论文部分内容阅读
摘 要：本文通过实验合理选择色谱柱，流动相组成及配比，柱温、流速和检测波长等条件，采用反相液相色谱法将1，5-萘二酚中各杂组分进行了有效地分离，为产品内在质量的准确控制提供了新方法。
关键词：1，5-萘二酚；分离度；固定相；流动相
1 前言
1，5-萘二酚是一种非常重要的染料中间体，主要用于制造酸性、媒介染料等化工产品。由于其生产过程复杂，产品中会有很多杂组分（未反应的精萘和1，5-萘二磺酸，反应生成的甲萘酚和1-萘酚-5-磺酸等），若其杂质含量超标将直接影响其本身和以其为原料合成的染料的产品质量，所以要通过有效地分离技术对杂质进行检控，以保证1，5-萘二酚的产品质量。
2 方法原理
由流动相将被分离组分带入C18色谱柱中，使各组分在固定相及流动相中进行多次的交换，根据有机化合物组分极性不同，使其在两相间的分配系数产生差异进行分离。
3 实验部分
3.1 仪器及装置
3.1.1 液相色谱仪
a.输液泵：流量范围（0.1～10）ml/min流量稳定性±1%；b.检测器：多波长紫外分光光度检测器；c.色谱柱：内径4.6mm长（150～250）mm不锈钢柱；d.固定相：5umBDSC18固定相。
3.1.2 微量注射器：25uL平头针。
3.1.3 通用色谱数据处理机。
3.1.4 超声波发生器。
3.2 试剂
a.甲醇：色谱纯；b.1，5-萘二酚：分析纯；c.冰乙酸：分析纯。
3.3 色谱分离条件
a.色谱柱：规格与材质：4.6×150mm不锈钢，固定相：Hypersil-BDS，粒度：5um。b.流动相体积配比：甲醇+（1ml/L冰乙酸）水溶液=80：20；流动相应摇匀后用超声波发生器脱气。c.波长：1-1.7min波长199nm1.7-4.0min波长225nm。d.柱温：25℃。e.进样量：10uL。
3.3.1 柱系统的选择。在液相色谱中，对于固定的分离任务，最重要的是柱系统的选择。色谱柱的选择要求各杂质的分离要求满足分离度Rs≥1.5，在此基础上分析时间越短越好。由于反相色谱操作简便、数据重现性好、流动相溶剂价廉，所以1，5-萘二酚的分离采用反相色谱柱，采用的是C18（十八烷基）内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm进行分离试验。
3.3.2 流动相的选择。根据液相色谱对流动相溶剂的要求试验可以选择甲醇和乙腈，由于乙腈的毒性大，在本实验中选择的是甲醇，通过改变流动相配比控制组分的容量因子在0.5-10之间，使要求分离的色谱峰之间的分离度Rs≥1.5。采用的是C18（十八烷基）内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm柱，分别采用流动相的配比70：30和80：20对同一批批1，5-萘二酚进行分离试验，色谱图如下：
从图中可以看出，采用流动相的配比为70：30时，主要产品1，5-萘二酚的色谱峰把前面的未知组分包含在其中了，色谱图中只分离出5个组分，没有对1，5-萘二酚中的杂组分进行有效地分离，所以造成主含量由92%提高到了95%的假象。而流动相的配比为80：20时，对各组分都进行了有效的分离，主要产品1，5-萘二酚与其前面的未知组分峰分离度为2.12，与后面的甲萘酚的分离度为2.08，都达到了分析要求的分离度Rs≥1.5。
3.3.3 柱温的选择。柱温是改变分离选择性的因素，在反相色谱中，升高柱温可以提高柱效，改变分配系数及传质过程。试验采用C18（十八烷基）内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm，流动相：甲醇：水=80：20，分别在15℃和25℃时，对同一批，5-萘二酚进行分离试验，在15℃分离时，色谱峰变宽，柱效低，1，5-萘二酚与其前面的杂组分分离度只有1.47，与其后面的甲萘酚分离度是1.65，而在25℃分离时，色谱峰细、尖，柱效高，1，5-萘二酚与其前面的杂组分分离度可以达到1.70，与其后面的甲萘酚分离度可以达到1.96，远大于分离要求的Rs≥1.5。
3.3.4 流速的选择。柱压降会随色谱柱的使用时间加长而日益升高，因此要求控制柱压降不超过17Mp，为延长柱的使用寿命，长期使用最好在10Mp以下，保护色谱柱的同时要求保证各杂质组分的分离度Rs≥1.5。采用C18（十八烷基）内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm，流动相：甲醇：水=80：20，25℃时，分别以0.8ml/min和1.0ml/min对同一批1，5-萘二酚进行分离试验。由实验可知用0.8ml/min和1.0ml/min的流速对同一批批1，5-萘二酚进行分离，各杂质组分都能被有效地分离，采用0.8ml/min的流速分离度更大，同时考虑保护色谱柱，将流速定为0.8ml/min。
3.3.5 检测波长的确定。液相色谱分离时一般应选择被测组分的最大吸收波长作为检测波长，以获得最大的灵敏度和排除干扰。通过纯品光谱扫描得知1，5-萘二酚最大吸收波长228nm，甲萘酚最大吸收波长226nm，1，5-萘二磺酸最大吸收波长238nm，1-萘酚-5-磺酸最大吸收波长235nm，精萘最大吸收波长216nm。
为使各组分的峰都能获得最灵敏的检测，在色谱运行中，按照时间-波长程序自动改变检测波长1-1.7min波长设定236nm1.7-4.0min波长设定227nm，对检测结果为：无机盐%=0.13、不溶物%=0.14、水分%=0.3、含量%=99.4，1，5-萘二酚进行分离试验，其色谱图如下：
按照时间-波长程序自动改变检测波长
我们知道含量%=99.4包含了可以偶合的1，5-萘二酚、1-萘酚-5-磺酸和甲萘酚这三种组分，由于在不同时间采用了各组分的最大吸收波长，使得各组分都得到了较好的吸收，从色谱图中可以看出1，5-萘二酚的含量%=98.9652、1-萘酚-5-磺酸%=0.1102、甲萘酚%=0.3721，这三者之和为99.4475%，与化学分析的结果相趋同。
3.4 分析方法的灵敏度
在选定的色谱条件下，最小可检测到1，5-萘二酚0.0001ug/mL。1，5-萘二酚的检测方法。色谱柱：C18（十八烷基），内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm。流动相：甲醇：水=80：20。柱温：25℃。流速：0.8ml/min。检测波长：1-1.7min波长236nm1.7-4.0min波长227nm
4 结论
采用反相液相色谱法，在BDS C18柱和选定的色谱条件下，可以对1，5-萘二酚及其有机物进行快速、有效地分离。该方法可用于1，5-萘二酚的内在质量的控制。
参考文献
[1]张庆合.高效液相色谱实用手册[M].北京：化学工业出版社，2008.
[2]肖彦春，胡克伟.分析仪器使用与维护[M].北京：化学工业出版社，2011.
[3]汤启昭.化学原理与化学分析[M].北京：科学出版社，2009.
[4]刘珍.化验员读本[M].北京：化学工业出版社，2009，7.
关键词：1，5-萘二酚；分离度；固定相；流动相
1 前言
1，5-萘二酚是一种非常重要的染料中间体，主要用于制造酸性、媒介染料等化工产品。由于其生产过程复杂，产品中会有很多杂组分（未反应的精萘和1，5-萘二磺酸，反应生成的甲萘酚和1-萘酚-5-磺酸等），若其杂质含量超标将直接影响其本身和以其为原料合成的染料的产品质量，所以要通过有效地分离技术对杂质进行检控，以保证1，5-萘二酚的产品质量。
2 方法原理
由流动相将被分离组分带入C18色谱柱中，使各组分在固定相及流动相中进行多次的交换，根据有机化合物组分极性不同，使其在两相间的分配系数产生差异进行分离。
3 实验部分
3.1 仪器及装置
3.1.1 液相色谱仪
a.输液泵：流量范围（0.1～10）ml/min流量稳定性±1%；b.检测器：多波长紫外分光光度检测器；c.色谱柱：内径4.6mm长（150～250）mm不锈钢柱；d.固定相：5umBDSC18固定相。
3.1.2 微量注射器：25uL平头针。
3.1.3 通用色谱数据处理机。
3.1.4 超声波发生器。
3.2 试剂
a.甲醇：色谱纯；b.1，5-萘二酚：分析纯；c.冰乙酸：分析纯。
3.3 色谱分离条件
a.色谱柱：规格与材质：4.6×150mm不锈钢，固定相：Hypersil-BDS，粒度：5um。b.流动相体积配比：甲醇+（1ml/L冰乙酸）水溶液=80：20；流动相应摇匀后用超声波发生器脱气。c.波长：1-1.7min波长199nm1.7-4.0min波长225nm。d.柱温：25℃。e.进样量：10uL。
3.3.1 柱系统的选择。在液相色谱中，对于固定的分离任务，最重要的是柱系统的选择。色谱柱的选择要求各杂质的分离要求满足分离度Rs≥1.5，在此基础上分析时间越短越好。由于反相色谱操作简便、数据重现性好、流动相溶剂价廉，所以1，5-萘二酚的分离采用反相色谱柱，采用的是C18（十八烷基）内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm进行分离试验。
3.3.2 流动相的选择。根据液相色谱对流动相溶剂的要求试验可以选择甲醇和乙腈，由于乙腈的毒性大，在本实验中选择的是甲醇，通过改变流动相配比控制组分的容量因子在0.5-10之间，使要求分离的色谱峰之间的分离度Rs≥1.5。采用的是C18（十八烷基）内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm柱，分别采用流动相的配比70：30和80：20对同一批批1，5-萘二酚进行分离试验，色谱图如下：
从图中可以看出，采用流动相的配比为70：30时，主要产品1，5-萘二酚的色谱峰把前面的未知组分包含在其中了，色谱图中只分离出5个组分，没有对1，5-萘二酚中的杂组分进行有效地分离，所以造成主含量由92%提高到了95%的假象。而流动相的配比为80：20时，对各组分都进行了有效的分离，主要产品1，5-萘二酚与其前面的未知组分峰分离度为2.12，与后面的甲萘酚的分离度为2.08，都达到了分析要求的分离度Rs≥1.5。
3.3.3 柱温的选择。柱温是改变分离选择性的因素，在反相色谱中，升高柱温可以提高柱效，改变分配系数及传质过程。试验采用C18（十八烷基）内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm，流动相：甲醇：水=80：20，分别在15℃和25℃时，对同一批，5-萘二酚进行分离试验，在15℃分离时，色谱峰变宽，柱效低，1，5-萘二酚与其前面的杂组分分离度只有1.47，与其后面的甲萘酚分离度是1.65，而在25℃分离时，色谱峰细、尖，柱效高，1，5-萘二酚与其前面的杂组分分离度可以达到1.70，与其后面的甲萘酚分离度可以达到1.96，远大于分离要求的Rs≥1.5。
3.3.4 流速的选择。柱压降会随色谱柱的使用时间加长而日益升高，因此要求控制柱压降不超过17Mp，为延长柱的使用寿命，长期使用最好在10Mp以下，保护色谱柱的同时要求保证各杂质组分的分离度Rs≥1.5。采用C18（十八烷基）内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm，流动相：甲醇：水=80：20，25℃时，分别以0.8ml/min和1.0ml/min对同一批1，5-萘二酚进行分离试验。由实验可知用0.8ml/min和1.0ml/min的流速对同一批批1，5-萘二酚进行分离，各杂质组分都能被有效地分离，采用0.8ml/min的流速分离度更大，同时考虑保护色谱柱，将流速定为0.8ml/min。
3.3.5 检测波长的确定。液相色谱分离时一般应选择被测组分的最大吸收波长作为检测波长，以获得最大的灵敏度和排除干扰。通过纯品光谱扫描得知1，5-萘二酚最大吸收波长228nm，甲萘酚最大吸收波长226nm，1，5-萘二磺酸最大吸收波长238nm，1-萘酚-5-磺酸最大吸收波长235nm，精萘最大吸收波长216nm。
为使各组分的峰都能获得最灵敏的检测，在色谱运行中，按照时间-波长程序自动改变检测波长1-1.7min波长设定236nm1.7-4.0min波长设定227nm，对检测结果为：无机盐%=0.13、不溶物%=0.14、水分%=0.3、含量%=99.4，1，5-萘二酚进行分离试验，其色谱图如下：
按照时间-波长程序自动改变检测波长
我们知道含量%=99.4包含了可以偶合的1，5-萘二酚、1-萘酚-5-磺酸和甲萘酚这三种组分，由于在不同时间采用了各组分的最大吸收波长，使得各组分都得到了较好的吸收，从色谱图中可以看出1，5-萘二酚的含量%=98.9652、1-萘酚-5-磺酸%=0.1102、甲萘酚%=0.3721，这三者之和为99.4475%，与化学分析的结果相趋同。
3.4 分析方法的灵敏度
在选定的色谱条件下，最小可检测到1，5-萘二酚0.0001ug/mL。1，5-萘二酚的检测方法。色谱柱：C18（十八烷基），内径4.6mm，柱填料粒度为5um，柱长150mm。流动相：甲醇：水=80：20。柱温：25℃。流速：0.8ml/min。检测波长：1-1.7min波长236nm1.7-4.0min波长227nm
4 结论
采用反相液相色谱法，在BDS C18柱和选定的色谱条件下，可以对1，5-萘二酚及其有机物进行快速、有效地分离。该方法可用于1，5-萘二酚的内在质量的控制。
参考文献
[1]张庆合.高效液相色谱实用手册[M].北京：化学工业出版社，2008.
[2]肖彦春，胡克伟.分析仪器使用与维护[M].北京：化学工业出版社，2011.
[3]汤启昭.化学原理与化学分析[M].北京：科学出版社，2009.
[4]刘珍.化验员读本[M].北京：化学工业出版社，2009，7.