Ioniton selluloosaeetteri kaasukromatografialla

Ei-ionisen selluloosaeetterin substituenttien pitoisuudet määritettiin kaasukromatografialla ja tuloksia verrattiin kemialliseen titraukseen aikaa vievän, toiminnan, tarkkuuden, toistettavuuden, kustannusten jne. suhteen ja keskusteltiin kolonnin lämpötilasta. Kromatografisten olosuhteiden, kuten kolonnin pituuden, vaikutus erotusvaikutukseen. Tulokset osoittavat, että kaasukromatografia on popularisoinnin arvoinen analyyttinen menetelmä.
Avainsanat: ioniton selluloosaeetteri; kaasukromatografia; substituenttisisältö

Ionittomia selluloosaeettereitä ovat metyyliselluloosa (MC), hydroksipropyylimetyyliselluloosa (HPMC), hydroksietyyliselluloosa (HEC) jne. Näitä materiaaleja käytetään laajalti lääketieteessä, elintarvikkeissa, öljyssä jne. Koska substituenttien pitoisuudella on suuri vaikutus ei- ioniset selluloosaeetterimateriaalit, substituenttien pitoisuus on määritettävä tarkasti ja nopeasti. Tällä hetkellä useimmat kotimaiset valmistajat käyttävät analyysiin perinteistä kemiallista titrausmenetelmää, joka on työvoimavaltaista ja jonka tarkkuutta ja toistettavuutta on vaikea taata. Tästä syystä tässä työssä tutkitaan menetelmää ionittomien selluloosaeetterisubstituenttien pitoisuuden määrittämiseksi kaasukromatografialla, analysoidaan testituloksiin vaikuttavia tekijöitä ja saadaan hyviä tuloksia.

1. Kokeile
1.1 Laite
GC-7800 kaasukromatografi, valmistaja Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 Reagenssit
Hydroksipropyylimetyyliselluloosa (HPMC), hydroksietyyliselluloosa (HEC), kotitekoinen; metyylijodidi, etyylijodidi, isopropaanijodidi, jodivetyhappo (57 %), tolueeni, adipiinihappo, o-di Tolueeni oli analyyttistä laatua.
1.3 Kaasukromatografinen määritys
1.3.1 Kaasukromatografiaolosuhteet
Ruostumaton teräskolonni ((SE-30, 3 % Chmmosorb, WAW DMCS); höyrystyskammion lämpötila 200 °C; detektori: TCD, 200 °C; kolonnin lämpötila 100 °C; kantokaasu: H2, 40 ml/min.
1.3.2 Standardiliuoksen valmistaminen
(1) Sisäisen standardiliuoksen valmistaminen: Ota noin 6,25 g tolueenia ja laita se 250 ml:n mittapulloon, laimenna merkkiin o-ksyleenillä, ravista hyvin ja aseta sivuun.
(2) Standardiliuoksen valmistus: eri näytteillä on vastaavat standardiliuokset, ja tässä on esimerkkinä HPMC-näytteet. Lisää sopivaan injektiopulloon tietty määrä adipiinihappoa, 2 ml jodihappoa ja sisäistä standardiliuosta ja punnitse pullo tarkasti. Lisää sopiva määrä jodi-isopropaania, punnita se ja laske lisätyn jodi-isopropaanin määrä. Lisää metyylijodidia uudelleen, punnita yhtä paljon, laske metyylijodidia lisäävä määrä. Värähtele täysin, anna sen seistä kerrostumista varten ja pidä se poissa valolta myöhempää käyttöä varten.
1.3.3 Näyteliuoksen valmistaminen
Punnitaan tarkasti 0,065 g kuivaa HPMC-näytettä 5 ml:n paksuseinäiseen reaktoriin, lisätään sama paino adipiinihappoa, 2 ml sisäistä standardiliuosta ja jodihappoa, suljetaan nopeasti reaktiopullo ja punnitaan tarkasti. Ravista ja kuumenna 150°C:ssa 60 minuuttia ravistaen kunnolla koko ajan. Jäähdytä ja punnita. Jos painonmenetys ennen ja jälkeen reaktion on suurempi kuin 10 mg, näyteliuos ei kelpaa ja liuos on valmistettava uudelleen. Kun näyteliuoksen on annettu seistä kerrostumista varten, vedä varovasti 2 µl ylemmän orgaanisen faasin liuosta, ruiskuta se kaasukromatografiin ja tallenna spektri. Muut ei-ioniset selluloosaeetterinäytteet käsiteltiin samalla tavalla kuin HPMC.
1.3.4 Mittausperiaate
Esimerkkinä HPMC:stä se on selluloosaalkyylihydroksialkyyliseoseetteri, jota kuumennetaan yhdessä jodihapon kanssa kaikkien metoksyyli- ja hydroksipropoksyylieetterisidosten katkaisemiseksi ja vastaavan jodialkaanin muodostamiseksi.
Korkeassa lämpötilassa ja ilmatiiviissä olosuhteissa, kun adipiinihappo on katalyyttinä, HPMC reagoi jodihapon kanssa, ja metoksyyli ja hydroksipropoksyyli muuttuvat metyylijodidiksi ja isopropaanijodidiksi. Käyttämällä o-ksyleeniä imukykyisenä ja liuottimena katalyytin ja absorbentin tehtävänä on edistää täydellistä hydrolyysireaktiota. Tolueeni valitaan sisäiseksi standardiliuokseksi ja metyylijodidia ja isopropaanijodidia käytetään standardiliuoksena. Sisäisen standardin ja standardiliuoksen piikkien pinta-alojen mukaan voidaan laskea näytteen metoksyyli- ja hydroksipropoksyylipitoisuus.

2. Tulokset ja keskustelu
Tässä kokeessa käytetty kromatografinen pylväs on ei-polaarinen. Kunkin komponentin kiehumispisteen mukaan piikkien järjestys on metyylijodidi, isopropaanijodidi, tolueeni ja o-ksyleeni.
2.1 Kaasukromatografian ja kemiallisen titrauksen vertailu
HPMC:n metoksyyli- ja hydroksipropoksyylipitoisuuksien määritys kemiallisella titrauksella on suhteellisen kypsää ja tällä hetkellä käytössä on kaksi yleisesti käytettyä menetelmää: farmakopean menetelmä ja parannettu menetelmä. Molemmat näistä kahdesta kemiallisesta menetelmästä edellyttävät kuitenkin suurten liuosmäärien valmistamista, toiminta on monimutkaista, aikaa vievää ja siihen vaikuttavat suuresti ulkoiset tekijät. Suhteellisesti ottaen kaasukromatografia on hyvin yksinkertaista, helppo oppia ja ymmärtää.
Metoksyylipitoisuuden (w1) ja hydroksipropoksyylipitoisuuden (w2) tulokset HPMC:ssä määritettiin kaasukromatografialla ja vastaavasti kemiallisella titrauksella. Voidaan nähdä, että näiden kahden menetelmän tulokset ovat hyvin lähellä toisiaan, mikä osoittaa, että molemmat menetelmät voivat taata tulosten tarkkuuden.
Verrattaessa kemiallista titrausta ja kaasukromatografiaa ajankulutuksen, käytön helppouden, toistettavuuden ja kustannusten suhteen tulokset osoittavat, että faasikromatografian suurin etu on mukavuus, nopeus ja korkea hyötysuhde. Ei tarvitse valmistaa suuria määriä reagensseja ja liuoksia, ja näytteen mittaamiseen kuluu vain yli kymmenen minuuttia, ja todellinen säästetty aika on enemmän kuin tilastot. Kemiallisessa titrausmenetelmässä inhimillinen virhe titrauksen päätepisteen arvioinnissa on suuri, kun taas kaasukromatografian testituloksiin vaikuttavat vähemmän inhimilliset tekijät. Lisäksi kaasukromatografia on erotustekniikka, joka erottaa reaktiotuotteet ja kvantifioi ne. Jos se toimii yhteistyössä muiden mittauslaitteiden, kuten GC/MS, GC/FTIR jne., kanssa, sitä voidaan käyttää joidenkin monimutkaisten tuntemattomien näytteiden (muunneltujen kuitujen) tunnistamiseen. Tavalliset eetterituotteet) ovat erittäin edullisia, mikä on vertaansa vailla kemiallisella titrauksella. . Lisäksi kaasukromatografian tulosten toistettavuus on parempi kuin kemiallisen titrauksen.
Kaasukromatografian haittana on korkea hinta. Kustannukset kaasukromatografia-aseman perustamisesta laitteen ylläpitoon ja kromatografiakolonnin valintaan ovat korkeammat kuin kemiallisen titrausmenetelmän. Myös erilaiset instrumenttikonfiguraatiot ja testiolosuhteet vaikuttavat tuloksiin, kuten ilmaisimen tyyppi, kromatografinen kolonni ja kiinteän faasin valinta jne.
2.2 Kaasukromatografiaolosuhteiden vaikutus määritystuloksiin
Kaasukromatografiakokeissa avain on määrittää sopivat kromatografiset olosuhteet tarkempien tulosten saamiseksi. Tässä kokeessa raaka-aineina käytettiin hydroksietyyliselluloosaa (HEC) ja hydroksipropyylimetyyliselluloosaa (HPMC) ja tutkittiin kahden tekijän, kolonnin lämpötilan ja kolonnin pituuden, vaikutusta.
Kun erotusaste R ≥ 1,5, sitä kutsutaan täydelliseksi erotukseksi. "Kiinan farmakopean" määräysten mukaan R:n tulee olla suurempi kuin 1,5. Yhdessä kolonnin lämpötilan kanssa kolmessa lämpötilassa kunkin komponentin resoluutio on suurempi kuin 1,5, mikä täyttää peruserotteluvaatimukset, jotka ovat R90°C>R100°C>R110°C. Kun otetaan huomioon jättökerroin, jättökerroin r>1 on jättöhuippu, r<1 on etuhuippu, ja mitä lähempänä r on arvoa 1, sitä parempi kromatografisen kolonnin suorituskyky on. Tolueenille ja etyylijodidille R90°C>R100°C>R110°C; o-ksyleeni on liuotin, jolla on korkein kiehumispiste, R90°C
Kolonnin pituuden vaikutus koetuloksiin osoittaa, että samoissa olosuhteissa vain kromatografiakolonnin pituus muuttuu. Verrattuna 3 m:n ja 2 m:n pakattuun kolonniin, 3 m:n kolonnin analyysitulokset ja resoluutio ovat parempia, ja mitä pidempi kolonni, sitä parempi kolonnin tehokkuus. Mitä suurempi arvo, sitä luotettavampi tulos.

3. Johtopäätös
Jodivetyhappoa käytetään tuhoamaan ionittoman selluloosaeetterin eetterisidos, jolloin saadaan pienimolekyylinen jodidi, joka erotetaan kaasukromatografialla ja kvantifioidaan sisäisellä standardimenetelmällä substituentin sisällön saamiseksi. Tähän menetelmään soveltuvia selluloosaeettereitä ovat hydroksipropyylimetyyliselluloosan lisäksi hydroksietyyliselluloosa, hydroksietyylimetyyliselluloosa ja metyyliselluloosa, ja näytteen käsittelymenetelmä on samanlainen.
Perinteiseen kemialliseen titrausmenetelmään verrattuna ionittoman selluloosaeetterin substituenttipitoisuuden kaasukromatografisella analyysillä on monia etuja. Periaate on yksinkertainen ja helppo ymmärtää, toiminta on kätevää, eikä sinun tarvitse valmistaa suurta määrää lääkkeitä ja reagensseja, mikä säästää huomattavasti analyysiaikaa. Tällä menetelmällä saadut tulokset ovat yhdenmukaisia ​​kemiallisella titrauksella saatujen tulosten kanssa.
Analysoitaessa substituenttipitoisuutta kaasukromatografialla on erittäin tärkeää valita sopivat ja optimaaliset kromatografiset olosuhteet. Yleensä kolonnin lämpötilan alentaminen tai kolonnin pituuden lisääminen voi parantaa erottelukykyä tehokkaasti, mutta on huolehdittava siitä, että komponentit eivät kondensoituisi kolonnissa liian alhaisen kolonnin lämpötilan vuoksi.
Tällä hetkellä useimmat kotimaiset valmistajat käyttävät edelleen kemiallista titrausta substituenttien pitoisuuden määrittämiseen. Eri näkökohtien edut ja haitat huomioiden kaasukromatografia on kuitenkin yksinkertainen ja nopea testausmenetelmä, jota kannattaa edistää kehityssuuntien näkökulmasta.