CN115754071A - 高效液相色谱测定反应液中甘氨酸和二酮哌嗪含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工检测分析领域,具体涉及一种应用高效液相色谱测定甘氨酸合成二酮哌嗪反应过程中合成产物二酮哌嗪收率的方法。流动相为700 mL甲醇与300mL水混合,加入离子对试剂四丁基溴化铵为稳定剂,以磷酸二氢钾为缓冲盐调节PH约为5.0,使用Waters Anionic Polar Pesticide色谱柱分离并测定甘氨酸和二酮哌嗪含量。本发明中,由于反应过程中反应原料甘氨酸在同波长下有较弱地紫外吸收,且其和产物二酮哌嗪极性相近,出现保留时间相近,出峰重叠且随着反应产物的增加检测稳定性不好的现象。通过调节液相色谱条件,采用本方法可快速、准确的测出甘氨酸和二酮哌嗪含量,为甘氨酸合成二酮哌嗪生产工艺参数的调整提供及时准确的数据指导。
Description
技术领域
本发明涉及化工及食品检测分析领域,特别涉及一种高效液相色谱测定反应液中甘氨酸和二酮哌嗪含量的方法。
背景技术
二酮哌嗪是一种非常重要的化工原料,是由甘氨酸缩合而得的化学物,其结构式如下:
由于其特殊的六元环状结构,在药物化学中是重要的药效团,表现出多种生物活性与药理活性,日益引起人们的极大关注。同时,二酮哌嗪类衍生物的应用也越来越广泛,二酮哌嗪作为合成其衍生物的重要中间体,快速准确地测定反应过程中甘氨酸和二酮哌嗪的含量是一个亟待解决的问题。
目前,甘氨酸和二酮哌嗪的检测多采用液相法,但没有甘氨酸和二酮哌嗪的分离方法。由于反应过程中甘氨酸和二酮哌嗪极性相近,出现保留时间相近,出峰重叠且随着反应产物的增加检测稳定性不好的现象。本发明通过加入缓冲盐磷酸氢二钾和离子对试剂四丁基溴化铵分离并稳定甘氨酸和二酮哌嗪,可快速准确地分离并测出甘氨酸和二酮哌嗪含量,为二酮哌嗪生产工艺参数的调整提供及时准确的数据指导。
发明内容
本发明提供一种高效液相色谱测定反应液中甘氨酸和二酮哌嗪含量的方法。可以快速准确地检测二酮哌嗪含量。
本发明所采用的技术方案是:
一种高效液相色谱测定反应液中甘氨酸和二酮哌嗪含量的方法,包含以下步骤:
(1)以流动相为溶剂,配制甘氨酸和二酮哌嗪标准溶液;
(2)将步骤(1)配制的标准溶液依次进样,进行液相分析,以标准溶液的浓度与对应的峰面积建立标准曲线;
(3)以流动相为溶剂,配制待测样品溶液,再将待测样品溶液进样,根据标准曲线计算各被测元素含量。
所述步骤(1)流动相中甲醇升温体积分数为70-80%,水的体积分数为20-30%,且甲醇与水的体积分数之和为1,以磷酸二氢钾缓冲盐调节pH至4.5-5.0。本发明使用WatersAnionic Polar Pesticide色谱柱为离子型色谱柱,对pH值的变化比较敏感,调节pH为酸性能够抑制酸性溶质的电离,提高分离选择性,获得良好的峰型。但长时间使用磷酸盐,会降低柱效,影响色谱柱的使用寿命。因此,在能获得较好的分离度下选择最少量磷酸盐的加入。
流动相中添加有四丁基溴化铵,且四丁基溴化铵添加后形成的质量浓度为0.5-2.0g/L。四丁基溴化铵作为离子对试剂,适用于酸性溶质,甘氨酸和二酮哌嗪都属于极性较强的物质,保留时间相近,且随着反应的进行,二酮哌嗪的含量逐渐增加,出现峰拖尾和包裹现象,加入四丁基溴化铵能够明显改善峰型。同时,卤化物的过量使用,一样会使色谱柱的固定相降解,降低柱效,影响色谱柱的使用寿命。因此,在能获得较好的分离度和峰型下选择最少量卤化物的加入。
所述步骤(1)中甘氨酸的浓度为500~2500μg/mL,二酮哌嗪标准溶液的浓度为20~100μg/mL。
步骤(3)待测样品为甘氨酸合成二酮哌嗪反应过程中不同反应时间的反应液。待测样品检测前稀释50~2000倍。
步骤(2)、步骤(3)中液相色谱的参数为:
色谱柱:Waters Anionic Polar Pesticide,5um,2.1×100mm;
柱温:25-40℃;
流速:0.5-1.0mL/min;
进样体积:20uL;
紫外检测波长:195nm。
步骤(2)、步骤(3)中液相色谱检查过程的流动相中甲醇升温体积分数为70-80%,水的体积分数为20-30%,且甲醇与水的体积分数之和为1,以磷酸二氢钾缓冲盐调节pH至4.5-5.0。
流动相中添加有四丁基溴化铵,且四丁基溴化铵添加后形成的质量浓度为0.5-2.0g/L。
本发明的有益效果:
1、本发明中使用磷酸二氢钾为缓冲盐调节流动相pH,甘氨酸和二酮哌嗪分离度较好,且出峰时间快,峰型较好。
2、本发明中使用离子对试剂四丁基溴化铵为稳定剂,四丁基溴化铵能够与离子结合后形成稳定的保留,改善了二酮哌嗪峰拖尾和包裹的现象。
3、本发明中使用液相色谱能快速准确地分离并测出甘氨酸和二酮哌嗪含量,可在10min内完成测试,大大缩短了检测时间,提高了工作效率,能实现合成反应地实时监测。
4、本方法简单易操作,准确度高,精密度好。
附图说明
图1甘氨酸标准曲线。
图2二酮哌嗪标准曲线。
图3甘氨酸和二酮哌嗪标准样品测试谱图。
图4反应时间60min的反应液样品测试谱图。
图5反应时间120min的反应液样品测试谱图。
图6流动相不加缓冲盐标准样品测试谱图。
图7流动相加缓冲盐调节pH=6.0标准样品测试谱图。
图8流动相加缓冲盐调节pH=4.5标准样品测试谱图。
图9流动相不加稳定剂标准样品测试谱图。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明,但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1
采用仪器型号:Waters Alliance E2695高效液相色谱仪;
一种高效液相色谱测定反应液中甘氨酸和二酮哌嗪含量的方法,它包括以下步骤:
(1)流动相的配制:700mL甲醇与300mL水混合,加入四丁基溴化铵0.5g/Lg,以磷酸二氢钾为缓冲盐调节pH为5.0。
(2)以流动相为溶剂,配制一系列甘氨酸和二酮哌嗪的混合标准溶液,甘氨酸标准溶液浓度为500、1000、1500、2000、2500μg/mL;二酮哌嗪标准溶液浓度为20、40、60、80、100μg/mL;
(3)开机,待仪器稳定后,将步骤(2)配制的混合标准溶液由低浓度到高浓度依次进样,进行液相分析,以标准溶液的浓度为横坐标,对应的峰面积为纵坐标,建立标准曲线。甘氨酸标准曲线方程为y=2183.1x+14643,相关系数为0.9994,二酮哌嗪标准曲线方程为y=113266x+45349,相关系数为0.9996,其标准曲线及谱图见图1~3,其中,甘氨酸的保留时间在5.07min左右,二酮哌嗪的保留时间在5.57min左右。
(4)由甘氨酸缩合生成二酮哌嗪的反应过程,以流动相为空白溶液,选取不同反应时间的反应液为待测样品(其中烘干后成品为反应结束去除溶剂120℃干燥2h后取样),根据待测样品中甘氨酸和哌嗪的含量选取合适的稀释倍数(以60min为例,称取0.09108g样品,用流动相稀释至100mL,超声10min,滤膜过滤后检测),再将空白溶液与待测样品溶液依次进样,根据标准曲线计算各被测元素含量,其测试结果见下表1,谱图见图4~5。
(5)参考步骤(4)的反应过程,选取反应120min后的反应液为待测液,重复测定7次,计算其平均值和相对标准偏差RSD,评估该方法的重复性和精密度,其测试结果见下表2。
(6)液相色谱的条件参数为:
色谱柱:Waters Anionic Polar Pesticide,5μm,2.1×100mm;
柱温:40℃;
流速:0.5mL/min;
进样体积:20uL;
紫外检测波长:195nm;
流动相:700mL甲醇与300mL水混合,加入四丁基溴化铵0.5g/L,以磷酸二氢钾为缓冲盐调节pH为5.0。
表1不同反应时间反应液中甘氨酸和二酮哌嗪含量结果
反应时间,min | 甘氨酸含量,% | 二酮哌嗪含量,% |
0 | 85.2 | 0 |
60 | 50.8 | 16.9 |
120 | 26.4 | 33.2 |
240 | 1.44 | 52.6 |
烘干后成品 | 0.54 | 90.5 |
表2甘氨酸和二酮哌嗪重复性测试
由上述表1~2、图1~5可知,采用本发明方法,能快速准确地分离并测出甘氨酸和二酮哌嗪含量,其标准曲线线性良好,测定结果具有较好的重复性和精密度。
实施例2
实施例2-1:方法、条件同实施例1,仅检测过程中,流动相中不添加缓冲盐pH=6.2。
实施例2-2:方法、条件同实施例1,仅检测过程中,流动相中添加缓冲盐调节pH=5.5。
实施例2-3:方法、条件同实施例1,仅检测过程中,流动相中添加缓冲盐调节pH=4.5。
实施例2-4:方法、条件同实施例1,仅检测过程中,流动相添加缓冲盐调节pH=4.0。
在上述实施例中,选择不同的流动相,实施例2-1的测试结果如图6,不添加缓冲盐,甘氨酸和二酮哌嗪的分离效果差,无法进行计算。实施例2-2的测试结果如图7,甘氨酸和二酮哌嗪的分离效果有明显改善,但还是无法完全分离。实施例2-3的测试结果如图8,实施例2-4中,与图8类似,峰型无明显差别,甘氨酸和二酮哌嗪能完全分离,加缓冲盐调节pH小于5.0,甘氨酸和二酮哌嗪分离度R=2.2,这两种物质能完全分离,且峰型较好。说明加入缓冲盐调节pH小于5.0后在该体系中能有效改善离子强度,获得良好的峰型。
由于缓冲盐的使用量过多影响色谱柱的寿命,降低柱效,并且从节约试剂的角度,流动相中磷酸二氢钾水调节pH为4.5-5.0为最优选择。
实施例3
实施例3-1:方法、条件同实施例1,仅检测过程中,流动相中不添加稳定剂四丁基溴化铵。
实施例3-2:方法、条件同实施例1,仅检测过程中,流动相中添加稳定剂四丁基溴化铵0.5g/L。
实施例3-3:方法、条件同实施例1,仅检测过程中,流动相中添加稳定剂四丁基溴化铵1.0g/L。
实施例3-4:方法、条件同实施例1,仅检测过程中,流动相中添加稳定剂四丁基溴化铵2.0g/L。
实施例3-5:方法、条件同实施例1,仅检测过程中,流动相中添加稳定剂四丁基溴化铵2.5g/L。
在上述实施例中,实施例3-1的测试结果如图8。不添加稳定剂,二酮哌嗪的峰型较差,有包裹现象。实施例3-2~3-5的测试结果与图8类似,峰型无明显差别,加稳定剂四丁基溴化铵后均能获得较好的峰型。说明加入稳定剂后,能够与离子结合后增加离子的稳定性,同时提高了甘氨酸和二酮哌嗪分离度与稳定性。但是卤化物的使用量过多影响色谱柱的寿命,降低柱效。
综上所述,从节约试剂和仪器维护的角度,流动相为700mL甲醇与300mL水混合,加入四丁基溴化铵0.5g/L,以磷酸二氢钾为缓冲盐调节pH为5.0为最优选择。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案,不应视为对于本发明的限制,本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下,可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案,包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进,也在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高效液相色谱测定反应液中甘氨酸和二酮哌嗪含量的方法,其特征在于,包含以下步骤:
(1)以流动相为溶剂,配制甘氨酸和二酮哌嗪标准溶液;
(2)将步骤(1)配制的标准溶液依次进样,进行液相分析,以标准溶液的浓度与对应的峰面积建立标准曲线;
(3)以流动相为溶剂,配制待测样品溶液,再将待测样品溶液进样,根据标准曲线计算各被测元素含量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)流动相中甲醇体积分数为70-80%,水的体积分数为20-30%,且甲醇与水的体积分数之和为1,以磷酸二氢钾缓冲盐调节pH至4.5-5.0。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,流动相中添加有四丁基溴化铵,且四丁基溴化铵添加后形成的质量浓度为0.5-2.0g/L。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中甘氨酸的浓度为500~2500ug/mL,二酮哌嗪标准溶液的浓度为20~100ug/mL。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)待测样品为甘氨酸合成二酮哌嗪反应过程中不同反应时间的反应液。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,待测样品检测前稀释50~2000倍。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)、步骤(3)中液相色谱的参数为:
色谱柱:Waters Anionic Polar Pesticide,5um,2.1×100mm;
柱温:25-40℃;
流速:0.5-1.0mL/min;
进样体积:20uL;
紫外检测波长:195nm。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)、步骤(3)中液相色谱检查过程的流动相中甲醇升温体积分数为70-80%,水的体积分数为20-30%,且甲醇与水的体积分数之和为1,以磷酸二氢钾缓冲盐调节pH至4.5-5.0。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,流动相中添加有四丁基溴化铵,且四丁基溴化铵添加后形成的质量浓度为0.5-2.0 g/L。
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