邱 露,冉艷瓊
(1.成都大學(xué)生物產(chǎn)業(yè)學(xué)院,四川 成都610106;2.四川省天然氣化工研究院新產(chǎn)品研究所,四川 成都610212)
亞氨基二乙腈(IDAN)主要用于合成除草劑草甘膦[1],目前已成為世界上銷量最大、使用最廣泛[2,3]、增長速度最快的農(nóng)藥[4],同時(shí)作為一種重要的精細(xì)化工中間體,在染料、電鍍、水處理、合成樹脂、炸藥[5-7]等領(lǐng)域也有廣泛的用途。亞氨基二乙腈生產(chǎn)過程中少量的亞氨基二乙腈容易與甲醛發(fā)生聚合,生成亞甲基二亞氨基二乙腈(MBIDAN),因此亞氨基二乙腈產(chǎn)品中常含有少量的MBIDAN。亞氨基二乙腈常用的化學(xué)分析方法為亞硝酸鈉滴定法[8],其原理是利用脂肪族仲胺與亞硝酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成N-亞硝基胺[9,10],反應(yīng)式為:(CH2)2N-H+HO-N=O→(CH2)2N-N=O+H2O。該法適用于純度較高亞氨基二乙腈的分析,但其測(cè)得結(jié)果是亞氨基二乙腈和MBIDAN中IDAN基兩部分的總含量,而不是亞氨基二乙腈的真實(shí)含量。若采用高效液相色譜法則能將這兩部分分離開來測(cè)定含量,從而能更精確地判斷產(chǎn)品優(yōu)劣。
作者在此提出以水-乙腈緩沖溶液為流動(dòng)相的高效液相色譜法,采用外標(biāo)法分別測(cè)得亞氨基二乙腈和MBIDAN的含量,該法準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好,可用于常規(guī)產(chǎn)品分析,也可用于中間檢測(cè)。
乙腈為色譜純;亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)品(含量>99%);MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)品(含量>99%);亞氨基二乙腈樣品,自制;水為三次重蒸餾且已經(jīng)過濾的水。
Agilent 1120型一體式高效液相色譜儀(VWD紫外檢測(cè)器、二元高壓梯度泵、Agilent 1120記錄儀)。
色譜柱:Agilent TC-C18(2)(4.6mm×250mm,5μm);流動(dòng)相:水-乙腈緩沖溶液(體積比80∶20,pH=5.5);檢測(cè)波長:205nm;流速:1.0mL·min-1;柱溫:35℃;進(jìn)樣體積:10μL;以峰面積外標(biāo)法定量。
(1)亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)溶液:準(zhǔn)確稱取亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)品0.4g(精確至0.0002g),置于100mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻,用0.45μm微孔濾膜過濾,待用。
(2)MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)溶液:準(zhǔn)確稱取MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)品0.03g(精確至0.0002g),置于100mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻,用0.45μm微孔濾膜過濾,待用。
(3)亞氨基二乙腈樣品溶液:準(zhǔn)確稱取0.4g亞氨基二乙腈樣品,置于100mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻,用0.45μm微孔濾膜過濾,待用。
按照1.2色譜條件,待儀器基線穩(wěn)定后,連續(xù)注入數(shù)針標(biāo)準(zhǔn)溶液,計(jì)算各針相對(duì)相應(yīng)值的重復(fù)性,相鄰兩針的相應(yīng)值變化不大于1.5%。按下列次序進(jìn)樣:亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)溶液、MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)溶液、亞氨基二乙腈樣品溶液、亞氨基二乙腈樣品溶液、亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)溶液、MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)溶液。
(1)亞氨基二乙腈樣品中IDAN的含量X1依下式計(jì)算:
式中:A1為亞氨基二乙腈樣品溶液中亞氨基二乙腈峰面積的平均值;A2為亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)溶液中亞氨基二乙腈峰面積的平均值;M1為亞氨基二乙腈樣品的質(zhì)量,g;M2為亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量,g;P為亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)品中亞氨基二乙腈的含量,%。
(2)亞氨基二乙腈樣品中MBIDAN的含量X2依下式計(jì)算:
式中:A′1為亞氨基二乙腈樣品溶液中 MBIDAN峰面積的平均值;A′2為 MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)溶液中 MBIDAN峰面積的平均值;M′2為 MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量,g;P′為MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)品中MBIDAN的含量,%。
(3)亞氨基二乙腈樣品中IDAN總含量依下式計(jì)算:
2.1.1 檢測(cè)波長
取適量亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)品用紫外檢測(cè)器在190~500nm之間進(jìn)行掃描,測(cè)得亞氨基二乙腈在205 nm處有最大吸收。故選擇205nm作為檢測(cè)波長。
2.1.2 流動(dòng)相
分別以水-甲醇(80∶20)、水-乙腈(80∶20)作為流動(dòng)相,發(fā)現(xiàn)后者產(chǎn)生的壓力比前者低,柱內(nèi)承受的壓力小,有利于保護(hù)色譜柱[11];同時(shí)產(chǎn)生的噪音小,基線穩(wěn)。因此,采用水-乙腈緩沖溶液(體積比80∶20,pH=5.5)作為流動(dòng)相。
圖1 亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)品(a)、MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)品(b)、亞氨基二乙腈樣品(c)的高效液相色譜Fig.1 The HPLC chromatograms of IDAN standard(a),MBIDAN standard(b)and IDAN sample(c)
2.3.1 亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)曲線
稱取8g(精確至0.0002g)亞氨基二乙腈標(biāo)準(zhǔn)品于250mL容量瓶中定容,分別取1mL、2.5mL、5mL、7.5mL、10mL、15mL于50mL容量瓶中定容成濃度分別為0.64g·L-1、1.60g·L-1、3.20g·L-1、4.80g·L-1、6.40g·L-1、9.60g·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液,過濾。按色譜條件進(jìn)樣10μL,測(cè)定相應(yīng)的峰面積,以峰面積(y)對(duì)濃度(x)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果見圖2。
從圖2可以看出,在0.64~9.60g·L-1的濃度范圍內(nèi),亞氨基二乙腈峰面積與濃度呈良好的線性關(guān)系。
圖2 亞氨基二乙腈的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 The standard curve of IDAN
2.3.2 MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)曲線
稱取1.5g(精確至0.0002g)MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)品于250mL容量瓶中定容,分別取1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL于50mL容量瓶中定容成濃度為0.12g·L-1、0.24g·L-1、0.36g·L-1、0.48g·L-1、0.60g·L-1、0.72g·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液,過濾。按色譜條件進(jìn)樣10μL,測(cè)定相應(yīng)的峰面積,以峰面積(y)對(duì)濃度(x)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果見圖3。
圖3 亞甲基二亞氨基二乙腈的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.3 The standard curve of MBIDAN
從圖3可以看出,在0.12~0.72g·L-1的濃度范圍內(nèi),MBIDAN峰面積與濃度呈良好的線性關(guān)系。
在確定的色譜條件下對(duì)亞氨基二乙腈樣品平行測(cè)定6次,結(jié)果見表1。
表1 精密度測(cè)定結(jié)果Tab.1 Determination results of precision
從表1可知,亞氨基二乙腈和MBIDAN的RSD分別為0.37%和0.52%,說明方法的精密度良好。
分別取4批亞氨基二乙腈和MBIDAN標(biāo)準(zhǔn)品,用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定其回收率,結(jié)果見表2。
表2 亞氨基二乙腈和MBIDAN的回收率測(cè)定結(jié)果Tab.2 Determination results of recovery rate of IDAN and MBIDAN
從表2可以看出,亞氨基二乙腈的回收率在99.35%~101.61%之間,說明該方法準(zhǔn)確可靠。
隨機(jī)抽取6組自制亞氨基二乙腈樣品分別用HPLC法和酸堿滴定法進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果見表3。
表3 HPLC法和酸堿滴定法測(cè)定結(jié)果比較/%Tab.3 The comparison of determination results for HPLC method and acid-alkali titration method/%
從表3可以看出,酸堿滴定法測(cè)得亞氨基二乙腈 及其聚合物MBIDAN總含量低于HPLC法,這是因?yàn)镸BIDAN比較穩(wěn)定,并不能完全與NaNO2反應(yīng);而HPLC法可以分別測(cè)得亞氨基二乙腈和MBIDAN中IDAN基的含量,結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。
(1)建立了測(cè)定亞氨基二乙腈含量的HPLC方法。色譜條件為:Agilent TC-C18(2)(4.6mm×250 mm,5μm)。以水-乙腈緩沖溶液(體積比80∶20,pH=5.5)為流動(dòng)相,波長205nm,柱溫35℃,分離亞氨基二乙腈和MBIDAN并外標(biāo)定量,從而測(cè)得亞氨基二乙腈總含量。該法在0.64~9.60g·L-1濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)為0.99907,精密度RSD為0.37%,回收率為99.35%~101.61%。
(2)實(shí)際樣品分析表明:在工業(yè)生產(chǎn)中,對(duì)于純度不是非常高的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)和中控分析時(shí),HPLC法的測(cè)定結(jié)果較傳統(tǒng)酸堿滴定法更準(zhǔn)確、可靠。
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