ХРОМАТОМАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ КРЕЗОКСИМ-МЕТИЛА В РАСТВОРАХ

Tatiana I. Pushkareva, Sergey S. Ermakov, Igor G. Zenkevich

Аннотация


Продукты электрохимических превращений органических соединений во многом аналогичны продуктам химических реакций с их участием. Информация о природе и механизмах образования таких продуктов важна для пестицидов, так как позволяет охарактеризовать механизмы их распада в почве, водных средах и растениях. В настоящей работе рассмотрена совокупность электрохимических процессов с участием такого пестицида класса стробилуринов как крезоксим-метил [метил (Е)-2-метоксиимино-[2-(2-метилфеноксиметил)­фенил]ацетат] в его растворе с концентрацией 100 мкг/мл в водно-органической среде [смесь водного раствора формиата аммония (рН = 7.4) и ацетонитрила (3 : 1 по объему)] и результаты хромато-масс-спектрометрической идентификации (ВЭЖХ-ЭР-МС-МС) образующихся продуктов. Установлено, что в смеси продуктов электролиза крезоксим-метила преобладают продукты гидролиза, в том числе, соответствующая карбоновая кислота и такие продукты деметилирования как оксимы. Продукты окисления крезоксим-метила, например, соответствующая гидроксамовая кислота, обнаружены  лишь в незначительных количествах. В то же время в смеси продуктов трансформации крезоксим-метила  найдены продукты восстановления – амины, наиболее вероятно получающиеся из таких продуктов гидролиза крезоксим-метила как оксимы. Из-за ограниченной  информативности  метода ВЭЖХ-ЭР-МС-МС при установлении  структуры ранее не охарактеризованных аналитов, для идентификации продуктов электрохимических превращений крезоксим-метила был использован такой прием, как сравнение относительных интенсивностей пиков компонентов реакционных смесей при регистрации положительно и отрицательно заряженных ионов. В первом случае преобладают сигналы протонированных аминов, а во втором – соединений, содержащих ионизированные при рН = 7.4 карбоксильные группы.

Ключевые слова: пестициды, крезоксим-метил, электрохимические процессы, гидролиз, окисление и восстановление, идентификация продуктов

DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2018.22.3.009


Полный текст:

PDF

Литература


REFERENCES

Gil Y., Sinfort C. Emission of pesticides to the air during sprayer application: A bibliographic review. Atmos. Environ, 2005, vol. 39, pp. 5183-5193.

Akiyama Y., Yoshioka N., Tsuji M. Studies on pesticide degradation products in pesticide residue analysis. J. Food Hyg. Soc. JPN, 1998, vol. 39, pp. 303-309.

Andreu VOL., Pico Y. Determination of pesticides and their degradation products in soil: critical review and comparison of methods. Trends Analyt Chem, 2004, vol. 23, pp. 772-789. DOI: 10.1016/j.trac.2004.07.008.

Rashidi M.Al., Mouden O.El., Chakir A., Roth E., Salghi R. The heterogeneous photo-oxidation of difenoconazole in the atmosphere. Atmos. Environ, 2011, vol. 45, pp. 5997-6003. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2011.07.062.

Kresoxim-methyl. Available at: http://www.pesticidy.ru/active_substance/kresoxim_methyl (Accessed: May 2018).

Zenkevich I.G., Pushkareva T.I. Systematization of the results of the chromato¬graphy-mass spectrometry identification of the products of quercatin oxidation by atmospheric oxigen in aqueous solutions. J. Analyt. Chem., 2017, vol. 72, no. 10, pp. 890-903. DOI: 10.1134/S1061934817080147.

Zenkevich I.G., Pushkareva T.I. Chromato-mass spectrometric identification of unusual products of 4-isopropylphenol oxidation in aqueous solutions. Rus. J. General Chem., 2018, vol. 88, no. 1, pp. 9-17. DOI: 10.1134/S1070363218010024.

Almeida J.M.S., Toloza C.A.T., Dornellas R.M., Silva A.R., Aucélio R.Q. Electrooxidation of trifloxystrobin at the boron-doped diamond electrode: electroche¬mical mechanism, quantitative determination and degradation studies Int. J. Environ. Anal. Chem, 2016, vol. 96, no. 10, pp. 959-977. DOI:10.1080/03067319.2016.1220005.

Preparation of benzophenone oxime. Available at: http://www.prepchem.com/synthesis-of-benzophenone-oxime/ (Accessed: May 2018).

Khandelwal A., Gupta S., Gajbhiye V.T., Varghese E. Degradation of kresoxim-methyl in water: impact of varying pH, temperature, light and atmospheric CO2 level. Bull Environ. Contam. Toxicol, 2016, vol. 96, no. 1, pp. 130-136. DOI: 10.1007/s00128-015-1627-0.

Khandelwal A., Gupta S., Gajbhiye V.T., Varghese E. Degradation of kresoxim-methyl in soil: impact of varying moisture, organic matter, soil sterilization, soil type, light and atmospheric CO2 level. Chemosphere, 2014, vol. 111, no. 1, pp. 209-217. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2014.03.044.

Herman J.L., Kresoxim-methyl. Joint meeting of the FAO panel of experts on pesticide in food and the environment and WHO core assessment group on pesticide residues. Report. Rome, 1998, P. 147-160.

Krishnaveni N.S., Surendra K., Nageswar Y.V.D., Rao K.R. Deoximation of oximes with 2-iodylbenzoic acid in water in the presence of β-cyclodextrin. Synthesis, 2013, vol. 40, no. 13, pp. 1968-1970. DOI: 10.1055/s-2003-41448.

Quan N., Shi X., Nie L., Dong J., Zhu R. A green chemistry method for the regeneration of carbonyl compounds from oximes by using cupric chloride dihydrate as a recoverable promoter for hydrolysis. Synlett, 2011, vol. 20, no. 7, pp. 1028-1032. DOI: 10.1055/s-0030-1259730.

Liu S., Yang Y., Zhen X., Li J., He H., Feng J. Whiting A., Enhanced reduction of C–N multiple bonds using sodium borohydride and an amorphous nickel catalyst. Org. Biomol. Chem, 2012, vol. 663, no. 30, pp. 663-670. DOI: 10.1039/c1ob06471a.

Micskei K., Holczknecht O., Hajdu C., Patonay T., Marchis V., Meo M., Zucchi C., Palyi G. Asymmetric synthesis of amino acids by Cr(II) complexes of natural amino acids. J. Organomet. Chem, 2003, vol. 682, no. 4, pp. 143-148. DOI: 10.1016/S0022-328X(03)00775-7.

Topcu S. Electrochemical and theoretical studies of some aromatic oxime derivatives carrying –C=O and –NH–R groups in the α-position. J. Electrochem. Soc, 2016, vol. 163, no. 9, pp. 122-126. DOI: 10.1149/2.0241609jes.

Smith C.D., Bartley J.PP., Bottle S.E., Micallef A.S., Reid D.A. Electrospray ionization mass spectrometry of stable nitroxide free radicals and two isoindoline nitroxide dimers. J. Mass Spectrom, 2000, vol. 35, no. 10, pp. 607-611. DOI: 10.1002/(SICI)1096-9888(200005)35:5<607::AID-JMS967>3.0.CO;2-7.

Karancsi T., Slégel PP., Novák L., Pirok G., Kovács PP., Vékey K. Unusual behaviour of some isochromene and benzofuran derivatives during electrospray ionization. Rapid Commun. Mass Spectrom, 1997, vol. 20, no. 11, pp. 81-84. DOI: 10.1002/(SICI)1097-0231(19970115)11:1<81::AID-RCM803>3.0.CO;2-W.

Charbonnier F., Berthelot L., Rolando C. Differentiating between capillary and counter electrode processes during electrospray ionization by opening the short circuit at the collector. Anal. Chem, 1999, vol. 71, no. 3, pp. 1585-1591. DOI: 10.1021/ac980799l.

Mora J.F., Berkel G.J., Enke C.G., Cole R.B., Martinez-Sanchez M., Fenn J.B. Electrochemical processes in electrospray ionization mass spectrometry. J. Mass Spectrom, 2000, vol. 35, no. 5, pp. 939-952. DOI: 10.1002/1096-9888(200008)35:8<939::AID-JMS36>3.0.CO;2-V.

Green R.A., Brown R. C.D., Pletcher D. Understanding the performance of a microfluidic electrolysis cell for routine organic electrosynthesis. J. Flow. Chem, 2015, vol. 5, no. 1, pp. 31-36. DOI: 10.1556/JFC-D-14-00027.

Steckhan E., Arns T., Heineman W.R., Hilt G., Hoormann D., Jorissen J., Kroner L., Lewall B., Putter H. Environmental protection and economization of resources by electroorganic and electroenzymatic syntheses. Chemosphere, 2001, vol. 43, pp. 63-73.

Paddon C.A., Atobe M., Fuchigami T., He P., Watts P., Haswell S.J., Pritchard G.J., Bull S.D., Marken F. Towards paired and coupled electrode reactions for clean organic microreactor electrosyntheses. J. Appl.Electrochem, 2006, vol. 41, no. 61, pp. 617-634. DOI: 10.1007/s10800-006-9122-2.

Dornellas R.M., Franchini R.A.A., Silva A.R., Matos R.C., Aucelio R.Q. Determination of the fungicide kresoxim-methyl in grape juices using square-wave voltammetry and a boron-doped diamond electrode. J. Electroanal. Chem, 2013, vol. 708, no. 1, pp. 46-53. DOI: 10.1016/j.jelechem.2013.09.015.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.