氣相色譜法測定2,4-二氟硝基苯及其共存雜質(zhì)

梁夢潔，田 強，宗世榮，萬邦隆，李玉葉，蔣興志，雷旭松，王君婷，馬 航

(云天化股份有限公司 研發(fā)中心，云南 昆明 650500)

2,4-二氟硝基苯(2,4-difluoronitrobenzene)是重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥染料液晶材料中間體，可用于藥物氟苯布洛芬的合成[1-7]。目前合成路線是以間二氯苯為原料經(jīng)硝化、氟化、精餾等步驟制得[8]。通過對2,4-二氟硝基苯的合成路線及精餾過程進行分析全過程檢測，2,4-二氟硝基苯合成過程可能存在的共存雜質(zhì)包括間二氯苯、2,4-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基苯、2,6-二氟硝基苯、2-氟-4-氯硝基苯、4-氟-2-氯硝基苯[9]。

目前，分析2,4-二氟硝基苯及其共存雜質(zhì)的方法主要有氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS)、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS)等[10-11]。由于LC-MS、GC-MS等方法操作復(fù)雜并且儀器昂貴，而使用氫火焰離子化檢測器的氣相色譜法操作簡單，能夠滿足2,4-二氟硝基合成過程的含量檢測需求，可用作2,4-二氟硝基苯及其共存雜質(zhì)含量檢測手段。本工作采用FID檢測的氣相色譜法測定2,4-二氟硝基苯及其共存雜質(zhì)的含量，擬對2,4-二氟硝基苯合成過程中建立相應(yīng)的測定方法，為工業(yè)化2,4-二氟硝基苯的合成提供有效工具和數(shù)據(jù)支持。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 8860型氣相色譜儀，配有氫火焰離子檢測器(FID)、分流裝置、程序升溫裝置和色譜工作站。

2,4-二氟硝基苯、間二氯苯、2,4-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基苯、2,6-二氟硝基苯、2-氟-4-氯硝基苯、4-氟-2-氯硝基苯的標準儲備液：1.00 g/L，分別稱取 10.0 mg 2,4-二氟硝基苯、間二氯苯、2,4-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基苯、2,6-二氟硝基苯、2-氟-4-氯硝基苯、4-氟-2-氯硝基苯的標準品，用適量的DMF溶解后轉(zhuǎn)移至 10 mL 容量瓶中，用DMF稀釋至刻度，于 4 ℃ 下保存。

2,4-二氟硝基苯、間二氯苯、2,4-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基苯、2,6-二氟硝基苯、2-氟-4-氯硝基苯、4-氟-2-氯硝基苯的純度均大于99%。

N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為分析純；試驗用水為超純水。

1.2 色譜條件

DB-1色譜柱(25 m×φ0.25 mm,0.25 μm)，載氣為高純氮氣(φ≥99.999%)，進樣口溫度為 250 ℃，汽化室溫度為 250 ℃，檢測器溫度為300℃；進樣方式為分流進樣，分流比3∶1，進樣量 0.5 μL；程序升溫條件為：初始溫度 80 ℃，保持 1 min，升溫速率 20 ℃/min，終溫 250 ℃，保持 4.5 min。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品前處理

5個2,4-二氟硝基苯硝化、氟化合成產(chǎn)品(N1～N5)為合成粗品、3個2,4-二氟硝基苯精餾產(chǎn)品(M1～M3)為合成成品，均由某化工工廠提供。

稱取 10 mg 2,4-二氟硝基苯供試品，用適量DMF溶解后轉(zhuǎn)移至 100 mL 容量瓶中，用DMF稀釋至刻度，搖勻，通過 0.22 μm 有機微孔濾膜過濾，備用。

2 結(jié)果與分析

將2,4-二氟硝基苯及其共存雜質(zhì)對照品進樣后再1.2條件下進樣分析，其色譜圖見圖1。

1:間二氯苯；2:2,6-二氟硝基苯；3:2,4-二氟硝基苯；4:4-氟-2-氯硝基苯；5:2氟-4-氯硝基苯；6:2,6-二氯硝基苯；7:2,4-二氯硝基苯

由圖1可知：7種對照品在進樣后 8 min 內(nèi)完全出峰，各個色譜峰無拖尾，峰形對稱完整。

2.1 線性關(guān)系考察

通過對對照品標準儲備液逐級稀釋，配置一系列標準工作溶液，并采用選定色譜條件對7種標準溶液進行測定，以對應(yīng)各組分的質(zhì)量濃度ρ為橫坐標(X)，各組分峰面積A為縱坐標(Y)，繪制工作曲線，的回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表1。

計算3倍信噪比(3S/N)、10倍信噪(10S/N)分別所對應(yīng)的檢出限和定量限，結(jié)果見表1。

表1 線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限

由表1可知：檢出限為0.04～0.08 mg/L，定量限為0.12～0.36 mg/L。

2.2 加標回收試驗

按試驗方法取任意氟化樣品進行分析，并進行加標回收試驗，計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD)結(jié)果見表2，加標回收率在99.92%～108.00%，RSD為0.03%～0.60%。本方法測定工業(yè)化生產(chǎn)對氟硝基苯中的成分精密度和準確度滿足分析要求。

表2 加標回收試驗結(jié)果

2.3 樣品分析

按照試驗方法對2,4-二氟硝基苯合成硝化、氟化合成粗品、精餾成品進行分析，采用峰面積歸一化法計算其轉(zhuǎn)化率，結(jié)果見表3。

由表3可知，以間二氯苯為原料經(jīng)硝化、氟化合成的2,4-二氟硝基苯粗品N1～N5，其2,4-二氟硝苯轉(zhuǎn)化率最高可達94.84%，其合成原料間二氯苯轉(zhuǎn)化剩余質(zhì)量分數(shù)在0.72%～0.02%，合成中間產(chǎn)物2,4-二氯硝基苯轉(zhuǎn)化剩余質(zhì)量分數(shù)在6.92%～1.90%；2,4-二氟硝基苯精餾成品M1～M3，經(jīng)精餾純化后，其產(chǎn)品2,4-二氟硝基苯的轉(zhuǎn)化率明顯上升，最高可達99.61%其他共存雜質(zhì)含量明顯下降，且2-氟-4-氯硝基苯均為檢出。

表3 樣品分析結(jié)果

3 討論

2,4-二氟硝基苯作為重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、液晶材料等的中間體，本文建立的方法可以同時檢測經(jīng)硝化、氟化、精餾純化等過程合成的2,4-二氟硝基苯及其6種共存雜質(zhì)進行實時分析檢測，進而有效評估目標產(chǎn)物2,4-二氟硝基苯的轉(zhuǎn)化率，所用方法的精密度、準確度都較好，在設(shè)定范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，回收率檢測結(jié)果滿足分析要求。為快速高效檢測工業(yè)化生產(chǎn)合成2,4-二氟硝基苯及其共存雜質(zhì)提供有力保障。