HPLC–ELSD法測(cè)定三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽的含量

楊肖，孫清，孫玲，石海英

(山東省藥學(xué)科學(xué)院，山東省化學(xué)藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250101)

HPLC–ELSD法測(cè)定三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽的含量

楊肖，孫清，孫玲，石海英

(山東省藥學(xué)科學(xué)院，山東省化學(xué)藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250101)

建立正相高效液相色譜–蒸發(fā)光散射檢測(cè)法測(cè)定工業(yè)樣品中的三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽的含量。以正己烷–甲醇–四氫呋喃(體積比85∶10∶5，加0.5 mL三氟乙酸調(diào)節(jié)至pH 3.50)為流動(dòng)相，等度洗脫三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽，色譜柱為HP–氨基正相柱，柱溫27℃，流量1.0 mL／min，蒸發(fā)光散射檢測(cè)器漂移管溫度80℃，載氣流量2.6 L／min。三乙醇胺單、雙、三季銨鹽質(zhì)量濃度的自然對(duì)數(shù)與各自對(duì)應(yīng)的色譜峰面積和的自然對(duì)數(shù)呈良好的線性，相關(guān)系數(shù)（r2）分別為0.991 4，0.996 7，0.991 5。測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6%～2.6%(n=6)，加標(biāo)回收率分別為98.6%，101.2%，97.9%。該方法準(zhǔn)確快速，可以為三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽的生產(chǎn)工藝優(yōu)化提供理論數(shù)據(jù)。

高效液相色譜法；蒸發(fā)光散射檢測(cè)器；三乙醇胺單、雙、三脂季銨鹽

隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)穿著織物的柔軟整理要求日益提高。起主導(dǎo)作用的柔軟劑種類有很多，應(yīng)用最廣的品種主要是表面活性劑，其中柔軟性和抗靜電性最好的是陽離子季銨鹽型表面活性劑［1–3］。典型的陽離子表面活性劑品種主要有雙烷基季銨鹽、酯基季銨鹽、咪唑啉季銨鹽、酰胺型季銨鹽等［4–5］，酰胺型季銨鹽因具有很好的柔軟性、抗黃變性、抗靜電性和生物降解性等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞［6–8］。

三乙醇胺酯類季銨鹽不僅具有良好的抗靜電性和柔順性，而且能夠被生物降解［9–10］，這也代表了柔軟劑的發(fā)展方向。工業(yè)中生產(chǎn)的三乙醇胺酯類季銨鹽是以牛油脂肪酸為原料，通過與三乙醇胺酯化反應(yīng)而制得，然后產(chǎn)物與硫酸二甲酯進(jìn)行季銨化反應(yīng)。牛油脂肪酸三乙醇胺的酯化反應(yīng)受熱力學(xué)控制，得到的是單、雙、三酯的混合物。而文獻(xiàn)表明［11］，基于三乙醇胺酯類季銨鹽的性能取決于雙酯的含量，因此精確地分析樣品中的三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽的含量對(duì)合成工藝的優(yōu)化具有重要意義。

目前國(guó)內(nèi)外用于測(cè)定三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法主要有1H–NMR法［12］和高效液相色譜(HPLC)法［13］。1H–NMR法儀器價(jià)格昂貴，并且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理繁瑣；傳統(tǒng)的HPLC法使用復(fù)雜的梯度洗脫條件，并且需要較長(zhǎng)的時(shí)間穩(wěn)定系統(tǒng)。為了克服這些缺點(diǎn)，筆者建立了正相高效液相色譜–蒸發(fā)光散射檢測(cè)器（HPLC–ELSD)法等度洗脫快速分析工業(yè)樣品三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽，并利用Microsoft Office Excel公式計(jì)算出各組分的含量，對(duì)于工藝的優(yōu)化發(fā)揮了一定的作用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀：LC-10AT型，配有四元泵，日本島津公司；

Alltech2000–ELSD檢測(cè)器、Alltech色譜數(shù)據(jù)工作站：美國(guó)奧泰科技有限公司；

柱溫箱：HT–230A型，天津市恒奧科技發(fā)展有限公司；

電子天平：AE240型，瑞士梅特勒–托利多公司；

三乙醇胺酯類季銨鹽標(biāo)準(zhǔn)樣品：荷蘭聯(lián)合利華公司；

正己烷：色譜純，純度不低于99.5%天津科密歐化學(xué)試劑有限公司；

甲醇：色譜純，純度不低于99.9%，山東禹王實(shí)業(yè)有限公司；

四氫呋喃：色譜純，純度不低于99.8%，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司；

三氟乙酸：99%，美國(guó)伊諾凱公司。

1.2 樣品處理

精密稱取25～30 mg樣品，置于10 mL容量瓶中，用流動(dòng)相定容，搖勻，得樣品溶液。用微量進(jìn)樣針移取20 μL樣品溶液進(jìn)行HPLC–ELSD檢測(cè)，得到色譜峰面積的數(shù)據(jù)以供Microsoft Office Excel計(jì)算，每個(gè)樣品進(jìn)行3次平行試驗(yàn)。

1.3 色譜條件

色譜柱：HP–Amino氨基柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動(dòng)相：正己烷–甲醇–四氫呋喃(體積比85∶10∶5，加入0.5 mL的三氟乙酸調(diào)節(jié)至pH 3.50)，過0.45 μm微孔濾膜過濾，超聲脫氣15 min，等度洗脫；進(jìn)樣體積：20 μL；柱溫：27℃，流量：1 mL／min；ELSD參數(shù)：漂移管溫度80℃，載氣流量2.6 L／min。

1.4 結(jié)果計(jì)算方法

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品中三乙醇胺單、雙、三季銨鹽的含量配比（已知參數(shù)），計(jì)算得標(biāo)準(zhǔn)樣品中三乙醇胺單、雙、三季銨鹽的質(zhì)量濃度。由Microsoft Office Excel公式計(jì)算每個(gè)濃度下三乙醇胺單酯的色譜峰面積和(Y)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品中單酯的質(zhì)量濃度(X)，得到X與Y的關(guān)系方程。將樣品中單酯的色譜峰面積和代入關(guān)系方程計(jì)算得質(zhì)量濃度c單酯。以同樣方法得到c雙酯和c三脂，進(jìn)而計(jì)算得樣品中單、雙、三脂三乙醇胺酯類季銨鹽的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢測(cè)器參數(shù)的選擇

檢測(cè)器參數(shù)主要是漂移管溫度和載氣流量［14］。通過對(duì)這兩個(gè)參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，漂移管溫度和載氣流量對(duì)基線的穩(wěn)定性和待測(cè)物質(zhì)的響應(yīng)值有較大的影響(見圖1)。由圖1可知，在70～80℃之間，漂移管溫度較低時(shí)，色譜圖基線水平較高；漂移管溫度過高時(shí)噪音較大［15］，最終漂移管溫度選擇80℃。霧化器載氣流量與噪音的關(guān)系見圖2。由圖2可知，載氣流量不大于2.6 L／min時(shí)，噪音水平均在0.3 mV左右，載氣流量增大，則噪音增大，在滿足樣品快速霧化的條件下，載氣流量選擇2.6 L／min。

圖1 漂移管溫度與噪音的關(guān)系

圖2 載氣流量與噪音的關(guān)系

2.2 色譜柱的選擇

三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽極性較大，為達(dá)到較好的分離效果，對(duì)HP–Amino氨基柱(4.6 mm×250 mm，5 μm，美國(guó)賽分公司)、XBridge-Amino氨基柱(4.6 mm×250 mm，3.5 μm，美國(guó)沃特世公司)進(jìn)行試驗(yàn)考察。結(jié)果顯示，當(dāng)使用HP–Amino氨基柱時(shí)，色譜圖基線平穩(wěn)，分離度高，峰形良好，因此選擇HP–Amino氨基柱。

2.3 流動(dòng)相的選擇

色譜分析過程中，流動(dòng)相的選擇至關(guān)重要，本實(shí)驗(yàn)中流動(dòng)相需要對(duì)三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽具有較好的溶解性。適用的流動(dòng)相有正己烷、正庚烷、甲醇、乙醇、四氫呋喃等。對(duì)上述流動(dòng)相進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 流動(dòng)相選擇試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表1數(shù)據(jù)選擇正己烷–甲醇–四氫呋喃(85∶10∶5，體積比)為流動(dòng)相等度洗脫，加入0.05 mL的三氟乙酸調(diào)節(jié)至pH為3.50。

2.4 線性考察

分別精密稱取15，20，25，30，35 mg三乙醇胺酯類季銨鹽標(biāo)準(zhǔn)樣品，按1.2方法處理后得到質(zhì)量濃度分別為1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 mg／mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。按1.4方法計(jì)算得到待測(cè)物的質(zhì)量濃度(mg／mL)與色譜峰面積的關(guān)系式y(tǒng)1以及校正濃度與峰面積的關(guān)系式y(tǒng)2，見表2。由表2可知，三乙醇胺單、雙、三脂季銨鹽質(zhì)量濃度的ln值在測(cè)試范圍內(nèi)與色譜峰面積的ln值呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r2分別為0.991 4，0.996 7，0.991 5。

表2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線方程及相關(guān)系數(shù)

2.5 精密度試驗(yàn)

制備 6份 1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 mg／mL 5個(gè)濃度點(diǎn)的三乙醇胺酯類季銨鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行HPLC–ELSD檢測(cè)并按1.4方法計(jì)算，然后計(jì)算各組分測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表3。由表3可知，三乙醇胺酯類季銨鹽含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.6%～2.6%之間，說明該方法精密度良好。

表3 精密度試驗(yàn)結(jié)果(n=6) %

2.6 回收試驗(yàn)

稱取適量三乙醇胺酯類季銨鹽樣品于容量瓶中，按1.2方法處理后，分別精密加入0.694，0.757，0.126 mg／mL的三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽的標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液，然后進(jìn)行HPLC–ELSD檢測(cè)并按1.4方法進(jìn)行計(jì)算處理，結(jié)果見表4。

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果(n=6)

由表4可知，樣品中三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽的加標(biāo)回收率分別為98.6%，101.2%，97.9%，表明該方法的準(zhǔn)確度較高。圖3為樣品以及加標(biāo)后樣品的色譜圖。

圖3 樣品和加標(biāo)樣品的色譜圖

2.7 樣品分析

以三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽的含量分別在39%～49%，46%～51%，7%～11%范圍內(nèi)為合格標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)調(diào)整合成工藝(原料配比、溫度)的供試樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表5。經(jīng)過多次的合成工藝優(yōu)化和檢測(cè)，得到合格樣品（8#樣品）。

3 結(jié)語

采用HPLC–ELSD檢測(cè)三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽，利用Microsoft Office Excel公式計(jì)算各組分含量，結(jié)果表明，該方法標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性良好，測(cè)定結(jié)果的精密度和重現(xiàn)性良好。只需輸入色譜峰面積就能夠準(zhǔn)確快速地計(jì)算出工業(yè)樣品中三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽的百分含量，可以為合成工藝的改進(jìn)提供指導(dǎo)作用。

表5 生產(chǎn)樣品中三乙醇胺單、雙、三酯季銨鹽含量 %

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Determination of Triethanolamine Monoester, Diester and Triester Ammonium Salt by HPLC–ELSD

Yang Xiao， Sun Qing， Sun Ling， Shi Haiying
(Shandong Provincial Key Laboratory of Chemical Drug， Shandong Academy of Pharmaceutical Sciences， Jinan 250101， China)

A method for the determination of triethanolamine monoester，diester and triester ammonium salt by NP–HPLC–ELSD was established. Mobile phase was hexane–methanol–tetrahydrofuran (85∶10∶5， pH was adjusted to 3.50 by adding 0.05 mL trifluoroacetic acid）. Chromatographic column was HP–Amino positive phase column，the column temperature was 27℃，the flow rate was 1.0 mL／min，evaporative light-scattering detector drift tube temperature was 80℃，and carrier gas flow rate was 2.6 L／min. Natural logarithm of mass concentration of triethanolamine monoester，diester and triester ammonium salt was linear with the natural logarithm of there chromatographic peak area, the relative coefficient (r2) were 0.991 4, 0.996 7, 0.991 5， repectively. The relative standard deviation of detection results was 0.6%–2.6%(n=6)，and addition recoveries were 98.6%，101.2%, 97.9%，respectively. The method is fast and accurate, it can provide theoretical data for the optimization of production technology of triethanolamine monoester，diester and triester ammonium salt.

high performance liquid chromatography; evaporation light scattering detector; triethanolamine monoester, diester and triester ammonium salt

O657.7

A

1008–6145(2016)06–0051–04

10.3969／j.issn.1008–6145.2016.06.012

聯(lián)系人：孫清；E-mail: qing.0724@126.com

2016–08–25