3,3,3-三氟丙醛的GC/MS和NMR分析

盛楠，李姣，王怀昌，邹丁艳（浙江省化工研究院有限公司，浙江杭州310023）

分析测试

3,3,3-三氟丙醛的GC/MS和NMR分析

盛楠，李姣，王怀昌，邹丁艳
（浙江省化工研究院有限公司，浙江杭州310023）

气相色谱/质谱联用（GC/MS）和核磁共振（NMR）分析技术是含氟有机分子结构解析的重要工具。本文综合利用GC/MS和NMR技术对制备的3,3,3-三氟丙醛进行分析鉴定，介绍了该化合物的结构解析过程。

气相色谱/质谱联用法；核磁共振波谱法；结构解析；3,3,3-三氟丙醛

0 引言

3,3,3-三氟丙醛是一种新型的含氟精细化学品，可以作为医药和农药的中间体及高性能材料如含氟聚合物的原料或合成中间体使用[1]，其作为催化剂和特殊溶剂也已有一定的应用，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种无色、有毒、有刺激性气味的液体，它可以和水及氯仿、丙酮、四氯化碳等有机溶剂互溶。3,3,3-三氟丙醛可以制备一系列下游衍生含氟精细化学品，如三氟丙酸甲酯/乙酯系列产品、三氟丙醇、三氟丙酰氯、三氟丙醛肟等系列含氟精细化学品；另外，3,3,3-三氟丙醛可以将三氟甲基基团引入到苯并呋喃、氮氧杂环、环酰基胍类化合物中，可以合成用于治疗Down syndrome(唐氏综合症)、Alzheimer Disease(阿尔茨海默病)和神经性精神病的药物[2]。因此，对3,3,3-三氟丙醛的研究有着重要意义，而在合成研究中首先需要对该化合物的结构进行分析确认。

由于含氟有机物的特性，气相色谱/质谱联用和核磁共振技术在其结构鉴定中起着极其重要的作用，是测定未知含氟有机物分子结构的有效工具。这里采用气质联用结合核磁共振波谱技术对3,3,3-三氟丙醛的结构进行了解析。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器：Agilent 7890B/5977A气质联用仪；Bruker AVANCE III HD 600MHz核磁共振波谱仪。

乙腈（色谱纯）；氘代氯仿（CDCl3）；四甲基硅烷（TMS）。

1.2 方法与条件

1.2.1 样品配制

准确量取0.05 mL待测样品溶解于乙腈溶液中，以100 mL容量瓶中稀释定容并摇匀用于GC/ MS分析。核磁共振分析样品则用氘代氯仿（CDCl3）作为溶剂。

1.2.2 分析条件

采用气相色谱/质谱以及核磁共振波谱法分别对配制样品进行分析。色谱分析条件：采用DB-1301毛细管柱（60 m×0.25 mm×1.0 μm）；高纯氦气作为载气，其流量1.0 mL/min；分流比：100:1；进样口温度：250°C；程序升温条件：50°C保持1 min，以每分钟10°C升温至200°C再保持2 min。质谱条件：EI离子源；源的温度230°C；电子轰击能量70 eV；四级杆质量分析器；扫描范围29 m/z~400 m/z。

核磁共振条件：1HNMR观测频率为600MHz，13C观测频率为151 MHz，19F观测频率为565 MHz；1H NMR以TMS为内标，13C NMR以CDCl3（δc77.0 ppm）为内标。

2 结果与讨论

2.1 三氟丙醛的GC/MS分析

按照1.2.2节中色谱和质谱的分析条件进行实验，图1是待测样品的总离子流色谱图，待测组分的保留时间为4.73 min。图2为此处的质谱图，从质谱图分析，该化合物的分子离子峰是m/z 112。3,3,3-三氟丙醛（CF3CH2COH）的分子量为112，在电子轰击下，CF3CH2COH化合物易形成CF3·（m/z 69）和CF2CH2（m/z 64）碎片，可产生CF3CH2（m/z 83）、·COH（m/z 29）和CF2CHCO·（m/z 91）的碎片，重排为C2H3F2·（m/z 91）基团。根据CF3CH2COH的裂解与图2质谱图的对照，解析该化合物为3,3,3-三氟丙醛。

图1 样品的GC/MS测定总离子流图

图2 组分的质谱图（保留时间4.734 min）

2.2 三氟丙醛的NMR分析

按照1.2.2节中核磁共振条件进行实验，得到待测样品的13C NMR、1H NMR、19F NMR谱图。样品经质谱解析，可能的结构式为CF3CH2COH。分析获得的核磁谱图，由图3的13C NMR谱图可知，该化合物应含有三个碳原子，δ191.59归属为醛基碳的信号峰，δ121.00～126.51是-CF3基团碳原子信号峰，其中的δ46.70～47.26则是-CH2-的碳原子信号峰。在1H NMR谱图中（图4），δ3.182～3.239是亚甲基氢(-CH2-),δ9.736～9.742归属为化合物中的醛基氢。19F NMR谱图（图5）中的δ-62.190～62.151则归属为-CF3的氟原子信号峰，1H NMR、13C NMR、19F NMR谱图的分析结果与CF3CH2COH结构相符。核磁共振和气质联用的分析结果相互验证，因此确认该化合物为3,3,3-三氟丙醛。

图3 样品的核磁共振谱图（13C NMR）

图4 样品的核磁共振谱图（1H NMR）

图5 样品的核磁共振谱图（19F NMR）

3 结论

文章针对含氟精细化学品3,3,3-三氟丙醛，利用GC/MS分析技术定性分析了该化合物的结构，同时以NMR技术对解析进行了验证。该研究方法简便、快速，能够满足3,3,3-三氟丙醛的结构鉴定的要求，也为3,3,3-三氟丙醛的合成实验提供了分析依据。

[1]亢建平,杜咏梅,曾纪王君,等.三氟丙醛的制备及应用[J].化学世界，2011,（2）:116-118.

[2]徐娇，刘武灿.三氟丙烯下游产品应用进展[J].有机氟工业，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，工程师，主要从事氟化工产品研发分析工作。E-mail：shengnan@sinochem.com。