JP7110770B2 - 化合物の分析方法 - Google Patents
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Description
なお、本明細書においては「所定の化合物の純度」「不純物」という用語を使用するが、「所定の化合物の純度」は、同種の元素を有するが構造式や組成として異なる複数の化合物のうち、所定の化合物の含有量(重量)の割合(後述の本実施形態での化合物X、Yの合計重量に対する化合物Xの重量の割合)のことを指し、「不純物」は、所望でない化合物(後述の本実施形態での化合物Y)のことを指す。
本発明の第1の態様は、
核磁気共鳴可能な元素α(水素、炭素、窒素、酸素を除く)を核にしたNMRスペクトルにおいて、該元素αを含有する所定の化合物X由来のピークと、該元素αを含有する化合物であって前記所定の化合物X以外の化合物Y由来のピークと、から、該元素αを含有する化合物X、Yのうちの化合物Xの純度に係る分析を行う分析工程を有する、化合物の分析方法である。
前記元素αは、Sn、S、P、Cl、Mn、Rh、Pb、Pd、Cr、Cu、Mo、Liのいずれかである。
前記分析工程においては化合物X由来のピークと化合物Y由来のピークとから化合物Xおよび化合物Yの少なくともいずれかについての定量分析を行う。
なお、本明細書において「~」は所定の数値以上かつ所定の数値以下のことを指す。
また、本明細書における「化合物」とは元素そのもの(例えば金属単体)であるものは含まず、例えば複数の種類の元素を含有するものを指す。
また、特記の無い場合、スペクトルやピークとは、核磁気共鳴分光法を用いた測定における、縦軸を検出強度、横軸を化学シフト(ppm)とした際のスペクトルやピークを指す。
その一方、後述のマンガン(Mn)のように、価数が0価、2価、3価および4価であるMnは常磁性を示す一方で、価数が7価であるMnは常磁性を示さないような場合、Mnを元素α(すなわちNMRの核)としても差し支えない。
元素αが硫黄(S)の場合、化合物Xが硫酸ナトリウム(Na2SO4)、不純物である化合物Y1がチオ硫酸(H2S2O3)としてもよい。硫酸ナトリウムは排水処理に用いられることがある。その一方、この試薬としての硫酸ナトリウムに不純物としてチオ硫酸が混在していた場合、排水中に白濁をもたらす等の不具合をもたらすおそれもある。
そこで、この試薬に対し本実施形態を適用すなわちこの試薬に対してSを核としてNMR測定を行うことにより、試薬における硫酸ナトリウムの純度を予め把握することが可能となる。
そこで、この試薬に対し本実施形態を適用すなわちこの試薬に対してPを核としてNMR測定を行うことにより、試薬におけるリン酸ジエチルヘキシルの純度を予め把握することが可能となる。
その一方、溶液中で、塩素ガスの塩素が次亜塩素酸、亜塩素酸、あるいは塩素ガスのままとなっている可能性もある。
そこで、塩化物イオンを化合物Xとし、不純物である次亜塩素酸、亜塩素酸、あるいは塩素ガスをそれぞれY1、Y2、Y3としてもよい。つまり、塩素ガスが吹き込まれた溶液に対し本実施形態を適用すなわちこの溶液に対してClを核としてNMR測定を行うことにより、溶液における塩化物イオンの純度(例えば濃度)を予め把握することが可能となる。
ちなみに本実施形態における、上記化合物Xおよび化合物Y、ひいてはそれらを含有する測定対象の形態には特に限定は無いが、液体である方が簡便に分析可能であり好ましい。
一例を挙げると、化合物Xについてピーク面積と濃度との関係を表す検量線を作製しておき、化合物X、Yを含有する測定対象をNMRにかけNMRスペクトルを取得し、化合物Xに由来するピークの面積を求め、該検量線により濃度を求めるという手法を採用すればよい。
また、上記の例では内管にロック溶媒を挿入したが、元素αを含有する化合物であって化合物X、Yとは化学シフト(ピーク位置)が被らない濃度既知の化合物を基準物質としつつ該基準物質に対してロック溶媒を加えたものを使用しても構わない。該基準物質に由来するピークと、測定対象に含有される化合物X、Yに由来するピークとを一つのスペクトルで得ることができ、組成および濃度が既知の該基準物質に由来するピークの面積と化合物Xに由来するピークの面積との比から、化合物Xの濃度、ひいては一つのNMRスペクトル上に存在する化合物Yに由来するピーク面積に基づいて化合物Y1、Y2、Y3・・・の濃度を算出することが可能となる。複数の測定対象を用意しておき、各測定対象における化合物X、Y各々の濃度の大小により純度を判断するという手法を用い、純度に係る分析を行ってもよい。
説明の便宜上、比較例から説明し、その後、実施例について説明する。
(比較例1)
試料Aに含有される、所定の組成および構造を有する有機すず化合物(化合物X)の純分と、そうでない組成または構造を有する有機すず化合物であるところの複数の不純物(化合物Y)の割合を確認するために、化合物XをHPLC分析で定量しようと試みた。しかしながら、化合物Xのみならず化合物Yも、分析で使用する分離カラムに吸着してしまい、化合物Xを定量することができなかった。
試料Aに含有される上記所定の有機すず化合物(化合物X)の純分と不純物(化合物Y)の割合を確認するために、化合物XをLC/MS分析で定量しようと試みた。しかしながら、化合物Xのみならず化合物Yも、分析で使用する分離カラムに吸着し、化合物Xを定量することが困難であった。
試料Aに含有される上記所定の有機すず化合物(化合物X)の純分と不純物(化合物Y)の割合を確認するために、予め、化合物XとYに対するエチル化およびブチル化による誘導体化処理を行い、GC分析で定量しようと試みた。しかしながら、化合物Yが上手く誘導体化できず、定量することが困難であった。
試料Aに含有される上記所定の有機すず化合物(化合物X)の純分と不純物(化合物Y)の割合を確認するために、予め、化合物XとYを水素化し、GC/MS分析で定量した。しかしながらこの定量に際し誘導体化処理を行う必要があるため、化合物XとYの割合を確認できるまでに1日を要した。
試料Aの有機すず化合物の溶液を図1に示す試料管(二重管)の外管(日本精密化学製N-5P)に添加し、FTNMR測定時に必要な磁場固定用重水素化溶媒である重クロロホルム(関東化学製、特級)を二重管の内管(日本精密化学製N-502A)に添加した。その後、内管を外管に挿入し、119Sn核観測のFTNMR測定(Bruker Biospin製AVANCE400型)を行い、所定の組成および構造を有する有機すず化合物(化合物X)の純分と、そうでない組成または構造を有する有機すず化合物であるところの不純物(化合物Y1、Y2、Y3・・・)のNMRスペクトルを得た。次いで、NMRスペクトル上に観測される純分と不純物に対するピークを帰属させ、純分と不純物が与えるピークの面積を算出した。
次に、純分と不純物が与えるピークの全面積に対する純分のピーク面積を百分率で算出し、有機すず化合物の純分と不純物の割合を確認した。その結果、有機すず化合物の純分(化合物X)と不純物(化合物Y)の割合は82.8%と17.2%であり、所要時間はたったの10分であった。
実施例1で使用した有機すず化合物を試料Bにしたこと以外は、実施例1と同様の測定を行い、所定の組成および構造を有する有機すず化合物(化合物X)の純分と、そうでない組成または構造を有する有機すず化合物であるところの不純物(化合物Y1、Y2、Y3・・・)のNMRスペクトルを得た。次いで、NMRスペクトル上に観測される純分と不純物に対するピークを帰属させ、純分と不純物が与えるピークの面積を算出した。
その後、有機すず化合物の純分と不純物の割合を確認した。その結果、有機すず化合物の純分(化合物X)と不純物(化合物Y)の割合は71.4%と28.6%であり、所要時間はたったの12分であった。
実施例1で使用した有機すず化合物を試料Cにしたこと以外は、実施例1と同様の測定を行い、所定の組成および構造を有する有機すず化合物(化合物X)の純分と、そうでない組成または構造を有する有機すず化合物であるところの不純物(化合物Y1、Y2、Y3・・・)のNMRスペクトルを得た。次いで、NMRスペクトル上に観測される純分と不純物に対するピークを帰属させ、純分と不純物が与えるピークの面積を算出し、有機すず化合物の純分と不純物の割合を確認した。
その結果、有機すず化合物の純分(化合物X)と不純物(化合物Y)の割合は91.5%と8.5%であり、所要時間はたったの14分であった。
Claims (2)
- 核磁気共鳴可能な元素α(水素、炭素、窒素、酸素を除く)を核にしたNMRスペクトルにおいて、該元素αを含有する所定の化合物X由来のピークと、該元素αを含有する化合物であって前記所定の化合物X以外の化合物Y由来のピークと、から、該元素αを含有する化合物X、Yのうちの化合物Xの純度に係る分析を行う分析工程を有し、
前記元素αは、Sn、S、Cl、Mn、Rh、Pd、Cr、Cu、Mo、Liのいずれかである、化合物の分析方法。 - 前記分析工程においては化合物X由来のピークと化合物Y由来のピークとから化合物Xおよび化合物Yの少なくともいずれかについての定量分析を行う、請求項1に記載の化合物の分析方法。
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