二阶导数紫外光谱法同时测定联苯甲酸同分异构体含量

孙静

（齐齐哈尔大学 学术理论研究部，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

3-联苯甲酸（3-BPCA）和4-联苯甲酸（4-BPCA）是一对异构体。3-BPCA 是一种重要的药物中间体，广泛应用于药物和新型高分子材料的制备。同时，3-BPCA 也是一种应用于糖尿病药物生产的重要潜在材料[1-4]。3-BPCA 主要由3-溴苯甲酸或3-碘苯甲酸在钯的催化剂下与苯基硼酸或有机锡化合物反应得到[5]。4-BPCA 也是有机合成的中间体，用于合成非甾体抗炎药物（NSAID）[6]，具有可观的经济价值。由于成本高、合成工艺复杂，3-BPCA 和4-BPCA 的应用受到了一定程度的限制。在甲苯氧化合成苯甲酸的副产物中存在联苯甲酸同分异构体，其中的3-BPCA 和4-BPCA 没有得到很好地应用。3-BPCA 和4-BPCA 的结构和理化性质非常相似，因此，分离和测定难度较大。

导数光谱通常用于红外、近红外、拉曼、紫外可见、核磁共振、电子顺磁共振、荧光光谱等领域，可以提高测定精度和准确性[7]。这种分析方法以分光光度法的测定为基础[8-11]，利用二阶导数紫外分光光度法，通过考察摩尔二阶导数的吸收率，同时测定多种物质的浓度[12-16]。王静敏等[14]利用二阶导数光谱法测定水样中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量。对不同浓度的两种物质的标准溶液的紫外扫描光谱进行二阶导数处理，通过观察两种物质单组分及混合样品的二阶导数光谱确定223.5 nm 处为混合样品中硝酸盐氮的测定波长，216.5 nm 为亚硝酸盐氮的测定波长。可以对实际样品进行快速准确地测定，回收率在96.7%～103.0%范围。

在此基础上，本文研究了基于导数光谱同时测定3-BPCA和4-BPCA比值的方法。将3-BPCA和4-BPCA溶于氢氧化钠溶液中，以增强溶解度，并通过实验考察了该方法的准确度和精密度。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

3-BPCA、4-BPCA，纯度≥98%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司，用乙醇重结晶提纯，纯化后3-BPCA和4-BPCA 的熔点与参考值一致；氢氧化钠等试剂均为分析纯，天津市光复科技发展有限公司；实验用水均为超纯水。

UV-2100 紫外可见分光光度计，UNICO 上海仪器有限公司；1 cm 石英比色皿；分析天平FA2004N，上海精密科学仪器有限公司。

1.2 标准溶液的配制

利用氢氧化钠溶液增强3-BPCA 和4-BPCA 的溶解度，氢氧化钠溶液在测量范围内无紫外吸收，说明氢氧化钠溶液对结果的准确性没有显著影响。向一定浓度的氢氧化钠溶液中分别加入不同质量的3-BPCA和4-BPCA 固体，配置成3-BPCA（10～200 μg/mL）和4-BPCA（5～100 μg/mL）系列标准氢氧化钠溶液。标准溶液避光储存在15 ℃的稳定环境中。

1.3 吸光度测量

利用紫外可见分光光度计在210～300 nm 范围内测定样品溶液，并通过数学计算得到二阶导数光谱，波长导数（WL）差Δλ=1 nm。

2 结果与讨论

2.1 等吸收点的考察

pH 值在10～14 的范围内，得到的样品紫外扫描光谱未发生变化，表明氢氧化钠溶液浓度对测定结果没有影响。图1为3-BPCA（40 μg/mL）, 4-BPCA（40 μg/mL）以及3-BPCA（40 μg/mL）和4-BPCA（40 μg/mL）混合物的零阶吸收光谱图。从吸收光谱上看，两个最大吸收波长的差异较大（图1(a)和图1(b)），但吸收峰的重叠会严重影响测定结果（图1(c)）。二阶导数光谱具有同时测定二元混合物的光谱特征，等吸收点法是同时测定二元或三元混合物的最常用方法。如图2 所示，通过一系列不同浓度的样品检测到3-BPCA 的二阶导数光谱的等吸收点在244 nm 和279 nm 处。在二阶导数模式下，3-BPCA 的浓度在整个浓度范围内的变化不影响等吸收点的测量值。图3 显示了3-BPCA 和4-BPCA 混合时的等吸收点导数值（h1为244 nm，h2为279 nm），可以避免3-BPCA 对4-BPCA 含浓度测定的干扰。同样，可以测量BPCA 混合物在249 nm 和281 nm 处等吸收点的二阶导数值来确定3-BPCA 的含量。

图1 3-BPCA 和4-BPCA 及其混合物的零阶吸收光谱图

图2 3-BPCA 的二阶导数光谱图，20～60 μg/mL(1～5)

图3 3-BPCA，20～60 μg/mL(1～5)和4-BPCA，40 μg/mL 混合物的二阶导数光谱图

2.2 线性关系和检出限

利用3-BPCA 和4-BPCA 混合物的二阶导数光谱与标准样品浓度建立了线性回归方程，结果如表1 所示。相关系数r 值表明所有回归方程均具有良好的线性关系。通过方差S2（P=0.05 水平，n=8）的微小变化，证实了实验数据在回归线附近的离散程度极小。因为y 轴上的截距接近于0，可以采用单点校正法计算相应的检出限（DL）。

其中，n 为样本数；b 为回归线的斜率；独立样本t 值（P=0.05）；S2为方差。

表1 二阶导数光谱法建立的3-BPCA 和4-BPCA 混合物的线性回归方程

2.3 准确度和精密度

通过连续8 次测定3-BPCA 和4-BPCA 的混合物样品，验证了二阶导数紫外光谱法的准确性和精密度，结果如表2 所示。利用二阶导数紫外光谱法测定的结果具有较高的准确度和精密度。为了验证该方法的准确性，进行了加标回收实验，测定结果如表3 所示。在3-BPCA 和4-BPCA 的混合物中加入不同浓度的BPCA溶液，测定回收率均高于99.0%，证实了该方法的准确性。

表2 3-BPCA 和4-BPCA 混合物的测定

表3 3-BPCA 和4-BPCA 混合物加标回收率

3 结论

用二阶导数紫外光谱法测定了3-BPCA 和4-BPCA 的含量。该方法已通过3-BPCA 和4-BPCA 的简单二元混合物的验证。实验结果证实了导数分光光度法测定BPCA 同分异构体有较高的准确度和精密度，检出限低。该方法可以作为HPLC 等方法的辅助或替代手段，用于BPCA 同分异构体分离过程的检测。