Способ количественного определения n-фенилмалеинимида

 

Использование: в аналитической химии, в частности, для количественного определения N-фенилмалеинимида. Способ заключается в том, что гидролиз анализируемой пробы вещества осуществляют в концентрированной уксусной кислоте, затем обрабатывают полученный раствор смесью концентрированных серной и азотной кислот в объемном отношении 1:1 при температуре 20-25^oС в течение 60-65 мин, а потом - водным раствором гидроксида натрия с концентрацией 20-25%, после чего измеряют оптическую плотность полученного раствора при длине волны 400 нм. Техническим результатом является повышение селективности определений, упрощение определений и устранение возможных потерь, расширение области применения. 4 табл.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения N-фенилмалеинимида (ФМИ).

Известен способ количественного определения ФМИ, путем гидролиза анализируемой пробы вещества с последующим титрованием раствором нитрита натрия [Сиггия С. , Ханна Дж. Г. Количественный органический анализ по функциональным группам. М.: Химия, 1983, с. 180].

Недостатком данного способа является низкий предел обнаружения и низкая селективность, обусловленные используемой реакцией диазотирования.

Из известных способов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу (прототипом), является способ количественного определения малеинимидов (в том числе ФМИ), путем гидролиза анализируемой пробы вещества с последующим измерением оптической плотности полученного раствора, пропорциональной содержанию ФМИ в пробе при характеристической длине волны, при этом в качестве гидролизующего реагента используют 0,1 М хлороводородную кислоту и раствор нагревают в течение 50 мин при 80 - 90^oC [Патент РФ N 2106616 "Количественное определение малеинимидов", МПК⁶ G 01 N 21/78, 1998].

Недостатками прототипа являются низкая селективность и узкая область применения. В результате использования данного способа, образовавшиеся растворы ФМИ поглощают свет в УФ-области спектра, где также наблюдается характеристическое поглощение других малеинимидов, что и приводит к снижению селективности. Узкая область применения объясняется тем, что измерение оптической плотности полученных растворов осуществляется с помощью спектрофотометра.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе количественного определения ФМИ путем гидролиза анализируемой пробы вещества с последующим измерением оптической плотности полученного раствора, пропорциональной содержанию ФМИ в анализируемой пробе при характеристической длине волны, гидролиз анализируемой пробы осуществляют в концентрированной уксусной кислоте, затем обрабатывают полученный раствор смесью концентрированных серной и азотной кислот с объемном соотношении 1:1 при температуре 20-25^oC в течение 60-65 минут, а потом - водным раствором гидроксида натрия с концентрацией 20 - 25%, после чего измеряют оптическую плотность полученного раствора при длине волны 400 нм.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение селективности количественного определения ФМИ и расширение области применения.

Повышение селективности количественного определения ФМИ обусловлено тем, что после того как гидролиз анализируемой пробы осуществляют в концентрированной уксусной кислоте, затем обрабатывают полученный раствор смесью концентрированных серной и азотной кислот в объемном отношении 1:1 при температуре 20 - 25^oC в течение 60-65 минут, а потом - водным раствором гидроксида натрия с концентрацией 20 - 25%, образуются соли аци-формы нитросоединения ФМИ, поглощающие свет в видимой области спектра.

Расширение области применения объясняется тем, что в результате использования предлагаемого способа образуется соль аци-формы, оптическую плотность раствора которой измеряют при длине волны 400 нм, что позволяет использовать для измерения широкодоступный фотоэлектроколориметр.

Изобретение иллюстрируется на следующих примерах определения ФМИ.

Пример 1. Построение градуировочной характеристики для фотометрического определения ФМИ. Точную навеску ФМИ (50,0 мг) помещают в мерную колбу на 50 мл и осуществляют гидролиз в концентрированной (μ = 1,04 г/см³) уксусной кислоте. Стандартный раствор содержит 1,0 мг/мл ФМИ. Для построения градуировочной характеристики в двенадцать градуированных пробирок емкостью более 20 мл помещают последовательно 0,01; 0,02; 0,05; 0,07; 0,1; 0,2; 0,5 0,7; 0,9; 1,0; 1,3 ; 1,5 мл стандартного раствора ФМИ, которые затем обрабатывают, прибавляя в каждую пробирку по 2 мл смеси концентрированных серной (μ = 1,98 г/см³) и азотной (μ = 1,38 г/см³) кислоты в объемном отношении 1:1 при температуре 20-25^oC в течение 60-65 минут, а потом в пробирки добавляют водный раствор гидроксида натрия с концентрацией 20-25% и доводят им до объема 20 мл. После чего измеряют оптическую плотность полученных растворов при длине волны 400 нм, на фотоэлектроколориметре КФК-2 в стеклянных кюветах с толщиной поглощающего слоя 1 см относительно водного раствора щелочи. Зависимость оптической плотности полученных растворов от концентрации ФМИ приведены в табл. 1.

Пример 2. Определение ФМИ в контрольной пробе. Точную навеску сухого вещества (25,0 мг) помещают в мерную колбу на 25 мл и осуществляют гидролиз в концентрированной уксусной кислоте с образованием гидролиза - малеинамидокислоты. Получается раствор с концентрацией 1,0 мг/мл ФМИ. Далее из полученного раствора в пятнадцать градировочных пробирок отбирают три серии по 5 аликвот объемом 0,05; 0,5 и 1,0 мл, которые затем обрабатывают смесью концентрированных серной и азотной кислот в объемном отношении 1:1 при температуре 20-25^oC в течение 60-65 минут, а потом водным раствором гидроксида натрия с концентрацией 20 - 25%. После чего измеряют оптическую плотность полученных растворов при 400 нм. Искомую концентрацию вещества находят с помощью градуировочной характеристики. Результаты определения ФМИ приведены в табл. 2.

В результате осуществления гидролиза ФМИ в концентрированной уксусной кислоте и дальнейшей обработки полученного раствора смесью концентрированных серной и азотной кислот в объемном отношении 1:1 при температуре 20-25^oC в течение 60 - 65 минут, а потом - водным раствором гидроксида натрия с концентрацией 20-25%, получают окрашенную соль аци-формы нитросоединениями ФМИ, которая поглощает свет в видимой области спектра. Оптическая плотность полученных растворов при длине волны 400 нм выходит на постоянное значение, то есть происходит наиболее полное образование продукта (табл. 3).

Использование смеси концентрированных серной и азотной кислот в объемном отношении 1: 1 обусловлено тем, что при таком соотношении кислот количество активного нитрующего агента - катиона нитрония - максимально и поэтому реакция нитрования ФМИ протекает за меньшее время [Пальм В.А. Основы количественной теории органических реакций. -Л.: Химия, 1977, - 121 с.].

Увеличение времени обработки полученных растворов смесью концентрированных серной и азотной кислот выше 60 - 65 минут нецелесообразно, так как это не приводит к повышению оптической плотности растворов. Если обработку смесью кислот проводить при температурах выше 20-25^oC, то образуются растворы с неустойчивой во времени оптической плотностью.

Использование водного раствора гидроксида натрия с концентрацией 20-25% обусловлено тем, что значительная часть, содержащегося в нем гидроксида натрия, расходуется на нейтрализацию смеси концентрированных серной и азотной кислот, а для образования соли аци-формы нитросоединения ФМИ требуется высокое значение pH раствора. Допустимо изменение объема приливаемого раствора щелочи в границах 17-23 мл (табл. 4).

Предел обнаружения ФМИ составляет 0,5 мкг/мл, закон Бугера-Ламберга-Бера соблюдается при концентрациях ФМИ от 0,5 до 55,0 мкг/мл. Относительная ошибка определения не превышает 7%. Время определения составляет 65 - 70 минут.

Таким образом, в предлагаемом способе образовавшаяся окрашенная соль аци-формы нитросоединения ФМИ поглощает свет в видимой области спектра, что позволяет использовать для измерения величины оптической плотности полученных растворов широкодоступный фотоэлектроколориметр. А устранение операции нагревания приводит к упрощению способа и сокращению возможных потерь анализируемого вещества, по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Способ количественного определения N-фенилмалеинимида путем гидролиза анализируемой пробы вещества с последующим измерением оптической плотности полученного раствора, пропорциональной содержанию N-фенилмалеинимида в пробе, при характеристической длине волны, отличающийся тем, что гидролиз анализируемой пробы вещества осуществляют в концентрированной уксусной кислоте, затем обрабатывают полученный раствор смесью концентрированных серной и азотной кислот в объемном соотношении 1 : 1 при температуре 20 - 25°С в течение 60 - 65 мин, а потом - водным раствором гидроксида натрия с концентрацией 20 - 25%, после чего измеряют оптическую плотность полученного раствора при длине волны 400 нм.

РИСУНКИ

Рисунок 1