氣相色譜法定量分析2,4戊二酮、2-庚酮和環(huán)己酮混合物

王朝陽(yáng)

(陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，陜西 西安 710048)

分析測(cè)試新方法(189～194)

氣相色譜法定量分析2,4戊二酮、2-庚酮和環(huán)己酮混合物

王朝陽(yáng)

(陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，陜西 西安 710048)

采用氣相色譜技術(shù)，建立了可同時(shí)測(cè)量含有2,4戊二酮、2-庚酮和環(huán)己酮混合物質(zhì)的定量分析方法. 選用毛細(xì)管柱Rtx?-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，利用純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)照法進(jìn)行定性分析，優(yōu)化了色譜條件. 運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)曲線法實(shí)現(xiàn)了3種物質(zhì)的定量測(cè)定，2,4戊二酮、2-庚酮和環(huán)己酮的線性范圍分別為：0.1～0.4、0.7～3.5和0.9～4.4 mg/mL，r大于0.999，線性良好. 方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD均低于5%，精密度良好. 3種組分的加標(biāo)回收率分別為92.93%、103.17%和102.96%，均在80%～120%之間，符合質(zhì)量控制要求. 方法實(shí)現(xiàn)了同時(shí)測(cè)定2,4戊二酮、2-庚酮和環(huán)己酮，也為相關(guān)酮類物質(zhì)的檢測(cè)提供了參考.

2,4戊二酮；2-庚酮；環(huán)己酮；氣相色譜

Abstract: Adopting the gas chromatographic technology, a quantitative analysis method for samples containing 2,4-glutaric ketone, 2-heptanone and cyclohexanone is set up. Qualitative analysis was carried out using a capillary column Rtx?-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)and a pure standard material as the control. Standard curve method was used to perform quantitative analysis after the optimization of chromatographic conditions. The linearities of each composition were good because all the linear coefficient r were above 0.999 in the concentration range of 0.1～0.4 mg/mL for 2,4-glutaric ketone, 0.7～3.5 mg/mL for 2-heptanone and 0.9～4.4 mg/mL for cyclohexanone respectively. The precision of the method was good for the RSD was less than 5%. The spiked recovery of three components were 92.93%, 103.17% and 102.96%, respectively, all of which ranged from 80% to 120%, conforming to the requirements of quality control. The method realizes the simultaneous determination of 2,4-glutaric ketone, 2-heptanone and cyclohexanone, and provides a reference for the determination of correlative ketones.

Keywords: 2,4-glutaric ketone;2-heptanone;cyclohexanone;gas chromatography

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常會(huì)用到沸點(diǎn)較低易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，這些有機(jī)溶劑極易揮發(fā)，會(huì)對(duì)作業(yè)者的呼吸器官乃至全身造成危害[1]. 在油漆工業(yè)、磁帶涂漬等過(guò)程中，經(jīng)常使用的2,4戊二酮(乙酰丙酮)[2]、2-庚酮(甲基戊基酮)[3]和環(huán)己酮[4]，這些物質(zhì)對(duì)人體皮膚、呼吸系統(tǒng)有強(qiáng)烈的刺激作用，長(zhǎng)期接觸會(huì)抑制神經(jīng)中樞、脾臟等器官，對(duì)人身心健康有較大影響[1]. 快速準(zhǔn)確地檢測(cè)這幾種物質(zhì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的污染控制和安全防護(hù)具有積極的作用. 由于這幾種物質(zhì)性質(zhì)較為相似，目前也少有發(fā)現(xiàn)分離檢測(cè)這3種物質(zhì)的方法，只有類似物質(zhì)的分離[5-6]. 針對(duì)這3種酮類物質(zhì)的混合物樣品，采用氣相色譜法選擇合適的檢測(cè)條件，建立了其氣相色譜定量分析方法，并對(duì)該方法的精密度和回收率進(jìn)行了測(cè)試與評(píng)價(jià).

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

無(wú)水乙醇：色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；2,4戊二酮：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，上海安譜科學(xué)儀器有限公司；2-庚酮：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，上海安譜科學(xué)儀器有限公司；環(huán)己酮：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，天津市津科精細(xì)化工研究所；樣品：某企業(yè)提供的試樣，含有特定組成的2,4戊二酮、2-庚酮和環(huán)己酮3種物質(zhì).

氣相色譜儀：GC-2014，日本島津制作所.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 色譜條件

色譜柱：采用Restek型號(hào)為Rtx?-5的毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，柱內(nèi)5%苯基，95%聚甲基聚硅氧烷，對(duì)應(yīng)USP藥典G27固定相，可用于酮類的分離[7].

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別稱取2,4戊二酮、2-庚酮和環(huán)己酮3種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)0.492 4、3.531 5和4.437 2 g，用色譜純乙醇定容到50 mL容量瓶中，得到3種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液.

為減少定量誤差，通常要求標(biāo)準(zhǔn)品的濃度與被測(cè)組分濃度接近. 分別稱取3種儲(chǔ)備液一定體積，定容到50 mL容量瓶. 量取的儲(chǔ)備液體積和混標(biāo)液質(zhì)量濃度分別如表1、2所列.

表1 量取儲(chǔ)備液體積Table 1 Volume of stock solution mL

表2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度Table 2 Concentration of mixed standard solution /(mg/mL)

1.2.3 檢測(cè)

測(cè)試方法的精密度及加標(biāo)回收率，并對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的優(yōu)化

初始色譜條件由企業(yè)提供：初溫40 ℃，保持2 min，以20 ℃/min的速率升至60 ℃，然后以25 ℃/min的速率升至250 ℃保持4 min.

優(yōu)化色譜條件：初溫72 ℃，保持0.8 min，以15 ℃/min的速率升至74 ℃，保持4.8 min，后以25 ℃/min的速率升至250 ℃保持4 min. 進(jìn)樣口溫度：150 ℃；檢測(cè)器溫度：270 ℃；載氣：高純氮?dú)猓幻?xì)管柱流速：0.98 mL/mim；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比為60∶1.

初始色譜條件和優(yōu)化色譜條件下的色譜圖如圖1、2所示.

圖1 初始條件的樣品的色譜圖Fig.1 Chromatogram of sample under initial conditions

圖2 優(yōu)化條件的樣品的色譜圖Fig.2 Chromatogram of sample under optimized conditions

由圖1可知，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的出峰情況，混合標(biāo)準(zhǔn)溶液出峰順序依次為溶劑乙醇、2,4-戊二酮、2-庚酮和環(huán)己酮，保留時(shí)間分別為3.600、5.507和5.747 min. 在原始色譜條件下，環(huán)己酮(155 ℃)和2-庚酮(149 ℃)沸點(diǎn)相似[1]，保留時(shí)間非常接近，譜圖中兩種物質(zhì)的峰沒有完全分開.

由圖2可以看出，在優(yōu)化條件下，2-庚酮和環(huán)己酮兩種樣品的出峰情況良好，其分辨率RS由式(1)計(jì)算[8]，結(jié)果為1.8，滿足樣品分辨率大于等于1.5的要求，說(shuō)明兩種物質(zhì)已完全分離.

(1)

式中，tR2和tR1分別為相鄰兩峰的保留時(shí)間，Y1和Y2分別為兩峰的峰底寬度.

2.2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖及標(biāo)準(zhǔn)曲線

按1.2.1中所選色譜條件，對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析，其色譜圖如圖3所示.

圖3 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig.3 Chromatograms of mixed standard solutions

根據(jù)測(cè)得的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中各組分的峰面積，建立濃度y對(duì)峰面積x的關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)曲線，各組分的線性方程結(jié)果，以信噪比(S/N)為3時(shí)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)品濃度，作為儀器最低檢出限( LOD)[9]，結(jié)果如表3所列.

表3 各組分標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程和最低檢出限(LOD)Table 3 Linear equation and limits of detection (LOD) of method

由表3可見，各組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)r均大于0.999，說(shuō)明該方法線性好，擬合度高.

2.3 精密度

取同一樣品溶液，連續(xù)進(jìn)樣5次，計(jì)算樣品精密度，方法的精密度的測(cè)定如表4所列.

由表4可見，該方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD均低于5%，根據(jù)樣品中不同組分的濃度范圍，符合質(zhì)量控制RSD低于10%的要求[10]，說(shuō)明該方法精密度良好.

2.4 加標(biāo)回收率

用加標(biāo)回收率來(lái)評(píng)價(jià)方法準(zhǔn)確度[11]. 從5個(gè)樣品中隨機(jī)抽取2個(gè)，分別吸取0.1 mL樣品溶液，用色譜純乙醇溶解定容于50 mL的容量瓶，測(cè)定樣品濃度. 另取2個(gè)50 mL的容量瓶，加入樣品溶液0.1 mL，再加入與樣品溶液各組分含量一致的標(biāo)準(zhǔn)溶液(按照樣∶標(biāo)準(zhǔn)品=1∶1加標(biāo))，用色譜純乙醇定容后測(cè)定質(zhì)量濃度，計(jì)算加標(biāo)回收率. 樣品加標(biāo)回收率測(cè)試結(jié)果如表5所列.

表4 方法的精密度Table 4 Precisions of method /(mg/mL)

表5 方法的加標(biāo)回收率Table 5 Spiked recoveries of the method

由表5可見，根據(jù)不同的濃度范圍，2,4戊二酮加標(biāo)回收率符合質(zhì)量控制在80%～120%之間的要求，2-庚酮和環(huán)己酮的加標(biāo)回收率符合質(zhì)量控制在95%～105%之間的要求[9].

2.5 實(shí)際樣品測(cè)試結(jié)果

隨機(jī)抽取3份實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如圖4所示，質(zhì)量濃度檢測(cè)結(jié)果如表6所列.

圖4 3種樣品的色譜圖Fig.4 Chromatograms three samples

3 結(jié)論

針對(duì)某種含有2,4戊二酮、2-庚酮和環(huán)己酮3種混合物樣品，建立了定量分析的方法. 該方法定性分離完全、定量準(zhǔn)確，加標(biāo)回收率符合質(zhì)量控制要求，成功地完成了樣品的定量檢測(cè)任務(wù). 該方法也為相關(guān)酮類物質(zhì)的檢測(cè)提供了參考.

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QuantitativeAnalysisof2,4-GlutaricKetone,2-HeptanoneandCyclohexanonebyGasChromatography

WANG Zhao-yang

(ShaanxiResearchInstituteofProductQualitySupervision&Inspection,Xi’an710048，China)

O657.3

B

1006-3757(2017)03-0189-06

10.16495/j.1006-3757.2017.03.009

2017-06-02;

2017-08-29.

王朝陽(yáng)(1978-)，男，本科，工程師，主要從事化工分析檢測(cè)工作，E-mail：21660109@qq.com.