3,3,3-三氟丙醛的GC/MS和NMR分析

盛楠，李姣，王懷昌，鄒丁艷（浙江省化工研究院有限公司，浙江杭州310023）

分析測(cè)試

3,3,3-三氟丙醛的GC/MS和NMR分析

盛楠，李姣，王懷昌，鄒丁艷
（浙江省化工研究院有限公司，浙江杭州310023）

氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（GC/MS）和核磁共振（NMR）分析技術(shù)是含氟有機(jī)分子結(jié)構(gòu)解析的重要工具。本文綜合利用GC/MS和NMR技術(shù)對(duì)制備的3,3,3-三氟丙醛進(jìn)行分析鑒定，介紹了該化合物的結(jié)構(gòu)解析過(guò)程。

氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法；核磁共振波譜法；結(jié)構(gòu)解析；3,3,3-三氟丙醛

0 引言

3,3,3-三氟丙醛是一種新型的含氟精細(xì)化學(xué)品，可以作為醫(yī)藥和農(nóng)藥的中間體及高性能材料如含氟聚合物的原料或合成中間體使用[1]，其作為催化劑和特殊溶劑也已有一定的應(yīng)用，在含氟脂肪族化合物中占有重要地位。3,3,3-三氟丙醛是一種無(wú)色、有毒、有刺激性氣味的液體，它可以和水及氯仿、丙酮、四氯化碳等有機(jī)溶劑互溶。3,3,3-三氟丙醛可以制備一系列下游衍生含氟精細(xì)化學(xué)品，如三氟丙酸甲酯/乙酯系列產(chǎn)品、三氟丙醇、三氟丙酰氯、三氟丙醛肟等系列含氟精細(xì)化學(xué)品；另外，3,3,3-三氟丙醛可以將三氟甲基基團(tuán)引入到苯并呋喃、氮氧雜環(huán)、環(huán)?；翌?lèi)化合物中，可以合成用于治療Down syndrome(唐氏綜合癥)、Alzheimer Disease(阿爾茨海默病)和神經(jīng)性精神病的藥物[2]。因此，對(duì)3,3,3-三氟丙醛的研究有著重要意義，而在合成研究中首先需要對(duì)該化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析確認(rèn)。

由于含氟有機(jī)物的特性，氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用和核磁共振技術(shù)在其結(jié)構(gòu)鑒定中起著極其重要的作用，是測(cè)定未知含氟有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的有效工具。這里采用氣質(zhì)聯(lián)用結(jié)合核磁共振波譜技術(shù)對(duì)3,3,3-三氟丙醛的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器：Agilent 7890B/5977A氣質(zhì)聯(lián)用儀；Bruker AVANCE III HD 600MHz核磁共振波譜儀。

乙腈（色譜純）；氘代氯仿（CDCl3）；四甲基硅烷（TMS）。

1.2 方法與條件

1.2.1 樣品配制

準(zhǔn)確量取0.05 mL待測(cè)樣品溶解于乙腈溶液中，以100 mL容量瓶中稀釋定容并搖勻用于GC/ MS分析。核磁共振分析樣品則用氘代氯仿（CDCl3）作為溶劑。

1.2.2 分析條件

采用氣相色譜/質(zhì)譜以及核磁共振波譜法分別對(duì)配制樣品進(jìn)行分析。色譜分析條件：采用DB-1301毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×1.0 μm）；高純氦氣作為載氣，其流量1.0 mL/min；分流比：100:1；進(jìn)樣口溫度：250°C；程序升溫條件：50°C保持1 min，以每分鐘10°C升溫至200°C再保持2 min。質(zhì)譜條件：EI離子源；源的溫度230°C；電子轟擊能量70 eV；四級(jí)桿質(zhì)量分析器；掃描范圍29 m/z~400 m/z。

核磁共振條件：1HNMR觀測(cè)頻率為600MHz，13C觀測(cè)頻率為151 MHz，19F觀測(cè)頻率為565 MHz；1H NMR以TMS為內(nèi)標(biāo)，13C NMR以CDCl3（δc77.0 ppm）為內(nèi)標(biāo)。

2 結(jié)果與討論

2.1 三氟丙醛的GC/MS分析

按照1.2.2節(jié)中色譜和質(zhì)譜的分析條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖1是待測(cè)樣品的總離子流色譜圖，待測(cè)組分的保留時(shí)間為4.73 min。圖2為此處的質(zhì)譜圖，從質(zhì)譜圖分析，該化合物的分子離子峰是m/z 112。3,3,3-三氟丙醛（CF3CH2COH）的分子量為112，在電子轟擊下，CF3CH2COH化合物易形成CF3·（m/z 69）和CF2CH2（m/z 64）碎片，可產(chǎn)生CF3CH2（m/z 83）、·COH（m/z 29）和CF2CHCO·（m/z 91）的碎片，重排為C2H3F2·（m/z 91）基團(tuán)。根據(jù)CF3CH2COH的裂解與圖2質(zhì)譜圖的對(duì)照，解析該化合物為3,3,3-三氟丙醛。

圖1 樣品的GC/MS測(cè)定總離子流圖

圖2 組分的質(zhì)譜圖（保留時(shí)間4.734 min）

2.2 三氟丙醛的NMR分析

按照1.2.2節(jié)中核磁共振條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到待測(cè)樣品的13C NMR、1H NMR、19F NMR譜圖。樣品經(jīng)質(zhì)譜解析，可能的結(jié)構(gòu)式為CF3CH2COH。分析獲得的核磁譜圖，由圖3的13C NMR譜圖可知，該化合物應(yīng)含有三個(gè)碳原子，δ191.59歸屬為醛基碳的信號(hào)峰，δ121.00～126.51是-CF3基團(tuán)碳原子信號(hào)峰，其中的δ46.70～47.26則是-CH2-的碳原子信號(hào)峰。在1H NMR譜圖中（圖4），δ3.182～3.239是亞甲基氫(-CH2-),δ9.736～9.742歸屬為化合物中的醛基氫。19F NMR譜圖（圖5）中的δ-62.190～62.151則歸屬為-CF3的氟原子信號(hào)峰，1H NMR、13C NMR、19F NMR譜圖的分析結(jié)果與CF3CH2COH結(jié)構(gòu)相符。核磁共振和氣質(zhì)聯(lián)用的分析結(jié)果相互驗(yàn)證，因此確認(rèn)該化合物為3,3,3-三氟丙醛。

圖3 樣品的核磁共振譜圖（13C NMR）

圖4 樣品的核磁共振譜圖（1H NMR）

圖5 樣品的核磁共振譜圖（19F NMR）

3 結(jié)論

文章針對(duì)含氟精細(xì)化學(xué)品3,3,3-三氟丙醛，利用GC/MS分析技術(shù)定性分析了該化合物的結(jié)構(gòu)，同時(shí)以NMR技術(shù)對(duì)解析進(jìn)行了驗(yàn)證。該研究方法簡(jiǎn)便、快速，能夠滿足3,3,3-三氟丙醛的結(jié)構(gòu)鑒定的要求，也為3,3,3-三氟丙醛的合成實(shí)驗(yàn)提供了分析依據(jù)。

[1]亢建平,杜詠梅,曾紀(jì)王君,等.三氟丙醛的制備及應(yīng)用[J].化學(xué)世界，2011,（2）:116-118.

[2]徐嬌，劉武燦.三氟丙烯下游產(chǎn)品應(yīng)用進(jìn)展[J].有機(jī)氟工業(yè)，2013,（2）:28-31.

Identification of 3,3,3-Trifluoro-propanal by GC/MS and NMR

SHENG Nan，LI Jiao，WANG Huai-chang，ZOU Ding-yan
（Zhejiang Chemical Industry Research institute Co.，Ltd.,Hangzhou，Zhejiang 310023,China）

GC/MS and NMR is an important tool of organo-fluorine matter analysis.In this paper,the structure of 3,3,3-trifluoropropanal was analyzed by GC/MS and NMR.

GC/MS;NMR;structure characterization;3,3,3-trifluoropropanal

1006-4184（2015）3-0044-04

2014-10-20

盛楠(1986-)，女，工程師，主要從事氟化工產(chǎn)品研發(fā)分析工作。E-mail：shengnan@sinochem.com。