CS268572B1 - Sposob analýzy kationlokýoh zložlek v nateriálooh a přípravy enskýoh urychlovač ov - Google Patents

Description

Vynález týká epesobu analýzy kationiokýoh zložiek v nmterlálooh z přípravy gumárenakýoh urýohíovačov na báze 2~merkaptobenzotionalu (nnpr, N-morfoliny1-2-benzotiazolsulf óruunld, N-oyklohexyl-2-benzotiazolsulf énamid, 2-merkaptobenzotiazol) , ako eá morfolín, cyklohexylamin, motylmorf o lín, anilin, die ton o lamin, λ o dík, vápník ap, izotaohoforézou.

Gumárenská chemikálie na báze 2-metkaptobenzotiazolu máju naJstarSie uplatněni® v gumárenskom priemysle pri «pracovaní gumárenských zmesí prirodnýoh alebo syntetických kaučukov, používaných na výrobu pneumatik, gumovéJ vlny, transportnýoh páeov, klínových romenov, káblov, latexových zmes/, pumových iiadio, 2—Merkaptobenzctiazol ea používá aj vo farmaceutickém priemysle pri výrobě liečivýoh mastí a má. tieŽ uplatnonie ako chemický analytický reagent. Gumárenská chemikálie — N-morfolinyl—2-benzotiazolylsulfénamld a N-cyklchexyl—2—benzo tlazolylaulf ónanild sa najčastejíie pripravujú oxidačno-kondenzačnou reakoiou 2-merkaptobenzotlazolu a morfolínom reap, cyklohexylomínom za použitia oxidačných reagentov ako sú peroxid vodíka, chlórnon sodný alebo kyslík. Základnými surovinami na výrobu 2—morkaptcbenzotiazolu bú anilín, sírouhlík a BÍmik sodný, Dietonolamín, motylmorfolín reap, vápník sú přimčenými zložkami v teohníčkem merfolíne resp, ohlórnane sodnom. Na stanovonie morfolínu, cyklohexylaminu, anilínu ea najviaa využíváJá aoidobázioká titraČné metody /Sippia, S, : Quantitative Orpanio Analysis, 3 θύ* New, York and London, John VILEY and Sons, 1963) Šafařík, L, - Stránský, Z,: Odmčrná analýza v organických rozpěná tádlooh, Praha, SNTL 1982/ a možno tiež použil plynová chromátografiu /Takaschi Hamuro, J, Chromatoí?,, , 190 (ΐ9θθ) 203·/ a spektrof o tome triokó postupy /Khalaf, Π, Rimpler, M,i Z, Anal, Chen,, 3θ2 (ΐ9θθ) 203/, Acidobázioké stanoveni© Je neipooIfloká za přítomnosti látok aminovéJ povahy, ktoré sa v technických produktech možu vyskytoval ako prímesy, Na atanovonie vápníka možno použil plamenová fotometriu, komplexome triokó titrácie, gravimetrická metody alebo fotometrické motódy.

Torna ea zlatilo, že analýzu kationickýoh zložiek v materiálech z přípravy gumárenských urýohíovaČov na báze 2-roerkaptobonzotiazolu /vo vstupných surovinách, modziproduktooh aj konečných produktech/ napr, morfolínu, cyklohoxylamínu, motylmorfolinu, dietanolomínu, anilínu, sodika vápnlka ap, po detekci! v ich zónách vodivéatnýra, spoktrofotometriokým, gradient-potonoiálovýra, termickým, vysokofrokvenČne-vodivostným, pH alebo riadločným detektorem, možno uskutečnil sposobom pódia vynálezu, ktorý Je založený na novota a odliínom prinoípe oproti sposobom doteraz používaným.

Podstata vynálezu spočívá v tom, Že sepaxáoia analyzovaných katloniokýoh zložiek ea uskuteční v izotachofore ticksJ kolóne pri intenzito elektrického prúdu od 7 do ^00 /UA, e vodlaoim elektrolytem obeahujáoira katión o konoentráoli 0,001 až 0,012 mol - dm ^J a minimálně rovnakou pohyblivé®tou oko máju analyzovaná kationiokó zložky a protión b tlmiveu aoidobáziokou vlastnoslou v oblaeti při 2,1 až 10,5 napr, roztok kyseliny chlorovodíkovéJ, eulfomiloveJ, ftalovoj, roztok hydroxidu draselného, sodného, bárnatóho v zmesi s kyselinou fumérovou, ootovou, ftalovou, morfolinetánsulfénovou, N-2—hydroxy®tylpiperazín-N-2-®tánsulfónovou, argininom, valínom,

Sepaxáoia analyzovaných zložiek ®a uskutečňuje Sálej e ukonČujáoim elektrolytem obeahujáoim katión b maximálně rovnakou pohyhliboelou oko mnjá analyzovaná kationioké zložky, napr, roztok kyseliny octovéJ, roztok trishydroxymetylamino®tánu, tetrabutylanióniumhydroxidu, be ta-alaninu, **—amino mas love J kyseliny, glyoylglyoínu, ktorý može byl neutralizovaný pcrotiónmi vodiaoeho elektrolytu na pH přibližné rovná pH vodiaooho elektrolytu a po detekci! analyzovaných zložiek v ioh zónách z nameraného signálu detektorem alebo dížok zÓn zložiek sa uskutoční ioh Identlfikáoia alebo stanovonio obsahu zložiek v analyzovánoJ zložke.

Za určitých podmienok analýzy, které eú vyjádřené tzv. operačným systémem analýzy (zložonlo a konoentréoia vodiaooho elektrolytu, intenzita elektrického prúdu, geometrické j

CS 268 572 B1 ^!

I rotueory pouŽiteJ izotnohoforótlokoJ koleny atřl,), Je voíkosl nameraného signálu detekto- | rom v odpovedajúoeJ zón· eeparovonej látky konítantnA & pre určltú látku charakteristioká. Té i <> «J< t» t οΛϊιολΙ nn vyinlíva hlnvno pri kvn11tnt{vneJ nnulýz· lAtok, kd· postačuj· moral výšku vlny na 1 zo taohof oroograrae _t regie trovaxiú eapleovaóon, a porovnal Ju s výškou vlny předpokládanéJ 3 tondardne J Látky,

Mlorou kvantity pri izotaohoforetlokeJ analýze Je zasa dlžka zóny analyzovanej látky, Kvantltatívnu analýzu možno na J Jednoduohále uskutečnil metódou kalibraČneJ křivky,

OporaČný ayatóm analýzy, ktorý Je možné a výhodou použil pri analýze předmětných katloniokých zložiek pódia vynálezu, je uvedený v tabulke I,

Analýza předmětných katlonlokýoh zložiek spoeobom podia vynálezu má celý rad výhod. Umožňuje uakutočnil tak kvantitatívnu oko aj kvalitatívnu analýzu předmětných katloniokých zložiek v ioh zmesi z Jedného analyzovaného roztoku (roztok analyzovaných zložiek vo vodě, roztok po extrakci! zložiek a organického rozpúšladla do vody) bez ohemiokej derivatizáole analyzovaných zložiek, s vyhodnotenim izotaohoforeogramu okamžité po izotaohof oretickeJ separáoii.

Dalšími výhodami sú selektivita, rýohlosl a Jednoduchost,

Niektoró zložky vo vzorkách materiálov gumárenských urýohlovačov, v surovinách a v medziproduktooh nk ioh výrobu au'neionogénne látky a nemožu tak-rušil analýzu predmet-nýoh ionogónnyoh zložiek na rozdiel napr, od plynovéJ alebo kvapalinoveJ ohromatografie, pooooou ktorých možno analyzoval zložky bez ohiadu na ionogónnosl a známi enko náboja zložiek a pričom pri viao početnom výskyte zložiek v analyzovaných vzorkách može dojel k nežiadúoim prekrývaniam konoentračnýoh elučnýoh pás ob zložiek pri ioh separáoii.

Sposobotn pódia vynálezu Je možné uskutoČnil analýzu předmětných kationiokýoh zložiek po ioh odděláni od nežiadúoich nepolárných primes! v analyzovaných vzorkách, ktoré by zuoČislovali izotaohoforetioké kolóny, Jednoduchou extrakoiou analyzovaných zložiek 2 organického rozpúšladla do okysleného alebo alkalického vodného roztoku, čím sa zároveň zvyšuje selektivita analýzy,

Sposob podia vynálezu Je možné uskutečnil aj analýzu neionogónnyoh zložiek ako aú N-cyklohoxyl-2-benzotiazolylsuirénamld, N-morfollnyl-2-benzotiazolylsulfónadmi, ktoré sa redukujú napr, 2-merkaptobenzotlazolom, sirovodíkem, Jodldom za uvoineuia ionogónnyoh zložiek oyklohexylamlnu, morfelinu,

Izotaohoforetioká analýza předmětných zložiek sa dá uskutečnil poČas 10 až 20 minut za použitia kapilárně j kolóny (dižka 15 ^om» vnútomý priemer 0,8 alebo 0,3 mm), vhodnou volbou intenzity elektrického prudu čas analýzy možno ešte skrátil. Koncentračný rozsah dostatečné prosného stanovonia předmětných zložiek Je od 0,0001 do 100 hmotnoatných, Medza dokážu Je velmi nízká, Na úplná kvantitativná alobo kvalitativnu analýzu zložiek stačí injoktoval do izotaohoforetlokej kolóny látkové množstvo od 1θθ do 1θ“¹¹ mólu 3 analyzovanéJ zložky v 1 nu» roztoku.

Uvedené výhody ako aj skutočnosí, že spoeob analýzy podlá vynálezu umožňuje súčasné, rýohle, prosné a teohníčky nenáročné kvantitativné i kvalitativně stonovenio všetkých kationiokýoh zložiek přítomných vo vzorko, poskytuje široké možnosti Jeho uplatnenia η»Jma pri komplexnej modzioperačneJ kontrole technologického procesu výroby urýoh-fovačov na báze 2-mcrkaptobenzotlazolu.

Naslodujúoe příklady ilustrujú, ale neobtoedzujú prodmet vynálezu.

CS 268 572 B1

Příklad 1

Stanoveni© morfolinu a oykloherylamínu v matečnom roztoku z výroby N-morTollnyl-2-bojiT.o t I tiro 1 nu I ΓAimm I du η N~oyV 1 ohexy 1 -bonxa < í ezo 1 y 1 sulf énniddu.

Do odmornej brníky 00a 250 om^J ea navážilo aal 0,5 S vzorky a objem roztoku aa upravil vodou po značku, Z tohoto roztoku na injoktovalo do lzetachoferotiokeJ kolíny 5 ram^ a uskutečnila. sa izotachoforetioká eeparáoia. Na izotachoforeograme sa odčítala dlžka zón Jednotlivých zložiek reap, vypočítala konoentráoia zložiek v analyzovaném roztoku a vypočítal sa obsah vo vzorke.

Kalibrační křivky sa zoetrojili ako závislost nameranej dlžky zóny určitej zložky na izotachoforeograee od jej látkovího množstva použitího na analýzu, do izotoohoforetiokej kolony ea injektovalo 1, 2_f 3_r U _t 5, Standardního roztoku zložiek o končentrácii 0,01 mol , dm ,

Kalibrační závislosti v tvare lineárnyoh rovnic sa získali regresnou analýzou,

Izotachoforetickí analýzy sa uskutečnili za podmienok operačního eystímu Č, 1,2, 3» » 5t 7» 9» ¹⁰> ¹¹f ^{12 a} 13 avodenýoh v tabulko 1,

Přiklad 2

Stanoveni© morfolinu, metylmorfolinu, etanolaminu, dietanolaminu, sodíka a vápnika v destilačnýoh zvyíkooh z výroby N-morfolinyl-2-benzotiazoleulfónamidu 3 3

Do odxaarnoj banky na 100 cm 5a navážilo asi 1 g vzorky, přidalo ea 25 on^J chlornanu a po rozpuštěni vzorky sa upravil objem roztoku po značku chloroformem, Z tohoto roz3 3 3 —3 toku sa odměralo 25 cm do odmernoj banky na 25Ο cm _ř přidalo sa 5 ⁰⁰¹ θ»5 mol . dm ^J roztoku KOJI a objem roztoku ea upravil vodou po značku. Obsah banky sa třepal asi 5 “inút a po rozdělení vrstlev sa do izotaohoforetiokeJ kolóny injektovolo 5 ⁵⁵ vodnej vrstvy, Vyhodnotenie analýzy sa uskutečnilo rovnako ako v přiklade 1.

Izotachoferotická analýza sa uskutečnila za podmienok operačního ©yetimu č, 5» 7» a 8 uvedených v tabulko 1 ,

Příklad 3

Stanoveni© anilínu v teohniokom 2-merkaptobejizotiazole

Do odmernoj banky na 100 om^ sa navážilo asi 1 g vzorky, přidalo sa 25 onP etanolu, 5 om^ O,1 mol , dm~^ roztoku HC1 a objem roztoku ea upravil vodou po značku, Po premieioiií sa obsah banky přefiltroval oez filtraČný papier /Červená páska/ a z filtrátu sa do izotachoforetiokej kolóny injektovalo 25 roztoku,

Vytiodnotenie izotachoferotickoJ analýzy sa uskutečnilo rovnako ako v příklade 1,

Izotachoforotloká analýza ea uskutečnila za podmienok operačního systómu Č, 8 uvedených v tabulke 1,

Přiklad ^li

Stanoveni© tnetylmorf olinu a die tanolaminu v teclmiokoa morfolíne.

Příprava roztoku vzorky k analýzo reap, vyhodnotenie izotaohoforetiokeJ analýzy ea uskutečnilo rovnako ako v příklade 1,

Izotaohoferotická analýza sa uskutečnila za podmienok operačního syetimu δ, 7 a 8 uvodonýoh v tabulke 1,

CS 268 572 B1

Tabulka 1, Niektoré oporaénó s^stém^ pre ml^tu kationiok£ch zložiek podlá vynálezu

E Parameter	Cí<	ilo systému
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	1 1	12	13
Vod, ion	H +	H +	H +	K +	K+	Na+	K*	Na+	K+	K+	K+	K+	Bo*
0/mol,1 1/	0,01	0,01	0,005	0,001	Ó,O1	0,01	0,012	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Protión/—/	Cl“	KS AN	KF	KFUM	KO	KO	KF	KO	MES	MOPS	HEPES	ARG	VAL
pH	2,0	2,4	2,7	4,3	5,0	5,2	5,3	5,2	6,0	7, 1	8, 0	9,0	10,5
Ukonču- Júci ión	TRIS	TBA	BALA	KAM	TRIS	CLGL	TBA	h3o +	BALA	TBA	TRIS	TRIS	TRIS
UE o/mol,1 1 /	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,005	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Protión/-/	KO	KM	KF	KFUM	KO	KO	KF	KO	Cl	OH	on“	Cl	Cl
pH	5,°	5,0	í( ,5	'•,5	5,0	4,0	5,0	M	5,0	X	M	8,5	8,5
I,//UA/	250	250	4 00	60	300	CO	250	250	200	200	150	150	150
Ι2//ΟΛ/	50	50	60	7	40	10	50	40	45	45	50	30	30

E c elektrolyt, VE b vodiaoi elektrolyt, UE e ukončujúoi elektrolyt, Protión/-/ s di a 00 i ováná forma zložky zo záporným nábojom, KS AN s kys, a uLf anilinová, KF s kys, ftálová, KFUM π kys, fumárová, KO = kys. octová, HES = kys, N-morfolinetánsulf ónevá, MOPS b kys. 3—/N-morfolino/prepánsuLfánová, HEPES » N-2-hydroxyetylpiperazín-N-2-etáneulfonová, TRIS a triahydroxyme tylaminometán, TBA « tetrabuty lamini um, DALA = beta-alanin, KAM c kys, aminomaslovA, GLGL = glyoylglyoin, ARG = arginin, VAL· s valin, Ip = intenzita elektrického prúdu v izotoohoforotiokoJ kolóne o vnútomom priomere 0,8 reap. 0,3 mm, a a pH roztoku sa nekontroluje.

Claims (1)

1. Spoeob analýzy kationiokých zloŽiek v materiálech z přípravy gumáronakých urýohíovníov na báze 2-merkaptobonzotiazolu např. morfolinu, oyklohoxylnmínu, metylmorfolinu, etanolmninu, die tánolaminu, anilinu, vápnika, sodika, detekoiou analyzovaných zložiok v ioh zónách vodivéstným, spektrofo tometrickým, gradlent-potenoiálovým, termickým, vysokofrekvenčno-vodivostným, pH alebo radiačným detektorem, vyznaSuJúoi aa tým, žo seporáoia analyzovaných kationiokých aložiek aa uskutočni v izotaohoforetiokej kolóne při intenzito elektrického prúdu od 7 do ^00 /UA, a vodiacim elektrolytem obaahujúcim katión o konoentráoii 0,001 až 0,012 mol . i¹ a minimálně rovnakou pohyblivoeíou ako majú analyzované kationioké zložky a protióny a tlmivou oxidobáziokou vlaatnoalou v oblasti pH 2,1 aŽ 10,3 napr. roztok kyseliny chlorovodíkové J, sulfoniloveJ, ftalovej, roztok hydroxidu draselného, sodného, bárnatóho v zmesl s kyselinou fumárovou, octovou, fialovou, morfoline tánsulfónovou, morfolinpropánsulfónovou, N-2-hydroxyetylpiperozin—N-2-etánauUTónovou, arginínom, valinom a s ukonSuJúoim elektrolytem obsahujúoim katión s maximálně rovnakou polxyblivosíou ako majú analyzované kationické zložky, napr, roztok kyseliny octové J, roztok triahydroxymetylaminoetánu, tetrabutylamoniumhydroxidu, beto-alaninu, 4—antinomaslovoj kyseliny, glyoylglyoinu, který Je popřípadě neutralizovaný protiónmi vodiaoeho elektrolytu na pil rovné pH vodiaoeho elektrolytu a po detekoii analyzovaných zloŽiok v ioh zónaoh z nameranóho signálu detektora alebo dížok zón zložiek sa uskutečni ioh idontifikáoia alebo stanovenio obsahu zložiek v analyzovanej zložke.