Èter de cel·lulosa no iònic per cromatografia de gasos

El contingut de substituents en èter de cel·lulosa no iònic es va determinar mitjançant cromatografia de gasos i es van comparar els resultats amb la valoració química en termes de temps, funcionament, precisió, repetibilitat, cost, etc., i es va discutir la temperatura de la columna. La influència de les condicions cromatogràfiques com la longitud de la columna en l'efecte de separació. Els resultats mostren que la cromatografia de gasos és un mètode analític que val la pena popularitzar.
Paraules clau: èter de cel·lulosa no iònic; cromatografia de gasos; contingut substitutiu

Els èters de cel·lulosa no iònics inclouen la metilcel·lulosa (MC), la hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC), la hidroxietilcel·lulosa (HEC), etc. Aquests materials s'utilitzen àmpliament en medicina, alimentació, petroli, etc. Atès que el contingut de substituents té una gran influència en el rendiment dels materials d'èter de cel·lulosa iònica, cal determinar el contingut de substituents amb precisió i rapidesa. Actualment, la majoria dels fabricants nacionals adopten el mètode tradicional de valoració química per a l'anàlisi, que requereix molta mà d'obra i és difícil de garantir la precisió i la repetibilitat. Per aquest motiu, en aquest treball s'estudia el mètode per determinar el contingut de substituents no iònics de l'èter de cel·lulosa per cromatografia de gasos, s'analitza els factors que afecten els resultats de les proves i s'obté bons resultats.

1. Experimenta
1.1 Instrument
Cromatògraf de gasos GC-7800, produït per Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 Reactius
Hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC), hidroxietilcel·lulosa (HEC), casolana; iodur de metil, iodur d'etil, iodur d'isopropà, àcid iòdic (57%), toluè, àcid adípic, o-di El toluè era de grau analític.
1.3 Determinació per cromatografia de gasos
1.3.1 Condicions de cromatografia de gasos
Columna d'acer inoxidable ((SE-30, 3% Chmmosorb, WAW DMCS); temperatura de la cambra de vaporització 200 °C; detector: TCD, 200 °C; temperatura de la columna 100 °C; gas portador: H2, 40 ml/min.
1.3.2 Preparació de la solució estàndard
(1) Preparació de la solució estàndard interna: Prendre uns 6,25 g de toluè i posar en un matràs aforat de 250 ml, diluir fins a la marca amb o-xilè, agitar bé i reservar.
(2) Preparació de la solució estàndard: les diferents mostres tenen solucions estàndard corresponents, i aquí es prenen mostres HPMC com a exemple. En un vial adequat, afegiu una certa quantitat d'àcid adípic, 2 ml d'àcid iòdic i una solució estàndard interna i peseu el vial amb precisió. Afegiu una quantitat adequada de iodoisopropà, peseu-la i calculeu la quantitat de iodoisopropà afegit. Torna a afegir iodur de metil, pesa igual, calcula la quantitat que afegeix iodur de metil. Vibreu completament, deixeu-lo reposar per estratificar-lo i manteniu-lo allunyat de la llum per al seu ús posterior.
1.3.3 Preparació de la solució mostra
Peseu amb precisió 0,065 g de mostra d'HPMC seca en un reactor de paret gruixuda de 5 ml, afegiu el mateix pes d'àcid adípic, 2 ml de solució estàndard interna i àcid iòdic, tanqueu ràpidament l'ampolla de reacció i peseu-la amb precisió. Agiteu i escalfeu a 150 °C durant 60 minuts, agitant adequadament durant el període. Refredar i pesar. Si la pèrdua de pes abans i després de la reacció és superior a 10 mg, la solució de mostra no és vàlida i la solució s'ha de tornar a preparar. Després de deixar que la solució de mostra es mantingués per a l'estratificació, traieu amb cura 2 μL de la solució de fase orgànica superior, injecteu-la al cromatògraf de gasos i registreu l'espectre. Altres mostres d'èter de cel·lulosa no iònic es van tractar de manera similar a HPMC.
1.3.4 Principi de mesura
Prenent com a exemple l'HPMC, es tracta d'un èter mixt d'alquil hidroxialquil de cel·lulosa, que s'escalfa conjuntament amb àcid iòdic per trencar tots els enllaços èter metoxil i hidroxipropoxil i generar el iodoalcà corresponent.
En condicions d'alta temperatura i hermètica, amb l'àcid adípic com a catalitzador, l'HPMC reacciona amb l'àcid iòdic i el metoxil i l'hidroxipropoxil es converteixen en iodur de metil i iodur d'isopropà. Utilitzant o-xilè com a absorbent i dissolvent, el paper del catalitzador i absorbent és promoure la reacció d'hidròlisi completa. El toluè es selecciona com a solució estàndard interna i s'utilitzen iodur de metil i iodur d'isopropà com a solució estàndard. Segons les àrees màximes de l'estàndard intern i la solució estàndard, es pot calcular el contingut de metoxil i hidroxipropoxil a la mostra.

2. Resultats i discussió
La columna cromatogràfica utilitzada en aquest experiment és no polar. Segons el punt d'ebullició de cada component, l'ordre màxim és iodur de metil, iodur d'isopropà, toluè i o-xilè.
2.1 Comparació entre cromatografia de gasos i valoració química
La determinació del contingut de metoxil i hidroxipropoxil de HPMC per valoració química és relativament madura, i actualment hi ha dos mètodes d'ús habitual: el mètode de la farmacopea i el mètode millorat. Tanmateix, aquests dos mètodes químics requereixen la preparació d'una gran quantitat de solucions, l'operació és complicada, requereix molt de temps i es veu molt afectada per factors externs. Relativament parlant, la cromatografia de gasos és molt senzilla, fàcil d'aprendre i d'entendre.
Els resultats del contingut de metoxil (w1) i el contingut d'hidroxipropoxil (w2) en HPMC es van determinar mitjançant cromatografia de gasos i valoració química respectivament. Es pot veure que els resultats d'aquests dos mètodes són molt propers, el que indica que ambdós mètodes poden garantir l'exactitud dels resultats.
Comparant la valoració química i la cromatografia de gasos en termes de consum de temps, facilitat d'operació, repetibilitat i cost, els resultats mostren que el major avantatge de la cromatografia de fase és la comoditat, la rapidesa i l'alta eficiència. No cal preparar una gran quantitat de reactius i solucions, i només es necessiten més de deu minuts per mesurar una mostra, i el temps real estalviat serà més gran que les estadístiques. En el mètode de valoració química, l'error humà a l'hora de jutjar el punt final de la valoració és gran, mentre que els resultats de les proves de cromatografia de gasos es veuen menys afectats pels factors humans. A més, la cromatografia de gasos és una tècnica de separació que separa els productes de la reacció i els quantifica. Si pot cooperar amb altres instruments de mesura, com ara GC/MS, GC/FTIR, etc., es pot utilitzar per identificar algunes mostres desconegudes complexes (fibres modificades) Productes d'èter simple) són molt avantatjoses, que no tenen igual amb la valoració química. . A més, la reproductibilitat dels resultats de la cromatografia de gasos és millor que la de la valoració química.
El desavantatge de la cromatografia de gasos és que el cost és elevat. El cost des de l'establiment de l'estació de cromatografia de gasos fins al manteniment de l'instrument i la selecció de la columna cromatogràfica és superior al del mètode de valoració química. Les diferents configuracions d'instruments i condicions de prova també afectaran els resultats, com ara el tipus de detector, la columna cromatogràfica i l'elecció de la fase estacionària, etc.
2.2 La influència de les condicions de la cromatografia de gasos en els resultats de la determinació
Per als experiments de cromatografia de gasos, la clau és determinar les condicions cromatogràfiques adequades per obtenir resultats més precisos. En aquest experiment, es van utilitzar hidroxietilcel·lulosa (HEC) i hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC) com a matèries primeres, i es va estudiar la influència de dos factors, la temperatura de la columna i la longitud de la columna.
Quan el grau de separació R ≥ 1,5, s'anomena separació completa. Segons les disposicions de la "Farmacopea xinesa", R hauria de ser superior a 1,5. Combinat amb la temperatura de la columna a tres temperatures, la resolució de cada component és superior a 1,5, que compleixen els requisits bàsics de separació, que són R90 °C>R100 °C>R110 °C. Tenint en compte el factor de cua, el factor de cua r>1 és el pic de cua, r<1 és el pic frontal i com més a prop estigui r a 1, millor serà el rendiment de la columna cromatogràfica. Per a toluè i iodur d'etil, R90°C>R100°C>R110°C; L'o-xilè és el dissolvent amb el punt d'ebullició més alt, R90 °C
La influència de la longitud de la columna en els resultats experimentals mostra que, en les mateixes condicions, només es modifica la longitud de la columna cromatogràfica. En comparació amb la columna empaquetada de 3 m i 2 m, els resultats de l'anàlisi i la resolució de la columna de 3 m són millors, i com més llarga sigui la columna, millor serà l'eficiència de la columna. Com més alt sigui el valor, més fiable serà el resultat.

3. Conclusió
L'àcid iòdic s'utilitza per destruir l'enllaç etèric de l'èter de cel·lulosa no iònic per generar iodur de molècula petita, que es separa per cromatografia de gasos i es quantifica mitjançant un mètode estàndard intern per obtenir el contingut del substituent. A més de la hidroxipropilmetilcel·lulosa, els èters de cel·lulosa adequats per a aquest mètode inclouen hidroxietilcel·lulosa, hidroxietilmetilcel·lulosa i metilcel·lulosa, i el mètode de tractament de la mostra és similar.
En comparació amb el mètode de valoració química tradicional, l'anàlisi per cromatografia de gasos del contingut de substituents de l'èter de cel·lulosa no iònic té molts avantatges. El principi és senzill i fàcil d'entendre, el funcionament és convenient i no cal preparar una gran quantitat de medicaments i reactius, la qual cosa estalvia molt el temps d'anàlisi. Els resultats obtinguts amb aquest mètode són coherents amb els obtinguts per valoració química.
Quan s'analitza el contingut de substituents per cromatografia de gasos, és molt important triar les condicions cromatogràfiques adequades i òptimes. En general, reduir la temperatura de la columna o augmentar la longitud de la columna pot millorar eficaçment la resolució, però cal tenir cura d'evitar que els components es condenin a la columna a causa d'una temperatura massa baixa de la columna.
Actualment, la majoria dels fabricants nacionals segueixen utilitzant la valoració química per determinar el contingut de substituents. Tanmateix, tenint en compte els avantatges i els inconvenients de diversos aspectes, la cromatografia de gasos és un mètode de prova senzill i ràpid que val la pena promoure des de la perspectiva de les tendències de desenvolupament.