JP2023110895A - フルオロエーテル系化合物の質量分析方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)パーフルオロアルキル基を有する化合物に基づく繰り返し単位を有する含フッ素重合体が媒体に分散または溶解した撥水撥油剤組成物と、炭素数が1~5のアルコールとを混合し、前記含フッ素重合体を凝集させ、含フッ素重合体の凝集物を含む液を得るステップ。
(b)前記含フッ素重合体の凝集物を含む液を固液分離し、液相を得るステップ。
(c)液体クロマトグラフ-質量分析計、液体クロマトグラフ-タンデム質量分析計またはガスクロマトグラフ-質量分析計を用いて、前記液相中の炭素数が20以下である低分子の有機化合物の濃度を測定するステップ。
1)フルオロエーテル系化合物および溶媒を含有する試料溶液を調製するステップと、
2)前記試料溶液中のフルオロエーテル系化合物をイオン化するとともに、前記溶媒を除去することにより、イオンを生成させるステップと、
3)前記イオンの質量分離を行うことにより前記イオンの質量を特定するステップと、
を含む。
Rf1-O-(CF(CF3)CF2O)n3CF(CF3)COOM (III)
(式中、Rf1は、炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であり、n3は、0~3の整数であり、Mは、H、金属原子、NR7 4、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R7は、H又は有機基である。)で表されるものである。
Rf4-O-CY1Y2-(CF2)m-COOM (V)
(式中、Rf4は、炭素数1~12のエーテル結合及び/又は塩素原子を含み得る直鎖状または分枝鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基又はアルケニル基であり、Y1及びY2は、同一若しくは異なって、H、F又はCF3であり、mは0又は1であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
Rf7-O-Rf8-O-CF2-COOM (X)
(式中、Rf7は、炭素数1~6のエーテル結合及び/又は塩素原子を含み得る直鎖状または分枝鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Rf8は、炭素数1~6の直鎖状または分枝鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
Rf9-O-CY1Y2-(CF2)m-SO3M (XI)
(式中、Rf9は、炭素数1~12のエーテル結合及び/又は塩素原子を含み得る直鎖状または分枝鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基又はアルケニル基であり、Y1及びY2は、同一若しくは異なって、H、F又はCF3であり、mは0又は1であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
Y0は、-COOM、-SO2M、又は、-SO3Mであってよく、-SO3M、又は、COOMであってよい(式中、Mは上記定義したものである。)。
Lとしては、例えば、単結合、炭素数1~10のエーテル結合を含みうる部分又は完全フッ素化されたアルキレン基が挙げられる。
Rf11-O-(CF2CF(CF3)O)n9(CF2O)n10CF2COOM (XIII)
(式中、Rf11は、塩素を含む炭素数1~5のフルオロアルキル基であり、n9は、0~3の整数であり、n10は、0~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。化合物(XIII)としては、CF2ClO(CF2CF(CF3)O)n9(CF2O)n10CF2COONH4(平均分子量750の混合物、式中、n9およびn10は上記定義したものである。)が挙げられる。
CXiXk=CXjRa-(CZ1Z2)k-Y0 (XIV)
(式中、Xi、Xj及びXkは、同一若しくは異なってもよく、F、Cl、H又はCF3であり;Y0は、SO3M又はCOOMであり;Raは連結基であり;Z1及びZ2は、同一若しくは異なってもよく、H、F又はCF3であり、kは0又は1であり、Mは、上記定義したものである。)で表される化合物が挙げられる。
a~gの合計は、0または1以上の整数であり、好ましくは1~5の整数であり、より好ましくは1~3の整数であり、さらに好ましくは1または2であり、特に好ましくは1である。
nは、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは1または2であり、さらに好ましくは1である。
フルオロエーテル系化合物の一実施形態において、gが0であって、a~fは、同一若しくは異なってもよく、それぞれ、0以上の整数であり、好ましくは0~2の整数であり、より好ましくは0または1である。
フルオロエーテル系化合物の一実施形態において、gが0であって、a~fの合計は、1以上の整数であり、好ましくは1~5の整数であり、より好ましくは1~3の整数であり、さらに好ましくは1または2であり、特に好ましくは1である。
フルオロエーテル系化合物の一実施形態において、gが0であって、nは、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは1または2であり、さらに好ましくは1である。
CF3O(CF2)3OCHFCF2COOM、
C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOM、
CF3CF2CF2OCF(CF3)COOM、
CF3CF2OCF2CF2OCF2COOM、
C2F5OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOM、
CF3OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOM、
CF2ClCF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2COOM、
CF2ClCF2CF2OCF2CF(CF3)OCF2COOM、
CF2ClCF(CF3)OCF(CF3)CF2OCF2COOM、
CF2ClCF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2COOM、
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOM、
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3M、
CF2=CFOCF2CF2SO3M、
CF2=CFOCF2CF2COOM、
CH2=CFCF2OCF(CF3)COOM、
CH2=CFCF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COOM
(各式中、Mは、H、金属原子、NR7 4、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウムまたは置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R7は、Hまたは有機基である。)
噴霧ガスの流量:2~12L/min
乾燥ガスの流量:3~13L/min
試料溶液の供給流速:50~1000μL/min
イオンを生成させる際の印加電圧:300~6000V
ネブライザーガスの圧力:30~60psi
パーフルオロブタン酸、パーフルオロペンタン酸、パーフルオロヘキサン酸、パーフルオロヘプタン酸、パーフルオロオクタン酸、パーフルオロノナン酸、パーフルオロデカン酸、パーフルオロウンデカン酸、パーフルオロドデカン酸、パーフルオロトリデカン酸、パーフルオロテトラデカン酸などのパーフルオロカルボン酸;
パーフルオロカルボン酸の一部のフッ素原子が水素原子に置換されたフルオロカルボン酸;
パーフルオロブタンスルホン酸、パーフルオロペンタンスルホン酸、パーフルオロヘキサンスルホン酸、パーフルオロヘプタンスルホン酸、パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロノナンスルホン酸、パーフルオロデカンスルホン酸、パーフルオロウンデカンスルホン酸、パーフルオロドデカンスルホン酸、パーフルオロトリデカンスルホン酸、パーフルオロテトラデカンスルホン酸などのパーフルオロスルホン酸;
1H,1H,2H,2H-パーフルオロヘキサンスルホン酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクタンスルホン酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデカンスルホン酸などの、パーフルオロスルホン酸の一部のフッ素原子が水素原子に置換されたフルオロスルホン酸;
2-(N-メチルパーフルオロオクタンスルホンアミド)酢酸、2-(N-エチルパーフルオロオクタンスルホンアミド)酢酸などのパーフルオロカルボン酸またはパーフルオロスルホン酸の誘導体;
などが挙げられる。
1)フルオロエーテル系化合物および溶媒を含有する試料溶液を調製し、
2)前記試料溶液中のフルオロエーテル系化合物をイオン化するとともに、前記溶媒を除去することにより、イオンを生成させ、
3)前記イオンの質量分離を行うことにより前記イオンの質量を特定する
フルオロエーテル系化合物の質量分析方法であり、
前記イオンを生成させる際に、
前記試料溶液を330℃以下の噴霧ガスとともに噴霧することにより液滴を生成させ、生成した前記液滴を190℃以下の乾燥ガスと接触させる
質量分析方法。
<2> 本開示の第2の観点によれば、
前記試料溶液のpHが、8未満である第1の観点による質量分析方法が提供される。
<3> 本開示の第3の観点によれば、
前記イオンを生成させる際の圧力が、大気圧である第1または第2の観点による質量分析方法が提供される。
<4> 本開示の第4の観点によれば、
前記イオンを生成させる方法が、エレクトロスプレーイオン化法である第1~第3のいずれかの観点による質量分析方法が提供される。
<5> 本開示の第5の観点によれば、
前記フルオロエーテル系化合物が、一般式:
<6> 本開示の第6の観点によれば、
プレカーサーイオンとして、一般式:
<7> 本開示の第7の観点によれば、
フルオロエーテル系化合物以外の含フッ素化合物をさらに含有する試料溶液を調製し、フルオロエーテル系化合物に加えて、含フッ素化合物をイオン化するとともに、前記溶媒を除去することにより、フルオロエーテル系化合物のイオンおよび含フッ素化合物のイオンを生成させて、フルオロエーテル系化合物のイオンの質量に加えて、含フッ素化合物のイオンの質量を特定する第1~第6のいずれかの観点による質量分析方法が提供される。
(液体クロマトグラフィー質量分析装置)
(LC-MS/MS)
LC:Agilent社製、1290 Infinity II
MS:Agilent社製、Ultivo LC/TQ
カラム:Agilent社製、ZORBAX Extend-C18、2.1mm×50mm、1.8μm
移動相:(A液)20mM酢酸アンモニウム水溶液、(B液)LC/MS用アセトニトリル
組成:A液:B液=40:60
サンプル注入量:1μL
流速:200μL/min
カラム温度:40℃
イオン化法:Negative ESI
<2,3,3,3-テトラフルオロ-2-(1,1,2,2,3,3,3-ヘプタフルオロプロポキシ)プロパン酸>
MRMモニターイオン:329.0→285.0
フラグメンター電圧:50V
コリジョンエネルギー:1V
<PFOA>
MRMモニターイオン:413.0→369.0
フラグメンター電圧:110V
コリジョンエネルギー:5V
2,3,3,3-テトラフルオロ-2-(1,1,2,2,3,3,3-ヘプタフルオロプロポキシ)プロパン酸、および、PFOAは、富士フィルム和光純薬株式会社より購入した。
実験例1では、極めて限定された範囲の噴霧ガスの温度が、フルオロエーテル系化合物の検出感度を著しく向上させることを示す。
乾燥ガス温度:150℃
乾燥ガス流量:5L/min
噴霧ガス温度(シースガス温度):表1に記載のとおり
噴霧ガス流量:7.5L/min
ネブライザー圧:50psi
Frag:50V
CE:1V
キャピラリー電圧:表1に記載のとおり
実験例2では、極めて限定された範囲の乾燥ガスの温度が、フルオロエーテル系化合物の検出感度を著しく向上させることを示す。
乾燥ガス温度:表2に記載のとおり
乾燥ガス流量:5L/min
噴霧ガス温度:250℃
噴霧ガス流量:7.5L/min
ネブライザー圧:50psi
Frag:50V
CE:1V
キャピラリー電圧:表2に記載のとおり
実験例3および4では、本開示の質量分析方法を用いてパーフルオロオクタン酸(PFOA)の質量を分析すると、パーフルオロオクタン酸(PFOA)を十分な感度で検出できないことを示す。
乾燥ガス温度:150℃
乾燥ガス流量:5L/min
噴霧ガス温度(シースガス温度):表3に記載のとおり
噴霧ガス流量:7.5L/min
ネブライザー圧:50psi
Frag:110V
CE:5V
キャピラリー電圧:表3に記載のとおり
乾燥ガス温度:表4に記載のとおり
乾燥ガス流量:5L/min
噴霧ガス温度:250℃
噴霧ガス流量:7.5L/min
ネブライザー圧:50psi
Frag:110V
CE:5V
キャピラリー電圧:表4に記載のとおり
(液体クロマトグラフィー質量分析装置)
(LC-MS/MS)
LC:Agilent社製、1290 Infinity II
MS:Agilent社製、Ultivo LC/TQ
カラム:Agilent社製、ZORBAX Extend-C18、2.1mm×50mm、1.8μm
移動相:(A液)20mM酢酸アンモニウム水溶液、(B液)LC/MS用アセトニトリル
組成:A液:B液=80:20 (0-1分)
↓ (1-6分)
60:40 (6-7分)
↓ (7-12分)
95:5 (12-15分)
サンプル注入量:5μL
流速:300μL/min
カラム温度:40℃
イオン化法:Negative ESI
実験例5では、2,3,3,3-テトラフルオロ-2-(1,1,2,2,3,3,3-ヘプタフルオロプロポキシ)プロパン酸と、パーフルオロブタン酸、パーフルオロペンタン酸、パーフルオロヘキサン酸、パーフルオロヘプタン酸、パーフルオロオクタン酸、パーフルオロノナン酸、パーフルオロデカン酸、パーフルオロウンデカン酸、パーフルオロドデカン酸、パーフルオロトリデカン酸、パーフルオロテトラデカン酸との同時測定が可能であることを示す。
乾燥ガス温度:150℃
乾燥ガス流量:5L/min
噴霧ガス温度(シースガス温度):250℃
噴霧ガス流量:7.5L/min
ネブライザー圧:50psi
Frag:表5に記載のとおり
CE:表5に記載のとおり
キャピラリー電圧:2500V
実験例6では、2,3,3,3-テトラフルオロ-2-(1,1,2,2,3,3,3-ヘプタフルオロプロポキシ)プロパン酸と、パーフルオロブタン酸、パーフルオロペンタン酸、パーフルオロヘキサン酸、パーフルオロヘプタン酸、パーフルオロオクタン酸、パーフルオロノナン酸、パーフルオロデカン酸、パーフルオロウンデカン酸、パーフルオロドデカン酸、パーフルオロトリデカン酸、パーフルオロテトラデカン酸との同時測定において、限定された乾燥ガス温度の範囲外ではフルオロエーテル系化合物の検出感度が低下することを示す。
Claims (7)
- 1)フルオロエーテル系化合物および溶媒を含有する試料溶液を調製し、
2)前記試料溶液中のフルオロエーテル系化合物をイオン化するとともに、前記溶媒を除去することにより、イオンを生成させ、
3)前記イオンの質量分離を行うことにより前記イオンの質量を特定する
フルオロエーテル系化合物の質量分析方法であり、
前記イオンを生成させる際に、
前記試料溶液を330℃以下の噴霧ガスとともに噴霧することにより液滴を生成させ、生成した前記液滴を190℃以下の乾燥ガスと接触させる
質量分析方法。 - 前記試料溶液のpHが、8未満である請求項1に記載の質量分析方法。
- 前記イオンを生成させる際の圧力が、大気圧である請求項1または2に記載の質量分析方法。
- 前記イオンを生成させる方法が、エレクトロスプレーイオン化法である請求項1または2に記載の質量分析方法。
- フルオロエーテル系化合物以外の含フッ素化合物をさらに含有する試料溶液を調製し、フルオロエーテル系化合物に加えて、含フッ素化合物をイオン化するとともに、前記溶媒を除去することにより、フルオロエーテル系化合物のイオンおよび含フッ素化合物のイオンを生成させて、フルオロエーテル系化合物のイオンの質量に加えて、含フッ素化合物のイオンの質量を特定する請求項1または2に記載の質量分析方法。
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