
有機合成是構(gòu)建復(fù)雜有機分子、制備功能化合物的關(guān)鍵技術(shù),而光譜分析(如紫外-可見光譜、紅外光譜)作為有機合成產(chǎn)物表征的核心手段,能夠快速獲取化合物的官能團信息、濃度分布及反應(yīng)進程等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。然而,光譜分析結(jié)果的準(zhǔn)確性高度依賴樣品制備過程的規(guī)范性,其中試劑移取、樣品稀釋、反應(yīng)體系配比等步驟的體積精度是核心影響因素。若移液過程存在偏差,易導(dǎo)致樣品濃度偏離真實值,引發(fā)光譜特征峰強度異常、基線波動等問題,進而干擾產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定與含量計算。
一、實驗部分
(一)實驗材料與儀器
1、試劑
無水乙醇;乙酸乙酯;苯乙酮;鹽酸羥胺;N,N-二甲基甲酰胺;去離子水。
2、儀器
博清生物單道移液器;對照移液器;紫外-可見分光光度計;傅里葉變換紅外光譜儀;電子分析天平。
(二)實驗方法
1、博清生物單道移液器移液準(zhǔn)確性驗證
采用“重量法”驗證移液器準(zhǔn)確性:在(25±1)℃環(huán)境下,分別使用博清生物單道移液器及對照移液器,移取去離子水至已去皮的電子分析天平上,記錄移取液體的質(zhì)量(m)。根據(jù)水的密度計算實際移液體積,并與設(shè)定體積對比,計算體積誤差。每種量程下重復(fù)測定10次,計算平均值與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。
2、有機合成樣品制備與光譜分析
以“苯乙酮肟化反應(yīng)”為例,開展樣品制備與光譜分析實驗:
反應(yīng)體系配制:使用博清生物移液器移取0.5mL苯乙酮至反應(yīng)管中,再用移液器移取2.0mL鹽酸羥胺溶液,最后用移液器移取0.1mL吡啶(催化劑),搖勻后在 60℃水浴中反應(yīng)1h,得到苯乙酮肟粗產(chǎn)物。
樣品稀釋:取上述反應(yīng)液0.5mL,使用移液器移至10mL容量瓶中,用乙醇定容至刻度,制備成用于紫外-可見光譜分析的樣品;另取反應(yīng)液1.0mL,經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后,用移液器移取50μL樣品涂覆于KBr壓片上,制備紅外光譜分析樣品。
光譜測試:紫外-可見光譜測試條件為波長范圍200-400nm,掃描速度中速,狹縫寬度2nm;紅外光譜測試條件為波數(shù)范圍4000-400cm?1,分辨率4cm?1,掃描次數(shù)32次。使用對照移液器重復(fù)上述樣品制備與測試過程,對比兩種移液器制備樣品的光譜數(shù)據(jù)差異。
3、重復(fù)性與穩(wěn)定性測試
選取3名實驗人員,分別使用博清生物單道移液器按照上述方法制備苯乙酮肟樣品,每人重復(fù)制備5份,進行紫外-可見光譜測試,記錄特征吸收峰的吸光度值,計算組內(nèi)RSD與組間RSD,評估移液器操作的重復(fù)性與穩(wěn)定性。
二、結(jié)果與討論
(一)移液準(zhǔn)確性與重復(fù)性
博清生物單道移液器在各量程下的體積誤差均≤±0.5%,RSD≤0.8%,顯著優(yōu)于對照移液器。這一結(jié)果得益于博清移液器采用的“雙活塞補償技術(shù)”,可有效抵消有機試劑揮發(fā)性導(dǎo)致的壓力變化,同時高精度陶瓷活塞與耐腐蝕涂層(PTFE)的搭配,避免了試劑對移液部件的侵蝕,保障了長期使用的準(zhǔn)確性。
(二)光譜分析結(jié)果對比
1、紫外 - 可見光譜
博清移液器制備樣品在245nm處的特征吸收峰吸光度值為0.623,且3次平行測試的RSD為0.45%;而對照移液器制備樣品的吸光度值為0.587-0.631,RSD達1.82%。吸光度值的波動源于對照移液器移液誤差導(dǎo)致的樣品濃度差異,而博清移液器的精準(zhǔn)控量有效降低了濃度波動,使光譜數(shù)據(jù)更穩(wěn)定。此外,博清移液器制備樣品的基線平直度優(yōu)于對照樣品,進一步證明其在樣品制備過程中減少了雜質(zhì)引入或試劑殘留的干擾。
2、紅外光譜
苯乙酮肟的紅外特征峰為:3280cm?1、1650 cm?1、1370 cm?1。博清移液器制備樣品的紅外光譜中,上述特征峰的峰形尖銳、峰位準(zhǔn)確,且峰強度的RSD為0.38%;對照移液器制備樣品的特征峰峰位偏移±2-3cm?1,峰強度RSD達1.56%。峰位偏移與強度波動主要因?qū)φ找埔浩饕迫〈呋瘎w積誤差,導(dǎo)致反應(yīng)不完全,產(chǎn)物中殘留微量苯乙酮,而博清移液器的精準(zhǔn)配比如實反映了反應(yīng)的真實進程,保障了紅外光譜對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定的可靠性。
(三)重復(fù)性與穩(wěn)定性測試
3名實驗人員使用博清移液器制備苯乙酮肟樣品的紫外-可見光譜數(shù)據(jù)顯示,組內(nèi)RSD(同一人員5次重復(fù))為0.42%-0.58%,組間 RSD(3人數(shù)據(jù))為0.65%,均顯著低于對照移液器的組內(nèi)RSD(1.21%-1.93%)與組間RSD(2.15%)。這一結(jié)果表明,博清移液器的“人體工學(xué)設(shè)計”(如防滑握把、輕觸式按鈕)降低了操作疲勞度,同時清晰的量程刻度與“量程鎖定功能”減少了人為操作失誤,使不同操作人員的移液一致性得到提升,進一步保障了樣品制備的重復(fù)性。
三、結(jié)論
本研究系統(tǒng)探究了博清生物單道移液器在有機合成光譜分析樣品制備中的應(yīng)用性能,得出以下結(jié)論:
(一)博清生物單道移液器在各量程下的移液準(zhǔn)確性(誤差≤±0.5%)與重復(fù)性(RSD≤0.8%)均優(yōu)于傳統(tǒng)移液器,可滿足有機合成中易揮發(fā)、腐蝕性試劑的精準(zhǔn)移取需求;
(二)該移液器制備的樣品在紫外-可見光譜與紅外光譜分析中,展現(xiàn)出更穩(wěn)定的吸光度值、更準(zhǔn)確的特征峰位及更低的強度波動,有效提升了光譜數(shù)據(jù)的可靠性與重復(fù)性;
(三)其人體工學(xué)設(shè)計與操作便捷性,降低了人為操作誤差,適合多人員協(xié)作的實驗室場景。
博清生物單道移液器為有機合成與分析中光譜分析樣品制備提供了高效、精準(zhǔn)的工具支持,可廣泛應(yīng)用于有機化學(xué)科研、醫(yī)藥中間體分析、精細(xì)化工產(chǎn)品檢測等領(lǐng)域,對推動有機合成分析技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化具有重要意義。未來可進一步探究其在微量有機樣品(μL級)制備及在線光譜分析聯(lián)用中的應(yīng)用潛力。
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