施超歐,劉玉梅,黃夢芹,桑晴晴,李泳誼
(華東理工大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院 分析測試中心,上海 200237)
二氧化雙環(huán)戊二烯(DCPDDO)是一種重要的脂環(huán)族特種環(huán)氧化物,廣泛應(yīng)用于耐高溫澆鑄料、玻璃鋼、黏合劑及電子器件封裝等領(lǐng)域[1-5]。DCPDDO是由雙環(huán)戊二烯(DCPD)經(jīng)環(huán)氧化反應(yīng)制得。目前,工業(yè)上一般采用鹵醇法、過氧酸法、氫化過氧化物催化環(huán)氧化法等制備DCPDDO[6-7]。
過氧化氫異丙苯(CHP)為無色或淡黃色液體,可作為引發(fā)劑和氧化劑。蘇如孟[8]將鈦硅分子篩作為CHP氧化丙烯反應(yīng)中的催化劑,CHP的有效利用率可達72.75%,故考慮以異丙苯(IPB)為溶劑,鈦硅分子篩為催化劑,CHP作為氧化劑氧化DCPD,制備DCPDDO,反應(yīng)溫度控制在50~100 ℃,反應(yīng)中主要副產(chǎn)物是2-苯基異丙醇(2-DPC)。
目前,測定IPB,CHP,2-DPC的方法主要有高效液相色譜法、氣相色譜法和碘量法等。劉俊彥等[9]使用超高效液相色譜儀,采用BEH C18反相色譜柱,以乙腈/水為流動相,流量0.4 mL/min,采用梯度洗脫,建立了準(zhǔn)確可靠的快速分析IPB中CHP與酚類雜質(zhì)的方法。劉岳樹等[10]建立了氣相色譜-氫火焰離子化檢測器同時測定CHP中IPB和苯乙酮含量的方法。郭陽等[11]采用毛細(xì)管氣相色譜法建立了同時測定埃索美拉唑鎂原料藥中IPB、2-DPC、乙醇等8種有機溶劑殘留量的方法。王華[12]利用I2的氧化性和I-的還原性對CHP進行滴定,從而測定其濃度。目前雖已開發(fā)了分別測定IPB,CHP,2-DPC含量的方法,卻未開發(fā)過同時測定IPB,CHP,2-DPC含量的方法。
本工作建立了高效液相色譜法同時測定DCPDDO反應(yīng)液中IPB,CHP,2-DPC含量的分析方法。
乙腈:色譜純,西班牙薩勞化工有限公司;磷酸:分析純,上海永華化學(xué)試劑有限公司;2-DPC(純度99%)、CHP(純度80%):阿拉丁試劑(上海)有限公司;IPB:純度99%,阿達瑪斯試劑有限公司;DCPD:純度99%,廣州市宏巨化工有限公司。
Agilent 1260 SL 型高效液相色譜儀:配DAD檢測器、自動進樣器、柱溫箱及二元高壓泵,安捷倫科技有限公司;Mettler Toledo XS 205型分析天平:梅特勒-托利多國際貿(mào)易有限公司;Milli-Q Advantage A10型超純水機:默克化工技術(shù)有限公司。
分析柱為Agilent Eclipse XDB C18型色譜柱(4 mm×250 mm),稀釋劑為乙腈,流動相為乙腈/0.1%(φ)磷酸水溶液,進樣量為20 μL,柱溫為30 ℃,流量為1.0 mL/min,檢測波長為210 nm。梯度洗脫程序見表1。
1.3.1 對照品儲備液的配制
準(zhǔn)確稱取IPB標(biāo)準(zhǔn)品46.00 mg、CHP標(biāo)準(zhǔn)品31.94 mg、2-DPC標(biāo)準(zhǔn)品23.44 mg,分別置于50 mL容量瓶中,加乙腈溶解并稀釋至刻度,搖勻,得到IPB對照品儲備液(920.0 mg/L)、CHP對照品儲備液(511.0 mg/L)、2-DPC對照品儲備液(468.8 mg/L)。
表1 梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution procedure
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
將上述對照品儲備液用乙腈稀釋至適當(dāng)倍數(shù),分別配成4.60,18.40,46.00,92.00,184.00 mg/L的IPB標(biāo)準(zhǔn)溶液,0.51,5.11,12.77,25.55,51.10 mg/L的CHP標(biāo)準(zhǔn)溶液,0.47,4.69,11.72,23.44,46.88 mg/L的2-DPC標(biāo)準(zhǔn)溶液。
1.3.3 DCPDDO反應(yīng)液試樣溶液的配制
準(zhǔn)確稱取DCPDDO反應(yīng)液61.90 mg,置于50 mL容量瓶中,加乙腈溶解并稀釋至刻度,搖勻,配成1 238 mg/L溶液;量取1.25 mL于10 mL容量瓶中,加入乙腈定容,搖勻,作為試樣溶液(155 mg/L)。
當(dāng)使用乙腈/超純水為流動相時,CHP與2-DPC的保留時間非常接近,即使調(diào)低有機相比例也無法將這兩種物質(zhì)很好的分離,即在等度淋洗的條件下,CHP與2-DPC無法分離。故考慮將超純水換成0.1%(φ)的磷酸溶液,并采用梯度淋洗,具體條件見1.2節(jié)。
分別測定三種標(biāo)準(zhǔn)溶液后果發(fā)現(xiàn),2-DPC標(biāo)準(zhǔn)溶液中含有IPB,CHP標(biāo)準(zhǔn)溶液中含有2-DPC和IPB,故考慮將3種標(biāo)準(zhǔn)溶液分開測定,不測定混合物。IPB,CHP,2-DPC在210 nm紫外光吸收波長下的色譜圖見圖1。由圖1可知,使用該色譜條件時,IPB,CHP,2-DPC的保留時間分別為13.1,7.8,6.8 min,3種目標(biāo)化合物能得到較好的分離。
DCPDDO反應(yīng)液測得結(jié)果中,IPB,CHP,2-DPC的質(zhì)量濃度分別為100.06,13.97,14.75 mg/L,將DCPDDO反應(yīng)液中所測得濃度大致作為線性范圍的中間點,以保證DCPDDO反應(yīng)液中3種目標(biāo)化合物的濃度都在線性范圍內(nèi),所以確定IPB,CHP和2-DPC的線性范圍為4.60~184.00,0.51~51.10,0.47~46.88 mg/L。每份標(biāo)準(zhǔn)溶液測定6次,計算峰面積并取平均值,目標(biāo)化合物的線性關(guān)系、檢出限和定量限見表2。由表2可知,各目標(biāo)化合物在各自配制的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,回歸系數(shù)均達到0.999 9,各目標(biāo)組分的最低檢出限為0.15~0.25 mg/L,說明該方法的靈敏度高。
準(zhǔn)確移取5.00 mL質(zhì)量濃度為155 mg/L的DCPDDO反應(yīng)液試樣溶液于10 mL的容量瓶中,再加入定量的對照溶液定容。按1.2節(jié)中的色譜條件連續(xù)進樣,IPB,CHP,2-DPC的加標(biāo)回收率見表3。由表3可知,IPB,CHP,2-DPC的加標(biāo)回收率分別為104.2%~111.6%,101.9%~107.3%,102.1%~108.4%;相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于2.37%,說明方法的準(zhǔn)確度較好。
圖1 IPB,CHP,2-DPC標(biāo)準(zhǔn)溶液的液相色譜圖Fig.1 Liquid chromatogram of IPB,CHP and 2-DPC standards solution.IPB:isopropyl benzene;CHP:cumene hydroperoxide;2-DPC:2-dimethyl phenyl carbinol.
表2 目標(biāo)化合物的線性關(guān)系、檢出限和定量限Table 2 Linear relationship,detection limit and limit of quantitation of target compounds
表3 IPB,CHP,2-DPC的加標(biāo)回收率(n=3)Table 3 Recoveries of IPB,CHP and 2-DPC(n=3)
取 46.00 mg/L IPB,12.77 mg/L CHP,11.72 mg/L 2-DPC的標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)測定6次,記錄峰面積。結(jié)果表明,IPB,CHP,2-DPC的RSD分別為0.20%,0.35%,0.85%,說明方法的重復(fù)性良好。
2.5.1 精密度實驗
取配制好的DCPDDO反應(yīng)液試樣溶液(155 mg/L),按上述色譜條件,對該試樣溶液進行分析,連續(xù)進樣8次,記錄峰面積。DCPDDO反應(yīng)液試樣溶液在210 nm紫外光吸收波長下的色譜圖見圖2。DCPDDO反應(yīng)液試樣中IPB,CHP,2-DPC的測定結(jié)果見表4。由表4可知,IPB,CHP,2-DPC的RSD分別為0.15%,0.47%,0.28%,說明定量分析結(jié)果的重復(fù)性良好。
表4 DCPDDO反應(yīng)液試樣溶液的測定結(jié)果(n=8)Table 4 The results of DCPDDO reaction solution (n=8)
2.5.2 連續(xù)測定不同時間段的DCPDDO反應(yīng)液
取反應(yīng)中不同時間段(間隔1 h)的DCPDDO反應(yīng)液分別配制試樣溶液(500 mg/L),按上述色譜條件,對實際DCPDDO反應(yīng)液試樣溶液進行分析,記錄峰面積。不同DCPDDO反應(yīng)液試樣溶液中IPB,CHP,2-DPC的測定結(jié)果見表5。由表5可知,在該反應(yīng)中,作為溶劑的IPB含量變化不大,基本維持在40.0%~47.0%;反應(yīng)1 h后,作為氧化劑的CHP含量從18.48%降至11.96%,副產(chǎn)物2-DPC的含量從1.92%升至8.96%。隨著反應(yīng)時間的延長,氧化劑和副產(chǎn)物的含量基本穩(wěn)定,變化不大,說明該反應(yīng)主要在前1 h內(nèi)進行。
表5 不同DCPDDO反應(yīng)液試樣溶液中IPB,CHP,2-DPC的測定結(jié)果Table 5 The results of IPB,CHP,2-DPC in different DCPDDO reaction solutions
1)通過高效液相色譜梯度淋洗法能準(zhǔn)確地分析DCPDDO反應(yīng)液中IPB,CHP,2-DPC的含量,此方法靈敏度高、穩(wěn)定性好、重復(fù)性滿足實驗要求。
2)目標(biāo)組分分離效果良好,且各目標(biāo)化合物在各自配制的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,回歸系數(shù)均達到0.999 9,最低檢出限為0.15~0.25 mg/L,加標(biāo)回收率為101.9%~111.6%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均不高于2.37%。
3)可采用該方法對不同時間段的DCPDDO反應(yīng)液中IPB,CHP,2-DPC含量進行實時監(jiān)測,獲得該反應(yīng)過程中IPB,CHP,2-DPC的變化趨勢,對進一步探究和完善DCPDDO的合成方法有重大意義。