CN111579707B

CN111579707B - 一种检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法及应用

Info

Publication number: CN111579707B
Application number: CN202010478201.8A
Authority: CN
Inventors: 刘书花; 刘伟; 胡琼政; 钟振华; 王晓; 高乾善; 张梁; 陈晨
Original assignee: Shandong Analysis and Test Center
Current assignee: Shandong Analysis and Test Center
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: CN111579707A

Abstract

本发明公开了一种检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法及应用，采用离子色谱法对待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂进行离子色谱分析；其中，离子色谱法采用的色谱柱为C18反相色谱柱，离子色谱法采用的检测器为电导检测器，离子色谱法采用的抑制器为阳离子抑制器。本发明可以排除阳离子醚化剂基质以及其他杂质对所测物质的干扰，从而能够对阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐进行定量检测。

Description

一种检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法及应用

技术领域

本发明属于含量检测领域，具体涉及一种检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法及应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

阳离子醚化剂一般指3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(英文简称CHPTMAC)，其制备方法主要为气相法、水相法、溶剂法，目前水相法和溶剂法应用广泛。水相法以水作为反应介质，以三甲胺或三甲胺盐酸盐、环氧氯丙烷等作为原料，进行反应制备3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。其中水相法分为一步法和两步法，一步法以三甲胺盐酸盐与环氧氯丙烷直接合成；两步法是先将三甲胺与盐酸合成三甲胺盐酸盐，再利用三甲胺盐酸盐与环氧氯丙烷反应制备3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。溶剂法以三甲胺盐酸盐与环氧氯丙烷作为原料直接在有机溶剂中进行反应获得3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。可以看出无论是水相法还是溶剂法，其合成过程中必然要利用三甲胺盐酸盐。同时由于有机合成反应一般为可逆反应，反应原料的转化率难以达到100％，这就导致阳离子醚化剂中存在三甲胺盐酸盐。阳离子醚化剂产品主要用于造纸助剂、淀粉改性剂、油田助剂等，生产过程中产生的杂质严重影响产品的质量。

据本发明的发明人所知，目前检测三甲胺盐酸盐的方法一般为离子色谱法，离子色谱法是利用离子交换原理，连续对共存的多种阴离子或阳离子进行分离、定性和定量的方法。例如分析阳离子时，分离柱填充低容量的阳离子交换树脂作为阳离子色谱柱，用盐酸溶液做淋洗液，采用电导检测器进行检测。其中，离子色谱柱的作用为将离子分离，而电导检测器作为离子色谱法的检测器，对分离后的离子响应，而对分子不响应，实现对分离后的离子进行检测。然而，经过本发明的发明人研究发现，阳离子醚化剂和三甲胺盐酸盐的阳离子均为季铵类阳离子，受基质影响较大，难以对阳离子醚化剂中的三甲胺盐酸盐进行检测，经过实验证实，采用一般离子色谱法难以对阳离子醚化剂中的三甲胺盐酸盐进行定量检测。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法及应用，该方法可以排除阳离子醚化剂基质以及其他杂质对所测物质的干扰，从而能够对阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐进行定量检测。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法，采用离子色谱法对待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂进行离子色谱分析；其中，离子色谱法采用的色谱柱为C18反相色谱柱，离子色谱法采用的检测器为电导检测器，离子色谱法采用的抑制器为阳离子抑制器。

根据离子色谱法的离子交换原理，离子色谱柱的选择是进行离子交换的检测的关键，然而，经过实验发现，采用普通的离子色谱柱无法排除阳离子醚化剂基质以及其他杂质对所测物质的干扰，从而无法对阳离子醚化剂中的三甲胺盐酸盐进行检测。C18反相色谱柱是一种液相色谱柱，该色谱柱不能对离子进行交换分离，因而其采用检测器为一般液相色谱法的检测器，例如紫外吸收检测器(UVD)、二极管阵列检测器(PDAD)、荧光检测器(FLD)、示差折光检测器(RID)、蒸发光散射检测器(ELSD)、质谱检测器(MSD)等。然而，本发明经过实验意外的发现，将离子色谱法中的离子色谱柱替换为C18反相色谱柱后，进行色谱分离，再经过离子色谱法电导检测器和阳离子抑制器的检测，能够排除阳离子醚化剂基质以及其他杂质对所测物质的干扰，实现对阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的定量检测。

由于本发明能够对阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐进行定量检测，从而对阳离子醚化剂进行质量监控，因而本发明的另一方面，提供一种上述方法在监控阳离子醚化剂品质中的应用。

本发明的有益效果为：

本发明采用C18反相色谱柱代替离子色谱柱进行离子色谱法检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐，能够排除阳离子醚化剂基质以及其他杂质对所测物质的干扰，检测数据准确可靠。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1中绘制的标准曲线；

图2为本发明实施例中采用离子色谱柱CS17进行离子色谱检测的色谱图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

鉴于现有技术无法对阳离子醚化剂中的三甲胺盐酸盐进行检测，本发明提出了一种检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法及应用。

本发明的一种典型实施方式，提供了一种检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法，采用离子色谱法对待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂进行离子色谱分析；其中，离子色谱法采用的色谱柱为C18反相色谱柱，离子色谱法采用的检测器为电导检测器，离子色谱法采用的抑制器为阳离子抑制器。

本发明将离子色谱法中的离子色谱柱替换为C18反相色谱柱后，进行色谱分离，再经过离子色谱法电导检测器和阳离子抑制器的检测，能够排除阳离子醚化剂基质以及其他杂质对所测物质的干扰，实现对阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的定量检测。

该实施方式的一种或多种实施例中，淋洗液包括A相和B相，A相为七氟丁酸和乙腈的水溶液，B相为乙腈水溶液。

该系列实施例中，A相中七氟丁酸与乙腈的体积比为0.4～0.6:10，乙腈的体积分数为0.9～1.1％。经过实验，采用该淋洗液进行梯度洗脱，检测效果更好。

该系列实施例中，B相中乙腈的体积分数为74～76％。经过实验，采用该淋洗液进行梯度洗脱，检测效果更好。

该系列实施例中，梯度洗脱条件为：0～10min，100％A；10～15min，90％A和10％B；15～25min，100％A。其中，％A为A相的体积百分数，％B为B相的体积百分数。经过实验，采用该梯度洗脱程序进行洗脱，检测效果更好。其中，0～10min表示在0至第10min(包括第10min)内，10～15min标准第10min(不包括第10min)至第15min(包括第15min)内，15～25min标准第15min(不包括第15min)至第25min(包括第25min)内。

该系列实施例中，梯度洗脱的流速为0.9～1.1mL/min。

该实施方式的一种或多种实施例中，抑制器采用外加水模式，抑制电流为58.5～59.5mA。

该实施方式的一种或多种实施例中，色谱柱的柱温为29～31℃。

该实施方式的一种或多种实施例中，检测器的温度为34～36℃。

该实施方式的一种或多种实施例中，进行离子色谱分析的进样量为20～30μL。

该实施方式的一种或多种实施例中，采用硫酸溶液对待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂稀释后进行离子色谱分析。

该系列实施例中，硫酸溶液的浓度为20～40mmol/L。

该实施方式的一种或多种实施例中，采用离子色谱法对至少三种不同浓度的三甲胺盐酸盐进行离子色谱分析，获得离子浓度与峰面积的标准曲线，利用检测的待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂的峰面积及标准曲线，计算获得待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的浓度。

采用离子色谱法对至少三种不同浓度的三甲胺盐酸盐进行离子色谱分析的检测条件与采用离子色谱法对待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂进行离子色谱分析的检测条件一致。

本发明的另一种实施方式，提供了一种上述方法在监控阳离子醚化剂品质中的应用。能够对阳离子醚化剂进行质量监控。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

标准曲线制备过程：

精密量取1000μg/mL的三甲胺盐酸标准溶液1.0mL，置于50mL容量瓶中，加30mmol/L硫酸溶液至刻度，摇匀，稀释为终浓度为20μg/mL作为标准溶液；将标准溶液分别用30mmol/L硫酸溶液稀释为终浓度为10μg/mL、5μg/mL、2μg/mL、0.5μg/mL的溶液。通过对各标准溶液的离子色谱分析检测，得到三甲胺盐酸盐的离子色谱标准图谱，绘制一元线性回归方程：y＝0.0688x-0.0005，R²＝0.9997；y是峰面积，x是离子浓度，单位分别是μS*min和μg/mL；以三甲胺盐酸盐标准溶液浓度为横坐标，其对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线如图1所示。

样品的预处理过程：

精密量取2.5mL待测样品于100mL容量瓶中，加30mmol/L硫酸溶液稀释至刻度，摇匀，制成稀释40倍的待测样品。

检测过程：

使用Thermo ICS-5000+离子色谱仪(双系统)，样品进样量为25μL，色谱柱为InertSustain C18 5μm 4.6*250mm，色谱柱柱温为30℃，检测器类型为电导检测器，电导检测器温度为35℃，淋洗液为A(0.05％七氟丁酸+1％乙腈溶液)、B(75％乙腈溶液)，以1.0mL/min的流速进行梯度洗脱，梯度洗脱条件为：0-10min 100％A(0.05％七氟丁酸+1％乙腈溶液),10.1-15min90％A(0.05％七氟丁酸+1％乙腈溶液)+10％B(75％乙腈溶液),15.1-25min 100％A(0.05％七氟丁酸+1％乙腈溶液)，抑制器为Dionex CSRS 300 4mm阳离子抑制器，采用外加水模式，抑制电流为59mA。

经过检测，该方法检出限为0.1μg/mL，在0.5～20μg/mL浓度范围内有良好的线性关系。

检测结果：

取3个不同的样品，分别稀释40倍后，每个样品连续重复进样5次，测得样品中三甲胺盐酸盐的含量，计算其峰面积相对标准偏差(RSD)来衡量方法的精密度。同时取3个稀释40倍后的样品，每个样品取3份，分别加标1.00、2.00、4.00μg/mL，计算样品加标回收率。精密度分析结果见表1，峰面积相对标准偏差(RSD)在0.80％～1.26％，精密度良好；表2为样品含量及加标回收实验结果，其回收率在98.0％～102.0％，具有较高的准确度。

表1精密度分析结果

表2样品含量及加标回收率

采用离子色谱柱CS17柱代替上述C18反相色谱柱，进行检测，检测结果如图2所示，表明采用正常的离子色谱柱无法从阳离子醚化剂分离出三甲胺盐酸盐，从而无法对阳离子醚化剂中的三甲胺盐酸盐进行准确测量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法，其特征是，所述阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，采用离子色谱法对待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂进行离子色谱分析，采用硫酸溶液对待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂稀释后进行离子色谱分析；其中，离子色谱法采用的色谱柱为C18反相色谱柱，离子色谱法采用的检测器为电导检测器，离子色谱法采用的抑制器为阳离子抑制器；

淋洗液包括A相和B相，A相为七氟丁酸和乙腈的水溶液，B相为乙腈水溶液；A相中七氟丁酸与乙腈的体积比为0.4~0.6:10，乙腈的体积分数为0.9~1.1%；B相中乙腈的体积分数为74~76%；

梯度洗脱条件为：0~10min，100%A；10~15min，90%A和10%B；15~25min，100%A；其中，0～10min表示在0至第10min内，包括第10min；10～15min表示在第10min至第15min内，不包括第10min，包括第15min；15～25min表示在第15min至第25min内，不包括第15min，包括第25min。

2.如权利要求1所述的检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法，其特征是，抑制器采用外加水模式，抑制电流为58.5~59.5 mA。

3.如权利要求1所述的检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法，其特征是，色谱柱的柱温为29~31℃。

4.如权利要求1所述的检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法，其特征是，检测器的温度为34~36℃。

5.如权利要求1所述的检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法，其特征是，硫酸溶液的浓度为20~40 mmol/L。

6.如权利要求1所述的检测阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的方法，其特征是，采用离子色谱法对至少三种不同浓度的三甲胺盐酸盐进行离子色谱分析，获得离子浓度与峰面积的标准曲线，利用检测的待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂的峰面积及标准曲线，计算获得待测含有三甲胺盐酸盐的阳离子醚化剂中三甲胺盐酸盐的浓度。

7.一种权利要求1~6任一所述的方法在监控阳离子醚化剂品质中的应用。