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一个罕见的在乙腈中会分解的样品分析

  • 天籁餘音
    2019/09/25
    色谱发烧友
  • 私聊

液相色谱(LC)

  • 一个罕见的在乙腈中会分解的样品分析

    和往常一样,课题组接收到一个液相样品,需要对该样品进行定性分析。按照往常习惯性的做法是取适量样品溶于乙腈中,以乙腈-水作为流动相,置于液相色谱中进行分析(Agilent1260),但谱图显示,样品峰峰形较差,拖尾严重,在排除色谱柱的影响因素外,猜测该样品可能会在乙腈中分解,导致峰形变差,因此做了一系列验证试验来判断该样品是否在乙腈中存在分解行为。

    1. 样品信息

    甲苯二异氰酸酯(TDI)有两种异构体:2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯。



    甲苯二异氰酸酯为无色透明至淡黄色液体,有刺激性气味;遇光颜色变深。

    查阅百度百科显示,该化合物不溶于水;溶于丙酮、乙酸乙酯和甲苯等。容易与包含有活泼氢原子的化合物;胺、水、醇、酸、碱发生反应,特别是与氢氧化钠和叔胺发生难以控制反应,并放出大量热。

    2. 验证试验

    为了判断该样品是否会在乙腈中存在分解行为,因此设计了以下试验对该样品进行测试,每个条件下样品进2针,得到八张色谱图。色谱条件及溶剂选择见下表1.

    表1 色谱条件及溶剂选择


    乙腈:0.1%磷酸水溶液(60:40)

    甲醇:0.1%磷酸水溶液(60:40)

    TDI(乙腈溶解)

    谱图12

    谱图56

    TDI(甲醇溶解)

    谱图34

    谱图78


    (1)采用C18 4.6×250mm色谱柱,样品TDI乙腈溶解流动相乙腈:0.1%磷酸水溶液=60:40,波长225nm,得到谱图12。如图1图2所示


    图1 图2

    (2)采用C18 4.6×250mm色谱柱,样品TDI甲醇溶解流动相乙腈:0.1%磷酸水溶液=60:40,波长225nm,得到谱图34。如图3图4所示。


    图3 图4

    (3)采用C18 4.6×250mm色谱柱,样品TDI乙腈溶解流动相甲醇:0.1%磷酸水溶液=60:40,波长225nm,得到谱图56。如图5图6所示。


    图5 图6

    (3)采用C18 4.6×250mm色谱柱,样品TDI甲醇溶解流动相甲醇:0.1%磷酸水溶液=60:40,波长225nm,得到谱图78。如图7图8所示。


    图7 图8

    3 总结



    通过以上对比实验,最终得出的实验结论与之前猜测的一致,即该样品TDI在乙腈中存在分解行为。当流动相为乙腈时(谱图1234),乙腈溶解的样品杂峰较多且拖尾严重,样品发生了分解。甲醇溶解的样品出峰较快,未见拖尾,虽然流动相为乙腈,但是因为样品进入色谱柱后时间较短,还未来得及分解便被检测;当流动相为甲醇时(谱图5678),乙腈溶解的样品拖尾严重,样品发生了分解。甲醇溶解的样品峰形对称且稳定,未发生分解。
    通过这次的实验,给我们的启示是做实验一定要多留一个心眼,告诉我们要善于观察,善于发现问题并寻求解决问题的方法,看到结果时,要懂得质疑,多问自己为什么!我觉得这应该是我们每一位研究生必备的技能。
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  • zyl3367898

    第1楼2019/10/03

    应助达人

    这个实验做的好,要向楼主学习,多实验多发现问题。

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  • phylixal

    第2楼2019/11/03

    建议你把甲醇溶解的样品去测一下气质,看到样品到底变成了什么。这个样品我没测过,所以不太确定。但你也说了,异氰酸酯能与醇反应,那么产物是啥?

    你的方法开发没啥太大问题,但解释不对。异氰酸酯与乙腈不反应,但会和醇反应产生氨基甲酸酯。

    异氰酸酯在乙腈中不会分解,但会与色谱溶剂中微量的水反应产生氨基甲酸。而流动相中水相为0.1%的磷酸,pH 2.09,进样后的异氰酸酯会继续发生水解,而且氨基甲酸会在酸性条件下分解为胺,而胺会与异氰酸酯直接反应形成脲。所以会出峰很多且连成一片。若甲醇为流动相,则反应更复杂,还会产生氨基甲酸酯。

    若以甲醇溶解样品,则异氰酸酯会很快与甲醇反应生成较稳定的氨基甲酸甲酯,进样到色谱仪里,也不会再有什么反应转化。自然谱图出峰比较干净。其实是相当于做一个柱前衍生化。但甲醇中的水会还是产生些许氨基甲酸杂质。

    另外,这个样品是中性的,没必要在流动相里加磷酸,用 0.1% 甲酸就可以。

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  • 轶辰

    第3楼2019/11/04

    应助达人

    好帖,多多学习~

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  • 天籁餘音

    第4楼2019/11/10

    谢谢指教!

    phylixal(v2830709) 发表:建议你把甲醇溶解的样品去测一下气质,看到样品到底变成了什么。这个样品我没测过,所以不太确定。但你也说了,异氰酸酯能与醇反应,那么产物是啥?你的方法开发没啥太大问题,但解释不对。异氰酸酯与乙腈不反应,但会和醇反应产生氨基甲酸酯。异氰酸酯在乙腈中不会分解,但会与色谱溶剂中微量的水反应产生氨基甲酸。而流动相中水相为0.1%的磷酸,pH 2.09,进样后的异氰酸酯会继续发生水解,而且氨基甲酸会在酸性条件下分解为胺,而胺会与异氰酸酯直接反应形成脲。所以会出峰很多且连成一片。若甲醇为流动相,则反应更复杂,还会产生氨基甲酸酯。若以甲醇溶解样品,则异氰酸酯会很快与甲醇反应生成较稳定的氨基甲酸甲酯,进样到色谱仪里,也不会再有什么反应转化。自然谱图出峰比较干净。其实是相当于做一个柱前衍生化。但甲醇中的水会还是产生些许氨基甲酸杂质。另外,这个样品是中性的,没必要在流动相里加磷酸,用 0.1% 甲酸就可以。

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  • dadgoh

    第5楼2019/11/10

    应助达人

    谢谢分享。

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