化學(xué)工程工藝 外文翻譯 外文文獻(xiàn) 英文文獻(xiàn) 分析工業(yè)鄰苯二甲酸酐產(chǎn)品

1、外文翻譯（一）精細(xì)化工中間體生產(chǎn)過程中的一個(gè)質(zhì)量控制例子：采用反相高效液相色譜法分析工業(yè)鄰苯二甲酸酐產(chǎn)品中的相關(guān)雜質(zhì)lin-feng zhou jun-qin qiao hong-zhen lian xin ge摘要：我們制定了一個(gè)準(zhǔn)確的反相高效液相色譜法分析工業(yè)鄰苯二甲酸酐（pa）的相關(guān)雜質(zhì)組成成分。其中將順丁烯二酸（順酐水解產(chǎn)物），鄰苯二甲酰亞胺，和苯甲酸從鄰苯二甲酸（pa，pa的水解產(chǎn)物）的c18柱中由乙腈和0.1（v / v）高氯酸水溶液梯度洗脫分離出來。這種方法簡便，靈敏，準(zhǔn)確，已成功地應(yīng)用于工業(yè)pa的質(zhì)量控制。關(guān)鍵詞：精細(xì)化學(xué)品 鄰苯二甲酸酐 相關(guān)雜質(zhì) 高效液相色譜法1.簡介鄰苯二

2、甲酸酐（pa）是一種重要的精細(xì)化工中間體，廣泛用于生產(chǎn)增塑劑，染料，殺蟲劑，藥品，和阻燃劑等1。例如，鄰苯二甲酸二丁酯（dbp）和di-2- 乙基己酯（dehp），是pa的兩個(gè)下游產(chǎn)品，已經(jīng)成為近幾十年來用于聚氯乙烯（pvc ）生存中最常見的增塑劑。pa通常在氣相中被鄰二甲苯或萘催化氧化合成，前者的過程比后者更有效，因?yàn)榍罢叩墓に嚫菀讓?shí)現(xiàn)和更高的產(chǎn)量2。pa作為中間體的質(zhì)量控制，已經(jīng)普遍使用氣相色譜法進(jìn)行分析，但此法的缺點(diǎn)是繁瑣的酯化反應(yīng)和疊嶂的組成部分35。 高效液相色譜法可以被用來定量分析未加工的pa由萘制備時(shí)生成的同分異構(gòu)體1,2和1,4 - 萘醌6。此外，通過反相高效液相色譜（rp-

3、hplc法）分析鄰苯二甲酸（pa），pa溶液的水解產(chǎn)物可以確定工作環(huán)境下大氣顆粒物中的pa濃度。然而，目前使用高效液相色譜法檢測(cè)工業(yè)pa相關(guān)雜質(zhì)的分析報(bào)告還沒有，因?yàn)檠芯空叩呐d趣主要集中在氧化催化劑的效果上面810。在中國pa從ox中合成的實(shí)際工藝方法之一，在如圖1中，pa被用作合成鄰苯二甲酰亞胺（pi）的中間體。由于相關(guān)雜質(zhì)的存在，即使在非常低的水平，也會(huì)顯著影響pa隨后的應(yīng)用，必須十分重視質(zhì)量控制。為了進(jìn)行高效液相色譜法的過程，工業(yè)pa的相關(guān)物質(zhì)應(yīng)該被確定下來11。首先，強(qiáng)氧化反應(yīng)系統(tǒng)可能導(dǎo)致苯環(huán)旁邊兩個(gè)pa的羧基破裂，進(jìn)行脫水反應(yīng)生成馬來酸酐（ma）。第二，強(qiáng)氧化會(huì)導(dǎo)致一個(gè)脫羧反應(yīng)，生成

4、苯甲酸（ba）。此外，在工業(yè)ox中的主要雜質(zhì)甲苯和乙苯通過氧化反應(yīng)可以轉(zhuǎn)變成苯甲酸（ba）。三，鄰苯二甲酰亞胺（pi），作為反應(yīng)第二階段（圖1）的產(chǎn)物，不應(yīng)該在pa樣本中被檢測(cè)到。然而，由于相同的反應(yīng)容器被使用在ox氧化反應(yīng)中，這種情況下，在未完全洗凈的反應(yīng)釜中存在著不可避免的微量鄰苯二甲酰亞胺（pi）殘留物也應(yīng)被視為工業(yè)pa雜質(zhì)。雖然有許多其他的副產(chǎn)物，例如，鄰甲基苯甲酸和苯酞，在氧化反應(yīng)后立即存在，但它們可以從未加工的pa中完全分離出來。最后結(jié)論得出，在工業(yè)用途中pa的主要雜質(zhì)應(yīng)包括ma，ba ，pi 。注意到pa和ma在與水接觸時(shí)很容易發(fā)生水解反應(yīng)分別生成鄰苯二甲酸（pa）和馬來酸酐（m

5、a ）13, 14，最主要的組成部分用反相高效液相色譜法在水溶劑和流動(dòng)相中分離出來的有ma,pi,pa,and ba。通過使用相應(yīng)的酸酐酸水解量，以表明它實(shí)際上已經(jīng)在pa分析中被運(yùn)用7，為了得到良好好的分離效果，對(duì)檢測(cè)低限（lod）和高度精確的結(jié)果進(jìn)行觀察。在本文中，一個(gè)反相高效液相色譜法已經(jīng)發(fā)展到可以為工業(yè)pa雜質(zhì)控制中分離出pa,ma，pi和ba。圖.1 在中國的一個(gè)pa的實(shí)際合成工藝，pa是ox的氧化反應(yīng)產(chǎn)物，也是pi合成工藝中的中間體2.實(shí)驗(yàn)2.1儀器：gilent 1200氣相色譜分析儀，配備了真空脫氣機(jī) 一四元泵 自動(dòng)進(jìn)樣器 二級(jí)管陣列檢測(cè)器（dad ） agilent化學(xué)臺(tái)（(a

6、gilent, santa clara, ca, usa)2.2化學(xué)品和試劑：1.參考物質(zhì)（rss）ma（99.5），pi（99.5）和ba（99.5）分別購自上海凌峰化學(xué)試劑（上海，中國），儀征市海帆化工（揚(yáng)州，中國），上海第一試劑廠（中國上海）。2.ma（99.5），pa（99），琥珀酸進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)（sa，99.5）均購自上海第一試劑廠）。3.工業(yè)pa樣本，由常州市金燕化工（中國常州）提供。4.乙腈，可用于色譜分析法等級(jí)（默克公司，德國達(dá)姆施塔特）5.純水（杭州娃哈哈集團(tuán)，中國）。6.高氯酸（70-72，優(yōu)級(jí)純）來自天津試劑三廠（中國天津）7.水溶液：使用前在實(shí)驗(yàn)中透過0.22 lm醋酸纖

7、維素膜過濾得到。2.3色譜條件：1.使用一個(gè)dikma platisil c18柱（250mm4.6mm內(nèi)徑，5lm）（ dikma技術(shù)，天津，中國），能夠維持整齊的水溶液為流動(dòng)相和很寬的ph范圍從1.0至11.0 。2.柱溫保持在30 。3.乙腈混合物（溶劑a）和0.1（v/v）高氯酸溶液（溶劑b ）進(jìn)行梯度洗脫如下：0-9分鐘， 0a ； 9-13分鐘， 0-25a ；13-30分鐘， 25a 30-35分鐘， 25-0 a； 35-50分鐘，0a 4.步驟在最后20分鐘的設(shè)計(jì)，改變流動(dòng)相，返回到初始狀態(tài)，并保持在柱的均衡; 使步驟這樣簡潔從而不會(huì)被再次提到。5.在1.0 ml/min的流

8、速進(jìn)行分離。6進(jìn)樣量為10l。檢測(cè)波長為220 nm。2.4樣品制備：pa樣品對(duì)關(guān)聯(lián)的雜質(zhì)分析的解決方案是通過稱取大約10.00mg的樣品到10ml容積瓶中，溶解并與溶劑c稀釋，最后以50:50的(v/v)和溶劑a、溶劑b混合。馬來酸，鄰苯二甲酰亞胺，苯甲酸標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的制備分別稱重25.00毫克的rss到一個(gè)25ml容量瓶中，采用溶劑c溶解和稀釋至定容。準(zhǔn)備一個(gè)0.1mg/ml的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液取1.00ml轉(zhuǎn)移到10ml容量瓶中，容量瓶中的混合液再用溶劑c稀釋至定容?；旌蠘?biāo)準(zhǔn)溶液與溶劑c連續(xù)稀釋，從而獲得濃度范圍在0.01至100lg/ml混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。在pa樣品溶液中添加

9、標(biāo)準(zhǔn)的ma，pi與ba，用于優(yōu)化分離條件，先準(zhǔn)備稱重10.00mgpa樣品到一個(gè)10 ml容量瓶中，再取1.00ml100 lg/ml混合標(biāo)準(zhǔn)溶液到這個(gè)10ml容量瓶中，最后用溶劑c稀釋至定容。在進(jìn)樣前所有的解決方案進(jìn)行超聲波處理10分鐘。3.結(jié)果與討論3.1色譜條件的優(yōu)化設(shè)計(jì)因?yàn)樗P(guān)心的待測(cè)物是弱酸性的化合物的，使用了高氯酸作為離子抑制劑15。 在流動(dòng)相中通過改變?nèi)軇゛和b的比例，進(jìn)行了分離優(yōu)化。加標(biāo)pa樣品溶液分別注入四個(gè)不同中分離條件下：流動(dòng)第1階段（0-30分鐘，30a），流動(dòng)第2階段（0-30分鐘，25a），流動(dòng)第3階段（0-9分鐘，0a;9-13分鐘，0-30a;13-30分鐘，3

10、0a），流動(dòng)第4階段（0-9分鐘，0a;9-13分鐘，0-25a;13-30分鐘，25a）。當(dāng)流動(dòng)相1和2用于洗脫時(shí)，pa（pa的水解產(chǎn)物，在相同的色譜條件下用平行高效液相色譜法分析pa和pa標(biāo)準(zhǔn)的解決方案證實(shí)，他們有相同的保留時(shí)間和紫外吸收光譜）在1mg/ml和ma(如pa用同樣的方法確認(rèn)）,pi,和ba在10 lg/ml時(shí)似乎被良好分離（圖.2a，b）。然而，因?yàn)閙a的疏水性很差，它的保留時(shí)間幾乎是在很短的時(shí)間，所以對(duì)它的進(jìn)行定量分析是不可能的?？紤]到ma在極稀的的高氯酸水溶液有很好的保留性能15，從純凈的溶劑b開始梯度洗脫，聽起來會(huì)更加合理和有效的。在使用流動(dòng)相4進(jìn)行時(shí)加標(biāo)樣品溶液中的所

11、有成分清楚地分離開來，圖中顯示了良好的峰形和可接受的保留時(shí)間（圖.2d）。在流動(dòng)相3下進(jìn)行時(shí)結(jié)果不理想，因?yàn)間2（與g1梯度洗脫，相同）峰值覆蓋pa峰值（圖.2c）。因此，流動(dòng)相4被選定為分離pa相關(guān)雜質(zhì)。梯度洗脫結(jié)果出現(xiàn)的未知峰g1和g2，是因?yàn)檫@兩個(gè)峰值表現(xiàn)出來的未知色譜峰是來著空白溶液的實(shí)驗(yàn)對(duì)照（圖.4a）。通過ma, pi, 和 ba的標(biāo)準(zhǔn)的色譜仔細(xì)檢查，我們發(fā)現(xiàn)，雜質(zhì)1從ma的rs中來，并推測(cè)這是少量的琥珀酸(sa)。在相同的色譜條件下通過平行高效液相色譜法分析ma 和 sa標(biāo)準(zhǔn)的解決方案證實(shí)，它們的峰值有相同的保留時(shí)間和紫外吸收光譜的結(jié)果。ma,pa,pi,和ba從聯(lián)線的的dad中

12、得到的紫外吸收光譜（圖.3）如下：其最大吸收波長分別在208nm,218nm，198nm和228nm，195nm和230 nm處。考慮到所有實(shí)驗(yàn)物質(zhì)共同的吸收和合適的信號(hào)噪聲比（s/n），我們最終選擇220nm作為檢測(cè)波長。圖.2：在不同的流動(dòng)相下加標(biāo)pa樣品溶液通過使用高效液相色譜法得到的色譜。列：dikma platisil c18 ，250 mm 4.6mm內(nèi)徑 5lm。柱溫：30 。流速： 1.0 ml / min。注射體積：10l 檢測(cè)波長：220 nm乙腈（溶劑a ）和0.1 （v / v ）高氯酸溶液（溶劑b）組成流動(dòng)相。流動(dòng)相：a 030 min, 30% a; b 030 m

13、in, 25% a; c 09 min, 0% a; 913 min, 030% a; 1330 min, 30% a;0 d 09 min, 0% a; 913 min, 025% a; 1330 min, 25% a.峰：ma; 2, pa; 3, pi; 4, ba; 1, sa; g1 and g2，梯度洗脫造成系統(tǒng)峰值圖.3 ：ma (a), pa (b), pi (c)和ba (d)的紫外吸收光譜線。色譜條件同圖.2d相同。3.2校準(zhǔn)曲線的和檢測(cè)極限在一系列實(shí)驗(yàn)下每個(gè)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)地重復(fù)注射兩次，以避免各種意外發(fā)生，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加有效。用校準(zhǔn)曲線的線性回歸方程計(jì)算出對(duì)比峰面積，標(biāo)

14、準(zhǔn)溶液的濃度。通過線性范圍計(jì)算得到各相關(guān)雜質(zhì)的相關(guān)系數(shù)（r）。ma,pi,和 ba的檢測(cè)限定義的濃度是在當(dāng)s/n為3時(shí)，分別為0.02，0.01和0.05 lg/ml（見表1）。當(dāng)10 lg/ml混合標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)注入五次時(shí),ma,pi,和ba峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（rsd）均低于0.1。3.3在pa樣品中相關(guān)雜質(zhì)分析：在優(yōu)化的色譜條件下,每個(gè)樣品溶液都注射兩次?？瞻兹芤涸谕⑸涞臉悠啡芤褐须S機(jī)注射做為對(duì)照實(shí)驗(yàn),同1.00 lg/m混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖作比較（圖4）。pa相關(guān)雜質(zhì)的分析結(jié)果列于表2，重量百分含量、雜質(zhì)內(nèi)和雜質(zhì)間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.02 g/ml的lod水平時(shí)樣品中沒有發(fā)現(xiàn)ma，所

15、以當(dāng)pa產(chǎn)品低于0.002才會(huì)出現(xiàn)ma.pi和ba含量分別為0.12 和0.06。雜質(zhì)內(nèi)和雜質(zhì)間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差介于1.9至5.1反相高效液相色譜法程序顯示了良好的精度。 圖.4：色譜有空白溶液（a），混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（b）,和樣品溶液（c）。色譜條件和峰值數(shù)同圖.2d相同。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（iso）和eurachem指南的建議16, 17，個(gè)別不確定性的貢獻(xiàn)包括重復(fù)性,樣品質(zhì)量，樣品溶液體積，和相關(guān)雜質(zhì)濃度的確定,量化，還有表示的標(biāo)準(zhǔn)不確定度l(x)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度l(x)/x都與每一個(gè)具體的來源有關(guān)（見表3）。最終,它們經(jīng)過計(jì)算得出合并相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度,也就是說,pi和ba分別為0.068和0.

16、058。擴(kuò)展不確定度(u)是通過計(jì)算合并標(biāo)準(zhǔn)不確定度得出的一個(gè)結(jié)果乘以為2覆蓋因子，pi和ba分別為0.016%和0.007%。從表3中，我們發(fā)現(xiàn)，主要的不確定性的比例來自通過使用線性最小二乘擬合程序的校準(zhǔn)曲線。增加測(cè)量的校準(zhǔn)和決心的時(shí)候,可以減少結(jié)果的不確定性。增加校準(zhǔn)和測(cè)定的測(cè)量次數(shù)，可以減少結(jié)果的不確定性。4.總結(jié)工業(yè)pa的有關(guān)物質(zhì)在反相c18柱上通過0.1（v/v）高氯酸水溶液梯度洗脫下具有良好分離的結(jié)果。ma(via ma)，pi，ba的含量可使用標(biāo)準(zhǔn)曲線法準(zhǔn)確的測(cè)定出來。在中國的一些制造商中，此反相高效液相色譜法已成功應(yīng)用于工業(yè)pa的質(zhì)量控制。致謝：這項(xiàng)工作得到中國國家基礎(chǔ)研究發(fā)展

17、計(jì)劃（973計(jì)劃，2009cb421601，2011cb911003），中國國家自然科學(xué)基金（20575027，90913012），國家創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金（20821063），和南京工業(yè)大學(xué)分析測(cè)試基金的支持。參考文獻(xiàn)1x.d. zhang，p.d.siegel，d.m. lewis,int.immunopharmacol.2,239(2002). 2 c.fumagalli，g.golinelli,g.mazzoni,m.messori,g.stefani,f.trifiro,catal.lett.21,19 (1993).4m.c. cucarell, f. crespo, j. gas

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