7-硝基靛紅的高效液相色譜分析

肖瑛子，吳 若，唐 亮，黃超群，龐懷林

(1.江西天宇化工有限公司長(zhǎng)沙分公司，長(zhǎng)沙 410209；2.長(zhǎng)沙嘉橋生物科技有限公司，長(zhǎng)沙 410209；3.南通泰禾化工股份有限公司，江蘇 南通 226407)

7-硝基靛紅是由南通泰禾化工股份有限公司自主研發(fā)的環(huán)丙氟蟲(chóng)胺的重要中間體［1-3］，是近期發(fā)展較快的重要精細(xì)化工中間體，其分子式為C8H4N2O4，化學(xué)結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1。

圖1 7-硝基靛紅的結(jié)構(gòu)式

目前關(guān)于7-硝基靛紅的分析方法少。本文采用高效液相色譜法，將其與環(huán)丙氟蟲(chóng)胺工藝生產(chǎn)過(guò)程的原料和雜質(zhì)進(jìn)行分離，根據(jù)分離度與峰型對(duì)分析條件進(jìn)行研究［4-5］，選擇了乙腈+純水為流動(dòng)相，建立了適用于7-硝基靛紅樣品的定量分析方法，具有分離效果好、操作簡(jiǎn)單快速等特點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

LC-20AT 型高效液相色譜儀配SPD-M20A 二極管陣列檢測(cè)器和色譜工作站(日本島津公司)；ATY224 型電子天平(日本島津公司)；SXC-10JZ 型超聲波清洗儀(湖南尚辛創(chuàng)儀器設(shè)備有限公司)；UPH-1-10L 型純水超純水一體機(jī)(四川宜家水處理科技有限公司)；0.22μm 濾膜(水系、有機(jī)系，彼西絡(luò)科技有限公司)。

乙腈(色譜純，韓國(guó)SK chemicals)；7-硝基靛紅標(biāo)樣，已知質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.4%(長(zhǎng)沙嘉橋生物科技有限公司，上海曉明檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司定值)；7-硝基靛紅試樣樣品(江西天宇化工有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 色譜條件

色譜柱為島津Shim-pack GIST C18不銹鋼柱(柱長(zhǎng)250 mm，內(nèi)徑4.6 mm，內(nèi)裝5μm填充物)；流動(dòng)相為乙腈+純水(15+85，體積比)，經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾和脫氣，流速為1.0 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)為270 nm；柱溫為(40±2) ℃；進(jìn)樣體積為5μL。在該色譜操作條件下，7-硝基靛紅的保留時(shí)間約為9.9 min。7-硝基靛紅標(biāo)樣和試樣高效液相色譜圖見(jiàn)圖2。

圖2 7-硝基靛紅標(biāo)樣和試樣高效液相色譜圖(500 μg/mL)

1.2.2 測(cè)定步驟

1.2.2.1 標(biāo)樣溶液的配制

稱取0.05 g(精確至0.000 1 g)7-硝基靛紅標(biāo)樣置于100 mL 容量瓶中，加入乙腈溶解，放入超聲波清洗儀中超聲3 min，待溶液冷卻至室溫后用乙腈定容，搖勻。

1.2.2.2 試樣溶液的配制

稱取含0.05 g(精確至0.000 1 g)7-硝基靛紅試樣置于100 mL 容量瓶中，加入乙腈溶解，放入超聲波清洗儀中超聲3 min，待溶液冷卻至室溫后用乙腈定容，搖勻。

1.2.2.3 測(cè)定

按上述操作條件，待儀器基線穩(wěn)定后，連續(xù)注入數(shù)針標(biāo)樣溶液，待相鄰2 針的峰面積相對(duì)變化小于1.0%時(shí)，按照標(biāo)樣溶液、試樣溶液、試樣溶液、標(biāo)樣溶液的順序進(jìn)樣測(cè)定。

1.3 計(jì)算

將測(cè)得的2 針試樣溶液以及試樣前后2 針標(biāo)樣溶液中7-硝基靛紅峰面積分別進(jìn)行平均。試樣中7-硝基靛紅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(%)按式(1)計(jì)算：

式中：ω為試樣中7-硝基靛紅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)；A2為試樣溶液中7-硝基靛紅峰面積的平均值；m1為標(biāo)樣的質(zhì)量(g)；P 為標(biāo)樣中7-硝基靛紅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)；A1為標(biāo)樣溶液中7-硝基靛紅峰面積的平均值；m2為試樣的質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果和分析

2.1 色譜條件的選擇

為了實(shí)現(xiàn)7-硝基靛紅與雜質(zhì)的有效分離，根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)乙腈和純水、甲醇和純水、乙腈與磷酸水溶液、甲醇與磷酸水溶液4 種組合，在Shim-pack GIST C18色譜柱上進(jìn)行比較選擇，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)比較，確定流動(dòng)相為乙腈與純水的混合溶液，比例為15:85(體積比)，流速為1.0 mL/min。在上述確定的流動(dòng)相條件下，對(duì)Shim-pack GIST、ODS-3、Waters 3 款C18色譜柱進(jìn)行比較選擇，從峰型對(duì)稱和分離效果來(lái)看，選擇Shim-pack GIST C18色譜柱。

通過(guò)高效液相色譜儀的SPD-M20A 二極管陣列檢測(cè)器進(jìn)行紫外光譜掃描，得到7-硝基靛紅的紫外吸收光譜圖，其最大吸收波長(zhǎng)為201 nm，次吸收波長(zhǎng)為270 nm。通過(guò)多次試驗(yàn)，波長(zhǎng)為270 nm 時(shí)7-硝基靛紅及其他雜質(zhì)峰都有很好的吸收且峰型平緩，因此本試驗(yàn)選擇270 nm 為檢測(cè)波長(zhǎng)。

經(jīng)過(guò)不同柱溫的進(jìn)樣試驗(yàn)，柱溫在30~40 ℃時(shí)7-硝基靛紅保留時(shí)間的變化不顯著；考慮到柱效以及高效液相色譜試樣檢測(cè)池池溫，選擇40 ℃作為此方法的分析溫度。

在此條件下，基線平穩(wěn)，7-硝基靛紅與其他雜質(zhì)得到較好地分離，且峰型對(duì)稱。

2.2 分析方法的特異性

采用峰純度來(lái)鑒別7-硝基靛紅。7-硝基靛紅標(biāo)樣和試樣的最小峰純度相似度均為1.00，最小峰純度閾值處在0.99~1.00 范圍內(nèi)，分別為0.999 9 和0.999 4，最小峰純度指數(shù)分別為0 和551，非負(fù)值，說(shuō)明標(biāo)樣和試樣色譜峰中均不含有雜質(zhì)峰。

2.3 分析方法的線性相關(guān)性

分別稱取6 份7-硝基靛紅標(biāo)樣于6 個(gè)100 mL容量瓶中，加入乙腈溶解，放入超聲波清洗儀中超聲3 min，待溶液冷卻至室溫后用乙腈定容，搖勻。

以7-硝基靛紅的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，其峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性回歸方程為y=18 459x-13 760，相關(guān)系數(shù)R2=1。結(jié)果見(jiàn)表1 和圖3。由圖可見(jiàn)，7-硝基靛紅的質(zhì)量濃度為51.89~233.19 μg/mL時(shí)有良好的線性關(guān)系。

圖3 7-硝基靛紅的質(zhì)量濃度與其相應(yīng)峰面積的線性關(guān)系圖

表1 7-硝基靛紅的質(zhì)量濃度及其相應(yīng)峰面積值

2.4 分析方法的精密度

稱取已知含量試樣6 個(gè)，按上述色譜操作條件進(jìn)行分析，測(cè)得7-硝基靛紅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表2。

表2 7-硝基靛紅試樣的精密度試驗(yàn)結(jié)果

7-硝基靛紅的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.16%，變異系數(shù)為0.18%，說(shuō)明方法精密度良好，能滿足日常的定量分析。

2.5 分析方法的準(zhǔn)確度

分別稱取0.025 g(精確至0.000 1 g)7-硝基靛紅試樣置于6 個(gè)100 mL 容量瓶中，加入不同質(zhì)量的7-硝基靛紅標(biāo)樣(精確至0.000 1 g)，按1.2 節(jié)中溶液的配制方法進(jìn)行配制后進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3 回收率的測(cè)定可知，7-硝基靛紅回收率為100.12%~100.86%，平均回收率為100.60%，均在98%~102%之間，說(shuō)明該方法準(zhǔn)確度良好，能滿足日常的定量分析。

表3 7-硝基靛紅的準(zhǔn)確度試驗(yàn)結(jié)果

2.6 非分析物的干擾

以不含有效成分的空白溶劑作為空白試樣的高效液相色譜圖如圖4，通過(guò)其色譜圖與圖2 對(duì)比確認(rèn)，空白試樣中不含有效成分的干擾物質(zhì)，能夠確保防止有效成分中其他物質(zhì)的干擾，避免分析方法出現(xiàn)誤差。

圖4 7-硝基靛紅溶劑空白的高效液相色譜圖

3 結(jié) 論

本文建立了高效液相色譜法測(cè)定7-硝基靛紅的定性定量方法。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該方法線性范圍寬、重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度高，可以快速地對(duì)7-硝基靛紅進(jìn)行定性和定量分析，能滿足對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制的要求。