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單氰胺是重要的農藥中間體,可以制備殺菌劑多菌靈、苯菌靈、甲基嘧菌胺、嘧菌胺,殺蟲劑抗蚜威、嘧啶氧磷,除草劑綠磺隆、甲磺隆、甲嘧磺隆、醚苯磺隆、芐嘧磺隆、吡嘧磺隆、環嗪酮等。在醫藥工業用作生產鹽酸阿糖胞苷的原料,在染料工業用于生產中間體3-氨基-5-羥基-1,2,4-三氮唑。此外,還用作有機合成及塑料的原料,生產氰脲酰胺、雙氰胺、氰氨基甲酸甲酯等。液體單氰胺用于工業原料、醫藥、農藥中間體、農業肥料、植物調節劑、食物添加劑等。針對目前單氰胺通過滴定的方法檢測,不能很好的檢測出單氰胺中雜質的含量,且在做單氰胺殘留的時候,無法通過滴定的方法進行檢測。又由于單氰胺分子結構簡單無發色基團,且呈堿性易溶于水,對于色譜分析,響應很低,且出峰時間快,無法通過普通的色譜進行檢測。故開發本方法是為了讓單氰胺與丹磺酰氯進行柱前衍生后,進行高效液相色譜分析,外標法定量。
本文分別對苯磺酰氯和丹磺酰氯進行衍生實驗,發現苯磺酰氯與單氰胺不反應,并對單氰胺和丹磺酰氯在不同的緩沖溶液中和反應溫度下的效果進行實驗,發現在0.2M的碳酸鈉和碳酸氫鈉緩沖體系下,50℃衍生1h效果最好。
試劑:單氰胺標樣(含量50%水溶液);磷酸(分析純);丹磺酰氯(分析純);乙腈(色譜級);無水碳酸鈉(分析純);無水碳酸氫鈉(分析純);丙酮(分析純)。
設備:高效液相色譜儀(安捷倫1260,DAD檢測器,配套相關自動進樣系統和數據處理系統);BDS柱250mm×4.6mm,5μm;水浴鍋:控溫50℃。
①色譜條件的配置。色譜柱:BDS柱,250mm×4.6mm,5μm;柱溫:室溫;流動相:乙腈(A):pH=3磷酸水溶液(B)=60:40;流速:1.000mL/min;檢測波長210nm,帶寬4nm;參比波長380nm,帶寬80nm;進樣量:10μL。
②緩沖溶液的配置。0.2M碳酸鈉:稱取0.53g碳酸鈉用水溶解到25mL容量瓶中,用水定容到刻度;0.2M碳酸氫鈉:稱取1.68g碳酸氫鈉用水溶解到100mL容量瓶中,用水定容到刻度。使用液:4mL(0.2M碳酸鈉)+46mL(0.2M碳酸氫鈉)用氫氧化鈉溶液調節pH=10.5。
③衍生液的配置。稱取0.5g丹磺酰氯用丙酮溶解到100mL容量瓶中,用丙酮定容至刻度。
④標準溶液的配置。分別稱取相應的單氰胺含量的標準樣品,用乙腈配制成濃度分別是10mg/L、50mg/L、100mg/L、1000mg/L和2000mg/L的標準曲線點。
⑤樣品處理。稱取約含0.1-0.2g單氰胺的樣品于100mL容量瓶中,用乙腈溶解,定容到刻度,搖勻,待測。
⑥衍生步驟。吸取100μL樣品溶液到10mL容量瓶中,加入1.0mL緩沖溶液使用液,充分搖勻后,加入1.0mL衍生液,充分搖勻后,蓋上容量瓶塞,放入50℃水浴鍋中,反應1h。反應完成后,取出容量瓶冷卻至室溫后,用乙腈定容至刻度,搖勻后,用0.45μm有機相濾膜過濾后,上機測試。樣品和標準溶液均使用此方法衍生。
⑦結果計算。單氰胺的衍生物濃度與峰面積成線性關系,通過各個濃度點建立標準曲線,樣品的峰面積通過校準曲線進行定量計算。
由于單氰胺分子比較簡單,一個氨基和氰基結合,因氨基容易與酰氯反應,在選擇衍生物時,要考慮能夠反應全,且反應后的物質具有較強吸光度的基團,這樣才能夠在液相色譜中有強的響應度,具有低的檢出限。首先選用苯磺酰氯,但不管怎么改變緩沖溶液的配比和濃度,以及衍生的時間和苯磺酰氯的濃度,單氰胺均不能與苯磺酰氯形成穩定的衍生產物,無法使用液相色譜檢測;使用丹磺酰氯進行衍生,分別配置1.0g/L、5.0g/L和10.0g/L的濃度進行實驗,實驗結果表明,當丹磺酰氯濃度為5.0g/L時最佳。所測數據見表1。

表1 丹磺酰氯濃度與峰面積關系
緩沖溶液pH值對衍生影響較大,實驗結果表明,當緩沖溶液pH值為10.5時,衍生效果最佳。
對于緩沖溶液選擇碳酸鈉和碳酸氫鈉體系,分別進行不同濃度配比的緩沖溶液進行實驗,通過實驗最終確定0.2M的緩沖體積最經濟可靠;并對0.2M碳酸鈉溶液和0.2M碳酸氫鈉溶液配比進行實驗,最終確定Na2CO3/NaHCO3=4:46(v/v)緩沖效果最佳。樣品的典型色譜圖見圖1。

圖1
分別稱取相應的單氰胺含量的標準樣品,用乙腈配制成濃度分別是10mg/L、50mg/L、100mg/L、1000mg/L和2000mg/L的標準曲線點。在上述色譜條件下,分別進樣分析,測定單氰胺衍生物的峰面積。結果表明,其峰面積積分與濃度成良好的線性關系。所測數據在表2中列出,其回歸方程為:y=1.98321x+46.12993,r=0.99994,式中:y為單氰胺的峰面積,x為單氰胺的濃度。

表2 單氰胺濃度與峰面積數據
按上述色譜條件,對同一樣品進行6次獨立重復測定,測定結果見表3。

表3 方法精密度數據
由此可知,單氰胺衍生物的標準偏差和相對標準偏差分別為5.13%和0.17%,根據相關標準,符合其規定的要求。
方法準確度采用加標計算回收率的方式測定。對樣品加入一定量的標準溶液,按照上面的色譜條件和衍生化方式,進樣分析,然后計算各自的回收率,數據見表4。

表4 單氰胺衍生化加標回收率數據
由上面結果可知,單氰胺的回收率在96.6%~102.0%之間,根據相關標準,符合其規定的要求。
通過線性關系、精密度和準確度的測定,證明單氰胺采用柱前衍生,高效液相色譜法分析,方法準確、可靠、重現性好,適合測定低含量和合成工藝中的單氰胺殘留。