王曉香,賀冰,胡咪,徐雪萍,施超歐
(1.中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所,蘭州 730000;2.華東理工大學(xué)分析測試中心,上海 200237)
1,3,5-三(3-二甲基氨丙基)六氫三嗪(分子式 為C18H42N6,CAS編 號(hào) 為155875–13–5)簡 稱PC41,為無色或淺黃色液體,呈堿性,有氨味,沸點(diǎn)141℃,性質(zhì)穩(wěn)定,并能與水混溶。作為一種催化劑,廣泛用于各種聚亞氨酯的合成。
最初產(chǎn)品需要在國外采用核磁(NMR)碳譜的方式定量測定PC41的含量,但核磁作為大型儀器并不適合常規(guī)含量分析,開發(fā)簡單的分析儀器定量方法非常必要。
與PC41相似的有機(jī)胺類化合物的定量分析各種色譜方法都有報(bào)道[1–9]。氣相色譜只能測定小分子有機(jī)胺,不適于多胺類化合物的測定;液相色譜需要衍生化,操作復(fù)雜;而離子色譜法操作簡單、方便,其中抑制法可用于梯度分離,若采用柱后補(bǔ)液方式則可獲得極高的靈敏度。
應(yīng)用離子色譜法測定水溶性環(huán)狀多碳鏈的有機(jī)胺類未見報(bào)道,筆者采用離子色譜法快速測定PC41含量,靈敏度高,測定結(jié)果準(zhǔn)確。
離子色譜儀:ICS 3000型,配CSRS 300陽離子抑制器、電導(dǎo)檢測器、Chromeleon 6.8色譜工作站、Milli-Q型低TOC超純水機(jī),美國戴安公司;
PC41對照品:純度為90.0%,某公司提供;
PC41樣品溶液:批號(hào)分別為M80,JD–10,某公司提供;
甲基磺酸(MSA):分析純,純度為99.5%,西格瑪奧德里奇(上海)貿(mào)易有限公司;
硫酸:分析純,純度為99%,阿拉丁試劑。
色 譜 柱:IonPac CS12A分 離 柱(250 mm×4 mm),CG12A保護(hù)柱(50 mm×4 mm);淋洗方式:等濃度淋洗;淋洗液:25 mmol/L硫酸溶液;流量:1.0 mL/min;抑制電流:100 mA,自循環(huán)再生方式;進(jìn)樣體積:100 μL;柱溫:30℃。
PC41是多胺類有機(jī)化合物,因其分子結(jié)構(gòu)中沒有強(qiáng)的生色基團(tuán),分子呈強(qiáng)極性,在常規(guī)反相液相色譜柱上保留弱而難以與其它成分分離,且紫外響應(yīng)低,故不適合用常規(guī)液相色譜法測定。
離子色譜法用于分析離子型的化合物,經(jīng)嘗試不同的分離體系和檢測系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)采用陽離子分析系統(tǒng)可以分析PC41的有機(jī)胺,不僅有足夠的保留時(shí)間,靈敏度也較高,因此選擇CS12A為分離柱,采用電導(dǎo)檢測器分析。
使用25 mmol/L 甲基磺酸(MSA)溶液作為淋洗液時(shí),PC41對照品溶液離子色譜圖為雙峰(如圖1),且雙峰為伴峰,不能完全分開,使用電導(dǎo)檢測器或紫外檢測器都是如此。
圖1 PC41對照品溶液配完即測色譜圖
將PC41對照品用水溶解后馬上測定,第二天再測定一次,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)色譜峰的面積會(huì)發(fā)生變化,后一個(gè)面積會(huì)變小,而前一個(gè)面積會(huì)變大(如圖2),表明兩色譜峰對應(yīng)的分子之間可能發(fā)生了結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。
用不同濃度的硫酸溶液溶解PC41對照品并分析,發(fā)現(xiàn)酸度對色譜峰面積有明顯影響。增加溶解過程的酸性,分離后后峰面積會(huì)增大,前峰面積減小。為了進(jìn)一步驗(yàn)證,用質(zhì)譜法對PC41對照品直接進(jìn)樣分析,質(zhì)譜圖顯示二者的主要分子離子峰一致,因此可判定兩個(gè)色譜峰都屬于PC41,應(yīng)為一種互變異構(gòu)體。使用25 mmol/L硫酸溶液恒定淋洗液的酸度,色譜峰可合二為一,PC41從而得以準(zhǔn)確定量。在1.2色譜條件下,PC41樣品溶液的色譜圖見圖3。
圖2 PC41對照品溶液放置1天后測定色譜圖
圖3 PC41樣品溶液色譜圖
準(zhǔn)確稱取PC41對照品99.1 mg于100 mL容量瓶中,用50 mmol/L的硫酸溶液溶解,分別移取0.1,0.2,0.5,1.0,2.0 mL于100 mL容量瓶中,用25 mmol/L硫酸溶液稀釋并定容,然后在1.2色譜條件下進(jìn)行測定,以色譜峰面積對PC41對照品溶液的質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸。由于PC41是弱堿性環(huán)狀有機(jī)胺類,在水溶液中電離度較小,用電導(dǎo)檢測器檢測其線性范圍很小,為了盡量擴(kuò)大其線性范圍,提高實(shí)際分析的便利性,在較大濃度范圍進(jìn)行線性擬合,得到的線性方程為二次拋物線:y=–0.001 8x2+0.231 3x+0.011 5,相關(guān)系數(shù)為0.999 8。
實(shí)際方法的噪音為0.000 6 μS,以儀器噪音的3倍為檢出限,10倍為定量限,計(jì)算得方法檢出限為5.4 μg/L,定量限為18.0 μg/L。
對同一樣品M80重復(fù)測定5次,測得結(jié)果列于表1。由表1可知,色譜峰面積5次測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.743%,表明樣品測量重復(fù)性良好。
表1 樣品色譜峰面積的重復(fù)性測量結(jié)果
分別稱取99.7 mg M80樣品, 99.1 mg JD–10樣品于100 mL容量瓶中,按2.3部分PC41對照品溶解方法溶解并定容,再稀釋100倍后測定。1 d后在相同條件下再進(jìn)行測定,測定結(jié)果見表2。由表2可知,在控制條件下,不同時(shí)間的測定結(jié)果誤差很小,因此本法可用于PC41樣品的實(shí)際分析。
表2 樣品日內(nèi)和日間色譜峰面積測定結(jié)果
取JD–10樣品,按照2.3部分PC41對照品溶解方法溶解并定容,再稀釋200倍,然后在3個(gè)水平(80%,100%,120%)下加入PC41標(biāo)準(zhǔn)溶液,對加標(biāo)樣品溶液進(jìn)行測定,測定結(jié)果見表3。
表3 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果
由表3可知,3個(gè)水平加標(biāo)回收率為99.3% ~100.2%,表明本法測定結(jié)果準(zhǔn)確度高。
采用離子色譜法定量測定PC41,方法簡單,精密度和準(zhǔn)確度高,避免了采用NMR大型儀器測定PC41過程中的耗時(shí)、耗力、繁瑣等問題。在電導(dǎo)抑制模式下,以二次拋物線擬合線性方程,線性范圍寬,相關(guān)度高。如果采用新型的陽離子抑制器SC–CSRS鹽轉(zhuǎn)換器[10],理論上線性范圍會(huì)有更大的改善。
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