количественное определение n-фенилмалеинимида

Формула изобретения

Способ количественного определения N-фенилмалеинимида (ФМИ) путем обработки анализируемого диоксанового раствора реагентом, отличающийся тем, что в качестве реагента используют 1х10^-7 М диоксановый раствор антрацена, а о содержании ФМИ судят по интенсивности флуоресценции полученных растворов при длине волны возбуждения 366 нм и длине волны флуоресценции 400 нм после кипячения в течение 1,5 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения N-фенилмалеинимида (ФМИ).

Известен способ количественного определения имидов, заключающийся в гидролизе их до ангидрида малеиновой кислоты и последующими стадиями получения гидроксамовой кислоты и ее комплекса с железом (III), после чего производится фотометрирование окрашенных растворов [1]. Недостатком способа является многостадийность, которая ведет к снижению чувствительности и точности.

Из известных способов определения малеинимидов наиболее близким по технологической сущности к заявленному способу (прототипом) является способ количественного определения м-фенилен-бисмалеинимида (ФБМИ), заключающийся в обработке диоксанового раствора имида концентрированной азотной кислотой, с последующим измерением интенсивности возникающей через сутки флуоресценции полученных растворов [2] . Недостатками прототипа являются недостаточная чувствительность и длительность определений.

Сущность изобретения заключается в том, что с целью повышения чувствительности и сокращения времени определения N-фенилмалеинимида диоксановый раствор кипятят с 10^-7 М диоксановым раствором реагента - антрацена и через 1,5 часа измеряют интенсивность флуоресценции полученного раствора при длине волны возбуждения 366 нм и длине волны флуоресценции 400 нм.

Изобретение иллюстрируется на следующих примерах определения N-фенилмалеинимида.

Пример 1. Построение градуировочной характеристики для флуориметрического определения фенилмалеинимида при его концентрации от 110^-8 до 110^-9 М (1,73 - 0,173 нг/мл). Точную навеску малеинимида (0,04325 г) помещают в мерную колбу на 250 мл и растворяют в очищенном диоксане. Стандартный раствор содержит 173 мкг/мл (110^-3 М) вещества. В другой колбе растворяют точную навеску (0,04450 г) антрацена в 250 мл очищенного диоксана. Стандартный раствор содержит 178 мкг/мл (110^-3М) вещества. Рабочие растворы для построения градуировочной характеристики готовят разбавлением стандартных растворов ФМИ и антрацена до концентрации 110^-7 М в мерных колбах на 50 или 100 мл. Для построения градуировочной характеристики в десять градуированных пробирок емкостью 25 мл помещают по 1,0 мл рабочего раствора реагента (110^-7 М раствор антрацена) и последовательно по 0,1 мл, 0,2 мл, 0,3 мл, 0,4 мл, 0,5 мл, 0,6 мл, 0,7 мл, 0,8 мл, 0,9 мл, 1,0 мл рабочего раствора малеинимида (110^-7 М раствор ФМИ) и доводят до объема 5,0 мл очищенным диоксаном. Каждую пробирку закрывают корковой или фторопластовой пробкой со вставленной в нее стеклянной трубкой длиной 20 - 25 см, служащей воздушным холодильником, и кипятят в течение 1,5 часа. После чего содержимое пробирок доводят до объема 10 мл и измеряют интенсивность флуоресценции полученных растворов при длине волны возбуждения 366 нм и длине волны флуоресценции 400 нм на флуориметре Квант - 9, предварительно настроив прибор на 100% по 110^-8 М диоксановому раствору антрацена и на 0% по чистому растворителю, в кварцевой кювете с толщиной слоя 1 см. Зависимость интенсивности флуоресценции полученных растворов от концентрации ФМИ приведена в табл. 1.

Пример 2. Определение ФМИ в контрольной пробе. Точную навеску сухого вещества (0,04325 г) помещают в мерную колбу на 250 мл и растворяют в очищенном диоксане. Получается раствор с концентрацией 173 мкг/мл ФМИ. Далее готовят две серии из 5 растворов с концентрациями ФМИ 0,346 и 1,04 нг/мл и после предварительных операций (как и в случае построения градуировочной зависимости) измеряют интенсивность флуоресценции полученных растворов при длине волны возбуждения 366 нм и длине волны флуоресценции 400 нм и находят искомую концентрацию вещества по градуировочному графику. Результаты определения контрольных проб ФМИ в диоксане приведены в табл. 2.

При нагревании смеси растворов ФМИ и антрацена происходит реакция циклоприсоединения с образованием аддукта N-фенил-малеинимида и антрацена. При циклоприсоединении ФМИ выступает в роли соединения с активированной кратной связью - диенофила, а антрацен реагирует как 1,3 - диен. Циклоприсоединение происходит в положения 9 и 10 в молекуле антрацена, при этом молекула антрацена теряет плоское строение и у нее уменьшается протяженность сопряженной системы. Оба эти фактора приводят к тому, что образовавшееся соединение - аддукт ФМИ и антрацена не способно флуоресцировать при условиях флуоресценции антрацена. Поэтому при кипячении растворов ФМИ и антрацена происходит тушение флуоресценции антрацена N - фенилмалеинимидом. Диоксан выбран в качестве растворителя не только потому, что растворяет все вещества, участвующие и образующиеся в реакции, но и потому, что при кипячении диоксановых растворов удается поддерживать высокую температуру, необходимую для эффективного протекания реакции циклоприсоединения.

В случае взаимодействия ФМИ и антрацена основной механизм тушения - это химическая реакция, спектры поглощения аддукта и возбуждения антрацена не перекрываются, а возбуждение флуоресценции антрацена при 366 нм позволяет избежать мешающего влияния поглощения ФМИ, максимум поглощения в спектре которого находится при 320 нм. Описанное определение является косвенным и его чувствительность определяется чувствительностью определения антрацена флуориметрическим методом.

После кипячения при 101 - 101,6^oC (температура кипения 1,4 - диоксана) в течение 1,5 часа флуоресценция полученных растворов на длине волны 400 нм выходит на постоянное значение (табл. 3), что говорит о наиболее полном образовании продукта и наиболее эффективном тушении флуоресценции антрацена.

Чувствительность метода находится на уровне 0,173 нг/мл, линейность градуировочного графика соблюдается в интервале концентраций ФМИ 0,173-1,73 нг/мл.

Поскольку определение ФМИ производится по остаточной флуоресценции антрацена удается значительно повысить чувствительность определения по сравнению с прототипом (на 3 порядка). По-видимому способ может быть применен и для определения других малеинимидов.

Источники информации

1. Bartos J. Colorimetric determination of organic compounds by formation hydroxamic acids. Talanta, 1980, V 27, N 7, P. 583-590.

2. Исаев Р.Н., Ватин В.В., Полякова С.А. А.с. N 1448275, 1988 г. Способ количественного определения м-фениленбиомалеинимида.