, что сольвофобная модель, обычно использующаяся для описания влияния органического модификатора в режиме обращенно-фазовой хроматографии, подходит и для описания удерживания веществ в режиме ион-парной ВЭЖХ.

Установлено, что метод ион-парной ВЭЖХ является более подходящим для одновременного определения гидразинов, НДМА и ТМТ по сравнению с методами ионной и обращенно-фазовой ВЭЖХ и позволяет одновременно определять исследуемые соединения.

Практическая значимость. Предложен способ одновременного определения НДМГ и продуктов его трансформации: гидразина, метилгидразина, НДМА и ТМТ в природных водах и почвах методом ион-парной ВЭЖХ на уровне предельно-допустимых концентраций (ПДК).

На защиту выносятся следующие положения:

• данные по сопоставлению возможностей различных вариантов ВЭЖХ при определении НДМГ и продуктов его трансформации;

• данные о влиянии ряда факторов (состава подвижной фазы, природы и концентрации ион-парных реагентов) на удерживание гидразинов, НДМА и ТМТ в режиме ион-парной ВЭЖХ и их соответствие теоретическим представлениям;

• результаты сопоставления удерживания гидразинов и ТМТ на гидрофобизировапных силикагелях, динамически модифицированных октилсульфонатом и октилсульфатом натрия;

• возможность практического применения метода ион-парной хроматографии для определения НДМГ и продуктов его трансформации в природных водах и отгонах из почв.

Апробация работы. Основное содержание работы изложено в 8 публикациях. Результаты исследований докладывались на International Conference "Instrumental Methods of Analysis: Modern Trends and Applications" (Iraklion, Crete, Greece, 2005), International Congress on Analytical Sciences (Moscow, 2006), VI Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды "Экоаналитика- 2006" (Самара, 2006), Всероссийском симпозиуме "Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях" (Москва, 2007), Всероссийском симпозиуме "Хроматография и хромато-масс-спектрометрия" (Москва, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 статьи и 5 тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 4 глав экспериментальной части, общих выводов и списка цитируемой литературы. Материал диссертации изложен на 153 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков и 23 таблицы, в списке цитируемой литературы 181 наименование.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Обзор литературы

Проанализированы данные по хроматографическим методам определения гидразинов, НДМА и ТМТ. Для их одновременного определения показана перспективность применения метода ион-парной хроматографии (ИПХ), позволяющего определять как ионогенные, так и неионогенные соединения напрямую, без дериватизации.

Описаны стехиометрические и нестехиометрические модели удерживания в ион-парной хроматографии, особое внимание уделено влиянию различных факторов

(состава подвижной фазы, природы неподвижной фазы, температуры) на удерживание сорбатов.

Экспериментальная часть

В работе использовали хроматографическую установку, состоящую из ВЭЖХ насоса «Стайер серия II» ("Аквилон", Россия), шестиходового крана-дозатора "Knauer" ("Knauer", Германия), амперометрического детектора «Цвет-Яуза» (НПО "Химавтоматика", Россия) и спектрофотометрического детектора «SPD-10 Ai» ("Shimadzu", Япония). Объем вводимой пробы составлял 100 мкл.

В работе использовали следующие колонки: Диасфер 110-С4 (4.0x150 мм, 5 мкм, "Биохиммак CT', Россия), Диасфер 110-С8 (4.0х 150 мм, 5 мкм, "Биохиммак CT", Россия), Диасфер 110-Ci6 (4.0x150 мм, 5 мкм, "Биохиммак CT", Россия), Nucleosil CN (3.0x150 мм, 7 мкм, "Macherey-Nagel", США), Separan SGX-C18 (4.0x150 мм, 7 мкм, "Tessek LTD", Чехия), Mightysil RP-18 (4.6x150 мм, 5 мкм, "Kanto Chemical Со", Япония), Kromasil С18 (4.6x100 мм, 4.6x250 мм, 5 мкм, "Akzonobel", Швеция), Luna С,8 (2) (4.6x150 мм, 5 мкм, "Phenomenex", США), Synergy Polar RP (4.6x250 мм, 4 мкм, "Phenomenex", США) и Synergi Hydro RP (4.6x250 мм, 4 мкм, "Phenomenex", США). В работе также использовали стальные колонки для ВЭЖХ (4.0x150 мм и 4.0x100 мм), заполненные соответственно сорбентами Synergi Hydro RP (10 мкм, "Phenomenex", США) и Nucleosil SA (10 мкм, "CS-Chromatographie service GmbH", Германия) суспензионным способом.

В качестве подвижных фаз использовали смеси ацетонитрила, метанола, тетрагидрофурана с различными буферными растворами и водой. Для работы в режиме ион-парной хроматографии в подвижную фазу добавляли ион-парный реагент. Перед использованием подвижную фазу дегазировали в ультразвуковой ванне ("Сапфир", Россия) в течение 15 мин. Удаление воздуха необходимо для обеспечения нормальной работы насоса и снижения колебания фонового сигнала.

pH растворов измеряли на рН-ыетре РВ-11 ("Sartorius", Германия).

Обработку хроматограмм проводили с помощью программных продуктов «Экохром» (при работе в режиме ОФ ВЭЖХ) или «Мультихром 2.6.4» (при работе в режимах ионной и ион-парной ВЭЖХ). Эффективность хроматографической системы (N) рассчитывали по формуле Л—5.54x(//if 1/2)2), где !, wj/2 - время удерживания и

ширина хроматографического пика соединения на половине соответственно. Для математической обработки результатов программные продукты Microsoft Excel 2003 и Microsoft Origin 6.0.

его высоты использовали

Возможности методов обращенно-фазовой, ионной и ион-парной ВЭЖХ

Метод обращенно-фазовой хроматографии Гидразины являются сильнополярными соединениями и слабо удерживаются на гидрофобной поверхности. В режиме обращенно-фазовой хроматографии молекулярная форма этих соединений характеризуется более сильным удерживанием по сравнению с протонированной, поэтому использовали максимально возможный рН подвижной фазы, не приводящий к разрушению сорбента. На примере сравнения ряда сорбентов, характеризующихся различной полярностью и гидрофобностью, установлено, что наилучшее разделение гидразинов и ТМТ достигается при использовании наиболее полярного сорбента Берагоп 8СХ-С18, поэтому его использование предпочтительно.

Одним из существенных недостатков этого сорбента является сильное удерживание ТМТ (более 100 мин). Варьирование добавок ацетонитрила и рН среды позволило обеспечить разделение гидразинов и ТМТ за 65 мин, однако предложенная система характеризуется недостаточной эффективностью (от 1000 до 5500 тг/м) и ее применение не является перспективным (рис. 1).

«л 1,1-диметилгидразин метилгидразин гидразин

400

Z00 3S.B6

ТМТ

Бремя

Рис. 1. Хроматограмма гидразинов и ТМТ на сорбенте Берагоп БвХ-С^ (4.0х 150 мм, 7 мкм). Подвижная фаза: 10 мМ гидрофосфат аммония, рН 7.0, 4 % ацетонитрила. Детектирование амперометрическое (£=+1.2 В).

Метод ионной хроматографии

Способность гидразинов протонироваться предполагает возможность использования ионной хроматографии для их определения. Из литературных данных известно, что применение сульфокислотного катионообменника Ыис1еозП БА (4.0х 100 мм, 10 мкм) возможно для их определения. Для изучения возможностей метода этот сорбент использовали для разделения сложной модельной смеси алифатических гидразинов (гидразин, метилгидразин, НДМГ, ¡,2-диметилгидразин, этилгидразин, 1,1-метилэтилгидразин, 1,2-диэтилгидразин, триметилгидразин, бутилгидразин, трет-бутилгндразин), а также НДМА и ТМТ.

Поиск оптимальных условий разделения соединений проводили, варьируя содержание ацетонитрила, концентрацию аммонийно-ацетатного буферного раствора и его рН. Установлено, что метод ионной хроматографии позволяет обеспечить высокую эффективность хроматографической системы (19000 - 41400 тг/м) в сочетании с достаточно высокой селективностью разделения исследуемых соединений. Так, показано (рис. 2), что этот метод позволяет одновременно определять 9 соединений, например, гидразин, метилгидразин, 1,2-диметилгидразин, НДМГ, триметилгидразин, /?г/?е/и-бутилгидразин, бутилгидразин, НДМА и ТМТ. Хроматографические пики этилгидразина, 1,1-метилэтилгидразина и 1,2-диэтилгидразина перекрываются с пиками вышеперечисленных соединений и их одновременное определение невозможно. НДМА не имеет кислотно-основных групп и в режиме ионной хроматографии характеризуется слабым удерживанием, поэтому определение этого соединения затруднительно.

143 иА

0.645 мВ

НДМА

А 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 41<ин Б ^ 4 6 « 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 мш Рис. 2. Хроматограмма модельной смеси. Колонка: Мис1еозй БА (4.0х 100 мм, 10 мкм). Подвижная фаза: 30 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 5.3, 10 % ацетонитрила. Детектирование: а) амперометрическое при +1.2 В; б) спектрофотометрическое при 240 нм. Гидразин (/), метилгидразин (2), СДМГ (3), НДМГ (4), трет-6утилгидразин (5), триметилгидразин (6), бутилгидразин (7), НДМА и ТМТ (5).

Метод ион-парной хроматографии Разделение соединений в варианте ион-парной хроматографии проводили с использованием сорбента Диасфер 110-С16, динамически модифицированного октилсульфонатом натрия. Для поиска условий разделения соединений варьировали состав подвижной фазы: содержание ацетонитрила, окгилсульфоната натрия, аммонийно-ацетатного буферного раствора и его рН. Установлено, что по сравнению с ионной хроматографией эффективность хроматографической системы в этом случае практически такая же (11700 - 36500 тт/м), однако за счет более высокой селективности и возможности определения НДМА применение метода ион-парной хроматографии представляется более перспективным (рис. 3).

Рис. 3. Хроматограмма смеси. Колонка: Диасфер 110- Ci6 (4.0х 150 мм, 5 мкм). Подвижная фаза: 75 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, р!13.9, 1 мМ октилсульфонат натрия, 1 % ацетонитрила. Детектирование: а) амперометрическое при +1.2 В; б) спектрофотометри-ческое при 240 нм. Гидразин (/), метилгидразин (2), НДМГ (3), СДМГ (4), этилгидразин (5), 1,1-метилэтилгидразин (6), триметилгидразин (7), 1,2-диэтилгидразин (8), трет-бутилгидразин (9), ТМТ (10) и бутилгидразин (II).

Разделение гидразинов, НДМА и ТМТ методом ион-парной хроматографии

Влияние природы и концентрации ион-парного реагента Гидразины и ТМТ в кислой среде способны к протонированию, что позволяет использовать для увеличения их удерживания и селективности разделения ион-парные реагенты анионного характера.

Одним из определяющих удерживание в ион-парной хроматографии факторов является природа и концентрация ИПР. Изучение изотерм сорбции ИПР показало, что гидрофобность ИПР и его сорбция на поверхности сорбента в первую очередь зависят

от длины его алкилыюго радикала (рис. 4). При этом природа ионогенной группы ИПР на его сорбцию практически не влияет.

А, мкМ/г

о 40 so

Рис. 4. Изотермы сорбции различных ИПР на сорбенте Synergi Hydro RP (10 мкм). Октилсульфат натрия (—■—), октилсульфонат натрия (—♦—), додецилсульфат натрия (—о—).

Показано (рис. 5), что при увеличении длины алкильного радикала ИПР наблюдается пропорциональное возрастание логарифма коэффициента емкости заряженных соединений (Л2>0.99), в то же время происходит уменьшение удерживания НДМА за счет уменьшения площади доступной поверхности в результате сорбции ИПР.

Рис. 5. Влияние длины цепи алкилсульфоната натрия на удерживание соединений. Колонка: Диасфер 110-С8 (4.0x150 мм, 5 мкм). Подвижная фаза: 75 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 5.3, 2.5 мМ алкилсульфонат натрия, 6 % ацетонитрила. Скорость потока 1 мл/мин. Гидразин (—о—), метилгидразин (—□—), НДМГ (—♦—), НДМА (—▲—) и ТМТ (—х—).

Изменение природы ионогенной группы также значительно влияет на удерживание гидразинов и ТМТ. Показано, что выбор более полярного

октилсульфата позволяет обеспечить их большее удерживание и лучшее разделение (рис. 6).

574 кЛ 3

10 12 14 16 18 20 22 мни Б

А,

10 15 20 25 30 35 40 45 мин

Рис. 6. Хроматограммы смеси соединений. Колонка: Synergi Hydro RP (4.0x150 мм, 10 мкм). Подвижная фаза: 150 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 4.5, 2 % ацетонитрила, а) 3 мМ октилсульфонат; б) 3 мМ октилсульфат натрия. Скорость потока 1 мл/мин. Детектирование амперометрическое при £=+1.2 В. Гидразин (/), метилгидразин (2), НДМГ (5), ТМТ (4).

С практической точки зрения пригодность ИПР для разделения исследуемых соединений в первую очередь определяется возможностью обеспечить определение исследуемых соединений за минимально возможное время (время удерживания наиболее удерживаемого соединения - ТМТ), при этом принимая во внимание разделение хроматографических пиков близлежащих соединений - гидразинов. Для оценки качества разделения хроматографических пиков обычно используют Лэ-критерий, однако он не позволяет учитывать сильное размывание заднего фронта пиков, наблюдаемое в исследуемой хроматографической системе. Альтернативным вариантом является критерий Кайзера, использующий в качестве параметра b - отношение глубины седловины между пиками к их средней высоте. На примере определения гидразинов в виде индивидуальных соединений и в смеси при различном перекрывании их хроматографических пиков установлено, что определение гидразинов возможно при Ь > 0.95 (принимая во внимание, что при этом относительная погрешность высот или площадей их хроматографических пиков не превышает 3%). Пригодность ИПР оценивали на примере разделения соединений в оптимальных условиях (¿>=0.95) при использовании окгилсульфоната, октилсульфата и додецилсульфата натрия (рис. 7).

НДМА

10 11 12 13 14 is 16 171иин

Рис. 7. Хроматограммы модельной смеси соединений, полученные в оптимальных условиях (Jb-0.95) с применением октилсульфоната (А), октилсульфата (Б) натрия и додецилсульфата (В) в качестве ИПР. Колонка: Synergi Hydro RP (4.0x150 мм, 10 мкм). Подвижная фаза: а) 150 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 4.3, 3 мМ октилсульфонат натрия, 2 % ацетонитрила; б) 200 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 4.3, 5 мМ октилсульфат натрия, 8.5 % ацетонитрила; в) 200 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 4.3, 0.05 мМ додецилсульфат натрия, 10 % ацетонитрила. Детектирование амперометрическое (£=+1.2 В) или спектрофотометрическое (для НДМА 240 нм). Гидразин (/), метилгидразин (2), НДМГ (3) и ТМТ (4).

Показано, что использование октилсульфата или додецилсульфата натрия нозноляет обеспечить наилучшую экспрессность определения соединений, поэтому является оправданным. При этом применение октилсульфата натрия как ИПР с меньшей длиной цепи позволяет добиться более быстрого приведения хроматографической системы в состояние равновесия (для этого требуется пропустить около 90 мл подвижной фазы, в то время как в случае додецилсульфата натрия - 2000 мл), поэтому является предпочтительным.

Влияние концентрации ИПР на удерживание соединений также значительно и обычно рассматривается с позиций стехиометрических и нестехиометрических моделей (модели Стапьберга). Установлено, что профиль полученных зависимостей практически не зависит от природы используемого сорбента или ИПР. Пример зависимости приведен на рис. 8.

4,0 3,6 3,2 2,8 2,4 2,0 1,6 1,2 0,8

/

/

О'

о'

с^Ш

9 12 15

lg R

Q60 Q45

X—

Q30 Q15 i Q00

X

Q3 Q6 Q9 12

Igc^ivM

Рис. 8. Зависимости удерживания соединений от концентрации октилсульфата натрия в

а + А"'Ч, для НДМА 6=0) и

подвижной фазе в рамках стехиометрических моделей (A,

1 + i/'C»np

модели Стапьберга (Б, lgк'= g + h-c^). Колонка: Synergi Hydro RP (4.0x150 мм, 10 мкм).

Подвижная фаза: 225 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, pH 5.3, 4 % ацетонитрила. Скорость потока 1 мл/мин. Гидразин (—о—)_ метилгидразин (—□—), НДМГ (—♦—), НДМА (—А—) и ТМТ (—х—). Коэффициент емкости ТМТ нормирован (умножен) на коэффициент 0.1.

Повышение концентрации ИПР в элюенте приводит к увеличению концентрации его ионных пар с противоположно заряженными сорбатами и возрастанию их удерживания. Удерживание НДМА при этом снижается, что

объясняется уменьшением площади свободной поверхности. Для изучения пригодности моделей были обработаны данные по удерживанию соединений при различных содержаниях ИПР с помощью корреляционного анализа.

В случае использования стехиометрических моделей полученные коэффициенты корреляции для гидразинов и ТМТ высоки (от 0.9985 и выше), однако для НДМА на сорбентах Synergi Hydro RP и Диасфер 110-С4 они оказались менее удовлетворительными (0.98П и 0.9582 cooiueicibcHHo). Введение допущения о возможности сорбции НДМА на поверхности, уже занятой ИПР (преимущественно

благодаря его гидрофобности), приводит к зависимости вида к'= С""р ,

описывающей результаты эксперимента со значениями коэффициентов корреляции от 0.9966 и выше.

Коэффициенты корреляции, полученные в случае использования модели Стальберга, для гидразинов и ТМТ на сорбентах Диасфер 110-С8 и Диасфер 110-Ci6, высоки (от 0.9964 и выше), однако применение Synergi Hydro RP и Диасфер 110-С, в некоторых случаях характеризуется их менее удовлетворительными значениями (менее 0.99). Несмотря на приемлемые значения коэффициентов корреляции, полученные зависимости характеризуются отличием угловых коэффициентов от их теоретического значения (-0.5), поэтому эти зависимости можно признать эмпирическими и использовать только для предварительной оценки удерживания заряженных сорбатов.

Влияние органического модификатора

Введение в подвижную фазу органического модификатора в режиме ИПХ позволяет уменьшить ее полярность и сократить продолжительность хроматографического определения соединений. Установлено, что из трех исследованных растворителей (ацетонитрил, метанол, тетрагидрофуран) при одинаковом времени удерживания ТМТ максимальные значения селективности разделения гидразинов были достигнуты с использованием ацетонитрила.

Для описания влияния концентрации модификатора на удерживание соединений на неполярной поверхности обычно используют сольвофобную модель. Согласно этой модели, причиной удерживания соединений является их выталкивание из подвижной фазы за счет нарушения ее структуры. Удерживание соединений при этом описывается зависимостью вида lgk'=a-b <p+d-<рг, где <р - объемное содержание ацетонитрила (%), a, b, d - коэффициенты. В качестве альтернативной

модели можно использовать модель Снайдера-Сочевинского, предполагающую основными взаимодействия типа сорбат - сорбент. Установлено, что на профиль полученных зависимостей практически не влияет природа используемого сорбента и ИПР (рис. 9).

ig/c

1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 Q4 Q2 Q0

-V.3-.......о "

0 2

8 10

<5*%

ig/f

1,6 1/

1,0 Q8 Q6 СИ Q2 СЮ

С"--.

Q2 Q4 Ц6 Q8 1,0

ig с°/°

Рис. 9. Зависимости удерживания соединений от объемного содержания ацетонитрила в подвижной фазе в рамках сольвофобной модели (A, Igk'^a-b-ip + d-tp1) или модели Снайдера-Сочевинского (Б, \%к'= g-h-\%q>). Колонка: Диасфер 110-Ci6 (4.0x150 мм, 5 мкм). Подвижная фаза: 150 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 5.3, 2.5 мМ октилсульфонат натрия. Скорость потока 1 мл/мин. Гидразин (—о—), НДМА (—А—), метилгидразин (—□—), НДМГ (—♦—) и ТМТ (—х—).

Для изучения пригодности моделей данные по удерживанию соединений при различных содержаниях модификатора были обработаны с помощью корреляционного анализа. Установлено, что коэффициенты корреляции в обоих случаях достаточно высоки и отличаются незначительно (для сольвофобной модели они составили 0.9962 и выше, а для модели Снайдера-Сочевинского - от 0.9586 до 0.9919 для гидразинов, от 0.9946 и выше для НДМА и ТМТ), поэтому использование обеих моделей одинаково корректно.

Влияние буферного раствора и его рН

Варьирование рН подвижной фазы является одним из наиболее распространенных факторов, изменяющих удерживание ионогенных веществ. Найдено, что оптимальным значением рН подвижной фазы является диапазон 4.0 -4.5. Уменьшение рН приводит к уменьшению удерживания веществ и ухудшению их

разделения, а увеличение - к значительному росту удерживания ТМТ и продолжительности анализа.

Согласно стехиометрическим моделям, добиться значительного изменения удерживания заряженных соединений можно благодаря варьированию природы противоиона буферного раствора (по отношению к ИПР) и его концентрации в подвижной фазе.

На примере сравнения К/ и N11/ показано, что выбор более

поляризуемого катиона (ЫН4+) соответствует максимальной устойчивости его ионной пары с ИПР и минимальной концентрации его свободной формы. Это обеспечивает более высокую элюирующую силу подвижной фазы и возможность использования меньших концентраций буферного раствора для достижения аналогичного разделения соединений, поэтому является предпочтительным.

Для описания влияния концентрации буферного раствора на удерживание соединений можно использовать как стехиометрические, так и нестехиометрические модели (модель Стальберга). Установлено, что на профиль полученных зависимостей практически не влияют природа используемого сорбента и ИПР. Пример зависимости приведен на рис. 10.

К

"Й

Л*

'сА

• ■■. \°ч

X

1,0 0,8 0,6 0,4 0,2

0 30 60 90 120 Сб/Фер' ^ °'0,4 0,8 1,2 1,6 2,0

1дс.

Рис. 10. Зависимости удерживания соединений от концентрации аммонийно-ацетатного буферного раствора в подвижной фазе в рамках стехиометрических моделей (А) или модели Стальберга (Б). Колонка: Диасфер ПО-Св (4.0x150 мм, 5 мкм). Подвижная фаза: 2.5 мМ октилсульфонат натрия, рН 5.3, 6 % ацетонитрила. Скорость потока 1 мл/мин. Гидразин (—о—), НДМА (—А—), метилгидразин (—□—), НДМГ (—♦—) и ТМТ (—х—). Коэффициент емкости ТМТ нормирован (умножен) на 0.1.

Для исследования пригодности моделей соответствующие данные по удерживанию соединений были обработаны с помощью корреляционного анализа. Использование билогарифмических координат модели Стальберга для описания влияния концентрации буферного раствора на удерживание заряженных соединений (эта модель не подходит для описания удерживания нейтральных соединений) позволяет получить высокие коэффициенты корреляции для гидразинов и ТМТ - от 0.9968 и выше. Однако отличие коэффициентов пропорциональности от теоретических значений (-0.25) не позволяет использовать эту модель для объяснения

г. а

их удерживания. В случае использования стехиометрических моделей (к =--

' + У ' Сбуфср

для заряженных соединений, к'= а + ^ Сбуфср . для НДМА) полученные коэффициенты

1 + У' С6уфер

корреляции для НДМА также высоки - от 0.9972 и выше, однако для гидразинов и ТМТ при использовании сорбентов Диасфер 110-С4 и Диасфер 110-С8 в некоторых случаях они оказались неудовлетворительными (ниже 0.99), что говорит о недостаточно универсальном характере этой модели. Одной из причин отклонения может являться пренебрежение изменением поверхностного натяжения подвижной фазы при увеличении содержания буферного раствора (т.н. "эффект высаливания"). Влияние этого эффекта на удерживание соединений обычно рассматривается в режиме обращенно-фазовой хроматографии, аппроксимация соответствующих зависимостей на случай ион-парной хроматографии приводит к зависимостям вида

а + Р'С6 ^ ч,. <1 1/3.

к=~- ехр(л-Сщ^) и к = -—---ехр(¿-сб)ф:р + р-с6уфер"3) для незаряженных

1 + У' Сбуфер ' + У ' Соуфер

и заряженных сорбатов соответственно, где а, /?, (I, / у, 5, ц — коэффициенты. Использование этих зависимостей приводит к значительному росту коэффициентов корреляции для всех соединений (от 0.9980 и выше), что говорит о значительном вкладе "эффекта высаливания" в их удерживание.

Таким образом, показано, что хроматографическое поведение исследуемых сорбатов в зависимости от содержания ацетонитрила хорошо описывается с помощью сольвофобной модели. Влияние содержания октилсульфоната натрия и аммонийно-ацетатного буферного раствора на удерживание сорбатов можно описать с помощью стехиометрических моделей, однако нуждается в некоторых уточнениях. Так, при

описании влияния ИПР следует учесть возможность сорбции соединений на поверхности, уже занятой молекулами ИПР, а для описания влияния буферного раствора — действие "эффекта высаливания".

Влияние природы сорбента Влияние природы сорбента наряду с составом подвижной фазы является одним из основных факторов, определяющих удерживание соединений. На примере сравнения различных сорбентов установлено, что их наиболее сильное удерживание достигается при использовании более гидрофобных сорбентов, например, Диасфер IIO-C16 и Synergi Hydro RP. Как и в случае ИПР, пригодность сорбента для определения соединений определяется возможностью обеспечить их количественное разделение за минимально возможное время, поэтому их сравнение проводили на примере разделения соединений в оптимальных условиях (¿=0.95). Соответствующие условия и хроматографические характеристики представлены в табл. 1.

Таблица 1. Хроматографические характеристики разделения гидразинов, НДМА и ТМТ, полученные в оптимальных условиях (6=0.95) на различных сорбентах с использованием октилсульфоната натрия в качестве ион-парного реагента_

Сорбент Условия к' НДМА Время анализа, мин

Диасфер 110-С4* 35 мМ буферный раствор, рН 6.4, 5 мМ ИПР, 1 % ацетонитрила 0.60 26

Диасфер 110-С8 40 мМ буферный раствор, рН 4.4, 5 мМ ИПР, 8 % ацетонитрила 1.00 12

Диасфер ПО-С16 60 мМ буферный раствор, рН 4.4, 2 мМ ИПР, 8 % ацетонитрила 1.07 12

Synergi Hydro RP 150 мМ буферный раствор, рН 4.4, 3 мМ ИПР, 2 % ацетонитрила 1.65 24

* наблюдается сильное размывание заднего фронта хроматографических пиков соединений из-за слабой элюирующей силы подвижной фазы

Как можно увидеть, практически все сорбенты позволяют обеспечить количественное разделение соединений за 12 - 25 мин. Одним из наиболее важных дополнительных факторов является способность сорбента обеспечить максимально возможное удерживание НДМА по причине его слабой зависимости от состава подвижной фазы. Сорбент Synergi Hydro RP позволяет обеспечить наибольшее удерживание НДМА, поэтому его применение является оправданным.

Варьированием состава подвижной фазы на этом сорбенте с использованием октилсульфата натрия в качестве ИПР были найдены оптимальными следующие

условия: 200 мМ аммонийно-ацетатиый буферный раствор, рН 4.3, 5 мМ ИПР, 8.5 % ацетопитрила.

Установлено, что максимальная чувствительность определения достигается при потенциале амперомстрического детектора + 1.2 В и длине волны спектрофотометричсского детектирования 240 нм. Рассчитанные пределы обнаружения для гидразина, метилгидразина, НДМГ, НДМА, ТМТ и ТМТУФ составили 0.03, 0.07, 0.08, 0.7, 0.12 и 2 нг соответственно. При этом амперометрическое детектирование характеризуется достаточно высокой чувствительностью и при объеме вводимой пробы 100 мкл легко позволяет проводить определение гидразинов и ТМТ на уровне ПДК (ПДК для гидразина, НДМГ и ТМТ составляют 10, 20 и 100 мкг/л). Спектрофотометрическое детектирование менее чувствительно, например, количественное определение НДМА на уровне ПДК возможно при относительно больших объемах вводимой пробы - 250 - 500 мкл (ПДКвдма= Ю мкг/л).

Практическое применение метода ион-парной хроматографии

Апробацию предложенного подхода проводили на примере анализа образцов природной воды и отгонов из почв. Установлено, что образцы природной воды не содержат НДМГ и продуктов его трансформации, поэтому правильность предложенного подхода проверяли методом "введено - найдено" (рис. 11, табл. 2).

2 4 6 8 10 мин

НДМА

Г

I 2

4 5 6 мин

Рис. 11. Хроматограмма образца природной воды с добавлением модельной смеси соединений. Колонка: Synergi Hydro RP (4.0x150 мм, 10 мкм). Подвижная фаза: 200 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 4.3, 5 мМ октилсульфат натрия, 8.5 % ацетонитрила. Детектирование: а) амперометрическое (Я=+1.2 В); б) спектрофотометрическое (240 нм). Гидразин (/), метилгидразин (2), НДМГ (5) и ТМТ (4).

Таблица 2. Результаты определения соединений в образце природной воды методом "введено - найдено". Колонка: Synergi Hydro RP (4.0x150 мм, 10 мкм). Условия: 200 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 4.3, 5 мМ октилсульфат натрия, 8.5 % ацетонитрила (Р=0.95, л=3)_____

Гидразин Метилгидразин НДМГ НДМА ТМТ ТМТ (УФ)

Введено, мкг/л 2.5 8.7 7.9 10 10 10

Найдено, мкг/л 2.4+0.6 8.9+1.3 7.8±1.8 9±2 10±3 9±3

Правильность полученных результатов (табл. 2) позволяет говорить о возможности применения предложенного подхода для определения НДМГ и продуктов его трансформации (гидразин, метилгидразин, НДМА и ТМТ) в образцах природной воды. Данный способ определения не требует дополнительной пробоподготовки.

Определение соединений в почвах требует их предварительного извлечения из нее. В литературных данных показано, что наиболее эффективным способом является проведение отгона в щелочных условиях следующим образом: к 5 г почвы добавляют 40 мл 40 %-ного ЫаОН и 2 г №28, полученный раствор перегоняют досуха в приемник, содержащий 10 мл 0.1 М Н2804, и количественно переносят в колбу емкостью 100 мл с последующим разбавлением до метки дистиллированной водой. Отгоны из почв характеризуются значительным влиянием мешающих соединений, поэтому возможность определения в них исследуемых соединений была предварительно проверена на примере анализа холостых образцов.

Установлено, что предложенный способ не позволяет разделять хроматографические пики определяемых и сопутствующих соединений, поэтому нуждается в совершенствовании. Одним из наилучших вариантов являются экстракционные методы, причем ввиду сильной полярности гидразинов более перспективным представляется использование наиболее гидрофобной органической фазы или сорбента. Показано, что проведение твердофазной экстракции (ТФЭ) на гидрофобном патроне 81га1а-Х18 приводит к существенному различию в степенях извлечения для гидразинов, НДМА и ТМТ, поэтому не может рассматриваться как способ эффективного удаления примесей (рис. 12). Использование жидкостной экстракции в системе гексан - вода позволяет добиться большей однородности степеней извлечения исследуемых соединений в области рН 3.5 - 4.5 (при этом гидразины и НДМА практически полностью остаются в водной фазе, а для ТМТ

найденная степень извлечения Л составила около 20 %), поэтому является более перспектшшмм. На примере анализа холостых образцов отгонов из почв установлено, что проведение жидкостной экстракции при рН 3.7 позволяет добиться требуемой очистки образцов и является оправданным.

5 6 7

Рис. 12. Зависимость степени извлечения соединений от рН среды методами ТФЭ (А) и ЖЖЭ (Б). А) подвижная фаза - 10 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, сорбент -патрон 31га(а-Х|8 (соотношение объемов фаз <р-7.5); Б) водная фаза - 10 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, органическая фаза - гексан (<г>=1). Гидразин (—о—), метилгидразин (—■—), НДМГ (—♦—), НДМА (—▲—) и ТМТ (—о—).

При анализе отгонов из почв установлено, что исследуемые образцы содержат только НДМГ. Для апробации предложенного подхода в них добавляли модельную смесь остальных соединений. Полученные хроматограммы приведены на рис. 13.

1.54 мВ

НДМА

Рис. 13. Хроматограмма образца отгона из почвы с добавлением модельной смеси гидразина, метилгидразина, НДМА и ТМТ. Колонка: Synergi Hydro RP (4.0x150 мм, 10 мкм). Подвижная фаза: 30 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 4.3, 5 мМ октилсульфат натрия, 8.5% ацетонитрила. Детектирование амперометрическое (А, £=+1.2 В) или спектрофотометрическое (Б, >.=240 нм). Гидразин (/), метилгидразин (2), НДМГ (3) и ТМТ (4).

Адекватность предложенного подхода при анализе реальных образцов оценивали с помощью определения соединений параллельными методами - ионной хроматографией для гидразинов и ТМТ и обращенно-фазовой хроматографией для НДМА по метрологически аттестованным методикам. Полученные результаты находятся в хорошем соответствии (табл. 3), что позволяет использовать предложенный подход для определения НДМГ и продуктов его трансформации в отгонах из почв.

Таблица 3. Результаты определения соединений в отгонах из почв методом "введено -найдено" методами ион-парной и ионной хроматографии*. Колонка: Synergi Hydro RP (4.0x150 мм, 10 мкм). Условия: 200 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, рН 4.3,

№ образца Метод анализа Гидразин Метилгидразин НДМГ НДМА* ТМТ ТМТуф

1 Введено, мкг/л 1.22 72 1380** 150 370 370

Найдено, мкг/л ИХ* 1.24±0.07 71±6 1400+100 150±30 380+80 400+100

ИПХ 1.3±0.1 74±7 1400+100 160±20 390±70 400+100

2 Введено, мкг/л 2.5 19 270** 240 72 72

Найдено, мкг/л ИХ* 2.5±0.2 18±2 270+20 230±30 74+14 60±20

ИПХ 2.6±0.3 20±2 260+20 230±30 72±10 60±14

♦для определения НДМА использовали обращенно-фазовую хроматографию **НДМГ был введен в образец почвы до проведения отгона, указанные количества относятся к отгонам из почв до проведения экстракции

Таким образом, предложенный способ позволяет определять НДМГ и продукты его трансформации: гидразин, метилгидразин, НДМА и ТМТ в образцах природной воды и отгонах из почв. Анализ отгонов из почв требует предварительной очистки экстракцией гексаном.

Выводы

1. Исследована возможность определения гидразина и его замещенных аналогов в вариантах обращснно-фазовой, ионной и ион-парной хроматографии. Показано, что метод ион-парной хроматографии позволяет обеспечить высокую эффективность и селективность хроматографической системы, поэтому является предпочтительным.

2. Исследовано хроматографическое поведение гидразина, метилгидразина, 1,1-диметилгидразина (НДМГ), N-нитрозодиметиламина (НДМА) и тетраметил-2-тетразена (ТМТ) в условиях ион-парной хроматографии на ряде силикагелей с привитыми алкильными радикалами. Установлены зависимости параметров удерживания от рН подвижной фазы, а также добавок органического модификатора (ацетонитрила), ион-парного реагента и нейтральных солей.

3. Установлено, что удерживание исследуемых соединений в режиме ион-парной хроматографии в зависимости от содержания буферного раствора и ион-парного реагента можно описать при помощи стехиометрической модели удерживания. В указанную модель введены поправки, учитывающие возможность сорбции соединений на участках поверхности, удерживающих ион-парный реагент, а также "высаливающий эффект".

4. Изучена возможность применения сольвофобной модели и модели Снайдера-Сочевинского для описания влияния содержания органического модификатора на удерживание исследуемых соединений. Показано, что использование обеих моделей одинаково корректно.

5. Исследована возможность использования сорбентов с точки зрения экспрессности разделения соединений в модельных растворах. Установлено, что использование Synergi Hydro RP по сравнению с остальными сорбентами позволяет обеспечить большее удерживание НДМА при сравнимой экспрессности определения соединений, поэтому является предпочтительным.

6. Исследована возможность экспрессного определения исследуемых соединений в режиме ион-парной хроматографии при использовании октилсульфоната, октилсульфата и додецилсульфата натрия в качестве ион-парного реагента. Установлено, что использование октилсульфата натрия позволяет добиться более экспрессного разделения веществ при удовлетворительной скорости установления равновесия в хроматографической системе, поэтому является предпочтительным.

7. Найдены условия для одновременного определения гидразина, метилгидразина, НДМГ, НДМА и ТМТ в водах и почвах. Предложенный способ апробирован на примере анализа образцов природной воды и щелочных отгонов из почв.

Автор выражает искреннюю благодарность д.х.н., проф., чл.-корр. РАН

0.А. Шпигуну, а также всему коллективу лаборатории хроматографии за постоянное внимание к работе и помощь в обсуждении результатов.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Ponomarenko S.A., Smolenkov A.D., Shpigun О.А. Simultaneous Determination of Unsymmetric Dimethylhydrazine and Products of its Decomposition by Ion-Pair Chromatography. / International Congress on Analytical Sciences, June 25-30, 2006, Moscow, Russia.

2. Smolenkov Alexander, Pirogov Andrey, Ponomarenko Sergey, Rodin Igor, Shpigun Oleg. Liquid Chromatographic Approaches for the Determination of Unsymmetncal Dimethylhydrazine in Enviromental Samples. / International Conference "Instrumental Methods of Analysis: Modern Trends and Applications", October 2-6, 2005, Iraklion, Crete, Greece.

3. Пономаренко C.A., Смоленков А.Д., Шпигун О.А. Одновременное определение несимметричного диметилгидразина и продуктов его разложения методом ион-парной хроматографии. / VI Всероссийская конференция по анализу объектов окружающей среды "Экоаналитика- 2006", Сентябрь 26-30, 2006, Самара, Россия.

4. Пономаренко С.А., Смоленков А.Д., Шпигун О.А. Влияние природы ион-парного реагента на определение несимметричного диметилгидразина и продуктов его разложения. / Всероссийский симпозиум "Хроматография в химическом анализе и физико- химических исследованиях", Апрель 23-27, 2007, Москва, Россия.

5. Пономаренко С.А., Смоленков А.Д., Шпигун О.А. Хроматографическое поведение несимметричного диметилгидразина и продуктов его разложения на колонке Synergi Hydro-RP при оптимизации природы ион-парного реагента. / Всероссийский симпозиум "Хроматография и хромато-масс-спектрометрия", Апрель 14-18, 2008, Москва.

6. Пономаренко С. А., Смоленков А. Д., Ананьева И. А., Шпигун О. А. Сравнение возможностей методов ионообменной и ион-парной хроматографии при разделении смеси алифатических гидразинов, N-нитрозодиметиламина и тетраметил-2-тетразена.

// Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. Т. 75. № 1. С. 15-21.

7. Пономарснко С. Л., Смоленков А. Д., Шпигун О. А. Определение 1,1- димети л гидранта и продуктов его разложения методом ион-парной хроматографии. И Всстп. Моск. Ун-та. Сер. 2. Химия. 2009. Т. 50. № 1. С. 87-94.

8. Смоленков А.Д., Пономаренко С.А., Шпигун O.A. Закономерности удерживания 1,1-диметилгидразина и продуктов его разложения на силнкагелях с привитыми алкильными группами в режиме ион-парной хроматографии. // Журн. физ. химии. 2009. Т. 83. № 3. С. 565-574.

Подписано в печать 06.02.09 Формат 60x88 1/16. Объем 1 п.л. Тираж 110 экз. Заказ № 825 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119991 г.Москва, Ленинские горы, д.1 Главное здание МГУ, к. А-102

Список используемых сокращений

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Химические , свойства исследуемых соединений и хроматографические методы их определения ^

1.1.1. Гидразины

1.1.2. N-нитрозодиметиламин

1.1.3. Тетраметил-2-тетразен

1.2. Ион-парная хроматография

1.2.1. Влияние природы и концентрации ион-парного реагента

1.2.2. Зависимость удерживания от рН подвижной фазы и природы буферного раствора

1.2.3. Влияние природы и концентрации органического модификатора

1.2.4. Влияние температуры на удерживание

1.2.5. Роль природы неподвижной фазы

1.2.6. Влияние ионной силы и природы нейтральных солей

Глава 2. Исходные вещества, аппаратура, методики эксперимента

2.1. Аппаратура и реактивы

2.2. Методика выполнения хроматографического эксперимента

2.3. Методика изучения изотерм сорбции ион-парных реагентов

2.4. Методика изучения твердофазной экстракции

2.5. Методика изучения жидкостной экстракции

Глава 3. Сопоставление возможностей методов жидкостной хроматографии

3.1. Метод обращенно-фазовой хроматографии

3.2. Метод ионной хроматографии

3.3. Метод ион-парной хроматографии

Глава 4. Исследование зависимостей удерживания соединений в варианте ион-парной хроматографии

4.1. Влияние природы и концентрации ион-парного реагента

4.2. Влияние типа и концентрации органического модификатора

4.3. Влияние рН среды на удерживание соединений

4.4. Влияние природы и концентрации буферного раствора

4.5. Удерживание соединений на сорбентах на основе силикагеля jq

Глава 5. Выбор условий хроматографического разделения соединении

5.1. Выбор критерия оптимизации i ю

5.2. Влияние природы сорбента

5.3. Выбор ион-парного реагента

5.4. Выбор условий детектирования

5.5. Метрологические характеристики определения гидразинов, НДМА и ТМТ методом ион-парной хроматографии

Глава 6. Практическое применение варианта ион-парной хроматографии

6.1. Определение НДМГ и продуктов его трансформации в водах

6.2. Определение НДМГ и продуктов его трансформации в почвах 125 Выводы 132 Список литературы

Список используемых сокращений

PRP - Стироодивинилбензольный полимерный сорбент

АФД - Азотно-фосфорный детектор вэжх - Высокоэффективная жидкостная хроматография гх - Газовая хроматография

ДДСН - Додецилсульфат натрия

ДЭЗ - Детектор электронного захвата жжэ - Жидкостно-жидкостная экстркция

ИПР - Ион-парный реагент ипх - Ион-парная хроматография мс - Масс-спектрометрический

НДМА - N-нитрозодиметиламин ндмг 1,1 -Диметилгидразин

НФ - Нормально-фазовая

ОФ - Обращенно-фазовая пдк - Предельно допустимая концентрация

ПИД - Пламенно-ионизационный детектор сдмг - 1,2-Диметилгидразин

ТГФ - Тетрагидрофуран тмт - Тетраметил-2-тетразен

ТФЭ - Твердофазная экстракция

УФ - Ультрафиолетовый

Актуальность темы. В последнее время все более высокие требования предъявляются к контролю содержания вредных примесей в различных природных и промышленных объектах. Среди методов, имеющихся в арсенале химиков-аналитиков, большое внимание уделяется хроматографическим. Высокоэффективная жидкостная- хроматография (ВЭЖХ) является удобным и экспрессным многокомпонентным методом, отвечающим современным требованиям. Перспектива ее применения обусловлена тем, что в отличие от газовой хроматографии этот метод практически не имеет ограничений по свойствам определяемых соединений, позволяя напрямую определять как нелетучие, так и сильнополярные соединения.

Несимметричный диметилгидразин (1,1-Диметил гидразин, гептил, НДМГ) широко используют в качестве компонента ракетного топлива, что приводит к загрязнению окружающей среды на космодромах, в районах падения ступеней ракет и в местах производства. Отрицательное воздействие НДМГ на окружающую среду и опасность для человека связаны не только с высокой токсичностью и канцерогенным воздействием самого НДМГ (это соединение относится к первому классу опасности), но и с многочисленными продуктами его трансформации, например, N-нитрозодиметиламином (НДМА) или тетраметил-2-тетразеном (ТМТ), принадлежащими к соединениям первого и третьего классов опасности соответственно.

Тем не менее на данный момент не существует методик, позволяющих одновременно определять исследуемые соединения. Сложность поставленной задачи связана со значительным различием в свойствах определяемых соединений, в первую очередь гидразинов и НДМА. Гидразины характеризуются слабой гидрофобностью, однако способность протонироваться позволяет использовать ионную хроматографию для их определения. НДМА не имеет кислотно-основных групп и для его определения используют обращенно-фазовую ВЭЖХ. Методик определения ТМТ в объектах окружающей среды в открытой печати не опубликовано, однако благодаря наличию гидрофобных групп и способности протонироваться его определение представляется возможным с помощью обоих методов. Метод ион-парной хроматографии (ИПХ) позволяет определять как заряженные, так и нейтральные соединения, поэтому его применение является перспективным для решения задачи одновременного определения НДМГ и продуктов его трансформации - гидразина, метилгидразина, НДМА и ТМТ.

Для рационального выбора условий определения соединений необходимо четкое понимание влияния различных факторов на процессы, происходящие во время хроматографического разделения. Изучение этих зависимостей позволяет подобрать наилучшую хроматографическую систему для одновременного определения соединений в объектах окружающей среды.

Цель работы: изучение особенностей хроматографического поведения и выбор условий разделения гидразинов, НДМА и ТМТ на гидрофобизированных силикагелях в режиме ион-парной хроматографии; сопоставление возможностей вариантов обращенно-фазовой, ион-парной и ионной ВЭЖХ; оценка возможностей и перспектив практического применения предложенного подхода при анализе реальных объектов.

Для достижения этих целей были решены следующие задачи:

• исследовано хроматографическое поведение гидразинов, НДМА и ТМТ в условиях обращенно-фазовой и ионной ВЭЖХ;

• изучены особенности хроматографического поведения гидразинов, НДМА и ТМТ в условиях ион-парной хроматографии на алкилсиликагелях разной гидрофобности: Synergi Hydro RP с полярным эндкеппингом и сорбентах марки "Диасфер" с различной длиной привитого алкильного радикала;

• сопоставлено удерживание гидразинов и ТМТ на сорбентах Диасфер 110-Cg и Synergi Hydro RP, динамически модифицированных алкилсульфонатами или алкилсульфатами натрия с различной длиной алкильного радикала;

• • оценена применимость стехиометрических и нестехиометрических моделей для описания влияния природы и концентрации ион-парных реагентов (ИПР), а также концентрации аммонийно-ацетатного буферного раствора на удерживание гидразинов, НДМА и ТМТ в режиме ион-парной хроматографии;

• оценена применимость сольвофобной модели и модели Снайдера-Сочевинского для описания влияния концентрации органического модификатора (ацетонитрила) на удерживание соединений;

• выбраны условия определения соединений в условиях ион-парной ВЭЖХ при анализе природных вод и отгонов из почв.

Научная новизна. Впервые систематически изучены зависимости удерживания и разделения НДМГ и продуктов его трансформации в условиях ион-парной хроматографии на ряде гидрофобизированных силикагелей. Установлено, что использование Synergi Hydro RP по сравнению с остальными сорбентами позволяет обеспечить большее удерживание НДМА при сравнимой экспрессности определения соединений, поэтому является предпочтительным.

Найдено, что применение алкилсульфатов в качестве ИПР по сравнению с использованием алкилсульфонатов позволяет улучшить селективность разделения веществ и увеличить экспрессность анализа.

Показано, что стехиометр'ические модели позволяют адекватно описать влияние концентрации ион-парного реагента (независимо от его природы) и буферного раствора на удерживание гидразинов, НДМА и ТМТ в режиме ИПХ и могут использоваться для объяснения соответствующего механизма. В указанные модели введены поправки, учитывающие возможность, сорбции соединений на участках поверхности, удерживающих ион-парный реагент, а также "высаливающий эффект". Показано также, что сольвофобная модель, обычно использующаяся для описания влияния органического модификатора в режиме обращенно-фазовой хроматографии, подходит и для описания удерживания веществ в режиме ион-парной ВЭЖХ.

Установлено, что метод ион-парной ВЭЖХ является более подходящим для одновременного определения гидразинов, НДМА и ТМТ по сравнению с методами ионной и обращенно-фазовой ВЭЖХ и позволяет одновременно определять исследуемые соединения.

Практическая значимость. Предложен способ одновременного определения НДМГ и продуктов его трансформации: гидразина, метилгидразина, НДМА и ТМТ в природных водах и почвах методом ион-парной ВЭЖХ на уровне предельно-допустимых концентраций (ПДК).

На защиту выносятся следующие положения:

• данные по сопоставлению возможностей различных вариантов ВЭЖХ при определении НДМГ и продуктов его трансформации;

• данные о влиянии ряда факторов (состава подвижной фазы, природы и концентрации ион-парных реагентов) на удерживание гидразинов, НДМА и ТМТ в режиме ион-парной ВЭЖХ и их соответствие теоретическим, представлениям;

• результаты сопоставления удерживания гидразинов и ТМТ на гидрофобизированных силикагелях, динамически модифицированных октилсульфонатом и октилсульфатом натрия;

• возможность практического применения метода ион-парной хроматографии для определения НДМГ и продуктов его трансформации в природных водах и отгонах из почв.

Апробация работы. Основное содержание работы изложено в 8 публикациях. Результаты исследований докладывались на International Conference "Instrumental Methods of Analysis: Modern Trends and Applications" (Iraklion, Crete, Greece, 2005), International Congress on Analytical Sciences (Moscow, 2006), VI Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды "Экоаналитика- 2006" (Самара, 2006), Всероссийском симпозиуме "Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях" (Москва, 2007), Всероссийском симпозиуме "Хроматография и хромато-масс-спектрометрия" (Москва, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 статьи и 5 тезисов докладов.

Выводы

1. Исследована возможность определения гидразина и его замещенных аналогов в вариантах обращенно-фазовой, ионной и ион-парной хроматографии. Показано, что метод ион-парной хроматографии позволяет обеспечить высокую эффективность и селективность хроматографической системы, поэтому является предпочтительным.

2. Исследовано хроматографическое поведение гидразина, метилгидразина, 1,1-диметилгидразина (НДМГ), N-нитрозодиметиламина (НДМА) и тетраметил-2-тетразена (ТМТ) в условиях ион-парной хроматографии на ряде силикагелей с привитыми алкильными радикалами. Установлены зависимости параметров удерживания от рН подвижной фазы, а также добавок органического модификатора (ацетонитрила), ион-парного реагента и нейтральных солей.

3. Установлено, что удерживание исследуемых соединений в режиме ион-парной хроматографии в зависимости от содержания буферного раствора и ион-парного реагента можно описать при помощи стехиометрической модели удерживания. В указанную модель введены поправки, учитывающие возможность сорбции соединений на участках поверхности, удерживающих ион-парный реагент, а также "высаливающий эффект".

4. Изучена возможность применения сольвофобной модели и модели Снайдера-Сочевинского для описания влияния содержания органического модификатора на удерживание исследуемых соединений. Показано, что использование обеих моделей одинаково корректно.

5. Исследована возможность использования сорбентов с точки зрения экспрессности разделения соединений в модельных растворах. Установлено, что использование Synergi Hydro RP по сравнению с остальными сорбентами позволяет обеспечить большее удерживание НДМА при сравнимой экспрессности определения соединений, поэтому является предпочтительным.

6. Исследована возможность экспрессного определения исследуемых соединений в режиме ион-парной хроматографии при использовании октилсульфоната, октилсульфата и додецилсульфата натрия в качестве ион-парного реагента. Установлено, что использование октилсульфата натрия позволяет добиться более экспрессного разделения веществ при удовлетворительной скорости установления равновесия в хроматографической системе, поэтому является предпочтительным.

7. Найдены условия для одновременного определения гидразина, метилгидразина, НДМГ, НДМА и ТМТ водах и почвах. Предложенный способ апробирован на примере анализа образцов природной воды и щелочных отгонов из почв.

1. Кушнева B.C., Горшкова Р.Б. (ред.) Справочник по токсикологии и гигиеническим нормативам (ПДК) потенциально опасных химических веществ. М.: Издат. 1999. 272 с.

2. Адушкин В.В. (ред.) Экологические проблемы и риски воздействий ракетно-космической техники на окружающую природную среду. М.: Анкил. 2000. 640 с.

3. Mathur М.А., Sisler Н.Н. Oxidation of 1,1-dimethylhydrazine by oxygen.// Inorg. Chem. 1981. V. 20. № 2. P. 426-429.

4. Одрит JI., Огг E. Химия гидразина. М.: Издатинлит, 1954. 237 с.

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

6. Иоффе Б.В., Кузнецов М.А., Потехин А.А. Химия органических производных гидразина. Л.: Химия, 1980. 224 с.

7. Греков А.П. Органическая химия гидразина. Киев: Техшка, 1966. 235 с.

8. Коровин Н.В. Гидразин. М.: Химия, 1980. 272 с.

9. Китаев Ю.П., Бузыкин Б.В. Гидразоны. М.: Наука, 1974. 415 с.

10. 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. P. 1165-1167.

11. Jones R.M. Gas chromatographic separation of hydrazine, monomethylhydrazine, and water. //Anal. Chem. 1966. V. 38. № 2. P. 338340.

12. Newsome W.H. Determination of daminozide residues on foods and its degradation to 1,1-dimethylhydrazine by cooking. //J. Agric. Food. Chem. 1980. V. 28. P. 319-321.

13. Newsome W.H., Collins P. An improved method for the determination of 1,1-dimethylhydrazine in apple and cherry products. //Intern. J. Anal. Chem. 1988. V. 34. P. 155-166.

14. 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.

15. 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.

16. Brinkman J.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.

17. Самсонов Д.П., Борновалова Г.В., Первунина Р.И. Хромато-масс-спектрометрическое определение КДчГ-диметилгидразина в почве. // Журн. аналит. химии. 1998. Т. 53. № 2. С. 191-194.

18. Савчук С.А., Бродский Е.С., Формановский А.А. Применение капиллярной газовой хроматографии с селективным детектированиемдля определения несимметричного диметилгидразина в почве. // Журн. аналит. химии. 1998. Т. 53. № 7. С. 759-763.

19. Сотников Е.Е., Московкин А.С. Газохроматографическое определение 1,1-диметилгидразина в воде. //Журн. аналит. химии, 2006. Т. 61. № 2. С. 139-142.

20. 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.

21. Голуб C.JI., Ульянов A.B., Буряк A.K. Хромато-масс-спектрометрическое и термодесорбционное исследование продуктов взаимодействия несимметричного диметилгидразина с шунгитовым материалом. // Сорбц. хромат, процессы. 2006. Т. 6. № 5. С. 855-868.

22. Буряк А.К., Татаурова О.Г., Ульянов А.В. Исследование продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина на модельных сорбентах методом газохроматографии/масс-спектрометрии. //Масс-спектрометрия. 2004. Т.1. № 2. С. 147-152.

23. 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.

24. 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. 80. P. 5449-5453.

25. Dee L.A. Gas chromatographic determination of aqueous trace hydrazine and methylhydrazine as corresponding pyrazoles. //Anal. Chem. 1971. V. 43. № 11. P. 1416-1419.

26. Matsui F., Sears R.W., Lovering E.G. Liquid chromatographic determination of hydrazine in polyvinylpyrrolidone. //J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1986. V. 69. №3. P. 521-523.

27. Смоленков А.Д., Родин И.А., Шпигун О.А. Определение 1,1-диметилгидразина методом нормально-фазовой ВЭЖХ. //Сорбц. хромат, процессы. 2006. Т. 6. № 5. С. 787-795.

28. 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.

29. Денисов А.А., Смоленков А.Д., Шпигун О.А. Определение 1,1-диметилгидразина методом ОФ ВЭЖХ со спектрофотометрическим детектированием в виде производного с 4-нитробензальдегидом. //Журн. аналит. химии. 2004. Т. 59. № 5. С. 452-456.

30. Evgen'ev M.I., Evgen'eva I.I., Garmonov S.Yu. Extraction-chromatographic determination of 1,1- dimethylhydrazine in water using the diode-array detection teclmique. //Ind. Lab. Diagnostics of Matherials. 2000. V. 66. № 7. P. 14-17.

31. Kesler P.E., Danielson N.D. Determination of hydrazine and 1,1-dimethylhydrazine as salicylaldehyde derivatives by liquid chromatography with electrochemical detection. //Chromatographia. 1984. V. 18. P. 125-128.

32. Ravichandran К., Baldwin R.P. Liquid chromatographic determination of hydrazines with electrochemically pretreated glassy carbon electrodes. //Anal. Chem. 1983. V. 55. P. 1782-1788.

33. Zhou J.X., Wang E.K. Electrocatalytic oxidation and flow detection of hydrazine compounds in liquid chromatography at a vitamin Bi2, adsorbed glassy carbon electrode. //Electroanalysis. N.-Y. 1992. V. 4. № 4. P. 473-479.

34. Mori M., Tanaka K., Xu Q. Highly 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.

35. Mori M., Itabashi H., Ikedo M. Ion-exclusion chromatography with the direct UV detection of non-absorbing inorganic cations using an anion-exchange conversion column in the iodide-form. //Talanta. 2006. V. 70. P. 174-177.

36. Qi W., Zhu Y. Simultaneous determination of alkali metal ions, ammonium ion and hydrazine by ion chromatography. //Sepu. 1992. V. 10. № 2. P. 119121. Цит. no Anal. Abstr. № 3905P061.

37. Smolenkov A.D., Krechetov P.P., Pirogov A.V. Ion chromatography as a tool for investigation of unsymmetrical hydrazine degradation in soils. //Intern. J. Environ. Anal. Chem. 2005. V. 85. № 14. P. 1089-1100.

38. Lee S.T., Shin J.H., Sung N.J. Effect of cooking on the formation of N-nitrosodimethylamine in Korean dried seafood products. // Food Additives & Contaminants. Part A. V. 20. № 1. p. 31-36.

39. Haley T.J. In handbook of carcinogens and hazardous substances: chemical and trace analysis.//New York.: M-Dekkerlnc. 1982. Ch. 1. P. 1-18.

40. Hill M.J. Nitrosamines: toxicology and microbiology (Ellis Horwood series in food science and technology). // VCH. New York, 1988. Ch. 2. P. 16-47.

41. Agency for toxic substances disease registry (ATSDR), US Public health service, dec 1989.

42. Liteplo R.G., Meek M.E. N-nitrosodimethylamine: hazard characterization and exposure-response analysis. //Environ. Carcino & Ecotox. Revs. Part C. 2001. V. 19. № 1. P. 281-304.

43. Shin J.H., Chung M.J., Sung N.J. Occurrence of N-nitrosodimethylamine in South Korean and imported alcoholic beverages. // Food Additives & Contaminants. Part A. V 22. № 11. 2005. P. 1083-1086.

44. Baxter E.D., Slaiding I.R., Travers V. Current incidence of N-nitrosodimethylamine in beers worldwide. // Food Additives & Contaminant. Part A. V. 24. № 8. P. 807-811.

45. Cardenes L., Ayala J.H., Gonsalez V. Determination of N-nitrosodimethylamine by hplc, with fluorescence detection. A survey of N-nitrosodimethylamine in commercial beers. //J. Liq. Chrom.& Rel. Technol. 2002. V. 25. № 6. P. 977-984.

46. Mitch W.A., Gerecke A.C., Sedlak D.L. A N-nitrosodimethylamine (NDMA) precursor analysis for chlorination of water and wastewater. //Water Research. 2003. V. 37. P. 3733-3741.

47. US EPA Method 521 (EPA Document #EPA/600/R-05/054).

48. Gan J., Bondarenko S., Ernst F. Leaching of N-nitrosodimethylamine (NDMA) in Turfgrass soils during wastewater irrigation. //J. Environ. Qual. 2006. V. 35. P. 277-284.

49. Костюковский Я.Л., Меламед Д.Б. Канцерогенные N-нитрозамины, образование, свойства, анализ. // Усп. химии. 1988. Т. 57. №4. С. 625-655.

50. Фридман A.JI., Мухаметишин Ф.М., Новиков С.С. Успехи химии N-нитрозаминов алифатического ряда. // Усп. химии. 1971. Т. 40. №1. С. 64-94.

51. Cha W., Fox P., Nalinakumari В. High-performance liquid chromatography with fluorescence detection for aqueous analysis of nanogram-level N-nitrosodimethylamine. //Anal. Chim. Acta. 2006. V. 566. P. 109-116.

52. Grebel J.E., Suffet J.H.(M.) Nitrogen-phosphorus detection and nitrogen chemiluminescence detection of volatile nitrosamines in water matrices: optimization and performance comparison. //J. Chromatogr. A. 2007. V. 1175. P. 141-144.

53. Aygun S.F., Uyanik A., Bati B. Adsorption of N-nitrosodiethylamine and N-nitrosodimethylamine on activated carbon: a pre-concentration procedure for gas chromatographic analysis. //Microchim. Acta. 2004. V. 146. P. 279283.

54. Kataoka H., Shindon S., Makita M. Selective determination of volatile N-nitrosamines by derivatization with diethylchlorothiophosphate and gas chromatography with flame photometric detection. //J. Chromatogr. A. 1996. V. 723. P. 73-99.

55. Wang Z., Xu H., Fu C. Sensitive fluorescence detection of some nitrosamines by precolumn derivatization with dansyl chloride and high-performance liquid chromatography. //J. Chromatogr. 1992. V. 589. P. 349-352.

56. Комарова H.B., Великанов A.A. Определение летучих нитрозаминов в пищевых продуктах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентным детектированием. // Журн. аналит. химии. 2001. Т. 56. № 4. С. 407-411.

57. Sisler Н.Н., Kren R.M., Utyary К. The reaction of chloramines with 1,1-dimethylhydrazine. Formation of tetramethyl-2-tetrazene. //Inorg. Chem. 1969. V. 8. № 9. P. 2007-2008.

58. McBride W.R., Kruse H.W. Alkylhydrazines. I. Formation of a New Diazo-like Species by the Oxidation of 1,1-Dialkylhydrazines in Solution. // J. Am. Chem. Soc. 1957. V.79. № 3. P. 572-576.

59. Michejda С .J., Hoss W.P. Thermal decomposition of tetramethyl-2-tetrazene. Reactivity of the dimethylamino radical. // J. Am. Chem. Soc. 1970. V. 92. №21. P. 6298-6301.

60. Kerber R.C., Ryan T.J. Reactions of tetramethyl-2-tetrazene with diphenylketene and isocyanates. //J. Org. Chem. 1971. V. 36. № 11. P. 15661568.

61. Michejda C.J., Campbell D.H. Complexed radicals. Decomposition of tetramethyl-2-tetrazene-zinc chloride complex in presence of olefins. //J. Am. Chem. Soc. 1974. V. 96. № 3. P. 929-930.

62. Bull W.E., Seaton J.A., Audrieth L.F. Some properties of tetraalkyl-2-tetrazenes. //J. Am. Chem. Soc. 1958. V. 80. № 10. P. 2516-2518.

63. Michejda C.J., Campbell D.H. Addition of complexed amino radicals to conjugated alkenes. //J. Am. Chem. Soc. 1979. V. 101. № 26. P. 7687-7693.

64. McBride W.R., Thun W.E. Acid decomposition of tetraalkyl-2-tetrazenes in aqueous solution. //Inorg. Chem. 1966. V. 5. № 11. P. 1846-1850.

65. Методика выполнения измерений массовой доли тетраметилтетразена (ТМТ) в образцах почв методом ионной хроматографии самперометрическим детектированием. // Свидетельство ВНИИМС о метрологической аттестации МВИ № 2-02.

66. Bidlingmeyer В.A. Separation of ionic compounds by RP LC. An update of ion- pairing techniques. //J. Chromatogr. Sci. 1980. V. 18. № 11. P. 525-539.

67. Bidlingmeyer B.A., Deming S.N., Price W.P. Retention mechanism for reversed phase ion-pair liquid chromatography. //J. Chromatogr. 1979. V. 186. №2. P. 419-434.

68. Скунмакерс П. Оптимизация селективности в хроматографии. М.: Мир. 1989.389 с.

69. Kesiunaite G., Pranaityte В., Padarauskas A. Ion-pair chromatographic monitoring of photographic effluents. //Central Europ. J. Chem. 2007. V. 5. № 2. P. 455-465.

70. Spyridaki M.-H.E., Siskos P.A. Development of a new direct reversed-phase ion-pair high-performance liquid chromatographic method for the separation and determination of sialic acids. //J. Chromatogr. A. 1999. V. 831. P. 179189.

71. Petritis K.N., Chaimbault P., Elfakir C. Ion-pair reversed-phase liquid chromatography for determination of polar underivatized aminoacids using perfluorinated carboxylic acids as ion pairing agent. //J. Chromatogr. A. 1999. V. 833. P. 147-155.

72. Gennaro M.C., Angelino S. Separation and determination of inorganic anions by reversed-phase high-performance liquid chromatography. //J. Chromatogr. A. 1997. V. 789. P. 181-194.

73. Gazdag M., Mihalyfi К., Gorog S. Ion-pair RP-HPLC separation of thymopoitin fragments and related peptides. //Anal. Chim. Acta. 1997. V. 352. P. 231-237.

74. Ion-pair chromatography-theory and biological and pharmaceutical application. (Ed. Heam M.T.W.). N.-Y.: Marcel Dekker Inc., 1985. 294 p.

75. Басова E.M., Болыиова Т.А., Иванов B.M. Модели и закономерности удерживания сорбатов в ион-парной хроматографии. //Журн. аналит. химии. 1996. Т. 51. № 7. С. 694-704.

76. Stahlberg J. Retention models for ions in chromatography.// J. Chromatogr. A. 1999. V. 855. P. 3-55.

77. Horvath C., Melander W., Molnar I. Enhancement of retention by ion-pair formation in liquid chromatography with nonpolar stationary phases. //Anal. Chem. 1977. V. 49. № 14. P. 2295-2305.

78. Kissinger P.T. Comments on reversed-phase ion-pair partition chromatography. //Anal. Chem. 1977. V. 49. № 6. P. 883.

79. Venne J.L.M., Hendrikx J.L.H.M., Deelder R.S. Retention behavior of carboxylic acids in reversed-phase column liquid chromatography. //J. Chromatogr. 1978. V. 167. № 1. P. 1-16.

80. Deelder R.S., Linssen A.J., Konijnendijk A.P. Retention mechanism in reversed-phase ion-pair chromatography of amines and amino acids on bonded phases. //J. Chromatogr. 1979. V. 185. № 2. P. 241-257.

81. Mukhauer G.I., Davis S.S. Interaction between large organic ions of opposite charge. I. Stoichiometry of the interaction of sodium dodecylsulfate with benzyltriphenylphosphonium chloride. //J. Colloid Interface Sci. 1975. V. 53. № 2. P. 224-234.

82. Mitsuishi M., Hashizume M. On the interaction of sodium alkylsulfate with alkylpyridium chloride and with alkyltrimethylammonium bromide in a solution. //Bull. Chem. Soc. Japan. 1973. V. 46. № 7. P. 1946-1948.

83. Oakenfull D.G., Fenwick D.E. Effect of ethanol on hydrophobic interactions. Conductometric study of ion-pair formation by double-long-chain electrolytes. //J. Phys. Chem. 1974. V. 78. № 17. P. 1759-1763.

84. Horvath C., Melander W. Liquid chromatography with hydrocarbonaceous bonded phases; theory and practice of reversed phase chromatography. //J. Chromatogr. Sci. 1977. V. 15. № 8. P. 393-404.

85. Melander W.R., Horvath C. Mechanistic study of ion-pair reversed phase chromatography. //J. Chromatogr. 1980. V. 201. № 1. P. 211-224.

86. Kraak J.C., Jonker K.M., Huber J.F.K. Solvent-generated ion-exchange systems with anionic surfactants for rapid separations of amino acids. //J. Chromatogr. 1977. V. 142. № 2. P. 671-688.

87. Sarzanini C., Bruzzoniti M.C., Sacchero G. Retention model for anionic, neutral, and cationic analytes in reversed-phase ion interaction chromatography. //Anal. Chem. 1996. V. 68. № 12. P. 4494-4500.

88. Gennaro M.C. Ion-pair and ion-interaction chromatography. //Advan. in Chromatogr. 1995. V. 35. P. 343-381.

89. Ion chromatography: principles and application. (Ed. Haddad P.R., Jackson P.E.). N.-Y.: Elsevier Science. 1990. 776 p.

90. Kong R.C., Sachok В., Deming S.N. Combine effect of pH and surface-active-ion concentration in reversed-phase liquid chromatography. //J. Chromatogr. 1980. V. 199. № 2. P. 307-316.

91. Stranaham J.J., Deming S.N. Mechanistic interpretation and simulations of induced peaks in liquid chromatography. //Anal. Chem. 1982. V. 54. № 9. P. 1540-1546.

92. Zou J., Motomizu S., Fukotomi H. Reversed-phase ion-interaction chromatography of inorganic anions with tetraalkyl ammonium ions and divalent organic ions using indirect photometric detection. //Analyst. 1991. V. 116. №9. P. 1399-1405.

93. Liu H., Cantwell F.F. Electrical double-layer model for sorption of ions on octadecylsilyl bonded phases including the role of residual silanol groups. //Anal. Chem. 1991. V. 63. № 10. P. 993-1000.

94. Liu H., Cantwell F.F. Electrical double-layer model for ion-pair retention on octadecylsilyl bonded phases. //Anal. Chem. 1991. V. 63. № 18. P. 20322037.

95. Stahlberg J. The Gouy-Chapman theory in combination with a modified Langmuir isotherm as a theoretical model for ion-pair chromatography. //J. Chromatogr. 1986. V. 356. № 2. P. 231-245.

96. Stahlberg J.A. Quantitative evaluation of the electrostatic theory for ion-pair chromatography. //Chromatographia. 1987. V. 24. № 11/12. P. 820-826.

97. Stahlberg J., Bartha A. Extension of the electrostatic theory of reversed-phase ion-pair chromatography for high surface concentration of the adsorbing amphiphilic ion. //J. Chromatogr. 1988. V. 456. № 2. P. 253-265.

98. Bartha A., Stahlberg J. Retention prediction based on the electrostatic model of reversed-phase ion-pair liquid chromatography: effect of pairing ion concentration. //J. Chromatogr. 1990. V. 535. № 1. P. 181-187.

99. Bartha A., Vigh G., Stahlberg J. Extension of the electrostatic retention model of reversed-phase ion-pair chromatography to include the simultaneous effectof the organic modifier and the pairing ion. //J. Chromatogr. 1990. V. 506. № l.P. 85-96.

100. Bartha A., Stahlberg J., Szokoli F. Extension of the electrostatic retention model of reversed-phase ion-pair high-performance liquid chromatography to include the effect of the eluent pH. //J. Chromatogr. 1991. V. 552. № 1. P.13-22.

101. Stahlberg J., Hagglund I. Adsorption isotherm of tetrabutylammonium ion and its relation to the mechanism of ion pair chromatography. //Anal. Chem. 1988. V. 60. № 18. P. 1958-1964.

102. Bartha A., Stahlberg J. Electrostatic retention model of reversed-phase ion-pair chromatography. //J. Chromatogr. A. 1994. V. 668. № 2. P. 255-284.

103. Terweij-Groen C.P., Heemstra S., Kraak J.C. Distribution mechanism of ionizable substances in dynamic anion-exchange system using cationic surfactants in high-performance liquid chromatography. //J. Chromatogr. 1978. V. 161. № l.P. 69-82.

104. Schoenmaker P.J., Molle S., Hages C.M.G. Effect of pH in reversed-phase liquid chromatography. //Anal. Chim. Acta. 1991. V. 250. № 1. P. 1-19.

105. Sacchero G., Abollino O., Rorta V. Reversed-phase ion-interaction chromatography of metal ion by EDTA precomplexation. //Chromatographia. 1991. V. 31. № 11/12. P. 539-543.

106. Kraak J.C., Huber J.F.K. Separation of acidic compounds by high-pressure liquid-liquid chromatography involving ion-pair formation. //J. Chromatogr. 1974. V. 102. №2. P. 333-351.

107. Bartha A., Stahlberg J., Szokoli F. Extension of the electrostatic model of reversed-phase ion-pair high-performance liquid chromatography to include the effect of the eluent pH. //J. Chromatogr. A. 1991. V. 552. P. 13-22.

108. Snyder L.R., Kirkland J J. Introduction to modern liquid chromatography. N.-Y.: J. Wiley & Sons. 1979. 863 p.

109. Melander W.R., Stovehen J., Horvath C. Mobile phase effects in reversed-phase chromatography. II. Acidic amino phosphate buffers as eluents. //J. Chromatogr. 1979. V. 185. № 1. P. 111-127.

110. Шатц В.Д., Сахартова О.В. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Рига.: Зинатне. 1988. 388 с.

111. Solute-solvent interactions. (Ed. Coetzee J.F. Ritchie C.D.). N.-Y.: Marcel Dekker Inc. 1976. 459 p.

112. Pearson R.G., Songstad J. Application of the principle of hard and soft acids and bases to organic chemistry. //J. Am. Chem. Soc. 1967. V. 89. № 6. P. 1827-1936.

113. Ions and ion pairs in organic reactions (Ed. Szware M.). N.-Y.: Interscience. 1972. 399 p.

114. Bartha A., Vigh G. Studies in ion-pair chromatography. II. Retention of positive and negative ions and neutral solutes in tetrabutylammonium bromide containing methanol-water eluents on Lichrosorb RP-18. //J. Chromatogr. 1983. V. 265. № l.P. 171-182.

115. Bartha A., Vigil G. Studies in ion-pair chromatography. I. Adsorption isotherms of tetraalkylammonium ion-pair reagents on Lichrosorb RP-18 in methanol-water eluents. /Я. Chromatogr. 1983. V. 260. № 2. P. 337-345.

116. McComic R.M., Carger B.L. Distribution phenomena of mobile phase components and determination of dead volume in reversed-phase liquid chromatography. //Anal. Chem. 1980. V. 52. № 14. P. 2249-2257.

117. Zou H.F., Zhang Y.K., Hong M.F. Effect of organic modifier and ion-pair reagent in liquid chromatography. //Chromatographia. 1993. V. 35. № 7/8. P. 390-394.

118. Snyder L.R., Dolan J.W., Gant J.R. Gradient elution in high-performance liquid chromatography I. Theoretical basis for reversed-phase systems. //J. Chromatogr. 1979. V. 165. № 1. P. 3-30.

119. Uesugi Т., Sano K. Ion-pair reversed-phase high-performance liquid chromatography of adenine nucleotides and nucleoside using triethylamine as a counterion. //J. Chromatogr. B. 1997. V. 703. P. 63-74.

120. Murakami F. Retention behaviour of benzene derivatives on bonded reversed-phase columns. //J. Chromatogr. 1979. V. 178. № 2. P. 393-399.

121. Gennaro M.C.G., Abrico C., Pobozy E. Retention dependence on organic modifier and interaction reagent concentration in reversed-phase ion-interaction chromatography. //J. Liq. Chromatogr. 1995. V. 18. № 2. P. 311330.

122. Hang L., Linert W., Gutmann V. Temperature dependence of the capacity factor of alkaloids in reversed-phase liquid chromatography. //J. Chromatogr. Sci. 1992. V. 30. № 3. P. 142-146.

123. Hearn M.T.W. Ion-pair chromatography on normal- and reversed-phase system. //Advan. in Chromatogr. 1980. V. 18. P. 59-100.

124. Sorel R.H.A., Hulshoff A. Dynamic ion-exchange chromatography. //Advan. in Chromatogr. 1983. V. 21. P. 87-129.

125. Colin H., Diez-Masa J.C., Guiochon H. The role of the temperature in reversed-phase high performance liquid chromatography using polycarbon-containing adsorbents. //J. Chromatogr. 1978. V. 167. № 1. P. 41-65.

126. Ichinoki S., Yamazaki M., Suzuki S. Effect of column temperature on separation and determination of dithiocarbamate chelates by reversed-phase HPLC. //J. Chromatogr. Sci. 1992. V. 30. № 5. P. 233-238.

127. Zou H.F., Zhang Y.K., Hong M.F. Combined effect of organic modifier concentration and column temperature on retention in reversed-phase ion-pair liquid chromatography. //Chromatographia. 1992. V. 34. № 1/2. P. 14-18.

128. Dong M.W., Lepore J., Tarumoto T. Factors affecting the ion-pair chromatography of water-soluble vitamins. //J. Chromatogr. 1988. V. 442. № l.P. 81-95.

129. Gennaro M.C.G., Giacosa D., Abrico C. Temperature dependence of retention in reversed-phase ion-interaction chromatography. //J. Chromatogr. Sci. 1995. V. 33. № 7. P. 360-364.

130. Melander W.R., Chen B.K., Horvath C. Mobile phase effects in reversed-phase chromatography. I. Concomitant dependence retention on column temperature and eluent composition. //J. Chromatogr. 1979. V. 185. № 1. P. 129-152.

131. Unger K.K. Porous silica, its properties and use as support in column liquid chromatography. Amsterdam: Elsevier, 1979. 336 p.

132. Smith R.L., Iskandarani Z., Pietrzyk J. Comparison of reversed stationary phases for the chromatographic separation of the inorganic analytes using hydrophobic ion mobile phase additives. //J. Liq. Chromatogr. 1984. V. 7. № 10. P. 1935-1959.

133. Wahhind K.J., Sokolowski A. Reversed-phase ion-pair chromatography of antidepressive and neuroleptic amines and related quaternary amminoim compounds. //J. Chromatogr. 1978. V. 151. № 2. P. 299-310.

134. Wehrli A., Hildenbrand J.C., Keller H.P. Influence of organic bases on the stability and separation properties of reversed-phase chemically bonded silica gels. //J. Chromatogr. 1978. V. 149. № 1. P. 199-210.

135. Horvath C., Melander W. Molnar I. Solvophobic interactions in liquid chromatography with nonpolar stationary phases. //J. Chromatogr. 1976. V. 125. № l.P. 129-156.

136. Nahum A., Horvath C. Surface silanols in silica-bonded hydrocarbonaceous stationary phases. I. Dual retention mechanism in reversed-phase chromatography. //J. Chromatogr. 1981. V. 203. № 1. P. 53-63.

137. Melander W., Stoveken J., Horvath C. Stationary phase effects in reversed-phase chromatography. I. Comparison of energetics of retention on alkyl-silica bonded-phases. //J. Chromatogr. 1980. V. 199. № 1. P. 35-56.

138. Eksborg S.E., Ehrsson H., Lonroth U. Liquid chromatographic determination of tetracycline in plasma and urine. //J. Chromatogr. 1979. V. 185. № 2. P. 583-591.

139. Hoffman N.E., Liao J.C. Separation ability of some polar phases in reverse phase high performance liquid chromatography. //Anal. Lett. 1978. All(4). P. 287-306.

140. Klaas E., Horvath C., Melander W. Surface silanols in silica-bonded hydrocarbonaceous stationary phases. II. Irregular retention behavior and effect of silanol masking. //J. Chromatogr. 1981. V. 203. № 1. P. 65-84.

141. HPLC: Advances and perspectives. (Ed. Horvath C.). N.-Y.: Academic Press. 1980. V. 2. 390 p.

142. Zhang Y.K., Zou H.F., Hong M.F. Effect of inorganic salt concentration on the retention value in reversed phase ion-pair liquid chromatography-. //Chromatographia. 1991. V. 32. № 11/12 . P. 538-542.

143. Zappoli S., Bottura C. Interpretation of the retention mechanism of transition-metal cations in ion-interaction chromatography. //Anal. Chem. 1994. V. 66. № 20. P. 3492-3499.

144. Patthy M. Gradient elution with shorter equilibration times in reversed-phase ion-pair chromatography. //J. Chromatogr. 1992. V. 592. № 1. P. 143-156.

145. Moody R.R., Selkirk A.B., Teylor R.B. High-performance liquid chromatography of proguanil, cycloguanil and 4-chlorophenylebiguanide using hydrophobic pairing ion and its application to serum assay. //J. Chromatogr. 1980. V. 182. № 1. P. 359-367.

146. Knox J.H., Jurand J.J. Separation of catecholamines and their metabolites by adsorption, ion- pair and soap chromatography. //J. Chromatogr. 1976. V. 125. № 1. P. 89-101.

147. Shelver W.L., Rosenberg H., Shelver W.H. Mathematical modeling of various amines in the ion-paired liquid chromatographic analysis of bilirubin. //J. Liq. Chromatogr. 1992. V. 15. № 2. P. 231-252.

148. Knox J.H., Hartwick R.A. Mechanism of ion-pair liquid chromatography of amines, neutrals, zwitterions and acids using anionic hetaerons. //J. Chromatogr. 1981. V. 204. № 1. P. 3-21.

149. Hansen S.H., Helboe P., Lund U. High-performance liquid chromatography on dynamically modified silica. III. Modification of silica with long-chain and symmetrical quaternary ammonium compounds. //J. Chromatogr. 1982. V. 240. №2. P. 319-327.

150. Current development in the clinical application of HPLC, GC, and MS. (Ed. Lim C.K.). London: Plenum, 1980. P. 35-51.

151. Gilijkeis C.F., Leenheer A.P. Reversed-phase liquid chromatography of 5-fluorouracial nucleosids and nucleotides in the presence of quaternary ammonium ions. //J. Chromatogr. 1980. V. 194. № 2. P. 305-314.

152. Gloor R., Johnson E.L. Practical aspects of reversed phase ion-pair chromatography. //J. Chromatogr. Sci. 1977. V. 15. № 9. P. 413-423.

153. Deelder R.S., Berg J.H.M. Study on retention of amines in reversed-phase ion-pair chromatography on bonded phases. //J. Chromatogr. 1981. V. 218. № 3. P. 327-339.

154. Smith R.F., Brophy K.A. Amidrazones 13. A Convenient Method for the Preparation of 1-Alkyl-l-methylhydrazines. / Synth. Comm. 1990. V. 20. №2. P. 183-188.

155. Class J.B., Aston J.G. Trimethylhydrazine and Tetramethylhydrazine. /J. Am. Chem. Soc. 1953. V. 75. № 12. P. 2937-2939.

156. Comparison Guide to С!8 Reversed Phase HPLC Columns, Second Edition, April, 2003 // Mac-Mod Analytical, Chadds Ford, PA 19317.

157. Садек П. Растворители для ВЭЖХ М.: Бином. Лаборатория знаний. 2006. 704 с.

158. Дёрффель К. Статистика в аналитической химии М.: Мир. 1994. 268 с.

159. Christophe А.В. Valley to peak ratio as a measure for the separation of two chromatographic peaks. //Chromatographia. 1971. V. 4. P. 455-458.

160. Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимой формы 1,1-диметилгидразина в почве методом ионной хроматографии с амперометрическим детектированием. // Свидетельство ВНИИМС о метрологической аттестации МВИ № 109-08.