Определение характеристик молекулярного строения триалкилфосфатов путем совместного применения масс-спектров электронной ионизации с регистрацией положительных ионов и отрицательных ионов резонансного захвата электронов

Триалкилфосфаты представляют значительный интерес с военно-химической точки зрения как прекурсоры высокотоксичных фосфорорганических отравляющих веществ (ФОВ), возможные продукты их дегазации, комплексообразующие агенты в процессах переработки отработанного ядерного горючего и т.д. Между тем, разработка способов идентификации этих веществ до сих пор находится в зачаточном состоянии. Кроме того, триалкилфосфаты являются перспективным объектом для поиска решения аналитической задачи об установлении строения О-алкильных фрагментов в молекулах полных эфиров многоосновных кислот M(O)(OR)_n , где M – центральный атом (центральное ядро), n – основность кислоты, R – алкильные радикалы с неизвестным и в общем случае различным числом углеродных атомов в каждом из них. Общего решения этой задачи в научной литературе обнаружить не удалось. Цель работы – разработать алгоритм углубленной идентификации триалкилфосфатов, включающий в себя установление принадлежности исследуемого вещества к этому классу, а также общий и надежный способ определения числа углеродных атомов в каждом из О-алкильных радикалов исследуемых веществ. На основе выявленных закономерностей распада положительных молекулярных ионов триалкилфосфатов, а также отрицательных ионов резонансного захвата электронов этих же соединений, полученных в условиях электронной ионизации, предложен алгоритм углубленной идентификации триалкилфосфатов, включающий в себя установление принадлежности исследуемого вещества к этому классу, а также общий и надежный способ определения числа углеродных атомов в каждом из О-алкильных радикалов молекулы вещества.

1. Сильверстейн Р., Вебстер Ф., Кимл Д. Спектрометрическая идентификация органических соединений: учебное пособие. М.: Лаборатория знаний, 2014. 557 с.

2. Эмсли Дж., Финей Дж., Сатклиф Л. Спектроскопия ЯМР высокого разрешения. Том 2. Монография. Москва: Мир, 1969. 468 с.

3. Лебедев А.Т., Лебедев К.С., Мясоедов Б.Ф., Рыбальченко И.В., Сигейкин Г.И., Суворкин В.Н. Масс-спектрометрическая идентификация высокотоксичных алкилфторфосфонатов // Масс-спектрометрия. 2006. Т. 3. № 4. С. 277–283.

4. D. Note by the Director–General. Revised Standart Operation Procedure for Evaluation of the Results of OPCW Proficiency Tests. The Hague, OPCW, Technical Secretariat, 1998.

5. Иоффе Б.В., Костиков Р.Р., Разин В.В. Физические методы определения строения органических соединений: учебное пособие. М.: Высшая школа, 1984. 336 с.

6. Франке З. Химия отравляющих веществ: монография / Под ред. акад. И.Л. Кнунянца. М.: Химия. Т. 1, 1973. 440 с.

7. Бенда А.Ф. Химия и токсикология ОВ и других токсичных химикатов в схемах: учебное пособие. Часть 1. ВУ РХБЗ. 2001. 112 с.

8. Терентьев А.Г., Морозик Ю.И., Дудкин А.В. Групповая идентификация и определение числа атомов углерода в алкильных фрагментах тетраалкилпирофосфатов по масс-спектрам положительных и отрицательных ионов резонансного захвата электронов // Журнал общей химии. 2020. Т. 90. № 5. С. 751–759.

9. Александров В.Н., Емельянов В.И. Отравляющие вещества: учебное пособие / Под ред. д-ра хим. наук Г.А. Сокольского. М.: Воениздат, 1990. 272 с.

10. Ластовский Р.П., Божевольнов Е.А., Бромберг А.В. Методы получения химических реактивов и препаратов. Выпуск 26. Всесоюзный ордена трудового красного знамени научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ (ИРЕА). М. 1974. 351 с.

11. Киреев А.Ф., Рыбальченко И.В., Савчук В.И. и др. Качественный хромато-масс-спектрометрический анализ высокотоксичных производных алкилфторфосфонатов и алкилтиофосфонатов // Журн. аналит. химии. Т. 57. № 8. 2002. С. 842–851.

12. Бродский Е.С, Киреев А.Ф. Применение масс-хроматограмм по характеристическим ионам и разностям масс ионов для идентификации и определения компонентов химического оружия и продуктов их разложения // Журн. аналит. химии. Т. 52. № 8. 1997. С. 884–888.

13. Терентьев А.Г., Морозик Ю.И., Иванова М.В., Дудкин А.В. Идентификация и установление молекулярной структуры эфиров фосфорных кислот путем совместного применения масс-спектров электронной ионизации с регистрацией положительных и отрицательных ионов // Журн. аналит. химии. 2020. Т. 75. № 2. С. 132–144.

14. McLafferty F.W. Mass Spectrometric Analysis. Broad Applicability to Chemical Research // Anal. Chem. 1956. V. 28. 3. P. 306.

15. Quayle A. Advances in mass spectrometry proceedings of a joint conference organised by the hydrocarbon research group, institute of petroleum, and a.s.t.m. committee e.14 and held in the university of London, 24th-26th September, 1958 / Ed. J.D. Waldron Manchester: Metropolitan-Vickers Electrical Co. Ltd., 1958. P. 365.

16. Смирнов А.О., Морозик Ю.И., Фоменко П.В. Влияние строения О-алкильных радикалов на масс-спектральную фрагментацию диалкилалкилфосфонатов // Журн. общей химии. 2009. № 2. С. 315–319.

17. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. Издание второе, переработанное и дополненное. М.: Техносфера, 2015. 704 с.

18. Вульфсон Н.С., Заикин В.Г., Микая А.И. Масс-спектрометрия органических соединений. М.: Химия, 1986. 312 с.

19. Зенкевич И.Г., Иоффе Б.В. Интерпретация масс-спектров органических соединений: учебное пособие / Под ред. Б.В. Иоффе. Л.: Химия, 1986. С. 176.

20. Терентьев А.Г., Дудкин А.В., Морозик Ю.И. Получение аналитической информации о соединении для проведения структурно-группового анализа по масс-спектрам отрицательных ионов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 8. С. 8–15.