СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛА И ГВАЯКОЛА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ Российский патент 2000 года по МПК G01N30/00 G01N30/02 G01N31/00 

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений (разделение и определение) и может быть использовано в анализе природной, питьевой и очищенной сточной воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является способ разделения фенола и гваякола с применением колонки, заполненной полимерным адсорбентом сефадекс G-25 (Woof J.B., Pierce J.S. J. Chromatogr. - 1967. N 28. P. 94). Разделение фенола и гваякола при адсорбции из водного раствора происходит в результате различия степени связывания фенола и гваякола с остатками карбоксильных групп, присутствующих в матрице адсорбента. Изменения пропускания света (%) в элюате фиксируют при помощи автоанализатора с УФ-детектором.

Недостатки прототипа - невысокая селективность (коэффициент селективности β = 1,2) и длительность определения (около 3 ч).

Задачей изобретения является повышение селективности определения фенола и гваякола в водном растворе и сокращение времени анализа.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе раздельного определения фенола и гваякола в водных растворах путем пропускания анализируемой пробы через хроматографическую колонку, заполненную полимерным адсорбентом, и детектирования элюата оптическим методом, новым является то, что в качестве полимерного адсорбента используют полисорб C, обработанный смесью хлороформа и дициклогексил-18-краун-6 при соотношении компонентов в смеси, мас.%:
Дициклогексил-18-краун-6 - 58 - 62
Хлороформ - 42 - 38
Положительный эффект по предлагаемому способу достигается за счет существенного повышения коэффициента селективности (2, 3 против 1,2 в прототипе) адсорбента, обработанного смесью хлороформа и краун-эфира (дициклогексил-18-краун-6). Адсорбция фенола и гваякола протекает в жидкой пленке смеси краун-эфира и хлороформа, что приводит к возрастанию скорости сорбции и десорбции и сокращает время определения до 1 ч. При пропускании водного раствора через колонку с полимерным адсорбентом, обработанным смесью дициклогексил-18-краун-6 и хлороформа, сначала из колонки элюируется чистый растворитель (вода), далее появляется и непрерывно элюируется гваякол; он обладает малым сродством к неподвижной фазе и поэтому удерживается слабее. В последнюю очередь элюируется смесь фенола и гваякола. Первый пик на дифференциальном графике зависимости аналитического сигнала от объема прошедшего через колонку водного раствора соответствует гваяколу, второй - фенолу (Лабораторное руководство по хроматографическим и смежным методам. Пер.с англ. /Под ред. О.Микеша. - М.: Мир, 1982. - Ч. 1. - С. 29).

Способ раздельного определения фенола и гваякола в водных средах включает три этапа:
1) предварительную обработку полимерного адсорбента (полисорб C) смешанной жидкой неподвижной фазой;
2) пропускание через колонку анализируемой пробы;
3) измерение содержания фенола и гваякола в элюате оптическим методом.

Анализ выполняют по следующей методике.

На 1 г сорбента (полисорб C) наносят 1 см³ смеси дициклогексил-18-краун-6 и хлороформа. Обработанный адсорбент помещают в хроматографическую колонку, через которую пропускают анализируемую пробу (2,0±0,5 см³/мин), подкисленную соляной кислотой до pH 3 - 4. На выходе из колонки отбирают порции элюата объемом 2 - 5 см³ и определяют в них содержание фенола и гваякола любым оптическим методом. При детектировании фотометрическим методом содержание фенола и гваякола в элюате находят после проведения реакции с 4-аминоантипирином (КФК-2, λ = 490 нм) (Коренман И.М. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. - М.: Химия, 1975. - С. 75).

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

На 1 г полисорба C наносят 1 см³ смеси дициклогексил-18-краун-6 и хлороформа (57 и 43 мас.% соответственно). Обработанный адсорбент помещают в хроматографическую колонку, через которую пропускают анализируемую пробу (2,0±0,5 см³/мин), подкисленную соляной кислотой до pH 3 - 4. Содержание фенола и гваякола в 1 см³ раствора - по 1 мкг. Объем анализируемой пробы - 50 см³. На выходе из колонки отбирают порции элюата объемом 2 - 5 см³ и определяют в них содержание фенола и гваякола фотометрическим методом после проведения реакции с 4-аминоантипирином.

Способ неосуществим, так как не достигается разделение фенола и гваякола. Найдено 85% фенола и 70% гваякола.

Пример 2.

Проводится аналогично примеру 1, но смешанная неподвижная фаза состоит из 58 мас. % дициклогексил-18-краун-6 и 42 мас.% хлороформа. Найдено 100% фенола и 100% гваякола. Способ осуществим.

Пример 3.

Проводится аналогично примеру 1, но смешанная неподвижная фаза состоит из 59 мас. % дициклогексил-18-краун-6 и 41 мас.% хлороформа. Найдено 100% фенола и 100% гваякола. Способ осуществим.

Пример 4.

Проводится аналогично примеру 1, но смешанная неподвижная фаза состоит из 60 мас. % дициклогексил-18-краун-6 и 40 мас.% хлороформа. Найдено 100% фенола и 100% гваякола. Способ осуществим.

Пример 5.

Проводится аналогично примеру 1, но смешанная неподвижная фаза состоит из 61 мас. % дициклогексил-18-краун-6 и 39 мас.% хлороформа. Найдено 100% фенола и 100% гваякола. Способ осуществим.

Пример 6.

Проводится аналогично примеру 1, но смешанная неподвижная фаза состоит из 62 мас. % дициклогексил-18-краун-6 и 38 мас.% хлороформа. Найдено 100% фенола и 100% гваякола. Способ осуществим.

Пример 7.

Способ неосуществим, поскольку дициклогексил-18-краун-6 неполностью растворяется в хлороформе при соотношении их мас.% 63:37.

Результаты определения фенола и гваякола в водных растворах предлагаемым способом приведены в таблице.

Из примеров 1 - 7 (таблица) следует, что предлагаемый способ осуществим в диапазоне содержания дициклогексил-18-краун-6 в смеси 62 - 58 мас.%. Дальнейшее понижение содержания дициклогексил-18-краун-6 в смеси нецелесообразно, поскольку при этом не достигается селективное определение фенола и гваякола. При содержании дициклогексил-18-краун-6 в смеси более 62 мас.% краун-эфир растворяется в хлороформе неполностью.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ определения фенола и гваякола более эффективен и позволяет:
1) повысить коэффициент селективности при определении фенола и гваякола в водных растворах (2,3 против 1,2 в прототипе);
2) снизить время анализа (1 ч против 3 ч в прототипе).

Способ применим при анализе природной, питьевой и очищенной сточной воды. В способе раздельного определения фенола и гваякола в водных растворах путем пропускания анализируемой пробы через хроматографическую колонку, заполненную полимерным адсорбентом, и детектирования элюата оптическим методом в качестве полимерного адсорбента используют полисорб С, обработанный смесью хлороформа и дициклогексил-18-краун-6 при соотношении компонентов в смеси, маc. %: дициклогексил-18-краун-6 - 58-62; хлороформ - 42-38. По сравнению с прототипом предлагаемый способ определения фенола и гваякола более эффективен и позволяет повысить коэффициент селективности при определении фенола и гваякола в водных растворах (2,3 против 1,2 в прототипе), снизить время анализа (1 ч против 3 ч в прототипе). 1 табл.

Способ раздельного определения фенола и гваякола в водных растворах путем пропускания анализируемой пробы через хроматографическую колонку, заполненную полимерным адсорбентом, и детектирования элюата оптическим методом, отличающийся тем, что в качестве полимерного адсорбента используют полисорб С, обработанный смесью хлороформа и дициклогексил-18-краун-6 при соотношении компонентов в смеси мас.%:
Дициклогексил-18-краун-6 - 58 - 62
Хлороформ - 42 - 38