2-氯-3-硝基苯甲酸的分析

吴 若，肖瑛子，黄超群，庞怀林

(1.江西天宇化工有限公司长沙分公司，长沙 410209；2.南通泰禾化工股份有限公司，南通 226407)

2-氯-3-硝基苯甲酸，分子式为C7H4ClNO4，化学结构见图1，是由南通泰禾化工股份有限公司自主研发的环丙氟虫胺重要中间体[1-3]，是近期发展较快的一种重要精细化工中间体，目前国内外仍无大规模产业化。

图1 2-氯-3-硝基苯甲酸的结构式

目前关于2-氯-3-硝基苯甲酸的分析方法少。为了与环丙氟虫胺工艺生产过程的原料和杂质分离，本文采用高效液相色谱法，根据分离度与峰型对分析条件进行研究[4-5]，选择了甲醇+磷酸水混合溶液为流动相，建立了适用于2-氯-3-硝基苯甲酸样品的定量分析方法。该方法分离效果好，操作简单快速。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

LC-20AT型高效液相色谱仪配SPD-M20A二极管阵列检测器和色谱工作站(日本岛津公司)；ATY224型电子天平(日本岛津公司)；SXC-10JZ型超声波清洗仪(湖南尚辛创仪器设备有限公司)；UPH-1-10L型纯水超纯水一体机(四川宜家水处理科技有限公司)；0.22 µm滤膜(水系、有机系，彼西络科技有限公司) 甲醇(色谱纯，韩国SKchemicals)；磷酸(AR，国药集团)；2-氯-3-硝基苯甲酸标样，已知质量分数99.0% (长沙嘉桥生物科技有限公司提供，上海晓明检测技术服务有限公司定值)；2-氯-3-硝基苯甲酸试样样品(江西天宇化工有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 色谱条件

色谱柱为岛津Shim-pack C18不锈钢柱(柱长250 mm，内径4.6 mm，内装5 µm填充物)；流动相为甲醇+0.1%磷酸水溶液(45+55，体积比)，经0.22μm滤膜过滤和脱气，流速为1.0 mL/min；检测波长为236 nm；柱温为(40±2) ℃；进样体积为5 µL。在该色谱操作条件下，2-氯-3-硝基苯甲酸的保留时间约为10.07 min。2-氯-3-硝基苯甲酸标样和试样色谱图见图2和图3。

图2 2-氯-3-硝基苯甲酸标样高效液相色谱图(500 μg/mL)

图3 2-氯-3-硝基苯甲酸试样高效液相色谱图(500 μg /mL)

1.2.2 测定步骤

1.2.2.1 标样溶液的配制

称取0.05 g (精确至0.000 1 g) 2-氯-3-硝基苯甲酸标样置于100 mL容量瓶中，加入甲醇溶解，放入超声波清洗仪中超声3 min，待溶液冷却至室温后用甲醇定容，摇匀。

1.2.2.2 试样溶液的配制

称取含0.05 g (精确至0.000 1 g) 2-氯-3-硝基苯甲酸试样置于100 mL容量瓶中，加入甲醇溶解，放入超声波清洗仪中超声3 min，待溶液冷却至室温后用甲醇定容，摇匀。

1.2.2.3 测定

按上述操作条件，待仪器基线稳定后，连续注入数针标样溶液，待相邻2针的峰面积相对变化小于1.0%时，按照标样溶液、试样溶液、试样溶液、标样溶液的顺序进样测定。

1.3 计算

将测得的2针试样溶液以及试样前后2针标样溶液中2-氯-3-硝基苯甲酸峰面积分别进行平均。试样中2-氯-3-硝基苯甲酸的质量分数ω(%)按式(1)计算：

式中：ω为试样中苯并呋喃酮的质量分数(%)；A2为试样溶液中2-氯-3-硝基苯甲酸峰面积的平均值；m1为标样的质量的数值(g)；P为标样中2-氯-3-硝基苯甲酸的质量分数(%)；A1为标样溶液中2-氯-3-硝基苯甲酸峰面积的平均值；m2为试样的质量的数值(g)。

2 结果和分析

2.1 色谱条件的选择

为了实现2-氯-3-硝基苯甲酸与杂质的有效分离，根据其化学结构特点，对乙腈和水、甲醇和水、乙腈与磷酸水溶液、甲醇与磷酸水溶液4种组合，在Shim-pack GIST、ODS-3和Waters 3款C18色谱柱上进行比较选择。经过试验比较，确定流动相为甲醇和0.1%磷酸水溶液，比例为45∶55 (体积比)，流速为1.0 mL/min。Shim-pack GIST C18耐受pH为1~8，比ODS-3和Waters的pH 2~8要宽，因此选择Shim-pack GIST C18色谱柱。

通过高效液相色谱仪的SPD-M20A二极管阵列检测器进行紫外光谱扫描，得到2-氯-3-硝基苯甲酸的紫外吸收光谱图，其最大吸收波长为197 nm，随着波长增大吸收强度递减。通过多次试验，波长在236 nm时2-氯-3-硝基苯甲酸及其他杂质峰都有很好的吸收且峰型平缓，因此选236 nm为检测波长。

经过不同温度点的进样试验，柱温在30~40 ℃，出峰保留时间的变化差异不显著；故选择柱效最佳且与高效液相色谱试样检测池一致的40 ℃作为此方法的分析温度。

在此条件下，基线平稳，2-氯-3-硝基苯甲酸与其他杂质得到较好地分离，且峰型对称，测定时间短，检测效率高。

2.2 分析方法的特异性

采用峰纯度来鉴别2-氯-3-硝基苯甲酸。2-氯-3-硝基苯甲酸标样和试样的最小峰纯度相似度分别为1.00和0.999 9，最小峰纯度阈值为0.99~1.01，分别为1.00和0.999 9，最小峰纯度指数均为0，非负值，说明标样和试样色谱峰中均不含有杂质峰。

2.3 分析方法的线性相关性

分别称取6份2-氯-3-硝基苯甲酸标样于6个100 mL容量瓶中，加入甲醇溶解，放入超声波清洗仪中超声3 min，待溶液冷却至室温后用甲醇定容，摇匀。

以2-氯-3-硝基苯甲酸质量浓度(x，μg/mL)为横坐标和峰面积(y)为纵坐标绘制标准曲线，线性回归方程为y=10 890x+63 662，相关系数R2=1。结果见表1和图4。可见，2-氯-3-硝基苯甲酸的质量浓度为150.27~1187.31 μg/mL时有良好的线性关系。

表1 2-氯-3-硝基苯甲酸的质量浓度及其相应峰面积值

图4 2-氯-3-硝基苯甲酸的质量浓度与其相应峰面积之间的线性关系图

2.4 分析方法的精密度

称取已知含量试样6个，按上述色谱操作条件进行分析，测得2-氯-3-硝基苯甲酸的质量分数，试验结果详见表2。2-氯-3-硝基苯甲酸的标准偏差为0.15%，变异系数为0.16%，说明方法精密度良好，能满足日常的定量分析。

表2 2-氯-3-硝基苯甲酸试样的精密度试验结果

2.5 分析方法的准确度

分别称取含0.025 g (精确至0.000 1 g) 2-氯-3-硝基苯甲酸试样置于6个100 mL容量瓶中，加入不同质量的2-氯-3-硝基苯甲酸标样(精确至0.000 1 g)，按“1.2节溶液的配制”进行配制后测定，结果见表3。由表3可知，2-氯-3-硝基苯甲酸回收率为98.98%~100.44%，平均回收率为99.64%，均在98%~ 102%之间，说明该方法准确度良好，能满足日常的定量分析。

表3 2-氯-3-硝基苯甲酸的准确度试验结果

2.6 非分析物的干扰

为防止有效成分中其他物质的干扰，导致分析方法出现误差。以不含有效成分的空白溶剂为空白试样，其高效液相色谱图如图5所示，经与图2、图3对比确认，空白试样中不含有效成分的干扰物质。

图5 2-氯-3-硝基苯甲酸溶剂空白的高效液相色谱图

3 结 论

本文采用高效液相色谱法建立了快速测定2-氯-3-硝基苯甲酸的定量定性方法。经试验验证，该方法线性范围宽、重现性好，准确度高，可以快速地对2-氯-3-硝基苯甲酸进行定性和定量分析，能满足对产品质量控制的要求。