СПОСОБ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ β, β'-ΔИХЛОРДИЭТИЛСУЛЬФИДА ПО ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ИНДЕКСУ УДЕРЖИВАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК G01N30/02 

Изобретение относится к области анализа химических и физических свойств веществ, конкретно к области анализа небиологических материалов физическими и химическими методами.

Актуальность разработки надежного и достоверного способа идентификации β,β’-дихлордиэтилсульфида (иприта) вызвана необходимостью обеспечения безопасности при решении задач, связанных с хранением и уничтожением иприта, меньшими ресурсными и стоимостными затратами, повышением чувствительности определения, а также простотой и доступностью данного способа.

Известен способ идентификации, предложенный Ковачем, позволяющий определять относительные данные удерживания, используя в качестве стандартов гомологический ряд н-алканов (Э. Лейбниц, Х.Г. Штруппе. Руководство по газовой хроматографии. - М.: Мир, 1988. T. 1. - 479 с.). Выбор этого ряда наиболее естественен, так как н-алканы представляют собой "нулевую структуру", на основе которой можно воспроизвести структуру всех органических веществ. Новый параметр Ковач назвал "индексом удерживания" (ИУ).

Наряду с неоспоримыми достоинствами система индексов Ковача обладает также и некоторыми недостатками. К таковым относится то обстоятельство, что н-алканы не всегда являются наиболее удобными веществами сравнения вследствие разности преобладающего вида взаимодействия с неподвижной жидкой фазой (НЖФ) н-алканов и анализируемых веществ. Это обстоятельство существенно сказывается на хроматографических характеристиках - времени и объеме удерживания при применении НЖФ различной полярности, что приводит к большому диапазону значений ИУ одного и того же анализируемого вещества. Кроме этого, возможность использования опубликованных ИУ затруднена главным образом вследствие межлабораторного различия в воспроизводимости их определения. Эти различия обусловлены как неточностью воспроизведения и поддержания аппаратурных параметров хроматографической системы, так и межфазной адсорбцией, вследствие которой даже колонки с одной и той же НЖФ приходится рассматривать как различные разделяющие системы.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа идентификации иприта по индексу удерживания, рассчитанного с использованием реперной сетки веществ сравнения, в качестве которых используют его фторированные и бромированные аналоги.

Решение поставленной задачи достигается тем, что по аналогии с системой ИУ Ковача идентификация проводится по двум веществам сравнения, имеющим время выхода в хроматографической колонке непосредственно до и после анализируемого вещества.

где z - аналог иприта, выходящий из колонки до иприта, z+1 - аналог иприта выходящий из колонки после иприта.

Данные выражают в логарифмической шкале. По аналогии с н-парафинами индекс каждого последующего члена ряда аналогов отличается на 100 единиц индекса (е.и.). Полученным таким образом численным характеристикам параметров удерживания присвоили название - индивидуальный индекс удерживания (ИИУ).

В табл. 1-2 приведены сравнительные характеристики ИУ и ИИУ иприта для однотипных и различных по полярности НЖФ.

Из данных, представленных в табл. 1, следует, что величины ИУ Ковача, полученные при использовании нескольких НЖФ одинакового состава с соблюдением заданных единых хроматографических условий, отличаются на незначительную величину в пределах 10-15 е.и., то же самое происходит и с величинами ИИУ. Сопоставляя данные значений ИУ Ковача и ИИУ, приведенные в табл. 2, заметна взаимосвязь изменения значений индексов от увеличения полярности НЖФ, однако диапазоны изменения ИУ Ковача и ИИУ существенно отличаются, изменяясь для первого на величину более 700 е.и., а для ИИУ не более чем на 2 е.и.

Проверка работоспособности предлагаемого способа идентификации иприта проводилась в лабораторных условиях на аналитическом оборудовании фирмы "Hewlett Packard", США в составе газового хроматографа HP 5890, автодозатора HP 7673 и автоматической системы обработки данных на базе ПЭВМ Vectra 48/33VL.

В качестве веществ - "мешающих примесей", присутствующих в пробах анализируемых образцов сложных матриц, таких как почва, воздух промышленной зоны или природные и очищенные сточные воды, и затрудняющих идентификацию иприта, предложены вещества, являющиеся продуктами деструкции иприта, имеющие близкое химическое строение, содержащие атомы серы и галогенов, а также вещества с близкими физико-химическими свойствами, такими как температура кипения и молекулярная масса.

На примере данных веществ проводили сравнение изменений, происходящих с индексами, полученными в системе н-парафинов и в системе аналогов иприта. Данные об изменении хроматографических параметров исследовались на нескольких НЖФ с различной полярностью. Результаты проведенного исследования представлены в табл. 3.

Из данных, представленных в табл.3, следует, что величина ИИУ, полученная при использовании нескольких НЖФ, для иприта практически не изменяется (менее 1 е.и.), в то время как для веществ, принятых в качестве "мешающих примесей", ИИУ изменяется очень существенно, например: для тиодигликоля на 7 е.и., 1,4-дитиана до 15 е.и. и т.д. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности применения предложенного способа в целях достоверной идентификации иприта.

Необходимо отметить что использование в качестве веществ сравнения аналогов иприта позволяет проводить его идентификацию методом газовой хроматографии с применением высокочувствительных, селективных детекторов (пламенно-фотометрический, электронного захвата), что существенно повышает избирательность предложенного способа идентификации и снижает уровень определения минимально детектируемого количества иприта, находящегося в следовых количествах в пробах сложных матриц.

Использование: для анализа небиологических материалов физическими и химическими методами. Сущность: при расчете индекса удерживания иприта в качестве веществ сравнения используют фторированные и бромированные аналоги иприта. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности идентификации иприта. Использование высокочувствительных селективных детекторов (пламенно-фотометрический, электронного захвата) позволяет проводить количественный химический анализ иприта в пробах сложных матриц в следовых количествах. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ газохроматографической идентификации β, β′-дихлордиэтилсульфида (иприт), основанный на определении индекса удерживания, отличающийся тем, что в качестве веществ сравнения, для расчета индекса удерживания, используют фторированные и бромированные аналоги иприта.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что позволяет проводить идентификацию иприта с применением селективных, высокочувствительных детекторов – пламенно-фотометрического или электроннозахватного.