通过GCMS测量硝酸异戊二烯

根据大气化学模型，硝酸异戊二烯在决定异戊二烯的臭氧生产效率方面发挥着重要作用；然而，由于硝酸异戊二烯尚未得到广泛测量，因此通过观察很难限制这一点^[1]。测量受到严格限制，很大程度上是由于测量单个硝酸异戊二烯异构体的能力有限。

描述了一种基于气相色谱/质谱 (GCMS) 的仪器和相关的校准方法，用于单个硝酸异戊二烯异构体的形态测量。在主化学机理中，在 NOx 存在下，通过异戊二烯与羟基自由基 (OH) 反应形成的五种伯异戊二烯硝酸酯，使用已知的异构体在两个柱相上进行鉴定，并在 Rtx-200 柱上完全分离^[2]。

由已鉴定的类似羟基硝酸酯合成后，鉴定出异戊二烯与硝酸根 (NO3) 反应产生的三种伯异戊二烯硝酸酯。基于 Tenax 吸附剂的捕集系统可以在类似现场的湿度水平下分析大多数已知的羟基和羰基伯异戊二烯硝酸盐（尽管不是 (1,2)-IN 异构体），并且不会受到典型环境浓度的影响氮氧化物和臭氧。

使用受控合成路线合成了五种异戊二烯羟基硝酸酯，并开发了一种简单的 GCMS 方法，用于在复杂的空气基质中进行分析，包括具有实际相对湿度的基质，尽管需要进一步改进来克服我们观察（1 ,2)-IN异构体。我们已经在两个不同的色谱柱上鉴定了硝酸盐，并表明使用 Rtx-200 色谱柱可以分离两种异构体（E-(4,1)-IN 和 Z-(1,4)-IN）。 - 在更广泛使用的 Rtx-1701 色谱柱上进行洗脱。

此外，我们还合成并鉴定了三种羰基异戊二烯硝酸酯，其中一种通过 NMR 明确鉴定，这证实了最近的工作结果。此外，我们已经证明它们可以在光化学实验中作为单独的异构体进行分离和测量。

在尝试合成 (2,1)-IN 期间产生的未识别物质 X 也在观察 IN 的相同光化学实验中形成。现有的有限证据表明它是一种硝化物质，并且由于仅在存在异戊二烯时在光化学实验中观察到它，因此它可能是某种异戊二烯衍生的硝酸盐，尽管它的身份和形成方式（例如（ 2,1)-IN) 完全未知。

1.Tanimoto, H., Hirokawa, J., Kajii, Y., and Akimoto, H.: Characterization of gas chromatography/negative ion chemical ionization mass spectrometry for ambient measurement of PAN: Potential interferences and long-term sensitivity drift, Geophys. Res. Lett., 27, 2089–2092, doi:10.1029/1999GL011284, 2000.

2.Nguyen, T. B., Crounse, J. D., Schwantes, R. H., Teng, A. P., Bates, K.H., Zhang, X., St. Clair, J. M., Brune, W. H., Tyndall, G. S., Keutsch, F. N., Seinfeld, J. H., and Wennberg, P. O.: Overview of the Focused Isoprene eXperiment at the California Institute of Technology (FIXCIT): mechanistic chamber studies on the oxidation of biogenic compounds, Atmos. Chem. Phys., 14, 13531–13549, doi:10.5194/acp-14-13531-2014, 2014

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