Nonjonisk cellulosater genom gaskromatografi

Innehållet av substituenter i nonjonisk cellulosaeter bestämdes med gaskromatografi och resultaten jämfördes med kemisk titrering vad gäller tidskrävande, drift, noggrannhet, repeterbarhet, kostnad etc. och kolonntemperaturen diskuterades. Inverkan av kromatografiska förhållanden såsom kolonnlängd på separationseffekten. Resultaten visar att gaskromatografi är en analysmetod värd att popularisera.
Nyckelord: nonjonisk cellulosaeter; gaskromatografi; substituentinnehåll

Nonjoniska cellulosaetrar inkluderar metylcellulosa (MC), hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC), hydroxietylcellulosa (HEC), etc. Dessa material används i stor utsträckning inom medicin, livsmedel, petroleum etc. Eftersom innehållet av substituenter har stor inverkan på prestandan hos icke-joniska cellulosaetrar. joniska cellulosaetermaterial, är det nödvändigt att bestämma innehållet av substituenter exakt och snabbt. För närvarande använder de flesta inhemska tillverkare den traditionella kemiska titreringsmetoden för analys, som är arbetskrävande och svår att garantera noggrannhet och repeterbarhet. Av denna anledning studerar denna artikel metoden för att bestämma innehållet av nonjoniska cellulosaetersubstituenter genom gaskromatografi, analyserar de faktorer som påverkar testresultaten och erhåller goda resultat.

1. Experimentera
1.1 Instrument
GC-7800 gaskromatograf, tillverkad av Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 Reagens
Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC), hydroxietylcellulosa (HEC), hemlagad; metyljodid, etyljodid, isopropanjodid, jodvätesyra (57%), toluen, adipinsyra, o-di Toluen var av analytisk kvalitet.
1.3 Bestämning av gaskromatografi
1.3.1 Gaskromatografiförhållanden
Kolonn i rostfritt stål ((SE-30, 3 % Chmmosorb, WAW DMCS); förångningskammartemperatur 200°C; detektor: TCD, 200°C; kolonntemperatur 100°C; bärgas: H2, 40 ml/min.
1.3.2 Beredning av standardlösning
(1) Beredning av intern standardlösning: Ta cirka 6,25 g toluen och lägg i en 250 ml mätkolv, späd till märket med o-xylen, skaka väl och ställ åt sidan.
(2) Beredning av standardlösning: olika prover har motsvarande standardlösningar, och här tas HPMC-prover som exempel. Tillsätt en viss mängd adipinsyra, 2 mL jodvätesyra och intern standardlösning i en lämplig injektionsflaska och väg flaskan noggrant. Tillsätt en lämplig mängd jodisopropan, väg den och beräkna mängden tillsatt jodisopropan. Tillsätt metyljodid igen, väg lika, beräkna mängden som tillsätter metyljodid. Vibrera helt, låt den stå för skiktning och håll den borta från ljus för senare användning.
1.3.3 Beredning av provlösning
Väg noggrant 0,065 g torrt HPMC-prov i en 5 mL tjockväggig reaktor, tillsätt lika stor vikt av adipinsyra, 2 mL intern standardlösning och jodvätesyra, förslut snabbt reaktionsflaskan och väg den noggrant. Skaka och värm till 150°C i 60 minuter, skaka ordentligt under perioden. Kyl och väg. Om viktminskningen före och efter reaktionen är större än 10 mg är provlösningen ogiltig och lösningen måste förberedas på nytt. Efter att provlösningen fått stå för stratifiering, dra försiktigt 2 μL av den övre organiska fasens lösning, injicera den i gaskromatografen och registrera spektrumet. Andra nonjoniska cellulosaeterprover behandlades på liknande sätt som HPMC.
1.3.4 Mätprincip
Med HPMC som exempel är det en blandad cellulosaalkylhydroxialkyleter, som samupphettas med jodvätesyra för att bryta alla metoxyl- och hydroxipropoxyleterbindningar och generera motsvarande jodalkan.
Under höga temperaturer och lufttäta förhållanden, med adipinsyra som katalysator, reagerar HPMC med jodvätesyra, och metoxyl och hydroxipropoxyl omvandlas till metyljodid och isopropanjodid. Genom att använda o-xylen som absorbent och lösningsmedel är rollen som katalysator och absorbent att främja den fullständiga hydrolysreaktionen. Toluen väljs som intern standardlösning och metyljodid och isopropanjodid används som standardlösning. Enligt toppareorna för den interna standarden och standardlösningen kan innehållet av metoxyl och hydroxipropoxyl i provet beräknas.

2. Resultat och diskussion
Den kromatografiska kolonnen som används i detta experiment är opolär. Enligt kokpunkten för varje komponent är toppordningen metyljodid, isopropanjodid, toluen och o-xylen.
2.1 Jämförelse mellan gaskromatografi och kemisk titrering
Bestämningen av metoxyl- och hydroxipropoxylhalten i HPMC genom kemisk titrering är relativt mogen, och för närvarande finns det två vanliga metoder: Farmakopémetoden och den förbättrade metoden. Men båda dessa två kemiska metoder kräver beredning av en stor mängd lösningar, operationen är komplicerad, tidskrävande och påverkas i hög grad av yttre faktorer. Relativt sett är gaskromatografi väldigt enkel, lätt att lära sig och förstå.
Resultaten av metoxylhalt (w1) och hydroxipropoxylhalt (w2) i HPMC bestämdes genom gaskromatografi respektive kemisk titrering. Det kan ses att resultaten av dessa två metoder är mycket nära, vilket indikerar att båda metoderna kan garantera noggrannheten av resultaten.
Genom att jämföra kemisk titrering och gaskromatografi i termer av tidsåtgång, användarvänlighet, repeterbarhet och kostnad, visar resultaten att den största fördelen med faskromatografi är bekvämlighet, snabbhet och hög effektivitet. Det finns inget behov av att förbereda en stor mängd reagenser och lösningar, och det tar bara mer än tio minuter att mäta ett prov, och den faktiska tidsbesparingen kommer att vara större än statistik. I den kemiska titreringsmetoden är det mänskliga felet vid bedömning av titreringsslutpunkten stort, medan gaskromatografitestresultaten påverkas mindre av mänskliga faktorer. Dessutom är gaskromatografi en separationsteknik som separerar reaktionsprodukterna och kvantifierar dem. Om den kan samarbeta med andra mätinstrument, såsom GC/MS, GC/FTIR, etc., kan den användas för att identifiera några komplexa okända prover (modifierade fibrer) Vanliga eterprodukter) är mycket fördelaktiga, vilket är oöverträffat av kemisk titrering . Dessutom är reproducerbarheten för gaskromatografiresultaten bättre än den för kemisk titrering.
Nackdelen med gaskromatografi är att kostnaden är hög. Kostnaden från etableringen av en gaskromatografistation till underhållet av instrumentet och valet av kromatografikolonnen är högre än för den kemiska titreringsmetoden. Olika instrumentkonfigurationer och testförhållanden kommer också att påverka resultaten, såsom detektortyp, kromatografikolonn och val av stationär fas, etc.
2.2 Inverkan av gaskromatografiförhållandena på bestämningsresultaten
För gaskromatografiexperiment är nyckeln att bestämma de lämpliga kromatografiska förhållandena för att få mer exakta resultat. I detta experiment användes hydroxietylcellulosa (HEC) och hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC) som råmaterial och inverkan av två faktorer, kolonntemperatur och kolonnlängd, studerades.
När separationsgraden R ≥ 1,5 kallas det fullständig separation. Enligt bestämmelserna i "Kinesisk farmakopé" ska R vara större än 1,5. Kombinerat med kolonntemperaturen vid tre temperaturer är upplösningen för varje komponent större än 1,5, vilket uppfyller de grundläggande separationskraven som är R90°C>R100°C>R110°C. Med tanke på svansfaktorn är svansfaktorn r>1 svanstoppen, r<1 är den främre toppen, och ju närmare r är 1, desto bättre prestanda för den kromatografiska kolonnen. För toluen och etyljodid, R90°C>R100°C>R110°C; o-xylen är lösningsmedlet med högst kokpunkt, R90°C
Kolonnlängdens inverkan på de experimentella resultaten visar att under samma förhållanden ändras endast längden på den kromatografiska kolonnen. Jämfört med den packade kolonnen på 3m och 2m är analysresultaten och upplösningen för 3m-kolonnen bättre, och ju längre kolonnen är, desto bättre kolumneffektivitet. Ju högre värde, desto mer tillförlitligt blir resultatet.

3. Slutsats
Jodvätesyra används för att förstöra eterbindningen av icke-jonisk cellulosaeter för att generera småmolekylär jodid, som separeras med gaskromatografi och kvantifieras med intern standardmetod för att erhålla innehållet av substituenten. Förutom hydroxipropylmetylcellulosa inkluderar cellulosaetrar som är lämpliga för denna metod hydroxietylcellulosa, hydroxietylmetylcellulosa och metylcellulosa, och provbehandlingsmetoden är liknande.
Jämfört med den traditionella kemiska titreringsmetoden har gaskromatografianalys av substituenthalten i nonjonisk cellulosaeter många fördelar. Principen är enkel och lätt att förstå, operationen är bekväm och det finns inget behov av att förbereda en stor mängd läkemedel och reagens, vilket avsevärt sparar analystiden. Resultaten som erhålls med denna metod överensstämmer med de som erhålls genom kemisk titrering.
Vid analys av substituentinnehåll med gaskromatografi är det mycket viktigt att välja lämpliga och optimala kromatografiska förhållanden. Generellt kan en sänkning av kolonntemperaturen eller öka kolonnlängden effektivt förbättra upplösningen, men försiktighet måste iakttas för att förhindra att komponenter kondenserar i kolonnen på grund av för låg kolonntemperatur.
För närvarande använder de flesta inhemska tillverkare fortfarande kemisk titrering för att bestämma innehållet av substituenter. Men med tanke på fördelarna och nackdelarna med olika aspekter är gaskromatografi en enkel och snabb testmetod värd att främja ur utvecklingstrenders perspektiv.