CN115368269B - 一种巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质的制备方法及其制备的标准物质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种巴豆醛‑2,4‑二硝基苯腙纯度标准物质的制备方法,包括如下步骤:称取市售的巴豆醛‑2,4‑二硝基苯腙粗品,按照质量/体积比1g:200~400ml的比例加入乙腈,在160℃~180℃下加热回流1‑3小时,得到澄清的溶液;将所述溶液转移到密闭容器中,避光,自然冷却,静置过夜,抽滤。滤饼用乙腈洗涤2‑3次,每次50ml,然后在真空冷冻干燥机进行冷冻干燥6h;得到的固体以无水硅胶为干燥剂,在干燥皿中干燥过夜,得到纯度为99.1%以上的巴豆醛‑2,4‑二硝基苯腙标准物质。本发明还提供由该巴豆醛‑2,4‑二硝基苯腙纯度标准物质制备的巴豆醛‑2,4‑二硝基苯腙溶液标准物质。
Description
技术领域
本发明属于有机化学和分析化学领域,具体涉及一种巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质的制备方法及其制备的标准物质。
背景技术
标准物质(reference material,RM)是一种已经确定了具有一个或多个足够均匀的特性值的物质或材料,作为分析测量行业中的“量具",在校准测量仪器和装置、评价测量分析方法、测量物质或材料特性值和考核分析人员的操作技术水平,以及在生产过程中产品的质量控制等领域起着不可或缺的作用。准确性、均匀性和稳定性是标准物质量值的特性和基本要求。
标准物质通常要求高纯度,其组成与化学式高度一致并且化学稳定。由于对标准物质的这种严格要求,标准物质的制备一般需要在高度受控的条件下制造,以达到准确性、均匀性和稳定性的高要求。因此,标准物质的制备比常规分析化学试剂往往要复杂得多,经常需要多种高精度的分离纯化操作步骤(如HPLC等),这也造成其售价高昂。
羰基化合物是烟草及烟草制品、卷烟烟气和电子烟液中需要检测的重要化学成分。羰基化合物含量的高低是烟叶和卷烟质量的一个重要指标,极大地影响卷烟吸食的感官。因此,亟需研制羰基化合物标准物质,以满足分析和质量控制的需求。
目前,国内尚无属于羰基化合物的苯腙类化合物的标准物质,国外仅可以从德国查询到相关纯度标准品,但是其制备方法未见报道。但国外标准品一方面供货周期长,另一方面价格高昂;并且获得该国外标准品后还需要细致、繁琐的重新验证。因此有必要自主发开出一种经济、快捷制备该类标准物质的方法,以期实现该类标准物质的自给自足。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质的制备方法,以及通过该制备方法制备得到的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙固体标准物质和溶液标准物质。
为此,本发明采用了如下的技术方案:
一种巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质的制备方法,包括如下步骤:
称取巴豆醛-2,4-二硝基苯腙粗品,按照质量/体积比1g:200~400ml的比例加入乙腈,在160℃~180℃下加热回流1-3小时,得到澄清的溶液;将所述溶液转移到密闭容器中,避光,自然冷却,静置过夜,抽滤;滤饼用乙腈洗涤2-3次,每次50ml,然后在真空冷冻干燥机进行冷冻干燥6h;得到的固体以无水硅胶为干燥剂,在干燥皿中干燥过夜,得到纯度为99.1%以上的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质。
优选地,所述巴豆醛-2,4-二硝基苯腙粗品从Dr.E公司购买得到,纯度90%±1%。
优选地,所述巴豆醛-2,4-二硝基苯腙粗品在乙腈中加热回流2小时。
优选地,冷冻干燥的工艺参数为:真空度10-30Pa,温度-40℃。
本发明还提供通过上述制备方法制备得到的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质。
本发明还提供一种巴豆醛-2,4-二硝基苯腙溶液标准物质,通过如下方法制备:
精密称取0.1g本发明所述的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质,转移至100mL容量瓶中,加入100mL乙腈,密封并摇匀,即得。
此外,本发明还提供上述巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质或上述巴豆醛-2,4-二硝基苯腙溶液标准物质在分析待测样品中巴豆醛-2,4-二硝基苯腙含量的用途。
优选地,所述样品包括但不限于烟草及烟草制品、卷烟烟气和电子烟液。
除非特别指出,本说明书中所述百分含量为质量百分比。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1示出的是实施例1制备的固态巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质的HPLC图谱。
图2示出的是实施例1制备的固态巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质的质谱图以及与标准图谱的匹配。图中:
A(上图):实施例1制备的固态巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质的质谱图;
B(下图):NIST的标准谱库中收载的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙的质谱图。
图3示出的是巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质的红外图谱,其中:
A(上图):实施例1制备的固态巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质的红外图谱;
B(下图):NIST的标准谱库中收载的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙的红外图谱。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解,这些实施例仅用于说明本发明,其不以任何方式限制本发明的范围。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂材料等,如无特殊说明,均为市售购买产品。其中,部分试剂和仪器购买情况如下:。
核磁共振谱仪:Inova-500核磁共振仪,使用TMS为内标。
红外色谱仪:布鲁克Tensor 27。
高效液相色谱仪(HPLC):Agilent 1260Series高效液相色谱仪,配有四元梯度泵、在线真空脱气机、自动进样器、柱温箱、二极管阵列检测器(DAD),AgilentChem Station化学工作站。
乙腈:购于Fisher公司,色谱级。
水为去离子水。
实施例1巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质的制备
1)制备方法
称取从Dr.E公司购买的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙粗品7.01g,加入2000ml乙腈,在160℃下加热回流2小时至巴豆醛-2,4-二硝基苯腙完全溶解,得到澄清溶液;将所述溶液转移至烧杯中,密封,避光,自然冷却,静置过夜,抽滤、滤饼用乙腈洗涤3次,每次50ml,得到的固体在真空度10-30Pa,温度-40℃下,经真空冷冻干燥机进行冷冻干燥6h,并在干燥皿中以无水硅胶为干燥剂干燥过夜;得到6g巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质。
2)HPLC检测
精密称取0.01g样品于10mL容量瓶中,加入10mL乙腈,密封并摇匀,即得样品溶液。
色谱条件:
色谱柱:Explosive E2 4.6mm×250mm×5um;
检测波长:365nm;
柱温:30℃;
进样量:10μL;
流动相:水(A)-乙腈(B)
梯度洗脱,洗脱程序见表1所示:
表1梯度洗脱程序
时间,min | 流动相A(水),%(v/v) | 流动相B(乙腈),%(v/v) |
0 | 50 | 50 |
20 | 50 | 50 |
25 | 40 | 60 |
30 | 40 | 60 |
35 | 20 | 80 |
40 | 10 | 90 |
41 | 50 | 50 |
45 | 50 | 50 |
流速:1.0mL/min。
HPLC图谱见图1,各色谱峰的峰面积积分见表2所示。经测定,样品的纯度为99.11%。
表2待测样品HPLC色谱峰峰面积积分
实施例2结构鉴定
实施例1制备的固态巴豆醛-2,4-二硝基苯腙分别用气相色谱-质谱联用仪和红外光谱仪进行结构鉴定。
巴豆醛-2,4-二硝基苯腙的质谱图见图2中的A;该质谱图与NIST的标准谱库中的图谱(图2中的B)进行匹配,匹配率是95%,表明是二者是同一化合物。
实施例1制备的固态巴豆醛-2,4-二硝基苯腙的红外图谱见图3中的A。在该图谱中:3426cm-1处出现宽而巨大的吸收峰,归属于v NH和C=C-H的吸收;1647cm-1的弱吸收,说明烯烃C=C的存在。1616和1579cm-1的v C=N的吸收,说明化合物中有亚胺基存在;1307、1383、1414和1444cm-1处的吸收归属为C=N的面外振动;1329和1510cm-1处的吸收说明硝基的存在;724、741、830和846cm-1的吸收说明苯环上三个含氮取代基的存在。实施例1制备的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙红外吸收光谱图与NIST标准谱图库中标准图谱(见图3中的B)的红外吸收峰一致,检验结果无误。
经质谱和红外验证,实施例1制备的物质确为巴豆醛-2,4-二硝基苯腙。
研究例1纯化溶剂的选择
按照实施例1的方法,设置4个试验组,其中各组采用表3所示的溶剂,其它条件与实施例1的条件相同。4个试验组得到的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙按照实施例1所述的色谱条件进行纯度测定和重复性(n=6)测定,结果见表3。
表3不同纯化溶剂及制备得到的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙的纯度和重复性测定结果
试验组 | 纯化溶剂 | 纯度(%) | RSD(%) |
第1组 | 异丙醇 | 92.5 | 5.9 |
第2组 | 乙醇 | 93.4 | 8.7 |
第3组 | 甲醇 | 97.7 | 5.4 |
第4组 | 乙腈 | 99.1 | 2.3 |
经过上述试验,优选乙腈为制备溶剂。
研究例2纯化加热温度的筛选
按照实施例1的方法,设置4个试验组,其中各试验组的加热回流温度表4所示,其它条件与实施例1的条件相同。
4个试验组得到的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙按照实施例1所述的色谱条件进行纯度测定和重复性(n=6)测定,结果见表4。
表4不同回流温度及制备得到的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙的纯度和重复性测定结果
试验组 | 加热回流温度(℃) | 产率(%) | RSD(%) |
第1组 | 80 | 68 | 6.9 |
第2组 | 120 | 74 | 5.7 |
第3组 | 160 | 93 | 2.8 |
第4组 | 180 | 92 | 3.4 |
通过研究例2,优选的回流温度为160℃~180℃,更优选为160℃。
研究例3定值试验
将实施例1制备的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质分装,每份20mg,共得到300份样品,用于以下的各项定值试验。
3.1均匀性检查
根据《标准物质定值的通用原则及统计学原理》(JJF 1343-2012)中对均匀性检验抽样数量的要求(当200<N≤500时,抽取单元数不少于15),随机抽取15份巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质样品,每份制备三个供试溶液(精密称取巴豆醛-2,4-二硝基苯腙(DNPH),用乙腈配制为浓度约100μg/mL的溶液),共制得45个试样,并对每个试样进行编号。
利用实施例1建立的液相色谱方法,测定所有45各试样的纯度,结果见表5。对结果进行F检验,F实验值=MS1/MS2,从95%显著性F值表上查出相应自由度的临界值,若F实验值<F临界值,则两组样品之间的方差无显著性差异,标准物质是均匀的;反之F实验值≥F临界值,说明两组样品之间的方差有显著的差异,则可认为样品是不均匀的。据ISO guide35-2006,查F分布表,置信概率95%时,F0.05(14,30)=2.04。F计算<F0.05(14,30),即1.91<2.04,表明样品之间在置信概率95%水平下不存在显著性差异,分装后的“巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质”样品是均匀的。
表5均匀性检验结果
*表中:SH-标准偏差;平均值。
3.2高温稳定性检查
根据ISO guide 35-2006规定,标准物质的研制需要研究运输及转移过程对环境的要求。考虑到巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质样品存放于-18℃冰柜里,环境为高湿(相对湿度95%以上)避光,采用棕色安瓿瓶分装且在运输中采用黑色牛皮纸避光运输,运输过程中加入冰袋和干冰,尽可能降低环境的温度。因此在短期稳定性考察时,仅限于高温对该标准物质特性值的影响。短期稳定性评估采用同步稳定性评估的方式,考察样品2周时间内在40℃条件下的稳定性。即考察样品在40℃条件下,第1天、第7天、第14天各组分含量变化情况,并计算不稳定性引入的不确定度。具体操作为:
从冰柜中取出9瓶纯度标准物质,均放置于设定温度为40℃烘箱中,分别在第1天、第7天、第14天取出,在室温平衡2小时后进行测试。测量方法采用液相色谱法,参见“3.1均匀性检查”。每个单元取3个子样,在同一时间检测所有9个样品,做短期稳定性评估,结果见表6。根据规范《标准物质定值的通用原则及统计学原理的要求》(JJG 1343-2012)对稳定性监测数据采用趋势分析法进行计算。
表6样品高温稳定性检验结果(单位:%)
由于即0.000746089<3.18×0.003007977。故斜率不显著,因而未观察到对稳定性的影响。说明样品在规定的存放条件下14天内稳定性良好。即:巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质的包装在40℃条件下可稳定2周时间,能够保证满足运输及转移过程中对环境的要求。
从以上各个分析结果可以看出,利用市售的分析纯羰基苯腙化合物作为起始原料,通过加热回流重结晶纯化,真空冷冻干燥制得巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质。经过HPLC检测,这种产品的纯度大于99.1%;并进行了结构测定和相关的一些含量测定,实验结果证明这种制备的标准物质的方法稳定、可靠、可重复性强。
Claims (1)
1.一种巴豆醛-2,4-二硝基苯腙纯度标准物质的制备方法,包括如下步骤:
称取巴豆醛-2,4-二硝基苯腙粗品,按照质量/体积比1g:200~400ml的比例加入乙腈,在160℃下加热回流2小时,得到澄清的溶液;将所述溶液转移到密闭容器中,避光,自然冷却,静置过夜,抽滤;滤饼用乙腈洗涤2-3次,每次50ml,然后在真空冷冻干燥机进行冷冻干燥6h,冷冻干燥的工艺参数为:真空度10-30Pa,温度-40℃;得到的固体以无水硅胶为干燥剂,在干燥皿中干燥过夜,得到纯度为99.1%以上的巴豆醛-2,4-二硝基苯腙标准物质;
所述巴豆醛-2,4-二硝基苯腙粗品从Dr.E公司购买得到,纯度90%±1%。
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