羅延谷,李文艷,胡欣,何詠梅
(重慶紫光化工股份有限公司技術(shù)中心,重慶 401120)
鹽酸亞胺代甲醚(HCOCH3NH·HCl)簡(jiǎn)稱亞胺鹽,亞胺鹽常溫下不穩(wěn)定,見水分解,對(duì)其含量進(jìn)行分析檢測(cè)有困難,因此,至今未見其含量檢測(cè)相關(guān)報(bào)道。作者對(duì)亞胺鹽含量測(cè)定方法進(jìn)行了探索:根據(jù)亞胺鹽分子中,亞胺的氮原子有未成鍵的孤電子,能接受質(zhì)子,故呈堿性,是一個(gè)Lewis堿,將其溶解在冰乙酸中,其堿性增強(qiáng),用高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)其進(jìn)行滴定,用電位指示終點(diǎn),測(cè)定亞胺鹽含量。該方法操作簡(jiǎn)便、快速,重現(xiàn)性好,準(zhǔn)確性較高,為原甲酸三甲酯的合成條件的優(yōu)化提供了依據(jù)。
2CH3OCH=NH·HCl+(CH3COO)2Hg→2CH3OCH=NH·CH3COOH+HgCl2
CH3OCH=NH·CH3COOH+HClO4→CH3OCH=NH·HClO4+CH3COOH
基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀;分析純高氯酸;分析純冰乙酸;分析純乙酸酐;分析純無水甲酸;分析純乙酸汞;結(jié)晶紫指示劑。
電位滴定儀;217型帶鹽橋的甘汞電極、玻璃電極;磁力攪拌器;實(shí)驗(yàn)室一般玻璃儀器。
結(jié)晶紫指示液(5g/L):稱取0.50g結(jié)晶紫,溶于冰乙酸中,用冰乙酸稀釋至100 mL。
乙酸汞溶液(50g/L):取乙酸汞5g,加冰乙酸溶解并稀釋至100mL;
高氯酸標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1mol/L):取無水冰乙酸750 mL,加入高氯酸8.5mL,搖勻,在攪拌的情況下滴加23mL乙酸酐,邊加邊搖,加完后再振搖均勻,放冷,加無水冰乙酸到1000mL。
取于105℃干燥至恒重的基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀0.16g,精密稱定,加無水冰乙酸20mL使溶解,加結(jié)晶紫指示液1滴,用配置好的高氯酸溶液緩緩滴定至藍(lán)色。并將滴定結(jié)果用空白試驗(yàn)校正。
高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度(單位mol/L)用下式表示:
V——滴定基準(zhǔn)試劑時(shí)高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量,單位為mL;
V0——空白試驗(yàn)消耗的高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量,單位為mL;
m——基準(zhǔn)試劑的取用量,單位為g;
20.42 ——與1mL高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.1 mol/L)相當(dāng)?shù)泥彵蕉姿釟溻浀馁|(zhì)量,單位為mg。
取試樣約0.16g,精密稱定,置于100mL干燥潔凈的燒杯中,加無水甲酸5mL溶解。待試樣完全溶解后,加入冰乙酸30mL、乙酸汞溶液5mL。將燒杯置于磁力攪拌器上,插入電極,開啟攪拌,用高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液緩緩滴定,電位滴定儀指示終點(diǎn)。同時(shí)做空白試驗(yàn)。
鹽酸亞胺代甲醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ,以%表示,按下式計(jì)算
V——滴定試樣時(shí)高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量,單位為mL;
V0——空白試驗(yàn)消耗的高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量,單位為mL;
C(HCLO4)——高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際濃度,單位為mol/L;
m——試料的質(zhì)量,g;
0.0955 ——與1mL高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(=1 mol/L)相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜柠}酸亞胺代甲醚的質(zhì)量。
在試樣的溶解性實(shí)驗(yàn)時(shí),取0.16g試樣分別用冰乙酸、冰乙酸與乙酸酐(10+2)、甲酸、乙酸酐磁力攪拌2min,觀察溶解速率快慢;同時(shí)試驗(yàn)不同溶劑對(duì)終點(diǎn)的影響,用乙酸酐為溶劑時(shí)終點(diǎn)電位不明顯。亞胺鹽試樣在冰乙酸、冰乙酸與乙酸酐(10+2)中的溶解度都不大;用無水甲酸作溶劑時(shí),亞胺鹽易溶解。實(shí)驗(yàn)表明,在2min內(nèi),4mL無水甲酸可將0.16g試樣完全溶解。所以選擇每0.16g試樣用5mL無水甲酸溶解試樣,然后再用30mL冰乙酸稀釋。試樣中溶劑為冰乙酸和冰乙酸+乙酸酐(10+2),當(dāng)溶劑量(mL)分別為15,20,25,30時(shí),試樣均未溶完,取甲酸溶劑量(mL):4,5時(shí),試樣全溶。
用結(jié)晶紫做為指示劑,終點(diǎn)顏色變化不明顯。改用電位指示,以玻璃電極為指示電極,帶鹽橋的甘汞電極為參比電極,終點(diǎn)時(shí)電位變化顯著。因此,選擇用電位指示滴定終點(diǎn)。
試樣為亞胺代甲醚的鹽酸鹽,而鹽酸在冰乙酸中是強(qiáng)的酸,因此在滴定前,預(yù)先加入乙酸汞的冰乙酸溶液,與鹽酸結(jié)合生成在冰乙酸中難離解的氯化汞,從而消除對(duì)滴定的不良影響。對(duì)加入乙酸汞的量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:當(dāng)乙酸汞的量少于5.5 mL時(shí),對(duì)滴定終點(diǎn)有影響,使滴定結(jié)果偏低,過量(1~2倍)并不影響滴定結(jié)果。確定選擇每0.16g試樣加入濃度50g/L的乙酸汞溶液7mL。
亞胺代甲醚的鹽酸鹽是具有堿性基團(tuán)的化合物,可用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定其含量。但它在水溶液中堿性不強(qiáng),不能在水溶液中進(jìn)行測(cè)定;在冰乙酸中堿性增強(qiáng),因此,選擇在冰乙酸中,以高氯酸的冰乙酸溶液為滴定劑。
取同一批(批號(hào): 20100106)的試樣,按照鹽酸亞胺代甲醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定方法測(cè)定和計(jì)算,高氯酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.1024mol/L,測(cè)得含量91.45%,RSD=0.20%。具體數(shù)據(jù)見表1。
表1 方法的精密度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
采用加標(biāo)回收法,分別稱取5批已知含量的試樣各0.08g,稱準(zhǔn)至0.0001g,分別置于5個(gè)100mL干燥潔凈的燒杯中,再分別取已知含量的鹽酸亞胺代甲醚(95%)5份,每份 0.08g,稱準(zhǔn)至 0.0001g,分別置于上述燒杯中,加無水甲酸5mL溶解。按鹽酸亞胺代甲醚的含量測(cè)定方法測(cè)定和計(jì)算,平均回收率為94.68%,RSD=1.51%。具體數(shù)據(jù)見表2。
表2 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
本實(shí)驗(yàn)建立了以高氯酸作為滴定劑,以甲酸作溶劑,用乙酸汞消除干擾,在乙酸體系中對(duì)試樣中的亞胺代甲醚的鹽酸鹽進(jìn)行滴定,用電位指示終點(diǎn)。該方法準(zhǔn)確性高加標(biāo)回收率為94.68%,精密度好RSD=0.0.20%。快速、簡(jiǎn)便,適合于原甲酸三甲酯合成過程中的中控分析。