紫外分光光度法快速測定二哌嗪-1-鎓硫酸鹽

韓木先，徐 來，隋 寧

（1.湖北生態工程職業技術學院生態環境學院，湖北武漢 430200；2.黃石法姆藥業股份有限公司，湖北黃石 435000）

二哌嗪-1-鎓硫酸鹽是哌嗪的一種衍生物，是重要的醫藥中間體和精細化工原料。二哌嗪-1-鎓硫酸鹽中含有哌嗪環，在醫藥研究方面，這類氮雜環會被經常使用，其主要應用于驅腸蟲藥磷酸哌嗪、枸櫞酸哌嗪等的生產，在醫藥、環保、化工和材料等諸多領域都有廣泛的應用。

紫外分光光度法是一種簡便的儀器分析方法，可用于定性和定量分析。關于紫外吸收光譜的定量方法，常見的有以下幾種：絕對法、標準對照法、吸收系數法、標準曲線法、最小二乘法等。哌嗪的測定方法，常見的有氣相色譜法[2]、紫外分光光度法。二 哌嗪-1-鎓硫酸鹽作為一種新型的哌嗪衍生物，在醫藥、化工領域有著重要作用。本文通過紫外分光光度法，結合最小二乘法面積擬合處理數據，快速測定溶液中的二哌嗪-1-鎓硫酸鹽濃度。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Sartorius電子天平，上海析達水浴鍋，UV-2550紫外-可見分光光度計；所用試劑均為分析純，所用水均為二次蒸餾水；二哌嗪-1-鎓硫酸鹽溶液，由黃石法姆藥業股份有限公司提供。

1.2 紫外吸收光譜

以二次蒸餾水作為參比溶液，分別對0.001mol/L、0.002mol/L、0.004mol/L、0.006mol/L、0.008mol/L、0.01mol/L、0.012mol/L、0.02mol/L、0.05mol/L的二哌嗪-1-鎓硫酸鹽水溶液進行紫外光譜掃描，掃描波段為190～450nm，步長0.5nm，掃描結果如圖1所示。

圖1 二哌嗪-1-鎓硫酸鹽紫外吸收光譜

測定上述系列樣品的pH，結果見表1。隨著二哌嗪-1-鎓硫酸鹽濃度的升高，溶液pH稍微增高，二哌嗪-1-鎓硫酸鹽的紫外吸收不斷紅移，其原因是二哌嗪-1-鎓硫酸鹽為強酸弱堿鹽，隨著其濃度不斷增大，結合的質子數量增多，從而pH增高，并因此導致了紫外吸收的波長紅移[3—4]。

表1 不同濃度的二哌嗪-1-鎓硫酸鹽溶液的pH

2 實驗過程

2.1 測定二哌嗪-1-鎓硫酸鹽紫外吸收光譜的最佳條件

為了探討測定二哌嗪-1-鎓硫酸鹽紫外吸收的最佳條件，參考文獻[5]中研究的方法，分別考察溫度、pH對二哌嗪-1-鎓硫酸鹽溶液測定的影響。

2.1.1 溫度的影響以0.05mol/L二哌嗪-1-鎓硫酸鹽做樣品，分別測其在15℃、 20℃、25℃、30℃、40℃吸收峰形最好的波長220nm處的值來探究，如圖2所示。

圖2 溫度對二哌嗪-1-鎓硫酸鹽紫外光譜的影響

從圖2可以看出，溫度對二哌嗪-1-鎓硫酸鹽紫外吸收光譜影響甚小，常溫下適合測定二哌嗪-1-鎓硫酸鹽。

2.1.2 pH值的影響

以0.05mol/L二哌嗪-1-鎓硫酸鹽作樣品，分別測其在pH為1、2、3、4、5、6、7、8時的紫外吸收光譜，選取吸收峰形最好的波長220nm處的值來探究，如圖3所示。

圖3 pH對二哌嗪-1-鎓硫酸鹽紫外光譜的影響

從圖3可以看出，pH對二哌嗪-1-鎓硫酸鹽溶液的紫外吸光度影響很大，pH為1、2時吸光度很低，即酸性太強，吸光度低，且隨著pH逐漸增大，同樣濃度的樣品吸光度逐漸升高，pH在7～8時二哌嗪-1-鎓硫酸鹽溶液的紫外吸光度變化不大，基本穩定。

2.2 最小二乘法處理二哌嗪-1-鎓硫酸鹽紫外吸收結果

選擇測定條件為溫度在20℃、pH在7～8范圍內測定二哌嗪-1-鎓硫酸鹽標準溶液，并對實驗結果進行處理。

2.2.1 線性范圍

由上述實驗結果可知，測定系列二哌嗪-1-鎓硫酸鹽濃度時，由于不同濃度的樣品在溶液中結合的質子數不一樣，造成了最大吸收波長的紅移。由于缺少該樣品基礎實驗數據，所以不便利用絕對法、標準對照法來測定樣品溶液。

本實驗將紫外分光光度法測定和最小二乘法面積擬合處理數據[3，6—7]結合起來，可簡便、快捷地測定樣品。0.05mol/L的樣品紫外光譜譜峰出現在波長為220nm處，對其不同波長下進行線性擬合。結果如表2所示。

表2 線性擬合結果

若利用220～234nm范圍內任一波長，其靈敏度都不是很理想，而且儀器噪音對測定的結果干擾會很大。為了使分析結果具有好的準確性，還要繼續利用這一波長的范圍，必須要采用一定的數據處理措施。本文在220～234nm波長范圍內先選取適當波段222～228nm，再使用origin數字處理軟件求出吸光度對該波段的曲線積分，使得積分值與濃度數據最大線性相關，以波段積分的方法來保證測定結果的精確度。根據實驗數據，因為二哌嗪-1-鎓硫酸鹽紫外吸收弱，且在低濃度時難檢測，所以該方法的適用濃度不應過低。

2.2.2 曲線積分

選取222～228nm進行積分結果如表3所示。

表3 積分面積結果

2.2.3 數據處理結果

根據表3積分面積結果，進行線性擬合，積分面積U與濃度呈下述關系：U=169.385 5C-0.622 0，R2=0.995 7。

2.3 模擬樣品測定

配制0.01440mol/L的二哌嗪-1-鎓硫酸鹽溶液，進行紫外吸收測定。采用波段積分法處理結果數據，即選取222～228nm進行曲線積分后，進行線性擬合。

在222～228nm對其進行曲線積分后，積分面積U為1.777。試樣分析結果如表4所示。

表4 試樣分析

由結果來看，采用最小二乘法，曲線積分后的測定結果準確。實驗過程簡單、便捷，比標準曲線法實驗成本低。

3 結束語

使用紫外分光光度法測定了二哌嗪-1-鎓硫酸鹽的紫外吸收，針對樣品的光譜特點，采用最小二乘法面積擬合對二哌嗪-1-鎓硫酸鹽紫外吸收結果數據進行處理，選取222～ 228nm的波段進行曲線積分，求出曲線積分面積對濃度的標準曲線關系。該方法操作簡單、快捷，無需對二哌嗪-1-鎓硫酸鹽溶液進行處理，具備一定的抗干擾能力。