高效液相色谱法测定2-氯-6-三氯甲基吡啶粗产品

高效液相色谱法测定2-氯-6-三氯甲基吡啶粗产品

周霞

盐城市水务集团有限公司 

摘要：2-氯-6-三氯甲基吡啶粗产品氯化过程的分析控制需要一种简便有效的检测方法。本文建立了高效液相色谱法定量分析2-氯-6-三氯甲基吡啶的方法，考察了分析方法的精密度、回收率等指标，该方法简便、快速，可有效地检测反应粗产品中的2-氯-6-三氯甲基吡啶的含量，用于工业生产中氯化过程过深或过浅的问题，可对最终产品进行定量分析，为保证产品质量的稳定提高和降耗节能起到了积极作用。

关键词：2-氯-6-三氯甲基吡啶   高效液相色谱  定量分析

2-氯-6-三氯甲基吡啶除能作为合成农药、医药等化工产品的中间体外，其本身也被用作农药（氯草定）和氮肥增效剂[11]。其具有优良的硝化细菌抑制功能，可阻止土壤中氨态氮氧化为硝态氮，因而可降低土壤中氮肥的淋溶与流失，提高氮肥利用率，降低农业氮污染。其在欧美均被广泛作为氮肥增效剂及土壤氮肥保护剂。

2-氯-6-三氯甲基吡啶的合成方法主要有两种：一种是采用吡啶-2-甲酸与氯气催化反应[12]，但是由于吡啶-2-甲酸的来源与价格的限制，难以实现大规模工业化生产；另一种是美国陶氏化学[13]采用的2-甲基吡啶与氯气在高温下气相氯化得到的产品，但是该合成方法所使用的设备材质要求较为苛刻，副产品多分离困难，操作控制条件复杂。以2-甲基吡啶盐酸盐（MPCH）和氯气作为原料，在催化剂作用下中温氯化合成了2-氯-6-三氯甲基吡啶，该合成方法与传统合成方法相比，工艺简便、可连续工业化生产、原料易得、反应条件温和、设备材质要求不高、产品回收率及选择性高。合成方程式如下：

反应过程中，随着氯化深度的不同，除了生成目标产物2-氯-6-三氯甲基吡啶外，反应体系中还有未反应的原料2-甲基吡啶、低氯产物、高氯产物等，如果氯化深度得不到有效控制，既造成物料和能源的浪费，也是目标产物的产量和质量不稳定。需要一种简便有效的检测方法对氯化过程进行分析控制。本文建立了高效液相色谱法定量分析2-氯-6-三氯甲基吡啶的方法，考察了分析方法的精密度、回收率等指标，该方法简便、快速，可有效地检测反应粗产品中的2-氯-6-三氯甲基吡啶的含量，用于工业生产中氯化过程过深或过浅的问题，可对最终产品进行定量分析，为保证产品质量的稳定提高和降耗节能起到了积极作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

2-氯-6-三氯甲基吡啶标准品（99.5%） 美国Sigma-Aldrich公司；甲醇（色谱纯） 美国 Fisher Scientific 公司；实验用水为超纯水。

1.2 仪器与设备

岛津LC-20AT液相色谱仪  日本岛津公司；N2000数据处理工作站（中国，浙江大学信息科技有限公司）；Sartorius BS210S 型电子天平；Purelab Ultra 超纯水仪 英国 Elga 公司；KQ-300VDE 型双频数控超声波清洗机 昆山市超声仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 流动相的选择

综合考虑2-氯-6-三氯甲基吡啶在水和甲醇中的溶解性能，选择选择甲醇与水的混合溶剂作为流动相，并对二者的配比进行选择性实验，最终选定V（甲醇）：V（水）=90:10，2-氯-6-三氯甲基吡啶的出峰时间约为6.5min左右，有较好的分离度和峰形。

1.3.2 流速的选择

在1.3.1节确定的流动相条件下，比较不同流速下2-氯-6-三氯甲基吡啶出峰及分离效果的影响，流速大于 1mL/min，出峰时间提前，但柱压过大，对色谱柱不益；流速小于 1mL/min，虽然柱压降低，但出峰时间延长；故最终确定流速为 1mL/min，出峰时间适中，柱压合理。

1.3.3 柱温的选择

根据反相色谱柱保留时间与温度之间的关系，温度的升高会增加色谱柱柱效，本研究比较柱温对出峰效果和分离效果的影响，发现柱温对两者影响不大。鉴于较低温度下仪器能耗较低、色谱柱寿命长、升温时间短，故采用30℃作为最佳温度。

1.3.4  2-氯-6-三氯甲基吡啶标准溶液的配制

准确称取0.1g2-氯-6-三氯甲基吡啶标准样品，用V(甲醇):V(水)＝90:10在超声波辅助下溶解，然后定容至100mL 容量瓶中，摇匀配制成母液。再用V(甲醇):V(水)＝90:10溶液将母液稀释配制0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mg/mL 的2-氯-6-三氯甲基吡啶标准样品溶液。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

准确称取2-氯-6-三氯甲基吡啶标准样品0.1g（精确至0.0001g）。将称量好的标准样品用流动相即：甲醇：水（V/V）= 90:10溶解，并稀释定容至100mL后超声10min，取出冷却至室温备用。从上述100mL容量瓶中分别移取1、2、3、4、5mL溶液至10mL容量瓶中稀释定容。以0.46μm的滤膜过滤后，按上述色谱分离条件，进行测定。供试品溶液中如苯酚及内标物苯峰，分别量取各峰面积，按外标法以标准曲线计算，即得待测物含量，实验数据如表1所示。

表1  2-氯-6-三氯甲基吡啶标样定量分析数据

    将表1中的组分浓度与色谱峰面积数据作图，并进行线性回归，得到2-氯-6-三氯甲基吡啶的峰面积(y)与质量浓度(x)的线性方程、线性相关系数。线性方程为y=9012x+294，相关系数γ = 0.99974。

图1 2-氯-6-三氯甲基吡啶浓度与峰面积关系曲线

2.2 方法的精密度

取上述2-氯-6-三氯甲基吡啶待测样品，分别配制成二份待测溶液。按上述液相色谱条件，连续重复进样6次，计算各次的峰面积、平均值、相对标准偏差结果见表2。

表2  方法的精密度试验(n = 6)

2.3 回收率实验

分别取不同浓度的标准样品二份，作为待测溶液；并分别加入精密称取本品约0.01340 g、0.01312g，摇匀，作为供试品溶液进行2水平添加回收实验。按上述分析条件，同法测定，结果见表3。

表3  方法的回收率试验(n = 3)

实验结果表明：该方法的回收率达到99~102%。

2.4 稳定性实验

稳定性实验为了评估2-氯-6-三氯甲基吡啶样品及高效液相色谱仪测定的稳定性，在24h内每隔1h测定一次样品，计算9次测定值之间的相对标准偏差结果见表4 。从表2可知，方法的RSD平均值为 0.63%，表明2-氯-6-三氯甲基吡啶样品检测稳定性良好。

表4  方法的稳定性试验(n = 9)

3  2-氯-6-三氯甲基吡啶粗产品测试

2-甲基吡啶盐酸盐（MPCH）和氯气的氯化反应中，除了生成目标产物2-氯-6-三氯甲基吡啶外，反应体系中还有未反应的原料2-甲基吡啶、低氯产物、高氯产物等，如果氯化深度得不到有效控制，既造成物料和能源的浪费，也是目标产物的产量和质量不稳定，因此，对本文开发的方法最有效的评价是对氯化反应粗产品中的2-氯-6-三氯甲基吡啶的定量分析。

准确称取0.1g待测粗产品样，精确至0.0001g。用流动相溶解并定容稀释至100mL，并将此溶液超声10min后取出冷却至室温，用移液枪从100mL中溶液中移取4mL溶液至10mL干净干燥的容量瓶中，稀释定容。以0.46μm的滤膜过滤该溶液后，按上述色谱分离条件进行6次测定。通过上述标准曲线计算即可得粗产品中2-氯-6-三氯甲基吡啶的含量。实验数据如表5所示：

表5 粗产品中2-氯-6-三氯甲基吡啶含量测定

粗产品的HPLC色谱图如图2所示：

图2 2-氯-6-三氯甲基吡啶粗产品的HPLC分析谱图

备注：图中2-氯-6-三氯甲基吡啶的保留时间：Rt= 6.53 min。

从图2中可以看出，本文建立的分析方法能够实现氯化粗产品中各组分的良好分离，主产品2-氯-6-三氯甲基吡啶的出峰时间和稳定性良好。

结 论

本文采用HPLC外标法建立目标产品2-氯-6-三氯甲基吡啶的定量分析方法，获得了定量标准曲线，方法准确度验证，检出限等指标。方法的精密度和回收率可满足工业分析的要求，且具有操作简便、快速的优点，可用本法测定2-氯-6-三氯甲基吡啶制备过程中的产品定量分析，用于工业生产中氯化过程过深或过浅的问题，可对最终产品进行定量分析，为保证产品质量的稳定提高和降耗节能起到了积极作用

参考文献

1. 陈卫东,许坚,钱旭红 2-氯-6-三氯甲基吡啶的制备[J].化学世界,1996,(01):31-33.
2. Studer Philipp ,WerbitZky Oleg.Process for the production of 2-chloro-6-chloromethy pridine[P].US 6022974,2000
3. Gallenkamp Bemd,Knops Hans-Joachim.Process for the preparation of

2-chloro-6-chloromethy pridine [P].US 4897488,1990.

4. Marinak Michael J,Simonson John L.Preparation of 2-chloro-6-(trichloromethyl) pyridine from lower chlorinatedbeta-picolines[P].US 4497955,1985.
5. 廖泽栋,刘智凌,徐满才.高效盖草能合成工艺路线综述 [A].长沙:中国农药工业协会,2003.200-207.
6. 苏莉,邓志华,楚士晋.柱色谱分离提纯2-氯-6-三氯甲基吡啶的研究[J].湘南学院学报(医学版),2005,(02):54-56.doi:10.3969/j.issn.1672-8173.2005.02.013.
7. 孙京国,姚国伟.红霉素肟及相关化合物的高效液相色谱分析 [J].分析化学,2003,(09):1089-1092.doi:10.3321/j.issn:0253-3820.2003.09.017.