环丙基乙炔的含量测定方法及主要杂质鉴定

目前关于环丙基乙炔的分析方法及其杂质的研究还未有文献报道。本研究首先建立环丙基乙炔甲苯溶液中CPA的含量测定方法，该方法专属性强，精密度高，稳定性好，可用于CPA的质量控制。然后利用气相色谱质谱联用法(GCMS)并结合核磁共振(NMR)对其主要杂质进行定性研究并确定其结构，旨在为环丙基乙炔的分析测定制定标准方法，以便更好地控制该类产品的质量，同时为CPA的生产制备提供理论指导，以便减少副产物的产生，提高产品的质量和产率。

　　1 试验部分

　　1.1 主要仪器

　　SHIMADZU GC17气相色谱仪(FID检测器，GC solution 化学工作站)。

　　1.2 试剂

　　环丙基乙炔甲苯溶液(上海中科合臣股份有限公司)，环丙基乙炔对照品(自制)，二氯甲烷(分析纯，南京化学试剂有限公司)，乙苯(分析纯，南京化学试剂有限公司)。

　　1.3 溶液制备

　　内标溶液的制备：吸取乙苯2.5 ml至25 ml容量瓶中，加二氯甲烷稀释至刻度，摇匀即得。对照品溶液的制备：精密称取CPA对照品0.7 g至25 ml 容量瓶中，加二氯甲烷溶解稀释至刻度，摇匀。供试品溶液的制备：精密称取CPA甲苯溶液1 g至25 ml容量瓶中，加二氯甲烷溶解稀释至刻度，摇匀。

　　1.4 气相色谱(GC)试验条件

　　色谱柱：DB17Ms(30 m×0.25 mm×0.25 μm，Agilent)毛细管柱;汽化室温度 280 ℃;检测器温度 300 ℃;载气(He 99.999%)流速1 ml· min-1,分流比为1∶50;进样体积0.6 μl;初始温度为50 ℃，维持5 min后以10 ℃· min-1升温至225 ℃，保持10 min;分流进样，1 min后开阀。

　　1.5 MS试验条件

　　SHIMADZU QP5000，EI离子源，电离能70 eV;离子源温度230℃，质量扫描范围为m/z(质荷比)是40～440的离子。

　　2 GC分析方法学验证

　　2.1 验证内容

　　2.1.1 方法专属性取溶剂、对照品、供试品及内标物等进行气相分析，结果在上述气相条件下CPA保留时间为7.30 min，与相邻杂质峰分离度大于1.5，无其他组分干扰。

　　2.1.2 最低检测限采用逐级稀释的方法，按“1.4 气相色谱(GC)试验条件”进样分析，当用0.002 9 mg·ml-1的对照品溶液进样0.6 μl时，得到信噪比(S/N)为3的色谱图，即CPA在该色谱条件下的最低检测限为1.74 mg。

　　2.1.3 线性关系考察精密移取对照品储备液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 ml,分别置于10 ml容量瓶中，再分别加入内标溶液1 ml,用二氯甲烷稀释至刻度，摇匀制成系列对照品溶液(1～5号)。分别进样0.6 μl，按“1.4 气相色谱(GC)试验条件”分析。以CPA质量浓度为横坐标，CPA峰面积与内标物峰面积之比为纵坐标，绘制标准曲线。结果表明：CPA质量浓度在2.88～14.1 mg·ml-1范围内线性关系良好。回归方程为A=0.129 8c-0.009 9, r2=0.999 9。

　　2.1.4 精密度试验精密移取CPA对照品溶液3 ml至10 ml容量瓶中，再精密加入内标溶液1 ml，用二氯甲烷稀释至刻度，摇匀。按“1.4 气相色谱(GC)试验条件”下重复测定该溶液5次，计算CPA峰面积和内标峰面积的比值，平均值为1.0997, RSD=1.89%。

　　2.1.5 稳定性试验精密移取CPA对照品溶液3 ml至10 ml容量瓶中，再精密加入内标溶液1 ml，用二氯甲烷稀释至刻度，摇匀。该溶液作为供试品溶液分别在0、1、2、4、8、24 h测定,计算CPA峰面积和内标峰面积的比值，平均值为1.089 4，RSD=1.66%，表明在24 h内溶液较稳定。

　　2.1.6 加样回收率实验分别精密移取供试品溶液1、2、3 ml至10 ml容量瓶中,分别加入CPA对照品溶液2 ml及1 ml内标液,摇匀，制备为供试液并按“1.4 气相色谱(GC)试验条件”测定含量,以上步骤平行操作两次，计算加样回收率,结果见表1,平均加样回收率为98.12%,RSD=1.01%。表1 加样回收率

　　2.2 GC方法学验证结果

　　选择CPA最佳分离条件是含量测定的重要因素之一，而供试品中被测成分分离效果的好坏，取决于固定相的选择和柱温的确定。在使用DB1、DB5、DB17MS柱做了分离比较实验，以DB17MS柱效果最好，溶剂峰无干扰;并且实验表明以程序升温分离效果明显好于恒定柱温。乙苯作为内标物，保留时间适宜，分析效果好，与CPA甲苯溶液样品中的杂质峰不重合，而且有很好的线性关系。二氯甲烷能很好地溶解样品及内标物，且在此色谱条件下不干扰样品及内标物，故作为本实验的溶剂良好。

　　本实验首次建立了CPA的含量测定方法，可用于CPA相关产品的质量控制。

3 杂质分析

　　3.1 GCMS分析

　　按“1.5 MS试验条件”分析,得到的CPA及其主要杂质的总离子流色谱图(TIC)，主峰CPA的保留时间为7.30 min，第2主峰杂质的保留时间为5.58 min。CPA与杂质的质谱图见图1、2。

　　图1 环丙基乙炔的质谱图

　　图2 杂质的质谱图

　　一般情况下，原料中杂质的结构大多与该原料的结构有或多或少相似之处，所以解析环丙基乙炔的质谱图，了解其分子裂解过程，有助于分析杂质的结构。环丙基乙炔的相对分子质量为66，不饱和度为3，可见m/z66 为其分子离子峰，相对强度为100%，m/z 65为其M1峰，m/z 40 的碎片离子峰相对强度较大，容易判断，为环丙基负离子。

　　分析杂质的质谱图，与环丙基乙炔大致相似，可知，此主要杂质与环丙基乙炔结构也大致相似。由m/z 66分子离子峰可知杂质的分子式也为C5H6，m/z 40 碎片离子峰为C3H+4,怀疑即为开环产物。同时，m/z 51碎片离子峰是由分子脱掉一个CH3·而得来的。推测该杂质为异丙烯基乙炔，并查询其标准质谱图谱，完全吻合。

　　3.2 NMR结构确认

　　使用核磁共振对杂质结构进行确认，杂质的核磁共振图谱见图3。

　　图3 杂质的质谱图

　　图谱中出现3个积分高度比为3∶2∶1的单峰，由此推断3种H质子之间互相没有耦合，可推断δ≈1.9的峰对应CCH3的3个H，δ≈3.2的峰对应C=CH2的2个H，δ≈5.3的峰则对应C≡CH的1个H。由此可知推断杂质为异丙烯基乙炔是正确的,即此杂质的结构见图4。

　　CH3CCH2CCH

　　图4 异丙烯基乙炔的结构式

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