Сложности хромато-масс-спектрометрической идентификации продуктов свободнорадикального хлорирования индана

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

На примере продуктов свободнорадикального хлорирования индана (для сравнения упомянуты данные для тетралина) показано, что в результате хромато-масс-спектрометрического анализа могут быть установлены только их молекулярные формулы и на этом основании детализирован механизм реакции. Уточнение структуры компонентов требует интерпретации их газохроматографических индексов удерживания в форме локальных аддитивных схем, создаваемых для решения рассматриваемой конкретной задачи. Если такие схемы сформированы на основании данных для объектов, содержащих все структурные элементы молекул характеризуемых соединений, то они достаточно надежны. Если же это условие не выполняется (как в рассматриваемом случае), то возможность интерпретации индексов удерживания принципиально сохраняется, но точность их оценок существенно снижается, а объем предварительных вычислений значительно увеличивается. Ключевым фрагментом структуры хлорпроизводных индана, практически не представленным среди охарактеризованных до настоящего времени соединений, является атом хлора в алициклическом фрагменте структуры в a-положении к ароматической системе. Вторичные хлорпроизводные образуются в результате дегидрохлорирования первичных продуктов реакции с последующим присоединением хлора по двойным связям С=С.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. Г. Зенкевич

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: izenkevich@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. В. Елисеенков

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: izenkevich@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. И. Уколов

Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства России

Email: izenkevich@yandex.ru
Россия, ст. Капитолово

Список литературы

  1. The NIST Mass Spectral Library (NIST2023/2020/2017/EPA/NIH EI MS Library, 2023 Release). Software/Data Version; NIST Standard Reference Database, Number 69, May 2023. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899: http://webbook.nist.gov (дата обращения: октябрь 2023 г.).
  2. Derivatization of analytes in chromatography: General aspects / Encyclopedia of Chromatography / Ed. Cazes J. 3rd Ed. New York: Taylor & Francis, 2010. V. 1. P. 562.
  3. Amines, amino acids, amides and imides: derivatization for GC analysis / Encyclopedia of Chromatography / Ed. Cazes J. 3rd Ed. New York: Taylor & Francis, 2010. V. 1. P. 50.
  4. Зенкевич И.Г. Систематизация газохроматографических параметров триметилсилильных производных аминокислот // Журн. аналит. химии. 2024. Т. 79. № 7. (Zenkevich I.G. // J. Anal. Chem. 2024. V. 79. № 7.)
  5. Pompe M., Novic M. Prediction of gas-chromatographic retention indices using topological descriptors // J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1999. V. 39. № 1. P. 59. https://doi.org/10.1021/ci980036z
  6. Heberger K. Quantitative structure – (chromatographic) retention relationships (QSRR) // J. Chromatogr. A. 2007. V. 1158. P. 273. https://doi.org/10.1016/chroma.2007.03.108
  7. Matyshin D.D., Sholokhova A.Yu., Buryak A.K. Deep learning based prediction of gas chromatographic retention indices for a wide variety of polar and mid-polar liquid stationary phases // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. P. 13. https://doi.org/10.3390/ijms22179194
  8. Idroes R., Noviandy T.R., Maulana A., Syhendra R., Sasmita N.R., Muslem M., Idroes G.M., Kemala P., Irvanizam I. Application of genetic algorithm – multiple linear regression and artificial neural network determination for prediction of Kovats retention index // Int. Rev. Model. Simulat. 2021. V. 14. № 2. P. 137. https://doi.org/10.15866/iremos.v14i2.20460
  9. Qu C., Schneider B.I., Kearsley A.J., Keyrouz W., Allison T.C. Predicting Kovats retention indices using graph neural networks // J. Chromatogr. A. 2021. V. 1646. Article 462100. https://doi.org/10.1016/j. chroma.2021.462100
  10. Stein S.E., Babushok V.I., Brown R.L., Linstrom P.J. Estimation of Kovats retention indices using group contribution // J. Chem. Inf. Model. 2007. V. 47. P. 975. https://doi.org/10.1021/ci600548y
  11. Зенкевич И.Г., Елисеенков Е.В., Касаточкин А.Н. Идентификация продуктов органических реакций при отсутствии аддитивности хроматографических индексов удерживания. Хлорпроизводные метил-трет-бутилкетона // Журн. структ. химии. 2013. Т. 54. № 3. С. 453. doi: 10.1134/S0022476613030050 (Zenkevich I.G., Eliseenkov E.V., Kasatochkin A.N. Identification of organic reaction products in the absence of additivity of chromatographic retention indices. Chloro derivatives of methyl-tert-butyl ketone // J. Struct. Chem. 2013. V. 54. № 3. P. 505.)
  12. Zenkevich I.G., Eliseenkov E.V., Kasatochkin A.N. Chromatographic identification of cyclohexane chlorination products by use of an additional scheme for the prediction of retention indices // Chromatographia. 2009. V. 70. № 5/6. P. 839.
  13. Зенкевич И.Г. Интерпретация газохроматографических индексов удерживания для установления структур изомерных продуктов радикального хлорирования алкилароматических углеводородов // Журн. орг. химии. 2001. Т. 37. № 2. С. 283. (Zenkevich I.G. Interpretation of retention indices in gas chromatography for establishing the structures of isomeric products of alkylarenes radical chlorination // Russ. J. Org. Chem. 2001. V. 37. № 2. P. 270.)
  14. Zenkevich I.G., Eliseenkov E.V., Kasatochkin A.N., Zhakovskaya Z.A., Khoroshko L.O. Gas chromatographic identification of chlorination products of aliphatic ketones // J. Chromatogr. A. 2011. V. 1218. P. 3291. https://doi.org/10.1016/j. chroma.2010.12.056
  15. Зенкевич И.Г., Елисеенков Е.В., Касаточкин А.Н., Уколов А.И. Хромато-масс-спектрометрическая идентификация продуктов регионеселективных органических реакций. Хлорпроизводные диалкиловых эфиров // Масс-спектрометрия. 2011. Т. 8. № 2. С. 119. (Zenkevich I.G., Eliseenkov E.V., Kasatochkin A.N., Ukolov A.I. Identification of the products of non-regioselective organic reactions by chromatography – mass spectrometry. Chloro derivatives of dialkyl ethers // J. Anal. Chem. 2011. V. 66. № 14. P. 1445. https://doi.org/10.1134/S1061934811140218)
  16. Cady G.H., Naughton J.M., Dexter T.H. Chlorine (I) compounds / Inorganic Syntheses / Ed. Moeller T. New York: McGraw-Hill, 1957. V. 5. P. 156. https://doi.org/10.1002/9780470132364
  17. Raner K.D., Lusztyk J., Ingold K.U. Kinetic analysis of alkane polychlorination with moilecular chlorine. Chlorine atom/monochloride geminate pairs and the effect of reactive cage walls on the competition between monochloride rotation and chlorine atom escape // J. Am. Chem. Soc. 1988. V. 110. № 11. P. 3519. https://doi.org/10.1021/ja00219a028
  18. Russell G.A., Ito A., Hendry D.G. Solvent effects in the reaction of free radicals and atoms. VIII. The photochlorination of aralkyl hydrocarbons // J. Am. Chem. Soc. 1963. V. 85. P. 2976.
  19. Fujita T. The dipole moments and molecular structure of ac-trans-dihalotetralins // J. Am. Chem. Soc. 1957. V. 79. № 10. P. 2471. https://doi.org/10.1021/ja01567a033
  20. Москвин Л.Н., Зенкевич И.Г., Карцова Л.А. Понятие “селективность” и его содержание в методах разделения веществ // Журн. аналит. химии. 2004. Т. 59. № 7. С. 697. doi: 10.1023/B:JANC.0000035270.18330.87 (Moskvin L.A., Zenkevich I.G., Kartrova L.A. Concept of selectivity and its meaning in analytical separation techniques // J. Anal. Chem. 2004. V. 59. № 7. P. 617.)
  21. Novrocik J., Komarek K., Poskocil J. Gas-liquid chromatography of some o-xylene, indane and tetralin derivatives // J. Chromatogr. 1976. V. 124. P. 73. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(00)87841-3
  22. Novrocik J., Poskocil J., Cepciansky I. Chlorination of indane, o-xylene and tetraline // Collect. Czech. Chem. Commun. 1978. V. 43. № 6. P. 1488. https://doi.org/10.1135/cccc19781488
  23. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. М.: Техносфера, 2015. 704 с.
  24. Zenkevich I.G. Reciprocally unambiguous conformity between GC retention indices and boiling points within two- and multidimensional taxonomic groups of organic compounds // J. High Resolut. Chromatogr. Chromatogr. Commun. 1998. V. 21. № 10. P. 565.
  25. Зенкевич И.Г. Особенности линейной корреляции газохроматографических индексов удерживания соединений различных таксономических групп // Журн. аналит. химии. 2023. Т. 78. № 6. С. 528. https://doi.org/10.1134/S1061934823040160 (Zenkevich I.G. Linear correlation of the gas chromatographic retention indices of compounds from various taxonomic groups // J. Anal. Chem. 2023. V. 78. № 6. P. 766.)
  26. Zenkevich I.G. New approach in joint interpretation of mass spectrometric and gas chromatographic data // Chemometr. Intel. Lab. Systems. 2004. V. 72. P. 233. https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2003.12.016
  27. Zenkevich I.G., Moeder M., Koeller G., Schrader S. Using new structurally related additive schemes in the precalculation of GC retention indices of polychlorinated hydroxybiphenyls on HP-5 stationary phase // J. Chromatogr. A. 2004. V. 1025. P. 227. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2003.10.16
  28. Зенкевич И.Г., Уколов А.И. Совместная интерпретация хроматографической и масс-спектрометрической информации при идентификации продуктов конденсации карбонильных соединений // Масс-спектрометрия. 2011. Т. 8. № 4. С. 264. https://doi.org/10.1134/S1061934812130114 (Zenkevich I.G., Ukolov A.I. Combined interpretation of chromatographic and mass spectral information in identifying condensation products of carbonyl compounds // J. Anal. Chem. 2012. V. 67. № 13. P. 39.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1

Скачать (160KB)
Метаданные
3. Рис. 1.1

Скачать (27KB)
Метаданные
4. Рис.1.2

Скачать (27KB)
Метаданные
5. Рис.1.3.

Скачать (29KB)
Метаданные
6. Рис.1.4.

Скачать (22KB)
Метаданные
7. Рис.1.5.

Скачать (23KB)
Метаданные
8. Схема 1. Образование продуктов последовательного хлорирования тетралина.

Скачать (34KB)
Метаданные
9. Схема 2. Фрагментация молекулярных ионов тетралинов по типу ретрореакции Дильса–Альдера.

Скачать (35KB)
Метаданные
10. Схема 3. Схематическое изображение структурного фрагмента, хуже всего представленного среди соединений, охарактеризованных газохроматографическими индексами удерживания.

Скачать (25KB)
Метаданные
11. Схема 4. “Сборка” индановых структур из ароматического и ациклических фрагментов.

Скачать (29KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024