Экстракция ванилинов и их хромато-цветометрическое определение в водных концентратах
Маслова Н.В.
Воронежский государственный университет инженерных технологий,
Воронеж, Россия.
Аспирант 3г.
Научный руководитель: Коренман Я.И.
Ванилин (4-гидрокси-3-метоксибензальдегид) является ценным продуктом химической переработки лигнина, который входит в состав древесины. Важнейшие стадии при его получении - окисление лигнинсульфанатов и экстракционное извлечение ванилинов из реакционной массы. Полученный таким способом ванилина химически неустойчив, содержит большое количество примесей (орто- и изо-ванилины), негативно влияющих на истинный аромат ванилина.
Для экстракции ванилинов нами применены бинарные смеси гидрофильных растворителей (ацетон – алифатические спирты) в присутствии высаливателя (сульфат аммония). Зависимость коэффициентов распределения ванилинов от содержания эффективного компонента в смеси описывается S-образными кривыми; при экстракции смесями, содержащими 0,5 – 0,9 мол. доли ацетона, появляется синергетический эффект.
К 10 см3 водного раствора ванилина, (орто-ванилина, изо-ванилина, этилванилина) добавляли сульфат аммония практически до насыщения и смесь ацетон – спирт, экстрагировали 10 мин. Органическую фазу отделяли, ванилины разделяли на пластинах «Silufol». В качестве подвижной фазы применяли смесь изопропиловый спирт – гексан (10 : 1). Пластины проявляли раствором 4-аминоантипирина в присутствии аммонийной буферной смеси, хроматограммы сканировали и идентифицировали ванилины [1].
Пластины «Silufol» сканировали с применением планшетного сканера. Обработку пластин проводили по программе ImageJ, разработанной National Institute of Health Тechnology (USA). Цветность пятен определяли по цветовой модели RGB. В основе системы – теория трех компонентов, согласно которой смешением трех основных цветов (красного – R, λ=700 нм, зеленого – G, λ=546 нм и синего – В, λ=436 нм) в определенных соотношениях получают все остальные цвета спектра, а также хроматический белый цвет. Значение каждого цветового компонента в RGB-модуле изменяется от 0 до 255 усл. ед.
Для выбора оптимальной цветности и контрастности пятен выделяли область движения подвижной фазы. Цветовое изображение дифференцировали на три черно-белые составляющие, подбором яркости и контрастности настраивали максимальную цветность пятна относительно фона. Наибольший аналитический сигнал характеризуется компонентой R (красный светофильтр), поэтому для цветометрического определения ванилинов применяем именно эту область. Интенсивность цвета каждого пятна описывали графически, значения концентрации считывали в пикселях и откладывали по оси абсцисс, интенсивность цвета - по оси ординат [2]. Кривая ограничивает площадь пятна на пластине, которая соответствует содержанию вещества в концентрате. Коэффициент подвижности рассчитывали как отношение максимума на графике к расстоянию, пройденному подвижной фазой на пластине. В таблице приведены коэффициенты подвижности ванилинов в некоторых системах.
Таблица. Коэффициенты подвижности орто-ванилина (I), изо-ванилина (II) и ванилина (III) и оценка возможности их раздельного определения; n = 4, Р = 0,95 (и.п. - изопропиловый спирт)
| Состав подвижной фазы, см3 | I | II | III |
| и.п. (0,5) – толуол (9,5) | 0,84±0,05 | 0,72±0,05 | 0,40±0,04 |
| и.п. (9,5) – этилацетат (0,5) | 0,82±0,05 | 0,67±0,06 | 0,40±0,04 |
| и.п. (9,5) – гексан (0,5) | 0,65±0,05 | 0,43±0,03 | 0,17±0,03 |
| бензол (5) – ацетон (5) | 0,47±0,04 | 0,35±0,02 | 0,65±0,04 |
| бензол (6) – ацетон (4) | 0,52±0,04 | 0,43±0,05 | 0,24±0,03 |
| гексан (4) – этилацетат (6) | 0,63±0,03 | 0,60±0,05 | 0,44±0,05 |
Разработанная методика включает экстракцию ванилинов, их разделение с применением пластин «Silufol» [3] и применена для цветометрического определения ванилинов. Методика легковыполнима, характеризуется воспроизводимостью и точностью получаемых данных, погрешность не более 5 %.
Литература:
[1] Кэц Э. Количественный анализ хроматографическими методами. - Москва: Мир, 1990, 320 с.
[2] Маслова Н.В., Коренман Я.И., Суханов П.Т., Хрипушин В.В. Аналитика и контроль 15, 233 – 237 (2011)
[3] Коренман Я.И., Маслова Н.В., Суханов П.Т., Хрипушин В.В., Мокшина Н.Я. Заводская лаборатория. Диагностика материалов 76, 15 – 18 (2010)