Неионный эфир целлюлозы, полученный методом газовой хроматографии.

Содержание заместителей в неионном эфире целлюлозы определяли методом газовой хроматографии, результаты сравнивали с химическим титрованием с точки зрения затрат времени, оперативности, точности, повторяемости, стоимости и т. д., а также обсуждали температуру колонки.Влияние хроматографических условий, таких как длина колонки, на эффект разделения.Результаты показывают, что газовая хроматография является аналитическим методом, заслуживающим популяризации.
Ключевые слова: неионный эфир целлюлозы;газовая хроматография;замещающее содержание

К неионогенным эфирам целлюлозы относятся метилцеллюлоза (МЦ), гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ), гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) и др. Эти материалы широко используются в медицине, пищевой промышленности, нефтяной промышленности и т. д. Поскольку содержание заместителей оказывает большое влияние на работоспособность неионогенных эфиров целлюлозы. ионные эфиры целлюлозы, необходимо точно и быстро определять содержание заместителей.В настоящее время большинство отечественных производителей применяют для анализа традиционный метод химического титрования, который является трудоемким и трудно гарантировать точность и повторяемость.По этой причине в данной статье изучен метод определения содержания неионных заместителей эфира целлюлозы с помощью газовой хроматографии, проанализированы факторы, влияющие на результаты испытаний, и получены хорошие результаты.

1. Экспериментируйте
1.1 Инструмент
Газовый хроматограф GC-7800 производства Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 Реагенты
Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ), гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) домашнего приготовления;йодистый метил, йодистый этил, йодистый изопропан, иодистоводородная кислота (57%), толуол, адипиновая кислота, о-ди. Толуол имел ч.д.а.
1.3 Определение методом газовой хроматографии
1.3.1 Условия газовой хроматографии
Колонка из нержавеющей стали ((SE-30, 3% Chmmosorb, WAW DMCS); температура испарительной камеры 200°С; детектор: ТЦД, 200°С; температура колонки 100°С; газ-носитель: H2, 40 мл/мин.
1.3.2 Приготовление стандартного раствора
(1) Приготовление раствора внутреннего стандарта: возьмите около 6,25 г толуола и поместите в мерную колбу емкостью 250 мл, разбавьте до метки о-ксилолом, хорошо встряхните и отставьте в сторону.
(2) Приготовление стандартного раствора: разные образцы имеют соответствующие стандартные растворы, в качестве примера здесь взяты образцы ГПМЦ.В подходящий флакон добавьте определенное количество адипиновой кислоты, 2 мл иодистоводородной кислоты и раствор внутреннего стандарта и точно взвесьте флакон.Добавьте необходимое количество йодоизопропана, взвесьте и рассчитайте количество добавленного йодоизопропана.Снова добавьте йодистый метил, взвесьте поровну, рассчитайте количество прибавленного йодистого метила.Полностью вибрируйте, дайте постоять для расслоения и храните вдали от света для дальнейшего использования.
1.3.3 Приготовление раствора образца
Точно взвесьте 0,065 г сухого образца ГПМЦ в толстостенный реактор емкостью 5 мл, добавьте равное количество адипиновой кислоты, 2 мл раствора внутреннего стандарта и иодистоводородной кислоты, быстро запечатайте реакционную бутыль и точно взвесьте ее.Встряхните и нагревайте при температуре 150°C в течение 60 минут, тщательно встряхивая в течение этого периода.Остудить и взвесить.Если потеря массы до и после реакции превышает 10 мг, раствор пробы непригоден и раствор необходимо приготовить заново.После того, как раствор пробы оставлен на расслоение, осторожно отбирают 2 мкл раствора верхней органической фазы, вводят его в газовый хроматограф и записывают спектр.Другие образцы неионного эфира целлюлозы обрабатывали аналогично ГПМЦ.
1.3.4 Принцип измерения
Если взять в качестве примера ГПМЦ, то это смешанный эфир алкилгидроксиалкилцеллюлозы, который нагревается совместно с иодистоводородной кислотой для разрыва всех метоксильных и гидроксипропоксильных эфирных связей и образования соответствующего йодоалкана.
В условиях высокой температуры и герметичности, с адипиновой кислотой в качестве катализатора, ГПМЦ реагирует с иодистоводородной кислотой, а метоксил и гидроксипропоксил превращаются в йодистый метил и иодид изопропана.При использовании о-ксилола в качестве абсорбента и растворителя роль катализатора и абсорбента заключается в содействии полной реакции гидролиза.В качестве раствора внутреннего стандарта выбран толуол, а в качестве стандартного раствора — йодистый метил и иодид изопропана.По площадям пиков внутреннего стандарта и стандартного раствора можно рассчитать содержание метоксила и гидроксипропоксила в образце.

2. Результаты и обсуждение.
Хроматографическая колонка, используемая в этом эксперименте, является неполярной.В зависимости от температуры кипения каждого компонента порядок пиков следующий: йодистый метил, йодистый изопропан, толуол и о-ксилол.
2.1 Сравнение газовой хроматографии и химического титрования
Определение содержания метоксилов и гидроксипропоксилов в ГПМЦ методом химического титрования является относительно зрелым, и в настоящее время существует два широко используемых метода: метод Фармакопеи и улучшенный метод.Однако оба этих двух химических метода требуют приготовления большого количества растворов, операция сложна, трудоемка и сильно зависит от внешних факторов.Условно говоря, газовая хроматография очень проста, ее легко освоить и понять.
Результаты содержания метоксила (w1) и содержания гидроксипропоксила (w2) в ГПМЦ определяли с помощью газовой хроматографии и химического титрования соответственно.Видно, что результаты этих двух методов очень близки, что указывает на то, что оба метода могут гарантировать точность результатов.
Сравнивая химическое титрование и газовую хроматографию с точки зрения затрат времени, простоты эксплуатации, повторяемости и стоимости, результаты показывают, что самым большим преимуществом фазовой хроматографии является удобство, быстрота и высокая эффективность.Нет необходимости готовить большое количество реагентов и растворов, а измерение образца займет всего более десяти минут, а фактическая экономия времени будет больше, чем статистика.В методе химического титрования человеческая ошибка при определении конечной точки титрования велика, в то время как результаты газовой хроматографии меньше зависят от человеческого фактора.Более того, газовая хроматография — это метод разделения, который разделяет продукты реакции и определяет их количество.Если он может взаимодействовать с другими измерительными приборами, такими как ГХ/МС, ГХ/Фурье-фурье и т. д., его можно использовать для идентификации некоторых сложных неизвестных образцов (модифицированные волокна). Очень выгодны продукты простого эфира, которые не имеют себе равных при химическом титровании. .Кроме того, воспроизводимость результатов газовой хроматографии лучше, чем у химического титрования.
Недостатком газовой хроматографии является высокая стоимость.Затраты от создания газохроматографической станции до обслуживания прибора и подбора хроматографической колонки выше, чем у метода химического титрования.На результаты также влияют различные конфигурации приборов и условия испытаний, такие как тип детектора, хроматографическая колонка, выбор неподвижной фазы и т. д.
2.2 Влияние условий газовой хроматографии на результаты определения
Для экспериментов по газовой хроматографии ключевым моментом является определение подходящих хроматографических условий для получения более точных результатов.В этом эксперименте в качестве сырья использовали гидроксиэтилцеллюлозу (ГЭЦ) и гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ) и изучали влияние двух факторов: температуры колонки и длины колонки.
Когда степень разделения R ≥ 1,5, его называют полным разделением.Согласно положениям «Китайской Фармакопеи», R должно быть больше 1,5.В сочетании с температурой колонки при трех температурах разрешение каждого компонента превышает 1,5, что соответствует основным требованиям разделения: R90°C>R100°C>R110°C.Учитывая фактор хвоста, фактор хвоста r>1 — это хвостовой пик, r<1 — передний пик, и чем ближе r к 1, тем лучше производительность хроматографической колонки.Для толуола и этилиодида R90°C>R100°C>R110°C;о-ксилол — растворитель с самой высокой температурой кипения R90°C.
Влияние длины колонки на результаты эксперимента показывает, что в тех же условиях изменяется только длина хроматографической колонки.По сравнению с насадочной колонкой 3 м и 2 м результаты анализа и разрешение 3-метровой колонки лучше, и чем длиннее колонка, тем выше эффективность колонки.Чем выше значение, тем надежнее результат.

3. Заключение
Иодистоводородная кислота используется для разрушения эфирной связи неионного эфира целлюлозы с образованием низкомолекулярного йодида, который отделяется газовой хроматографией и количественно определяется методом внутреннего стандарта для определения содержания заместителя.Помимо гидроксипропилметилцеллюлозы, эфиры целлюлозы, подходящие для этого метода, включают гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксиэтилметилцеллюлозу и метилцеллюлозу, и метод обработки проб аналогичен.
По сравнению с традиционным методом химического титрования газохроматографический анализ содержания заместителей в неионном эфире целлюлозы имеет много преимуществ.Принцип прост и понятен, эксплуатация удобна, нет необходимости готовить большое количество лекарств и реагентов, что значительно экономит время анализа.Результаты, полученные этим методом, согласуются с результатами, полученными химическим титрованием.
При анализе содержания заместителей методом газовой хроматографии очень важно выбрать подходящие и оптимальные хроматографические условия.Как правило, снижение температуры колонки или увеличение ее длины может эффективно улучшить разрешение, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить конденсацию компонентов в колонке из-за слишком низкой температуры колонки.
В настоящее время большинство отечественных производителей по-прежнему используют химическое титрование для определения содержания заместителей.Однако, учитывая преимущества и недостатки различных аспектов, газовая хроматография является простым и быстрым методом тестирования, который стоит продвигать с точки зрения тенденций развития.