Формирование масс-спектров положительных и отрицательных ионов изомеров тринитротолуола в условиях газовой хромато-масс-спектрометрии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью газовой хромато-масс-спектрометрии исследованы хроматографическое разделение и процессы формирования масс-спектров положительных и отрицательных ионов шести изомеров тринитротолуола. Масс-спектры положительных ионов получены при электронной ионизации (70 эВ). Масс-спектры отрицательных ионов зарегистрированы в режиме резонансного захвата электронов при непрерывном сканировании энергии электронов в диапазоне 0–10 эВ. Разбор ионного состава масс-спектров положительных ионов показал, что большинство фрагментных ионов возникает вслед за миграцией бензильного атома водорода к смежной нитрогруппе с образованием ионов [M – OH]+. Отрицательное ионообразование инициируется преимущественно нитро-нитритной перегруппировкой с последующим отщеплением NO- и NO2-групп.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Г. Терентьев

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Email: aleksvdud@gmail.com
Россия, Москва, 125047

А. В. Дудкин

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Автор, ответственный за переписку.
Email: aleksvdud@gmail.com
Россия, Москва, 125047

Р. В. Хатымов

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Email: aleksvdud@gmail.com
Россия, Москва, 125047

А. В. Дьячков

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Email: aleksvdud@gmail.com
Россия, Москва, 125047

Н. В. Юдин

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Email: aleksvdud@gmail.com
Россия, Москва, 125047

М. Д. Крыкин

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Email: aleksvdud@gmail.com
Россия, Москва, 125047

Р. Е. Некрутенко

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Email: aleksvdud@gmail.com
Россия, Москва, 125047

Список литературы

  1. Збарский В.Л., Жилин В.Ф. Толуол и его нитропроизводные. М.: Эдиториал УРСС, 2000. 272 c.
  2. Гладилович В.Д., Подольская Е.П. // Научное приборостроение. 2010. Т. 20. № 4. С. 36.
  3. Хатымов Р.В., Терентьев А.Г. // Изв. АН. Сер. хим. 2021. № 4. С. 605; Khatymov R.V., Terentyev A.G. // Russ. Chem. Bull. 2021. Vol. 70. N 4. P. 605. doi: 10.1007/s11172-021-3132-4
  4. Bulusu S., Axenrod T. // Organic Mass Spectrometry. 1979. Vol. 14. N 11. P. 585. doi https://doi.org/10.1002/oms.1210141103
  5. Carper W.R., Dorey R.C., Tomer K.B., Crow F.W // Organic Mass Spectrometry. 1984. Vol. 19. N 12. P. 623. doi https://doi.org/10.1002/oms.1210191207
  6. Jenkins T.F., Murrmann R.P., Leggett D.C. // J. Chem. Eng. Data. 1973. Vol. 18. N 4. P. 438. doi: 10.1021/je60059a036
  7. Boumsellek S., Alajajian S.H., Chutjian A. // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1992. Vol. 3. N 3. P. 243. doi: 10.1016/1044-0305(92)87008-M
  8. Correa S.N., Jesus M., Mina N., Castro M.E., Blanco A., Hernandez-Rivera S.P., Cody R.B., Laramee J.A. In: Proc. SPIE 5089 “Detection and Remediation Technologies for Mines and Minelike Targets VIII” (AeroSence, 2003). Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, Orlando, 2003. P. 1001.
  9. Sulzer P., Rondino F., Ptasinska S., Illenberger E., Märk T.D., Scheier P. // Int. J. Mass Spectr. 2008. Vol. 272. N 2. P. 149. doi: 10.1016/j.ijms.2008.02.007
  10. Yinon J., Boettger H.G., Weber W.P. // Anal. Chem. 1972. Vol. 44. N 13. P. 2235. doi: 10.1021/ac60321a017
  11. Терентьев А.Г., Хатымов Р.В. // Изв. АН. Сер. хим. 2020. № 5. С. 899; Terentyev A.G., Khatymov R.V. // Russ. Chem. Bull. 2020. Vol. 69. N 5. P. 899. doi: 10.1007/s11172-020-2847-y
  12. Laramée J.A., Mazurkiewicz P., Berkout V., Deinzer M.L. // Mass Spectrom. Rev. 1996. Vol. 15. N 1. P. 15. doi: 10.1002/(sici)1098-2787(1996)15:1<15::aid-mas2>3.0.co;2-e
  13. Хвостенко В.И. Масс-спектрометрия отрицательных ионов в органической химии. М.: Наука, 1981. 159 с.
  14. Хвостенко В.И., Рафиков С.Р. // Докл. АН СССР. 1975. Т. 220. № 4. С. 892.
  15. Терентьев А.Г., Хатымов Р.В., Мальцев А.В. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 4. С. 12. doi: 10.26896/1028-6861-2020-86-4-12-20
  16. MassBank of North America (MoNA). https://massbank.us/
  17. Linstrom P.J., Mallard W.G. NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, 20899. doi: 10.18434/T4D303
  18. Cooper J.K., Grant C.D., Zhang J.Z. // Rep. Theor. Chem. 2012. Vol. 2012. N 1. P. 11. doi: 10.2147/rtc.s36686
  19. Meyerson S., Vander Haar R.W., Fields E.K. // J. Org. Chem. 1972. Vol. 37. N 25. P. 4114. doi: 10.1021/jo00798a032
  20. Xмельницкий Р.А., Терентьев П.Б. // Усп. хим. 1979. Т. 48. № 5. С. 854; Khmelʼnitskii R.A., Terentʼev P.B. // Russ. Chem. Rev. 1979. Vol. 48. N 5. P. 463. doi: 10.1070/RC1979v048n05ABEH002339
  21. Тахистов В.В., Пономарев Д.А. Органическая масс-спектрометрия. СПб: Издательство “ВВМ”, 2005. 344 с.
  22. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия для анализа объектов окружающей среды М.: Техносфера, 2013. 632 с.
  23. Voinov V.G., Vasilʼev Y.V., Morré J., Barofsky D.F., Deinzer M.L., Gonin M., Egan T.F., Führer K. // Anal. Chem. 2003. Vol. 75. N 13. P. 3001. doi: 10.1021/ac030019v
  24. Muftakhov M.V., Khatymov R.V., Shchukin P.V., Pogulay A.V., Mazunov V.A. // J. Mass Spectrom. 2010. Vol. 45. N 1. P. 82. doi: 10.1002/jms.1693
  25. Asfandiarov N.L., Pshenichnyuk S.A., Vorobʼev A.S., Nafikova E.P., Modelli A. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2015. Vol. 29. N 9. P. 910. doi: 10.1002/rcm.7162
  26. Khatymov R.V., Muftakhov M.V., Tuktarov R.F., Shchukin P.V., Khatymova L.Z., Pancras E., Terentyev A.G., Petrov N.I. // J. Chem. Phys. 2024. Vol. 160. N 12. P. 124310-1. doi: 10.1063/5.0195316
  27. Khatymov R.V., Shchukin P.V., Muftakhov M.V., Yakushchenko I.K., Yarmolenko O.V., Pankratyev E.Y. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. Vol. 22. N 5. P. 3073. doi: 10.1039/C9CP05397B
  28. Shchukin P.V., Muftakhov M.V., Khatymov R.V., Tuktarov R.F. // J. Chem. Phys. 2022. Vol. 156. N 10. P. 104304. doi: 10.1063/5.0077009
  29. Хатымов Р.В., Иванова М.В., Терентьев А.О., Рыбальченко И.В. // ЖОХ. 2015. Т. 85. № 11. С. 1855; Khatymov R.V., Ivanova M.V., Terentyev A.G., Rybal’chenko I.V. // Russ. J. Gen. Chem. 2015. Vol. 85. N 11. P. 2596. doi: 10.1134/s1070363215110158
  30. Щукин П.В., Муфтахов М.В. // Масс-спектрометрия. 2018. Т. 15. № 1. С. 59; Shchukin P.V., Muftakhov M.V. // J. Anal. Chem. 2018. Vol. 73. N 14. P. 1376. doi: 10.1134/s1061934818140101
  31. Щукин П.В., Муфтахов М.В., Хатымов Р.В. // Масс-спектрометрия. 2013. Т. 10. № 3. С. 158.
  32. Pshenichnyuk S.A., Modelli A. // J. Chem. Phys. 2012. Vol. 136. N 23. P. doi: 10.1063/1.4727854
  33. Goryunkov A.A., Asfandiarov N.L., Rakhmeev R.G., Markova A.V., Pshenichnyuk S.A., Rybalchenko A.V., Lukonina N.S., Ioffe I.N. // ChemPhysChem. 2022. Vol. 23. N 10. P. e202200038. doi: 10.1002/cphc.202200038
  34. Муфтахов М.В., Хатымов Р.В., Мазунов В.А., Тахистов В.В., Пономарев Д.А. // Хим. физика. 2000. Т. 19. №. 12. С. 42; Muftakhov M.V., Khatymov R.V., Mazunov V.A., Takhistov V.V., Ponomarev D.A. // Chem. Phys. Rep. 2001. Vol. 19. N 12. P. 2287.
  35. Хатымов Р.В., Муфтахов М.В., Щукин П.В., Мазунов В.А. // Изв. АН. Сер. хим. 2003. № 9. С. 1870; Khatymov R.V., Muftakhov M.V., Schukin P.V., Mazunov V.A. // Russ. Chem. Bull. 2003. Vol. 52. N 9. P. 1974. doi: 10.1023/B:RUCB.0000009641.29142.3c
  36. Ponomarev D., Takhistov V. // J. Mol. Struct. 2006. Vol. 784. N 1. P. 198. doi: 10.1016/j.molstruc.2005.07.035
  37. Shchukin P.V., Muftakhov M.V., Khatymov R.V., Pogulay A.V. // Int. J. Mass Spectr. 2008. Vol. 273. N 1. P. 1. doi: 10.1016/j.ijms.2008.02.004
  38. Arrington C.A., Dunning T.H., Woon D.E. // J. Phys. Chem. (A). 2007. Vol. 111. N 44. P. doi: 10.1021/jp075093m
  39. Жилин В.Ф., Орлова Е.Ю., Шутов Г.М., Збарский В.Л., Рудаков Г.Ф., Веселова Е.В. Руководство к лабораторному практикуму по синтезу нитросоединений. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. 239 с.
  40. Korner G., Contardi A. // Atti della Accademia Nazionale dei Lincei, Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali, Rendiconti. 1915. Vol. 24. N 1. P. 888.
  41. Drew R.B. // J. Chem. Soc. Trans. 1920. Vol. 117. P. 876. doi: 10.1039/CT9201700876
  42. Fernandez J.E., Schwartz M.L. // J. Chem. Eng. 1970. Vol. 15. N 3. P. 462. doi: 10.1021/je60046a028
  43. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J.A., Jr., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J., Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Keith T., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M., Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Dapprich S., Daniels A.D., Farkas O., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J. Gaussian Inc.: Wallingford CT, 2013.
  44. Muftakhov M.V., Shchukin P.V., Khatymov R.V. // Rad. Phys. Chem. 2021. Vol. 184. P. 109464. doi 10.1016/ j.radphyschem.2021.109464
  45. Khatymova L.Z., Lukin V.G., Tuimedov G.M., Khvostenko O.G. // High Energy Chem. 2019. Vol. 53. N 1. P. 58. doi: 10.1134/s0018143919010053

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Хроматограмма по полному ионному току изомеров тринитротолуола (ТНТ) при ионизации электронами с энергией 70 эВ.

Скачать (52KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Масс-спектры положительных ионов изомеров тринитротолуола при ионизации электронами с энергией 70 эВ (верхние панели) и интегральные масс-спектры отрицательных ионов, записанные при сканировании энергии электронов в диапазоне 0–10 эВ (нижние панели), зафиксированные в максимуме выхода хроматографических пиков соответствующих изомеров. Положение нитрогрупп: 2,4,6 (а), 2,3,6 (б), 2,3,5 (в), 2,4,5 (г), 2,3,4 (д), 3,4,5 (е).

Скачать (220KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Общая схема фрагментации молекулярных положительных ионов изомеров тринитротолуола при электронной ионизации.

Скачать (255KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Процентный вклад молекулярных и фрагментных положительных ионов и отрицательных ионов из отдельных направлений (см. рис. 3, 5) в полный ионный ток.

Скачать (599KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Общая схема фрагментации молекулярных отрицательных ионов изомеров тринитротолуола, образующихся при варьируемой в диапазоне 0–10 эВ энергии электронов.

Скачать (276KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025