CS259213B1 - Spůsob analýzy anionických zložiek v surovinách na prfpravu gumárenských urýchTovaůov - Google Patents

Description

259213

Vynález sa týká spůsobu analýzy anionických zložiek v surovinách na přípravu gumáren- ských urýchíovačov na báze 2-merkaptobenzotiazolu, napr. 2-merkaptobenzotiazolu, 2-benzotiazol- sulfénanu, 2-benzotiazolsulfínanu, 2-benzotiázolsulfónanu, N-morfolínsíranu, siričitanu, mravčanu, síranu, ticsíranu, chlorečnanu ap. izotachoforézou.

Gumárenské chemikálie na báze 2-merkaptobenzotiazolu majú najširšie uplatneniev gumárenskom priemysle pri spracovaní gumárenských zmesí prírodných alebo syntetickýchkuačukov, používaných na výrobu pneumatik, gumovej vlny, transportných pásov, klínovýchremeňov, káblov latexových zmesí, gumových hadic. 2-merkaptobenzotiazol sa používá ajvo farmaceutickom priemysle pri výrobě liečivých mastí a má tiež uplatnenie ako chemickýanalytický reagent.

Analyzované anionické zložky sú prímesnými produktami reakčnej zmesi z přípravygumárenských chemikálií - N-morfolinyl-2-benzotiazolylsulfénamid a N-cyklohexyl-2-benzotiazolyl-sulfénamid sa najčastejšie pripravujú oxidačno-kondenzačnou reakciou 2-merkaptobenzotiazolus morfolínom resp. cyklohexylamínom za použitia oxidačných reagentov ako sd peroxid vodíka, chlornan sodný alebo kyslík. Základnými surovinami na výrobu 2-merkaptobenzotiazolusú anilín, šlrouhlík a slrnik sodný. Chlorečnan je prlmesou v technickom chlornane.

Na stanovenie 2-merkaptobenzotiazolu je možné využit jeho zrážacie reakcie so solamikovov za vzniku nerozpustných produkov alebo rozpustných komlexov vhodných pre gravimetrickéalebo titračné metody /napr. merkurimetriaú. Redukčná vlastnost merkaptoskupiny sa můževyužit pri elektrochemických metodách /polarografie/ aj pri odmerných metodách priamatltrácia jódom/.

Na stanovenie 2-merkaptobenzotiazolu mdže byt tiež využitá odmerná alkalimetria,spektrofotometria, kvapalinová chromatografia. NajvSčŽou nevýhodou odmerných analytickýchmetod a spektrometrie je neselektívnost. Na stanovenie chlorečnanu možno použit titračnéoxidačno-redukčné metody, napr. jodometriu.

Problematika analýzy 2-benzo'tiazolsulfónanu, 2-benzotiazolsulfénanu, 2-benzotiazol-sulfínanu, N-morfolínsíranu, síranu, siričitanu, tiosíranu, mravčanu ako aj chlorečnanuvo vzorkách z přípravy urýchíovačov na báze 2-merkaptobenzotiazolu nie je z dostupnejliteratúry známa. Je to spůsobené hlavně tým, že doslal známe neselektívne a neseparačnéanalytické metody neumožňuji! ich stanovenie v zmesi, vzhladom na zastúpenie uvedenýchzložiek a ich podobné ale aj různorodé vlastnosti. Uvedené skutočnosti znemožňujú operatívnuanalytická kontrolu jednotlivých stupňov technologického procesu výroby gumárenskýchurýchíovačov na báze 2-merkaptobenzotiazolu .

Teraz sa zistilo, že analýzu anionických zložiek v surovinách na přípravu gumárenskýchurýchlačov na báze 2-merkaptobenzotiazolu, /vo vstupných surovinách, medziproduktoch aj konečnýchproduktoch/ napr. 2-merkaptobenzitiazolu, 2-benzotiazolsulfonanu, 2-benzotiazolsufénanu, 2-benzo-tiazolsulfínanu, N-morfolínsíranu, síranu, siričitanu, tiosíranu, mravčanu, chlorečnanu ap. podetekci! v ich zónách vodivostný, spektrofotometrickým, grafient-poteciálovým, termickým vysoko-frekvenčne-vodivostným, pH alebo radiačným detektorom možno uskutočnit spůsobom podlá vynálezu, ktorý je založený na novom a odlišnom principe oproti spůsobom doteraz používaným.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že separácia analyzovaných anionických zložieksa uskutoční v izotachoforetickej koloně pri intenzitě elektrického prúdu od 7 do 400 A,s vodiacim elektrolytom obsahujúcim 0,001 až 0,012 mol.l aniónu s minimálně rovnakoupohyblívosťou ako majú analyzované zložky a protióny s tlmivou acidobázickou vlastnosťouv oblasti pH 2,1 až 10,3, napr. roztok kyseliny chlorovodíkovej v zmesi sglycínom, glycyl-glycínom, beta-alanínom, kyselinou 6-aminokaprónovou, kreatinínom, histidínom, hlstidín-metylesterom, imidazolom,glycylhistidínom, trishydroxymetylaminometánom, 2-amino-2-metylpropán- 1,3-diolom, arginínom ap.

Separácia analyzovaných zložiek sa uskutočňuje Sálej s ukončujúcim elektrolytom, 3 259213 obsahujúcim anión s maximálně rovnakou pohyblivosťou ako majú analyzované zložky, napr. roztokkyseliny octovéj, glutamovej, kaprónovej, kaprylovej, mofrolímetánsulfónovej, dietylkarbituro-vej, 6-aminokaprónovej, glycínu, beta-alaninu ap., ktorý může.byť protiónom vodiacehoelektrolytu, hydroxidom sodným, draselným, vápenatým alebo barnatým neutralizovaný na pHpřibližné rovné pH vodiaceho elektrolytu. Po detekcii analyzovaných zložiek v ich zónáchsa z nameraného signálu detektore alebo z dlžok zón analyzovaných zložiek uskutoční identifikácia alebo stanovenie obsahu zložiek v analyzovanéj vzorke.

Za určitých podmienok analýzy, ktoré sú vyjádřené tzv. operačným systémom anylýzy/zložénie a koncentrácia vodiaceho elektrolytu, intenzita elektrického prúdu, geometrickérozměry použitéj izotachoforétickej kolony atd./, je velkost nameraného signálu detektorav odpovedajúcej zóně separovanej látky konštantná hlavně pri kvalitatívnej analýze látok, ,kde postačuje merať výšku vlny na izotachoforeograme, registrovaná zapisovačom, a porovnatju s výškou vlny predpokladanej štandardnej látky.

Mierou kvantity pri izotachoforétickej analýze je zasa dlžka zóny analyzovanejlátky. Kvantitatívnu analýzu možno najjednoduchšie uskutočnit metodou kalibračněj křivky.

Operačný systém analýzy, ktorý je možné s výhodou použit pri analýze předmětnýchanionických zložiek podlá vynálezu, je uvedený v tabulke 1.

Analýza předmětných anionických zložiek spůsobom podlá vynálezu má celý rad výhod.Umožňuje uskutočnit tak kvantitatívnu ako aj kvalitatívnu analýzu předmětných anionickýchzložiek v ich zmesi z jedného analyzovaného roztoku /roztok analyzovaných zložiek vovodě, roztok po extrakcii zložiek z organického rozpúšťadla do vody/ bez chemickej derivati-zácie analyzovaných zložiek, s vyhodnotením izotachoforeogramu okmažite po izotachoforétickejseparácii. Ďalšimi výhodami sú selektivita, rýchlosť a jednoduchost.

Niektoré zložky vo vzorkách materiálov gumárenských urýchlovačov, v surovinácha v medziproduktoch na ich výrobu sú neionogénne látky a nemůžu tak rušit analýzu předmětnýchionogénnych zložiek na rozdiel napr. od plynovej alebo kvapalinovej chromatografie, pomocouktorých možno analyzovat zložky bez ohladu na ionogénnost a znamienko náboja zložiek apričom pri viacpočetnom výskyte zložiek v analyzbvaných vzorkách může důjst k nežiadúcimprekrývaniam koncentračných elučných pásov zložiek pri ich separácii.

Spůsobom podlá vynálezu je možné uskutočnit analýzu předmětných anionických zložiekpo ich oddělení od nežiadúcich nepolárných příměsí v analyzovaných vzorkách, ktoré byznečisťovali izotachoforetické kolony, jednoduchou extrakciou analyzovaných zložiek z organic-kého rozpúšťadla do okysleného alebo alkalického vodného roztoku, čím sa zároveň zvyšujeselektivita analýzy.

Uvedené výhody ako aj skutočnost, že spůsob analýzy podlá vynálezu umožňuje súčasné,rýchle, přesné a technicky nenáročné kvantitativné i kvalitativně stanovenie všetkýchanionických zložiek přítomných vo vzorke, poskytuje široké možnosti jeho uplatnenianajmá pri komplexnej medzioperačnej kontrole technologického procesu výroby urýchlovačovna báze 2-merkaptobenzotiazolu, kde doteraz známe postupy mali iba obmedzené použitie.

Nasledujúce příklady ilustrujú, ale neobmedzujú predmet vynálezu. Přikladl í

Stanovenie 2-merkaptobenzotiazolu, chlorečnanu, 2-benzotiazolsulfónanu a 2-benzothiazol-sulfénanu v matečnom roztoku z přípravy N-cyklogexyl-2-benzotiazolsulfénamidu 259213

Do odmernej banky na 250 ml sa navážilo asi 0,5 g vzorky a objem roztoku sa upravilvodou po značku. Z tohoto roztoku sa injektovalo 5 ml do izotaohoforetickej kolony.Izotachoforetická analýza sa uskutočnila za podmienok operačného systému č. 8 v tabulke 1.

Na izotachofereograme sa odčítala dlžka zón jednotlivých analyzovaných zložiek az kalibračnej křivky sa odčítala /resp. z kalibračnej rovnice sa vypočítala/ koncentráciazložiek v analyzovanom roztoku a vypočítal sa obsah zložiek vo vzorke.

Kalibračně křivky sa zostrojili ako závislost nameranej dížky zóny předmětnéj analyzovanej zložky na izotachoforeograme od jej látkového množstva použitého na analýzu, pričomdo izotachoforetickej kolony sa injektovalo 1, 2, 3, 4 a 5 ml štandardného roztoku zložiek

-X o koncentrácii zložiek 0,01 mol - 1

Kalibračně závislosti v tvare lineárnych rovnic sa získali regresnou analýzou. Příklad 2

Stanovenie tiosíranu, síranu, mravčanu, siričitanu, N-morfolínsíranu, 2-benzotiazol-sulfónanu, 2-benzotiazolsulfénanu a 2-benzotiazolsulfínanu v matečnom roztoku z přípravyN-morfolinyl-2-benzotiazolylsulfénamidu

Do odmernej banky na 50 ml sa navážilo asi 0,6 g vzorky a objem^roztoku sa upravilvodou po značku. Na izotachoforetická analýzu sa použilo 20 1 roztoku.

Izotachoforetické analýzy sa uskutočnili za podmienok operačného systému č. 3, 4, 5a7 uvedených v tabulke 1.

Vyhodnotenie izotachoferitickej analýzy sa uskutočnilo ako v příklade 1. Příklad 3

Stanovenie 2-benzotiazolsulfónanu, N-morfolinsíranu, síranov v odpadových vodáchz výroby N-morfolinyl-2-benzotiazolylsulfénamidu.

Do odmernej banky na 50 ml sa navážilo asi 1 g vzorky a objem roztoku sa upravilvodou po značku. Na izotachoforetická analýzu sa použilo 20 ml roztoku.

Izotachoforetická analýza sa uskutočnila za podmienok operačného systému č. 6 uvedenéhov tabulke 1.

Vyhodnotenie izotachoforetickej analýza sa uskutečnilo rovnako ako v příklade 1.

Príklad4

Stanovenie 2-merkaptobenzotiazolu, N-morfolínsíranu, 2-benzotiazolsulfonanu, 2-benzo-tiazolsulfínanu v matečnom roztoku z přípravy N-morfolinyl-2-benzotiazolylsulfénamidu Příprava roztoku vzorky resp. vyhodnotenie izotachoforetickej analýzy sa uskutečnilorovnako ako v příklade 2., resp. 1.

Izotachoforetické analýzy sa uskutočnili za podmienok operačného systému č. 8, 10, 11 a 12. Příklad 5

Stanovenie síranov, mravčanov, N-morfolínsíranu, 2-benzotiazolsulfonanu v matečnom roztoku z přípravy N-morfolinyl-2-benzotiazolylsulfonamidu x v 5 259213 Příprava roztoku vzorky k analýze resp. vyhodnotenie izotachoforetickej analýzy sa uskutočnilo rovnako ako v příklade 2, resp. 1.

Izotaohoforetická analýza sa uskutoěnila za podmienok operačňého systému č. 1, 2, 3, 4, 5, 7 a 9. Příklad 6

Stanovenie síranov, mravčanov, N>-morfolínsíranu, 2-benzotiazolsulfonanu, 2-benzotiazol-sulfinanu v destilačných zvyškoch z přípravy N-morfolinyl-2-benzotiazoiylsulfénamidua v jeho konečnom produkte.

Do odmernej banky, na 250 ml sa navážilo asi 0,5 g vzorky, přidalo sa presne 25 mlchloroformu a po rozpuštění vzorky přidalo sa 5 ml 0,5 mol.l-^ roztoku KOH a.objem roztokusa upravil vodou po značku. Obsah banky sa třepal asi 5 minút a po rozdělení vrstievsa do izotachoforetickej kolony injektovalo 5 1 z vodnéj vrstvy.

Kalibračně roztoky pre zostrojenie kalibračných kriviek alebo pre výpočet kalibračnýchrovnic sa připravili tak, že do odmerných baniek na 250 ml sa odmeralo po 25 ml chloforormu,5 ml 0,5 mol.l”! roztoku KOH, navážilo sa 0,2; 0,4; 0,6; 0,8: až 1,0 g štandardnýchchemikálií zložiek a objem roztoku sa upravil vodou na 250 ml. Obsah baniek sa třepalasi 5 minút a po rozdělení vrstiev sa do izotachoforetickej kolony injektovalo 1, 2, 3, 4, 5 a 5 1 roztoku.

Izotachoforetické analýzy sa uskutočnili za podmienok operačňého systému č. 7 uvedenéhov tabulke č. 1.

Vyhodnotenie analýzy sa uskutočnilo rovnako ako v příklade 1. Příklad 7

Stanovenie síranov, mravčanov, chlorečnanov, 2-benzotiazolsulfonanu v destilačnýchzvySkoch z přípravy N-cyklohexyl-2-benzotiazolylsulfénamidu alebo v jeho konečnom produkte. Příprava vzorky k analýze, podmienky, izotachoforetickej analýzy a vyhodnotenieanalýzy boli rovnaké ako v příklade 6. 259213 I Ο Ο <*>Η * &amp; * U ο <; ο Ή 1-3 'η Š °.υ ο < m Μ Η 04« *Η 00 « <—I Ηο W οο©Ο © U Ο Η tn rtj «Η + Η Ο 04 3 * <ο CQ © Ο © +

J * <0U Ο SZ W1 Η m r-4 ο «Η +ffl ©04Η * <ΰΟ ο Λ ο ιη οcm m

«J •Η 0 Λ d Η Ό Ο Λ

X Φ •Η >Ν Ο γΜ Ν Λ υ S1 Ο •Η β 0 Η δ ι ο Ο νΗ * Μ *υ © 3 ** ι ο ο ο ι—I » rM » ο © ο <*» u © ο 04 β

»0 Ή•Η I ►q ©ο * +

« © S3 X 0 H »0 0 c-4 ,0 «β 0 ·Η K> 0 -H •h g +) β S «Μ »0 s 0 0 0 0 MB Λί MB > o λ a. O 0 CM Λ Ε = elektrolyt, VE = vodiaci elektrolyt, DE = ukončujúci elektrolyt, GL = glycín, G1G1 = glycylglycín, BALA = beta-alanín, AKON = 6-aminokapronová kyselina, KRE = kreatinin, HISM = hitidínmetylester, HIS = histidín, IMID = imidazol, GIHIS = glycylhistidínTRIS = trishydroxymetylamino metán, AMOL = 2-amino-2-metylpropán-l, 3-diol, ARG = arginin, KO = kyselina ocotvá, KG1 = kyselina *glutámová, KKON = kyselina kaprónová, KKYL = kyselina kaprylová, DEB = kyselina dietylbarbiturová, MES = kyselina N-morfolín-etánsulfónová, x = pH roztoku sa nekontroluje.

Claims (1)

1. 7 259213 PREDMET VYNÁLEZU * Spósob analýzy anionických zložiek v surovinách na přípravu gumárenských urýchlovačovbáze 2-merkaptobenzotiazolu napr. 2-merkaptobenzotiazolu, 2-benzotiazolsulfénanu, 2-benzo-tiazolsulfínanu, 2-benzotiazolsulfénanu, N-morfolínsíranu, siričitanu, mravčanu, síranu,tiosíranu, chlorečnanu detekciou analyzovaných zložiek v ich zónách vodivostným, spektrofoto-metrickým, gradient - potenciálovým, termickým, vysokofrekvenčně - vodivostným, pH aleboradiačným detektorem vyznačujúci sa tým, že separácia analyzovaných anionických zložieksa uskotoční v izotachoforetickej kolóne pri intenzitě elektrického prúdu od 7 do 400 A,s vodiacim elektrolytom obsahujúcim 0,001 až 0,012 mol.l-1 aniónu s alespoň rovnakou pohybli-vosťou ako majú analyzované zložky a protióny s tlmivou acidobázickou vlastnosťou v oblastipH 2,1 až 10,3 napr. roztok kyseliny chlorovodíkovej v zmesi s glycínom, glycylglycfnom,beta-alanínom, kyselinou 6-aminokaprónovou, kreatinínom, bistidínom, bistidínmetylesterom,imidazolom, glycylbistidínom, bishydroxymetylaminometónom, 2-amino-2-metylpropán-l,3-diolom,orginínom a s ukončujúcim elektrolytom obsahujúcim anión s rovnakou pohyblivosťou akomajú analyzované zložky, napr. roztok kyseliny octovéj, glútamovej, kaprónovej, kaprylovej„morfolínetánsulfónovej, dietylbarbiturovej, glycínu, bety-alanínu, kyseliny 6-aminokaprónovej,připadne neutralizovaný protiónom vodiaceho elektrolytu, hydroxidom sodným, draselným, vápenatým,barnatým na pH přibližné rovné pH vodiaceho elektrolytu a po detekcii analyzovaných zložiekv zónách sa z nameraného signálu detektora alebo z dlžok zón analyzovaných zložiek uskutočníidentifikácia alebo stanovenie obsahu zložiek v analyzovanej vzorke.