田洋（荊楚理工學(xué)院化工與藥學(xué)院 湖北 荊門(mén) 448000）

化學(xué)合成反應(yīng)的進(jìn)行除了與反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)及理化特性有關(guān)外，還與反應(yīng)物的濃度／配比、組成、溫度、壓力、時(shí)間、溶劑、催化劑及PH等因素有關(guān)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)則能對(duì)化學(xué)過(guò)程中的宏觀或微觀變量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，能對(duì)反應(yīng)進(jìn)程與終點(diǎn)進(jìn)行合理調(diào)控與確認(rèn)，從而達(dá)到定量合成目標(biāo)產(chǎn)物的目的。本文通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)合成成分分析的價(jià)值進(jìn)行簡(jiǎn)單綜述，為化學(xué)合成成分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法提供借鑒。

一、實(shí)時(shí)光譜監(jiān)測(cè)技術(shù)在化學(xué)合成成分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

1.紫外-可見(jiàn)分光光度法

紫外-可見(jiàn)分光光度法是目前國(guó)內(nèi)比較常見(jiàn)的一種光譜學(xué)測(cè)量方法，其具有操作簡(jiǎn)便、快捷等優(yōu)點(diǎn)，但只適用于少數(shù)特征性強(qiáng)(具有共軛體系)的反應(yīng)產(chǎn)物的輔助鑒定和質(zhì)量控制。李曉玲[1]表明紫外可見(jiàn)分光光度法在漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)中可測(cè)定營(yíng)養(yǎng)鹽、硫化物、氰化物、油類(lèi)、葉綠素a、重金屬等多個(gè)指標(biāo)，并對(duì)此類(lèi)化學(xué)物質(zhì)起到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的作用。

2.紅外光譜法

紅外光譜是分子吸收紅外輻射引起原子基團(tuán)偶極矩變化而產(chǎn)生的一種振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，其譜圖包含豐富的分子結(jié)構(gòu)信息，集中表現(xiàn)了各種原子基團(tuán)的振動(dòng)形式，它是一種經(jīng)典的結(jié)構(gòu)分析方法。傅里葉變換技術(shù)的出現(xiàn)，使紅外光譜分析迅速發(fā)展。傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)的Jacquinot、Fellgett和Connes優(yōu)點(diǎn)，使得FTIR及其聯(lián)用技術(shù)被廣泛用于研究化學(xué)反應(yīng)。FTIR包括近紅外光譜法(NIR)和中紅外光譜法(M IR)，其因具有分辨率高、分析速度快、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、易克服背景干擾及靈敏度和信噪比高等特點(diǎn)，特別適合于探究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和控制產(chǎn)物質(zhì)最，也可與GC，HPLC或凝膠滲透色譜聯(lián)用，用來(lái)觀測(cè)瞬時(shí)反應(yīng)[2]。

3.拉曼光譜法

拉曼光譜是由分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的光譜，能夠提供大量分子結(jié)構(gòu)信息，屬于分子光譜，其具有快速、簡(jiǎn)單、可重復(fù)、且對(duì)樣品無(wú)損傷分析等特點(diǎn)。張麗君[3]利用表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)光譜原位考察不同電位下4-氨基安替比林(4-AAP)在電極表面的吸附機(jī)理以及其組裝液pH值對(duì)其與銀作用方式的影響。依據(jù)密度泛函數(shù)(DFT)理論預(yù)測(cè)4-AAP分子振動(dòng)模式及其SERS光譜歸屬，對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了實(shí)時(shí)的原位監(jiān)測(cè)。

4.核磁共振法

核磁共振法(NMR)尤其是1 H-NMR具有高度的重現(xiàn)性與唯一性，可對(duì)復(fù)雜體系中某些成分的化學(xué)特征進(jìn)行快速鑒別，非常適用于表征特定的化學(xué)成分。核磁共振法廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物的定性分析,但是它在化合物純度定值、含量測(cè)定中也具有很重要的作用,分為一維譜(1H、13C、14N、15N、19F、31PNMR)、二維譜(J-分辨、1H-1H、1H-13C、DOSY)、液相色譜-核磁共振聯(lián)用法(LC-NMR)、固體NMR等NMR類(lèi)型.其中,1H譜最常用,其他一維譜對(duì)不同化合物各有其優(yōu)勢(shì).二維核磁共振法對(duì)于在一維譜圖中信號(hào)嚴(yán)重重疊的復(fù)雜樣品的定量分析非常重要.LC-NMR聯(lián)用技術(shù)將高效的分離手段與NMR聯(lián)用,可以獲得復(fù)雜樣品的信息[4]。

5.質(zhì)譜法

質(zhì)譜法(MS)具有具備高靈敏度、高精確度、高通量、高度自動(dòng)化等特點(diǎn)。MS因無(wú)分離能力，無(wú)法直接用于待測(cè)組分的實(shí)時(shí)定性定量分析，故需與HPLC和GC聯(lián)用。祁婉舒[5]等人表明采用DART-MS(實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜法)建立了一種簡(jiǎn)單快速測(cè)定人工合成驅(qū)蚊化合物如DEET(避蚊胺)、BAAPE(驅(qū)蚊酯)等的方法.在常溫常壓下,無(wú)需對(duì)天然驅(qū)蚊產(chǎn)品進(jìn)行任何預(yù)處理,通過(guò)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)譜信號(hào)離子,即可快速鑒別出天然驅(qū)蚊產(chǎn)品中的人工添加劑.該方法大大縮短了分析時(shí)間,并且具有原位、準(zhǔn)確且高通量的優(yōu)點(diǎn).

二、實(shí)時(shí)色譜監(jiān)測(cè)技術(shù)在化學(xué)合成成分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

氣相色譜法(GC)具有快速、靈敏、高效、用量少、重現(xiàn)性好及選擇性高等特點(diǎn)，是最重要的一種在線實(shí)時(shí)分離分析技術(shù)。GC實(shí)時(shí)監(jiān)控化學(xué)合成成分的關(guān)鍵在其對(duì)具體反映系統(tǒng)的色譜分離條件的設(shè)計(jì)、篩選及優(yōu)化，用校正歸一化法或外標(biāo)法對(duì)混合物中待測(cè)組分含量的實(shí)時(shí)計(jì)算，從而起到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。

高效液相色譜法(HPLC)克服了GC對(duì)受試樣品的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、揮發(fā)性的苛刻要求，其通過(guò)與不同在線榆測(cè)器的聯(lián)用，從而對(duì)特定的化學(xué)成分進(jìn)行有針對(duì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能取得良好的分離效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)分析與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。另外，毛細(xì)管電泳法、薄層色譜法也能運(yùn)于對(duì)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

三、聯(lián)用技術(shù)在化學(xué)合成成分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在化學(xué)合成成分分析實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中除了單一技術(shù)的運(yùn)用外，還有聯(lián)用技術(shù)的運(yùn)用，如色譜-色譜，光譜-光譜、色譜-光譜及其他的聯(lián)用模式。技術(shù)的聯(lián)用不僅能提高實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中的靈敏性、鑒別性，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜體系中特定成分的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

小結(jié)

色譜技術(shù)和光譜技術(shù)均能對(duì)化學(xué)合成成分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，隨著微處理技術(shù)的不斷發(fā)展，實(shí)時(shí)在線分析儀器向智能化、微型化、數(shù)字化、功能化的多通道組分監(jiān)測(cè)方向的發(fā)展，其能為化學(xué)合成成分的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供可靠的硬件條件。同時(shí)，聯(lián)用技術(shù)的使用因其能克服單一技術(shù)使用的缺陷與不足，其將在化學(xué)合成成分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析中起到重要的作用，值得重點(diǎn)關(guān)注。

[1]李曉玲.紫外可見(jiàn)分光光度法在漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析[J].天水師范學(xué)院學(xué)報(bào),2010,30(5):129-131.

[2]唐文婷,劉曉,房敏峰等.傅里葉變換紅外光譜法分析紫外線-B(UV-B)輻射對(duì)黃芩不同部位化學(xué)成分的影響[J].光譜學(xué)與光譜分析,2011,31(5):1220-1224.

[3]張麗君.4-氨基安替比林(4-AAP)和2-氨基-5-(4-吡啶)-1,3,4噻二唑(4-APTD)分子在銀電極表面的拉曼光譜和電化學(xué)研究[D].上海師范大學(xué),2011.

[4]王俊美,歐陽(yáng)捷,許美鳳等.人工合成化合物S-A的核磁共振研究[J].高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào),2009,30(4):687-690.

[5]祁婉舒,張立,郭寅龍等.實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜法快速鑒別天然驅(qū)蚊產(chǎn)品中的人工添加劑[J].有機(jī)化學(xué),2013,33(2):359-364.