К ВОПРОСУ О ВЫДЕЛЕНИИ И КОЛИЧЕСТВЕННОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ 1,12-БЕНЗПЕРИЛЕНА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

УДК 614.72:668.74-074

К ВОПРОСУ О ВЫДЕЛЕНИИ И КОЛИЧЕСТВЕННОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ 1,12-БЕНЗПЕРИЛЕНА

П. А. Короткое, Ю. П. Цященко, Н. Я- Янышева

Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены

1,12-бензперилен, один из полициклических, ароматических углеводородов, широко распространен во внешней среде (ВогпеГГ, и др.).

Чаще всего это соединение сопутствует 3,4-бензпирену, в связи с чем возникает необходимость разработки метода их раздельного определения.

Количественный (и качественный) анализ, 1,12-бензперилена целесообразнее всего вести по низкотемпературному (линейчатому) спектру люминесценции. Как установлено, этот метод позволяет анализировать кон-

(.07*А [

Рис. 1. Спектрограмма люминесценции твердого раствора 1,12-бензперилена в гексане при температуре жидкого азота; концентрация 1,12-бензперилена.

центрации 1,12-бензперилена, на 2 порядка меньшие, чем те, которые доступны абсорбционной ультрафиолетовой методике.

Спектр люминесценции раствора чистого 1,12-бензперилена в гексане при температуре жидкого азота показан на рис. 1. Спектрограмма получена на спектрографе ИСП-5Г с камерой 1-270 мм. Рассмотрение ее свидетельствует о том, что линия Я 1,12-4078д удобна для аналитических целей, тем более что она лежит вблизи линии X 3,4 = 4021 д люминесценции 3,4-бензпирена, которая в наших предыдущих исследованиях использовалась в качестве «внутреннего эталона» (П. А. Коротков и соавторы). В этом случае концентрация 3,4-бензпирена в смеси должна быть точно известной, и расчетная формула для количественного определения 1,12-бенз-перилена имеет следующий вид:

с _45с '..»-«""м,

^1,12 '^"3,4 /0 ,

о,4

о ¿Г

Стартовая линия

где С),12 — искомая концентрация 1,12-бензперилена; Сг,\ — известная концентрация 3,4-бензпирена; 11,12 и 13,4 — соответственно интенсивности в максимумах линий люминесценции Я],12 = 4078 А 1,12-бензперилена и Я3>4 = 4021 А 3,4-бензпирена, измеренные в" произвольных единицах шкалы отсчетного устройства фотоэлектрического спектрофотометра. Формула (1) справедлива при анализе бинарной смеси 1,12-бензперилена и 3,4-бензпирена в гексане при температуре жидкого азота; второй член в числителе (1) определяет вклад крыла линии люминесценции А.3,4 =' = 4012 А в интенсивность линии Я],^ = 4078 А.

В наших количественных исследованиях регистрация спектров люминесценции осуществлялась при помощи фотоэлектрического спектрофотометра, описанного ранее. Предельное значение концентрации 1,12-бензперилена, определяемое предложенным методом, равно 0,1— —0,05 мкг/мл\ точность определения не ниже 10%. Следует подчеркнуть, что концентрация 3,4-бензпирена, вводимого в раствор, не должна превышать 0,1—0,05 мкг/мл, ибо люминесценция 3,4-бензпирена на порядок интенсивнее люминесценции 1,12-бензперилена.

Тот факт, что в качестве «внутреннего эталона» используется люминесценции 3,4-бензпирена, обусловливает необходимость особо тщательной предварительной очистки исследуемых проб от следов 3,4-бензпирена, ибо только в этом случае при введении последнего в пробу можно точно знать его концентрацию. В то же время из-за близости физико-химических свойств этих веществ разделение их на обычных колонках практически невозможно. В связи с этим мы разработали метод бумажного хроматографического разделений 3,4-бензпирена и 1,12-бензперилена.

Согласно его методике, известное количество (Ю-1—Ю-2 мл) раствора смеси 3,4-бензпирена и 1,12-бензперилена (содержащей, щества), выделенной из исследуемого продукта при помощи предварительного фракционирования на разделительной колонке, наносят микропипеткой на ленту из бумаги «Ленинградская быстрая», пропитанную 10% раствором вазелинового масла в петролейном эфире и высушенную на воздухе. Ввиду того что мы применяли нисходящее хроматографирова-ние, стартовую линию, т. е. место нанесения исследуемой смеси, располагали в нескольких сантиметрах от верхнего края ленты, который закрепляли в ванночке с подвижным растворителем — вазелиновое масло, пет-ролейный эфир и метанол в пропорции 1:3:4 соответственно.

Разделение смеси происходит во время движения подвижного растворителя вниз по бумаге в атмосфере насыщенных паров петролейного эфира и метанола в темноте при комнатной температуре. Эффективное разделение достигается лишь при больших путях прохождения и времени эксперимента; в наших опытах длина бумажной ленты была не менее 60 см, а процесс хроматографирования продолжался 19—20 часов. В течение этого времени фронт растворителя достигал нижнего края ленты, а затем растворитель свободно стекал с бумаги.

Предварительную идентификацию веществ, соответствующих отдельным зонам хроматограммы, и выделение этих зон на ленте произво-

\ДМБА

\/12=6Пй

Рис. 2. Хроматограммы.

а — хроматограмма эталонной смеси 3,4-бензпирена (3,4-БП), 1,12-бензперилена (1,12-БП) и 9,10-диме-тил-1,2-бензантрацена (ДМБА); б — хроматограмма фракции смолы коксового газа, содержащей 3,4-бензпирен и 1,12-бензперилен.

кроме того, и другие ве-

дили визуально по цвету люминесценции зон в ультрафиолетовом свете ртутной лампы ПРК-2. Для окончательной идентификации хроматограмму разрезают на части в соответствии с зонами свечения, и каждую зону экстрагируют отдельно в гексане, после чего отдельные компонент-экстракции отождествляют по спектрограммам низкотемпературной люминесценции их твердых растворов.

С целью апробации методики было проведено хроматографирование эталонной смеси чистых 3,4 - бензпирена, 1,12-бензперилена и 9,10-диме-тил-1,2-бензантрацена, растворенных в гексане при концентрации каждой компоненты 0,5 мкг. Полученная хроматограмма показана на рис. 2, а. Из этого рисунка видно, что в данном случае происходит отчетливое разделение смеси на компоненты, подтвержденное качественным люминесцентным анализом по низкотемпературным спектрам. Отметим, что зона, содержащая 3,4-бензпирен, дает ярко-фиолетовую люминесценцию, тогда как зона 1,12-бензперилена обладает более темным фиолетовым свечением, которое легло обнаружить визуально. Количественный анализ экстракта зоны 1,12-бензперилена по люминесцентной методике, описанной выше, показал, что общее количество 1,12-бензперилена отличается от такового в объеме эталонной смеси на 3—4%. Такое расхождение в основном вызвано тем, что существует небольшое и неучитываемое перекрывание зон 3,4-бензпирена и 1,12-бензперилена, непосредственно соприкасающихся на хроматограмме.

После разделения искусственно составленной смеси описанным способом были проведены разделение и количественный анализ смолы коксового газа на содержание 1,12-бензперилена и 3,4-бензпирена.

Результаты хроматографирования фракции смолы коксового газа, содержавшей 1,12-бензперилен и 3,4-бензпирен, представлены на рис. 2, б и таблице. Эта фракция была выделена при предварительной разгонке смолы на колонке с окисью алюминия.

Таким образом, методика бумажного хроматографирования позволяет надежно разделить 1,12-бензперилен и 3,4-бензпирен. Он широко применяется в нашей лаборатории при исследовании продуктов неполного сгорания и пиролиза топлива, атмосферных загрязнений, почвы и т. д.

ЛИТЕРАТУРА

Короткое П. А., Сержантова Н. Н., Цященко Ю. П. и др. Гиг. и сан., 1964, № 12, с. 51,— В о г n е f f I., Arch. Hyg. (Berl.), 1964, Bd 148, S. 1.

Поступила 1/VII 1966 r.

Компоненты Rf Цвет люминесценции зон

А 0,06 Слабофиолетовый

Б 0,13 Голубой

В 0,19 Фиолетовый

Г 0,22 Слабофнолетовый

1,12-бензперилен 0,28 Фиолетовый

3,4-бензпирен 0,35 Ярко-фиолетовый

Д 0,40 Голубой

Примечание. Буквами А, Б, В, Г и Д в таблице и на рис. 2 обозначены неидентифицированные компоненты -фракции, являющиеся, по-видимому, также ароматическими углеводородами, судя по характеру их спектров люминесцен-цин.