高效液相色譜法在二元酸分析中的應(yīng)用

王春梅，范丹丹

(中國(guó)石化撫順石油化工研究院，遼寧撫順 113001)

高效液相色譜法在二元酸分析中的應(yīng)用

王春梅，范丹丹

(中國(guó)石化撫順石油化工研究院，遼寧撫順 113001)

用高效液相色譜法分析丁二酸、戊二酸和己二酸的混合物，分析采用Waters-ODS色譜柱、4×150 mm色譜柱、紫外檢測(cè)器，用含甲醇20%(V/V)的磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液為流動(dòng)相。該方法與氣相色譜法相比，具有樣品不需預(yù)處理、操作簡(jiǎn)單、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。

高效液相色譜 丁二酸 戊二酸 己二酸

己二酸是一種重要的有機(jī)化工原料，既可以用作生產(chǎn)己二胺、尼龍-66、己二酸酯類(lèi)增塑劑、涂料、醫(yī)藥、香料固定劑等化工產(chǎn)品的原料，又可用于其他的有機(jī)合成［1］。己二酸由環(huán)己醇或環(huán)己酮在催化劑的作用下，經(jīng)硝酸氧化制得，同時(shí)還有副產(chǎn)物戊二酸、丁二酸等生成，這些副產(chǎn)物連同少量的己二酸一起作為廢料排出［2］。為分離回收混合二元酸，首先必須解決其分析測(cè)定問(wèn)題。但因丁二酸、戊二酸和己二酸的電離常數(shù)非常接近，故常規(guī)電位滴定法無(wú)法測(cè)定其各自含量。一般采用氣相色譜法，卻因其極性大、沸點(diǎn)高，需在分析前將酸酯化后再進(jìn)行分析，而且酯化反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，操作復(fù)雜，同時(shí)3種酸的酯化率很難保證完全相同。

采用高效液相色譜法對(duì)含有丁二酸、戊二酸和己二酸的混合物進(jìn)行分析時(shí)，不需要進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，可直接進(jìn)樣分析，與氣相色譜分析法相比具有操作簡(jiǎn)單、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。該方法用含甲醇20%(V/V)的磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液為流動(dòng)相，以Waters-ODS色譜柱，4×150 mm、C-18反相鍵合硅膠色譜柱對(duì)己二酸進(jìn)行純度分析。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器

Waters公司，2695高效液相色譜儀;

Waters公司，2483紫外檢測(cè)器;

Waters公司數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

1.2 試劑

己二酸，分析純;

戊二酸，分析純;

丁二酸，分析純;

磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液，pH=3.5;

甲醇，色譜純;

超純水，電阻率為18.25 MΩ·cm。

根據(jù)教育部辦公廳《關(guān)于開(kāi)展全國(guó)農(nóng)村學(xué)校藝術(shù)教育實(shí)驗(yàn)工作的通知》（教體藝廳[2000]1號(hào)）精神，湛江市霞山區(qū)于2013年被教育部確定為“全國(guó)農(nóng)村學(xué)校藝術(shù)教育實(shí)驗(yàn)區(qū)”，并于2016年底順利通過(guò)省級(jí)驗(yàn)收。

1.3 色譜條件

色譜柱:Waters-ODS色譜柱，4×150 mm;

柱溫:35℃;

檢測(cè)波長(zhǎng):210 nm;

流動(dòng)相:磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液，pH=3.5，含甲醇20%(V/V);

流速:0.4 mL/min;

進(jìn)樣量:20 μL。

1.4 溶液準(zhǔn)備與配制

1.4.1 流動(dòng)相預(yù)處理

流動(dòng)相磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液，pH=3.5，用電阻率為18.25 MΩ·cm超純水配制。使用前用0.22 μm的無(wú)機(jī)濾膜抽濾，除去雜質(zhì)，然后用超聲波清洗器超濾40 min以去除溶液中溶解的氣體。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

2 結(jié)果與討論

2.1 流動(dòng)相的選擇

在用高效液相色譜分析己二酸、戊二酸、丁二酸的混合物時(shí)，關(guān)鍵問(wèn)題是選擇流動(dòng)相。

首先，由于二元酸在水中以H2A、HA-、A2-3種形式存在，在色譜圖上同一組分出現(xiàn)大小不等的3個(gè)色譜峰。為使被測(cè)組分在流動(dòng)相中以1種形式存在，每一組分在色譜圖上出現(xiàn)單一色譜峰，半峰寬小，峰形比較對(duì)稱(chēng)，所用流動(dòng)相要能抑制二元酸的水解。

其次，在確保分離的情況下，要盡可能地降低保留值。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)考察，筆者選用的磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液做流動(dòng)相來(lái)抑制二元酸的水解，同時(shí)在流動(dòng)相中加入有機(jī)介質(zhì)甲醇，可減小各組分的保留時(shí)間，降低柱壓，提高柱效。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，摸索找到了流動(dòng)相的最佳配比條件為:磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液的pH=3.5，甲醇的濃度為20%(V/V)。

2.2 定性分析

將含有己二酸、戊二酸、丁二酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在1.3規(guī)定的色譜條件下進(jìn)行分析，所得色譜圖見(jiàn)圖1所示。

圖1 己二酸、戊二酸、丁二酸混合樣品色譜圖

2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)

先將1.4.2中的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.3中色譜條件進(jìn)行分析。然后以被測(cè)組分的色譜峰面積為橫坐標(biāo)，被測(cè)的酸含量為縱坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中進(jìn)行線(xiàn)性回歸，得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)，見(jiàn)圖2所示。

圖2 己二酸、戊二酸、丁二酸的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)方程為

C=A+BS

式中:C—有機(jī)酸的濃度，mg/L;

S—為峰面積;

A、B—常數(shù)。

常數(shù)A、B和相關(guān)系數(shù)R見(jiàn)表1所示。

表1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)方程系數(shù)

2.4 精密度的考察

取1個(gè)已知濃度的樣品，按照1.3中的色譜條件進(jìn)行分析，平行測(cè)定5次，對(duì)方法的重現(xiàn)性進(jìn)行考察，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2所示。

表2 精密度測(cè)定結(jié)果

表2 的數(shù)據(jù)表明，方法的重現(xiàn)性良好，樣品中3種組分的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.2%，達(dá)到檢測(cè)要求。

2.5 回收率實(shí)驗(yàn)

在1.3的色譜條件下，分析一系列已知含量的樣品，對(duì)方法的回收率進(jìn)行考察。結(jié)果見(jiàn)表3所示。

表3 回收率測(cè)定結(jié)果

表3 的數(shù)據(jù)顯示，標(biāo)準(zhǔn)樣品的回收性能良好，即方法的準(zhǔn)確性高。

3 結(jié)論

a)找到了分析混合二元酸流動(dòng)相的最佳配比條件為磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液的pH=3.5，甲醇的濃度為20%(V/V);

b)繪制了分析測(cè)定混合二元酸的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)，相關(guān)系數(shù)R接近1;

c)分析方法的精密性好、回收率高，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

［1］化學(xué)工業(yè)部科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所.世界精細(xì)化工產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)手冊(cè)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)部科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究出版社，1988:168.

［2］唐麗華.環(huán)己醇和環(huán)己酮生產(chǎn)中BI廢水的綜合利用化工環(huán)保［M］.1997:2.

The application of HPLC Method on adipic acid analysis

Wang Chunmei，F(xiàn)an Dandan
(Fush Research Institute of Petroleum and Petrochemical，SINOPEC，Liaoning Fushun 113001，China)

The mixture of succinic acid，glutaric acid and adipic acid was analyzed by HPLC method which employed Waters-ODS chromatographic column，4 × 150 mm chromatographic column，UV detector and H3PO4-KH2PO4buffer with 20%(v/v)methanol as mobile phase.Compared with GC method，this method has several advantages，such as no need for sample pretreatment，simple manipulation and time-saving analysis.

HPLC;succinic acid;glutaric acid;adipic acid

O657.72

B

1006-334X(2012)02-0054-03

2012-01-05

王春梅(1963-)，女，遼寧錦州人，高級(jí)工程師，主要從事精細(xì)石油化工研究工作，已發(fā)表論文4篇。