Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время актуальна задача поиска и отработки технологии вторичного использования запасов мышьякорганиче-ских соединений (МОС), ранее накопленных для применения в качестве боевых отравляющих веществ: 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина (адамсит), Р-хлорвинилдихлорарсина (люизит) и их смесей с отравляющими веществами других классов. В то же время продолжается использование МОС в медицине и ветеринарии, в качестве биоцидов для противообрастающих эмалей и защиты различных полимерных материалов от биологических повреждений. Наиболее широкое использование нашли биоцидные присадки на основе гетероциклических соединений мышьяка - производные дигидрофенарсазина и фе-ноксарсина. Специфігческой особенностью практического применения МОС является наличие эффективных методов анализа, позволяющих исключить неконтролируемое распределения собственно МОС и продуктов их разложения в окружающей среде. Особо остро этот вопрос стоит при уничтожении и переработке мышьяксодержащего химического оружия. Одним из наиболее информативных и высокочувствительных физических методов исследования при решении вышеуказанных задач является метод масс-спектрометрии. Это связано с тем, что масс-спектр представляет собой важігую характеристику, несущую большую информацию о химическом строении вещества. Низкий предел обнаружения, независимость от агрегатного состояния вещества делает этот метод одним из основным методом анализа органических и элементо-органических соединений.
Цель работы. Целью данного исследования является масс-спектрометрическое исследование мышьякорганических гетероциклических соединений - 10-алкил(арил)-10-феноксарсинов, 10-алкил(арил)-5,10-дигидрофенарсазинов, 10-(п-замещенныхфенокси)феноксарсинов и ациклических четвертичных арсониевых солей - тетрабутиларсоний галогени-дов, а также использование метода масс-спектрометрии для установления строения и идентификации продуктов реакции с участием МОС и фосфорсодержащих гетероциклических соединений.
Научная новизна работы. Впервые проведено систематическое масс-спектральные исследование широкого круга МОС. На основании масс-спектров высокого разрешения и экспериментов по анализу кинетических энергий ионов установлены общие характерные пути диссоциативной ионизации исследованных соединений. Установленные в ходе масс-спектральных исследований закономерности диссоциативной ионизации использованы для установления строения продуктов реакций с участием циклических и ациклических соединений мышьяка с п-толуол-сульфохлоридом. Методами масс-спектрометрии высокого разрешения электронного удара и химической ионизации идентифицированы тетрабутиларсоний галогениды, а также ряд новых гетероциклических фосфорбор-содержащих соединений.
Практическая ценность работы. Результаты, полученные в ходе исследований, могут быть использованы при установлении структуры и путей диссоциативной ионизации вновь полученных соединений. Данные проделанной работы могут использованы в количественном и качественном анализе МОС, что практически важно ввиду их биологической активности, а также использоваться при разработке технологии утилизации запасов мышьяксодержащих отравляющих веществ.
Апробация. Результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции (Ярославль, 1996), молодежном симпозиуме по химии фосфорорганических соединений (Санкт-Петербург, 1997), II Республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов (Казань, 1996), научной сессии посвященной памяти профессора И.М.Шермергорна (Казань, 1997), итоговой научной конференции 1996 г. Казанского Научного Центра Российской академии наук (Казань, 1997), научных сессиях Казанского государственного технологического университета (Казань, 1996-1998), XIV международной конференции по химии фосфорорганических соединений (Цинцинати, США, 1998), симпозиуме по химии и применению фосфор-, сера- и кремнийорганических соединений (Санкт-Петербург, 1998).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе тезисы 6 докладов.
Объем и структура работы. Диссертация, состоящая из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы из 103 наименований работ отечественных и зарубежных авторов, изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц и приложения. Первая глава носит характер литературного обзора, посвящена краткому изложению основных принципов масс-спектрометрии и рассмотрению имеющихся в литературе данных по масс-спектрометрии МОС. Во второй главе представлена методика эксперимента и указаны методики синтеза МОС. Третья глава посвящена данным по изучению производных феноксарсина и 5,10-дигидрофенарсазна под действием электронного удара (ЭУ). Результаты масс-спектрального установления строения продуктов новых реакций МОС и фосфорсодержащих гетероциклических соединений представлены в четвертой главе. Приложение включает распечатку некоторых масс-спектров исследованных в работе соединений.