Éter de Celulose Não Iônico por Cromatografia Gasosa

O conteúdo de substituintes no éter de celulose não iônico foi determinado por cromatografia gasosa, e os resultados foram comparados com a titulação química em termos de consumo de tempo, operação, precisão, repetibilidade, custo, etc., e a temperatura da coluna foi discutida. A influência das condições cromatográficas, como o comprimento da coluna, no efeito de separação. Os resultados mostram que a cromatografia gasosa é um método analítico que vale a pena popularizar.
Palavras-chave: éter de celulose não iônico; cromatografia gasosa; conteúdo substituinte

Os éteres de celulose não iônicos incluem metilcelulose (MC), hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), hidroxietilcelulose (HEC), etc. Esses materiais são amplamente utilizados em medicina, alimentos, petróleo, etc. materiais de éter de celulose iônico, é necessário determinar o conteúdo de substituintes com precisão e rapidez. Atualmente, a maioria dos fabricantes nacionais adota o método tradicional de titulação química para análise, que exige muita mão-de-obra e é difícil de garantir precisão e repetibilidade. Por esse motivo, este artigo estuda o método de determinação do teor de substituintes não iônicos do éter de celulose por cromatografia gasosa, analisa os fatores que afetam os resultados do teste e obtém bons resultados.

1. Experimente
1.1 Instrumento
Cromatógrafo gasoso GC-7800, produzido pela Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 Reagentes
Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), hidroxietilcelulose (HEC), caseira; iodeto de metila, iodeto de etila, iodeto de isopropano, ácido iodídrico (57%), tolueno, ácido adípico, o-di O tolueno era de grau analítico.
1.3 Determinação por cromatografia gasosa
1.3.1 Condições de cromatografia gasosa
Coluna de aço inoxidável ((SE-30, 3% Chmmosorb, WAW DMCS); temperatura da câmara de vaporização 200°C; detector: TCD, 200°C; temperatura da coluna 100°C; gás de arraste: H2, 40 mL/min.
1.3.2 Preparação da solução padrão
(1) Preparação da solução padrão interno: Pegue cerca de 6,25g de tolueno e coloque em um balão volumétrico de 250mL, dilua até a marca com o-xileno, agite bem e reserve.
(2) Preparação da solução padrão: diferentes amostras têm soluções padrão correspondentes, e as amostras de HPMC são tomadas como exemplo aqui. Em um frasco adequado, adicione uma certa quantidade de ácido adípico, 2 mL de ácido iodídrico e solução de padrão interno e pese com precisão o frasco. Adicione uma quantidade apropriada de iodoisopropano, pese e calcule a quantidade de iodoisopropano adicionada. Adicione iodeto de metila novamente, pese igualmente, calcule a quantidade que adiciona iodeto de metila. Vibre totalmente, deixe repousar para estratificação e mantenha-o longe da luz para uso posterior.
1.3.3 Preparação da solução amostral
Pese com precisão 0,065 g de amostra seca de HPMC em um reator de parede espessa de 5 mL, adicione peso igual de ácido adípico, 2 mL de solução de padrão interno e ácido iodídrico, sele rapidamente o frasco de reação e pese-o com precisão. Agite e aqueça a 150°C por 60 minutos, agitando bem durante o período. Esfrie e pese. Se a perda de peso antes e depois da reação for superior a 10 mg, a solução da amostra é inválida e precisa ser preparada novamente. Depois que a solução da amostra foi deixada em repouso para estratificação, retire cuidadosamente 2 μL da solução da fase orgânica superior, injete-a no cromatógrafo gasoso e registre o espectro. Outras amostras de éter de celulose não iônico foram tratadas de forma semelhante ao HPMC.
1.3.4 Princípio de medição
Tomando HPMC como exemplo, é um éter misto de celulose alquil hidroxialquil, que é co-aquecido com ácido iodídrico para quebrar todas as ligações metoxil e hidroxipropoxil éter e gerar o iodoalcano correspondente.
Sob alta temperatura e condições herméticas, com ácido adípico como catalisador, o HPMC reage com o ácido iodídrico e o metoxil e o hidroxipropoxil são convertidos em iodeto de metila e iodeto de isopropano. Usando o-xileno como absorvente e solvente, o papel do catalisador e do absorvente é promover a reação completa de hidrólise. O tolueno é selecionado como solução padrão interno, e iodeto de metila e iodeto de isopropano são usados ​​como solução padrão. De acordo com as áreas dos picos do padrão interno e da solução padrão, o teor de metoxil e hidroxipropoxil na amostra pode ser calculado.

2. Resultados e discussão
A coluna cromatográfica utilizada neste experimento é apolar. De acordo com o ponto de ebulição de cada componente, a ordem dos picos é iodeto de metila, iodeto de isopropano, tolueno e o-xileno.
2.1 Comparação entre cromatografia gasosa e titulação química
A determinação do teor de metoxil e hidroxipropoxil do HPMC por titulação química está relativamente madura e atualmente existem dois métodos comumente usados: o método da Farmacopeia e o método melhorado. No entanto, ambos os métodos químicos requerem a preparação de uma grande quantidade de soluções, a operação é complicada, demorada e muito afetada por fatores externos. Relativamente falando, a cromatografia gasosa é muito simples, fácil de aprender e compreender.
Os resultados do teor de metoxil (w1) e do teor de hidroxipropoxil (w2) em HPMC foram determinados por cromatografia gasosa e titulação química, respectivamente. Percebe-se que os resultados desses dois métodos são muito próximos, indicando que ambos os métodos podem garantir a precisão dos resultados.
Comparando a titulação química e a cromatografia gasosa em termos de consumo de tempo, facilidade de operação, repetibilidade e custo, os resultados mostram que a maior vantagem da cromatografia de fase é a conveniência, rapidez e alta eficiência. Não há necessidade de preparar uma grande quantidade de reagentes e soluções, leva apenas mais de dez minutos para medir uma amostra, e o tempo real economizado será maior que as estatísticas. No método de titulação química, o erro humano no julgamento do ponto final da titulação é grande, enquanto os resultados dos testes de cromatografia gasosa são menos afetados por fatores humanos. Além disso, a cromatografia gasosa é uma técnica de separação que separa os produtos da reação e os quantifica. Se puder cooperar com outros instrumentos de medição, como GC/MS, GC/FTIR, etc., pode ser usado para identificar algumas amostras complexas desconhecidas (fibras modificadas). Produtos de éter simples) são muito vantajosos, o que é incomparável pela titulação química . Além disso, a reprodutibilidade dos resultados da cromatografia gasosa é melhor do que a da titulação química.
A desvantagem da cromatografia gasosa é que o custo é alto. O custo desde a implantação da estação de cromatografia gasosa até a manutenção do instrumento e a seleção da coluna cromatográfica é superior ao do método de titulação química. Diferentes configurações do instrumento e condições de teste também afetarão os resultados, como tipo de detector, coluna cromatográfica e escolha da fase estacionária, etc.
2.2 A influência das condições de cromatografia gasosa nos resultados da determinação
Para experimentos de cromatografia gasosa, a chave é determinar as condições cromatográficas apropriadas para obter resultados mais precisos. Neste experimento, foram utilizadas hidroxietilcelulose (HEC) e hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) como matérias-primas, e foi estudada a influência de dois fatores, temperatura da coluna e comprimento da coluna.
Quando o grau de separação R ≥ 1,5, é chamado de separação completa. De acordo com as disposições da “Farmacopeia Chinesa”, R deve ser superior a 1,5. Combinada com a temperatura da coluna em três temperaturas, a resolução de cada componente é superior a 1,5, o que atende aos requisitos básicos de separação, que são R90°C>R100°C>R110°C. Considerando o fator de cauda, ​​o fator de cauda r>1 é o pico de cauda, ​​r<1 é o pico frontal e quanto mais próximo r estiver de 1, melhor será o desempenho da coluna cromatográfica. Para tolueno e iodeto de etila, R90°C>R100°C>R110°C; o-xileno é o solvente com maior ponto de ebulição, R90°C
A influência do comprimento da coluna nos resultados experimentais mostra que nas mesmas condições apenas o comprimento da coluna cromatográfica é alterado. Em comparação com a coluna compactada de 3m e 2m, os resultados da análise e a resolução da coluna de 3m são melhores, e quanto mais longa a coluna, melhor será a eficiência da coluna. Quanto maior o valor, mais confiável será o resultado.

3. Conclusão
O ácido iodídrico é usado para destruir a ligação éter do éter de celulose não iônico para gerar iodeto de molécula pequena, que é separado por cromatografia gasosa e quantificado pelo método de padrão interno para obter o conteúdo do substituinte. Além da hidroxipropilmetilcelulose, os éteres de celulose adequados para este método incluem hidroxietilcelulose, hidroxietilmetilcelulose e metilcelulose, e o método de tratamento da amostra é semelhante.
Em comparação com o método tradicional de titulação química, a análise por cromatografia gasosa do conteúdo de substituintes do éter de celulose não iônico tem muitas vantagens. O princípio é simples e fácil de entender, a operação é conveniente e não há necessidade de preparar uma grande quantidade de medicamentos e reagentes, o que economiza muito tempo de análise. Os resultados obtidos por este método são consistentes com os obtidos por titulação química.
Ao analisar o conteúdo de substituintes por cromatografia gasosa, é muito importante escolher condições cromatográficas adequadas e ideais. Geralmente, reduzir a temperatura da coluna ou aumentar o comprimento da coluna pode efetivamente melhorar a resolução, mas deve-se tomar cuidado para evitar a condensação dos componentes na coluna devido à temperatura muito baixa da coluna.
Atualmente, a maioria dos fabricantes nacionais ainda utiliza titulação química para determinar o conteúdo de substituintes. No entanto, considerando as vantagens e desvantagens de vários aspectos, a cromatografia gasosa é um método de teste simples e rápido que vale a pena promover do ponto de vista das tendências de desenvolvimento.