紫外分光光度法快速测定二哌嗪-1-鎓硫酸盐

韩木先，徐 来，隋 宁

（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）

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。

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

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。

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。

图3 pH对二哌嗪-1-鎓硫酸盐紫外光谱的影响

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

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

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，R2=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

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。