金 丹,方 田,王守凱,王海洋,孫東明,劉思彤
(中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司 煤焦油系新型材料制備技術國家地方聯(lián)合工程中心,遼寧 鞍山 114044)
關鍵字: 2-溴芴;2,7-二溴芴;高效液相色譜法
近年來新型有機小分子、高分子材料的性能研究備受矚目[1-2].芴單元與其他它共軛單元易于形成大的共軛體系,適合制備具有特殊性能的材料.另外芴化合物具有易于修飾、溶解性和成膜性良好、光學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性優(yōu)良及高熒光效率等優(yōu)點,在有機光電功能材料、電致發(fā)光器件、光致變色器件和醫(yī)藥化學等研究領域都具有潛在的商業(yè)價值[3-6].
芴的不同溴取代物2-溴芴和2,7-二溴芴都是重要的中間體,本身可作為一種光導材料的添加劑,也可用作發(fā)光材料等的合成原料[7],應用于染料、光電導材料、發(fā)光材料等的合成與制備[8-10].
光學材料對于雜質(zhì)的控制較為嚴格,芴的兩種溴取代物作為光學材料的基礎原料,在溴化合成過程及對產(chǎn)品雜質(zhì)的控制上也比較嚴格,但其分析方法未見國內(nèi)相關文獻報道,因此需要開發(fā)一種快速、靈敏度高的雜質(zhì)控制及成品分析方法.本文采用反相高效液相色譜法對兩種不同溴取代芴2-溴芴和2,7-二溴芴進行分離,外標法定量測定,試驗證明該方法具有較好的精密度和準確度,適用于實際樣品的檢測.
ICHROM 5100液相色譜,配紫外檢測器(大連依利特分析儀器有限公司).乙腈(HPLC級,美國天地,2018年生產(chǎn));2-溴芴(純度99%,日本田岡化學工業(yè)株式會社,2016年生產(chǎn));2,7-二溴芴(純度99%,日本田岡化學工業(yè)株式會社,2016年生產(chǎn));水(純凈水,杭州娃哈哈集團有限公司,2018年生產(chǎn)).
色譜柱為MultoHigh 100 RP-18(4.6 mm×250 mm,5 μm);柱溫40 ℃;檢測波長270 nm;流動相為乙腈-水(體積比80∶20);流速1.3 mL/min.
對照品溶液配置:分別精確稱取2-溴芴和2,7-二溴芴標準對照品50 mg,用流動相溶解后移入50 mL容量瓶中,定容、搖勻.配制成質(zhì)量濃度為1 mg/mL的標準樣品溶液.根據(jù)需要移取一定體積,配制成質(zhì)量濃度為0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12 mg/mL的2-溴芴和2,7-二溴芴標準系列工作液,經(jīng)0.22 μm油系濾膜過濾,備用.
樣品溶液配置:準確稱取25 mg樣品,用流動相溶解稀釋至250 mL,經(jīng)0.22 μm濾膜過濾,備用.
2-溴芴和2,7-二溴芴的標準品分別溶解稀釋后,經(jīng)紫外可見分光光度計在200~500 nm掃描,2-溴芴和2,7-二溴芴呈現(xiàn)出極為相似的光譜圖,譜圖中4個吸收峰分別位于210、270、304、308 nm.考慮到檢測靈敏度和降低干擾的問題,選用270 nm作為檢測波長.具體光譜圖如圖1所示.
圖1 2-溴芴(a)和2,7-二溴芴(b)紫外可見光譜圖Fig.1 UV-Vis spectra of 2-bromofluorene(a)and 2,7-dibromofluorene(b)
色譜柱的溫度是改變峰間距和改善分離度的有效參數(shù),柱溫每增加1 ℃,保留值減小1%~2%.溫度的變化影響保留時間的重復性,也可能引起較為復雜的問題.為了保證分析方法的準確性和重現(xiàn)性,使用可控制的穩(wěn)定溫度是必要的.考慮到色譜柱的耐受溫度和可操作性,采用40 ℃作為試驗溫度,取得了良好的結果.
反相液相色譜中常用的流動相是乙腈-水的混合液,其紫外吸收波長較短,適用于200 nm或以上波長的檢測,而且流動相黏度小,可以產(chǎn)生較小的背壓.結果表明文中選用乙腈-水(體積比80∶20)為流動相,2-溴芴和2,7-二溴芴的保留時間分別約為9.0 min和13.5 min左右,分離良好,峰形尖銳.色譜圖如圖2所示.
圖2 2-溴芴(a)和2,7-二溴芴(b)高效液相色譜圖Fig.2 Chromatogram of 2-bromofluorene(a)and 2,7-dibromofluorene(b)
按色譜條件,取上述1.3系列標準溶液,按照濃度由低到高依次進樣,進樣量為20 μL.以進樣濃度(X)對所得峰面積(Y)得出的標準曲線如下:(1)2-溴芴標準曲線Y=87 775X+7.654 ,相關系數(shù)為0.999 9.(2)2,7-二溴芴標準曲線Y=92 676X+32.446,相關系數(shù)為0.999 9.
結果表明:2-溴芴和2,7-二溴芴的質(zhì)量濃度在0.01~0.12 mg/mL范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關系.
分別準確稱取20 mg的2-溴芴和2,7-二溴芴標準品,用流動相溶解,定容至250 mL,搖勻.經(jīng)0.22 μm濾膜過濾,按照色譜條件重復進樣6次,測定其峰面積.計算出2-溴芴和2,7-二溴芴的相對標準偏差RSD(n=6)為0.72%和0.87%.較小的RSD說明該方法具有較好的精密度.
在已知含量的2-溴芴和2,7-二溴芴樣品中分別加入一定量的對應標準品,配成一定濃度的溶液,按照色譜條件進行分析,測定結果如表1所列.由表1可見,2-溴芴回收率為100.9%~113.9%,平均回收率為106.7%.2,7-二溴芴的回收率為97.7%~102.7%,平均回收率為100.1%.
表1 回收率Table 1 Recovery
根據(jù)上述色譜條件,選擇3個實際生產(chǎn)的樣品進行測定,其中具有代表性的分析譜圖如圖3所示.
圖3 2-溴芴樣品高效液相色譜圖(a)未知物,(b)2-溴芴,(c)2,7-二溴芴Fig.3 Chromatogram of 2-bromofluorene (a)unknown,(b)2-bromofluorene,(c)2,7-dibromofluorene
樣品中除了含有兩種溴取代芴外,還存在一個未知峰.實際樣品具體測試3次平均結果如表2所列.
表2 樣品測定結果(n=3)Table 2 Sample results (n=3)
本文建立了一種簡單方便的高效液相色譜方法,同時測定了芴的兩種溴取代物.該方法具有較高的精密度和準確度,應用于實際樣品的分析,取得了較好的結果.該方法適用于含有2-溴芴或2,7-二溴芴化合物的物質(zhì)的純度檢驗與分析,也適用于同時含有兩種取代物,互為副產(chǎn)物或雜質(zhì)的產(chǎn)物的分離和檢測.