紫外分光光度法快速测定二哌嗪-1-鎓硫酸盐

医药化工
化 工 设 计 通 讯
Pharmaceutical and Chemical
Chemical Engineering Design Communications
·206·
第46卷第7期
2020年7月
二哌嗪-1-鎓硫酸盐是哌嗪的一种衍生物，是重要的医药中间体和精细化工原料。

二哌嗪-1-鎓硫酸盐中含有哌嗪环，在医药研究方面，这类氮杂环会被经常使用，其主要应用于驱肠虫药磷酸哌嗪、枸橼酸哌嗪等的生产，在医药、环保、化工和材料等诸多领域都有广泛的应用。

紫外分光光度法是一种简便的仪器分析方法，可用于定性和定量分析。

关于紫外吸收光谱的定量方法，常见的有以下几种：绝对法、标准对照法、吸收系数法、标准曲线法、最小二乘法等。

哌嗪的测定方法，常见的有气相色谱法[2]
、紫外分光光度法。

二 哌嗪-1-鎓硫酸盐作为一种新型的哌嗪衍生物，在医药、化工领域有着重要作用。

本文通过紫外分光光度法，结合最小二乘法面积拟合处理数据，快速测定溶液中的二哌嗪-1-鎓硫酸盐浓度。

1 实验部分
1.1 仪器与试剂
Sartorius 电子天平，上海析达水浴锅，UV-2550紫外-可见分光光度计；所用试剂均为分析纯，所用水均为二次蒸馏水；二哌嗪-1-鎓硫酸盐溶液，由黄石法姆药业股份有限公司提供。

1.2 紫外吸收光谱
以二次蒸馏水作为参比溶液，分别对0.001mol/L 、0.002mol/L 、0.004mol/L 、0.006mol/L 、0.008mol/L 、0.01mol/L 、0.012mol/L 、0.02mol/L 、0.05mol/L 的二哌嗪-1-鎓硫酸盐水溶液进行紫外光谱扫描，扫描波段为190~450nm ，步长0.5nm ，扫描结果如图1所示。

0.05mol/L 0.02mol/L 0.01mol/L 0.012mol/L 0.008mol/L 0.006mol/L 0.004mol/L 0.002mol/L 0.001mol/L
200220240
260280
300
320
波长/nm
图1 二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外吸收光谱
测定上述系列样品的pH ，结果见表1。

随着二哌嗪-1-鎓硫酸盐浓度的升高，溶液pH 稍微增高，二哌嗪-1-鎓硫酸盐的紫外吸收不断红移，其原因是二哌嗪-1-鎓硫酸盐为强酸弱碱盐，随着其浓度不断增大，结合的质子数量增多，从而pH 增高，并因此导致了紫外吸收的波长红移[3—4]。

表1 不同浓度的二哌嗪-1-鎓硫酸盐溶液的pH
二哌嗪-1-鎓硫酸
盐浓度/（mol/L ）
0.0010.0020.0040.0060.0080.010.0120.0160.020.05
pH
7.247.267.607.697.707.727.757.787.827.91
2 实验过程
2.1 测定二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外吸收光谱的最佳条件
为了探讨测定二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外吸收的最佳条件，
参考文献[5]中研究的方法，分别考察温度、pH 对二哌嗪-1-鎓硫酸盐溶液测定的影响。

2.1.1 温度的影响
以0.05mol/L 二哌嗪-1-鎓硫酸盐做样品，分别测其在15℃、 20℃、25℃、30℃、40℃吸收峰形最好的波长220nm 处的值来探究，如图2所示。

1520
25303540
温度/℃
A b s
Abs
图2 温度对二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外光谱的影响
从图2可以看出，温度对二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外吸收光谱影响甚小，常温下适合测定二哌嗪-1-鎓硫酸盐。

2.1.2 pH 值的影响
以0.05mol/L 二哌嗪-1-鎓硫酸盐作样品，分别测其在pH 为1、2、3、4、5、6、7、8时的紫外吸收光谱，选取吸收峰形最好的波长220nm 处的值来探究，如图3所示。

从图3可以看出，pH 对二哌嗪-1-鎓硫酸盐溶液的紫外吸光度影响很大，pH 为1、2时吸光度很低，即酸性太强，吸光
摘　要：研究了紫外分光光度法快速测定二哌嗪-1-鎓硫酸盐。

考察了测定的温度和pH ，得到了最佳测定实验条件，利用紫外分光光度法测定样品，并结合最小二乘法面积拟合对样品数据进行了处理，积分面积与浓度的线性相关系数R 2为0.995 7，利用该方法及工作曲线测定了模拟样，测定结果的相对误差为1.7%。

关键词：二哌嗪-1-鎓硫酸盐；紫外分光光度法；快速分析中图分类号：O652.1 文献标志码：B 文章编号：1003–6490（2020）07–0206–02
Rapid Determination of Dipiperazin-1-ium Sulfate by
Ultraviolet Spectrophotometry
Han Mu-xian ，Xu Lai ，Sui Ning
Abstract ：The ultraviolet spectrophotometric method for the rapid determination of dipiperazine-1-ium sulfate was studied.The measured temperature and pH were investigated ，and the best experimental conditions were obtained.The samples were measured by ultraviolet spectrophotometry ，and the sample data was processed in conjunction with the least square method area fitting.The linear correlation coefficient R2 of the integrated area and concentration 0.9957，using this method and the working curve to measure the simulated sample ，the relative error of the measurement result is 1.7%.
Key words ：dipiperazin-1-ium sulfate ；ultraviolet spectrophotometry ；rapid analysis 紫外分光光度法快速测定二哌嗪-1-鎓硫酸盐
韩木先1，2，徐 来2，隋 宁2
（1.湖北生态工程职业技术学院生态环境学院，湖北武汉 430200；
2.黄石法姆药业股份有限公司，湖北黄石 435000）
收稿日期：2020–05–16作者简介： 韩木先（1978—），女，湖北黄冈人，主要从事分析化学
相关工作。

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pH
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图3 pH 对二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外光谱的影响
度低，且随着pH 逐渐增大，同样浓度的样品吸光度逐渐升
高，pH 在7~8时二哌嗪-1-鎓硫酸盐溶液的紫外吸光度变化不大，基本稳定。

2.2 最小二乘法处理二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外吸收结果
选择测定条件为温度在20℃、pH 在7~8范围内测定二哌嗪-1-鎓硫酸盐标准溶液，并对实验结果进行处理。

2.2.1 线性范围
由上述实验结果可知，测定系列二哌嗪-1-鎓硫酸盐浓度时，由于不同浓度的样品在溶液中结合的质子数不一样，造成了最大吸收波长的红移。

由于缺少该样品基础实验数据，所以不便利用绝对法、标准对照法来测定样品溶液。

本实验将紫外分光光度法测定和最小二乘法面积拟合处理数据[3，6—7]结合起来，可简便、快捷地测定样品。

0.05mol/L 的样品紫外光谱谱峰出现在波长为220nm 处，对其不同波长下进行线性拟合。

结果如表2所示。

表2 线性拟合结果
A =kC +b
波长/nm k b R 222059.192 2
-0.113 3
0.994 4
……
23011.005 0
-0.049 5
0.994 3
……
234 6.091 6
-0.034 67
0.990 0
……
240
2.950 8
-0.019 5
0.977 2
……
若利用220~234nm 范围内任一波长，其灵敏度都不是很
理想，而且仪器噪音对测定的结果干扰会很大。

为了使分析结果具有好的准确性，还要继续利用这一波长的范围，必须要采用一定的数据处理措施。

本文在220~234nm 波长范围内先选取适当波段222~228nm ，再使用origin 数字处理软件求出吸光度对该波段的曲线积分，使得积分值与浓度数据最大线性相关，以波段积分的方法来保证测定结果的精确度。

根据实验数据，因为二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外吸收弱，且在低浓度
时难检测，所以该方法的适用浓度不应过低。

2.2.2 曲线积分
选取222~228nm 进行积分结果如表3所示。

表3 积分面积结果
二哌嗪-1-鎓硫酸盐浓度/（mol/L ）0.0040.0060.0080.012
0.02
0.05
积分面积U
0.268 90.494 70.735 81.211 62.539 97.955 9
2.2.3 数据处理结果
根据表3积分面积结果，进行线性拟合，积分面积U 与浓
度呈下述关系：
U =169.385 5C -0.622 0，R 2=0.995 7。

2.3 模拟样品测定
配制0.01440mol/L 的二哌嗪-1-鎓硫酸盐溶液，进行紫外吸收测定。

采用波段积分法处理结果数据，即选取222~228nm 进行曲线积分后，进行线性拟合。

在222~228nm 对其进行曲线积分后，积分面积U 为1.777。

试样分析结果如表4所示。

表4 试样分析
序号标准值（mol/L ）
平均测定值（mol/L ）
相对误差（%）
1
0.0144 0
0.0141 6
1.7
由结果来看，采用最小二乘法，曲线积分后的测定结果准确。

实验过程简单、便捷，比标准曲线法实验成本低。

3 结束语
使用紫外分光光度法测定了二哌嗪-1-鎓硫酸盐的紫外吸收，针对样品的光谱特点，采用最小二乘法面积拟合对二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外吸收结果数据进行处理，选取222~ 228nm 的波段进行曲线积分，求出曲线积分面积对浓度的标准曲线关系。

该方法操作简单、快捷，无需对二哌嗪-1-鎓硫酸盐溶液进行处理，具备一定的抗干扰能力。

参考文献
[1] 杨江婷，张月成.哌嗪及其衍生物的应用进展[J].精细化工中间体，2018，48（3）：1—4.[2] 赵霞，王波，崔璐璐，等.气相色谱-串联质谱检测鹅组织中哌嗪残留[J].分析试验室，2017，36（12）：1423-1428.[3] 黄川徽，徐铜文.紫外分光光度法快速测定哌嗪[N].南京工业大学学报，2005，27（2）：2—24.[4] X ia J Z ，Kamps P-S ，MaurerG.Solubility of H 2S in （H 2O+piperazine ）and in （H 2O+MDEA+piperazine ）[J].Fluid Phase Equlib ，2003，207：23-34.[5] 陈爱敏.紫外可见分光光度法测定食盐中硒（Ⅳ）含量[D].保定：河北大学，2013.[6] 吴桥，杨金玉，张国清.最小二乘面积拟合在紫外分光光度法中的应用[J].南京药学院学报，1986，17（3）：201-207.[7] 徐文峰，廖晓玲.应用最小二乘法于壳聚糖测定的数据处理[J].理化检验-化学分册，2008，44：1047-1049，1052.
（上接第205页）3 结语
建立了高效液相色谱法测定硫代硫胺的含量，与常规的溴酸钾滴定法相比，能够排除样品中还原性杂质的干扰，使得测定结果更加准确。

参考文献
[1] U S Pharmacopeia Convention ，USP40-NF35[S]，Thiamine
hydrochloride ，6340-6341.
[2] J erome wson ，Process for thiamine purification ：US ，2801245[P]，1957.[3] 白云强，钟松鹤，施湘君.维生素B1合成研究进展[J].浙江化工，2015（6）：13-16.。