高效液相色谱法测定电合成反应液中的3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP

曹军艳，葛庆平，李娇娇，王建设，王留成，宋成盈，赵建宏

(1.郑州大学 化工能源学院，河南 郑州450001;2.河南省产品质量监督检验院，河南郑州，450004)

0 引言

3，6-二氯吡啶甲酸(英文名 3，6-dichloropicolinic acid，中文简称3，6-DCP)是一种低残留新型除草剂，具有作用机制独特、在土壤中代谢分解快﹑无残效等特点［1］.目前，3，6-DCP 的合成方法主要有水解法、化学还原法和电化学还原法等［1-4］.其中以 3，4，5，6-四氯吡啶甲酸(3，4，5，6-TCP)为原料的电化学还原法由于具有反应条件温和、产品质量好、成本低及环境友好等特点，已成为近年研究的热点［5-7］.3，6-DCP的电化学合成过程一般采用NaOH作支持电解质，常温下于水溶液中直接电还原 3，4，5，6-TCP 生成 3，6-DCP，电解液中主要包含产品 3，6-DCP、中间物 3，5，6-三氯吡啶甲酸、未反应的 3，4，5，6-TCP 及副产物 3，5，6-三氯-4-羟基吡啶-2-甲酸等多种物质，建立一种方便、快速、准确的电解液分析方法对该电化学合成工艺的深入研究有重要意义.目前，单独3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP 的分析有气相色谱法和液相色谱法［4，7］.气相色谱分析法需对样品进行酯化处理，操作繁琐;液相色谱法分析3，6-DCP和3，4，5，6-TCP时需采用不同的流动相体系，但同时分析反应液中这两种物质的方法未见文献报道.笔者采用高效液相色谱法，对电合成反应液中的3，6-DCP 和3，4，5，6-TCP 进行了同时测定.该方法简便、快速、准确，可为3，6-DCP的生产工艺优化和产品质量控制提供有效的支持.

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Aglient 1200型高效液相色谱仪(美国安捷伦公司);UV22401PC型紫外-可见分光光度仪(日本岛津公司);AW220型分析天平(日本岛津公司);KQ-100E型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司).

3，6-DCP标准样(纯度≥99.5%，天津阿法埃莎化学试剂公司);3，4，5，6-TCP标准样(纯度≥99.5%，横店集团东阳英洛华绿色电化学有限公司);甲醇和乙腈均为色谱纯(天津四友精细化学品有限公司)，冰乙酸和磷酸均为分析纯(国药集团化学试剂有限公司)，磷酸二氢钾为分析纯(天津市风船化学试剂科技有限公司)，实验用水为二次蒸馏水，自制.

1.2 色谱分析条件

Hypersil C18(150 mm ×4.6 mm i.d，填料粒度5μm)色谱柱;紫外检测器，检测波长280 nm;流动相为V(乙腈)∶V(体积分数为1%的冰乙酸水溶液)=15∶85;流速1.0 mL/min;柱温25℃，进样量20μL.

1.3 实验方法

准确移取10 mL冰乙酸于1 000 mL容量瓶中，加水定容，摇匀，用0.45μm滤膜过滤备用.

分别准确称取一定量的 3，6-DCP和3，4，5，6-TCP的标准样于50 mL容量瓶中，用乙腈溶解并定容，使用0.45μm滤膜过滤后备用.

准确称取待测反应液样品0.5～1.8 g(精确到0.1 mg)，置于50 mL容量瓶中，使用乙腈溶解并定容，0.45μm滤膜过滤后进样分析，采用峰面积外标标准曲线法定量［8］.

2 结果与讨论

2.1 色谱分析条件的优化

2.1.1 检测波长的选择

分别选取一定浓度的 3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP标准液，在UV22401PC型紫外分光光度仪上进行全波长扫描，结果显示 3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP的最大吸收波长分别为299.5 nm和304 nm.本实验最终选取280 nm作为检测波长，虽然在该检测波长下 3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP 的吸收强度稍有降低，但实验发现流动相乙腈在该波长下吸收杂质峰较少，基线稳定，所以选用280 nm作为最佳检测波长.

2.1.2 流动相组成的选择

试验了甲醇-水，乙腈-水，磷酸二氢钾-磷酸-乙腈，磷酸二氢钾-乙腈流动相体系.结果发现，除乙腈-水体系，采用其他流动相体系时存在着或分离效果不好，或峰展太宽、峰形较差等问题.而当采用乙腈-水体系时，柱压较低，分离效果较好，进一步通过调节不同乙腈比例进行实验，发现当乙腈在流动相中的体积分数为15%时，反应液中各物质的分离效果最好且保留时间适当，峰形也得到了改善，但是 3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP均存在一定的拖尾现象.

出现拖尾或峰形不对称现象的原因，可能是因为3，6-DCP 和3，4，5，6-TCP 为弱酸性物质，在溶液中发生部分电离，呈现出离子态和分子态共存状态所致［9］.所以，在分析这两种物质时，选择在流动相中加入少量冰乙酸来抑制溶质的离子化，以获得对称的色谱峰.通过实验，发现当流动相为V(乙腈)∶V(体积分数为1%的冰乙酸水溶液)=15∶85时，待测液中各物质的分离效果最佳且峰形对称.

图1为上述所优化的色谱操作条件下标准样品和反应样品的色谱图，其中3，6-DCP和3，4，5，6-TCP的保留时间分别为2.8 min和16.3 min.由图1可知，两种待测物质与反应中间产物及杂质的分离良好，基线平稳且峰型对称.

图1 标准样品及反应液样品的色谱图Fig.1 Chromatograms of standard sample and synthetic sample

2.2 标准曲线及检出限

采用逐步稀释法分别配制一系列不同浓度的3，6-DCP 和3，4，5，6-TCP 标准样，所有样品溶液均经0.45μm滤膜过滤，每个浓度水平均平行进样3次，记录各个浓度的峰面积.以标准样品的质量浓度x为横坐标，峰面积y为纵坐标进行线性回归.3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP 的标准曲线回归方程、线性范围和相关系数均列于表1中.以3倍信噪比分别求得 3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP 的检出限也列于该表中.由表1可以看出，在所选定的色谱条件下测定 3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP 的线性范围较宽，线性关系均较好.

2.3 方法的精密度

取含 3，6-DCP、3，4，5，6-TCP 3 个不同浓度的标准制备液样品，按前述优化的色谱条件，每个样品均分别连续测定3次，考察对3，6-DCP和3，4，5，6-TCP测定结果的精密度，结果见表2.可以看出，3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP 测定结果的最大相对标准偏差分别为0.58%和0.40%，显然，测定的重复性良好.

2.4 方法的回收率

取已知 3，6-DCP、3，4，5，6-TCP 含量的反应液样品3组，分别加入已知量的标准样品，进行回收率实验，结果列于表3中.由表3可以看出:3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP 的加标回收率分别在99.88% ～100.5%、99.89% ～100.1%，表明该分析方法具有较高的准确度，可用于3，6-DCP的合成工艺优化、质量控制及其它相关研究中.

表1 3，6-DCP 和3，4，5，6-TCP 的回归分析及检出限Tab.1 Regression analysis and detection limits of 3，6-DCP and 3，4，5，6-TCP

表2 方法的精密度Tab.2 Precision of the method

表3 3，6-DCP 和3，4，5，6-TCP 的回收率Tab.3 Recoveries of 3，6-DCP and 3，4，5，6-TCP

3 结论

使用Hypersil C18型分离柱，以V(乙腈)∶V(体积分数为1%的冰乙酸水溶液)=15∶85为流动相.建立了反应液中 3，6-DCP 和 3，4，5，6-TCP同时检测的HPLC方法.该法可在18 min之内完成，3，6-DCP，3，4，5，6-TCP 标准曲线相关系数均大于0.999，线性范围分别为0.02～1.85 g/L和0.01～1.21 g/L，平均加标回收率分别为100.2%和99.98%，测定结果的最大相对标准偏差分别为0.58%和0.40%，是一种简便、重现性好、结果准确的分析检测方法.

［1］ 马淳安，储诚普，徐颖华，等.3，6-二氯吡啶甲酸合成方法进展［J］.化工学报，2011，62(9):2398-2405.

［2］ MARC E H，JON A O，THOMAS J D，et al.2-Hydricarbyl-3，6-dichloropyridine compounds［P］.US:5084576，1992-05-28.

［3］ STANLEY D M.Preparation of 3，6-dichloropicolinic acid［P］.US:4087431，1978-05-02.

［4］ DEMETRIOSK，FRED Y E，JIML，et al.Electrolytic production of certain trichloropicolinic acids and/or 3，6-dichloropicolinic acid［P］.US:4217185，1980-08-12.

［5］ 马淳安，徐颖华，褚有群，等.3，6-二氯吡啶甲酸电化学合成及其工业化生产［J］.化工学报，2010，61(3):699-703.

［6］ 范谦，姚理，任杰，等.3，6-二氯甲酸的电解合成方法［P］.中国专利:ZL200710050524.1，2009-06-17.

［7］ MA Chun-an，LI Mei-chao，LIU Yan-na，et al.In situ FTIR studies on the electrochemical hydrodechlorination of 3，4，5，6-tetrachloropicolinic acid on Ag cathode［J］.Electrochimica Acta，2010，55:3171-3174.

［8］ 赵建宏，李磊，武红旗，等.高效液相色谱法测定叠氮磷酸二苯酯(DPPA)的含量［J］.郑州大学学报:工学版，2008，29(1):21-22.

［9］ 吴志强，郭志武，靳海波，等.2，6-萘二甲酸的高效液相色谱分析［J］.分析试验室，2005，24(1):25-26.