Ikke-ionisk celluloseether ved gaskromatografi

Indholdet af substituenter i ikke-ionisk celluloseether blev bestemt ved gaskromatografi, og resultaterne blev sammenlignet med kemisk titrering med hensyn til tidskrævende, drift, nøjagtighed, repeterbarhed, omkostninger osv., og kolonnetemperaturen blev diskuteret. Indflydelsen af ​​kromatografiske forhold såsom kolonnelængde på separationseffekten. Resultaterne viser, at gaskromatografi er en analytisk metode, der er værd at popularisere.
Nøgleord: ikke-ionisk celluloseether; gaskromatografi; substituentindhold

Ikke-ioniske celluloseethere omfatter methylcellulose (MC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), hydroxyethylcellulose (HEC) osv. Disse materialer er meget udbredt i medicin, fødevarer, petroleum osv. Da indholdet af substituenter har stor indflydelse på ydeevnen af ​​ikke- ioniske celluloseethermaterialer, er det nødvendigt at bestemme indholdet af substituenter nøjagtigt og hurtigt. På nuværende tidspunkt anvender de fleste indenlandske producenter den traditionelle kemiske titreringsmetode til analyse, som er arbejdskrævende og vanskelig at garantere nøjagtighed og repeterbarhed. Af denne grund studerer denne artikel metoden til bestemmelse af indholdet af ikke-ioniske celluloseethersubstituenter ved gaskromatografi, analyserer de faktorer, der påvirker testresultaterne, og opnår gode resultater.

1. Eksperiment
1.1 Instrument
GC-7800 gaskromatograf, produceret af Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 Reagenser
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), hydroxyethylcellulose (HEC), hjemmelavet; methyliodid, ethyliodid, isopropaniodid, hydroiodic acid (57%), toluen, adipinsyre, o-di Toluen var af analytisk kvalitet.
1.3 Gaskromatografibestemmelse
1.3.1 Gaskromatografibetingelser
Rustfri stålsøjle ((SE-30, 3% Chmmosorb, WAW DMCS); fordampningskammertemperatur 200°C; detektor: TCD, 200°C; kolonnetemperatur 100°C; bæregas: H2, 40 ml/min.
1.3.2 Fremstilling af standardopløsning
(1) Fremstilling af intern standardopløsning: Tag ca. 6,25 g toluen og anbring i en 250 ml målekolbe, fortynd til mærket med o-xylen, ryst godt og sæt til side.
(2) Fremstilling af standardopløsning: forskellige prøver har tilsvarende standardopløsninger, og her tages HPMC-prøver som et eksempel. Tilsæt en vis mængde adipinsyre, 2 mL jodbrinte og intern standardopløsning i et passende hætteglas, og vej hætteglasset nøjagtigt. Tilsæt en passende mængde iodisopropan, vej den, og beregn mængden af ​​tilsat iodisopropan. Tilsæt methyliodid igen, vej ligeligt, beregn mængden, der tilsætter methyliodid. Vibrer fuldt ud, lad det stå for lagdeling, og hold det væk fra lys til senere brug.
1.3.3 Fremstilling af prøveopløsning
Vej nøjagtigt 0,065 g tør HPMC-prøve ind i en 5 mL tykvægget reaktor, tilsæt lige stor vægt af adipinsyre, 2 mL intern standardopløsning og jodbrintesyre, forsegl hurtigt reaktionsflasken, og vej den nøjagtigt. Ryst, og opvarm ved 150°C i 60 minutter, mens du ryster ordentligt i perioden. Afkøl og vej. Hvis vægttabet før og efter reaktionen er større end 10 mg, er prøveopløsningen ugyldig, og opløsningen skal klargøres igen. Efter at prøveopløsningen har fået lov til at stå til stratificering, trækkes forsigtigt 2 μL af den øvre organiske faseopløsning, injiceres i gaskromatografen og optages spektret. Andre ikke-ioniske celluloseetherprøver blev behandlet på samme måde som HPMC.
1.3.4 Måleprincip
Tager man HPMC som et eksempel, er det en blandet cellulosealkylhydroxyalkylether, som opvarmes sammen med hydroiodsyre for at bryde alle methoxyl- og hydroxypropoxyletherbindingerne og generere den tilsvarende iodalkan.
Under høje temperaturer og lufttætte forhold, med adipinsyre som katalysator, reagerer HPMC med hydroiodsyre, og methoxyl og hydroxypropoxyl omdannes til methyliodid og isopropaniodid. Ved at bruge o-xylen som absorbent og opløsningsmiddel er rollen som katalysator og absorbent at fremme den fuldstændige hydrolysereaktion. Toluen vælges som intern standardopløsning, og methyliodid og isopropaniodid anvendes som standardopløsning. I henhold til toparealerne af den interne standard og standardopløsningen kan indholdet af methoxyl og hydroxypropoxyl i prøven beregnes.

2. Resultater og diskussion
Den kromatografiske søjle anvendt i dette eksperiment er ikke-polær. Ifølge kogepunktet for hver komponent er toprækkefølgen methyliodid, isopropaniodid, toluen og o-xylen.
2.1 Sammenligning mellem gaskromatografi og kemisk titrering
Bestemmelsen af ​​methoxyl- og hydroxypropoxylindholdet i HPMC ved kemisk titrering er relativt moden, og i øjeblikket er der to almindeligt anvendte metoder: Farmakopémetoden og den forbedrede metode. Begge disse to kemiske metoder kræver dog tilberedning af en stor mængde opløsninger, operationen er kompliceret, tidskrævende og i høj grad påvirket af eksterne faktorer. Relativt set er gaskromatografi meget enkel, nem at lære og forstå.
Resultaterne af methoxylindhold (w1) og hydroxypropoxylindhold (w2) i HPMC blev bestemt ved henholdsvis gaskromatografi og kemisk titrering. Det kan ses, at resultaterne af disse to metoder er meget tætte, hvilket indikerer, at begge metoder kan garantere nøjagtigheden af ​​resultaterne.
Ved at sammenligne kemisk titrering og gaskromatografi med hensyn til tidsforbrug, let betjening, repeterbarhed og omkostninger viser resultaterne, at den største fordel ved fasekromatografi er bekvemmelighed, hurtighed og høj effektivitet. Der er ingen grund til at forberede en stor mængde reagenser og opløsninger, og det tager kun mere end ti minutter at måle en prøve, og den faktiske sparetid vil være større end statistik. I den kemiske titreringsmetode er den menneskelige fejl ved bedømmelsen af ​​titreringsslutpunktet stor, mens gaskromatografitestresultaterne er mindre påvirket af menneskelige faktorer. Desuden er gaskromatografi en separationsteknik, der adskiller reaktionsprodukterne og kvantificerer dem. Hvis det kan samarbejde med andre måleinstrumenter, såsom GC/MS, GC/FTIR osv., kan det bruges til at identificere nogle komplekse ukendte prøver (modificerede fibre). Almindelige etherprodukter) er meget fordelagtige, hvilket er uovertruffent ved kemisk titrering . Derudover er reproducerbarheden af ​​gaskromatografiresultater bedre end for kemisk titrering.
Ulempen ved gaskromatografi er, at omkostningerne er høje. Omkostningerne fra etableringen af ​​en gaskromatografistation til vedligeholdelse af instrumentet og udvælgelsen af ​​den kromatografiske søjle er højere end den kemiske titreringsmetode. Forskellige instrumentkonfigurationer og testbetingelser vil også påvirke resultaterne, såsom detektortype, kromatografiske søjle og valg af stationær fase mv.
2.2 Gaskromatografibetingelsernes indflydelse på bestemmelsesresultaterne
For gaskromatografieksperimenter er nøglen at bestemme de passende kromatografiske betingelser for at opnå mere nøjagtige resultater. I dette eksperiment blev hydroxyethylcellulose (HEC) og hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) brugt som råmaterialer, og indflydelsen af ​​to faktorer, søjletemperatur og søjlelængde, blev undersøgt.
Når separationsgraden R ≥ 1,5, kaldes det fuldstændig adskillelse. I henhold til bestemmelserne i "Kinesisk farmakopé" skal R være større end 1,5. Kombineret med kolonnetemperaturen ved tre temperaturer er opløsningen af ​​hver komponent større end 1,5, hvilket opfylder de grundlæggende adskillelseskrav, som er R90°C>R100°C>R110°C. I betragtning af tailing-faktoren er tailing-faktoren r>1 tailing-toppen, r<1 er den forreste top, og jo tættere r er på 1, jo bedre er ydeevnen af ​​den kromatografiske søjle. For toluen og ethyliodid, R90°C>R100°C>R110°C; o-xylen er opløsningsmidlet med det højeste kogepunkt, R90°C
Påvirkningen af ​​søjlelængden på forsøgsresultaterne viser, at under de samme betingelser er det kun længden af ​​den kromatografiske søjle, der ændres. Sammenlignet med den pakkede kolonne på 3m og 2m er analyseresultaterne og opløsningen af ​​3m kolonnen bedre, og jo længere kolonnen er, jo bedre er kolonneeffektiviteten. Jo højere værdi, jo mere pålideligt er resultatet.

3. Konklusion
Hydroiodsyre bruges til at ødelægge etherbindingen af ​​ikke-ionisk celluloseether for at generere lille molekyle iodid, som adskilles ved gaskromatografi og kvantificeres ved intern standardmetode for at opnå indholdet af substituenten. Ud over hydroxypropylmethylcellulose omfatter celluloseethere, der er egnede til denne metode, hydroxyethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose og methylcellulose, og prøvebehandlingsmetoden er ens.
Sammenlignet med den traditionelle kemiske titreringsmetode har gaskromatografianalyse af substituentindhold i ikke-ionisk celluloseether mange fordele. Princippet er enkelt og let at forstå, operationen er praktisk, og der er ingen grund til at forberede en stor mængde medicin og reagenser, hvilket i høj grad sparer analysetiden. Resultaterne opnået ved denne metode er i overensstemmelse med resultaterne opnået ved kemisk titrering.
Når man analyserer substituentindhold ved gaskromatografi, er det meget vigtigt at vælge passende og optimale kromatografiske forhold. Generelt kan reduktion af kolonnetemperaturen eller forøgelse af kolonnelængden effektivt forbedre opløsningen, men man skal passe på at forhindre komponenter i at kondensere i kolonnen på grund af for lav kolonnetemperatur.
På nuværende tidspunkt bruger de fleste indenlandske producenter stadig kemisk titrering til at bestemme indholdet af substituenter. Men i betragtning af fordele og ulemper ved forskellige aspekter er gaskromatografi en enkel og hurtig testmetode, der er værd at fremme ud fra udviklingstendensernes perspektiv.