اتر سلولز غیر یونی توسط کروماتوگرافی گازی

محتوای جانشین‌ها در اتر سلولز غیریونی با استفاده از کروماتوگرافی گازی تعیین شد و نتایج با تیتراسیون شیمیایی از نظر زمان‌بر، عملکرد، دقت، تکرارپذیری، هزینه و غیره مقایسه شد و دمای ستون مورد بحث قرار گرفت. تاثیر شرایط کروماتوگرافی مانند طول ستون بر اثر جداسازی. نتایج نشان می دهد که کروماتوگرافی گازی یک روش تحلیلی است که ارزش محبوبیت را دارد.
کلمات کلیدی: اتر سلولز غیر یونی. کروماتوگرافی گازی؛ محتوای جایگزین

اترهای سلولز غیر یونی شامل متیل سلولز (MC)، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)، هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) و غیره هستند. این مواد به طور گسترده در پزشکی، غذا، نفت و غیره استفاده می شوند. از آنجایی که محتوای جایگزین ها تاثیر زیادی بر عملکرد غیر غیر یونی دارد. مواد اتر سلولز یونی، تعیین محتوای جایگزین ها به طور دقیق و سریع ضروری است. در حال حاضر، اکثر تولید کنندگان داخلی روش تیتراسیون شیمیایی سنتی را برای تجزیه و تحلیل اتخاذ می کنند، که کار فشرده ای است و تضمین دقت و تکرارپذیری دشوار است. به همین دلیل، این مقاله روش تعیین محتوای جایگزین‌های اتر سلولز غیریونی را با کروماتوگرافی گازی مورد بررسی قرار می‌دهد، عوامل مؤثر بر نتایج آزمایش را تجزیه و تحلیل می‌کند و نتایج خوبی به دست می‌آورد.

1. آزمایش کنید
1.1 ابزار
کروماتوگراف گازی GC-7800، تولید شده توسط Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 معرف ها
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)، هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)، خانگی؛ متیل یدید، اتیل یدید، ایزوپروپان یدید، اسید هیدرویدیک (57%)، تولوئن، آدیپیک اسید، o-di تولوئن دارای درجه تحلیلی بودند.
1.3 تعیین کروماتوگرافی گازی
1.3.1 شرایط کروماتوگرافی گازی
ستون فولاد ضد زنگ ((SE-30، 3% Chmmosorb، WAW DMCS)؛ دمای محفظه تبخیر 200 درجه سانتی گراد؛ آشکارساز: TCD، 200 درجه سانتی گراد؛ دمای ستون 100 درجه سانتی گراد؛ گاز حامل: H2، 40 میلی لیتر در دقیقه.
1.3.2 تهیه محلول استاندارد
(1) تهیه محلول استاندارد داخلی: حدود 6.25 گرم تولوئن را بردارید و در یک فلاسک حجمی 250 میلی لیتری قرار دهید، با O-xylene تا نقطه علامت گذاری کنید، خوب تکان دهید و کنار بگذارید.
(2) تهیه محلول استاندارد: نمونه های مختلف دارای محلول های استاندارد متناظر هستند و نمونه های HPMC در اینجا به عنوان مثال در نظر گرفته شده است. در یک ویال مناسب، مقدار معینی اسید آدیپیک، 2 میلی لیتر اسید هیدرویدیک و محلول استاندارد داخلی اضافه کنید و ویال را با دقت وزن کنید. مقدار مناسبی یدوایزوپروپان اضافه کنید، وزن کنید و مقدار یدوایزوپروپان اضافه شده را محاسبه کنید. دوباره متیل یدید را اضافه کنید، به همان اندازه وزن کنید، مقدار متیل یدید را محاسبه کنید. کاملاً ارتعاش کنید، بگذارید برای طبقه بندی بماند و برای استفاده بعدی آن را از نور دور نگه دارید.
1.3.3 تهیه محلول نمونه
0.065 گرم نمونه خشک HPMC را در یک راکتور 5 میلی لیتری با دیواره ضخیم وزن کنید، به وزن مساوی اسید آدیپیک، 2 میلی لیتر محلول استاندارد داخلی و اسید هیدرویدیک اضافه کنید، بطری واکنش را به سرعت مهر و موم کنید و با دقت وزن کنید. تکان دهید و به مدت 60 دقیقه در دمای 150 درجه سانتی گراد حرارت دهید و در طول دوره به خوبی تکان دهید. سرد کنید و وزن کنید. اگر کاهش وزن قبل و بعد از واکنش بیشتر از 10 میلی گرم باشد، محلول نمونه نامعتبر است و محلول باید دوباره آماده شود. پس از اینکه محلول نمونه برای طبقه بندی بایستد، 2 میکرولیتر از محلول فاز آلی بالایی را با دقت بکشید، آن را به کروماتوگرافی گازی تزریق کنید و طیف را ثبت کنید. سایر نمونه های اتر سلولز غیر یونی به طور مشابه با HPMC درمان شدند.
1.3.4 اصل اندازه گیری
با در نظر گرفتن HPMC به عنوان مثال، این یک اتر مخلوط سلولزی آلکیل هیدروکسی آلکیل است که با اسید هیدرویدیک به طور همزمان گرم می شود تا تمام پیوندهای متوکسیل و هیدروکسی پروپوکسیل اتر را بشکند و یدوآلکان مربوطه را تولید کند.
تحت دمای بالا و شرایط بدون هوا، با اسید آدیپیک به عنوان کاتالیزور، HPMC با اسید هیدرویدیک واکنش می دهد و متوکسیل و هیدروکسی پروپوکسیل به متیل یدید و ایزوپروپان یدید تبدیل می شوند. با استفاده از o-xylene به عنوان جاذب و حلال، نقش کاتالیزور و جاذب ارتقاء واکنش هیدرولیز کامل است. تولوئن به عنوان محلول استاندارد داخلی انتخاب می شود و متیل یدید و ایزوپروپان یدید به عنوان محلول استاندارد استفاده می شود. با توجه به نواحی پیک استاندارد داخلی و محلول استاندارد، محتوای متوکسیل و هیدروکسی پروپوکسیل در نمونه قابل محاسبه است.

2. نتایج و بحث
ستون کروماتوگرافی مورد استفاده در این آزمایش غیر قطبی است. با توجه به نقطه جوش هر جزء، مرتبه پیک متیل یدید، ایزوپروپان یدید، تولوئن و اکسایلن است.
2.1 مقایسه بین کروماتوگرافی گازی و تیتراسیون شیمیایی
تعیین محتوای متوکسیل و هیدروکسی پروپوکسیل HPMC با تیتراسیون شیمیایی نسبتاً بالغ است و در حال حاضر دو روش متداول وجود دارد: روش فارماکوپه و روش بهبود یافته. با این حال، هر دوی این دو روش شیمیایی نیاز به تهیه مقدار زیادی محلول دارند، عملیات پیچیده، زمان بر است و به شدت تحت تأثیر عوامل خارجی قرار می گیرد. به طور نسبی، کروماتوگرافی گازی بسیار ساده است، یادگیری و درک آن آسان است.
نتایج محتوای متوکسیل (w1) و محتوای هیدروکسی پروپوکسیل (w2) در HPMC به ترتیب با استفاده از کروماتوگرافی گازی و تیتراسیون شیمیایی تعیین شد. مشاهده می شود که نتایج این دو روش بسیار نزدیک به هم هستند که نشان می دهد هر دو روش می توانند صحت نتایج را تضمین کنند.
مقایسه تیتراسیون شیمیایی و کروماتوگرافی گازی از نظر زمان مصرف، سهولت عملیات، تکرارپذیری و هزینه، نتایج نشان می دهد که بزرگترین مزیت کروماتوگرافی فازی راحتی، سرعت و راندمان بالا است. نیازی به تهیه مقدار زیادی معرف و محلول نیست و فقط بیش از ده دقیقه طول می کشد تا یک نمونه اندازه گیری شود و زمان واقعی ذخیره شده بیشتر از آمار خواهد بود. در روش تیتراسیون شیمیایی، خطای انسانی در قضاوت نقطه پایانی تیتراسیون زیاد است، در حالی که نتایج آزمایش کروماتوگرافی گازی کمتر تحت تأثیر عوامل انسانی قرار می گیرد. علاوه بر این، کروماتوگرافی گازی یک تکنیک جداسازی است که محصولات واکنش را جدا می کند و آنها را کمی می کند. اگر بتواند با سایر ابزارهای اندازه گیری مانند GC/MS، GC/FTIR و غیره همکاری کند، می توان از آن برای شناسایی برخی از نمونه های پیچیده ناشناخته (الیاف اصلاح شده) محصولات اتر ساده) استفاده کرد که با تیتراسیون شیمیایی بی نظیر است. . علاوه بر این، تکرارپذیری نتایج کروماتوگرافی گازی بهتر از تیتراسیون شیمیایی است.
عیب کروماتوگرافی گازی این است که هزینه آن بالاست. هزینه از راه اندازی ایستگاه کروماتوگرافی گازی تا تعمیر و نگهداری دستگاه و انتخاب ستون کروماتوگرافی بیشتر از روش تیتراسیون شیمیایی است. پیکربندی های مختلف ابزار و شرایط آزمایش نیز بر نتایج تأثیر می گذارد، مانند نوع آشکارساز، ستون کروماتوگرافی و انتخاب فاز ثابت و غیره.
2.2 تأثیر شرایط کروماتوگرافی گازی بر نتایج تعیین
برای آزمایش‌های کروماتوگرافی گازی، کلید تعیین شرایط کروماتوگرافی مناسب برای به دست آوردن نتایج دقیق‌تر است. در این آزمایش از هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) به عنوان مواد اولیه استفاده شد و تأثیر دو عامل دمای ستون و طول ستون مورد بررسی قرار گرفت.
وقتی درجه جدایی R ≥ 1.5 باشد به آن جداسازی کامل می گویند. طبق مفاد "فارماکوپه چینی"، R باید بزرگتر از 1.5 باشد. در ترکیب با دمای ستون در سه دما، وضوح هر جزء بیشتر از 1.5 است که الزامات جداسازی اساسی را برآورده می کند که عبارتند از R90 ° C> R100 ° C> R110 ° C. با توجه به فاکتور باطله، ضریب باطله r>1 قله باطله، r<1 قله جلو و هر چه r به 1 نزدیکتر باشد، عملکرد ستون کروماتوگرافی بهتر است. برای تولوئن و اتیل یدید، R90°C>R100°C>R110°C. o-xylene حلالی با بالاترین نقطه جوش R90 درجه سانتیگراد است
تأثیر طول ستون بر نتایج تجربی نشان می‌دهد که در شرایط یکسان، تنها طول ستون کروماتوگرافی تغییر می‌کند. در مقایسه با ستون پر شده 3 متری و 2 متری، نتایج تحلیل و وضوح ستون 3 متری بهتر است و هر چه ستون طولانی تر باشد، بازده ستون بهتر است. هر چه مقدار بالاتر باشد، نتیجه قابل اعتمادتر است.

3. نتیجه گیری
اسید هیدرویدیک برای از بین بردن پیوند اتری اتر سلولزی غیر یونی برای تولید یدید مولکولی کوچک استفاده می شود که توسط کروماتوگرافی گازی جدا شده و با روش استاندارد داخلی برای بدست آوردن محتوای جایگزین تعیین می شود. اترهای سلولزی مناسب برای این روش علاوه بر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز شامل هیدروکسی اتیل سلولز، هیدروکسی اتیل متیل سلولز و متیل سلولز می باشد و روش تصفیه نمونه نیز مشابه است.
در مقایسه با روش تیتراسیون شیمیایی سنتی، تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی گازی محتوای جانشین اتر سلولز غیر یونی دارای مزایای بسیاری است. این اصل ساده و قابل درک است، عملیات راحت است و نیازی به تهیه مقدار زیادی دارو و معرف نیست، که تا حد زیادی در زمان تجزیه و تحلیل صرفه جویی می کند. نتایج به دست آمده توسط این روش با نتایج بدست آمده از تیتراسیون شیمیایی مطابقت دارد.
هنگام تجزیه و تحلیل محتوای جانشین توسط کروماتوگرافی گازی، انتخاب شرایط کروماتوگرافی مناسب و بهینه بسیار مهم است. به طور کلی، کاهش دمای ستون یا افزایش طول ستون می تواند به طور موثر وضوح را بهبود بخشد، اما باید مراقب بود که قطعات در ستون به دلیل دمای بسیار پایین ستون متراکم نشوند.
در حال حاضر، اکثر تولیدکنندگان داخلی همچنان از تیتراسیون شیمیایی برای تعیین محتوای جایگزین ها استفاده می کنند. با این حال، با توجه به مزایا و معایب جنبه‌های مختلف، کروماتوگرافی گازی یک روش آزمایشی ساده و سریع است که ارزش ترویج از منظر روند توسعه را دارد.