Дипломная работа - Самарский государственный университет

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Химический факультет
Кафедра аналитической и экспертной химии
Специализация: аналитическая химия
ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ КАТИОННЫХ И
АМФОТЕРНЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В СЫРЬЕ И
МОЮЩИХ СРЕДСТВАХ МЕТОДАМИ ТСХ И ВЭЖХ
Дипломная работа
Выполнила студентка
5 курса 452 группы
Панова Эльвира Викторовна
__________________________
(подпись)
Научные руководители
к.х.н., доцент
Лобачёва И. В.
____________________
(подпись)
аспирант
Колотвин А. А.
____________________
(подпись)
Допустить к защите
Зав. кафедрой
д. х. н., профессор
Лобачёв А. Л.
Работа защищена
“___”______________200__г.
Оценка __________________
_______________________
(подпись)
Председатель ГАК
д. х. н., профессор
Буряк А. К.
“___ ”_______________200__ г.
______________________
(подпись)
Самара 2006
2
СОДЕРЖАНИЕ
1
ВВЕДЕНИЕ __________________________________________________________ 5
2
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ _________________________________________________ 6
2.1
Хроматографические методы в анализе ПАВ __________________________ 6
2.1.1 Особенности механизма разделения катионных ПАВ методом ВЭЖХ ___ 6
2.1.1.1 Обращённо – фазовая ВЭЖХ __________________________________ 7
2.1.1.2 Нормально – фазовая ВЭЖХ ___________________________________ 8
2.1.1.3 Ионообменная хроматография _________________________________ 9
2.1.1.4 Хромато-масс-спектрометрия _________________________________ 10
2.1.2 Особенности механизма разделения амфотерных ПАВ методом ВЭЖХ _ 11
2.1.3 Особенности механизма разделения ПАВ методом ТСХ ______________ 12
2.1.3.1 Катионные ПАВ ____________________________________________ 13
2.1.3.2 Амфотерные ПАВ ___________________________________________ 14
2.2
Твердофазная экстракция в анализе ПАВ _____________________________ 14
2.3
Химические методы в анализе ПАВ _________________________________ 15
2.4
Электрохимические методы в анализе ПАВ ___________________________ 16
2.5
Капиллярный электрофорез (ЭФ) в анализе ПАВ ______________________ 17
2.6
Оптические методы в анализе ПАВ __________________________________ 18
2.6.1 Определение ПАВ методом спектрометрии _________________________ 18
2.6.2 Определение катионных ПАВ спектрофотометрическим методом ______ 19
2.7
Тест-методы в анализе ПАВ ________________________________________ 21
2.8
Детектирование ПАВ _____________________________________________ 21
2.8.1 Особенности способов детектирования КПАВ ______________________ 21
2.8.1.1 Адсорбция в УФ области спектра ______________________________ 21
2.8.1.2 Детектирование с применением постколоночных реакций _________ 22
2.8.1.3 Другие способы детектирования КПАВ ________________________ 23
2.8.2 Особенности способов детектирования АМФПАВ ___________________ 23
3
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ______________________________________ 26
3.1
Реагенты и оборудование __________________________________________ 26
3.2
Методика проведения эксперимента _________________________________ 30
3
3.2.1 Твёрдофазная экстракция ________________________________________ 30
3.2.2 Сравнение разделительной способности ТСХ систем для КПАВ и
АМФПАВ ___________________________________________________________ 30
3.2.3 Оптимизация состава ПФ в методе ВЭЖХ __________________________ 34
3.2.3.1 Выбор оптимальной концентрации перхлората натрия в ПФ _______ 34
3.2.3.2 Оптимизация соотношения растворителей в ПФ _________________ 37
3.2.4 Определение КПАВ и АМФПАВ в модельных смесях ________________ 50
3.2.5 Определение КПАВ и АМФПАВ в производимых МС _______________ 52
4
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ _______________________________________ 55
5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ______________________________________________________ 57
6
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ _________________________ 58
ПРИЛОЖЕНИЕ _________________________________________________________ 68
4
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ПАВ – поверхностно-активные вещества
КПАВ – катионные поверхностно-активные вещества
АПАВ – анионные поверхностно-активные вещества
НПАВ – неиногенные поверхностно-активные вещества
АМФПАВ – амфотерные поверхностно-активные вещества
ВЭЖХ – высоко-эффективная жидкостная хроматография
ОФ ВЭЖХ – обращенно-фазовая жидкостная хроматография
НФ ВЭЖХ – нормально-фазовая жидкостная хроматография
ТСХ – тонкослойная хроматография
ТФЭ – твердофазная экстракция
ПФ – подвижная фаза
НФ – неподвижная фаза
ТГФ – тетрагидрофуран
МРД – модифицированный реактив Драгендорфа
ДМД – диодно-матричный детектор
РМД – рефрактометрический детектор
ПЖ – пинакриптол желтый
УФ – ультрафиолетовая область
ГХ – газовая хроматография
МС – моющее средство
АС – алкилсульфаты
АЭС – алкилэтоксилированные сульфаты
5
1 ВВЕДЕНИЕ
Катионные поверхностно-активные вещества (КПАВ) и амфотерные поверхностно-активные вещества (АМФПАВ) широко используются в различных моющих,
антистатических и антисептических средствах. Природные и синтетические ПАВ являются обязательными компонентами большинства современных технологических
процессов и препаратов [1]. Поэтому определение содержания ПАВ в разнообразных
объектах является актуальной задачей. Разнообразие объектов и целей анализа делает необходимой задачу разработки методик определения КПАВ и АМФПАВ в смесях, различающихся по своей чувствительности, избирательности, экспрессности.
После применения ПАВ обычно попадают в окружающую среду. Сегодня ПАВ
являются одними из основных загрязнителей гидросферы. Всё это обуславливает
необходимость аналитического контроля производства ПАВ и содержания их в различных объектах – природных и сточных водах, технологических растворах промышленных предприятий, продуктах бытовой химии.
Анализ ПАВ можно проводить различными методами: ГХ, ТСХ, ВЭЖХ, УФ- ,
ИК- , ЯМР–спектрометрией и химическими методами [2, 3].
Таким образом, целью нашего исследования является определение КПАВ и
АМФПАВ в композициях моющих средств и сырье.
6
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
2.1 Хроматографические методы в анализе ПАВ
2.1.1 Особенности механизма разделения катионных ПАВ методом ВЭЖХ
Производство катионных ПАВ (КПАВ) составляет 4-5% от общего производства
ПАВ в мире. Около 90% от общего производства КПАВ приходиться на четвертичные аммониевые соединения (рис. 1). Все четвертичные аммониевые соединения обнаруживают фунгицидные и биоцидные свойства, особенно этот эффект выражен у солей алкилдиметилбензиламмония (АДБА). Антибактериальная активность
данных КПАВ исчезает в присутствии АПАВ и анионных полиэлектролитов, образующих с ними малорастворимые соли. В настоящее время наблюдается тенденция к
замене диалкилдиметиламмония (ДДА) в рецептурах моющих средств на N-метил-ди
(алкилкарбоксиэтил)-2-гидроксиэтиламмоний (МАГА). Так как ДДА обладают плохой биоразлагаемостью.
CH3
R N R X
CH3
CH3
R N ŃÍ
CH3
a
3
CH3
R N CH2CH2OH X
CH3
â
X
á
CH3
CH2 N R X
CH3
N
R
X
ä
ã
O
H3C
CH2CH2OC
R
N
OHCH2CH2
X
CH2CH2OC
å
R
O
R=C12-C18; X=Cl, Br, CH3OSO3
Рис. 1. Структурные формулы молекул КПАВ: а-диалкилдиметиламмоний (ДДА); балкилтриметиламмоний (АТА); в-алкилдиметил (гидроксиэтил) аммоний (АДГА); галкилдиметилбензиламмоний (АДБА); д-алкилпиридиний (АП); е-N-метил-ди (алкилкарбоксиэтил)2-гидроксиэтиламмоний (МАГА).
7
Большинство современных методов анализа КПАВ основываются на применение жидкостной хроматографии, т. к. ЖХ позволяет не только определять общее содержание КПАВ, но также определять распределение по длинам алкильных радикалов, проводить качественное определение.
2.1.1.1 Обращённо – фазовая ВЭЖХ
ВЭЖХ разделение КПАВ наиболее часто проводят, используя обращённо – фазовую ВЭЖХ (ОФ ВЭЖХ) с ПФ содержащими неорганические соли. Разделение
КПАВ оптимизируют при помощи варьирования ионной силы, изменения значения
рН или подбором противоиона в ПФ. Время удерживания КПАВ на колонках с С 8 и
С18 является слишком большим [4] поэтому наиболее часто в условиях ОФ ВЭЖХ используют сорбенты с привитыми к силикагелю CN – группами, также используются
другие колонки с полистериновыми сорбентами и фенил – привитыми фазами. Колонки с полимерными сорбентами не обеспечивают высокого разделения КПАВ в ряду гомологов, в отличие от привитого силикагеля [5].
Для УФ детектирования в низкой области УФ – адсорбции (190 – 210 нм) применяют противоионы, такие как перхлорат. Разделение можно оптимизировать путем
подбора отношения между двумя противоионами, имеющими разный липофильный
характер, перхлорат и метансульфонат. Разделение КПАВ контролируется подбором
значения рН ПФ, для этого добавляют фосфорную кислоты, так как в этом случае
можно получить преимущества буферного раствора.
Вопреки хорошей растворимости КПАВ в воде, во всех ОФ ВЭЖХ используют
ПФ, содержащие существенный процент органической состовляющей растворителя,
так как:
1. Важно избежать процесса мицелообразования. Типичные КПАВ не образуют мицелл при концентрации метанола 20 – 25 % [6].
2. Потери КПАВ вследствие его адсорбции на внутренних частях прибора, из-за
применения ПФ с очень низким содержанием органической компоненты.
3. КПАВ тем сильнее удерживаются на колонке, чем выше процент воды в ПФ.
В большинстве случаев, в качестве ПФ используют смеси ТГФ/вода или ацетонитрил/вода при низком значении рН, применяя колонку с CN – привитой фазой.
КПАВ элюируются в порядке увеличения общего содержания алкильной составляющей в строении их молекулы. В случае КПАВ, которые имеют в составе своей
8
молекулы этоксильные группы, трудно подобрать ОФ условия, при которых не разделялись бы также компоненты согласно уменьшению длины этоксильной цепи [7].
Авторы
статьи
[8]
предлагают
использовать
колонку
Dionex
Corp.,
Sunnyvale,CA,которая разработана для разделения ряда различных ПАВ. Она является
высокоселективной и способна катионные, неионогенные, и анионные ПАВ в одном
хроматографическом анализе. Простые, летучие
фазы совместимы с масс-
спектрометрией, облегчая применение колонки к исследованию уровня следовых количеств ПАВ в различных матрицах, включая фармацевтические и экологические образцы.
Преимущества колонки:
• Высокая селективность при разделении анионных, неионогенных и катионных
ПАВ
• Хорошие пиковые формы, особенно для катионных поверхностно-активных
веществ
• Улучшенное разделение для этоксилированных ПАВ
• Совместимость с гидрофильными подвижными фазами
• Метод
является совместимым с УФ, испарительным светорассеивающим
(ELSD), МС и кондуктометрическим детектированием.
Колонка удобна для того, чтобы анализировать ПАВ в различных изделиях, типа
МС, кондиционеров для тканей, шампуней и жидкости для полоскания рта.
2.1.1.2 Нормально – фазовая ВЭЖХ
Диалкилдиметиламмониевые соли с алкильными радикалами С14 – С18, используемые как добавки для умягчения тканей в моющих средствах, плохо растворимы в воде. Таким образом, для анализа таких КПАВ целесообразнее использовать
нормально – фазовую ВЭЖХ (НФ ВЭЖХ), особенно при определении КПАВ в объектах окружающей среды. Наиболее часто в качестве детектора используют кондуктометрический детектор, а изолирование и ввод КПАВ в систему ВЭЖХ проводят в виде ионных пар.
Порядок элюирования КПАВ в НФ ВЭЖХ обратен порядку элюирования в ОФ
ВЭЖХ, т.е. время удерживания увеличивается с уменьшением доли алкильного радикала в молекуле КПАВ. Таким образом, как сообщается [9, 10], следующие вещества элюируются в следующем порядке: триэтилметиламониевые КПАВ элюируются
9
первыми, далее элюируются диалкилдиметиламмониевые КПАВ, потом четвертичные имидозалиновые производные, алкилдиметилбензиламмониевые КПАВ и
последними моноалкилтриметиламмониевые КПАВ. При соблюдении условий описанных в авторами публикации [10, 11], можно достичь частичного разделения по
длинам алкильных радикалов диалкидиметил КПАВ и моноалкилтриметил КПАВ,
первыми элюируются вещества имеющие большее число углеводородных атомов в
составе своей молекулы.
Время удерживания КПАВ контролируется путем смешения слабого и сильного
растворителей при получении ПФ. Обычно используют следующую смесь растворителей: небольшой процент метанола или ацетонитрила добавляется к хлороформу.
Замечено, что небольшая добавка ионного вещества сильно улучшает форму пика и
несколько уменьшает время удерживания. Обычно в качестве ионной добавки используют уксусную кислоту, так как данная кислота лучше растворима в выше перечисленных растворителях [12].
Авторы статьи [13] рекомендуют при анализе малых количеств (“следов”) во избежание потерь вещества, вследствие его адсорбции на внутреннем тракте ВЭЖХ системы, сделать несколько первоначальных инжекций внутреннего стандарта с высокой концентрацией.
Для определения КПАВ в сложных водных образцах предлагается непрерывная
экстракция жидкости жидкостью на основе мембраны объединённой напрямую с НФ
ВЭЖХ.
НФ ВЭЖХ с применением энантовой кислоты в качестве противоиона позволила
разделить гомологи смеси Dodigen 226 [14].
В таблице 1 также предложены некоторые варианты анализа КПАВ методом
ВЭЖХ.
2.1.1.3 Ионообменная хроматография
Методик анализа КПАВ в варианте ионной хроматографии существует гораздо
меньше, чем методик анализа КПАВ в варианте ион – парной хроматографии, потому
что ионная хроматография не позволяет также свободно вирировать условия разделения. Однако, ионная хроматография имеет большое преимущество перед ОФ ВЭЖХ в
анализе сложных по составу МС, так как в данном режиме будут удерживаться только КПАВ, таким образом существенно минимизируется анализ на стадии пробоподготовки [55].
10
Типичными условиями при анализе КПАВ методом ионной хроматографии
можно считать следующие условия: колонка с сильным катионообменником (например: Partisil – 10 SCX (25 см), фирмы Whatman), в качестве подвижной фазы используют метанол, либо смесь растворителей ацетонитрил/вода. Также в ПФ добавляют соли, такие как аммониум формиат, а рН среды доводят до нужного значения
добавлением уксусной кислоты. Элюирование КПАВ происходит в порядке уменьшения алкильной составляющей, время удерживания возрастает при уменьшении
концентрации соли в элюенте. В данном варианте ВЭЖХ кондуктометрический детектор не используется, чаще всего используют прямое или непрямое УФ детектирование, также используют рефрактометрический детектор.
“Подвижно – фазовая ионная хроматография” – это вариант ВЭЖХ в котором
используется традиционное оборудование применяемое для проведения ионной хроматографии: колонка заполненная неполярным поли (стерин / дивенилбензольным)
сорбентом, подавительная колонка и кондуктометрический детектор. Данная система
позволяет анализировать КПАВ. В качестве элюента используется смесь перхлорной
кислоты и ацетонитрила в соотношении 1:70 соответственно [32]. Механизм разделения подобен описанному выше механизму, осуществляемому в ОФ ВЭЖХ.
Элюенты используемые в ионной хроматографии в некоторой степени коррозируют нержавеющую сталь ВЭЖХ системы. Таким образом, важно чтобы система
ВЭЖХ была промыта в конце рабочего дня чистой водой от находящихся в системе
солей и потом заполнена чистой смесь растворителей ацетонитрил/вода или метанол/вода [56].
2.1.1.4 Хромато-масс-спектрометрия
Авторы статьи [58] для определения КПАВ в отстое сточных вод провели анализ
с помощью кислотно-индуцированой экстракции при температуре помутнения на основе агрегата, соединённой с ЖХ/МС.
Алкил поверхностно-активные вещества аммония экстрагировались и концентрировались из шламовых проб, используя кислотную-индуцированую температуру
помутнения. Для количественного анализа и идентификации отдельных гомологов
КПАВ использовалась ЖХ/МС. Пределы чувствительности для КПАВ в иле были
между 40 и 75 нанограммами/г. Анализ КПАВ в активизированном и дегидратированном иле, собранном от двух различных станций очистки сточных вод показал при-
11
сутствие диалкилдиметил, алкилбензилдиметил и алкилтриметил аммония в концентрации 0.1 до 34 мг / кг. Алкилпиридиний ПАВ не были обнаружены.
Новый подход базировался на ACPE-LC-ESI-IT-MS. Был развит, чтобы контролировать алкиламоний поверхностно-активные вещества в шламовых пробах.
2.1.2 Особенности механизма разделения амфотерных ПАВ методом ВЭЖХ
Производство амфотерных ПАВ (АМФПАВ) более ограничено как по объему,
так и по номенклатуре по сравнению с другими классами. Это отразилось и на развитии методов анализа и контроля, которые достаточно долго были ограничены методами титрования и ТСХ. И в настоящее время ТСХ относится к одному из основных
методов качественного анализа амфотерных ПАВ.
Прямой ВЭЖХ анализ типичных АМФПАВ трудно провести, из–за их низкой
детектируемости. Из обычных доступных детекторов только рефрактометрический и
УФ – детектор, настроенный на низкую область УФ – спектра (≈ 200нм), применимы
для прямого анализа АМФПАВ. В случае лецитина, УФ – детекторы, настроенные на
низкие волны УФ – спектра, могут вводить в заблуждение, потому что ненасыщенные
заместители обладают преобладающей адсорбцией и их концентрация в составе лецитиновых производных варьируется в зависимости от климата, от времени сбора урожая исходных растительных компонентов и от других факторов. Поэтому в методах
ВЭЖХ для определения отдельных лецитиновых производных, таких как фосфатилхолин, обычно применяют рефрактометрический детектор. Из–за того, что АМФПАВ
являются внутренними солями, они могут не образовывать пару с УФ - адсорбирующими ион – парными реагентами, чтобы улучшить свои детектирующие свойства.
Однако, обратная УФ – адсорбция – это полезный метод для определения ионных
примесей, присутствующих в АМФПАВ. Проблему детектирования можно обойти в
случае карбоксибетаинов, если свободная карбоксильная группа провзаимодействует
с УФ – адсорбирующим веществом, таким как 4-бромометил-7-метоксикумарином.
Подобным же образом можно определять аминофосфатиды в лейцине, предварительно получив их производные с УФ – адсорбирующими трифенилметил или бензоиловыми производными. Фосфатиды, содержащие аминогруппы, могут также быть определены при помощи флуоресцентного детектора, если предварительно получить их
денсиловые производные [59].
12
В других подходах используется постколоночный реактор для определения
интересующих компонентов АМФПАВ. Например, амины могут быть путем химической реакции переведены в N-хлорамины и хлорамины, провзаимодействовав с иодом для получения трийодидной формы, могут определяться на длине волны 355 нм.
Другие постколоночные реакционные системы используют для формирования ионной
пары краситель “Оранжевый 2”, такая пара образуется при низком рН среды, в которой АМФПАВ ведет себя как катион. Далее окрашенный комплекс экстрагируется и
определяется на длине волны 484 нм, при этом присутствующие анионные и неионогенные ПАВ не мешают определению [60].
Для анализа лецитинов часто в качестве детектора используется СРД. СРД
можно применять совместно с градиентным элюированием, также данный детектор
позволяет определять все не летучие вещества, хотя для каждого анализируемого
компонента должна быть построена калибровочный график. Калибровочные кривые
часто нелинейные, хотя иногда можно получить линейную калибровочную кривую
путем оптимизации состава ПФ. СРД детектор не такой чувствительный как УФ – детектор и более пригоден для НФ ВЭЖХ, чем для ОФ ВЭЖХ, из – за своей несовместимости с общими ион – парными реагентами. Даже при применении НФ ВЭЖХ на
наклон калибровочной кривой влияет длина алкильного радикала индивидуального
фосфатида [61].
В таблице 2 также предложены некоторые варианты анализа АМФПАВ методом
ВЭЖХ.
2.1.3 Особенности механизма разделения ПАВ методом ТСХ
Несмотря на многие достоинства использования метода ТСХ в анализе композиций ПАВ, последние публикации на эту тему датированы прошлым десятилетием.
За всю историю своего развития метод ТСХ занял одно из ведущих мест в качественном и полуколичественном анализе смесей ПАВ. Данный метод отличается
несложным аппаратурным оформлением, которое может себе позволить любая аналитическая лаборатория. При этом при аккуратном проведении эксперимента получаемые результаты отличаются высокой точностью. Исследование и измерение проводятся непосредственно химиком-аналитиком за очень короткие сроки, а получаемая
информация сопоставляется со справочной, на основании чего делается вывод о результатах анализа.
13
Производство катионных и амфотерных ПАВ более ограничено как по объему,
так и по номенклатуре по сравнению с другими классами. Это отразилось и на развитии методов анализа и контроля, которые достаточно долго были ограничены методами титрования и ТСХ. И в настоящее время ТСХ относится к одному из основных методов качественного анализа катионных и амфотерных ПАВ. Некоторые известные методы, используемые для анализа катионных ПАВ представлены в таблице
3 приложения.
В публикации [67] описано разделение различных типов ПАВ (НПАВ, АПАВ,
КПАВ, АМФПАВ) методом ВЭТСХ на пластинках кремнезёма с детектированием
при 254 и 366 нм с использованием воды и I2 после проявления 95%-ным C2H5OH.
АМФПАВ остаются на стартовой линии. Для определения НПАВ предложен дополнительный тест: цветная реакция с КI3. Описанная техника не требует использования
токсичных реагентов и применима для разделения 28 ПАВ различных типов.
Для обнаружения катионных, амфотерных ПАВ существует ограниченное число проявителей. Доступные реагенты неудобны в использовании, так как быстро исчезают, поэтому для сохранения пятен их необходимо очень быстро сфотографировать.
Таким образом, для решения задач качественного определения метод ТСХ является достаточно надежным и наиболее простым, для проведения точного количественного анализа лучше использовать более точные методы, например, ВЭЖХ.
2.1.3.1 Катионные ПАВ
Для ТСХ определения аммониевых оснований рекомендуется использовать силикагелевые пластины. Проявление осуществляется разными способами: серная кислота, МРД, пары йода, кислый-голубой 158, нингидрин, который специфичен для
азотсодержащих соединений. Можно использовать примулин и его производные, которые являются основными реагентами на алкильные группы [68].
Обычно аммониевые основания могут быть разделены по классам соединений
(среди них алкилтриметил-, диалкилдиметил-, триалкилметил-, N-алкил-N-бензилдиметиламмоний или N-алкилпиридин) нормально-фазовой ТСХ. Обращенно-фазовый метод позволяет провести разделение в соответствии с длиной алкильной цепи.
Соединения с более длинной цепью удерживаются лучше [65]. Часто ТСХ используют для простого отделения катионных и амфотерных ПАВ от других классов соеди-
14
нений. Это легко осуществить на силикагелевых пластинах с аммониевой подвижной фазой [69].
2.1.3.2 Амфотерные ПАВ
Обращенно-фазовые разделяющие системы дают возможность разделения гомологов АМФПАВ. У соединений с более длинной алкильной цепью значения Rf ниже.
ПЖ не подходит для проявления большинства амфотерных ПАВ. Лучше использовать пары йода, получая интенсивные желто-коричневые пятна.
2.2 Твердофазная экстракция в анализе ПАВ
Конечной целью прикладных исследований в области аналитической химии
является разработка методов анализа определённых веществ
или групп веществ
в различных образцах. Комплексный аналитический метод, как правило, состоит из
целого ряда стадий: отбора пробы, хранения образца, выделения аналитов из матрицы, очистки пробы от нежелательных примесей, идентификации аналитов в пробе и
измерения их количеств. Стадии выделения аналитов из матрицы образца, очистки
пробы и её концентрирования могут быть объединены общим названием: подготовка
пробы, или пробоподготовка. В большинстве случаев наибольшие затраты труда,
времени и химических реактивов связаны именно с проведением стадии подготовки
пробы.
При работе с жидкими образцами и первоначальными экстрактами классические методы пробоподготовки можно заменить значительно более удобным методом
твердофазной экстракции (ТФЭ).
Сущность метода ТФЭ состоит в извлечении аналитов из жидкого образца или
экстракта путём их концентрирования на малом количестве (от десятков до сотен
миллиграмм) адсорбционного материала. Смыв аналитов с адсорбента осуществляется сравнительно небольшим объемом растворителя (в пределах десяти миллилитров), что дает возможность либо сразу применить полученный концентрат для
анализа, либо дополнительно сконцентрировать пробу через стадию получения сухого остатка, испарив растворитель в токе инертного газа.
15
Таким образом, твёрдофазную экстракцию можно определить как сорбционный метод подготовки пробы, в котором аналиты переводятся из жидкого образца в
твёрдую фазу концентрирующего сорбента [70].
Для разделения смеси ПАВ, содержащей АПАВ, КПАВ, НПАВ и АМФ ПАВ
можно использовать новый вариант адсорбционного метода ТФЭ [71]. В качестве
примера приводится разделение смеси лаурилсульфата Na, моногидрида хлорида цетилпиридиния, Тритона Х-100 и кокамидпропилбетоина на СГ и алюмогеле. Элюирование проводится последовательно смесями CHCl3-CH3OH (9:1), CH3OH-2N HCl (5:1).
Подчёркнуты преимущества ТФЭ по сравнению с методом ионного обмена: высокая
эффективность и быстрота разделения. Выход продуктов разделения составляет 95%.
В литературе имеется очень мало публикаций о применении метода ТФЭ для
предварительного фракционирования сложных композиций ПАВ, содержащих смесь
катионных и амфотерных ПАВ.
2.3 Химические методы в анализе ПАВ
Наибольшее значение среди химических методов имеют гравиметрический и
титриметрический. Эти аналитические методы называют классическими.
Основные промышленно доступные АМФПАВ представлены карбокси-, амидои сульфобетаинами. Содержание этих веществ определяется двухфазным титрованием до тех пор, пока концентрация ионов водорода составляет 0,1 М. Возможно и однофазное потенциометрическое титрование натрий тетрафенилборатом при такой же
концентрации водорода. Наличие катионного и анионного характера позволяет достигать точки эквивалентности при титровании при более высоких и низких рН; многие виды сырья содержат и другие слабые кислоты и основания, которые приводят к
появлению ошибок при титровании.
Для анализа бетаинов добавляется избыток соляной кислоты и проводится титрование гидроксидом калия до появления трёх точек эквивалентности. Первая точка
эквивалентности обусловлена избытком соляной кислоты, вторая соответствует содержанию бетаинов, а третья - остаточному количеству гликолевой, монохлоруксусной кислотам и свободных аминов. Анализ бетаинов на свободные амины
начинают с добавления трибутиламина. Затем раствор нейтрализуют в присутствии
Тимолового Синего до конечной точки натрий гидроксидом, а в дальнейшем оттитровывают соляной кислотой до появления двух точек эквивалентности. Разница в
16
этих точках даёт значение содержания свободных аминов в образце [72]. В работе
[73] проведён анализ карбоксибетаинов на первичные, вторичные и третичные амины,
а в исследовании [74] описан особый вид анализа для определения активности сульфобетаинов, содержащих третичный атом азота. Другие характеристики бетаинов, такие как кислотность и уровень содержания натрий хлорида, легко определяются титриметрически.
В настоящее время для определения содержания КПАВ на косметических предприятиях используется метод двухфазного титрования (ISO/DIS 2871-2 катионоактивного вещества в двухфазовой (водный хлороформ) системе в контакте со
стандартным анионным поверхностно-активным веществом при наличии индикатора,
состоящего из смеси анионного и катионного красителей. Катионное поверхностноактивное вещество, содержащееся в образце, вначале вступает в реакцию с анионным
красителем, образуя соль, которая растворяется в слое хлороформа, придавая ему голубой цвет. Во время титрования анионное поверхностно-активное вещество вытесняет анионный краситель и в конечной точке образует соль с катионным красителем,
придавая слою хлороформа серовато-розовый цвет. Недостатками данного метода являются:
 трудность определения конечной точки титрования из-за образования водно – органической эмульсии
 использование ядовитых галоген – содержащих растворителей
 невозможность определения важных характеристик продукта: длины углеводородных цепей молекул ПАВ, что позволило бы определить синтетического или природного происхождения ПАВ; соотношение содержания АС/АЭС; среднюю степень этоксилирования ПАВ; содержание этоксилированных спиртов
 низкая селективность, т.е. молекулярная масса определяемого КПАВ должна быть
известна
 Метод не может быть применен, если есть анионные и/или амфотерные ПАВ.
2.4 Электрохимические методы в анализе ПАВ
В аналитической химии поверхностно-активных веществ (ПАВ) важное место
занимают методы
потенциометрического контроля. Выбирая метод потенциомет-
рического определения ПАВ (потенциометрическое титрование или прямое опре-
17
деление), необходимо знать, является ли анализируемый раствор истинным
или
мицеллярным.
Измеренные
в домицеллярных и
мицеллярных растворах
значения э.д.с. могут оказаться одинаковыми, хотя будут соответствовать различным
значениям общей концентрации ПАВ. Эту неопределенность нельзя устранить градуировкой потенциометрической ячейки. Для ее устранения предложен потенциометрический метод распознавания домицеллярных и мицеллярных растворов
ПАВ, который основан на различии в этих средах солевых эффектов, вызываемых неорганическими солями, содержащими противоионы. Все измерения проведены в
цепи с переносом при 25°С с пленочными NO3- селективными электродами с модифицированными
мембранами, имеющими отклик на децилсульфат- и додецил-
сульфат-ионы [75].
Разработано быстрое определение КПАВ хлорида тетрабутиламмония с использованием параллельной каталитической водородной волны в присутствии Н2О2.
Каталитическая волна хлорида тетрабутиламмония катализируется Н2О2 в аммонийном
буферном
растворе,
образуя
более
чувствительную
параллельную
ка-
талитическую водородную волну при -1.45 В относительно насыщенного Ag/AgCl. На
основании полученных результатов разработана новая методика определения хлорида
тетрабутиламмония. В 0.2 М NH4OH – NH4Cl (pH = 9.2 ± 0.1) – 6.0 x 10-3 M H2O2. градуировочный график пропорционален концентрации в диапазоне 8.0 х 10-7 – 9.6 x 106
M. Коэффициент корреляции 0.9988. предел определения 4.0 x 10-7 M [76].
2.5 Капиллярный электрофорез (ЭФ) в анализе ПАВ
Капиллярный электрофорез часто применяется для разделения компонентов
ПАВ различной природы. Используемые ПФ представляют собой смесь водного буфера и органического растворителя (ацетонитрил или метанол), который применяется
для повышения растворимости и предотвращения образования мицелл ПАВ, т.к. мицеллы и индивидуальные молекулы ПАВ имеют различную электрофоретическую
подвижность. Следует отметить, что применение ЭФ в количественном определении
затруднено из-за непостоянного значения времени миграции [77].
18
Анионные и катионные ПАВ
Качество разделение АПАВ зависит от состава ПФ, т.е. компоненты АПАВ могут элюироваться из колонки либо одним пиком, либо разделяться по гомологическому составу [78, 79], например: компоненты ЛАБС в отсутствии в составе ПФ органического растворителя элюируются из колонки одним пиком, и разделяются по
гомологическому составу в присутствии ацетонитрила в ПФ более 30%. Элюирование
компонентов АПАВ в условиях данного метода реализуется в порядке уменьшения
длинны алкильной и оксиэтильной цепей, в случае же добавления в ПФ какого-либо
ПАВ элюирование идет в обратном направлении [80 - 84]. Компоненты КПАВ элюируются исключительно в порядке увеличения длины алкильной цепи [85 - 90].
2.6 Оптические методы в анализе ПАВ
2.6.1 Определение ПАВ методом спектрометрии
Анализ АМФПАВ методом спектрометрии проводят очень редко. Данный вопрос в литературе практически не рассмотрен. Однако ИК-спектроскопию используют для изучения степени конверсии амидоиминов в имидазолины в ходе синтеза.
Данные ЯМР-спектров предоставляют важную информацию по составу бетаинов, как
и анализ имидазолиновых бетаинов методом масс-спектроскопии при ионизации десорбцией поля.
Авторами статьи [91] разработана новая методика определения КПАВ методом
спектрометрии тепловых линз. Она основана на реакции между 1-гидрокси-2-(5нитро-2-пиридилазо)-8-аминонафталином-3,6-дисульфокислотой
и
КПАВ
с
об-
разованием ион-ассоциативного комплекса состава 1:2 в слабо щелочной среде (рН =
9,44). Изучены такие ПАВ как бромид цетилпиридиния и бромид цетилтриметиламмония и др. Экстракцию проводят используя хлор. Градуировочные графики линейны в диапазоне концентраций 0-3.5 х 10-6 М для бромид цетилпиридиния и 0-2.4 х
10-6 М для бромид цетилтриметиламмония.
19
2.6.2 Определение катионных ПАВ спектрофотометрическим методом
В публикациии [92] предлагается сорбционно-фотометрическое определение катионных поверхностно-активных веществ с использованием силикагеля и красителей цинкона и тиазинового красного. Были определены условия образования
окрашенных ассоциатов КПАВ с цинконом и с тиазиновым красным (ТК) в водных
растворах и на поверхности силикагеля. Разработаны фотометрический метод определения микроколичеств КПАВ в воде с помощью цинкона с пределом обнаружения 1 мг/л и сорбционно-спектроскопический метод с применением ТК с пределом
обнаружения 2-3 мкг/л. Относительное стандартное отклонение результатов анализа в
обоих случаях не превышает 0.1. Предложен тест-метод с использованием заполненных силикагелем индикаторных трубок и цинконом в качестве реагента, предел обнаружения КПАВ составляет 0.5 мкг/л (Sr < 0.25).
Предложено определение КПАВ методом потенциометрического титрования с
применением кристаллического
фиолетового
в
качестве
цветного
индика-
тора. Катионный краситель, кристаллический фиолетовый, применен в качестве
индикатора для определения КПАВ, такого как хлорид бензилдиметилтетрадециламмония. потенциометрическим титрованием с использованием в качестве титранта
раствора поливинилсульфата. Градуировочный график линеен в интервале от 0 до 25
х 10-5 М. Относительное стандартное отклонение < 0,01 [93].
Разработана методика спектрофотометрического определения КПАВ, основанная на образовании ими ион ассоциативных соединений с ксиленоловым оранжевым в среде гексаметилентриаминового буферного раствора рН = 6,3. При определении бромида цетилтриметиламмония (I) максимум оптической плотности реакционных смесей расположен при 590 нм, молярный коэффициент погашения составляет 6,9 104 . Градуировочный график линеен при концентрации 1 - 400 мкг мл,
предел обнаружения равен 27 мкг/л I. Относительное стандартное отклонение
~0,0043. мера правильности 98.6 - 99% [94].
Предложен усовершенствованный метод спектрофотометрического определения
КПАВ в водных растворах, отличающийся использованием красителя пинациаполхлорида (в концентрации 5-10-6-1-10-5 моль/дм3) в смеси с NaBPh4 (в концентрации в 2-3 раза больше красителя) и фотометрированием при 595-605 нм. По сравнению с известным, метод обеспечивает снижение в 1.75 раза предела обнаружения,
20
повышение в 15 раз верхней границы надежно определяемой концентрации, расширение на 3 единицы допустимого значения рН [95].
Так же предложена новая спектрофотометрическая методика определения КПАВ
с использованием нового реагента — бензотиаксолилдиазоаминоазобензол (I). В 0,060,10 М р-ре гидроксида натрия КПАВ, такие как бромид цетилтриметиламмония (II) и
хлорид цетилпиридиния (III) реагируют с I с образованием фиолетово-красного ассоциативного комплекса состава 1:2 (КПАВ : I) в присутствии Triton Х-100. Максимум
абсорбции ионного ассоциата находится при 580 нм, кажущийся молярный коэффициент поглощения равен 4,1x10 Градуировочный график линеен в диапазоне концентраций 0-100 мкг в 25 мл растворе для II и III. Предложенная методика не использует
токсичных органических растворителей [96].
Разработана методика сорбционно - фотометрического определения КПАВ в
природных водах, основанная на адсорбционном концентрировании КПАВ на силикагеле, действии на полученный концентрат анионным реагентом бромтимоловым
синим (БТС) с образованием на твердой поверхности ионного ассоциата с КПАВ и
фотометрическом определении избытка БТС в растворе. Диапазон определяемых
концентраций (0.5-5) х 10-5 М при объеме пробы 50 мл [97].
Определение низких КПАВ в природной, питьевой и сточной водах является актуальной экоаналитической задачей в виду их высокой персистентности. Однако известные спектрофотометрические и флуориметрические методики, основанные на
экстракции ионных ассоциатов КПАВ — краситель (ИА) хлороформом обеспечивают
лишь двукратную степень абсолютного концентрирования. В связи с этим предлагается концентрирование бромфенолового синего, цетилтриметиламмоний бромида и
их ионных ассоциатов обратными мицеллами АОТ и Triton N -42 . Наиболее перспективным с точки зрения повышения концентрации является использование вместо
хлороформа структурно-организованных сред на основе обратномицеллярных систем.
На примере цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ) было показано, что растворы
АОТ (бис(2-этилгексил) сульфосукцинат натрия) и Triton N-42 (оксиэтилированный
нонилфенол со степенью оксиэтилирования 4) в декане позволяют провести 100кратное концентрирование КПАВ за одну стадию (D ≥ 2 х 103). Было хорошо изучено
поведение ИА данного типа в водных растворах, оценена возможность извлечения
обратномицеллярными системами бромфенолового синего (БФС) и ИА ЦТАБ с БФС
с целью его последующего спектрофотометрического определения [98].
21
2.7 Тест-методы в анализе ПАВ
Для проведения экспресс-контроля за содержанием КПАВ предложено испльзовать хелат титана (4+) и дисульфофенилфлуорона (ДСФФ). Определение можно
проводить капельным методом на фильтровальной бумаге и с помощью индикаторных трубок. Были выявлены оптимальные условия проведения реакции и разработан способ приготовления индикаторной бумаги. Проведена иммобилизация хелата
титана и ДСФФ на ксерогеле (КГ), полученном из жидкого стекла. Выявлены оптимальные условия иммобилизации комплекса и особенности его взаимодействия с
КПАВ в твёрдой фазе. Показано, что иммобилизированный хелат ДСФФ и Ti (4+) образует ионный ассоциат с КПАВ, при этом в комплексе возрастает число координированных лигандов. Изучена кинетика взаимодействия методом спектроскопии диффузного отражения. Выявлены отличия во взаимодействии Ti-ДСФФКПАВ в водной среде и фазе КГ [99].
2.8 Детектирование ПАВ
2.8.1 Особенности способов детектирования КПАВ
2.8.1.1 Адсорбция в УФ области спектра
Применение прямого УФ детектирование возможно в анализе КПАВ, таких как
бензоилалкилдиметиламмониевые соли, также используется добавление ион – парного реагента в ПФ, которая позволяет определять КПАВ в низкой области УФ спектра.
Перхлорная и метансульфоновая кислоты часто используются в качестве таких ион –
парных реагентов. Наибольшая чувствительность достигается если УФ детектор
настроен на длину волны 220 нм для КПАВ, содержащих в своей молекуле бензольный радикал, и 260 нм для КПАВ, содержащих в своей молекуле пиридиновый радикал [100]. Прямое УФ – детектирование часто позволяет определять КПАВ, которые
не адсорбируют в более высокой части УФ спектра, если подобрать подвижную фазу,
которая адсорбирует только в низкой УФ области спектра [101]. Непрямое фотометрической детектирование используется для определения КПАВ, которые не могут хорошо детектироваться прямым УФ детектированием. В таких случаях используется
типичная система включающая в себя в качестве ПФ смесь растворителей метанол/вода, содержащая п – толуилсульфоновую кислоту, в качестве ион – парного реа-
22
гента. УФ – детектор позволяет вирировать концентрацию ион – парного реагента и
тем самым влиять на удерживание КПАВ. В данном случае можно привести пример
из традиционной ион – обменной хроматографии, где используется колонка с сильным катионообменным сорбентом и ПФ содержит раствор сильно УФ – адсорбирующего четвертичного основания, например такого как бензилтриметиламмониум хлорид. Так например, анализируя КПАВ и введя их в колонку, УФ детектор будет регистрировать отрицательные пики, соответствующие количеству бензилтриметиламмониевому иону, который потребовался на вытеснение анализируемого КПАВ из колонки [56].
Бензилсодержащие КПАВ могут быть предварительно сконцентрированы для
анализа при помощи жидкостно – жидкостной экстракции для уменьшения предела
УФ детектирования. Такие системы позволяют проводить экстракция в ацетонитрил,
который можно непосредственно анализировать с помощью ВЭЖХ. Отделение ацетонитрильной фазы достигается путем добавления соли в раствор ацетонитрил/вода.
Влияние рН и примесей ещё не изучено в достаточной степени, чтобы рекомендовать
этот подход для общего использования [102].
2.8.1.2 Детектирование с применением постколоночных реакций
Постколоночный реактор позволяет использовать в ВЭЖХ анализе КПАВ чувствительную и селективную реакцию с бромфеноловым голубым или другими анионными красителями, которые могут формировать экстрагируемую ионную пару с
КПАВ. Краситель и органический экстрагент добавляется непрерывно в поток выходящий из ВЭЖХ колонки, потоки смешиваются и экстракция проходит автоматически, далее детектором фиксируется интенсивность цвета органической фазы. Такая ВЭЖХ система имеет преимущество в том, что в данном случае не накладываются ограничения на выбор ПФ и система применима для анализа всех КПАВ.
Градиентное элюирование может быть использовано без опасения появления дрейфа
базовой линии детектора. Такие детектирующие системы главным образом используются в ион – парной хроматографии, так как позволяют свободно изменять состав
ПФ и оказывать тем самым наибольшее влияние на разделение веществ [103 -105].
Использование постколоночных реакционных систем широко не применяется, но они
вполне применимы для использования в лабораториях, где необходимо проводить
большое количество измерений, например в лабораториях занимающихся мониторин-
23
гом окружающей среды на присутствие КПАВ. Флуоресцентный детектор, обладающий высокой чувствительностью, также может быть использован в соединении с
постколоночным реактором. Ионная пара КПАВ с флуоресцентным анионом, таким
как 9,10-диметоксиантрацен-2-сульфонат, позволяет экстрагировать КПАВ и далее
измерять его количество [105,12,106].
2.8.1.3 Другие способы детектирования КПАВ
Кондуктометрический детектор часто используется для анализа КПАВ. Рефрактометрический детектор можно быть использован для анализа КПАВ, которые не
содержат в составе своей молекулы хромофорные группы, обычно в таких случаях
используют ион – парную хроматографию, однако чувствительность такого анализа
не пригодна для определения КПАВ на уровне концентрации ниже ppm [107]. Масс –
спектрометры, с применением новой ионизационной техники, хорошо зарекомендовали себя как детекторы для ВЭЖХ, также как СРД.
2.8.2 Особенности способов детектирования АМФПАВ
Прямой ВЭЖХ анализ типичных АМФПАВ трудно провести, из – за их низкой
детектируемости. Из обычных доступных детекторов только рефрактометрический и
УФ – детектор, настроенный на низкую область УФ – спектра (≈ 200нм), применимы
для прямого анализа АМФПАВ. В случае лецитина, УФ – детекторы, настроенные на
низкие волны УФ – спектра, могут вводить в заблуждение, потому что ненасыщенные
заместители обладают преобладающей адсорбцией и их концентрация в составе лецитиновых производных вирируется в зависимости от климата, от времени сбора урожая исходных растительных компонентов и от других факторов. Поэтому в методах
ВЭЖХ для определения отдельных лецитиновых производных, таких как фосфатилхолин, обычно применяют рефрактометрический детектор. Из – за того, что
АМФПАВ являются внутренними солями они могут не образовывать пару с УФ - адсорбирующими ион – парными реагентами, чтобы улучшить свой детектирующие
свойства. Однако, обратная УФ – адсорбция – это полезный метод для определения
ионных примесей, присутствующих в АМФПАВ [108]. Проблему детектирования
можно обойти в случае карбоксибетаинов, если свободная карбоксильная группа провзаимодеиствует с УФ – адсорбирующим веществом, таким как 4-бромометил-7-
24
метоксикумарином [109]. Подобным же образом можно определять аминофосфатиды в лейцине, предварительно получив их производные с УФ – адсорбирующими
трифенилметил или бензоиловыми производными [110]. Фосфатиды, содержащие
аминогруппами, могут также быть определены при помощи флуоресцентного детектора, если предварительно получить их денсиловые производные [111].
В других подходах используется постколоночный реактор для определения интересующих компонентов АМФПАВ. Например, амины могут быть путем химической реакции переведены в N-хлорамины и хлорамины, провзаимодействовав с йодом для получения трийодидной формы, могут определяться на длине волны 355 нм
[112]. Другие постколоночные реакционные системы используют для формирования
ионной пары краситель “Оранжевый 2”, такая пара образуется при низком рН среды,
в которой АМФПАВ ведет себя как катион. Далее окрашенный комплекс экстрагируется и определяется на длине волны 484 нм, при этом присутствующие анионные и
неионогенные ПАВ не мешают определению [113].
Для анализа лецитинов часто в качестве детектора используется СРД. СРД можно применять совместно с градиентным элюированием, также данный детектор позволяет определять все не летучие вещества, хотя для каждого анализируемого компонента должна быть построена калибровочный график. Калибровочные кривые часто
нелинейные, хотя иногда можно получить линейную калибровочную кривую путем
оптимизации состава ПФ [114]. СРД детектор не такой чувствительный как УФ – детектор и более пригоден для НФ ВЭЖХ, чем для ОФ ВЭЖХ, из – за своей несовместимости с общими ион – парными реагентами. Даже при применении НФ ВЭЖХ на
наклон калибровочной кривой влияет длина алкильного радикала индивидуального
фосфатида [115].
Обзор литературных источников позволил выделить основные преимущества и
недостатки различных методов анализа, применяемых для определения КПАВ и
АМФПАВ.
Наиболее селективным является метод ВЭЖХ т. к. позволяет не только определять общее содержание КПАВ и АМФПАВ, но также определять распределение по
длинам алкильных радикалов, проводить качественное определение. Так метод капиллярного ЭФ обладает плохой воспроизводимостью времён удерживания. Спектрофотометрический метод имеет преимущество при качественном определении т. к.
является высокочувствительным, но не позволяет определить наличие отдельных
25
представителей какого-либо класса ПАВ. При фракционировании ПАВ на классы с
помощью ТФЭ АПАВ и НПАВ не удерживаются на катионообменнике, а АМФПАВ
и КАПВ удерживаются, но дальше они между собой не делятся. ТСХ позволяет проводить только качественное определение ПАВ.
Стоит отметить также, что в литературе не изучено влияние органической ПФ на
селективность разделения различных ПАВ. Не найдена информация оптимизации
разделения сложных смесей КПАВ и АМФПАВ.
26
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Реагенты и оборудование
Для проведения эксперимента использовались следующие реагенты:
- гексан для ВЭЖХ, сорт 1 фирмы «Криохром»
- изопропанол ОСЧ 11-5, ТУ 2632-064-44493179-01
- перхлорат натрия (99%), Sigma
- уксусная кислота ХЧ, ГОСТ 61-75
- хлороформ ЧДА, ТХ 2631-020-11291058-96
- метанол (99,9 %), Merck
- раствор аммиака ОСЧ 425-5, ГОСТ 24147-80
- ацетон ОСЧ 9-5, ОП-2 ТУ 2633-039-44493179-00
- тетрагидрофуран «Acros», for HPLC
- этилацетат ХЧ, ГОСТ 22300-76
- спирт этиловый ГОСТ 18300-87, «Экстра»
- ацетонитрил ТУ 6-09-14-2167-84
- хлористый натрий ГОСТ P51574-2000
- ПЖ фирмы «Fluka», 99%
- аналитические весы «Mettler Toledo» AT – 400
-
рН-метр «Mettler Toledo» МР 220
-
электрошкаф сушильный SNOL 58/350 (+ 50 – + 350 0С, ± 2 0С)
Оборудование для ТСХ:
-
пластины ТСХ ЗАО «Сорбполимер», типа ПТСХ-АФ-А размер частиц сорбента 5-17 мкм, на алюминиевой подложке, размер 10х15
-
камера для опрыскивания 32х15х22
-
пульверизатор универсальный ЗАО «Сорбполимер»
-
нагревательное устройство УСП-1, ТУ 4215-00545843003-99
-
микрошприц МШ-10, 10 мкл, ТУ 2.833.106, АО «Цвет»
-
камера для хроматографирования стеклянная 150х120х80
Оборудование для ВЭЖХ:
-
хроматографическая система фирмы «Perkin-Elmer» (Series 200):
-
насос высокого давления
27
-
устройство для автоматического ввода пробы (10мкл)
-
термостат
-
вакуумный дегазатор
-
диодно-матричный детектор фирмы в диапазоне 190-400 нм
-
рефрактометрический детектор
-
программное обеспечение «TotalChrom Workstation 6.2.»
-
программное обеспечение для снятия спектров «Turbo Scan 200»;
-
мембранный фильтр (размер пор 0,2 мкм), БиохимМак
В работе использовали колонки диаметром 4.6 мм, заполненные следующими
сорбентами с размером частиц 5 мкм:
-
Reduced Activity C8 (end/cap), длинна колонки 150 мм (Perkin-Elmer, США)
-
Reduced Activity C18 (end/cap), длинна колонки 150 мм (Perkin-Elmer, США)
-
Spheri-5 Cyano, длина колонки 220 мм, (Perkin-Elmer, США)
Таблица 4
Анализируемые образцы сырья КПАВ и АМФПАВ
НАЗВАНИЕ
СТРУКТУРНАЯ ФОРМУЛА
ТОРГОВОЕ
НАЗВАНИЕ,
ФИРМА
ПРОИЗВОД
ИТЕЛЬ
1
2
3
Алкилтриметиламмоний хлорид (АТА)
Диалкилдиметиламмоний хлорид (ДДА)
CH3
R N СН3 Cl
CH3
«Алкапав
(С12/С14)» г.
Волгодонск,
НИИ ПАВ
R=C12, C14, C16
«Алкапав
(С16)» г. Волгодонск,
НИИ ПАВ
CH3
R N R Cl
CH3
“Prapagen
WK”
(Германия,
Hoechst),
СОДЕРЖА
НИЕ
ЧИСТОГО
ВЕЩЕСТВ
АВ
СЫРЬЕ, %
4
≈25 - 37
≈28 -32
ПРИМЕНЕНИЕ
5
АТА хлориды предназначены для использования в качестве активной основы в производстве дезинфицирующих
средств широкого назначения, в составах для консервации древесины, обработки воды, в качестве функциональных добавок в
производстве технических моющих средств, товаров бытовой
химии, текстильно-вспомогательных веществ, а также в составах
для нефтегазодобычи.
≈76-78
ДДА хлориды используются в производстве товаров бытовой химии в качестве основы кондиционеров для белья и трикотажа, в ТВВ.
≈ 40
АДГА хлориды применяются в производстве товаров бытовой химии, шампуней, бальзамов для волос в качестве мягчителя, смачивателя, антистатика, бактерицида, эмульгатора, стабилизатора пены.
R=C16, C18
Алкилдиметил(2гидроксиэтил)аммоний
хлорид (АДГА)
CH3
R N CH2CH2OH Cl
CH3
R=C12, C14
“Катинол”
(г. Волгодонск,
НИИПАВ)
29
1
Продолжение таблицы 4
3
4
2
CH3
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид
(АДБА)
CH2 N R Cl
CH3
“Катапав12.50”
(г. Волгодонск,
НИИПАВ)
≈ 48-52
“Rewoquat WE
18”
(Норвегия,
Degussa)
≈ 90
FLUKA
≈ 99.5
R=C12, C14
N-метилди(алкилкарбокс
иэтил)-2гидроксиэтиламмоний
(МАГА)
5
АДБА хлориды предназначены для использования в качестве
активной основы в производстве дезинфицирующих средств
широкого назначения, в составах для консервации древесины,
обработки воды, в качестве функциональных добавок в производстве технических моющих средств, товаров бытовой химии,
текстильно-вспомогательных веществ, композиций для обработки кожи и меха, лакокрасочных материалов, синтетических каучуков, а также в составах для нефтегазодобычи.
O
H 3C
CH2CH2OC
R
CH3OSO3
N
CH2CH2OC
OHCH2CH2
R
O
Алкилпиридиний хлорид
(АП)
R N
Br
R=C12
O
Амидпропилбетаин кокосового
масла (АПБ)
CH3
R C NHCH2CH2CH2N CH2CHOO
CH3
R=C8 – C18
Алкилдиметиламинооксид
(ААО)
CH3
R
N
O
CH3
R=C12, C14, C16
“Hansateric
CAPB 45”
(Германия,
Hansa Chemie
AG)
“Hansamin
AO-L”
(Германия,
Hansa Chemie
AG)
≈ 45
Бетаины предназначены для использования в косметической
промышленности в производстве шампуней гелей, пен для ванн,
для бритья, для укладки волос, а также в производстве товаров
бытовой химии.
≈ 29-30
Оксиды третичных аминов предназначены для использования в косметической промышленности в производстве шампуней, пен для ванн, а также в производстве товаров бытовой химии, средств для пожаротушения.
3.2 Методика проведения эксперимента
3.2.1 Твёрдофазная экстракция
В качестве сорбента использовали сильный катионнообменный сорбент (Диасорб – 130 - сульфо) рис. 2.
CH3
SiO2
O
Si
SO3- NH4+
O
OH
CH3
Рис. 2. Химическая структура сорбента Диасорб-130-сульфо
Экспериментально установлено, что для разделения МС с содержанием НПАВ,
КПАВ и АМФПАВ в концентрации 0,5-10% оптимальными являются следующие
условия фракционирования методом ТФЭ.
Пробу готовят, растворяя 180 – 200 мг образца МС в 15 мл метанола, что составляет в пересчете на активное вещество 20 – 30 мг смеси ПАВ. После предварительного кондиционирования 15 мл метанола (3 мл/мин.), на патрон наносят 10 мл пробы (2
мл/мин.), промывают 5 мл метанола (2 мл/мин.), собранная фракция, содержит
НПАВ. АМФПАВ и КПАВ элюируют с поверхности сорбента метанолом с добавлением ацетата аммония (0.2 моль/л); затем промывают 15 – 20 мл метанола до
нейтральной реакции по универсальному индикатору (3 мл/мин.). Полученный раствор КПАВ и АМФПАВ исследуют методами ТСХ и ВЭЖХ.
3.2.2 Сравнение разделительной способности ТСХ систем для КПАВ и
АМФПАВ
На основании литературных данных выбраны наиболее часто использующиеся
ПФ (табл.5). Проведен сравнительный эксперимент разделительной способности на
отечественных пластинках «Сорбфил» смесей КПАВ и АМФПАВ. Для повышения
точности анализов и эффективности используемых пластин производят их очистку
концентрированным раствором аммиака. Операцию осуществляют в хроматографической камере, заполненной этим раствором на 8-10 мм, до тех пор, пока фронт не
31
достигнет верхнего края пластины. После этого верхний загрязненный слой рекомендуется срезать на 10-12 мм.
Пластины перед анализом активируют в термошкафе при температуре 100С в
течение 30 мин. Для обеспечения равномерного подъема фронта элюента срезают
углы в нижней части пластины на 6-8 мм под углом 45С.
На стартовую линию наносят по 8-мь проб каждого образца (табл. 5). Следует
стремиться получить стартовые пятна диаметром не более 2-3 мм, поэтому нанесение определённого количества каждой пробы осуществляют с помощью микрошприца. Элюирование проводят по восходящему способу в ПФ 1 – 4 (табл. 6) до
высоты примерно 80 мм. Пластины подсушивают на нагревательном устройстве при
температуре 60ºС. Охлажденные до комнатной температуры пластины опрыскивают.
Детектирование осуществляют реактивом Драгендорфа, который является специфическим реагентом на КПАВ. Вычисляют значения Rf по следующей формуле (1):
Rf 
Lx
Ls
(1), где
Lx – длина пробега центра хроматографической зоны исследуемого соединения;
Ls – длина пробега фронта растворителя.
Таблица 5
Чувствительность реактива Драгендорфа и УФ облучения к исследуемым КПАВ и
АМФПАВ
№
КПАВ
УФ*
1
2
3
4
5
6
7
8
ААО
АП (R=C12, C16)
АПБ
МАГА
АТА (R=C12, C14 , C16)
АДБА
ДДА
АДГА
+
-
РЕАКТИВ
ДРАГЕНДО
РФА*
+
+
+
+
+
+
+
+
Примечание. “+” – присутствие сигнала, “-” – отсутствие сигнала
*
ПРЕДЕЛ
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ,
МГ/МЛ
5 Х 10-4
0.17 Х 10-4
5 Х 10-4
23 Х 10-4
50.5 Х 10-4
11 Х 10-4
8 Х 10-4
3 Х 10-4
32
А
Б
В
Г
Рис.3. Схемы ТСХ хроматограмм КПАВ в различных ПФ (названия веществ, обозначенные на хроматограммах цифрами указаны в табл. 5)
33
Таблица 6
Значения RF образцов КПАВ и АМФПАВ в методе ТСХ
ПФ
А
Б
В
Г
ПОДЛОЖК
А
алюминий
алюминий
полимерная
полимерная
НФ
силикагель
силикагель
силикагель
силикагель
СОСТАВ ПФ
iпропанол/хлороформ/метанол/
раствор аммиака
40/40/20/10
iпропанол/хлороформ/метанол/
раствор аммиака
40/40/40/10
Хлороформ/метанол/вода
75/23/3
Хлороформ/метанол/уксусная
кислота
65/25/4
ИССЛЕДУЕМ
ЫЕ ПАВ
АТА (R=C12,
C14 ,C16)
ДДА
АДГА
АДБА
МАГА
АП (R=C12, C16)
АПБ
ААО
АТА (R=C12,
C14 ,C16)
ДДА
АДГА
АДБА
МАГА
АП (R=C12, C16)
АПБ
ААО
АТА (R=C12,
C14 ,C16)
ДДА
АДГА
АДБА
МАГА
АП (R=C12, C16)
АПБ
ААО
АТА (R=C12,
C14 ,C16)
ДДА
АДГА
АДБА
МАГА
АП (R=C12, C16)
АПБ
ААО
ЗНАЧЕНИЕ RF
0.05, 0.23
0.08, 0.40
0.08, 0.21
0.36
0.07, 0.28, 0.79
0.05, 0.32
0.31
0.63
0.02
0.01, 0.06, 0.39
0.02
0.04, 0.37
0.02, 0.34, 0.76
0.04
0.22
0.52
0.02, 0.23
0.01, 033
0.10
0.01, 0.023
0.28, 0.4, 0.91
0.01, 0.21
0.09
0.39
0.09
0.07, 0.62
0.12
0.46
0.12, 0.53, 0.86
0.19
0.12
0.64
В результате эксперимента установлено, что селективность разделения изучаемых КПАВ наибольшая при использовании смеси i-пропанол / хлороформ / метанол
/ раствор аммиака в соотношении 40/40/40/10 соответственно (Рис. 3.Б). При применении данной системы на пластинах с алюминиевой подложкой зоны исследуемых
КПАВ наименьшим образом перекрываются между собой.
34
3.2.3 Оптимизация состава ПФ в методе ВЭЖХ
3.2.3.1 Выбор оптимальной концентрации перхлората натрия в ПФ
Нами установлено, что без добавления в качестве модификатора перхлората
натрия и подкисления ПФ фосфорной кислотой не удаётся добиться симметричных
пиков изучаемых компонентов (подкисление требуется для перевода компонентов
преимущественно в одну ионную форму). Процентное содержание элюента в ПФ
подбирали так, чтобы наименее удерживаемые компоненты (гомологи АПБ С8 – С10)
элюировались с минимальным фактором удерживания. Таким образом, был определён следующий состав ПФ: для колонок С8, С18 – метанол / вода (75% / 25%); для колонки СCN – метанол / вода (58% / 42%). ПФ подкислялась фосфорной кислотой до
значения рН = 2.5. Далее исследовали влияния содержания перхлората натрия на эффективность разделения (N) (рис. 5, 7) и фактор удерживания (k) (рис. 4, 6), определяемых компонентов на колонках С18 и ССN. Перхлорат натрия в подвижную фазу добавлялся в интервале концентраций от 0.025 до 0.5 моль/л для С18 и от 0.005 до 0.25
для ССN.
В случае использования колонки С18 при концентрации 0.25 моль/л достигается
наилучшая селективность (рис. 4) и эффективность (рис. 5) разделения компонентов
ПАВ. Дальнейшее увеличение концентрации преимущественно заметно не влияет на
эффективность разделения (табл. 7) и фактор удерживания. Для колонки СCN при концентрации 0.1 моль/л достигается наилучшая селективность (рис. 6) и эффективность
(рис. 7) разделение компонентов ПАВ. Дальнейшее увеличение концентрации преимущественно заметно не влияет на эффективность разделения (табл. 8) и фактор
удерживания.
35
lgkl
1,2
1
0,8
2
0,4
3
4
5
6
7
CNaClO4, M
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Рис. 4. Влияние концентрации перхлората натрия на фактор удерживания (k) компонента КПАВ на
колонке С18. 1 – МАГА, 2 – АДБА, 3 – АП, 4 – ААО (С12), 5 - АПБ, 6 – АТА, 7 – АДГА.
N
1
6000
2
4000
3
4
5
6
7
2000
0
CNaClO4, M
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Рис.5. Влияние концентрации перхлората натрия на число теоретических тарелок (N) компонента
КПАВ на колонке С18. 1 – МАГА, 2 – АДБА, 3 – АП, 4 – ААО (С12), 5 - АПБ, 6 – АДГА, 7 – АТА.
36
lgkl
0,6
0,5
0,4
1
0,3
2
0,2
0,1
4
0
-0,1
0
0,05
0,1
0,15
0,2
3
5
6
CNaClO4, M
0,25
7
-0,2
Рис. 6. Влияние концентрации перхлората натрия на фактор удерживания (k) компонента КПАВ на
колонке ССN. 1 – МАГА, 2 – АДБА, 3 – АП, 4 – АТА, 5 – ААО (С12), 6 – АДГА, 7 – АПБ.
N
1
5000
2
3500
4
3
5
6
7
2000
СNaClO4,M
500
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
Рис. 7. Влияние концентрации перхлората натрия на число теоретических тарелок (N) компонента
КПАВ на колонке ССN. 1 – АДБА, 2 - АДГА ,3 – АТА, 4 – ААО, 5 – АП (С12), 6 – АПБ, 7 – МАГА.
Таблица 7
Зависимость эффективности разделения (N ) компонентов КПАВ и АМФПАВ (С12) от
концентрации перхлората натрия на колонке С18
НАЗВАНИЕ
КОМПОНЕНТОВ
АТА
АДГА
АДБА
АП
МАГА
ААО
АПБ
0.025
1321,249
1544,81
1434,19
1400,781
2807,16
1376,83
2155,52
КОНЦЕНТРАЦИЯ ПЕРХЛОРАТА НАТРИЯ В ПФ
0.05
0.1
0.25
1910,343
2457,618
2599,917
2083,608
2483,404
2590,167
2066,487
3562,193
4451,403
1922,487
2497,56
2802,323
4932,075
6254,596
6214,802
1932,998
2660,594
3222,871
2567,289
2811,52
3025,687
0.5
2398,989
2589,512
4234,246
3987,045
6655,023
2910,507
2463,81
Таблица 8
Зависимость эффективности разделения (N ) компонентов КПАВ и АМФПАВ (С12) от
концентрации перхлората натрия на колонке СCN
НАЗВАНИЕ
КОМПОНЕНТОВ
АПБ
ATA
АДГА
АДБА
АП
МАГА
ААО
0.005
2695,92
1151,04
1581,05
610,41
933,68
1690,73
1165,59
КОНЦЕНТРАЦИЯ ПЕРХЛОРАТА НАТРИЯ В ПФ
0.01
0.025
0.05
0.1
2954,31
2825,53
2923,87
2967,67
1457,12
2594,37
3055,87
3474,81
1965,27
2727,01
3247,37
3475,33
849,1
1701,25
2912,54
4600,63
1399,74
2145,03
2730,59
3378,44
2407,19
3341,64
3245,01
2693,75
1378,38
2444,06
3153,1
3382,4
0.25
2647,76
3455,8
3256,39
5249,7
3427,74
2316,57
3465,63
3.2.3.2 Оптимизация соотношения растворителей в ПФ
Для определения различных КПАВ и АМФПАВ часто применяется ОФ вариант
ВЭЖХ на колонках с С8, С18 и СCN. В качестве ПФ применяется смесь метанол-вода и
ацетонитрил-вода, в некоторых случаях с добавлением неорганических солей, таких
как перхлорат натрия, ацетат аммония [103,116].
Объектом наших исследований было изучение влияние состава органической
части ПФ на хроматографическое поведение различных ПАВ.
Расчет состава трехкомпонентных ПФ проводили, используя правила расчета
изоэлюотропных смесей Схунмакерса [117] по формуле (2) таким образом, чтобы
элюирующая сила элюента, при разделении компонентов ПАВ, почти не менялась,
т.е. фактор удерживания (k) оставался постоянным.
φM,СТ = ∑ φj ∕ ∆j
(2)
где φj- объёмная доля j-ого модификатора (органического растворителя),
∆j - коэффициент для расчета состава изоэлюотропных смесей для ОФХ.
38
В качестве коэффициента ∆j нами была выбрана полярность растворителя. Для
ацетонитрила РN=0,83, для метанола РN=1.
В ходе проведенного исследования установлено, что в случае использования
смеси метанол/вода на колонке С18 не делятся хроматографические пики АТА с
АДГА (Nc=12), АПБ с АП (Nc=12), не полностью делятся АТА с АДГА (Nc=14) (рис.
9.1, ПФ - 1). В смеси ацетонитрил/вода намечается деление хроматографических
пиков АТА и АДБА (Nc=14), не полностью делятся АТА с ААО (Nc=12) (рис. 9.2,
ПФ - 6). В смеси метанол/ацетонитрил/вода намечается деление хроматографических
пиков АП с ААО (Nc=12) (рис. 9.3, ПФ - 4). Зависимость логарифма (k') определяемых компонентов ПАВ от состава элюента представлена на рис. 8.
Состав ПФ для колонок с С8 и С18 приведён в табл. 9, для ацетонитрильной колонки в табл.10.
Таблица 9
Состав ПФ (колонки С8 и С18)
№ ПФ
ПОДВИЖНАЯ ФАЗА (ПФ)
1
MeOH–H2O (75 : 25, об. %)
2
3
4
5
6
MeOH – MeCN – H2O ( 56.3 : 15.6 : 28.1, об. %);
состав орг. части ПФ: MeOH – MeCN (80 : 20)
MeOH – MeCN – H2O ( 41.2 : 28.0 : 30.8, об. %);
состав орг. части ПФ: MeOH – MeCN (60 : 40)
MeOH – MeCN – H2O ( 26.2 : 40.5 : 33.3, об. %);
состав орг. части ПФ: MeOH – MeCN (40 : 60)
MeOH – MeCN – H2O ( 12.7 : 51.7 : 35.6, об. %);
состав орг. части ПФ: MeOH – MeCN (20 : 80)
MeCN – H2O (62 : 38, об. %)
Таблица 10
Состав ПФ для колонки – (CN)
№ ПФ
1
2
3
4
5
6
ПОДВИЖНАЯ ФАЗА (ПФ)
MeOH–H2O (58 : 42, об. %)
MeOH – MeCN – H2O ( 45 : 10.8 : 44.2, об. %);
состав орг. части ПФ: MeOH – MeCN (80 : 20)
MeOH – MeCN – H2O ( 32 : 21.6 : 46.4, об. %);
состав орг. части ПФ: MeOH – MeCN (60 : 40)
MeOH – MeCN – H2O ( 20.5 : 31.1 : 48.4, об. %);
состав орг. части ПФ: MeOH – MeCN (40 : 60)
MeOH – MeCN – H2O ( 10 : 39.8 : 50.2, об. %);
состав орг. части ПФ: MeOH – MeCN (20 : 80)
MeCN – H2O (48 : 52, об. %)
Примечание. MeOH – метанол, MeCN – ацетонитрил, Н2О – вода.
39
lgkl
1,2
1
0,8
2
3
0,4
4
5
6
7
№ ПФ
0
1
2
3
4
5
6
Рис. 8. Влияние состава ПФ на фактор удерживания (k) компонента КПАВ на колонке С18. 1 –
МАГА, 2 – АДБА, 3 – АП, 4 – ААО (С12), 5 – АТА, 6 – АДГА, 7 – АПБ. Номера ПФ приведены в табл.
7.
40
Мин.
C18
Рис. 9. Хроматограммы разделения модельных смесей КПАВ на колонке С18
41
В случае использования смеси метанол/вода на колонке С8 не делятся между
собой хроматографические пики АДГА, АПБ, АП, АТА и ААО (Nc=12), АП с МАГА
(Nc=16), не полностью делятся между собой АДГА, АПБ, ААО и АТА (Nc=14) (рис.
11.1, ПФ - 1). В смеси ацетонитрил/вода не полностью делятся между собой АДБА и
АП (Nc=16) (рис. 11.2, ПФ - 6). В смеси ацетонитрил/метанол/вода одним пиком выходят АДБА, АТА, ААО (Nc=14), АТА (Nc=16) с АДБА (Nc=14) (рис. 11.3, ПФ - 5).
Зависимость логарифма (k') определяемых компонентов ПАВ от состава элюента
представлена на рис. 10.
lgkl
0,95
1
0,75
2
0,55
3
0,35
5
6
0,15
-0,05
4
7
№ПФ
1
2
3
4
5
6
Рис. 10. Влияние состава ПФ на фактор удерживания (k) компонента КПАВ на колонке С8. 1 –
МАГА, 2 – АДБА, 3 – АП, 4 – АТА, 5 – ААО (С12), 6 – АДГА, 7 – АПБ. Номера ПФ приведены в
табл. 7.
42
Мин.
C8
Рис. 11. Хроматограммы разделения модельных смесей КПАВ на колонке С8
43
В случае использования колонки СCN в смеси метанол/вода намечается деление пиков веществ АТА с АП (Nc=12), одним пиком выходят АДБА (Nc=14), АП
(Nc=16), МАГА (Nc=18 : 1) (рис. 13.1, ПФ - 1). В смеси ацетонитрил/вода намечается
деление пиков веществ АДГА (Nc=12) с АП (Nc=14) и одним пиком выходят АТА
(Nc=16), АДБА (Nc=12), МАГА (Nc=18 : 1) (рис. 13.2, ПФ - 6).
В смеси ацетонит-
рил/вода намечается деление пиков веществ АТА с АП (Nc=12), одним пиком выходят АДГА и ААО (Nc=14), АТА, АП (Nc=16), АДБА (Nc=14) (рис. 13.3, ПФ - 2). Зависимость логарифма (k') определяемых компонентов ПАВ от состава элюента представлена на рис. 12.
lgkl
1
0,35
2
3
4
5
6
0,15
№ПФ
-0,05 1
2
3
4
5
6
7
-0,25
Рис. 12. Влияние состава ПФ на фактор удерживания (k) компонента КПАВ на колонке СN. 1 – АДБА
,2 – МАГА, 3 – АП, 4 – АТА, 5 – ААО (С12), 6 – АДГА, 7 – АПБ. Номера ПФ приведены в табл. 7.
44
Мин.
CN
Рис. 13. Хроматограммы разделения модельных смесей КПАВ на колонке ССN
45
В ходе исследования наилучшее разделение компонентов исследуемых ПАВ
было достигнуто на колонках CCN (рис. 12.2, ПФ - 6) и С8 (рис. 11.2, ПФ - 6). Нами
было принято решение оптимизировать состав ПФ – 6 (табл. 10) на колонке CCN путём уменьшения содержания ацетонитрила в элюенте. На рис. 14 приводится сравнение хроматограмм на колонках CCN и C8. Как видно, на колонке C8 в отличие от CCN
практически не делятся гомологи АП (с16) и АДБА (С14), гомолог АПБ (С14) не отделяется от АДГА (С12). Колонка с сорбентом CCN практически полностью разделяет
все анализируемые компоненты ПАВ. Хроматограммы разделения компонентов ПАВ
на колонках CCN и C8 представлены на рис. 14. Хроматограммы регистрировали с
помощью двух детекторов: РМД и ДМД (λ1=210 и λ2=225).
Таким образом, в дальнейших исследованиях мы использовали колонку CCN с
ПФ – 6 (MeCN – H2O (42 / 58, об. %)), 0.1 М перхлората натрия, добавка фосфорной
кислоты до значения рН = 2.5. В качестве не удерживаемого компонента использовали 1% раствор NaNO2. Для РМД tм (С18, С8) = 63.2 сек.; tм (СCN) = 102.1 сек.
Ввиду большой гидрофобности основных компонентов МАГА и ДДА (с двумя
алкильными радикалами) в одних условиях с другими ПАВ определить не представляется возможным. Для МАГА и ДДА подбирались индивидуальные условия разделения. Проведя сравнительный анализ хроматограмм для колонок CCN и С8, сделали
следующие выводы:
 На колонке CCN идёт наиболее полное разделение гомологов АДБА и АП;
 Состав органического растворителя в элюенте существенно меньше для
колонки CCN (C8 - 62%, CCN – 42%);
 Такие вещество как ДДА на С8 удерживается слишком сильно, требуется
почти 100% содержание ацетонитрила, чтобы элюировать его с колонки.
При использовании колонки CCN достаточно 65% ацетонитрила в ПФ, чтобы полностью элюировать все гомологи ДДА за 7 минут.
Таким образом, для разделения компонентов ДДА (рис. 15.1) и МАГА (рис. 16.1)
была выбрана колонка CCN, где требуется наименьшее содержание ацетонитрила и
время, затрачиваемое на анализ.
С8
1
2
3
Мин.
СCN
Примечание: 1-РМД, 2-ДМД (λ=210 нм), 3-ДМД (λ=225 нм)
Рис. 14. сравнение разделительной способности колонок CCN и С8 при уменьшении содержания
ацетонитрила в ПФ – 6
47
Мин.
Рис. 15. Хроматограмма ВЭЖХ анализа (текстапав (НИИ ПАВ, г. Волгодонск) – ДДА)
1
2
3
Рис. 16. Хроматограмма ВЭЖХ анализа (rewoquat WE 18 – МАГА)
Хроматографические сигналы регистрировали при помощи последовательно соединенных детекторов: ДМД в режиме сканирования в УФ-области спектра 190 – 400
нм и РМД. Использование отношений сигналов детекторов при данной конфигурации
системы позволяет повысить правильность индивидуальной идентификации, т.к.
принципы детектирования ДМД и РМД по физической природе разные. Таким образом, в процессе разделения веществ можно использовать аналитические сигналы
48
двух детекторов, что позволяет определять не только хроматографическое удерживание разделяемых веществ, но и отношение площадей хроматографических пиков
каждого компонента что, в свою очередь, дает дополнительную информацию об исследуемых веществах.
Таким образом, в качестве идентификационных параметров в методе ВЭЖХ для
определения ПАВ (АДБА, АПБ, АП, МАГА), наряду с фактором удерживания (k),
использовали отношения площадей хроматографических пиков (табл. 11), получаемых при помощи ДМД (λ1=210 нм, λ2=225 нм) и РМД: SРМД/SДМД (λ1), SРМД/SДМД (λ2),
SДМД (λ2)/SДМД (λ1). Как видно из данной таблицы набор идентификационных параметров для каждого из компонентов является сугубо индивидуальным, что позволяет
проводить надежную индивидуальную идентификацию указанных ПАВ.
Таблица 11
Отношение площадей хроматографических пиков с детекторов ДМД и РМД
НАЗВАНИЕ
ПАВ
АДБА
АПБ
АП
МАГА
ОТНОШЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ ПИКОВ,
(N=15, P=0.95)
SРМД/SДМД(λ1)
SРМД/SДМД(λ2)
SДМД (λ2)/SДМД (λ1)
0,015 ± 0,001
0,112 ± 0,005
0,018 ± 0,002
0,261 ± 0,020
0,068 ± 0,005
0,938 ± 0,075
0,045 ± 0,002
2,097 ± 0,195
4,678 ± 0,179
8,386 ± 0,949
2,7546 ± 0,090
8,023 ± 0,369
При количественном определении ПАВ в МС использовали метод ОФ ВЭЖХ,
при помощи одного детектора – РМД и использовании ПФ - 6. Использование детектора РМД в данном случае целесообразнее ввиду его универсальности, т.к. РМД позволяет определять все без исключения, исследуемые ПАВ. Построение калибровочных графиков проводили, используя зависимость площади хроматографического пика
с NC=12 от концентрации модельного раствора ПАВ. Построение графика по одному
из гомологов представляется возможным, т.к. при изменении площади пика одного из
гомологов ПАВ площади пиков остальных компонентов изменяются пропорционально. Коэффициент корреляции градуировочных графиков были не менее R≥0.99 (табл.
12).
Таблица 12
Уравнения градуировочных графиков для определения ПАВ в ПФ - 6
ОПРЕД
ЕЛЯЕМ
ОЕ
ВЕЩЕС
ТВО
АДБА
(С12)
АДБА
(С12,
С14)
АТА
(С12)
АТА
(С12,
С14)
АТА
(С16)
ААО
(С12,
С14)
ДДА
(С16,
С18)
АДГА
(С12,
С14)
АПБ
АП
(С12)
АП
(С16)
МАГА
РМД
ДМД210
ДМД225
Уравнение градуировочного графика
R2
Уравнение градуировочного графика
R2
Уравнение градуировочного графика
R2
y = 76233x + 457,24
0,9999
y = 6*106x - 56790
0,9981
y = 1*106x +
8334,2
0,9989
y = 102021x +
2000,1
0,9998
y = 7*106x - 79006
0,9978
y = 2*106x +
5355,5
0,9966
y = 61729x - 24,291
0,9999
-
-
-
-
y = 85865x + 92,739
0,9999
-
-
-
-
y = 165838x - 551,41
0,9999
-
-
-
-
y = 102677x +
658,59
0,9998
-
-
-
-
y = 72831x + 9300,3
0,9993
-
-
-
-
y = 98613x + 691,57
0,9995
-
-
-
-
y = 39413x + 113,18
0,9994
0,9941
y = 46314x - 2767,2
0,9999
y = 101994x - 1006,5
0,9991
0,9984
y = 2*106x + 22611
0,9989
y = 106666x - 318,71
0,9991
y = 5*106x + 55089
0,9987
y = 58993x - 2949,7
0,9998
y = 212448x 1308,9
0,9999
y = 302698x +
41739
y = 5*106x +
110814
y = 2 *106x +
14596
y = 25487x +
1247,6
0,9994
0,9989
3.2.4 Определение КПАВ и АМФПАВ в модельных смесях
Обычно во всех производимых моющих средствах количество КПАВ и
АМФПАВ от 2 до 3. Основываясь на этом факте, мы приготовили модельные смеси
наиболее используемых в промышленности КПАВ и АМФПАВ в концентрациях по
активному веществу, указанных в таблице 13.
По полученным уравнениям градировочных графиков (табл.12) рассчитывали
количество ПАВ в модельных смесях. Качественное определение ПАВ проводили,
используя следующие идентификационные параметры: в методе ТСХ - величину RF, в
методе ВЭЖХ - фактор удерживания (k), отношение площадей пиков двух детекторов
для ПАВ, поглощающих УФ-области спектра (табл.14).
Таблица 13
Составы модельных смесей
№ МОДЕЛЬНОЙ
СМЕСИ
1.
2.
СОСТАВ МОДЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ
АДГА – 3.5% , АПБ – 2.2%
АТА – 5.4%, АДБА – 2.5%, 4.3%
Таблица 14
Значения идентификационные параметров ПАВ в модельных МС
МЕТОД ТСХ
МОДЕЛЬНАЯ
СМЕСЬ
Rf (сред.)
±
∆
У
Ф*
(2
54
нм
)
0.02 ± 0.005
-
0.22 ± 0.02
-
0.02 ± 0.005
-
0.37 ± 0.02
-
0.06 ± 0.005
0.39 ± 0.05
-
1
2
Окраска
зон
яркооранж.
яркооранж.
яркооранж.
яркооранж.
яркооранж.
Количественное определение,
детектор РМД
ОтносиНайдено
ВветельнаяпоИден(%),
дено
грешность
тиф.
(%)
определеПАВ
ния,
X  X
(D, %)
УФ*
(190
–
400н
м)
SРМД
/SДМД(λ1)
SРМД
/SДМД(λ2)
SДМД (λ2)
/SДМД (λ1)
сред.
сред.
сред.
± ∆
± ∆
± ∆
1,207 ± 0.02
-
-
-
-
АДГА
3.5
3.41± 0.042
2.64
0,661 ± 0.02
+
0,115 ±
0,005
0,904 ±
0,075
9,238 ±
0,949
АПБ
2.2
2.21 ± 0.04
0.45
1,441 ± 0.02
-
-
-
-
АТА
5.4
5.35 ± 0.081
0.93
2,343 ± 0.02
+
0,016 ±
0,001
0,072 ±
0,005
4,542 ±
0,179
АДБА
2.5
2.49 ± 0.034
0.4
4.48 ± 0.02
-
–
–
–
ДДА
4.3
4.24 ± 0.075
1.4
kсред.
±
∆k
Примечание. “+” – присутствие сигнала, “-” – отсутствие сигнала. (n=3, P=0.95)
*
МЕТОД ВЭЖХ (NC=12)
Отношение площадей
пиков ДМД и РМД
3.2.5 Определение КПАВ и АМФПАВ в производимых МС
Апробация предлагаемой методики была проведена путем исследования составов различных, наиболее широко представленных производимых МС. Образцы МС
перед анализом растворяли при помощи ультразвуковой ванны (“Сапфир”, 5 мин.,
Т=40 0С) в смеси метанол/вода (90:10) в концентрации 60 мг/мл. На рис. 17 представлено разделение моющих средств и образцов сравнения при помощи метода ТСХ.
Рис. 17. Хроматограмма ТСХ анализа МС
Таблица 15
Анализируемые образцы МС
№
1
2
3
4
5
6
НАЗВАНИЕ
“Luxus”
“Lenor”
“Веснушка”
АТА
ДДА
МАГА
RF
0.02, 0.38
0.02, 0.34,
0.01, 0.08, 0.4
0.02
0.01, 0.09, 0.41
0.01, 0.39, 0.73
Исследование данных образцов проводили, используя методику, описанную в
пунктах 3.2.1.- 3.2.3. Результаты представлены в таблицах 16 и 17.
Проведение ТСХ анализа показало, что в исследуемых МС содержатся КПАВ,
для которых необходимо использовать две различные системы: система I - 42% ацетонитрила, система II - 65% ацетонитрила.
53
Таблица 16
Качественное определение КПАВ и АМФПАВ в МС
МЕТОД ТСХ
МЕТОД ВЭЖХ (NC=12)
Отношение площа-
НО
У
МЕ
Р
ОБР
АЗЦ
Rf
(сред.)
±
∆
А
1
Ф
*
(25
4
нм
)
дей
Окра
ска
зон
0.02 ±
0.005
–
яркооран
ж.
0.02±
0.005
–
яркооран
ж.
2
0.34 ±
0.05
3
–
0.01±
0.005
–
0.08±
0.005
–
0.4±
0.06
-
яркооран
ж.
яркооран
ж.
Система I
kсред.
±
∆k
2,228 ±
0,02
2,526 ±
0,02
3,111 ±
0,02
-
2,228 ±
0,02
2,526 ±
0,02
3,111 ±
0,02
1,441 ±
0,02
2,060 ±
0,02
2,853 ±
0,02
-
яркооран
1,441 ±
ж.
0,02
2,060 ±
ярко0,02
оран
2,853 ±
ж.
0,02
Система УФ
пиков ДМД и РМД
II
(190 –
SДМД
kсред.
SРМД SРМД
400
(λ2)
±
/SДМД /SДМД
/SДМД
∆k
нм)
(λ1)
(λ2)
*
0,456 ±
0,02
1,425 ±
0,02
1,675 ±
0,02
1,625 ±
0,02
1,850 ±
0,02
2,244 ±
0,02
0,456 ±
0,02
1,425 ±
0,02
1,675 ±
0,02
-
1,625 ±
0,02
1,850 ±
0,02
2,244 ±
0,02
-
сред.
сред.
± ∆
± ∆
Система
I
Идентификация
Система
II
Идентификация
МАГА
(R*)
МАГА
С16/С16
МАГА
C18/С18
ДДА
С16/С16
ДДА
С16/С18
ДДА
С18/С18
МАГА
(R*)
МАГА
С16/С16
МАГА
C18/С18
(λ1)
сред.
± ∆
+
0,254
±
0,020
2,110
±
0,195
8,213
±
0,369
МАГА
C18:1
МАГА
C16
МАГА
C18
-
--
-
-
-
+
0,261
±
0,020
2,210
±
0,195
8,313
±
0,369
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
* Примечание: МАГА (R) – мага с одним углеводородным радикалом.
МАГА
C18:1
МАГА
C16
МАГА
C18
АТА
C12
АТА
C14
АТА
C16
-
-
-
ДДА
С16/С16
ДДА
С16/С18
ДДА
С18/С18
-
АТА
C12
АТА
C14
АТА
C16
-
54
Таблица 17
Количественное определение КПАВ и АМФПАВ в МС
НОМЕР
ОБРАЗЦА
1
2
3
Название ПАВ
МАГА
ДДА
МАГА
АТА
ДДА
АТА
ХI, %
1
12,10
2,21
7,95
0,97
4,082
0,17
2
12,11
2,19
7,90
0,99
4,079
0,18
3
12,10
2,21
8,1
975
4,091
0,167
X
SR
S
X  X
12,10
2,20
8,0 (R*)
0,98
4,083
0,17
0,0005
0,0052
0,0129
0,0106
0,0015
0,0477
0,0058
0,0116
0,1026
0,0141
0,0062
0,0081
12,10 ± 0,02
2,20 ± 0,04
8,0 ± 0,31
0,98 ± 0,01
4,083 ± 0,02
0,17 ± 0,02
* Примечание: МАГА (R) – мага с одним углеводородным радикалом.
Хроматограммы ВЭЖХ исследованных МС представлены в приложении (рис.
18).
55
4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Задачей настоящей дипломной работы являлась разработка методик определения
состава сырья и готовой продукции методами ТСХ и ВЭЖХ. Для каждого используемого метода было необходимо подобрать оптимальные условия разделения компонентов ПАВ.
Для наиболее надёжной идентификации исследуемых ПАВ применяли метод
ТСХ. В ходе проведенного эксперимента показано, что из широкого круга ПФ для
ТСХ наибольшей разделительной способностью при применении отечественных пластинок «Сорбфил» по отношению к исследуемым ПАВ обладает следующая ПФ: iпропанол / хлороформ / метанол / раствор аммиака в соотношении 40/40/40/10 соответственно. В качестве реагента для проявления пластин использовали реактив
Драгендорфа. Для групповой идентификации исследуемых ПАВ использовали величины RF и окраску хроматографических зон после проявления. Применение ТСХ позволяет контролировать полноту разделения ПАВ по классам, что позволяет сэкономить время анализа и реактивы для ВЭЖХ в случае не полного их разделения методом ТФЭ.
В ходе исследования нами были подобраны оптимальные условия для разделения компонентов методом ВЭЖХ. В качестве НФ была выбрана колонка с сорбентом
CCN, ПФ – смесь ацетонитрил – вода (42 : 58, об. %). Нами была подобрана концентрация перхлората натрия (0.1 М) для наилучшего разделения на данной колонке.
Использование сигналов, получаемых с двух детекторов РМД и ДМД при их последовательном соединении, позволило повысить надёжность идентификации исследуемых ПАВ. В качестве критериев идентификации были взяты отношения площадей
хроматографических пиков ДМД (λ1=210 нм, λ2=225 нм) и РМД: SРМД/SДМД
SРМД/SДМД
(λ2),
SДМД
(λ2)/SДМД (λ1).
(λ1),
Данный набор идентификационных параметров для
каждого из компонентов является сугубо индивидуальным, что позволило провести
надёжную индивидуальную идентификацию указанных ПАВ в производимых МС.
Погрешность количественного определения всех изученных ПАВ («введено найдено») в модельных смесях составила не более 3.0 %.
Результаты работы опробованы на примере анализа модельных смесей МС и
производимых МС. Таким образом, предложенная схема применения методов ТСХ и
56
ВЭЖХ позволяет надёжно идентифицировать и определять содержание исследуемых ПАВ в различных моющих и косметических средствах.
57
5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Было изучено и оптимизировано поведение (в режиме ТСХ и ВЭЖХ) следующих АМФПАВ и КПАВ: АТА, ДДА, АДГА, АДБА, МАГА, АП, АПБ и ААО.
Для ТСХ предложено использовать в качестве ПФ смесь -пропанол / хлороформ / метанол / раствор аммиака в соотношении 40/40/40/10.
2. Для ВЭЖХ предложено использовать в качестве НФ колонку с сорбентом CCN,
ПФ – смесь ацетонитрил – вода (42 : 58, об. %) с добавлением 0.1 М перхлората
и фосфорной кислоты до рН = 2.5. Изучена зависимость селективности и эффективности определения компонентов ПАВ от концентрации перхлората
натрия в ПФ.
3. Для предварительного фракционирования сложных композиций моющих
средств целесообразно использовать метод ТФЭ на катионнообменном сорбенте “Диасорб -130-сульфо” (ЗАО “БиоХимМак СТ”), позволяющий получить две
фракции состава КПАВ и АМФПАВ (1 фракция), АПАВ и НПАВ (2 фракция).
4. Для групповой и индивидуальной идентификации исследованных ПАВ выбраны различные параметры: в методе ТСХ - величина Rf, в методе ВЭЖХ - фактор удерживания (k), отношение площадей пиков двух детекторов для ПАВ,
поглощающих УФ-область.
5. Предложен способ количественного определения ПАВ в моющих средствах.
58
6 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. ПАВ и композиции. Справочник / Под ред. М.Ю. Плетнева. – М.: ООО Фирма
Клавель, 2002. - С. 768.
2. Сакодынский К. И., Бражников В.В., Волков С. А., Зельвенский В. Ю., Ганкина Э. С., Шатц В. Д. / Аналитическая хроматография. - М.: Химия, - 1993. - С.
464.
3. Закупра В.А. Методы анализа и контроля в производстве поверхностноактивных веществ. - М., «Химия», 1977.
4. Murawski, D., IC for the analysis of household consumer products // Chromatogr. 1991. - V. 546. - Р.351-367.
5. Waldhoff H., Scherler J., Schmitt M. Alkyl polyglycosides — analysis of raw material: determination in products and environmental matrices // World Surfactants
Congr. - 1996. - V. 7. - Р.507-518.
6. Fischer, J., Jandera P. Chromatographic behavior in reversed-phase HPLC with micellarand submicellar mobile phases: effects of the organic modifier // J. Chromatogr.
1998. - V. 681. - Р. 3-19.
7. Kawase, J., Takao Y., Tsuji K. Non-UV-absorbing dialkyl-type cationic surfactants
by LCwith an on-line ion-pair extraction detector // J. Chromatogr. – 1983. - V. 262.
- P. 293-298.
8. Liu X., Pohl C. // American Labor. - 2005. - V. 37, N37. - P. 27 – 30.
9. Emmrich, M., Levsen K. Cationic surfactants in wastewater and activated sludge (in
German), Vom Wasser. – 1990. - V. 75. - P. 343-349.
10. Wilkes, A. J., Walraven G., Talbot J. HPLC of quaternary ammonium surfactants
with theevaporative light scattering detector // Am. Oil Chem. Soc. – 1992. - V. 69. P. 609-613.
11. Lawrence D. L. Normal phase LC/MS using coaxial continuous flow FAB // Am.
Soc. MassSpectrom. – 1992. - V. 5. - P. 575-581.
12. Schoester M., Kloster G. Chromatographic post-column ion pair extraction system
for the determination of cationic surfactants (in German) // Vom Wasser. – 1991. - P.
13-20.
13. Fernandez, P., Alder A. C.,. Suter M. J. F, Giger W. Ditallowdimethylammonium in
digestedsludges and marine sediments by supercritical fluid extraction and LC with
59
post-column ion-pair extraction // Anal. Chem. – 1996. - V. 68. - P. 921-929.
14. Norberg J., Thordarson E., Mathiasson L., Jonsson J.A . // Journal of hromatography A. - 2000. - V. 869. - P. 523–529
15. Nitschke, L., Muller R., G. Metzner, L. Cationic surfactants in water using HPLC
with conductometric detection, Fresenius' Z. // Anal. Ghent. – 1992. - V. 342. - P.
711-713.
16. Kiimmerer K., Eitel A., Braun U., Hubner P. Benzalkonium chloride in the effluent
from European hospitals by SPE and HPLC with post-column ion-pairing and fluorescence detection // Chromatogr. A. – 1997. - V. 774. - P. 281-286.
17. Daniels C. R. Didecyldimethylammonium chloride on wood surfaces by HPLC with
evaporative light scattering detection // Chromatogr. Set. – 1992. - V. 30. - P. 497499.
18. Schoester M., Kloster G. Chromatographic post-column ion pair extraction system
for the determination of cationic surfactants (in German) // Vom Wasser. – 1991. - P.
13-20.
19. Kloste, G., Schoester M., Schwuger M. J. HPLC analysis of aliphatic ionic surfactants attrace levels // Comun. Jorn. Com. Esp. Deterg. – 1993. - V. 24. - P. 25-33.
20. Lawrence, D. L. Normal phase LC/MS using coaxial continuous flow FAB // Am.
Soc. MassSpectrom., - 1992. - V. 5. - P. 575-581.
21. Fernandez, P., Alder A. C.,. Suter M. J. F, Giger W. Ditallowdimethylammonium in
digestedsludges and marine sediments by supercritical fluid extraction and LC with
post-column ion-pair extraction // Anal. Chem. – 1996. - V. 68. - P. 921-929.
22. Wilkes, A. J., Walraven G., Talbot J. HPLC of quaternary ammonium surfactants
with theevaporative light scattering detector // Am. Oil Chem. Soc. – 1992. - V. 69. P. 609-613.
23. Wilkes, A. J., Jacobs C., Walraven G., Talbot J. M. Characterization of quaternized
triethano-lamine esters (esterquats) by HPLC, HRCGC and NMR // World Surfactants Congr. – 1996. - V. 7. - P. 389-412.
24. Emmrich, M., Levsen K. Cationic surfactants in wastewater and activated sludge (in
German) // Vom Wasser, - 1990. - V. 75. - P. 343-349.
25. Murawski, D., IC for the analysis of household consumer products // Chromatogr. –
1991. - V. 546. - P. 351-367.
26. Gomez-Gomar A., Gonzalez-Aubert M. M., Garces-Torrents J., Costa-Segarra J.
60
Benzalkonium chloride in aqueous ophthalmic preparations by HPLC // J. Pharm.
Biomed. Anal. – 1990. - V. 8. - P. 871-876.
27. Weiss J. Ion chromatography (in German), Tenside, Surfactants // Deterg. – 1986. V23. - P. 237-244.
28. United States Pharmacopeial Convention, Inc., United States Pharmacopeia, 24th
Revision National Formulary, 19th ed. 12601 Twinbrook Parkway, Rockvillc, MD
20852. - 1999.
29. Waldhoff H., Scherler J., Schmitt M. Alkyl polyglycosides—analysis of raw material: determination in products and environmental matrices // World Surfactants Congr.
– 1996. - N7. - P. 507-518.
30. Kawase, J., Takao Y., Tsuji K. Non-UV-absorbing dialkyl-type cationic surfactants
by LCwith an on-line ion-pair extraction detector // J. Chromatogr. – 1983. - V. 262.
- P. 293-298.
31. Bak, H., Choi K., Lee J., Kim Y., Ahn H. Imidazoline type cationic surfactants (in
Korean;tables and figures in English) // Kongop Hwahak. – 1998. - V. 9. - P. 404406.
32. Merino F., Rubio S., Perez-Bendido D. Mixed aggregate-based acid-induced cloudpoint extraction and ion-trap liquid chromatography-mass spectrometry for the determination of cationic surfactants in sewage sludge. // J. Chromatogr. A. - 2003. - V.
998. - P. 143-154.
33. Ding X., Mou S., Zhao S. Analysis of benzyldimethyldodecylammonium bromide in
chemical disinfectants by liquid chromatography and capillary electrophoresis. // J.
Chromatogr. A. - 2004. - V. 1039. - P. 209-213.
34. Linares P., Gutierrez M. C., Lazaro F., Luque de Castro M. D., Valcarcel M. Benzocaine, dextromethorphan and cetylpyridinium ion by HPLC with UV detection. // J.
Chromatogr. - 1991. - V. 558. - P. 147-153.
35. Heinig K., Vogt C., Werner G. Cationic surfactants by CE // Fresenius Z. Anal.
Chem. - 1997. - V. 558. - P. 500-505.
36. Taylor R. B., Toasaksiri S., Reid R. G., Wood D. Quaternary ammonium compounds
dequalinium and cetylpyridinium chlorides in candy-based lozenges by HPLC // Analyst. - 1997. - V. 722. - P. 973-976.
37. Suortti T., Sirvio H. Fungistatic quaternary ammonium compounds in beverages and
water samples by HPLC // J. Chromatogr. - 1990. - V. 507. - P. 421-425.
61
38. Gomez-Gomar A., Gonzalez-Aubert M. M., Garces-Torrents J., Costa-Segarra J.
Benzalkonium chloride in aqueous ophthalmic preparations by HPLC // J. Pharm.
Biomed. Anal. - 1990. - V. 8. - P. 871-876.
39. Elrod L., Golich T. G., Morley J. A. Benzalkonium chloride in eye care products by
HPLC and solid-phase extraction or on-line column switching. // J. Chromatogr.
1992. - V. 625. - P. 362-367.
40. Harrison C.R., Lucy C.A. Determination of zwitterionic and cationic surfactants by
high-performance liquid chromatography with chemiluminescenscent nitrogen detection // J. Chromatogr. A. - 2002. - V. 956. - P. 237-244.
41. Parhizkari G., Delker G., Miller R. B., Chen C. Stability-indicating HPLC method
for determination of benzalkonium chloride in Tramadol ophthalmic solution //
Chromatographia. - 1995. - V. 40. - Р. 155-158.
42. Norberg J., Thordarson E., Mathiasson L., Jonsson J.A. Microporous membrane liquid-liquid extraction coupled on-line with normal-phase liquid chromatography for
the determination of cationic surfactants in river and waste water // J. Chromatogr. A.
- 2000. - V. 869. - P. 523-529.
43. Miller R. B., Chen C., Sherwood C. H. HPLC determination of benzalkonium chloride inophthalmic solution // J. Liq. Chromatogr. - 1993. - V. 16. - P. 3801-3811.
44. Parhizkari G., Miller R. B., Chen C. Stability-indicating HPLC method for determination of benzalkonium chloride in phenylephrine HC1 ophthalmic solution // J. Liq.
Chromatogr. - 1995. - V. 78. - P. 553-563.
45. Nair L. M., Saari-Nordhaus R. Surfactant analysis by IC // J. Chromatogr. A. - 1998.
- V. 804. - P. 233-239.
46. Shibukawa M., Eto R., Kira A., Miura F., Oguma K., Tatsumoto H., Ogura H., Uchiumi A. Quaternary ammonium compounds by HPLC with a hydrophilic polymer
column and conductometric detection // J. Chromatogr. A. - 1999. - V. 830. - P.
321- 328.
47. Bak H., Choi K., Lee J., Kim Y., Ahn H. Imidazoline type cationic surfactants (in
Korean) // Kongop Hwahak. - 1998. - V. 9. - P. 404-406.
48. Kummerer K., Eitel A., Braun U., Hubner P. Benzalkonium chloride in the effluent
from European hospitals by SPE and HPLC with post-column ion-pairing and fluorescence detection // J. Chromatogr. A. - 1997. - V. 774. - P. 281-286.
62
49. Levsen K., Emmrich M., Behnert S. Dialkyldimethylammonium compounds and
other cationic surfactants in sewage water and activated sludge // Fresenius' Z. Anal.
Chem. - 1993. - V. 3460. - P. 732-737.
50. Wilkes A. J., Walraven G., Talbot J. HPLC of quaternary ammonium surfactants
with the evaporative light scattering detector // J. Am. Oil Chem. Soc. - 1992. - V.
69. - P. 609-613.
51. Schoester M., Kloster G. Chromatographic post-column ion pair extraction system
for the determination of cationic surfactants (in German) // Vom Wasser. - 1991. - P.
13-20.
52. Lawrence D. L. Normal phase LC/MS using coaxial continuous flow FAB // J. Am.
Soc. Mass Spectrom. - 1992. - V. 5. - P. 575-581.
53. Fernandez P., Alder A. C., Suter M. J. F., Giger W. Ditallowdimethylammonium in
digested sludges and marine sediments by supercritical fluid extraction and LC with
post-column ion-pair extraction // Anal. Chem. - 1996. - V. 68. - P. 921-929.
54. Toomey A. B., Dalrymple D. M., Jasperse J. L, Manning M. M., Schulz M. V. Quaternaryammonium compounds by HPLC with ELSD // J. Liq. Chromatogr. Relat.
Technol. - 1997. - V. 20. - P. 1037-1047.
55. Matsuzaki M., Ishii K., Yoshimura H., Hashimoto S. HPLC of cationic and amphoteric surfactants in cosmetics // J. SCCJ. – 1993. – V. 27. - Р. 494-497.
56. Larson, J. R., Pfeiffer C. D. Alkyl quaternary ammonium compounds by LC with indirectphotometric detection // Anal. Chem. – 1983. - V. 55. - P. 393-396.
57. Toomey A. B.,. Dalrymple D. M, Jasperse J. L., Manning, M. M., Schulz M. V. Quaternaryammonium compounds by HPLC with ELSD // Liq. Chromatogr. Relat.
Technol. – 1997. - V. 20. - P. 1037-1047.
58. Department of Analytical Chemistry, Facultad de Ciencias, Edificio Anexo Marie
Curie, Campus de Rabanales, 14071 Co.rdoba // Spain Journal of Chromatography
A. - 2003. -V. 998. - P. 143–154.
59. Caccialanza G., Gandini C., Kitsos M., Massolini G. LC analysis of phospholipids in
wash ings from rabbit eustachian tube: dipalmitoyl phosphatidylethanolamine content // Pharm. Biomed. - Anal. 1989. - N 7. - P. 1931-1935.
60. Kawase J., Ueno H., Tsuji K. Amphoteric surfactants by LC with post-column detection. I. Mono- and dialanine type surfactants // Chromatogr. - 1983. - N 264. - P. 415422.
63
61. Van der Meeren P., Vanderdeelen J., Huyghebaert G., Baert L. Partial resolution of
molecular species during LC of soybean phospholipids and effect on quantitation by
light-scattering // Chromatography. - 1992. - N 34. - P. 557-562.
62. Tegeler A., Ruess W., Gmahl E. Amphoteric surfactants in cosmetic cleansing products by HPLC on a cation exchange column // J. Chromatogr. A. - 1995. - V. 715. P. 195-198.
63. Gerhards R., Jussofle I., KSseborn D., Keune S., Schulz R. Cocoamidopropyl betaines // Tenside, Surfactants, Deterg. - 1996. - V. 33. - P. 8-14.
64. Wilkes A. J., Walraven G., Tklbot J. Cocoamidopropylbetaine in raw materials and
cosmetic and detergent products by HPLC // Comun. Jorn. Com. Esp. Deterg. - 1994.
- V. 25. - P. 209-220.
65. El-Khteeb S., Mohamed H. El-Sayed L. Cationic surfactants // Tenside, Surfactants,
Deterg. - 1988. - N25. - P.136-239.
66. Lendrath G., Nasner A., Kraus L. Behavior of surfactants in TLC // J. Chromatogr. 1990. - N502. - P.385-392.
67. Simunis S., Soljis Z. Separation and characterization of surfactants by high performance thin lauer chromatographi // J. Lig. Chromatogr. and Relat. Technol. - 1996. Bd. 19, N. 7. - P. 1139-1149.
68. Armstrong D. W., Stine G.Y. Anionic, cationic and nonionic surfactants by TLC // J.
Liq. Chromatogr. - 1993. - N6. - P.23-33.
69. Helleman H. Adsorbents as ion exchange and separation media: Al2O3 and SiO2 in
chromatographic analysis of surfactants (in German) // Anal. Chem. - 1989. - N34. P.126-132
70. Сычёв К.С., Даванков В.А. Материалы и методы пробоподготовки в хроматографии: твёрдофазное концентрирование и адсорбционная очистка // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2004. -Т.4, N1. - С.5-28.
71. Разделение ПАВ методом ТФЭ // РЖ Химия. - 1994. - N56. - C. 25 - 28.
72. Plantiga J., Donkerbrock J., Mulder R. // J. Am. Oil chem. Soc. - 1993. - N70. - P.97.
73. Ланге К.Р. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ, применение. - Санкт-Петербург: Профессия, 2005. - С.125.
74. Buschmann N. // Tenside. - 1991. - N28. - P.329.
75. Логинова Л. П., Решетняп Е. А., Маслий О. Г. // Тезисы докладов V Всероссийской
конференции
по
анализу
объектов
окружающей
среды
64
"ЭКОАНЛЛИТИКА-2003" с международным участием. Санкт-Петербург,
2003. - C. 238.
76. Bin L., Wei G., Junfeng S. // Anal. Chem. - 2002. – V. 30, N10. - Р. 1210 – 1213.
77. Heinig K., Vogt C. Surfactants by capillary electrophoresis // Electrophoresis. - 1999.
- V. 20. - P. 3311-3328.
78. Heinig K., Vogt C., Werner G. Linear alkylbensene sulfonates in industrial and enviromental samples by capillary electrophoresis // Analyst. - 1998. - V. 123. - P. 349353.
79. Heinig K., Vogt C., Werner G. Separation of ionic and neutral surfactants by capillary electrophoresis // J. Chromatogr. A. - 1996. - V. 745. - P. 281-292.
80. Shamsi S. A., Danielson N. D. Capillary electrophoresis of cationic surfactants with
tetrazolium violet and anionic surfactants with adenosine monophosphate and indirect photometric detection // J. Chromatogr. A. - 1996. - V. 739. - P. 405-412.
81. Heinig K., Hissner F., Martine S. Saturated and unsaturated fatty acids by capillary
electrophoresis and high-performance liquid chromatography // Amer. Lab. - 1998. V. 30. - P. 24-25.
82. Heinig K., Vogt C. Werner G. Anionic surfactants using aqueous and nonaqueous
capillary electrophoresis // J. Capillary Electrophor. - 1996. - V. 3. - P. 261-270.
83. Kelly M. A., Altria K. D., Clark B. J. Sodium dodecyl sulfate by capillary electrophoresis // J. Chromatogr. A. - 1997. - V. 781. - P. 67-71.
84. Saux T. E., Varenne A., Gareil P. Determination of aggregation thresholds of UV absorbing anionic surfactants by frontal analysis continuous capillary electrophoresis //
J. Chromatogr. A. - 2004. - V. 1038. - P. 275-282.
85. Lin C., Chiou W., Lin W. Capillary zone electrophoresis separation of alkylbenzyl
quaternary ammonium compounds: effect of organic modifier // J. Chromatogr. A. 1996. - V. 722. - P. 345-352.
86. Heinig K., Vogt C., Werner G. Cationic surfactants by capillary electrophoresis with
indirect photometric detection // J. Chromatogr. A. - 1997. - V. 781. - P. 17-22.
87. Heinig K., Vogt C., Werner G. Cationic surfactants by capillary electrophoresis //
Fresenius' Z. Anal. Chem. - 1997. - V. 358. - P. 500-505.
88. Piera E., Erra P., Infante M. R. Analyses of cationic surfactants by capillary electrophoresis // J. Chromatogr. A. - 1997. - V. 757. - P. 275-280.
65
89. Liu H.Y., Ding W. H. Determination of homologues of quaternary ammonium surfactants by capillary electrophoresis using indirect UV detection // J. Chromatogr. A.
- 2004. - V. 1025. - P. 303-312.
90. Öztekin N., Erim F. B. Determination of cationic surfactants as the preservatives in
an oral solution and cosmetic product by capillary electrophoresis // J. Pharmace and
Biomed. Analysis. - 2005. - V. 37. - P. 1121-1124.
91. Tao Y. H.,
Ying Z., Yang Y. Determination of cationic surfactanic by laser thermal
lens spectrometry // Chem. Lett. - 2002. – V. 13, N11. - Р. 1107-1110.
92. Трофимчук А. К., Тарасова Я. Б. Ж. // анал. химии. – 2004. - Т. 59, N2. - C. 133137.
93. Takashi M. Determination of cationic surfactants by a photometric titration method
withe rystal violet as a color indicator // Anal. Lett. - 2004. - V. 37, N3. - P. 499-506.
94. Juon
D. // Fine Chem. - 2004. - V. 21. - Р. 53- 54.
95. Шаповалов С. А.Cnociб спектрофотометричного визначення вмicту катioнних
поверхневоактивних речовин у водних розчинах: Патент 52114 (2002) США //
2002.
96. Shuting L., Shulin Z. Spectrophotometric determination of cationic surfactants with
benzothiaxolyldiazoaminoazobenzene // Anal. chim. Acta. - 2004. - V. 501, N1. - P.
99-102.
97. Чеботарев А. Н., Паладенко Т. В., Щербакова Т. М. // Ж. анал, химии. – 2004. T. 59, N4. - C. 349-353.
98. Демидова М. Г., Булавченко А. И., Торгов В. Г. // Тезисы докладов V Всероссийской
конференции
по
анализу
объектов
окружающей
среды
"ЭКОАНЛЛИТИКА-2003" с международным участием. Санкт-Петербург, 2003.
- C. 194.
99. Чернова Р. К., Хохлова Л. В., Аграновская Л. А., Моисейкина Н. А., Козлова Л.
М. Тест-методы химического анализа // РЖ Химия. – 2002. – Т. 19. – С. 270.
100.
Nakae A., Kunihiro K., Muto O. Homologous alkylbenzyldimethylammonium
chlorides andalkylpyridinium halides by HPLC // Chromatogr. - 1977. - V. 134. - P.
459-466.
101.
Nakamura K., Morikawa Y., Matsumoto I. Ionic and nonionic surfactant hom-
ologs by HPLC // J. Am. Oil Chem. Soc. – 1981. - V. 58. - P. 72-77.
102.
Parkin, J. E. Salting-out solvent extraction for pre-concentration of ben-
66
zalkonium chlorideprior to HPLC // J. Chromatogr. - 1993. - V. 635. - P. 75-80.
103.
Kanesato, M., Nakamura K.. Nakata O., Morikawa Y. lonogenic surfactants
by HPLC with ion-pair extraction detector // J. Am. Oil Chem. Soc. - 1987. - V. 64. P. 434-438.
104.
Fischer, J., Jandera P. Chromatographic behavior in reversed-phase HPLC
with micellarand submicellar mobile phases: effects of the organic modifier // J.
Chromatogr. B. – 1998. - V. 681. - P. 3-19.
105.
De Ruiter C.,. Hefkens J. C. H. F, Brinkman U. A. T., Frei R. W. LC determi-
nation of cationic surfactants in environmental samples using a continuouspostcolumn ion-pair extraction detector with a sandwich phase separator, Intern // J. Environ.Anal. Chem. - 1987. - V. 31. - P. 325-339.
106.
Levsen, K., Emmrich M., Behnert S. Dialkyldimethylammonium compounds
and other cat-ionic surfactants in sewage water and activated sludge // Fresenius' Z.
Anal. Chem. - 1993. - V. 346. - P. 732-737.
107.
Suortti T., Sirvio H. Fungistatic quaternary ammonium compounds in bever-
ages and water samples by HPLC // J. Chromatogr. - 1990. - V. 507. - P. 421-425.
108.
Parris, N. Reversed-phase HPLC. Ionic surfactants as UV-absorbing ion pairs
// J. Liq. Chro-matog. - 1980. - V. 5. - P. 1743-1751.
109.
Kondoh, Y., Takano S. Carboxybetaine amphoteric surfactants in household
and cosmeticproducts by HPLC with prelabeling // Analytical Sciences. - 1986. - V.
2. - P. 467-471.
110.
Matthees, D. P. Precolumn derivatization of amino phospholipids for LC //
Proc. S. D. Acad.Sci. - 1980. - V. 59. - P. 62-64.
111.
Caccialanza G., Gandini C., Kitsos M., Massolini G. LC analysis of phospho-
lipids in washings from rabbit eustachian tube: dipalmitoyl phosphatidylethanolamine content // Pharm.Biomed. Anal. - 1989. - V. 7. - P. 1931-1935.
112.
Kawase, J., Ueno H., Tsuji K. Amphoteric surfactants by LC with post-
column detection. I.Mono- and dialanine type surfactants // Chromatogr. - 1983. V.
264. - P. 415-422.
113.
Hein H., Jaroschek, H.J., Melloh W. // Cosmet. Toiletris. - 1980. - N95. - P.
37.
114.
Melton, S. L., Soybean lecithins and beef phospholipids by HPLC with an
evaporative lightscattering detector // J. Am. Oil Chem. Soc. - 1992. - V. 69. - P.
67
784-788.
115.
Van der Meeren, P., Vanderdeelen J., Huyghebaert G., Baert L. Partial resolu-
tion of molecular species during LC of soybean phospholipids and effect on quantitation by light-scattering // Chromatographia. - 1992. - V. 34. - P. 557-562.
116.
Castillo M., Riu J., Ventura F., Boleda R., Scheding R. Inter-laboratory com-
parison of liquid chromatographic techniques and enzyme-linked immunosorbent assay for the determination of surfactants in wastewaters // J. Chromatogr. A. - 2000.
V. - 889. - P. 195.
117.
Рудаков А.Б. Растворитель как средство управления процессом в жид-
костной хроматографии. Воронеж, 2003. - С. 263.
68
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Анализ КПАВ методом ВЭЖХ
№
АНАЛИЗИРУЕМЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПАВ
КОЛОНКА ВЭЖХ
СОСТАВ ПОДВИЖНОЙ ФАЗЫ
ДЕТЕКТОР
1
2
3
нормально – фазовые системы
4
5
1.
Определение дистеарилдиметиламмония хлорида,
диталлоилимидозалин метасульфат, Nдодецилпиридиний хлорид в воде; разделение друг
от друга
Whatman Partisil PAC 10, две последовательно соединенные колонки
2.
Определение С12 – С14 бензолкониума хлорида в
объектах окружающей среды
3.
ЛИТ
ЕР.
ССЫ
ЛКА
6
80:20 CHCl3/MeOH
Кондуктометрический детектор
Whatman Partisil PAC 10 (CN –
привитая колонка), (4.6 Х 250
мм)
80:20 CHCl3/MeOH
Постколоночная
реакция (ионпарная экстракция; ФД)
16
Определение дидодецилдиметиламмониума хлорида и дидодецилдиметиламмониума бромида в
образцах дерева
Поливинил(спирт) привитая колонка к силикагелю, применяемая в НФ режиме ВЭЖХ
муравьиная кислота/триэтиламин/гексан; промывка
метанолом
РСД
17
4.
Определение С8, С12 и С18 моноалкилтриметил- и
диалкилдиметиламмониум хлориды и чествертичные эфиры
Merck LiChrospher 100 NH2, (4 Х
125 мм) или Spherisorb S5 Аминопропил, (4 Х 125 мм)
Градиентное элюирование:
А=97.8:1:0.2, В=88.8:20:1:0.2
CHCl3/MeOH/ CH3CN/HOAc; от 0
до 60% В за 60 мин.
Постколоночная
реакция: экстракция при помощи
флуоресцентного
аниона
18,
19
5.
Определение С14 – С18 диалкилдиметиламмониевые соли; моно- и триалкил исходные вещества
Spherisorb амино, (0.25 Х 250 мм)
Градиентное элюирование:
А=80:20:0.5 CHCl3/нгексан/HOAc, B=50:50:0.5
CHCl3/MeOH/ HOAc.
МС
20
6.
Определение диалкил(толлил)диметиламмониевых солей в объектах
окружающей среды; гомологи элюируются одним
пиком
Nucleosil NH2,
(4 Х 125 мм)
Градиентное элюирование:
А=99:1:0.25, В=75:25:0.25
CHCl3/MeOH/ HOAc; 5 % В 2
мин., потом до 25 % В за 13 мин.,
далее до 40% В за 2 мин.
Постколоночный
реактор: экстракция УФадсорбирующим
или флуоресцентным анионом
21
15
69
1
7.
8.
9.
2
Определение диалкил(толлил)диметиламмониевых солей; моно- и
триалкил примесей; отделение от имидозалиновых
примемей и от С16 алкилбензилдиметиламмониума
хлорида; моноалкил вещества разделяются по
длине алкильного радикала (С14 – С18)
Определение четвертичных эфиров – четвертичные триэтаноламины говяжьего жира; примесей не
четвертичных моно-, ди- и тристеаринаминов и
примесей жирных кислот; разделение четвертичных тристеаринов, дистеаринов, моностеаринов;
элюирование согласно уменьшению общего содержания алкильных радикалов
Определение дистеарилдиметиламмониума хлоридов, алкилдиметилбензиламмониума хлорида кокосового масла, цетилтриметиламмониума бромида, и четвертичные имидозалиновые вещества;
разделение их друг от друга при анализе объектов
окружающей среды
Продолжение таблицы 1
3
4
5
6
Bio-Rad Rsil полифенол, (4.6 Х
250 мм)
Градиентное элюирование: А=нгексан, В=3:1 ТГФ/МеОН, каждый растворитель содержит 0.005
М трифторуксусной кислоты; от
10% до 90% В за 20 мин.
РСД
22
Bio-Rad Rsil поифенол, (4.6 Х 150
мм, с предколонкой 3.2 Х 50 мм)
Градиентное элюирование: от
90:8.5:1.5 до 10:76.5:13.5 нгексан/ТГФ/MeOH (все компоненты ПФ содержат 0.005 М
трифторуксусной кислоты) за 20
мин.
РСД
23
Merck DIOL 100
50:50:10 MeOH/ТГФ/H2O, 0.0002
M HCl
Кондуктометрический детектор
23,
24
90:10 MeOH/H2O, добавка 0.065
М ацетата в качестве буфера
УФ, 254 нм
25
Обращено-фазовые системы
Supelco LC – CN,
(4.6 Х 150 мм)
10.
Определение гексадецилпиридиниум хлорида в
средствах для освежения полости рта
11.
Определение С12 – С16 алкилдиметилбензиламмониум хлорида в офтальмологических средствах
Spherisorb CN
60:40 H2O/CH3CN, 0.1% триэтиламина, pH 2.5
УФ, 215 нм
26
12.
Определение С14 алкилтриметиламмониум хлорида, С14 – С16 алкилдиметилбензиламмониум хлорида, бензотиниум хлорида
MPIC-NS1, ПФ используется для
ионной хроматографической колонки, (4 Х 200 мм)
70:30 или 75:25
СН3СN/0.005 M HClO4
Кондуктометрический детектор
27
13.
Определение С12 – С18 алкилдиметилбензилдиметиламмониум хлорида
Waters µBondapac CN,
(6 Х 300 мм)
60:40 СН3СN/(водный р-р 0.1 М
NaOAc, добавка HOAc до рН=5)
УФ, 254 нм
28
14.
Определение С12 – С18 алкилтриметиламмониевых
солей
Polymer Laboratories PLRP-S поли(стерин/дивенилбензол), (4.7 Х
250 мм)
60:38:2 СН3СN/ H2O/HOAc, 0.005
M п-ксилинсульфонат натрия
Непрямое ФД, 262
нм
29
70
1
15.
16.
2
Продолжение таблицы 1
3
4
Определение С16 – С18 диалкилдиметиламмониума,
диалкилметил-2-гидроксиэтиламмониума и диалкилметилполи(оксиэтилен)-аммониевых солей в
моющих средствах
Shandon Hypersil C8,
(4.6 Х 150 мм)
60:60:5 MeOH/CH3CN/H2O, каждый компонент ПФ содержит 0.1
М NH4OAc
Определение С14 – С20 четвертичных диалкилимидозалинов, разделение по общему содержанию
алкильных цепей
Две соединенные колонки: Phenomenex Bondclone C18, (3.9 Х
300 мм) и Waters Novapak C18,
(3.9 Х 200 мм), Tк=35 0С для ПАВ
с меньшей Мr и Tк=40 0С для
ПАВ с большей Мr
50:50 СН3СN/Н2О, 0.1 М NaClO4
Градиентное элюирование:
CH3OH (А) и H2O 50 mM аммония формиат рН=3.5 (Б). Градиент: от 70 до 90% (А) за 30 мин.,
далее этим же составом 15 мин;
осадок сточных вод; 40-75 нг/г
Изократическое элюирование:
CH3CN (А) и H2O (Б) (4 ммоль/л
октансульфонат натрия – 0.02
моль/л ацетат натрия, рН=5.2 уксусная к-та). Соотношение А:Б
(80:20).
5
Постколоночный
реактор: ионпарная экстракция
бромфеноловым
голубым, при 605
и 670 нм
6
30
УФ, 230 нм
33
МСД
(экстракция и
концентрация)
32
ДМД (262 нм)
33
17.
Определение компонентов диалкилдиметил, алкилбензилдиметил, алкилтириметил аммониевых
солей
Nova Pack C8
18.
Определение компонентов бензилдиметилдодециламмониум бромида
Kromasil C18
19.
Определение гексадецилпиридиниум хлорида
Ultrabase C18
Смесь MeOH:CHCl3:H2O
40:50:10, 0.01 M сульфосукцинат
натрия; лекарственные препараты
СФД (244 или 254
нм)
34
20.
Определение алкил (С12 – С16) диметилбензиламмониум хлорида
Beckman C8
Градиентное элюирование:
CH3CN (А), 0.02 М НСl (Б). Градиент: от 60:40 до 100(А):0(Б) за
20 мин.; спрей для носа
СФД (214 нм)
35
Смесь МеОН/0.02 М фосфатный
буфер, рН= 2.5 (40:60); лекарственные препараты.
СФД (254 нм)
36
21.
Определение гексадецилпиридиниум хлорида
Shandon Hypersil CPS цианопропильная фаза
71
1
2
Продолжение таблицы 1
3
22.
Определение дидецилдиметиламмониума хлорида
и додецилтриметиламмониума бромида
Waters Novapac CN RCM
23.
Определение С12 – С16 алкилдиметилбензиламмониум хлорида
Spherisorb CN
24.
Определение С12 – С16 алкилдиметилбензиламмониум хлорида
DuPont Zorbax Stablebond CN
25.
Определение С12 – С16 алкилтриметиламмониума
хлорида
Waters Spherisorb S3 CN, Тк=40
0
С
26.
Определение С12 – С14 алкилдиметилбензиламмониум хлорида
Keystone Scientific CPS Hypersil-1
циано
27.
Определение С12 – С14 алкилдиметилбензиламмониум хлорида
LiChrosorb (цианопропильная
колонка), Тк=50 0С
28.
29.
Определение С12 – С16 алкилдиметилбензиламмониум хлорида
Определение С12 – С18 алкилтриметил-, дидецилдиметиламмониевых солей и цетилпиридиния
хлорида
Waters µBondapak Phenyl
Alltech Surfactant/R полидивенилбензол
4
Смесь МеОН:Н2О (80:20), каждый компонент ПФ содержит
бензилсульфоновую кислоту; пиво
Смесь H2O:CH3CN (60:40). Добавка триэтиламина (0.1%),
pH=2.5; офтальмологические
средства
Смесь H2O:ТГФ:триэтиламин
(250:150:2), добавка Н3РО4 до
рН=3.0; офтальмологические
препараты
5
6
РМД
37
УФ, 215 нм
38
СФД (215 нм)
39
хемилюминесцентный (N2) детектор
40
СФД (214 нм)
41
СФД (264 нм),
концентрирование
пробы
42
Смесь 65:35 CH3CN : Н2О (0.05 М
KH2PO4, 0.057 M гексансульфонат натрия, до нужного рН=6.3
NaOH); офтальмологические
средства
СФД (215 нм)
43,
44
Градиентное элюирование:
CH3CN (А), 0.002 M нанофторпентановая кислота в воде (Б).
Градиент: от 30:70 до 80 (А) : 20
(Б); дезинфицирующие препараты и средства для освежения полости рта
КМД
45
Смесь СН3ОН:Н2О (50:50 или
40:60), добавка 10 mM BaCl2
Смесь CH3CN : (р-р водного 0.05
М пропионата натрия, рН=5.3
Н3РО4) 65:35; офтальмологические средства
Смесь СНСl3 : C2H5OH : NH4OH :
гептановая к-та (70:28:1:1); речная и сточная вода;
0.7-5∙10-3 мг/мл
72
1
2
Продолжение таблицы 1
3
Shodex Asahipac GF-310 HQ поливениловый спирт
30.
Определение С12, С16, С18 алкилтриметил-, алкилдиметилбензиламмониевых солей
31.
Определение С14 – С20 четвертичных диалкилимидозалинов
Две соединенные колонки: Phenomenex Bondclone C18, и Waters
Novapak C18, Tк=35-400С
32.
Определение С12 – С14 бензолкониума хлорида в
объектах окружающей среды
Whatman Partisil PAC 10 (CN –
привитая колонка)
33.
Определение дистеарилдиметил-, алкилдиметилбензил-, цетилтриметил-, и четвертичные имидозалинаммония хлорида
Merck DIOL 100
34.
Определение диалкил(таллоу)диметиламмониевых
солей; алкилбензилдиметиламмониума хлорида
Bio-Rad Rsil полифенол
35.
Определение С8, С12 и С18 моноалкилтриметил- и
диалкилдиметиламмониум хлоридов
Merck LiChrospher 100 NH2 или
Spherisorb S5 Аминопропил
36.
Определение С14 – С18 диалкилдиметиламмониевые соли; моно- и триалкил исходных вещества
Spherisorb амино
37.
Определение диалкил(таллоу)диметиламмониевых
солей
Nucleosil NH2
4
Смесь CH3CN : водный р-р
0.0004 М 4,41- дипиредин, 0.0008
М HCl (27:73)
5
6
КМД
46
Смесь СН3СN:Н2О (50:50), 0.1 М
NaClO4
СФД (230 нм)
47
Смесь CHCl3:MeOH (80:20)
Постколоночная
реакция (ионпарная экстракция; ФМД)
48
Кондуктометрический детектор
49
РСД
50
Постколоночная
реакция (ионпарная экстракция; ФМД)
51
МДС
52
Постколоночный
реактор: (ионпарная экстракция; ФМД и СФД)
53
Смесь MeOH:ТГФ:H2O
(50:50:10), добавка 0.0002 M HCl;
анализ объектов окружающей
среды
Градиентное элюирование: нгексан (А), ТГФ : МеОН 3:1 (Б),
каждый растворитель содержит
0.005 М трифторуксусной кислоты. Градиент: от 10% до 90% (Б)
за 20 мин.
Градиентное элюирование: CHCl3
: MeOH : CH3CN : AcHO; (А)97.8:1:0.2, (Б)- 88.8:20:1:0.2. Градиент: от 0 до 60% (Б) за 60 мин.
Градиентное элюирование: CHCl3
: н-гексан : HOAc (80:20:0.5) А,
CHCl3 : MeOH : AcHO (50:50:0.5)
Б. Градиент: от 5 до 20% (Б) за
18 мин.
Градиентное элюирование:
CHCl3:MeOH: HOAc; (А)99:1:0.25, (Б)-75:25:0.25. Градиент: от 5 % (Б) 2 мин., далее до 25
% (Б) за 13 мин., далее до 40%
(Б) за 2 мин; объекты окружающей среды.
73
1
38.
39.
40.
41.
2
Определение С13 – С16 диалкилдиметиламмониума
хлорида, С13 диалкилметил-N-поли (этокси) аммониума хлорида
Определение С18 алкилтриметиламмониума хлорида; отделение от амфотерных алкилбетаинов
Определение С3 – С6 тетраалкил-, С12 диалкилдиметил-, С16 алкилдиметилэтил- и С14 алкилтриметиламмониум хлорид; элюирование в порядке увеличения общей составляющей алкильных цепей
Определение С13 – С16 диалкилдиметиламмониума
хлорида, С13 диалкилметил-Nполи(этокси)аммониума хлорида в средствах для
укрепления волос, элюирование отдельными пиками
Продолжение таблицы 1
3
Metachem Spherisorb SCX катионообменник
4
MeOH, содержащий 0.06 М формиата аммония; средства для
укрепления волос
5
РСД
54
95:5 МеОН/Н2О, 0.03 М глицерина, 0.02 М HClO4 до pH 2.95
РД
55
Whatman Partisil-10 SCX катионообменник,
(4.6 Х 250 мм)
70:30 СН3СN/Н2О, 0.01 М бензилтриметиламмониум хлорид и
добавка 1% HOAc до рН 3.7
Непрямое фотометрическое детектирование, 268
нм
56
Metachem Spherisorb SCX катионообменник,
(4.6 Х 150 мм)
MeOH, содержащий 0.06 М формиата аммония
РСД
57
Ионообменные системы
Machery-Nagel Nucleosil 5 SA катионообменник, (4.6 Х 150 мм),
Tк=35 0С
74
Таблица 2
Анализ АМФПАВ методом ВЭЖХ
№
АНАЛИЗИРУЕМЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПАВ
1.
Определение С12 – С14 алкилбетаинов и С8 – С18 алкиламидопропилбетаинов
2.
Определение бетаинов С12 – С18 алкиламидопропилдиметиламиноуксусной кислоты; отделение от катиоников
3.
Определение С8 – С18 алкиламидопропилбетаинов
КОЛОНКА ВЭЖХ,
ТЕМПЕРАТУРА
СОСТАВ ПОДВИЖНОЙ
ФАЗЫ
ДЕТЕКТОР
ЛИТЕР.
ССЫЛК
А
Machery-Nagel Nucleosil
100-5SA катионообменник
Macherey-Nadel Nucleosil 5SA катионообменник,
Tк=35 0С
Смесь СН3СN:0.05 M LiOH,
добавка H3PO4 до рН=1.6
(70:30); шампунь
СФД (210 нм)
62
Смесь МеОН:H2O (0.03 М
глицерина, 0.02 М HClO4,
pH=2.95) 95:5; шампунь
РМД
63
Смесь СН3СN:Н2О (75:25);
косметические средства и
МС
РСД или СФД
(214 нм)
64
Alltech смешанная фаза
RP C8/катионик
Таблица 3
ТСХ анализ катионных ПАВ
Изучаемые соединения
НФ
ПФ
Проявляющий реагент
Литер.
ссылка
С12-С18 алкилтриметиламмонийхлориды. Определение в присутствии четвертичных аминов
Оксид алюминия G
60:30:10
CHCl3 / СН3ОН / NH4OH
МРД,
2% раствор J2 в метаноле
65
Цетилпиридинхлорид, цетилпиридинтриметил-аммонийбромид, дистеарилдиметиламмонийхлорид. Разделение друг от друга и
от примесей
Силикагель
Двумерная хроматография:
1) 60:15:15
этилацетат / СН3ОН / 0,88 M NH4OH;
2) 40:40:20:10
н-прпанол / CHCl3 / СН3ОН / 0,88 M
NH4OH
Проявление не осуществляют
66
Отделение катионных от анионных и неионогенных ПАВ
Обращенно-фазовые
пластины, активированные при 110˚С в течение
2ч
3:1
Этанол / H2O
Пары йода
65
Дистеарилдиметил- аммонийхлорид. Отделение от примесей
Силикагель G
75:23:3
CHCl3 / СН3ОН / H2O
МРД
66
Мин.
Lenor 6 система адапт
Мин.
Lenor 6 система 65% CH3CN
76
1
2
3
Веснушка 6 система адапт
Веснушка 6 система 65% CH3CN
77
LUXUS 6 система адапт
LUXUS 6 система 65
Рис 18. Хроматограммы ВЭЖХ исследованных МС