苯甲酸和苯甲醛中主要成分含量检测方案(毛细管电泳仪)

分析试验室Chinese Journal of Analysis Laboratory第25卷第7期2006年7月Vol.25.No.72006-7 非水体系毛细管电泳-紫外检测法测定苯甲酸和苯甲醛 李利军*1，黄文艺?，程 昊”，孔红星，吴健玲 (1.广西工学院生物与化学工程系，柳州545006；2.广西大学化学与化学工程学院，南宁530005) 摘要：建立了用非水相体系高效毛细管电泳-紫外检测法同时测定苯甲酸和苯甲醛的新方法，考察了运行电压、非水相介质和电解质等因素的影响，在25℃下，以乙腈)：V(碳酸丙烯酯)=1：1的混合液为溶剂，缓冲体系中含15mmol/L十六烷基三甲基溴化铵体积分数1%乙酸，重力进样30s，运行电压20kV，毛细管总长45 cm 有效长度30 cm ，75 um，检测波长285 nm。苯甲酸线性范围为5~40 pg/mL，线性方程为：y=13.473p+13.336，相关系数r=0.9985，检出限为 0.92 pg/mL ， RSD 为3.8%。苯甲醛的线性范围75~1125 pg/mL线性方程为：y=5.2449o+564.01，相关系数 r=0.9997 ，检出限为15.60 pg/mL， RSD为3.5%。已用于经空气氧化后的苯甲醛中苯甲酸和苯甲醛的测定。 关键词苯甲酸；苯甲醛；非水相体系；毛细管电泳；紫外检测 中图分类号：0657.8 文献标识码：A 文章编号：1000-0720(2006)07-056-04 苯甲醛是一种广泛应用于合成染料、香料和药物等精细化学品的中间体。在合成中发挥着越来越重要的作用。在苯甲醛的合成过程中，通常会有少量的副产物苯甲酸生成。测定合成过程中苯甲酸和苯甲醛的量，据此来选择适当的投料比，尽量避免副产物苯甲酸的生成，以获得满意的苯甲醛产率。因此，建立能同时快速、准确、简便测定苯甲醛和苯甲酸的方法具有一定实际意义。 测定苯甲醛的方法主要有气相色谱法、分光光度法21、极谱法31和荧光光度法4等。这些方法大多数采用将苯甲醛衍生后间接进行测定，因此样品处理较繁琐。而且由于苯甲醛不溶于水而苯甲酸溶于水，能同时对苯甲醛和苯甲酸进行测定的方法较少。目前有关同时测定苯甲醛和苯甲酸方法的报道，仅有气相色谱法51和电位滴定法6. 毛细管电泳作为一种分离分析技术，因其高效快速、进样量小、多种分离模式等诸多优点，已广泛地应用于各个领域7。目前还没有利用毛细 管电泳法同时测定苯甲酸和苯甲醛的报道。本文采用了能同时溶解苯甲酸和苯甲醛的乙腈和碳酸丙烯酯为溶剂，以十六烷基三甲基溴化铵为电解质，以乙酸调节pH值，实现了对苯甲酸和苯甲醛的分离分析。 1 实验部分 1.1 仪器和试剂 ACS2000 型高效毛细管电泳仪(北京彩陆科学仪器有限公司)，电源：电压0~30 kV可调、未涂层石英毛细管75 um，总长45 cm、有效长度30cm、检测波长285 nm。 UV-2102PC 型紫外-可见分光光度计( UNICO )； DL-60D 超声波先洗器(上海之信仪器有限公司)。 苯甲醛(上海香料厂分厂)、苯甲酸(广州市新港化工有限公司)、碳酸丙烯酯(国药集团化学试齐有限公司)、乙酸、·十六烷基三甲基溴化铵、乙腈、NaOH等试剂均为分析纯。 待测样品的制备：取10mL苯甲醛置于 50 mL的容量瓶内，在60℃的水浴中用空气氧化3h后 ( 米 收稿日期：2005-09-27；修订日期：2005-12-07 ) ( 基金项目：广西教育厅科研基金资助项目(2000392)；广西自然科学基金资助项目(0481019) ) ( 作者简介：李利军(1966-)，男，教授 ) 得到待测样品。取待测样品0.30 g置于10mL的容量瓶中，用碳酸丙烯酯定容，制成样品溶液。 1.22实验条件 电压：20kV；进样方式：重力进样；进样高度：11cm；进样时间：30s；检测波长285 nm；环境温度：25℃。 1.3 实验方法 毛细管的处理：每天实验前验次用1 mol/LNaOH水溶液、双蒸水、无水乙腈分别冲冼5 min，进样前用缓冲液冲洗5 min，实验4h后更换缓冲液。实验结束后依次用无水乙腈、二次蒸馏水冲洗，并用二次蒸馏水浸泡过夜。实验所用的溶液进样前均用 0.45 um 的滤膜过滤，并经超声波脱气。 2结果与讨论 2.1 分离条件选择 2.1.1 缓冲体系的选择 考察了不同比例的乙腈和碳酸丙烯酯的混合液，发现随着碳酸丙烯酯的比例的增加分析时间延长，但若碳酸丙烯酯所含的比例太低则表面活性剂的溶解能力将受到限制，苯甲酸和苯甲醛将不能很好的分离。通过实验我们发现贴(乙腈)：V(碳酸丙烯酯)=1：1时分析时间较短，并能使苯甲酸和苯甲醛很好的分离。因此实验选择V(乙乙)：V(碳酸丙烯酯)=1：1的混和液为溶剂。 考察了5~25 mmol/L十六烷基三甲基溴化铵的影响。结果表明，十六烷基三甲基溴化铵浓度对分析时间有很大影响。低浓度时基线稳定，但分析时间长、峰宽很宽，而且苯甲酸的峰有拖尾现象。随着浓度的增大，峰宽变窄，分析时间逐渐缩短，在15 mmol/L 分析时间最短，浓度大于15mmol/L 时分析时间又逐渐增长。但十六烷基三甲基溴化铵浓度的改变不能完全克服苯甲酸的峰拖尾的现象。综合考虑，本实验选用15 mmol/L的十六烷基三甲基溴化铵。 以乙酸调节缓冲体系的pH值，考察了0~1.5%乙酸(体积分数)时的影响。结果表明 pH 对峰形有很大的影响。在不加乙酸时，苯甲酸的峰宽而且有拖尾的现象，随着乙酸浓度的增加，苯甲酸的峰形变得尖锐，拖尾现象逐渐消失。但在低浓度的乙酸时，苯甲酸和苯甲醛不能实现基线的分离，苯甲酸和苯甲醛的分离度随着乙酸浓度 的增加而增加，实现了基线分离，但分析时间也会相应增加。综合考虑，本实验选择加入乙酸的体积分数1%时为最佳 pH。 2.1.2 检测波长的选择 以纯碳酸丙烯酯为参比液，分别对1 mg/mL 苯甲酸的酸酸丙烯酯溶液和1mg/mL苯甲醛的炭酸丙烯酯溶液在200~400 nm波长之间进行扫描，发现苯甲酸和苯甲醛分别在285和297 nm 处有最大吸收，并且苯甲醛在285nm处也有较强的吸收，因此本实验选取285 nm 作为检测波长。 2.1.3 分离电压的选择 考察了电压为10~25kV时的试验效果，发现电压低时，基线稳定，但样品的分析时间长，峰形宽；随着电压的增加，样品的分析时间缩短，峰形窄，分离效果好，但基线的稳定性略有下降，基线噪音增大。为保证较短的分离时间和较好基线，本试验选用20 kV作为分离电压。 2.2工作曲线的确定 2.2.1苯甲酸 准确称取0.0100g的苯甲酸，用碳酸丙烯酯溶解后，移入10 mL 的容量瓶中，并以碳酸丙烯酯定容，制成 1 mg/mL 苯甲酸的碳酸丙烯酯溶液。用碳酸丙烯酯稀释成100 ug/mL苯甲酸的碳酸丙烯酯贮备液。取 100 ug/mL 苯甲酸的碳酸丙烯酯贮备液 0.20、0.32、0.4、0.8、1.6mL，分别置于小容量瓶中，分别加入碳酸丙烯酯，使其总体积为4mL，配成不同浓度的苯甲酸的碳酸丙烯酯溶液。按上述的试验方法，对不同浓度苯甲酸的碳酸丙烯酯溶液平行测定5次，由平均峰高(mV)与质量浓度( ug/mL)计算线性方程及相关系数，结果如下：y=13.473p+13.336，线性范围：5~40 ug/mL，r=0.9985，按信噪比 S/N=3计算，检出限为0.92 ug/mL。对 8 ug/mL 苯甲酸的炭酸丙烯酯溶液平行测定5次， RSD 为 3.8%。 2.2.2苯甲醛 准确称称0.0300g的苯甲醛，用碳酸丙烯酯溶解后，移入10 mL的容量瓶中，并以碳酸丙烯酯定容，制成3 mg/mL苯甲醛的碳酸丙烯酯贮备液。取3 mg/mL 苯甲醛的炭酸丙烯酯贮备液0.1、0.2、0.5、1.0、1.5mL，分别置于小容量瓶中，分别加入碳酸丙烯酯，使其总体积为4mL，配成不同浓度的苯甲醛的碳酸丙烯酯溶液。按上述的试验方法，对不同浓度苯甲醛的碳酸丙烯酯溶液平行测定5次，由平均峰高(mV)与质量 浓度( pg/mL)计算线性方程及相关系数，结果如下：y=5.2449p+564.01，线性范围75~1125ug/mL，r=0.9997 ，按信噪比 S/N=3计算，检出限为15.60 ug/mL。对150 pg/mL 苯甲醛的骏酸丙烯酯溶液平行测定5次， RSD 为3.5%。 取 0.5 mL样品溶液置于小容量瓶中，加入3.5 mL 的碳酸丙烯酯稀释后，在上述条件下测定样品中的苯甲酸和苯甲醛，平行测定5次，取其平均值，测定结果见表1。经计算，苯甲酸和苯甲醛的质量分数分别为：3.87%和90.23%。样品的电泳谱图见图1. 图1 电泳谱图 Fig.1 Electropherograms (a)标准样品谱图；(b)待测样品谱图1-苯甲醛；2-苯甲酸 电泳条件：毛细管总长45 cm、有效长度30 cm、内径475 um，检测波长285 nm，分离电压力 20 kV缓冲体系：以1：1的乙腈和碳酸丙烯酯混合液为溶剂，加入15 mmol/L十六烷基三甲基溴化铵和1%乙酸 表1 样品测定结果(n=5) 表2 E回收率实验结果(n=5) Tab.1 The determination results of samples Tab.2 The results of recovery experiments 分析物 测得量 o/(ug/mL)平均值 p(pg/mL) RSD/% 苯甲醛 335.7 338.4 2.12 345.3 345.3 342.6 333.8 苯甲酸 14.2 14.5 3.60 14.9 14.0 15.2 14.2 由表1~2可知，对样品中苯甲酸和苯甲醛的测定，其RSD分别为3.6%和2.1%，回收率分别为103%和95.7%表明，用该方法进行测定，具有较理想的重现性和准确度，可用于苯甲醛生产过程中的质量控制和检测。 分析物 加标量 测得量 RSD 回收率 o/(ug/mL) o(ug/mL) /% /% 苯甲醛 375 359 2.14 95.7 苯甲酸 10 10.3 0.87 103 ( 参考文献 ) ( [1] 陈 伟.预防医学论坛，2005，11(1)：56 ) ( [2]日 田瑞华，回玉林，黄治清等.化学世界，1988，548 ) ( [3] 宋俊峰，薛 静，过玮.分析化学，2001，29(1)： ) ( [4] 文 刘建宁，张 兵，尚 虹等.中国卫生检验杂志， 2003， 1 3(1 ) ：50 ) ( 151 L LIU Jing-lan， ZHOU H o ng-juan. J Chromatography ， 1 9 96， 14 ( 1)：79 ) Determination of benzaldehyde and benzoic acid by non aqueous capillary electrophoresis with UV detection LI Li-jun*1， HUANG Wen-yi’， CHENG Hao’， KONG Hong-xing and WU Jian-ling(1. Department of Biologicaland Chemical Engineering ， Guangxi University of Technology ， Liuzhou 545006 ；2. College of Chemistry and ChemicalEngineering ， Guangxi University ， Nanning 530005 )， Fenxi Shiyanshi ，2006 ，25(7)：56~59 Abstract ：A new method for the determination of benzaldehyde and benzoic acid was established by non-aqueous capil-lary electrophoresis with UV detection. The effects of non-aqueous buffer solution ， the concentrations of electrolyte andseparation voltage were investigated. The mixture of acetonitrile and propylene carbonate was used as a based buffer so-lution containing 1 percent acetic acid and 15 mmoL hexadecyltrimethyl ammonium bromide. The applied voltage was20 kV. The analyses were detected at 285 nm. Linear calibration curve of benzaldehyde was obtained in the range of75~1125 ug/mL， correlation coefficient was 0.9997. Linear calibration curve of benzoic acid was obtained in therange of 5~ 40 pg/mL， correlation coefficient was 0.9985. Detection limits of benzaldehyde and benzoic acid were15.60 and 1.92 pg/mL， respectively. The recoveries of benzaldehyde and benzoic acid were 95.7% and 103% ， re-spectively. The proposed method has been successfully applied to monitor the contents of benzaldehyde and benzoic ac-id with satisfactory assay results. Keywords Benzaldehyde ； Benzoic acid ； Non-aqueous ； Capillary electrophoresis ； UV detection — —— ——