Μη ιονικός αιθέρας κυτταρίνης με αέρια χρωματογραφία

Η περιεκτικότητα των υποκαταστατών σε μη ιοντικό αιθέρα κυτταρίνης προσδιορίστηκε με αέρια χρωματογραφία και τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με χημική τιτλοδότηση όσον αφορά τη χρονοβόρα, λειτουργία, ακρίβεια, επαναληψιμότητα, κόστος κ.λπ., και συζητήθηκε η θερμοκρασία της στήλης. Η επίδραση των χρωματογραφικών συνθηκών όπως το μήκος στήλης στο φαινόμενο διαχωρισμού. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αέρια χρωματογραφία είναι μια αναλυτική μέθοδος που αξίζει να διαδοθεί.
Λέξεις κλειδιά: μη ιονικός αιθέρας κυτταρίνης; αέρια χρωματογραφία; υποκατάστατο περιεχόμενο

Οι μη ιονικοί αιθέρες κυτταρίνης περιλαμβάνουν μεθυλοκυτταρίνη (MC), υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη (HPMC), υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC), κ.λπ. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική, τα τρόφιμα, το πετρέλαιο κ.λπ. Δεδομένου ότι η περιεκτικότητα σε υποκαταστάτες έχει μεγάλη επίδραση στην απόδοση μη υλικά αιθέρα ιοντικής κυτταρίνης, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η περιεκτικότητα των υποκαταστατών με ακρίβεια και ταχύτητα. Επί του παρόντος, οι περισσότεροι εγχώριοι κατασκευαστές υιοθετούν την παραδοσιακή μέθοδο χημικής τιτλοδότησης για ανάλυση, η οποία είναι εντατική και δύσκολο να εγγυηθεί την ακρίβεια και την επαναληψιμότητα. Για το λόγο αυτό, η παρούσα εργασία μελετά τη μέθοδο προσδιορισμού της περιεκτικότητας σε μη ιονικούς υποκαταστάτες αιθέρα κυτταρίνης με αέρια χρωματογραφία, αναλύει τους παράγοντες που επηρεάζουν τα αποτελέσματα της δοκιμής και λαμβάνει καλά αποτελέσματα.

1. Πειραματιστείτε
1.1 Όργανο
Αέριος χρωματογράφος GC-7800, που παράγεται από την Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 Αντιδραστήρια
Υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη (HPMC), υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC), σπιτικό; ιωδιούχο μεθύλιο, ιωδιούχο αιθυλεστέρα, ιωδιούχο ισοπροπάνιο, υδροϊωδικό οξύ (57%), τολουόλιο, αδιπικό οξύ, ο-δι Τολουόλιο ήταν αναλυτικής ποιότητας.
1.3 Προσδιορισμός με αέρια χρωματογραφία
1.3.1 Συνθήκες αέριας χρωματογραφίας
Στήλη από ανοξείδωτο χάλυβα ((SE-30, 3% Chmmosorb, WAW DMCS), θερμοκρασία θαλάμου εξάτμισης 200°C, ανιχνευτής: TCD, 200°C, θερμοκρασία στήλης 100°C, φέρον αέριο: H2, 40 mL/min.
1.3.2 Παρασκευή πρότυπου διαλύματος
(1) Παρασκευή του διαλύματος εσωτερικού προτύπου: Πάρτε περίπου 6,25 g τολουολίου και τοποθετήστε σε ογκομετρική φιάλη 250 mL, αραιώστε μέχρι τη χαραγή με ο-ξυλένιο, ανακινήστε καλά και αφήστε στην άκρη.
(2) Παρασκευή πρότυπου διαλύματος: διαφορετικά δείγματα έχουν αντίστοιχα πρότυπα διαλύματα και τα δείγματα HPMC λαμβάνονται ως παράδειγμα εδώ. Σε ένα κατάλληλο φιαλίδιο, προσθέστε μια ορισμένη ποσότητα αδιπικού οξέος, 2 mL υδροϊωδικού οξέος και διάλυμα εσωτερικού προτύπου και ζυγίστε με ακρίβεια το φιαλίδιο. Προσθέστε την κατάλληλη ποσότητα ιωδοϊσοπροπανίου, ζυγίστε την και υπολογίστε την ποσότητα ιωδοϊσοπροπανίου που προστέθηκε. Προσθέστε ξανά ιωδιούχο μεθύλιο, ζυγίστε ίσα, υπολογίστε την ποσότητα που προσθέτει ιωδιούχο μεθύλιο. Δονηθείτε πλήρως, αφήστε το να σταθεί για στρωματοποίηση και κρατήστε το μακριά από το φως για μελλοντική χρήση.
1.3.3 Παρασκευή διαλύματος δείγματος
Ζυγίστε με ακρίβεια 0,065 g ξηρού δείγματος HPMC σε έναν αντιδραστήρα με πάχος τοιχώματος 5 mL, προσθέστε ίσο βάρος αδιπικού οξέος, 2 mL διαλύματος εσωτερικού προτύπου και υδροϊωδικού οξέος, σφραγίστε γρήγορα τη φιάλη αντίδρασης και ζυγίστε τη με ακρίβεια. Ανακινήστε και θερμαίνετε στους 150°C για 60 λεπτά, ανακινώντας σωστά κατά τη διάρκεια της περιόδου. Ψύξτε και ζυγίστε. Εάν η απώλεια βάρους πριν και μετά την αντίδραση είναι μεγαλύτερη από 10 mg, το διάλυμα του δείγματος δεν είναι έγκυρο και το διάλυμα πρέπει να παρασκευαστεί εκ νέου. Αφού το διάλυμα του δείγματος αφέθηκε να παραμείνει για στρωματοποίηση, τραβήξτε προσεκτικά 2 μL από το διάλυμα ανώτερης οργανικής φάσης, εγχύστε το στον αέριο χρωματογράφο και καταγράψτε το φάσμα. Άλλα δείγματα μη ιοντικού αιθέρα κυτταρίνης υποβλήθηκαν σε επεξεργασία παρόμοια με HPMC.
1.3.4 Αρχή μέτρησης
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το HPMC, είναι ένας μικτός αιθέρας αλκυλ υδροξυαλκυλ κυτταρίνης, ο οποίος συνθερμαίνεται με υδροϊωδικό οξύ για να σπάσει όλους τους δεσμούς μεθοξυλίου και υδροξυπροποξυλαιθέρα και να δημιουργήσει το αντίστοιχο ιωδοαλκάνιο.
Υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και αεροστεγής, με καταλύτη το αδιπικό οξύ, το HPMC αντιδρά με το υδροϊωδικό οξύ και το μεθοξυλ και το υδροξυπροποξυλ μετατρέπονται σε ιωδιούχο μεθύλιο και ιωδιούχο ισοπροπάνιο. Χρησιμοποιώντας το ο-ξυλένιο ως απορροφητικό και διαλύτη, ο ρόλος του καταλύτη και του απορροφητικού είναι να προάγει την πλήρη αντίδραση υδρόλυσης. Το τολουόλιο επιλέγεται ως το διάλυμα εσωτερικού προτύπου και το ιωδιούχο μεθύλιο και το ιωδιούχο ισοπροπάνιο χρησιμοποιούνται ως πρότυπο διάλυμα. Σύμφωνα με τις περιοχές κορυφής του εσωτερικού προτύπου και του προτύπου διαλύματος, μπορεί να υπολογιστεί η περιεκτικότητα σε μεθοξυλ και υδροξυπροποξυλ στο δείγμα.

2. Αποτελέσματα και συζήτηση
Η χρωματογραφική στήλη που χρησιμοποιήθηκε σε αυτό το πείραμα είναι μη πολική. Σύμφωνα με το σημείο βρασμού κάθε συστατικού, η σειρά κορυφής είναι ιωδιούχο μεθύλιο, ιωδιούχο ισοπροπάνιο, τολουόλιο και ο-ξυλόλιο.
2.1 Σύγκριση μεταξύ αέριας χρωματογραφίας και χημικής τιτλοδότησης
Ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε μεθοξυλικό και υδροξυπροποξυλικό περιεχόμενο του HPMC με χημική τιτλοδότηση είναι σχετικά ώριμος και επί του παρόντος υπάρχουν δύο ευρέως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι: η μέθοδος της Φαρμακοποιίας και η βελτιωμένη μέθοδος. Ωστόσο, και οι δύο αυτές δύο χημικές μέθοδοι απαιτούν την παρασκευή μεγάλης ποσότητας διαλυμάτων, η λειτουργία είναι περίπλοκη, χρονοβόρα και επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από εξωτερικούς παράγοντες. Μιλώντας σχετικά, η αέρια χρωματογραφία είναι πολύ απλή, εύκολη στην εκμάθηση και κατανόηση.
Τα αποτελέσματα της περιεκτικότητας σε μεθοξυλίου (w1) και του περιεχομένου υδροξυπροποξυλίου (w2) σε HPMC προσδιορίστηκαν με αέρια χρωματογραφία και χημική τιτλοδότηση αντίστοιχα. Μπορεί να φανεί ότι τα αποτελέσματα αυτών των δύο μεθόδων είναι πολύ κοντά, υποδεικνύοντας ότι και οι δύο μέθοδοι μπορούν να εγγυηθούν την ακρίβεια των αποτελεσμάτων.
Συγκρίνοντας τη χημική τιτλοδότηση και την αέρια χρωματογραφία όσον αφορά την κατανάλωση χρόνου, την ευκολία λειτουργίας, την επαναληψιμότητα και το κόστος, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της χρωματογραφίας φάσης είναι η ευκολία, η ταχύτητα και η υψηλή απόδοση. Δεν χρειάζεται να προετοιμάσετε μεγάλη ποσότητα αντιδραστηρίων και διαλυμάτων και χρειάζονται μόνο περισσότερα από δέκα λεπτά για τη μέτρηση ενός δείγματος και ο πραγματικός χρόνος που θα εξοικονομηθεί θα είναι μεγαλύτερος από τα στατιστικά στοιχεία. Στη μέθοδο χημικής τιτλοδότησης, το ανθρώπινο λάθος στην εκτίμηση του τελικού σημείου τιτλοδότησης είναι μεγάλο, ενώ τα αποτελέσματα της δοκιμής αέριας χρωματογραφίας επηρεάζονται λιγότερο από ανθρώπινους παράγοντες. Επιπλέον, η αέρια χρωματογραφία είναι μια τεχνική διαχωρισμού που διαχωρίζει τα προϊόντα της αντίδρασης και τα ποσοτικοποιεί. Εάν μπορεί να συνεργαστεί με άλλα όργανα μέτρησης, όπως GC/MS, GC/FTIR, κ.λπ., μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση σύνθετων άγνωστων δειγμάτων (τροποποιημένες ίνες) Τα προϊόντα απλού αιθέρα) είναι πολύ πλεονεκτήματα, τα οποία δεν ταιριάζουν με τη χημική τιτλοδότηση . Επιπλέον, η αναπαραγωγιμότητα των αποτελεσμάτων της αέριας χρωματογραφίας είναι καλύτερη από αυτή της χημικής τιτλοδότησης.
Το μειονέκτημα της αέριας χρωματογραφίας είναι ότι το κόστος είναι υψηλό. Το κόστος από την εγκατάσταση του σταθμού αερίου χρωματογραφίας έως τη συντήρηση του οργάνου και την επιλογή της χρωματογραφικής στήλης είναι υψηλότερο από αυτό της μεθόδου χημικής τιτλοδότησης. Διαφορετικές διαμορφώσεις οργάνων και συνθήκες δοκιμής θα επηρεάσουν επίσης τα αποτελέσματα, όπως ο τύπος ανιχνευτή, η χρωματογραφική στήλη και η επιλογή της στατικής φάσης κ.λπ.
2.2 Η επίδραση των συνθηκών αέριας χρωματογραφίας στα αποτελέσματα προσδιορισμού
Για πειράματα αέριας χρωματογραφίας, το κλειδί είναι να καθοριστούν οι κατάλληλες χρωματογραφικές συνθήκες για να ληφθούν πιο ακριβή αποτελέσματα. Σε αυτό το πείραμα, η υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC) και η υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη (HPMC) χρησιμοποιήθηκαν ως πρώτες ύλες και μελετήθηκε η επίδραση δύο παραγόντων, της θερμοκρασίας της στήλης και του μήκους της στήλης.
Όταν ο βαθμός διαχωρισμού R ≥ 1,5, ονομάζεται πλήρης διαχωρισμός. Σύμφωνα με τις διατάξεις της «Κινεζικής Φαρμακοποιίας», το R πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1,5. Σε συνδυασμό με τη θερμοκρασία στήλης σε τρεις θερμοκρασίες, η ανάλυση κάθε συστατικού είναι μεγαλύτερη από 1,5, που πληρούν τις βασικές απαιτήσεις διαχωρισμού, οι οποίες είναι R90°C>R100°C>R110°C. Λαμβάνοντας υπόψη τον παράγοντα ουράς, ο παράγοντας ουράς r>1 είναι η κορυφή της ουράς, r<1 είναι η μπροστινή κορυφή και όσο πιο κοντά είναι το r στο 1, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση της χρωματογραφικής στήλης. Για τολουόλιο και ιωδιούχο αιθυλεστέρα, R90°C>R100°C>R110°C. Το ο-ξυλένιο είναι ο διαλύτης με το υψηλότερο σημείο βρασμού, R90°C
Η επίδραση του μήκους της στήλης στα πειραματικά αποτελέσματα δείχνει ότι υπό τις ίδιες συνθήκες, αλλάζει μόνο το μήκος της χρωματογραφικής στήλης. Σε σύγκριση με τη γεμάτη στήλη των 3m και 2m, τα αποτελέσματα της ανάλυσης και η ανάλυση της στήλης 3m είναι καλύτερα και όσο μεγαλύτερη είναι η στήλη, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση της στήλης. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή, τόσο πιο αξιόπιστο είναι το αποτέλεσμα.

3. Συμπέρασμα
Το υδροϊωδικό οξύ χρησιμοποιείται για την καταστροφή του αιθερικού δεσμού του μη ιοντικού αιθέρα κυτταρίνης για τη δημιουργία μικρού μορίου ιωδιδίου, το οποίο διαχωρίζεται με αέρια χρωματογραφία και ποσοτικοποιείται με μέθοδο εσωτερικού προτύπου για να ληφθεί το περιεχόμενο του υποκαταστάτη. Εκτός από την υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη, οι αιθέρες κυτταρίνης που είναι κατάλληλοι για αυτή τη μέθοδο περιλαμβάνουν υδροξυαιθυλοκυτταρίνη, υδροξυαιθυλομεθυλοκυτταρίνη και μεθυλοκυτταρίνη, και η μέθοδος επεξεργασίας δείγματος είναι παρόμοια.
Σε σύγκριση με την παραδοσιακή μέθοδο χημικής τιτλοδότησης, η ανάλυση αερίου χρωματογραφίας της περιεκτικότητας σε υποκαταστάτη μη ιοντικού αιθέρα κυτταρίνης έχει πολλά πλεονεκτήματα. Η αρχή είναι απλή και κατανοητή, η λειτουργία είναι βολική και δεν χρειάζεται να προετοιμάσετε μεγάλη ποσότητα φαρμάκων και αντιδραστηρίων, γεγονός που εξοικονομεί σημαντικά τον χρόνο ανάλυσης. Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται με αυτή τη μέθοδο είναι σύμφωνα με αυτά που λαμβάνονται με χημική τιτλοδότηση.
Κατά την ανάλυση της περιεκτικότητας σε υποκαταστάτη με αέρια χρωματογραφία, είναι πολύ σημαντικό να επιλέγονται οι κατάλληλες και βέλτιστες χρωματογραφικές συνθήκες. Γενικά, η μείωση της θερμοκρασίας της στήλης ή η αύξηση του μήκους της στήλης μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την ανάλυση, αλλά πρέπει να ληφθεί μέριμνα ώστε να αποτραπεί η συμπύκνωση εξαρτημάτων στη στήλη λόγω πολύ χαμηλής θερμοκρασίας στήλης.
Επί του παρόντος, οι περισσότεροι εγχώριοι κατασκευαστές εξακολουθούν να χρησιμοποιούν χημική τιτλοδότηση για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε υποκαταστάτες. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπόψη τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των διαφόρων πτυχών, η αέρια χρωματογραφία είναι μια απλή και γρήγορη μέθοδος δοκιμής που αξίζει να προωθηθεί από την οπτική γωνία των τάσεων ανάπτυξης.