3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量測定方法的研究

徐 曼， 汪詠梅， 張亮亮， 胡新宇

(中國林業科學研究院 林產化學工業研究所；生物質化學利用國家工程實驗室；國家林業局 林產化學 工程重點開放性實驗室；江蘇省 生物質能源與材料重點實驗室， 江蘇 南京 210042)

3,4,5-三甲氧基苯甲酸是我國林產資源五倍子單寧深加工得到的精細化工產品，是一種重要的有機中間體助劑，可以進一步合成多種沒食子酸的甲基化衍生物，如3,4,5-三甲氧基苯甲酸甲酯、 3,4,5-三甲氧基苯甲酰肼、 3,4,5-三甲氧基苯甲醛、 3,4,5-三甲氧基苯甲酰氯和3,4,5-三甲氧基苯甲酰胺等[1]。在醫藥方面， 3,4,5-三甲氧基苯甲酸是胃藥、抗焦慮藥、退熱藥、治療精神分裂癥藥、抗菌增效藥的重要中間體[2],可用于生產抗菌增效藥甲氧芐啶、抗焦慮藥三甲氧啉。現在有研究嘗試利用3,4,5-三甲氧基苯甲酸合成植物抗毒素[3]、心臟病治療藥物[4]、防曬化妝品紫外吸收劑[5]等。3,4,5-三甲氧基苯甲酸的合成方法有酯水解法、醛氧化法和甲基化法等[6-8]。其中，甲基化法是報道較早也是較為常用的合成方法。由于目前在工業生產中，沒有制定關于3,4,5-三甲氧基苯甲酸的統一標準，生產、貿易企業在檢驗產品時多依據各自的企業標準，市場處于無規范狀態，尤其是其含量的測定會因方法的不同導致數據有差異，所以需要對3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量測定制定統一的方法標準。本研究分別采用高效液相色譜法和化學滴定法對工業生產的3,4,5-三甲氧基苯甲酸試樣進行測定，并對測定結果進行統計分析，以判斷和評價2種方法的準確性和實用性，以期為生產、貿易企業提供可靠的測定方法。

1 實 驗

1.1材料與儀器

3,4,5-三甲氧基苯甲酸，由湖北竹山林產化工有限公司提供；3,4,5-三甲氧基苯甲酸標準樣品，中國林業科學研究院林產化學工業研究所提供，純度為99.13 %。色譜甲醇，進口；氫氧化鈉、甲醇、乙醇、磷酸、酚酞均為國產分析純。LC-20AB型高效液相色譜儀，日本島津公司。

1.23,4,5-三甲氧基苯甲酸測定方法

1.2.1高效液相色譜法 測定條件：色譜柱為Kromasil C18柱(?4.6 mm×150 mm，5 μm)；流動相為甲醇-水(體積比60∶40，水中含體積分數0.1 %的磷酸，下同)；測試液質量濃度2 g/L(溶于甲醇)；進樣量10 μL；流速1 mL/min；UV檢測器波長256 nm。稱取3,4,5-三甲氧基苯甲酸試樣和標準品各0.010 g(精確至0.000 1 g)，置于50 mL容量瓶中，加入甲醇使其溶解。分別配置10個供測試樣品溶液和標準樣品溶液。得到色譜峰面積響應值，以樣品溶液峰面積與標準溶液峰面積比較定量。另外，用3,4,5-三甲氧基苯甲酸標準品配置不同質量濃度(12.5、 25.0、 50.0、 100.0、 200.0和400.0 mg/L)的供試液。以峰面積(y)為縱坐標，質量濃度(x)為橫坐標，繪制標準曲線，得標準曲線方程為y=25 309x-78 577，R2=0.997 8。

3,4,5-三甲氧基苯甲酸質量分數(X1，%)，按下式計算：

式中：S1—試樣溶液峰面積值；S2—標準樣品溶液峰面積值；m1—3,4,5-三甲氧基苯甲酸標準樣品的質量，g；p—3,4,5-三甲氧基苯甲酸標準樣品純度，%；m0—試樣質量，g。

1.2.2化學滴定法 準確稱取經干燥的試樣約0.200 g(精確至0.000 1 g)，置于250 mL錐形瓶中，加入25 mL中性乙醇溶液溶解，滴加1～2滴酚酞指示液，用氫氧化鈉標準溶液(濃度0.100 1 mol/L)滴定至淡紅色出現并保持30秒不褪色為終點。

3,4,5-三甲氧基苯甲酸質量分數(X2，%)，按下式計算：

式中：c—氫氧化鈉標準溶液的濃度，mol/L；V—試樣消耗氫氧化鈉標準溶液的體積，mL；m—3,4,5-三甲氧基苯甲酸試樣質量，g；M—每毫摩爾3,4,5-三甲氧基苯甲酸的質量，0.212 2 g/mmol。

1.32種方法準確性檢驗

稱取6份經干燥的試樣, 分別加入一定量3,4,5-三甲氧基苯甲酸標準樣品，按照1.2.1節方法操作，使用峰面積和質量濃度的標準曲線計算高效液相色譜法的加標回收率。另稱取6份干燥的標準樣品，按1.2.2節條件操作，計算實際消耗NaOH標準溶液的體積與理論消耗的NaOH標準溶液的體積比值(R)，探討化學滴定法的準確性。

2 結果與討論

2.1采用高效液相色譜法測定3,4,5-三甲氧基苯甲酸的質量分數

圖1為通過高效液相色譜法測定的3,4,5-三甲氧基苯甲酸測試樣品色譜圖。

對同一3,4,5-三甲氧基苯甲酸試樣共測得10個供試樣品的質量分數的獨立測值(%)，將測定數據匯總，按數值從小到大排列為： 98.72、 98.80、 98.86、 98.98、 99.62、 99.79、 99.86、 100.03、 100.08、 100.34。

查表得：n=10，α=0.01，G0.01=2.482；n=10，α=0.05，G0.05=2.290。

圖 1 3,4,5-三甲氧基苯甲酸色譜圖

用Grubbs檢驗最大值和最小值是否為異常值，取檢出水平α=0.05。將計算的統計測定值(G)與臨界值(G0.05)[9]比較決定舍棄或保留：G>G0.05者舍棄，G

表1 高效液相色譜法測定值的Grubbs檢驗(α=0.05)

在進行數據的統計處理和分析時，要基于該數據服從正態分布，因此要對原始數據進行正態性檢驗。用偏態系數和峰態系數檢驗數據正態性，偏態系數(A)用于檢驗數據的不對稱性，峰態系數(B)用于檢驗數據的峰態。通過比較計算得到的數值，如果A小于相應的臨界值，B處于臨界區間B～B′中，則可以說明數據是服從正態分布的[10]。

2.2采用化學滴定法測定3,4,5-三甲氧基苯甲酸的質量分數

對同一3,4,5-三甲氧基苯甲酸試樣共測得10個供試樣品的質量分數的獨立測值(%)，將測定數據匯總，按數值從小到大排列：98.82、 98.97、 99.34、 99.57、 99.78、 99.82、 100.09、 100.26、 100.35、 100.99。

查表得：n=10，α=0.01，G0.01=2.482；n=10，α=0.05，G0.05=2.290。

用Grubbs檢驗可疑界外值，取檢出水平α=0.05，將計算的統計測定值(G)與表列臨界值(G0.05)[9]比較決定舍棄或保留：G>G0.05者舍棄，G

表 2 化學滴定法測定值的Grubbs檢驗(α = 0.05)

計算偏態系數(A)和峰態系數(B)，檢驗數據的正態性[10]：

2.32種方法的準確性測定

對2種方法測定值進行計算，高效液相色譜法利用色譜峰面積與樣品質量濃度標準曲線計算得到的加標回收率計算結果見表3，化學滴定法測定計算結果見表4。高效液相色譜法的平均回收率為99.30 %，化學滴定法的R值為99.35 %，2種方法都可以對供試樣品含量進行有效的測定分析。

表3高效液相色譜法加標回收率測定結果

Table3StandardadditionrecoveryofHPLCmethod

編號No．樣品質量濃度/(g·L-1)samplecontent對照品加入量/gstandardsubstanceaddition測量值/(g·L-1)measuredvalue回收率/%recoveryrate10．2010．02200．41698．9320．1980．01950．39199．4030．1990．02020．40199．1340．1970．01990．39098．5250．2000．02040．40299．5160．1970．02030．401100．32平均值average99．30

表4化學滴定法測定結果

Table4Resultoftitrationmethod

編號No．標準樣品加入量/gsampleaddition理論消耗NaOH標準溶液體積值/mLtheoreticalvolumevalueofNaOHstandardsolution實際消耗NaOH標準溶液體積值/mLactualvolumevalueofNaOHstandardsolution體積比值/%volumeratio10．11625．47055．396．8820．10114．75964．798．7530．10234．81614．899．6740．10184．79264．8100．1650．10755．06095．098．8060．10434．91035．0101．83平均值average99．35

2.4對2種測定方法的測定值進行t檢驗

由2.1和2.2節可知，2種方法的測定值都服從正態分布，測定誤差屬于隨機誤差，用t檢驗考察2種方法測定值的差異是否顯著[9]。

將測定值代入上式得到：

t=99.51-99.80/0.2840=1.021

對于自由度=10+10-2=18，查t分布置信系數表得：t0.05(18)=2.10。

t的計算值1.021小于臨界值2.10，表明2種方法的平均值之間無顯著性差異。

2.5對2種測定方法測定值的準確性與實用性評價

高效液相色譜是一種重要的分析手段，它利用物質在兩相中分配系數的微小差異，當兩相做相對移動時，使被測物質在兩相之間進行反復多次分配，這樣使原來微小的分配差異產生了很大分離的效果，使組分分離。化學滴定法是根據已知濃度的試劑溶液和被測物質完全反應時所消耗的體積及其濃度來計算被測物質的含量，化學滴定法應用范圍廣，具有操作簡單、試劑易得、成本低、分析準確度較高等優點。

本研究主要目的是比較3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量測定的方法，通過前期調研和預實驗，選擇目前企業使用的高效液相色譜法和化學滴定法來進行比較實驗。對2種測定方法的測定值分別進行了Grubbs檢驗、正態檢驗、均數比較(t檢驗)。從正態檢驗結果看，2種測定方法的測定值都呈現正態性，表明其測定誤差屬隨機誤差。進一步通過t檢驗來判別2種方法的測定值之間是否存在顯著差異，結果表明2種方法測得的含量平均值無顯著性差異，所以2種方法在測定時都是可用的。比較2種方法的測定值，化學滴定法測得的平均值為99.80%略高于高效液相色譜法的99.51 %，而3,4,5-三甲氧基苯甲酸是由沒食子酸轉化得到，假設產品中有微量的沒食子酸殘留的雜質，在化學滴定法中氫氧化鈉標準滴定溶液的消耗會增加，會導致測定值偏高。高效液相色譜法具有高分辨率和靈敏度，可以分辨出存在的雜質，而且選擇性好、分離度好、分析用量較少、保留時間短、耗費溶劑量少。化學滴定法樣品需求量較大，而且化學滴定法在實際操作中和檢驗人員的經驗也有很大關系，對測量數據會有一定影響。因此，高效液相色譜法的測定值有更高的準確度和精密度，在工業生產分析中會發揮更大的作用。

3 結 論

3.1研究了采用高效液相色譜法和化學滴定法測定3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量的測定方法，提出了2種測定方法的實驗條件。檢驗數據結果統計分析表明，2種方法的測定數據均遵從正態分布，測量誤差屬于隨機誤差，因此，2種測定方法均具有實用性。

3.2進行了高效液相色譜法和化學滴定法測定3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量值的均數測定比較，檢驗結果表明2種測定方法的精密度無顯著性差異。

3.3高效液相色譜法測定平均值99.51 %，標準偏差0.608 %；化學滴定法測定平均值99.80 %，標準偏差0.661 %。高效液相色譜法的測定值有更高的準確度和精密度，建議在制定3,4,5-三甲氧基苯甲酸相關標準時，含量檢測的統一方法選擇高效液相色譜法，在不具備色譜儀的情況下也可使用化學滴定法。

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