一种液相色谱用流动相复配体系及蒽醌法制过氧化氢高产能工作液的液相色谱分析方法与流程

本发明涉及一种蒽醌法制过氧化氢工作液中多种有效蒽醌定量分析领域，尤其涉及高产能工作液中有效蒽醌的高效液相色谱快速定量分析方法。

背景技术：

1、过氧化氢是一种重要的无机化工产品，由于不产生二次污染，被广泛应用于食品、医疗、电子、有机合成、环境保护和其他工业领域。目前超过90%使用蒽醌法制过氧化氢。其基本原理是烷基蒽醌溶解在芳烃非极性溶剂和四丁基脲、磷酸三辛酯、二异丁基甲醇等极性溶剂中，配制成工作液；工作液中的烷基蒽醌在钯催化剂的作用下与氢气反应生成蒽氢醌，蒽氢醌与氧气反应，生成双氧水，随后工作液经过萃取和后处理进行下一个周期的循环。为提高生产效率，研究人员着力于高产能工作液的研发，其中加氢载体的优化一直是高产能工作液领域的重要研究方向之一。 相较于2- 乙基蒽醌，2- 戊基蒽醌在工作液中的溶解度、加氢效率、减少副反应等方面具有优异性能，因此使用2- 戊基蒽醌、或2- 戊基蒽醌和2-乙基蒽醌混合物作为加氢载体的高产能工作液已成为研究和应用热点。

2、2- 乙基蒽醌、2- 戊基蒽醌及其四氢化物称为工作液的有效蒽醌，其在生产过程中因深度氢化和氧化降解会产生其他蒽醌降解物，为保证稳定的氢化效率和装置的平稳运行，总有效蒽醌含量一直是重要的生产监控指标之一。目前工作液总有效蒽醌含量的检测方法主要有极谱法、气相色谱法、气相色谱–质谱法、高效液相色谱法和超高效液相色谱–串联质谱法。极谱法存在灵敏度低、重金属污染等缺点；气相色谱法、气相色–质谱法操作简便，但易气化不完全、重现性差；超高效液相色谱–串联质谱法灵敏度高、分离效果好，但仪器价格昂贵，不易推广；高效液相色谱法具有操作简便、精密度高、灵敏度好等优点，已被广泛应用于有效蒽醌的快速检测分析。高效液相色谱分为正相高效液相色谱和反相高效液相色谱，据统计，反相液相色谱占80%以上。以甲醇和水为流动相的反相高效液相色谱是工作液中2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌的主要定量分析方法，但由于工作液组分复杂，采用甲醇-水为高效液相色谱流动相体系（庞玉娜等，高效液相色谱法测定过氧化氢工作液中的2-乙基蒽醌、2-戊基蒽醌及其氢化物）分析工作液蒽醌含量时，分离度无法达到定量要求，造成有效蒽醌定量分析时误差大，不满足中国药典中定量分析要求。通过提高流动相中水含量，或用乙腈替代甲醇等方案提高分离度，能够解决重芳烃c9、c10组分与有效蒽醌以及降解物与有效蒽醌峰重叠的问题，但是提高流动相中水含量会使色谱柱泵压过高，延长分析时间，同时峰形变宽、对称性差，影响定量结果的准确度；高含量乙腈溶剂会使单向阀的宝石球和球座发生腐蚀和粘连，造成单向阀失去作用，液相色谱出现异常不能正常使用，同时长时间使用高含量乙腈溶剂后，单向阀产生不可逆损坏，且乙腈代替甲醇会明显增加分析成本。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种液相色谱用流动相复配体系及蒽醌法制过氧化氢高产能工作液的液相色谱分析方法，在常规水相流量下，所述流动相复配体系能够增加流动相的洗脱强度，提高工作液中溶剂、降解物和有效蒽醌的分离度，解决重芳烃c9、c10组分与有效蒽醌以及降解物与有效蒽醌峰重叠和定量不准确的难题。以所述流动相复配体系为基础，建立一种蒽醌法制过氧化氢高产能工作液的液相色谱分析方法，所述液相色谱分析方法可以实现一次进样快速准确分析工作液中2-乙基蒽醌（eaq）、2-乙基四氢蒽醌（theaq）、2-叔戊基蒽醌（t-aaq）、2-仲戊基蒽醌（s-aaq）、2-叔戊基四氢蒽醌（t-thaaq）和2-仲戊基四氢蒽醌（s-thaaq）6种有效蒽醌的含量。在定量浓度范围内，6种有效蒽醌的外标曲线具有良好的线性相关性，相关系数均≥0.9999，检出限为0.012～0.035mg/l。定量结果的相对标准偏差在0.07%~0.59%之间（n=6），样品加标回收率为99.8%~100.8%。相较传统高效液相色谱的工作液的定量分析方法，该方法有效蒽醌与杂质峰分离度高，分析速度快，定量准确。

2、本发明第一方面提供一种液相色谱用流动相复配体系，所述流动相复配体系为a相-b相，a相为甲醇，b相为水和乙腈的混合物，甲醇、水、乙腈的体积比为72:23:5~72:20:8。本发明在b相中引入乙腈溶剂，可以实现乙腈含量精细调节，可以提升流动相的洗脱强度，提高重芳烃c9、c10组分与有效蒽醌以及降解物与有效蒽醌峰的分离度，同时提高分析效率。

3、本发明第二方面提供一种蒽醌法制过氧化氢高产能工作液的液相色谱分析方法，包括以下步骤：

4、1）液相色谱条件：岛津lc-20a高效液相色谱仪，shim-pack gist c18色谱柱（4.6mm×250 mm×5 μm），以权利要求1所述的液相色谱用流动相复配体系为流动相，流速：1 ml·min-1，柱温：35~40℃，紫外检测波长：254 nm，进样量：20 μl；

5、2）标准样品溶液的配制

6、①采用非极性含苯环单一溶剂，分别将eaq、theaq、t-aaq、s-aaq、t-thaaq和s-thaaq的标样配制成母液；

7、②将上述配制的6种母液，分别稀释为标准溶液；

8、3）标准曲线的绘制

9、在步骤1）的液相色谱条件下对步骤2）的标准溶液分别进行分析检测，以浓度和峰面积比（xi/yi）作图，分别得到eaq、theaq、t-aaq、s-aaq、t-thaaq和s-thaaq的标准曲线；

10、4）工作液的测定方法

11、将工作液稀释后得到待测工作液样品，在步骤1）的液相色谱条件下进行测试，得到各组分的峰面积；采用外标定量法，得到工作液中蒽醌含量。

12、优选的，步骤2）的①中，分别将eaq、theaq、t-aaq、s-aaq、t-thaaq和s-thaaq的标样配制成505~8505mg•l-1的母液，所述非极性含苯环单一溶剂为苯、甲苯或乙苯。②中，将上述配制的6种母液，分别用甲醇稀释至0.5~350 mg•l-1的标准溶液。

13、优选的，步骤4）中，使用25~50μl的移液器取25 μl的工作液于25 ml的容量瓶中，加入色谱甲醇，恒温稀释至刻度线后超声波振荡均匀，得到待测工作液样品。

14、优选的，所述液相色谱分析方法还包括：

15、5）精密度检验：

16、将工作液稀释后得到待测工作液样品，在步骤1）的液相色谱条件下进行测试6次，得到各组分的峰面积；采用外标定量法，得到工作液中蒽醌含量，计算相对标准偏差。

17、优选的，所述工作液稀释方法为：用移液器移取25 μl的工作液于25 ml的容量瓶中，用甲醇稀释定容，并在20℃下超声恒温15 min。

18、优选的，所述液相色谱分析方法还包括：

19、6）准确度检验：在步骤1）的液相色谱条件下对步骤5）中的待测工作液样品进行加标回收实验。

20、优选的，以步骤5）中的待测工作液样品为基底，分别加入一定已知量的蒽醌标准溶液，在步骤1）的液相色谱条件下进样测试，并计算加标的回收率。

21、与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

22、（1）相较传统甲醇-水流动相，本发明的流动相复配体系，在不提高泵压和不降低色谱柱或泵前单向阀使用寿命前提下，可以提升工作液组分干扰峰与目标峰的分离度，改善分离效果，满足药典定量分析要求。本发明测试简单，一次进样，可快速定量分析工作液中的eaq、theaq、t-aaq、s-aaq、t-thaaq和s-thaaq的含量。本发明的液相色谱定量分析方法，精密度测试相对标准偏差为0.07%~0.59%，加标回收率为99.8%~100.8%，准确度高，重现性好；

23、（2）采用甲醇-(水+乙腈)复配流动相体系，可以实现流动相乙腈含量的精细调节，不通过提高流动相中水含量或高含量乙腈溶剂常规手段增加流动相的洗脱强度，提高重芳烃c9、c10组分与有效蒽醌以及降解物与有效蒽醌峰的分离度，色谱峰峰形窄、对称性好，保证定量结果的准确度前提下，分析效率高，单向阀使用寿命长，降低了分析成本；

24、（3）液相色谱的单向阀包括球座、宝石球、垫片、阀体，其中球座和宝石球是单向阀最关键部件，本发明的流动相复配体系用于液相色谱能够防止单向阀的宝石球和球座发生腐蚀和粘连，延长单向阀的使用寿命。