二階導(dǎo)數(shù)紫外光譜法同時(shí)測定聯(lián)苯甲酸同分異構(gòu)體含量

孫靜

（齊齊哈爾大學(xué) 學(xué)術(shù)理論研究部，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

3-聯(lián)苯甲酸（3-BPCA）和4-聯(lián)苯甲酸（4-BPCA）是一對異構(gòu)體。3-BPCA 是一種重要的藥物中間體，廣泛應(yīng)用于藥物和新型高分子材料的制備。同時(shí)，3-BPCA 也是一種應(yīng)用于糖尿病藥物生產(chǎn)的重要潛在材料[1-4]。3-BPCA 主要由3-溴苯甲酸或3-碘苯甲酸在鈀的催化劑下與苯基硼酸或有機(jī)錫化合物反應(yīng)得到[5]。4-BPCA 也是有機(jī)合成的中間體，用于合成非甾體抗炎藥物（NSAID）[6]，具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于成本高、合成工藝復(fù)雜，3-BPCA 和4-BPCA 的應(yīng)用受到了一定程度的限制。在甲苯氧化合成苯甲酸的副產(chǎn)物中存在聯(lián)苯甲酸同分異構(gòu)體，其中的3-BPCA 和4-BPCA 沒有得到很好地應(yīng)用。3-BPCA 和4-BPCA 的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)非常相似，因此，分離和測定難度較大。

導(dǎo)數(shù)光譜通常用于紅外、近紅外、拉曼、紫外可見、核磁共振、電子順磁共振、熒光光譜等領(lǐng)域，可以提高測定精度和準(zhǔn)確性[7]。這種分析方法以分光光度法的測定為基礎(chǔ)[8-11]，利用二階導(dǎo)數(shù)紫外分光光度法，通過考察摩爾二階導(dǎo)數(shù)的吸收率，同時(shí)測定多種物質(zhì)的濃度[12-16]。王靜敏等[14]利用二階導(dǎo)數(shù)光譜法測定水樣中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮含量。對不同濃度的兩種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液的紫外掃描光譜進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)處理，通過觀察兩種物質(zhì)單組分及混合樣品的二階導(dǎo)數(shù)光譜確定223.5 nm 處為混合樣品中硝酸鹽氮的測定波長，216.5 nm 為亞硝酸鹽氮的測定波長。可以對實(shí)際樣品進(jìn)行快速準(zhǔn)確地測定，回收率在96.7%～103.0%范圍。

在此基礎(chǔ)上，本文研究了基于導(dǎo)數(shù)光譜同時(shí)測定3-BPCA和4-BPCA比值的方法。將3-BPCA和4-BPCA溶于氫氧化鈉溶液中，以增強(qiáng)溶解度，并通過實(shí)驗(yàn)考察了該方法的準(zhǔn)確度和精密度。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

3-BPCA、4-BPCA，純度≥98%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司，用乙醇重結(jié)晶提純，純化后3-BPCA和4-BPCA 的熔點(diǎn)與參考值一致；氫氧化鈉等試劑均為分析純，天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司；實(shí)驗(yàn)用水均為超純水。

UV-2100 紫外可見分光光度計(jì)，UNICO 上海儀器有限公司；1 cm 石英比色皿；分析天平FA2004N，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

利用氫氧化鈉溶液增強(qiáng)3-BPCA 和4-BPCA 的溶解度，氫氧化鈉溶液在測量范圍內(nèi)無紫外吸收，說明氫氧化鈉溶液對結(jié)果的準(zhǔn)確性沒有顯著影響。向一定濃度的氫氧化鈉溶液中分別加入不同質(zhì)量的3-BPCA和4-BPCA 固體，配置成3-BPCA（10～200 μg/mL）和4-BPCA（5～100 μg/mL）系列標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液避光儲存在15 ℃的穩(wěn)定環(huán)境中。

1.3 吸光度測量

利用紫外可見分光光度計(jì)在210～300 nm 范圍內(nèi)測定樣品溶液，并通過數(shù)學(xué)計(jì)算得到二階導(dǎo)數(shù)光譜，波長導(dǎo)數(shù)（WL）差Δλ=1 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 等吸收點(diǎn)的考察

pH 值在10～14 的范圍內(nèi)，得到的樣品紫外掃描光譜未發(fā)生變化，表明氫氧化鈉溶液濃度對測定結(jié)果沒有影響。圖1為3-BPCA（40 μg/mL）, 4-BPCA（40 μg/mL）以及3-BPCA（40 μg/mL）和4-BPCA（40 μg/mL）混合物的零階吸收光譜圖。從吸收光譜上看，兩個(gè)最大吸收波長的差異較大（圖1(a)和圖1(b)），但吸收峰的重疊會嚴(yán)重影響測定結(jié)果（圖1(c)）。二階導(dǎo)數(shù)光譜具有同時(shí)測定二元混合物的光譜特征，等吸收點(diǎn)法是同時(shí)測定二元或三元混合物的最常用方法。如圖2 所示，通過一系列不同濃度的樣品檢測到3-BPCA 的二階導(dǎo)數(shù)光譜的等吸收點(diǎn)在244 nm 和279 nm 處。在二階導(dǎo)數(shù)模式下，3-BPCA 的濃度在整個(gè)濃度范圍內(nèi)的變化不影響等吸收點(diǎn)的測量值。圖3 顯示了3-BPCA 和4-BPCA 混合時(shí)的等吸收點(diǎn)導(dǎo)數(shù)值（h1為244 nm，h2為279 nm），可以避免3-BPCA 對4-BPCA 含濃度測定的干擾。同樣，可以測量BPCA 混合物在249 nm 和281 nm 處等吸收點(diǎn)的二階導(dǎo)數(shù)值來確定3-BPCA 的含量。

圖1 3-BPCA 和4-BPCA 及其混合物的零階吸收光譜圖

圖2 3-BPCA 的二階導(dǎo)數(shù)光譜圖，20～60 μg/mL(1～5)

圖3 3-BPCA，20～60 μg/mL(1～5)和4-BPCA，40 μg/mL 混合物的二階導(dǎo)數(shù)光譜圖

2.2 線性關(guān)系和檢出限

利用3-BPCA 和4-BPCA 混合物的二階導(dǎo)數(shù)光譜與標(biāo)準(zhǔn)樣品濃度建立了線性回歸方程，結(jié)果如表1 所示。相關(guān)系數(shù)r 值表明所有回歸方程均具有良好的線性關(guān)系。通過方差S2（P=0.05 水平，n=8）的微小變化，證實(shí)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在回歸線附近的離散程度極小。因?yàn)閥 軸上的截距接近于0，可以采用單點(diǎn)校正法計(jì)算相應(yīng)的檢出限（DL）。

其中，n 為樣本數(shù)；b 為回歸線的斜率；獨(dú)立樣本t 值（P=0.05）；S2為方差。

表1 二階導(dǎo)數(shù)光譜法建立的3-BPCA 和4-BPCA 混合物的線性回歸方程

2.3 準(zhǔn)確度和精密度

通過連續(xù)8 次測定3-BPCA 和4-BPCA 的混合物樣品，驗(yàn)證了二階導(dǎo)數(shù)紫外光譜法的準(zhǔn)確性和精密度，結(jié)果如表2 所示。利用二階導(dǎo)數(shù)紫外光譜法測定的結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度和精密度。為了驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性，進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，測定結(jié)果如表3 所示。在3-BPCA 和4-BPCA 的混合物中加入不同濃度的BPCA溶液，測定回收率均高于99.0%，證實(shí)了該方法的準(zhǔn)確性。

表2 3-BPCA 和4-BPCA 混合物的測定

表3 3-BPCA 和4-BPCA 混合物加標(biāo)回收率

3 結(jié)論

用二階導(dǎo)數(shù)紫外光譜法測定了3-BPCA 和4-BPCA 的含量。該方法已通過3-BPCA 和4-BPCA 的簡單二元混合物的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了導(dǎo)數(shù)分光光度法測定BPCA 同分異構(gòu)體有較高的準(zhǔn)確度和精密度，檢出限低。該方法可以作為HPLC 等方法的輔助或替代手段，用于BPCA 同分異構(gòu)體分離過程的檢測。