高效液相色譜法測定吡蟲啉殺蟲劑中4種關(guān)鍵雜質(zhì)殘留量

王根林,孟 穎

(江蘇揚農(nóng)化工集團有限公司,揚州 225009)

吡蟲啉是一種新型超高效內(nèi)吸性廣譜煙堿類殺蟲劑[1],其作用機理是選擇性抑制昆蟲煙堿型乙酰膽堿受體,從而阻斷神經(jīng)系統(tǒng)信號正常傳導,起到殺蟲作用[2],具有高效、高選擇性、低毒、低污染等特點,在衛(wèi)生害蟲防治領(lǐng)域具有廣闊的應用前景[3]。目前,縮合法生產(chǎn)吡蟲啉是國內(nèi)企業(yè)最廣為應用的一種方法[4],該方法由咪唑烷與2-氯-5-氯甲基吡啶在堿性條件下進行縮合反應制得吡蟲啉,在合成反應液和粗品中存在或殘留硝酸胍、硝基胍、咪唑烷和2-氯-5-氯甲基吡啶,在精制過程中無法完全去除,從而影響產(chǎn)品質(zhì)量,因此這些雜質(zhì)的測定對吡蟲啉成品質(zhì)量控制有重要意義。已報道的吡蟲啉檢測方法主要有高效液相色譜法[5-6]、氣相色譜法[7-8]、光譜法[9-10]、電化學法[11]和液相色譜-質(zhì)譜法[12]等,上述分析方法局限于對吡蟲啉主含量或個別雜質(zhì)的測定,對硝酸胍、硝基胍、咪唑烷和2-氯-5-氯甲基吡啶的同時測定方法目前尚無研究。針對該問題,本工作采用高效液相色譜法,實現(xiàn)了吡蟲啉中4種關(guān)鍵雜質(zhì)的同時分析,可用于吡蟲啉成品質(zhì)量的檢測與控制。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1260型高效液相色譜儀,配二極管陣列檢測器(DAD);XPE 205 型電子天平;Milli-Q Academic型超純水純化系統(tǒng)。

混合標準溶液:400 mg·L-1,稱取硝酸胍、硝基胍、咪唑烷、2-氯-5-氯甲基吡啶各40.0 mg,加入20%(體積分數(shù),下同)甲醇溶液超聲溶解,轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,用20%甲醇溶液定容,配制成硝酸胍、硝基胍、咪唑烷、2-氯-5-氯甲基吡啶的質(zhì)量濃度均為400 mg·L-1的混合標準溶液。

硝酸胍、2-氯-5-氯甲基吡啶、七氟丁酸、三氟乙酸和五氟丙酸,純度均不小于99%;吡蟲啉,純度不小于98.5%;硝基胍、咪唑烷,純度不小于98%;乙酸銨為分析純;試驗用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

Agilent Eclipse XDB C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5μm);柱溫30 ℃;進樣體積5.0μL;流量0.3 mL·min-1;檢測波長270 nm;流動相A 為甲醇,B為含10 mmol·L-1七氟丁酸的20 mmol·L-1乙酸銨溶液。梯度洗脫程序:0～5 min時,A 為15%;5～10 min 時,A 由15%升至75%,保持5 min;15～17 min 時,A 由75%降至15%,保持3 min。

1.3 試驗方法

稱取吡蟲啉樣品2.000 g,用20%甲醇溶液超聲溶解后定容至100 mL,經(jīng)0.22μm 有機相針式過濾頭過濾,取濾液按儀器工作條件進行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 流動相的選擇

試驗考察了甲醇-水、甲醇-乙酸銨溶液和甲醇-乙酸銨溶液-七氟丁酸等3種流動相體系對目標化合物分離效果的影響,如圖1所示。

由圖1可知:在甲醇-水體系中,硝酸胍、硝基胍和咪唑烷出峰太快,保留差,且硝酸胍與硝基胍色譜峰發(fā)生重疊,導致無法定性定量;在甲醇-乙酸銨溶液體系中,硝基胍、硝酸胍和咪唑烷的保留有所增強,但分離度仍然沒有改善;在甲醇-乙酸銨溶液體系中,加入七氟丁酸后,硝酸胍和硝基胍實現(xiàn)基線分離。

圖1 吡蟲啉雜質(zhì)在不同流動相體系下的色譜圖Fig.1 Chromatograms of impurities of imidacloprid in different mobile phase systems

硝酸胍與硝基胍均為有機堿類離子化合物,電離能力強,在反相色譜系統(tǒng)中保留較弱,因此利用在流動相中加入離子對試劑與其形成疏水性離子對的特點,增強色譜保留,改善分離效果。由于辛烷磺酸鈉、己烷磺酸鈉和十二烷基磺酸鈉等常用離子對試劑為難揮發(fā)性鹽,在色譜柱中易析出,從而造成色譜柱損傷、分析結(jié)果重現(xiàn)性差等,試驗選擇在乙酸銨溶液中分別加入三氟乙酸、五氟丙酸和七氟丁酸等3種沸點較低的可揮發(fā)性離子對試劑,比較其分離效果。結(jié)果表明:隨著全氟代有機酸中碳鏈的增加,離子對化合物在固定相的保留逐漸增強,在七氟丁酸的條件下,硝酸胍、硝基胍和咪唑烷的分離度較好,因此采用七氟丁酸為離子對試劑。增加七氟丁酸的濃度可提高分離度,但其濃度過高(＞20 mol·L-1)會造成各組分保留時間加長,因此試驗選擇七氟丁酸的濃度為10 mmol·L-1。

2.2 色譜柱的選擇

在優(yōu)化的色譜條件下,依據(jù)文獻中提及的色譜柱型號,試驗選擇性能相近的3種色譜柱,分別考察其分離效果,結(jié)果如圖2所示。

圖2 吡蟲啉雜質(zhì)在不同色譜柱下的色譜圖Fig.2 Chromatograms of impurities of imidacloprid on different chromatographic columns

由圖2可知:吡蟲啉主峰與硝酸胍、硝基胍、咪唑烷、2-氯-5-氯甲基吡啶在3種色譜柱上均能實現(xiàn)較好分離。但在此色譜條件下,2-氯-5-氯甲基吡啶在Dikmatech Inspire C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm)上保留過強,使得分析效率降低;硝酸胍及硝基 胍 在 Waters Symmetry C18柱(150 mm ×4.6 mm,5μm)上峰形拖尾較明顯,對數(shù)據(jù)的準確性有一定的影響;而5 種目標物在Agilent Eclipse XDB C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm)上峰形對稱,出峰時間較短,因此試驗選擇Agilent Eclipse XDB C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm)同時測定吡蟲啉成品中4種關(guān)鍵雜質(zhì)含量。

2.3 系統(tǒng)適用性試驗

稱取吡蟲啉2.000 g置于100 mL容量瓶中,加入混合標準溶液5.0 mL。用20%甲醇溶液溶解并稀釋至刻度,配制成含雜質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為0.10%的吡蟲啉溶液作為系統(tǒng)適用性溶液。將系統(tǒng)適用性溶液按照色譜條件進樣分析,連續(xù)進樣6次。結(jié)果顯示,空白溶劑無干擾,硝酸胍、硝基胍、咪唑烷、吡蟲啉和2-氯-5-氯甲基吡啶的保留時間分別為2.3,3.8,5.3,10.8,14.9 min。連續(xù)進樣系統(tǒng)適用性溶液,各雜質(zhì)峰面積的相對標準偏差(RSD)均小于2.0%,保留時間的RSD 均小于1.0%,說明該系統(tǒng)穩(wěn)定,能滿足測定要求。該色譜條件下各組分峰形較好,理論塔板數(shù)均大于10 000。

2.4 標準曲線與檢出限

移取混合標準溶液0.1,0.5,2.5,5.0,10.0 mL,分別置于5個100 mL 容量瓶中,用20%甲醇溶液稀釋至刻度,配制成質(zhì)量濃度分別為0.4,2.0,10,20,40 mg·L-1的混合標準溶液系列,按儀器工作條件進行測定。以4種關(guān)鍵雜質(zhì)的質(zhì)量濃度為橫坐標,對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。結(jié)果表明:4種關(guān)鍵雜質(zhì)的質(zhì)量濃度均在0.4～40 mg·L-1內(nèi)與其對應的峰面積呈線性關(guān)系,線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表1。

將混合標準溶液不斷稀釋進樣,以3倍信噪比(S/N)和10倍信噪比分別計算方法的檢出限(3S/N)和測定下限(10S/N),結(jié)果見表1。

表1 線性參數(shù)、檢出限和測定下限Tab.1 Linearity parameters,detection limits and lower limits of determination

2.5 精密度試驗

稱取吡蟲啉2.000 g,加入混合標準溶液5.0 mL,用20%甲醇溶液稀釋,并定容至100 mL容量瓶中。平行配制6份,按色譜條件測定,雜質(zhì)硝酸胍、硝基胍、咪唑烷、2-氯-5-氯甲基吡啶測定值的RSD 分別為1.4%,1.3%,1.5%,1.7%,結(jié)果表明該方法的精密度良好。

2.6 回收試驗

稱取吡蟲啉2.000g,共12份,分別加入400mg·L-1混合標準溶液4.0,5.0,6.0 mL[相當于加標量1.6,2.0,2.4mg,即各雜質(zhì)的限度量(0.1%)的80%,100%,120%]各4份,用20%甲醇溶液稀釋并定容至100 mL,按儀器工作條件測定,每個加標水平平行測定6 次,進行加標回收試驗。計算回收率和測定值的RSD,結(jié)果見表2。

表2 回收試驗結(jié)果(n＝6)Tab.2 Results of test for recovery(n＝6)

2.7 樣品分析

按照試驗方法對3個批次的吡蟲啉成品進行分析,采用外標法計算吡蟲啉中4種關(guān)鍵雜質(zhì)的殘留量,結(jié)果見表3。

表3 樣品分析結(jié)果Tab.3 Analytical results of samples mg·kg-1

本工作采用高效液相色譜法同時測定吡蟲啉成品中硝酸胍、硝基胍、咪唑烷和2-氯-5-氯甲基吡啶的殘留量。該方法分離度好、回收率高、檢出限低,可高效、準確地實現(xiàn)對吡蟲啉成品中微量雜質(zhì)的測定,可為吡蟲啉成品的質(zhì)量控制提供依據(jù)和參考。