CS209363B1

CS209363B1 - Způsobanalýzy směsí aromatických sulfokyselinkapalinovou dtromatogirafií

Info

Publication number: CS209363B1
Application number: CS874279A
Authority: CS
Inventors: Pavel Jandera; Jaroslav Churacek; Jaroslav Poskocil
Original assignee: Pavel Jandera; Jaroslav Churacek; Jaroslav Poskocil
Priority date: 1979-12-13
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1981-11-30

Abstract

Účelem vynálezu je umožnění rychlého kvantitativního stanovení aromatických kyselin ve složitých směsích, jaké se vyskytují v řadě průmyslově významných vzorků. Tohoto účelu se dosáhne při kapalinové chromatografii směsí aromatických sulfokyselin na bázi benzenu, naftalenu či antracenu použitím kolon plněných náplněmi s charakterem nepolárních fází s povrchem tvořeným alkylovými řetězci chemicky vázanými na silikagel a tím, že jako mobilnífáze se použije silného elektrolytu, jako jsou sodné, draselné, lithné nebo amonné soli rozpuštěné v koncentraci 0,001 až 5 mol/1 ve vodně-organických rozpouštědlových směsích obsahujících polární organické rozpouštědlo neomezeně mísitelné s vodou v koncentraci 0,1 až 99 % a voduv koncentraci 1 až 99,9 %. Předmětného vynálezu lze použít v kontrolních laboratořích výrobních podniků při analýzevzorků surovin a meziproduktů při výrobě organických barviv a látek důležitých v chemickém a potravinářském průmyslu, obsahujících aromatické sulfokyseliny.

Description

(54) Způsob analýzy směsí aromatických sulfokyselin kapalinovou dtromatogirafií

Účelem vynálezu je umožnění rychlého kvantitativního stanovení aromatických kyselin ve složitých směsích, jaké se vyskytují v řadě průmyslově významných vzorků.

Tohoto účelu se dosáhne při kapalinové chromatografii směsí aromatických sulfokyselin na bázi benzenu, naftalenu či antracenu použitím kolon plněných náplněmi s charakterem nepolárních fází s povrchem tvořeným alkylovými řetězci chemicky vázanými na silikagel a tím, že jako mobilní fáze se použije silného elektrolytu, jako jsou sodné, draselné, lithné nebo amonné soli rozpuštěné v koncentraci 0,001 až 5 mol/1 ve vodně-organických rozpouštědlových směsích obsahujících polární organické rozpouštědlo neomezeně mísitelné s vodou v koncentraci 0,1 až 99 % a vodu v koncentraci 1 až 99,9 %.

Předmětného vynálezu lze použít v kontrolních laboratořích výrobních podniků při analýze vzorků surovin a meziproduktů při výrobě organických barviv a látek důležitých v chemickém a potravinářském průmyslu, obsahujících aromatické sulfokyseliny. > !

Vynález se týká způsobu analýzy směsí aromatických sulfokyselin kapalinovou chromatografií.

Aromatické sulfokyseliny jsou důležitými meziprodukty při organických syntézách, zejména při výrobě barviv. Při výrobě sulfokyselin vzniká obvykle směs isomerů i kyselin s různým počtem sulfoskupin; změnou reakčních podmínek lze však v řadě případů vést reakce směrem k vysokému výtěžku žádaného produktu. K optimalizaci reakčních podmínek je však nezbytné mít k dispozici přesnou a rychlou analytickou metodou, která by umožňovala identifikaci a stanovení jednotlivých vznikajících isomemích produktů. Tyto požadavky splňují v současné době nejlépe chromatografické metody.

Dosud známé a používané způsoby analýzy směsí sulfokyselin používají především plynové, papírové, tenkovrstvé anebo vysoce účinné kapalinové chromatografie. Při plynové chromatografii je třeba převádět sulfokyseliny na jejich těkavé deriváty, což působí potíže zejména u látek s větším počtem sulfoskupin. Analýza pomocí papírové a tenkovrstvé chromatografie není dostatečně přesná. Použití měničů iontů anebo organických gelů jako náplní kolon při kapalinové chromatografii většinou neumožňuje vzájemné oddělení isomemích sulfokyselin a analýzy jsou značně zdlouhavé, což platí většinou i pro dělení na kolonách plněných ionexy na bázi chemicky modifikovaného silikagelu.

Nejúčinnějšího dělení sulfokyselin bylo dosaženo na kolonách plněných silikagelem anebo náplněmi s charakterem obrácených fází v systémech, do nichž byla přidána sůl organické báze, většinou s dlouhými alifatickými řetězci, např. tetraalkylamoniová sůl, která vytváří s chromatografovanými kyselinami iontové páry (US. patent 1,042.327). Podmínky separace pro dělení sulfokyselin lze obměňovat použitím různého typu nebo koncentrace soli organické báze a přísadou organického rozpouštědla, nebo anorganického elektrolytu > k vodné mobilní fázi, v menší míře i změnou jejího pH. Tento způsob analýzy umožňuje dosáhnout účinného a rychlého dělení řady aromatických sulfokyselin, přesto však poskytuje pro dělení některých technicky důležitých sulfokyselin nedostatečnou selektivitu, takže dělení těchto látek je buď málo účinné anebo si vyžaduje příliš dlouhé doby (např. analýza směsí naftálen-l-sulfonové a naftalen-2-sulfonové kyseliny). Tetraalkylamoniové soli jsou též velmi drahé.

Výše uváděné nevýhody dosud užívaných způsobů analýzy směsí aromatických sulfokyselin odstraňuje a výhodu vyšší selektivity a rychlosti analýzy pro dělení některých typů látek, jakož i nižších nákladů na jednu analýzu s sebou přináší předmětný vynález.

Podstata způsobu analýzy směsí aromatických sulfokyselin na bázi benzenu, naftalenu či anthracenu kapalinovou chromatografii na kolonách plněných náplněmi s charakterem nepolárních fází s povrchem tvořeným alkylovými řetězci chemicky vázanými na silikagel při použití kontinuální detekce koncentrace chromatografovaných látek v eluátu zpočívá v tom, že jako mobilní fáze se použije silný elektrolyt, jako jsou sodné, draselné, lithné nebo amonné soli rozpuštěné v koncentraci 0,001 až 5 mol/1 ve vodně-organických rozpouštědlových směsích obsahujících polární organické rozpouštědlo neomezeně mísitelné s vodou v koncentraci 0,1 až 99 % a vodu v koncentraci 1 až 99,9%.

Z výhod výše uvedeného způsobu analýzy směsí aromatických sulfokyselin lze uvést alespoň tyto:

— chromatografické dělení podle vynálezu poskytuje vyšší selektivitu pro některé isomemí sulfokyseliny než dosud známé a používané způsoby analýzy, čímž umožňuje dosáhnout účinnějšího rozdělení a kratší doby analýzy pro tyto látky (např. dělení průmyslově důležitých směsí naftalen-l-sulfonové a naftalen-2-sulfonové kyseliny);

— do mobilních fází použitých k analýze není třeba přidávat soli organických bází o vysoké čistotě, které jsou málo dostupné a velmi drahé. Mobilní fáze lze připravit z levných chemikálií; z vody a různých kombinací anorganických solí a organických rozpouštědel rozpustných ve vodě, i např. síranu sodného či hydrogenfosforéčnanu draselného a methanolu či acetonitrilu.

Na přiložených výkresech jsou na obr. 1 a na obr. 2 znázorněny chromatografické záznamy dělení isomemích naftalensulfonových kyselin na koloně o délce 300 mm a vnitřním průměru 4,2 mm, plněné náplní s chemicky vázanými oktadecylovými řetězci na silikagelu jako nosiči, o velikosti částeček 10 μιη. Na ose x je označena doba analýzy ; v minutách. Eluční křivka 1 jsou vyšší sulfonační produkty, eluční křivka 2 je naftalen-l-sulfonová kyselina a eluční křivka 3 je naftalen-2-sulfonová . kyselina.

Příklady provedení Přikladl

Dělení 5 μΐ roztoku směsi naftalen-l-sulfonové kyseliny, naftalen-2-sulfonové kyseliny a vyšších sulfonačních produktů na koloně o délce 300 mm a vnitřním průměru 4,2 mm, plněné oktadecylsilikagelem o velikosti částeček 10 pm při použití mobilní fáze obsahující 0,1 mol/1 Na₂SO₄ ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 12 minut. (obr. 1).

Příklad 2

Dělení stejné směsi na stejné koloně jako v příkladu 1 při použití mobilní fáze obsahující 0,1 mol/1 KH₂PO₄ ve 20 % vodném acetonitrilu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 9 minut, (obr. 2).

Příklad 3

Dělení stejné směsi na stejné koloně jako v příkladu 1 při použití mobilní fáze obsahující.

0,1 mol/1 LiNO₃ ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 10 minut.

Příklad 4

Dělení stejné směsi na stejné koloně jako v příkladu 1 při použití mobilní fáze obsahující 0,1 mol/1 NaNO₃ ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 11 minut.

Příklad 5

Dělení stejné směsi na stejné koloně jako v příkladu 1 při použití mobilní fáze obsahující 0,1 mol/1 KNO₃ ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 11 minut. |;

Příkladě Ϊ

Dělení stejné směsi na stejné koloně jako v příkladu 1 při použití mobilní fáze obsahující 0,1 mol/1 NaH₂PO₄ ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 11 minut.,

Příklad 7

Dělení stejné směsi na stejné koloně jí v příkladu 1 při použití mobilní fáze obsahujíe 0,1 mol/1 KH₂PO₄ ve 30 % vodném methanolu pí průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 11 minut.

Příklad 8 ’

Dělení stejné směsi na stejné koloně jako v příkladu 1 pří použití mobilní fáze obsahující 0,1 mol/1 (NH₄)₂SO₄ ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy jé 12 minut.

Příklad 9

Dělení stejné směsi na stejné koloně jako v příkladu 1 při použití mobilní fáze obsahující 0,1 mol/1 mravenčanu sodného ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 10 minut.

Ί Ί .

PríkladlO

Dělení stejné směsi na Stejné koloně jako v příkladu 1 při použití mobilní fáze obsahující 0,1 mol/1 octanu sodného ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 11 minut.

Přikladli

Dělení stejné směsi na stejné koloně jako v přikladu 1 při použití mobilní fáze obsahující 0;l mol/1 octanu amonného ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 11. minut.

Příklad 12 (

Dělení 5 μΐ směsi kyseliny sulfanilové a metanilové na koloně o délce 300 mm a vnitřním průměru

4,2 mm, plněné oktylsilikagelem o velikosti částeček 7 pm při použití mobilní fáze 0,4 mol/1 Ňa₂SO₄v 5 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 6, minut.

Příkladl3

Dělení 10 μΐ roztoku směsi 6-hydroxinaftalen-2sulfonově kyseliny, 4-hydroxinaftalen-l-sulfonoyé kyseliny a 2-hydroxinaftalen-l-sulfonové kyseliny na stejné koloně jako v příkladu 12 při použití mobilní fáze obsahující 0,4 mol/1 Na₂SO₄ ve 30 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba i analýzy je 20 minut.

Příklad 14 ί Dělení 5 μΐ roztoku směsi 3-nitrobenzensulfonové kyseliny a 4-nitrobenzensulfonové kyseliny na stejné koloně jako v přikladu 1 při použití mobilní fáze obsahující 0,1 mol/1 Na₂SO₄ v 10 % vodně^mmethanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je lO minut. ' I i , ' 5

Příklad 15 i Dělení 10 μί roztoku směsi naftalen-l,3,5,7-tet¹ rasulfonové kyseliny, naftalen-l,3,6-trisulfonové' ί kyseliny, naftalen-l,3,5-trisulfonové kyseliny, nafί talen-l,3,7-trisulfonové kyseliny, naftalen-l,5-aisulfonové kyseliny, naftalen-2,6-disulfonové kyseliny, naftaleri-l,6-disulfonové kyseliny, naftalen2,7-disulfonové kyseliny, naftalen-l-sulfonové kyi seliny a naftalen-2-sulfonové kyseliny na stejné í koloně jako v příkladu 1 při použití postupné eluce. i Jako mobilní fáze v prvním stupni je použito 5 ml i 0,4 mol/1 Na2SO₄ ve vodě; ve druhém stupni lineární gradientově eluce používající k tvorbě gradientu dvou roztoků: A: 0,4 mol/1 Na₂SO₄ ve vodě; B: 40% vodný methanol při celkovém průtoku mobilní ^fáze 1 ml/min. Doba analýzy je 28 minut.

Příklad 16

Dělení 10 μί roztoku směsi antrachinon-l,5-disulfonové kyseliny, antrachinon-2,6-disulfonové kyseliny, antrachinon-l,8-disulfonové kyseliny, i antrachinon-l-sulfonové kyseliny a antrachinon2-sulfonové kyseliny na stejné koloně jako v pří, kladu 1 při použití postupné eluce. Jako mobilní fáze v prvním stupni je použito 5 ml 0,13 mol/1 iNa₂SO₄ ve 40 % vodném methanolu; ve druhém 'istupni/60 % vodného methanolu při průtoku ί 1 ml/min. Dqba analýzy je 10 minut, f 'Příklad 17 ύ Dělení 10 μί roztoku směsi l-aminonaftalen-5sulfonové kyseliny, l-aminonaftalen-4-sulfonové kyseliny, l-aminonaftalen-6-sulfonové kyseliny, ' l-aminonaftalen-7-sulíonové kyseliny a 1-aminonaftalen-8-sulfonové kyseliny na stejné koloně ijako v příkladu 1 při použití mobilní fáze obsahující ; 0,4 mol/1 Na₂SO₄ ve 20 % vodném methanolu při průtoku 1 ml/min. Doba analýzy je 22 minut.

Způsob analýzy aromatických sulfokyselin podle předmětného vynálezu umožňuje rychlé stanovení sulfokyselin přítomných v průmyslových vzorcích surovin a meziproduktů, zejména při výrobě barViv, ale i dalších látek významných v chemickém potravinářském průmyslu, jako je 2-naftol, vanilin a další. Proto může nalézt uplatnění v kontrolních laboratořích příslušných výrobních závodů. Tímto způsobem lze analyzovat i jiné směsi sulfokyselin než ty, které jsou uvedeny v příkladech 1-17. Dobrého rozdělení'směsí sulfokyselin je možno dosáhnout i pří jiných kombinacích a poměrech tří základních složek mobilní fáze

Claims

PŘEDMĚT

Způsob analýzy směsí aromatických sulfokyselin I na bázi benzenu, naftalenu či anthracenu kapalino- í vou chrcfaiatografií na kolonách plněných náplněmi s charakterem nepolárních fází s povrchem tvořeným alkylovými řetězci chemicky vázanými na siíikagel při použití kontinuální detekce koncentrace chromatografovaných látek v eluátu, vyzna2 v

- silný elektrolyt (sůl), organické polární rozpouštědlo a voda. Optimální složení mobilní fáze bude vždy záležet na typu použité náplně kolony, na rozměrech kolony, průtokové rychlosti a předej vším na počtu a charakteru aromatických sulfokyselin přítomných ve směsi v analyzovaném vzorku.

VYNÁLEZU i éený tím, že jako mobilní fáze se použije silný elektrolyt, jako jsou sodné, draselné, lithné nebo amonné soli rozpuštěné v; koncentraci 0,001 až 5 mol/1 ve vodně-organičkých rozpouštědlových směsích obsahujících polární organické rozpouštědlo neomezeně mísitelné s vodou v koncentraci 0,1 až 99 % a vodu v koncentraci 1 až 99,9 %.