一種利用HPLC外標法測定硫脲合成中硫脲含量的方法與流程

2023-06-10 19:29:01 2

本發明屬於分析
技術領域：
，涉及硫脲的定量分析方法，具體涉及一種利用hplc外標法測定硫脲合成中硫脲含量的方法。
背景技術：
：硫脲又名硫代尿素(thioureach4n2s)白色而有光澤的晶體，味苦，密度1.41g/cm3，熔點176～178℃，加熱時分解，易溶於水，加熱時能溶於乙醇，極微溶於乙醚。熔融時部分發生異構化作用而形成硫氰酸銨。在空氣中會緩慢氧化而變黃，與金屬銅、銀、汞等作用使其表面變黑。作為重要的化工原料和有機化工中間體，硫脲廣泛應用於工業、農業、醫藥製造業等領域。目前製備硫脲的主要方法有硫氰化胺法、氰胺法以及石灰氮法。而對於利用尿素製備硫脲的全新工藝，在製備過程中會產生單氰胺、雙氰胺等副產物，由於極性、性質與硫脲相似，給硫脲的定量產生幹擾。據文獻報導，目前硫脲的檢測方法主要有化學分析法、電化學法、光度法、離子色譜法等。其中化學分析法、電化學法雖比較簡單，但耗時長，人為誤差大，且副產物對硫脲的定量結果產生幹擾，不能對其進行快速、有效的定量分析。技術實現要素：針對現有技術的不足，本發明提供了一種利用hplc外標法測定硫脲合成中硫脲含量的方法。硫脲含有碳硫鍵和氨基，有紫外吸收基團，可以利用紫外檢測器對樣品進行檢測。尤其針對以尿素為原料製備硫脲的全新工藝，在製備過程中產生的主要副產物為單氰胺、雙氰胺、縮三脲、三聚氰酸，由於這些副產物極性、性質與硫脲相似，給硫脲的定量產生幹擾，用一般的分析方法是不易進行分離的，本發明通過配製硫脲、尿素、三聚氰酸、縮三脲、雙氰胺、單氰胺的合理標準混合溶液，經過大量的試驗得到各組分的準確保留時間與有效的分析參數。但不限於該工藝中的硫脲測定，凡是含有本發明中所述的一種或幾種副產物的硫脲樣品均可以採用本方法進行定量測定。按照本方法進行檢測硫脲含量精密度高，重現性好，準確度高，重複性好，能夠實現對樣品的直接定量，且分析時間短，方法簡單易行，方便可靠，無需對樣品進行前處理。一種利用hplc外標法測定硫脲合成中硫脲含量的方法，具體步驟如下：(1)配製硫脲標準溶液：精密稱取50.0mg硫脲標準品於燒杯中，加入100ml濃度為0.25mol/l碳酸氫銨水溶液，使樣品溶解，轉移至500ml容量瓶中，超聲溶解，純乙腈定容至刻度，配成100mg/l的母液vi；分別精確移取10.00ml、20.00ml、25.00ml、25.00ml、20.00ml母液vi於100ml、100ml、100ml、50ml、25ml容量瓶中，純乙腈定容至刻度，得到標準溶液i、ii、iii、iv、v，其硫脲濃度分別為10.0mg/l、20.0mg/l、25.0mg/l、50.0mg/l、80.0mg/l；其中，硫脲標準品純度99.7％，來源於益豐生化環保股份有限公司；乙腈為hplc級，購自西隴科學股份有限公司；碳酸氫銨為分析純，購自天津市恆興試劑製造有限公司；(2)配製硫脲樣品溶液：根據樣品中硫脲的大致含量範圍，精確稱取一定量樣品於100ml容量瓶中，加入10ml濃度為0.25mol/l的碳酸氫銨水溶液進行超聲溶解，純乙腈定容，確保測定時硫脲濃度在10～100mg/l之間；(3)高效液相色譜儀分析：首先將硫脲標準溶液i、ii、iii、iv、v、vi搖勻後，對其進行分析，並同時記錄硫脲的峰面積，採用外標法繪製硫脲的濃度-峰面積標準曲線，得到標準曲線回歸方程；然後對硫脲樣品溶液進行分析，記錄硫脲的峰面積，根據標準曲線回歸方程計算硫脲含量，即硫脲質量分數；該步驟的分析條件為：色譜柱為hilic，柱長為150*4.6mm，柱內徑為5um，檢測波長為200-250nm，柱溫為20-30℃，流動相為乙腈與碳酸氫銨水溶液組成的混合溶液，按體積百分比配比，其中乙腈：88％-98％，0.25mol/l的碳酸氫銨水溶液：2％-12％；流速為0.5-1ml/min，進樣量20μl。在這樣的色譜條件下對硫脲進行檢測，成本最少、時間最省、分離效果最好。其中，檢測器為可變波長檢測器，儀器型號為agilent1260，採購自美國安捷倫公司。精確稱取硫脲3.5mg、原料尿素5.0mg、副產物a1.0mg、副產物b5.0mg、副產物c3.5mg與副產物d3.6mg置於100ml容量瓶中，加入碳酸氫銨水溶液20ml超聲溶解，再用乙腈稀釋至刻度、搖勻，經0.45μm微孔濾膜過濾，得到標準混合樣品，其進樣量為20μl，用以確定各組分保留時間如下表：組分三聚氰酸硫脲雙氰氨縮三脲尿素單氰氨保留時間(min)4.625.856.638.209.1313.5本發明中以hilic為分離色譜柱，實驗中發現，選取不同固定相的色譜柱，zorbaxsb-c18、hypersilods、hypersilbds、hypersilods、hilic、shimadzuvp-ods、inertsilods-sp、extend-c18、zorbaxods、lichrosorbc18，在其它條件完全相同的條件下進樣，以hilic作為分離色譜柱對於硫脲及其原料尿素、副產物均具有良好的選擇性，能夠將硫脲與其他組分完全分離。色譜柱溫度為20-30℃，若溫度過高(>40℃)，副產物三聚氰酸容易分解，這樣的溫度範圍內，在其它條件完全相同條件下進樣，對樣品的分離度，峰形，對稱度等方面影響較小，所有組分均能實現良好分離。本發明中選用乙腈、碳酸氫銨水溶液作為流動相，與採用甲醇作為有機相相比，樣品的分離度較高、柱內殘留樣品少。選擇碳酸氫銨作為緩衝溶液是因為樣品中含有胺基鍵，碳酸氫銨的加入可以抑制樣品在流動相中進行電離，避免由於拖尾造成樣品峰變形。流動相為乙腈與0.25mol/l碳酸氫銨水溶液組成的混合溶液，流速為0.5-1ml/min，經實驗對比，該條件下對樣品的分離度、峰形，對稱度等方面影響較小，硫脲樣品能實現良好分離。本發明選擇外標法便於操作，無需樣品中的各組分都被檢出，計算簡單。本發明與現有技術相比，該方法精密度高，重現性好，準確度高，重複性好，能夠實現對樣品的直接檢測，避免原料與副產物對產品峰的影響，減少分析時間，方法簡單易行，方便可靠。附圖說明圖1為硫脲標準曲線；圖2為實施例1中試液r1樣品的液相色譜圖；圖3為實施例2中試液r2樣品的液相色譜圖；圖4為實施例3中試液r3樣品的液相色譜圖；圖2-4中橫坐標代表保留時間(單位：min)，縱坐標代表電壓值(單位：mau)。具體實施方式以下通過實施例形式的具體實施方式，對本發明的上述內容做進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下的實例。凡基於本發明上述內容所實現的技術均屬於本發明的範圍，除特殊說明外，下述實施例中均採用常規現有技術完成。以下實施例中試劑來源均為：乙腈為hplc級，購自西隴科學股份有限公司；碳酸氫銨為分析純，購自天津市恆興試劑製造有限公司；硫脲標準品純度99.7％，來源於益豐生化環保股份有限公司；實施例1現有一批未知濃度的硫脲樣品，硫脲濃度約為40％，需要對硫脲含量進行測定，採用高效液相色譜儀進行檢測、外標法定量分析，具體步驟包括：(1)配製硫脲標準溶液：精密稱取50.0mg硫脲標準品於燒杯中，加入100ml濃度為0.25mol/l碳酸氫銨水溶液，使樣品溶解，轉移至500ml容量瓶中，超聲溶解，純乙腈定容至刻度，配成100mg/l的母液vi。分別精確移取10.00ml、20.00ml、25.00ml、25.00ml、20.00ml母液vi於100ml、100ml、100ml、50ml、25ml容量瓶中，純乙腈定容至刻度，得到標準溶液i、ii、iii、iv、v，其硫脲濃度分別為10.0mg/l、20.0mg/l、25.0mg/l、50.0mg/l、80.0mg/l；(2)配製硫脲樣品溶液：分別精密稱取40.0mg(m)樣品三份於100ml容量瓶中，乙腈定容，得試液r1，s1，t1；(3)高效液相色譜儀分析：首先將硫脲標準溶液i、ii、iii、iv、v、vi搖勻後，對其進行分析，並同時記錄硫脲的峰面積，採用外標法繪製硫脲的濃度-峰面積標準曲線，得到標準曲線回歸方程；然後對硫脲樣品溶液進行分析，記錄硫脲的峰面積，根據標準曲線回歸方程計算硫脲含量，即硫脲質量分數；該步驟的分析條件為：色譜柱為hilic，柱長為150*4.6mm，柱內徑為5um，檢測波長為210nm，柱溫為20℃，流動相為按體積百分比，乙腈90％與0.25mol/l碳酸氫銨水溶液10％組成的混合溶液，流速為0.8ml/min，進樣量20μl。分別計算各試液r1，s1，t1含量，取三次測定結果平均值，得到最終含量為43.6％。實施例2現有一批未知濃度的硫脲樣品，硫脲濃度約為50％，需要對硫脲含量進行測定，具體步驟為：一種利用hplc外標法測定硫脲合成中的硫脲含量的方法，採用高效液相色譜儀進行檢測、外標法定量分析，具體步驟包括：(1)配製硫脲標準溶液：同實施例1的步驟(1)；(2)配製硫脲樣品溶液：分別精密稱取60.0mg(m)樣品三份於100ml容量瓶中，乙腈定容，得試液r1，s1，t1；(3)高效液相色譜儀分析：首先將硫脲標準溶液i、ii、iii、iv、v、vi搖勻後，對其進行分析，並同時記錄硫脲的峰面積，採用外標法繪製硫脲的濃度-峰面積標準曲線，得到標準曲線回歸方程；然後對硫脲樣品溶液進行分析，記錄硫脲的峰面積，根據標準曲線回歸方程計算硫脲含量，即硫脲質量分數；該步驟的分析條件為：色譜柱為hilic，柱長為150*4.6mm，柱內徑為5um，檢測波長為210nm，柱溫為23℃，流動相為按體積百分比，乙腈90％與0.25mol/l碳酸氫銨水溶液10％組成的混合溶液，流速為0.8ml/min，進樣量20μl。分別計算三次各試液含量，計算平均值，得到最終含量為47.7％。實施例3現有一批未知濃度的硫脲樣品，硫脲濃度約為60％，需要對硫脲含量進行檢測。一種利用hplc外標法測定硫脲合成中的硫脲含量的方法，採用高效液相色譜儀進行檢測、外標法定量分析，具體步驟包括：(1)配製硫脲標準溶液：同實施例1的步驟(1)；(2)配製硫脲樣品溶液：分別精密稱取96.0mg(m)樣品三份於100ml容量瓶中，乙腈定容，得試液r1，s1，t1；(3)高效液相色譜儀分析：首先將硫脲標準溶液i、ii、iii、iv、v、vi搖勻後，對其進行分析，並同時記錄硫脲的峰面積，採用外標法繪製硫脲的濃度-峰面積標準曲線，得到標準曲線回歸方程；然後對硫脲樣品溶液進行分析，記錄硫脲的峰面積，根據標準曲線回歸方程計算硫脲含量，即硫脲質量分數；該步驟的分析條件為：色譜柱為hilic，柱長為150*4.6mm，柱內徑為5um，檢測波長為210nm，柱溫為28℃，流動相為按體積百分比，乙腈90％與0.25mol/l碳酸氫銨水溶液10％組成的混合溶液，流速為0.8ml/min，進樣量20μl。分別計算三次各試液含量，計算平均值，得到最終含量為60.8％。試驗例1、精密度實驗取實施例1中試液r1為考察對象，搖勻後利用高效液相色譜儀上的20μl定量環精確進樣分析6次並同時記錄峰面積，比較峰面積得到，其rsd小於0.5％，表明本發明所述的檢測方法精密度良好。表1精密度實驗結果2、穩定性實驗取實施例2中試液r2為考察對象，試液r2於8℃放置，並分別在0h，6h，12h，24h，48h，72h進樣20μl並同時記錄峰面積，比較峰面積得到，其rsd小於0.5％，表明樣品溶液的穩定性良好，因此本發明所述檢測方法的穩定性高。表2穩定性實驗結果3、重現性實驗取實施例3中試液r3為考察對象，由不同研發人員於不同實驗室在同一型號儀器上進樣6次，測定該方法的重現性。利用高效液相色譜儀上的20μl定量環精確進樣分析，並同時記錄峰面積比，比較其峰面積比得到rsd小於0.5％，表明本發明所述檢測方法的重現性良好。表3重現性實驗結果4、加標回收實驗為驗證該分析方法準確性，精密稱取50.0mg硫脲標準品(純度99.7％)於燒杯中，100ml碳酸氫銨水溶液溶解樣品，轉移至500ml容量瓶中，乙腈定容至刻度，配成100.0mg/l母液g，分別精確移取25.00ml、25.00ml、25.00ml母液g於100ml容量瓶中，分別加入相當於2.0mg，3.0mg，4.0mg的標準品定容至刻度並標記為試液h、i、j，搖勻後利用高效液相色譜儀上的20μl定量環精確進樣分析，並同時記錄樣品峰面積，根據峰面積計算其加標回收率(見表4)。表4加標回收率由表4可以看出，樣品回收率測量值在99％-105％之間，能夠滿足日常分析精度要求，表明可以使用此測試條件作為硫脲含量的分析方法。通過以上精密度、穩定性、重現性以及加標回收試驗可以看出，本發明所述的利用高效液相色譜法檢測硫脲含量的方法是方便可行的，該方法精密度高、重現性好、準確度高、重複性好，能夠實現對樣品的直接檢測，無需對樣品進行特殊前處理，大大減少分析時間。當前第1頁12