Gaz Kromatografisi ile İyonik Olmayan Selüloz Eter

İyonik olmayan selüloz eterdeki sübstitüentlerin içeriği gaz kromatografisi ile belirlendi ve sonuçlar, zaman kaybı, çalışma, doğruluk, tekrarlanabilirlik, maliyet vb. açılardan kimyasal titrasyonla karşılaştırıldı ve kolon sıcaklığı tartışıldı. Kolon uzunluğu gibi kromatografik koşulların ayırma etkisi üzerindeki etkisi. Sonuçlar, gaz kromatografisinin yaygınlaştırılmaya değer bir analitik yöntem olduğunu göstermektedir.
Anahtar kelimeler: iyonik olmayan selüloz eter; gaz kromatografisi; ikame içeriği

İyonik olmayan selüloz eterler arasında metilselüloz (MC), hidroksipropilmetilselüloz (HPMC), hidroksietilselüloz (HEC) vb. bulunur. Bu malzemeler tıpta, gıdada, petrolde vb. yaygın olarak kullanılır. İkame edicilerin içeriği, olmayanların performansı üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğundan, İyonik selüloz eter malzemelerinde, sübstitüentlerin içeriğinin doğru ve hızlı bir şekilde belirlenmesi gerekmektedir. Şu anda çoğu yerli üretici, analiz için yoğun emek gerektiren ve doğruluğu ve tekrarlanabilirliği garanti etmesi zor olan geleneksel kimyasal titrasyon yöntemini benimsiyor. Bu nedenle bu makale, iyonik olmayan selüloz eter ikame edicilerinin içeriğini gaz kromatografisi ile belirleme yöntemini incelemekte, test sonuçlarını etkileyen faktörleri analiz etmekte ve iyi sonuçlar elde etmektedir.

1. Deney
1.1 Enstrüman
GC-7800 gaz kromatografisi, Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd. tarafından üretilmiştir.
1.2 Reaktifler
Hidroksipropil metilselüloz (HPMC), hidroksietilselüloz (HEC), ev yapımı; metil iyodür, etil iyodür, izopropan iyodür, hidroiyodik asit (%57), tolüen, adipik asit, o-di Toluen analitik saflıktaydı.
1.3 Gaz kromatografisi tayini
1.3.1 Gaz kromatografi koşulları
Paslanmaz çelik kolon ((SE-30, %3 Chmmosorb, WAW DMCS); buharlaşma odası sıcaklığı 200°C; dedektör: TCD, 200°C; kolon sıcaklığı 100°C; taşıyıcı gaz: H2, 40 mL/dak.
1.3.2 Standart çözeltinin hazırlanması
(1) Dahili standart çözeltinin hazırlanması: Yaklaşık 6,25 g toluen alın ve 250 mL'lik ölçülü bir şişeye koyun, o-ksilen ile işarete kadar seyreltin, iyice çalkalayın ve bir kenara koyun.
(2) Standart çözeltinin hazırlanması: farklı örneklerin karşılık gelen standart çözeltileri vardır ve HPMC örnekleri burada örnek olarak alınmıştır. Uygun bir şişeye belirli miktarda adipik asit, 2 mL hidroiyodik asit ve dahili standart solüsyonu ekleyin ve şişeyi doğru şekilde tartın. Uygun miktarda iyodoizopropan ekleyin, tartın ve eklenen iyodoizopropan miktarını hesaplayın. Tekrar metil iyodür ekleyin, eşit tartın, metil iyodür ekleyen miktarı hesaplayın. Tamamen titretin, tabakalaşmaya bırakın ve daha sonra kullanmak üzere ışıktan uzak tutun.
1.3.3 Örnek çözeltinin hazırlanması
0,065 g kuru HPMC örneğini 5 mL kalın duvarlı bir reaktöre doğru şekilde tartın, eşit ağırlıkta adipik asit, 2 mL dahili standart çözelti ve hidroiyodik asit ekleyin, reaksiyon şişesini hızla kapatın ve doğru şekilde tartın. Çalkalayın ve 150°C'de 60 dakika ısıtın, bu süre boyunca iyice çalkalayın. Soğutun ve tartın. Reaksiyon öncesi ve sonrası ağırlık kaybı 10 mg'dan fazla ise numune solüsyonu geçersizdir ve solüsyonun yeniden hazırlanması gerekir. Numune çözeltisinin tabakalaşma için beklemesine izin verildikten sonra, üst organik faz çözeltisinden dikkatlice 2 μL çekin, bunu gaz kromatografına enjekte edin ve spektrumu kaydedin. Diğer iyonik olmayan selüloz eter numuneleri HPMC'ye benzer şekilde işleme tabi tutuldu.
1.3.4 Ölçme prensibi
HPMC'yi örnek olarak alırsak, tüm metoksil ve hidroksipropoksil eter bağlarını kırmak ve karşılık gelen iyodoalkanı oluşturmak için hidroiyodik asit ile birlikte ısıtılan bir selüloz alkil hidroksialkil karışık eterdir.
Yüksek sıcaklık ve hava geçirmez koşullar altında, katalizör olarak adipik asit kullanıldığında, HPMC hidroiyodik asit ile reaksiyona girer ve metoksil ve hidroksipropoksil, metil iyodür ve izopropan iyodüre dönüştürülür. Emici ve çözücü olarak o-ksilen kullanıldığında, katalizör ve emicinin rolü hidroliz reaksiyonunun tamamını desteklemektir. Dahili standart çözelti olarak toluen seçilir ve standart çözelti olarak metil iyodür ve izopropan iyodür kullanılır. Dahili standardın ve standart çözeltinin pik alanlarına göre numunedeki metoksil ve hidroksipropoksil içeriği hesaplanabilir.

2. Sonuçlar ve tartışma
Bu deneyde kullanılan kromatografik kolon polar değildir. Her bileşenin kaynama noktasına göre tepe sırası metil iyodür, izopropan iyodür, toluen ve o-ksilen'dir.
2.1 Gaz kromatografisi ile kimyasal titrasyon arasındaki karşılaştırma
HPMC'nin metoksil ve hidroksipropoksil içeriğinin kimyasal titrasyonla belirlenmesi nispeten olgunlaşmıştır ve şu anda yaygın olarak kullanılan iki yöntem vardır: Farmakope yöntemi ve geliştirilmiş yöntem. Ancak bu iki kimyasal yöntemin her ikisi de çok miktarda çözelti hazırlanmasını gerektirir, işlem karmaşıktır, zaman alıcıdır ve dış faktörlerden büyük ölçüde etkilenir. Göreceli olarak konuşursak, gaz kromatografisi çok basittir, öğrenilmesi ve anlaşılması kolaydır.
HPMC'deki metoksil içeriği (w1) ve hidroksipropoksil içeriğinin (w2) sonuçları sırasıyla gaz kromatografisi ve kimyasal titrasyonla belirlendi. Bu iki yöntemin sonuçlarının birbirine çok yakın olması, her iki yöntemin de sonuçların doğruluğunu garanti edebileceğini göstermektedir.
Kimyasal titrasyon ve gaz kromatografisini zaman tüketimi, kullanım kolaylığı, tekrarlanabilirlik ve maliyet açısından karşılaştıran sonuçlar, faz kromatografisinin en büyük avantajının kolaylık, çabukluk ve yüksek verimlilik olduğunu göstermektedir. Büyük miktarda reaktif ve çözelti hazırlamaya gerek yoktur ve bir numuneyi ölçmek yalnızca on dakikadan fazla sürer ve tasarruf edilen gerçek zaman istatistiklerden daha fazla olacaktır. Kimyasal titrasyon yönteminde, titrasyon bitiş noktasının değerlendirilmesinde insan hatası büyükken, gaz kromatografi test sonuçları insan faktörlerinden daha az etkilenir. Ayrıca gaz kromatografisi, reaksiyon ürünlerini ayıran ve miktarını belirleyen bir ayırma tekniğidir. GC/MS, GC/FTIR vb. gibi diğer ölçüm cihazlarıyla işbirliği yapabilirse, bazı karmaşık bilinmeyen numuneleri (modifiye fiberler) tanımlamak için kullanılabilir. Düz eter ürünleri, kimyasal titrasyonla eşsiz olan çok avantajlıdır. . Ayrıca gaz kromatografi sonuçlarının tekrarlanabilirliği kimyasal titrasyona göre daha iyidir.
Gaz kromatografisinin dezavantajı maliyetinin yüksek olmasıdır. Gaz kromatografi istasyonunun kurulumundan cihazın bakımına ve kromatografik kolon seçimine kadar olan maliyet, kimyasal titrasyon yöntemine göre daha yüksektir. Dedektör tipi, kromatografik kolon ve sabit faz seçimi gibi farklı cihaz konfigürasyonları ve test koşulları da sonuçları etkileyecektir.
2.2 Gaz kromatografi koşullarının tespit sonuçları üzerindeki etkisi
Gaz kromatografi deneylerinde önemli olan, daha doğru sonuçlar elde etmek için uygun kromatografik koşulların belirlenmesidir. Bu deneyde hammadde olarak hidroksietilselüloz (HEC) ve hidroksipropilmetilselüloz (HPMC) kullanılmış ve iki faktörün (kolon sıcaklığı ve kolon uzunluğu) etkisi incelenmiştir.
Ayırma derecesi R ≥ 1,5 olduğunda buna tam ayırma denir. “Çin Farmakopesi” hükümlerine göre R'nin 1,5'tan büyük olması gerekir. Üç sıcaklıktaki kolon sıcaklığıyla birleştirildiğinde, her bir bileşenin çözünürlüğü 1,5'tan yüksektir ve R90°C>R100°C>R110°C olan temel ayırma gereksinimlerini karşılar. Kuyruk faktörü göz önüne alındığında, kuyruk faktörü r>1 kuyruk tepe noktasıdır, r<1 ön tepe noktasıdır ve r 1'e ne kadar yakınsa kromatografik kolonun performansı o kadar iyidir. Toluen ve etil iyodür için, R90°C>R100°C>R110°C; o-ksilen en yüksek kaynama noktasına sahip solventtir, R90°C
Kolon uzunluğunun deney sonuçları üzerindeki etkisi, aynı koşullar altında sadece kromatografik kolonun uzunluğunun değiştiğini göstermektedir. 3m ve 2m'lik dolgulu sütunlarla karşılaştırıldığında, 3m'lik sütunun analiz sonuçları ve çözünürlüğü daha iyidir ve sütun ne kadar uzun olursa sütun verimliliği de o kadar iyi olur. Değer ne kadar yüksek olursa sonuç o kadar güvenilir olur.

3. Sonuç
Hidroiyodik asit, iyonik olmayan selüloz eterin eter bağını yok etmek ve küçük moleküllü iyodür oluşturmak için kullanılır; bu, gaz kromatografisi ile ayrılır ve ikame edicinin içeriğini elde etmek için dahili standart yöntemle ölçülür. Bu yönteme uygun selüloz eterler, hidroksipropil metilselülozun yanı sıra hidroksietil selüloz, hidroksietil metil selüloz ve metil selülozu içerir ve numune işleme yöntemi benzerdir.
Geleneksel kimyasal titrasyon yöntemiyle karşılaştırıldığında, iyonik olmayan selüloz eterin ikame içeriğinin gaz kromatografisi analizinin birçok avantajı vardır. Prensip basit ve anlaşılması kolaydır, operasyon uygundur ve büyük miktarda ilaç ve reaktif hazırlamaya gerek yoktur, bu da analiz zamanından büyük ölçüde tasarruf sağlar. Bu yöntemle elde edilen sonuçlar kimyasal titrasyonla elde edilenlerle tutarlıdır.
İkame içeriğini gaz kromatografisi ile analiz ederken, uygun ve optimal kromatografik koşulların seçilmesi çok önemlidir. Genel olarak, kolon sıcaklığının azaltılması veya kolon uzunluğunun arttırılması, çözünürlüğü etkili bir şekilde geliştirebilir, ancak çok düşük kolon sıcaklığı nedeniyle bileşenlerin kolonda yoğunlaşmasını önlemek için dikkatli olunmalıdır.
Şu anda çoğu yerli üretici, ikame edicilerin içeriğini belirlemek için hala kimyasal titrasyonu kullanıyor. Bununla birlikte, çeşitli yönlerin avantaj ve dezavantajları göz önüne alındığında, gaz kromatografisi, gelişme eğilimleri açısından teşvik edilmeye değer, basit ve hızlı bir test yöntemidir.