Éther de cellulose non ionique par chromatographie en phase gazeuse

La teneur en substituants dans l'éther de cellulose non ionique a été déterminée par chromatographie en phase gazeuse et les résultats ont été comparés au titrage chimique en termes de temps, de fonctionnement, de précision, de répétabilité, de coût, etc., et la température de la colonne a été discutée. L'influence des conditions chromatographiques telles que la longueur de la colonne sur l'effet de séparation. Les résultats montrent que la chromatographie en phase gazeuse est une méthode analytique qui mérite d'être vulgarisée.
Mots clés : éther de cellulose non ionique; chromatographie en phase gazeuse ; teneur en substituants

Les éthers de cellulose non ioniques comprennent la méthylcellulose (MC), l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), l'hydroxyéthylcellulose (HEC), etc. Ces matériaux sont largement utilisés en médecine, dans l'alimentation, dans le pétrole, etc. matériaux d'éther de cellulose ionique, il est nécessaire de déterminer la teneur en substituants avec précision et rapidité. À l'heure actuelle, la plupart des fabricants nationaux adoptent la méthode traditionnelle de titrage chimique pour l'analyse, qui demande beaucoup de main d'œuvre et est difficile à garantir l'exactitude et la répétabilité. Pour cette raison, cet article étudie la méthode de détermination de la teneur en substituants non ioniques de l'éther de cellulose par chromatographie en phase gazeuse, analyse les facteurs affectant les résultats des tests et obtient de bons résultats.

1. Expérimentez
1.1 Instrument
Chromatographe en phase gazeuse GC-7800, produit par Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 Réactifs
Hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), hydroxyéthylcellulose (HEC), maison ; iodure de méthyle, iodure d'éthyle, iodure d'isopropane, acide iodhydrique (57 %), toluène, acide adipique, o-di Le toluène était de qualité analytique.
1.3 Détermination par chromatographie en phase gazeuse
1.3.1 Conditions de chromatographie en phase gazeuse
Colonne en acier inoxydable ((SE-30, 3% Chmmosorb, WAW DMCS) ; température de la chambre de vaporisation 200°C ; détecteur : TCD, 200°C ; température de la colonne 100°C ; gaz vecteur : H2, 40 mL/min.
1.3.2 Préparation de la solution étalon
(1) Préparation de la solution étalon interne : prendre environ 6,25 g de toluène et placer dans une fiole jaugée de 250 ml, diluer jusqu'au trait avec de l'o-xylène, bien agiter et réserver.
(2) Préparation de la solution étalon : différents échantillons ont des solutions étalons correspondantes, et les échantillons HPMC sont pris comme exemple ici. Dans un flacon approprié, ajoutez une certaine quantité d'acide adipique, 2 ml d'acide iodhydrique et une solution étalon interne, et pesez avec précision le flacon. Ajoutez une quantité appropriée d'iodoisopropane, pesez-la et calculez la quantité d'iodoisopropane ajoutée. Ajoutez à nouveau de l'iodure de méthyle, pesez également, calculez la quantité ajoutée d'iodure de méthyle. Vibrez complètement, laissez-le reposer pour la stratification et gardez-le à l'abri de la lumière pour une utilisation ultérieure.
1.3.3 Préparation de la solution échantillon
Pesez avec précision 0,065 g d’échantillon HPMC sec dans un réacteur à paroi épaisse de 5 ml, ajoutez un poids égal d’acide adipique, 2 ml de solution étalon interne et d’acide iodhydrique, fermez rapidement le flacon de réaction et pesez-le avec précision. Agiter et chauffer à 150°C pendant 60 minutes, en agitant correctement pendant cette période. Refroidir et peser. Si la perte de poids avant et après la réaction est supérieure à 10 mg, la solution échantillon n'est pas valide et la solution doit être repréparée. Une fois que la solution échantillon a été laissée au repos pour la stratification, prélevez soigneusement 2 μL de la solution de phase organique supérieure, injectez-la dans le chromatographe en phase gazeuse et enregistrez le spectre. D'autres échantillons d'éther de cellulose non ionique ont été traités de la même manière que la HPMC.
1.3.4 Principe de mesure
En prenant le HPMC comme exemple, il s'agit d'un éther mixte d'alkylhydroxyalkyle de cellulose, qui est co-chauffé avec de l'acide iodhydrique pour rompre toutes les liaisons éther méthoxyle et hydroxypropoxyle et générer l'iodoalcane correspondant.
À haute température et dans des conditions hermétiques, avec l'acide adipique comme catalyseur, la HPMC réagit avec l'acide iodhydrique et le méthoxyle et l'hydroxypropoxyle sont convertis en iodure de méthyle et en iodure d'isopropane. En utilisant l'o-xylène comme absorbant et solvant, le rôle du catalyseur et de l'absorbant est de favoriser la réaction d'hydrolyse complète. Le toluène est sélectionné comme solution étalon interne, et l'iodure de méthyle et l'iodure d'isopropane sont utilisés comme solution étalon. Selon les zones de pic de l'étalon interne et de la solution étalon, la teneur en méthoxyle et en hydroxypropoxyle dans l'échantillon peut être calculée.

2. Résultats et discussion
La colonne chromatographique utilisée dans cette expérience est apolaire. Selon le point d'ébullition de chaque composant, l'ordre des pics est l'iodure de méthyle, l'iodure d'isopropane, le toluène et l'o-xylène.
2.1 Comparaison entre la chromatographie en phase gazeuse et le titrage chimique
La détermination de la teneur en méthoxyle et en hydroxypropoxyle des HPMC par titrage chimique est relativement mature et il existe actuellement deux méthodes couramment utilisées : la méthode de la pharmacopée et la méthode améliorée. Cependant, ces deux méthodes chimiques nécessitent la préparation d’une grande quantité de solutions, l’opération est compliquée, prend du temps et est fortement affectée par des facteurs externes. Relativement parlant, la chromatographie en phase gazeuse est très simple, facile à apprendre et à comprendre.
Les résultats de la teneur en méthoxyle (w1) et en hydroxypropoxyle (w2) dans HPMC ont été déterminés respectivement par chromatographie en phase gazeuse et titrage chimique. On peut voir que les résultats de ces deux méthodes sont très proches, ce qui indique que les deux méthodes peuvent garantir l'exactitude des résultats.
En comparant le titrage chimique et la chromatographie en phase gazeuse en termes de temps, de facilité d'utilisation, de répétabilité et de coût, les résultats montrent que le plus grand avantage de la chromatographie en phase est la commodité, la rapidité et le rendement élevé. Il n'est pas nécessaire de préparer une grande quantité de réactifs et de solutions, et la mesure d'un échantillon ne prend que plus de dix minutes, et le temps réel gagné sera supérieur aux statistiques. Dans la méthode de titrage chimique, l'erreur humaine dans l'évaluation du point final du titrage est importante, tandis que les résultats des tests de chromatographie en phase gazeuse sont moins affectés par les facteurs humains. De plus, la chromatographie en phase gazeuse est une technique de séparation qui sépare les produits de réaction et les quantifie. S'il peut coopérer avec d'autres instruments de mesure, tels que GC/MS, GC/FTIR, etc., il peut être utilisé pour identifier certains échantillons complexes inconnus (fibres modifiées). Les produits à base d'éther simple) sont très avantageux, ce qui est inégalé par le titrage chimique. . De plus, la reproductibilité des résultats de chromatographie en phase gazeuse est meilleure que celle du titrage chimique.
L’inconvénient de la chromatographie en phase gazeuse est son coût élevé. Le coût de la mise en place d'une station de chromatographie en phase gazeuse à la maintenance de l'instrument et au choix de la colonne chromatographique est supérieur à celui de la méthode de titrage chimique. Différentes configurations d'instruments et conditions de test affecteront également les résultats, tels que le type de détecteur, la colonne chromatographique et le choix de la phase stationnaire, etc.
2.2 L'influence des conditions de chromatographie en phase gazeuse sur les résultats de détermination
Pour les expériences de chromatographie en phase gazeuse, la clé est de déterminer les conditions chromatographiques appropriées pour obtenir des résultats plus précis. Dans cette expérience, l'hydroxyéthylcellulose (HEC) et l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) ont été utilisées comme matières premières et l'influence de deux facteurs, la température et la longueur de la colonne, a été étudiée.
Lorsque le degré de séparation R ≥ 1,5, on parle de séparation complète. Selon les dispositions de la « Pharmacopée chinoise », R doit être supérieur à 1,5. Combinée à la température de la colonne à trois températures, la résolution de chaque composant est supérieure à 1,5, ce qui répond aux exigences de séparation de base, qui sont R90°C>R100°C>R110°C. Compte tenu du facteur de queue, le facteur de queue r>1 est le pic de queue, r<1 est le pic avant, et plus r est proche de 1, meilleures sont les performances de la colonne chromatographique. Pour le toluène et l'iodure d'éthyle, R90°C>R100°C>R110°C ; L'o-xylène est le solvant ayant le point d'ébullition le plus élevé, R90°C.
L'influence de la longueur de la colonne sur les résultats expérimentaux montre que dans les mêmes conditions, seule la longueur de la colonne chromatographique est modifiée. Par rapport à la colonne remplie de 3 m et 2 m, les résultats d'analyse et la résolution de la colonne de 3 m sont meilleurs, et plus la colonne est longue, meilleure est l'efficacité de la colonne. Plus la valeur est élevée, plus le résultat est fiable.

3. Conclusion
L'acide iodhydrique est utilisé pour détruire la liaison éther de l'éther de cellulose non ionique afin de générer de l'iodure de petites molécules, qui est séparé par chromatographie en phase gazeuse et quantifié par une méthode standard interne pour obtenir la teneur en substituant. En plus de l'hydroxypropylméthylcellulose, les éthers de cellulose adaptés à cette méthode comprennent l'hydroxyéthylcellulose, l'hydroxyéthylméthylcellulose et la méthylcellulose, et la méthode de traitement des échantillons est similaire.
Par rapport à la méthode traditionnelle de titrage chimique, l’analyse par chromatographie en phase gazeuse de la teneur en substituants de l’éther de cellulose non ionique présente de nombreux avantages. Le principe est simple et facile à comprendre, l'opération est pratique et il n'est pas nécessaire de préparer une grande quantité de médicaments et de réactifs, ce qui permet de gagner considérablement du temps d'analyse. Les résultats obtenus par cette méthode sont cohérents avec ceux obtenus par titrage chimique.
Lors de l’analyse de la teneur en substituants par chromatographie en phase gazeuse, il est très important de choisir des conditions chromatographiques appropriées et optimales. Généralement, réduire la température de la colonne ou augmenter la longueur de la colonne peut améliorer efficacement la résolution, mais il faut veiller à empêcher les composants de se condenser dans la colonne en raison d'une température de colonne trop basse.
À l'heure actuelle, la plupart des fabricants nationaux utilisent encore le titrage chimique pour déterminer la teneur en substituants. Cependant, compte tenu des avantages et des inconvénients de divers aspects, la chromatographie en phase gazeuse constitue une méthode de test simple et rapide qui mérite d’être encouragée du point de vue des tendances de développement.