第二章 农药的分离与纯化方法
分离纯化是农药分析必不可少的过程
不管是商品农药样品还是残留农药样品都不是纯的农药成分。对于这些样品的分析,首先要进行一定的分离纯化步骤,使农药和杂质尽可能分离,达到分析结果准确的目的。
不同的农药样品有不同的纯化方法。
选择分离方法的依据是样品中农药的性质和杂质的性质差别来选择分离纯化的方法农药分析 —— 分离、提纯的方法和原理
农药分离的主要类别
原药分析,各种农药异构体及有效成分含量 。
残留分析,土,水,动植物体中农药残留量分析 。
原药的一般组成
原药 ( 固体 ),含填料,加工成粉剂,可湿粉剂颗粒时加入 。
加入 目的,原药粉,不易粉碎;农药药效高,单位面积用量少,加入填料后易稀释 。
加入 成分,药石,粘土,碳酸盐类 。
原药 ( 液体 ),含溶剂,助剂,乳化剂,非有效成分 ( 合成副产物,降解成分等 ) 。
农药分析对象与特点
原药分析对象,主要对有效成分分析 。
原药分析的 特点:含量高,有固定的提纯与分析方法 。
残留分析 对象,对人,畜,环境有害成分 。
残留分析 特点:残留量少,组成复杂 。 要提取,富集,分离提纯 。 分离提纯与分析方法灵活多样 。
共同点:基本原理和方法一致 。
分离提纯 ( 富集 ) —— 物理和化学方法;
分析类别:定性分析,定量分析固体农药的纯化方法简介
固体农药 ( 有效成分 ) 制标准样时用重结晶法提纯 。
提纯 原理,在某一种溶剂中,固体农药的溶解度随温度变化有较大的变化 。 在较高温度时的饱和溶液趁热过滤除不溶性杂质 。 母液放冷,在较低温度时农药以晶体析出,过滤,
可溶性杂质留在母液中而除去 。
( 可反复重结晶直到提纯农药熔点不变为止 ) 。
重结晶的关键因素
关键,选合适溶剂 。
重结晶溶剂具备条件:
a.不与被提纯成分发生化学反应
b.被提纯物与杂质要有显著溶解度差
c.被提纯物在该溶剂中溶解度随温度变化变化大
d,溶剂沸点 适中 ( 不高也不低 )
如没有合适的纯溶剂则用混合溶剂重结晶。
混合溶剂的选择方法
1、确定两种溶剂可以互相混溶,而且一种是被提纯农药的良好溶剂,一种是不良溶剂。
如乙醇和水;苯和乙醇;丙酮和三氯甲烷等。
2、取 0.02g— 0.03g样品溶解于一定量( 1mL)
的良好溶剂中(试管),然后在不断摇动下缓慢滴加不良溶剂,直到出现浑浊为止。
3、记下不良溶剂的体积,计算得到混合溶剂的组成比例,通过重复试验进行适当调整。
重结晶的一般操作步骤
1,制成饱和热溶液 ( 接近溶剂的沸点 )
2 热过滤 ( 除不溶杂质 ) 。
3,自然冷却 结晶
4,过滤晶体与洗涤 。
5,干燥
6,标准品多次 重结晶,直到 m.p 不变为止重结晶操作要点
1,制成饱和热溶液
视被提纯物质多少选用适当容积的烧瓶,将被提纯物质放入烧瓶,装好回流装置 。
在不超过溶剂沸点的热浴温度下缓慢滴加溶剂,并搅动,使溶质在接近容积沸点时刚好溶解,立刻停止滴加溶剂 。
记下溶剂的体积与溶质的质量 。
2 ( 用保温漏斗 ) 热过滤 。 或者将热的布氏漏斗和滤纸用热溶剂润湿后减压过滤 。
重结晶操作要点
3,结晶,滤液自然冷却结晶 ( 易挥发溶剂或者易于吸潮的溶剂应密闭结晶 ) 。
如果冷至室温不结晶,则可以放入晶种或用玻棒擦容器器壁;或放入冰箱进行结晶 ( 注意冰箱温度应该在溶剂凝固点之上 ) 。
4,过滤与洗涤 晶体:减压过滤,用低温,少量溶剂洗涤 。
注意,减压过滤应该在布氏漏斗完全没有液滴滴下为止 。
5,干燥
a,低熔点固体,不吸潮物质,可以在空气中干燥 。
b,高熔点,热稳定的物质用烘箱中干燥
c,热不稳定,或吸潮,空气中不稳定的物质,低于
m.p 20— 30℃,真空干燥 。
干燥程度与纯度检验
检验干燥程度一般用恒重法检验,即称重后再干燥一段时间,看重量是否发生变化。
也可以用熔点法检验干燥程度。
纯度检验一般用熔点法。一种是与标准样品同时测熔点进行比较;另一种是测一次熔点后再重结晶一次,再干燥测熔点,两次熔点不变化则物质已经提纯。
纯度检验还可以用薄层法检验,液相色谱或者气相色谱更好。
液体农药分离提纯方法
液体农药分离提纯一般首先考虑 蒸馏法
蒸馏法 原理,依液体混合物中各组分沸点不同而分离 。
关键,控制温度缓慢上升,收集不同温度范的围馏份 。
蒸馏方法 分类:
常压蒸馏适用于 b.p较低,在 b.p时不分解的物质 。
减压蒸馏适用于 b.p较高,或在 b.p发生分解的物质 。
水蒸气蒸馏适用于不与水反应,b.p较高的物质 。
常压蒸馏注意事项
1,正确装置,不扭不歪,
不漏
2,温度计水银球位置
3,加沸石
4,容器中液体体积
5,热源选择
6,馏出速度
v = 2— 3 D/S
液体的干燥
溶剂含水,干燥剂脱水后再蒸馏 ( 干燥剂不可进入蒸馏体系 ) ( 容量与速度 )
脱水剂 ( 干燥剂 ) 种类及性能:
CaO 中,碱性化合物可用,脱水力高 。
CaCl2 卤烃,烃,酯,醚可用 ( 醇,酸不可用,
发生反应 ) 脱水力高 。
Na2SO4 多数溶剂可用,脱水能力不高 。
K2CO3 碱性化合物,醇,酯 脱水力较高 。
P2 O5 卤烃,烃 ( 醇,酸不可用发生反应 ),脱水力高 。
NaOH 饱和烃,肼,胺 ( 酸性物质不可用 )
分子筛 多数可用,脱水力高 。
减压蒸馏原理
减压蒸馏的原理液体的沸点随液面压强降低而降低 。
减压蒸馏前要对沸点和压强进行估算,可以通过如下途径进行估算 。
1,查 T-P关系图如右图,从左到右三根线分别为 A,B,C。 A线上标有减压的沸点数据,
B线是正常压强沸点刻度,
C线是压强刻度( mmHg),A B C
沸点低沸点低压强小压强大用 近似公式估算
2,用 近似公式 lgP=A+B/T
P 蒸汽压 ;
T 绝对温度 ;
A,B为常数 ( 可以通过化合物物理性质手册或者化工手册查阅 )
减压蒸馏装置
仪器:克莱森烧瓶,真空尾接管 ( 单口接头 )
带橡皮套的毛细管,容积 =1/2V,不用平底接受器
减压泵 ( 水泵 7-20mmHg) 机械泵 ( 油泵 )
0.1mmHg ( 要连接吸收装置 )
装置如右下图减压蒸馏装置图注意,负压与正压操作一样要带护目镜防爆!
减压蒸馏操作步骤
1,查蒸馏系统可否达应有真空度开始,关安全瓶活塞,拧 紧毛细管上橡皮套螺丝夹,
开动抽气泵,看压力计指示数据是否达到要求 。
停止,慢慢打开安全瓶活塞,直到压力与外界平衡为止,拧松 毛细管上螺丝夹,关闭抽气泵 。
2,加液料,关活塞,开抽气,调毛细 ( 气泡与线 ),达到所需压力后 ( 平衡,稳定 ) 再 加热 。
3,热源温度高于 b.p20-30℃,压力不稳则调热源,使馏出速度 V=0.5— 1D/S
4,多组分蒸馏,馏出温度上升时转换接收器 ( 使用多头接受器 ) 。
5,蒸馏完后 先撤 除热源,再 慢慢开活塞 压力平衡后关气泵与打开毛细管夹 。
可旋转多用接头旋转浓缩蒸馏法
用于提取液浓缩 。 压力 400— 600mmHg,蒸馏瓶 50—
160转 /分 。 旋转 使溶剂在瓶壁形成一层薄膜,扩大蒸馏面积,提高蒸馏速度 。
操作步骤:
1,装好仪器
2,调热浴温度高于 b.p10℃ 以上
3,冷却水接蛇形冷凝管 ( 低于 b.p20℃ )
4,接真空泵 ( 不低于 300mmHg)
5,加热,开自动加液旋塞,液自动流入蒸馏瓶 ( 可随时加料 ) 。
6,开动电机,使旋转 。
结束:关电机?除热源?关加液旋塞?压力平衡后停止抽气 。
水蒸汽蒸馏
水蒸气蒸馏主要是用于那些沸点比较高,容易热分解,或者与其他有机物性成不容易分离的糊状物中的成分。
水蒸气蒸馏原理:混合体系中总的蒸汽压等于各组分蒸汽分压之和。当被蒸馏体系接近
100℃ 时,水的蒸汽压接近 1atm,故被蒸馏的物质蒸汽可以和水蒸气合计等于 1atm,从而在接近 100℃ 的温度从混合物被蒸馏出来。
被蒸馏物质必须满足的条件:
不与水反应;在 100℃ 时不低与 5mmHg的蒸汽压水蒸气蒸馏操作
水蒸气蒸馏操作与常压蒸馏操作类似,其装置比常压蒸馏装置多一个水蒸气发生器。
水蒸气发生器
T形管安全管三、柱层析
柱层析技术是分离混合物的重要方法,简单实用。架设一个带活塞的玻璃柱,填入吸附剂,就可以用于分离混合物。
柱色谱的几种技术指标直径与长度比,1,10~1,40
短而粗的柱子,分离快,分离效果差长而细的柱子,分离慢,分离效果好色谱柱的分离效果还与吸附剂和洗脱剂的选择、
柱子的装填质量有关。
柱层析原理与分类
简介原理:当混合物被束缚在色谱柱的固定相上后,
流动相自上而下流经固定相,带动被分离组分向下移动。与固定相作用力大的组分在流动过程中留在了后面,与固定相作用力小的组分在流动过程中跑在了前面(略),混合物因而被分离。
柱层析分类:吸附、分配、凝胶
吸附色谱柱:吸附剂固体表面吸附各种成分。
分配色谱柱:惰性载体表面涂高沸点液体,被分离物在淋洗剂与高沸点液体之间溶解分配。
凝胶色谱柱:多凝胶填粒、淋洗,凝胶网眼大小筛分不同尺寸的分子吸附柱的装填要求
吸附剂要装填均实,淋洗剂才会等速水平下降,分离效果才会好。
干装:吸附剂通过漏斗直接装入盛有洗脱剂的色谱柱(边装边敲),最后应使吸附剂上有一薄层溶剂。
为保持柱上有平整表面,最上层可加一些石英砂。
湿装:先装洗脱剂于柱内,加用淋洗剂 调成糊状的吸附剂,使慢慢沉降 。最后应使吸附剂上有一薄层溶剂。亦应边加边敲。
吸附剂的分类
吸附剂种类:氧化铝、硅胶、弗罗里硅土、纤维素、
氧化镁、碳酸钙、火性碳等为常用品种。
吸附剂的要求:要对被吸附物有一定的作用,与被吸附物,淋洗剂无化学反应。
吸附能力:与颗粒粗细有关,粗则流速快,分离效果差;粗则流速慢,分离效果好。
氧化铝分为酸性、中性、碱性三种
酸性 —— 1% HCl浸泡,蒸馏水洗至 pH4— 4,5,
用于分离酸性物质
中性 —— pH为7,5左右,用于分离中性物质
碱性 —— pH9 — 10,用于分离碱性物质或烃类。
吸附剂的活性
吸附剂活性与含水量有关,含水量越低活性越高。如:
氧化铝依含水量分为五级,含水量分别为0;
3%;6%;10%;15%
硅胶五级对应含水量为0;5%;15%;
25%;38%
一般制备方法:350 —— 400 ℃ 烘至无水(3小时)加入相应水量得相应级别。
吸附力与分子极性有关。极性越强吸附力越大。
淋洗剂选择
极性递增顺序:
Cl- Br- I- < C=C <-OCH3 < <— CO2R
< C=O < --CHO <-SH<-NH2 < -OH<-CO 2H
吸附力与淋洗剂性质有关。
选淋洗剂时应考虑被洗脱物质的极性与溶解度。
极性大的化合物用极性大的淋洗剂洗脱;极性小的化合物用小极性淋洗剂洗脱;几种极性差别大的混合物用几种不同极性的淋洗剂分批洗脱。亦可以用混合淋洗剂。
淋洗剂洗脱能力
淋洗剂洗脱能力依以下顺序递增:
正己烷 〈 CCl4〈 C6H5-CH3〈 C6H6〈 CH2Cl2
〈 CHCl3〈 Et 2O〈 CH3CO2C2H5〈 Me2CO
〈 C3H7OH〈 MeOH〈 H2O
淋洗要点:连续不断,不快不慢,吸附剂不露出液面。
淋洗速度 V=1— 2滴 /S为宜。
快则交换不平衡;慢则具有大表面的吸附剂使某些成分破坏。
淋洗曲线
淋洗曲线:分段收集标准品洗脱液进行含量分析,绘成的淋洗剂体积 — 样品含量曲线。
目的 — 使要收集的组分尽可能收集完全,对于无色化合物应该用标准品进行实验。分段收集洗脱液进行含量分析,绘成曲线。依此确定淋洗过程应收集的洗脱液体积,同时还可以确定淋洗所需溶剂 。
含量
%
淋洗剂体积常见吸附剂的处理
中性氧化铝:550 ℃ 活化4 h,使用前
130℃ 活化 5h,可保一周,过期重新活化;
800 ℃ 时中性变 碱性。 氧化铝 吸附色素最佳。
硅胶:水玻璃加盐酸,沉淀脱水得无定形多孔物质。表面 Si-OH称硅醇,与不饱和化合物或极性基形成氢键而吸附; Si-O-Si氧桥可水解,称溶解度,pH = 9以上显著,故不可用强碱性淋洗液;
硅胶层析性能与多孔骨架及坑穴体系密切相关,加热有变。活化温度不超过200 ℃ 。
130℃ 活化2 h备用。用于有机氯农药分离。
混合吸附剂柱
用混合吸附剂装柱柱可以用于纯化多种杂质的样品。不同的农药样品的提纯用不同的混合柱。常见混合柱如下。
活性碳 — 氧化镁,用于有机磷农药分离。
活性碳-纤维素,由于有机磷,有机氯农药分离。
弗罗里硅土 — 中性氧化铝 — 酸性硅藻土,用于植物食品中有机氦农药净化;
活性碳 — 中性 氧化铝,CHCl3淋洗由于提纯有机磷农药。
分配柱与 凝胶渗透柱 层析法
分配柱层析法:把有机氯农药从极性小的农药样品中分配到极性大的溶剂中去。主要分离含脂肪、蜡质试样的有机氯。
凝胶渗透柱层析法:用凝胶 sephadex LH-20
作有机磷农药残留分离净化。
被纯化物质的分子量范围:有机磷 200-400;
色素 500-900。用 118g葡聚糖 LH-20装柱。乙醇或丙酮淋洗;淋洗速度 V=4.5ml/h。
多数有机磷(残留水平 0.05— 0.005ppm)淋洗体积在 305— 428ml;回收率可达 66-98%。
薄层色谱
薄层色谱是比柱色谱更加应用广泛的分离分析手段。
薄层色谱用于分离提纯具有简单快速的特点。但是其分离容量不及柱色谱大,分离效果也不及柱色谱好。
薄层 分类:吸附与分配色谱,
分配色谱又分正相色谱与反相色谱。
正相:含水吸附剂(固定相),弱极性流动相,
极性小的移动快。
反相:钝化吸附剂(固定相),强极性流动相,
极性强的移动快。
薄层吸附色
吸附色谱固定相:硅胶、氧化铝活化;加石膏为 G型,不加为 H型,加荧光剂为 GF或 HF
正相分配色谱固定相:纤维素或用缓冲水溶液处理过的硅胶、或用极性有机溶剂处理过的硅胶。
反相分配色谱固定相:用硅酮、石蜡等非极性溶剂处理过的硅胶或纤维素。
薄层涂层:薄层自然晾干后进行活化。
活化温度与时间:
硅胶板 105-120℃,1h;氧化铝板,70℃,
40min。
吸附剂选择
吸附剂 用途 吸附剂 用途
硅胶 吸附,分配 氧化铝 吸附,分配
硅藻土 分配 纤维素 分配
氢氧化钙 吸附 聚酰胺 吸附
离子交换树脂 离子交换
氧化镁 吸附,分配
吸附剂粒度的要求,5-50μm。
粒度太大推进快,影响分离;粒度太小则展开慢,出现拖尾或横向扩散过度。
制备薄层板的参数
薄层板规格,20× 20cm,20× 15cm,10× 20cm,
10× 15cm,7.5× 20cm,7.5× 15cm,5× 20cm,
5× 15cm。
制板:皂液洗净,烘干备用。
浆液与活化
硅胶 G:水 =1:2( W∶ W),110-130℃,1h
氧化铝 G:水 =1:1— 1:3 ( W∶ W),80-100℃,
30min
硅藻土 G:水 =1:2 ( W∶ W),110℃,30min
纤维素粉,95%乙醇(丙酮) =1:5— 1:6 ( W∶ W),
100℃,3-5min
聚酰胺,甲醇 =1:4— 1:6 ( W∶ W),60-70℃,1h。
薄层板的制备
制浆:按照比例将吸附剂和相应的液体加入烧杯,
搅拌均匀。
铺板:一般将均匀浆液适量倒在薄板上,两手指夹薄板两侧,旋转倾斜,让浆液在薄板上流均匀,
也可以适度敲击震荡,使浆液流平。
或者将两板贴紧,插入浆液中,在提起,让多余浆液流下,一次可以制备两块板。
还有用涂布器铺板的。
薄板铺好后置平台自然晾干,活化备用。
展开剂选择
展开剂选择标准,与淋洗剂标准一致。官能团极性如下,H— < — Cl< — C2H5< —
CH=CH2< — OCH3< — NO2< — NMe2< —
COCH3
< — CO2R<> C=O< — CHO< — SH< —
NH2< — NHCOR< — OH< — CONH2< —
CO2H
一般单一展开剂没有很好的适合的极性,多用相容的展开剂混合,以调节展开剂极性。
被分离物质、淋洗(展开剂)及固定相的极性选择关系
用右下图指导选择展开体系。圆弧内三角形可以绕圆心转动,其三个角顶点分别指向三类物质的极性区限。如果没有适当的流动相,可以采用混合溶剂调节极性。
弧线 A代表吸附剂的活性,顺箭头方向增大。
弧线 B代表展开剂的极性,顺箭头方向增大。弧线 C代表被分离物质极性,顺箭头方向增大。三角形的三个角所指位置就是三者的关系
A B
C
一般薄层色谱实验操作
实验操作环节:
点样 — 展开 — 显色 — 计算 Rf值
点样:在距薄板下沿 1cm处的水平线上毛细管的液滴与薄层表面相切,切忌玻璃管戳破薄层,可以重复点样。
展开:薄层板下沿水平插入层析缸,展开剂一定不能淹没样点,层析缸内要充满展开剂蒸汽,层析缸要盖盖子,展开剂呈水平线上升,接近薄层上沿时为止。
显色:大多数被展开物质没有颜色,要进行物理或者化学方法显色。薄层从层析缸取出,在展开剂前沿作一记号,待展开剂挥发干后显色。
物理方法:紫外灯照射;碘蒸汽熏蒸等。
化学方法:可以产生有色物质的反应。
几种点样方法
直接点点样:离下沿 1.5-2.0cm处,毛细管分次点样
d≤0.3 cm( 凸出液滴与薄层表面相切)。
间接点样:打孔器打滤纸片 2-3mm直径。试液点满滤纸片,晾干;打孔器打薄层 2-3mm直径的孔,滤纸片嵌入。
制备薄层可以将试样液用打孔器打下的吸附剂吸收,
干后填入孔中;也可以在薄层上挖一条沟槽,试样液用吸附剂吸收,干后填入沟槽(展开后是平行带状)
薄板置于密闭的层析缸中展开分离。要确保薄板平行放置,样点在展开剂液面之上。
等温吸附线与分离效果的关系
在恒温下以展开相浓度为横坐标,吸附相浓度为纵坐标作图,得到等温吸附曲线。
曲线中,A物质斜率大,说明被吸附作用强,展开速度就慢,Rf值就小。 Ⅰ 是理想状况,显色后是标准圆斑; Ⅱ 和 Ⅲ 出现“拖尾”现象,分离效果也不好。
、
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
A
B
B
A
A
B
B
A
A
B
B
A
有机磷农药的极性
农药分子的极性是影响分离效果的重要因素。
硫酮型农药小于硫醇型农药的极性
二硫代型小于磷酸酯、磷酰胺型
共轭双键增多则增强分子极性;甲基同系物大于乙基同系物极性
P
S
OOO
CH 3
CH 3
C H 3 P
O
S
O
O
CH 3
CH 3
C H 3
P
S
SOO
CH 3
CH 3
C H 3 P
O
O
O
O
CH 3
CH 3
C H 3 P
O
N H 2
O
O
CH 3
CH 3
影响 Rf的因素
薄层厚度
吸附剂种类、活度、展开剂极性、展层的饱和度
展开方法,一般不加黏合剂,薄板水平展开。
单向上行一次展开,倾角 70-80°
Rf值接近的物质要多次单向展开。每次可用同一展开剂,也可不同的展开剂。
双向展开法:用正方形薄板,展开剂一次走到上沿后取出风干,旋转 90° 后再展开
边缘效应,溶剂前沿线一般朝下弯造成 Rf不准,且使色斑大小及形状不规则
显色是配合薄层进行鉴别 。
扫集共蒸馏法
分离原理:将试样用注射器注入事先填入的无吸附性的填充剂(玻璃棉、玻璃珠、海砂等)的净化柱内,在规定温度下,农药和溶剂蒸汽随氮气流进冷凝管,冷凝后进入接收器。脂肪、色素不能汽化的杂质沉积在柱内填充剂上,使杂质得以分离。
本法可用于有机磷、有机氮农药的分离提纯。
构成部件:柱温箱、温度控制器、载气流量控制器、自动淋洗装置、净化柱、冷凝管、
冷阱、收集器。
低温冷冻分离法
食品中农药残留的分析,取样后残留农药与大量的脂肪、蜡质混合在一起,给分离造成困难。
由于动植物组织中的脂肪、蜡质可以在低温下于丙酮溶液中生成沉淀,将样品用丙酮反复萃取,萃取液经过冷冻,过滤而分离掉脂肪、蜡质沉淀,而农药留在丙酮中。
冷冻温度一般在 -70℃
液相萃取法
萃取原理:一组互不相溶的溶剂中溶有某一成分溶质。这种溶质以一定比例(浓度比)
在两相中分配。两相中分配比称分配系数。
利用同组溶剂中各物质分配系数不同或同种物质在不同溶剂组中分配系数不同而分开。
(选择合适溶剂,反复分配)
等容一次分配:一组等容互不相溶的溶剂中加入某一溶质,平衡后弱极性溶剂中农药比值是 P;强极性溶剂中比值是 Q;
显然 P+Q=1,两相浓度比为 P/Q。
等容多次分配与不等容分配
取几份等体积强极性溶剂在 1份弱极性溶剂中萃取几次后,弱极性溶剂中溶质含量是
Pn,强极性溶剂中溶剂含量是 1- Pn 。
不等容一次分配:设弱极性溶剂体积是强极性体积的 α倍。依定义,一次分配后弱极性溶剂中含量是 α P,强极性溶剂中含量为 Q;弱极性溶剂中所含农药占农药总量比例为,α P/( Q+αP)。
用此比例式可以计算两相的农药含量。
设 P=0.7 Q=0.3因两相浓度比不变。设 0.7
的相用 2倍体积,则有 0.7的液相中含有
2× 0.7/( 0.3+ 2× 0.7) = 1.4/1.7
乙腈提取样品中的残留农药果蔬,特别是新鲜果蔬样品,含有大量水分,
极性小的有机溶剂不能萃取其中的微量残留农药。首先用与水互溶的乙腈萃取,萃取液再用极性小的有机溶剂(不溶于水)萃取乙腈中的农药。
萃取液中加入浓的 Na2SO4溶液以降低农药在其中溶解度;用 CH2Cl2加入正己烷增加农药在有机相溶解度,加入中等酸度缓冲液防农药水解。
分离操作
取 100— 125ml提取液,于 500mL容量瓶中,
加 10ml CH2Cl2,20mL pH = 6 的磷酸盐缓冲溶液,200mL正己烷,摇动 1min ;
再加入 50mL蒸馏水,50mL饱和 Na2SO4溶液再摇 2 min;
分层去水后有机相用 100ml水 /次洗两次;轻轻旋转减少乳化租用,分水后 Na2SO4干燥,
浓缩后经柱层析,作气相色谱分析。
注意:乙腈溶于水,农药不溶于水,加大水量使乙腈失去溶解农药的能力。
适用农药种类
用此法一次性回收率达 60— 100%的含氯农药有:
2,4— 滴甲酯剂,艾氏剂、甲体六六六、乙体六六六、丙体六六六、丁体六六六、硫丹、
异狄氏剂、七氯、氯杀螨、丙菌清,P,P`—
滴滴滴,P,P`— 滴滴 E,O,P`— 滴滴锑、
三氯杀螨醇、狄氏剂、环氧七氯、六氯苯、
碳氢灵、甲氧滴滴锑、灭蚁灵、螨卵酯、五氯硝基苯、乙滴锑、氯螨砜、三氯杀螨砜用上法回收的有机磷农药
谷硫磷、三硫磷、地亚农、氮线磷、乙拌磷、杀虫螟松、亚胺硫磷、马拉硫磷、甲基一六 0五、一六 0
五、三九一一、磷胺、皮蝇硫磷
用于液 — 液萃取的体系还有乙腈 /CHCl3、丙酮 /石油醚、丙酮,CH2Cl2
注意萃取过程中会发生乳化现象,乳化会使结果偏低或达不到提纯效果,因此需要采取抑制或消除乳化
措施,1、饱和 Na2SO4溶液破乳
2,1,1 H2SO4破乳(限酸稳定的农药)
3、高速离心破乳
4、加草酸钾、甲酸、丙酮等试剂破乳化学净化法
残留农药提取液干扰分析成分很大程度是脂肪与色素。 化学净化法是使杂质与某种试剂发生化学反应除掉或者消除干扰。
最常用的化学净化法是用酸处理对酸稳定的农药或用碱处理对碱稳定的农药来除杂。
酸净化:用浓 H2SO4或浓 H2SO4与发烟硫酸( 1:
1)混合液在分液漏斗中处理萃取液,可以除脂肪、色素。
除杂原理:不饱和脂肪,色素中含有 C=C,可以和浓 H2SO4加成生,成可溶于浓 H2SO4的化合物而除去。
R
R
H 2 SO 4 R
R
O S O 3 H
硫酸除杂注意事项
注意:对酸不稳定的农药如有机磷、氨基甲酸酯不可用。
酸体积与提取液体积之比为 1,10;一般净化两次。
石油醚中脂肪含量超过 4%时,乙、丁体六六六结果偏低;
提取液脱水不完全或潮天加发烟 H2SO4效果较好;
防乳化:第一次净化轻摇,第二次净化猛摇,
已乳化可以加水消乳碱净化法除杂
对艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂用碱净化
方法,KOH— 助滤剂柱净化。一层 KOH一层含水 14-17%的助滤剂,一层氧化镁一层助滤剂装柱。用石油醚淋洗,而耐碱农药有很好的回收率。
在分析鱼肉蛋、奶粉中的七氯、环氧七氯、
艾氏剂,P.P一滴滴伊时可以用 10%的乙醇钾分解净化,但处理时间不超过 30min,温度不超过 65℃
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
O CH 3 C H 3 Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
ClCl
艾氏剂、狄氏剂、七氯
分离纯化是农药分析必不可少的过程
不管是商品农药样品还是残留农药样品都不是纯的农药成分。对于这些样品的分析,首先要进行一定的分离纯化步骤,使农药和杂质尽可能分离,达到分析结果准确的目的。
不同的农药样品有不同的纯化方法。
选择分离方法的依据是样品中农药的性质和杂质的性质差别来选择分离纯化的方法农药分析 —— 分离、提纯的方法和原理
农药分离的主要类别
原药分析,各种农药异构体及有效成分含量 。
残留分析,土,水,动植物体中农药残留量分析 。
原药的一般组成
原药 ( 固体 ),含填料,加工成粉剂,可湿粉剂颗粒时加入 。
加入 目的,原药粉,不易粉碎;农药药效高,单位面积用量少,加入填料后易稀释 。
加入 成分,药石,粘土,碳酸盐类 。
原药 ( 液体 ),含溶剂,助剂,乳化剂,非有效成分 ( 合成副产物,降解成分等 ) 。
农药分析对象与特点
原药分析对象,主要对有效成分分析 。
原药分析的 特点:含量高,有固定的提纯与分析方法 。
残留分析 对象,对人,畜,环境有害成分 。
残留分析 特点:残留量少,组成复杂 。 要提取,富集,分离提纯 。 分离提纯与分析方法灵活多样 。
共同点:基本原理和方法一致 。
分离提纯 ( 富集 ) —— 物理和化学方法;
分析类别:定性分析,定量分析固体农药的纯化方法简介
固体农药 ( 有效成分 ) 制标准样时用重结晶法提纯 。
提纯 原理,在某一种溶剂中,固体农药的溶解度随温度变化有较大的变化 。 在较高温度时的饱和溶液趁热过滤除不溶性杂质 。 母液放冷,在较低温度时农药以晶体析出,过滤,
可溶性杂质留在母液中而除去 。
( 可反复重结晶直到提纯农药熔点不变为止 ) 。
重结晶的关键因素
关键,选合适溶剂 。
重结晶溶剂具备条件:
a.不与被提纯成分发生化学反应
b.被提纯物与杂质要有显著溶解度差
c.被提纯物在该溶剂中溶解度随温度变化变化大
d,溶剂沸点 适中 ( 不高也不低 )
如没有合适的纯溶剂则用混合溶剂重结晶。
混合溶剂的选择方法
1、确定两种溶剂可以互相混溶,而且一种是被提纯农药的良好溶剂,一种是不良溶剂。
如乙醇和水;苯和乙醇;丙酮和三氯甲烷等。
2、取 0.02g— 0.03g样品溶解于一定量( 1mL)
的良好溶剂中(试管),然后在不断摇动下缓慢滴加不良溶剂,直到出现浑浊为止。
3、记下不良溶剂的体积,计算得到混合溶剂的组成比例,通过重复试验进行适当调整。
重结晶的一般操作步骤
1,制成饱和热溶液 ( 接近溶剂的沸点 )
2 热过滤 ( 除不溶杂质 ) 。
3,自然冷却 结晶
4,过滤晶体与洗涤 。
5,干燥
6,标准品多次 重结晶,直到 m.p 不变为止重结晶操作要点
1,制成饱和热溶液
视被提纯物质多少选用适当容积的烧瓶,将被提纯物质放入烧瓶,装好回流装置 。
在不超过溶剂沸点的热浴温度下缓慢滴加溶剂,并搅动,使溶质在接近容积沸点时刚好溶解,立刻停止滴加溶剂 。
记下溶剂的体积与溶质的质量 。
2 ( 用保温漏斗 ) 热过滤 。 或者将热的布氏漏斗和滤纸用热溶剂润湿后减压过滤 。
重结晶操作要点
3,结晶,滤液自然冷却结晶 ( 易挥发溶剂或者易于吸潮的溶剂应密闭结晶 ) 。
如果冷至室温不结晶,则可以放入晶种或用玻棒擦容器器壁;或放入冰箱进行结晶 ( 注意冰箱温度应该在溶剂凝固点之上 ) 。
4,过滤与洗涤 晶体:减压过滤,用低温,少量溶剂洗涤 。
注意,减压过滤应该在布氏漏斗完全没有液滴滴下为止 。
5,干燥
a,低熔点固体,不吸潮物质,可以在空气中干燥 。
b,高熔点,热稳定的物质用烘箱中干燥
c,热不稳定,或吸潮,空气中不稳定的物质,低于
m.p 20— 30℃,真空干燥 。
干燥程度与纯度检验
检验干燥程度一般用恒重法检验,即称重后再干燥一段时间,看重量是否发生变化。
也可以用熔点法检验干燥程度。
纯度检验一般用熔点法。一种是与标准样品同时测熔点进行比较;另一种是测一次熔点后再重结晶一次,再干燥测熔点,两次熔点不变化则物质已经提纯。
纯度检验还可以用薄层法检验,液相色谱或者气相色谱更好。
液体农药分离提纯方法
液体农药分离提纯一般首先考虑 蒸馏法
蒸馏法 原理,依液体混合物中各组分沸点不同而分离 。
关键,控制温度缓慢上升,收集不同温度范的围馏份 。
蒸馏方法 分类:
常压蒸馏适用于 b.p较低,在 b.p时不分解的物质 。
减压蒸馏适用于 b.p较高,或在 b.p发生分解的物质 。
水蒸气蒸馏适用于不与水反应,b.p较高的物质 。
常压蒸馏注意事项
1,正确装置,不扭不歪,
不漏
2,温度计水银球位置
3,加沸石
4,容器中液体体积
5,热源选择
6,馏出速度
v = 2— 3 D/S
液体的干燥
溶剂含水,干燥剂脱水后再蒸馏 ( 干燥剂不可进入蒸馏体系 ) ( 容量与速度 )
脱水剂 ( 干燥剂 ) 种类及性能:
CaO 中,碱性化合物可用,脱水力高 。
CaCl2 卤烃,烃,酯,醚可用 ( 醇,酸不可用,
发生反应 ) 脱水力高 。
Na2SO4 多数溶剂可用,脱水能力不高 。
K2CO3 碱性化合物,醇,酯 脱水力较高 。
P2 O5 卤烃,烃 ( 醇,酸不可用发生反应 ),脱水力高 。
NaOH 饱和烃,肼,胺 ( 酸性物质不可用 )
分子筛 多数可用,脱水力高 。
减压蒸馏原理
减压蒸馏的原理液体的沸点随液面压强降低而降低 。
减压蒸馏前要对沸点和压强进行估算,可以通过如下途径进行估算 。
1,查 T-P关系图如右图,从左到右三根线分别为 A,B,C。 A线上标有减压的沸点数据,
B线是正常压强沸点刻度,
C线是压强刻度( mmHg),A B C
沸点低沸点低压强小压强大用 近似公式估算
2,用 近似公式 lgP=A+B/T
P 蒸汽压 ;
T 绝对温度 ;
A,B为常数 ( 可以通过化合物物理性质手册或者化工手册查阅 )
减压蒸馏装置
仪器:克莱森烧瓶,真空尾接管 ( 单口接头 )
带橡皮套的毛细管,容积 =1/2V,不用平底接受器
减压泵 ( 水泵 7-20mmHg) 机械泵 ( 油泵 )
0.1mmHg ( 要连接吸收装置 )
装置如右下图减压蒸馏装置图注意,负压与正压操作一样要带护目镜防爆!
减压蒸馏操作步骤
1,查蒸馏系统可否达应有真空度开始,关安全瓶活塞,拧 紧毛细管上橡皮套螺丝夹,
开动抽气泵,看压力计指示数据是否达到要求 。
停止,慢慢打开安全瓶活塞,直到压力与外界平衡为止,拧松 毛细管上螺丝夹,关闭抽气泵 。
2,加液料,关活塞,开抽气,调毛细 ( 气泡与线 ),达到所需压力后 ( 平衡,稳定 ) 再 加热 。
3,热源温度高于 b.p20-30℃,压力不稳则调热源,使馏出速度 V=0.5— 1D/S
4,多组分蒸馏,馏出温度上升时转换接收器 ( 使用多头接受器 ) 。
5,蒸馏完后 先撤 除热源,再 慢慢开活塞 压力平衡后关气泵与打开毛细管夹 。
可旋转多用接头旋转浓缩蒸馏法
用于提取液浓缩 。 压力 400— 600mmHg,蒸馏瓶 50—
160转 /分 。 旋转 使溶剂在瓶壁形成一层薄膜,扩大蒸馏面积,提高蒸馏速度 。
操作步骤:
1,装好仪器
2,调热浴温度高于 b.p10℃ 以上
3,冷却水接蛇形冷凝管 ( 低于 b.p20℃ )
4,接真空泵 ( 不低于 300mmHg)
5,加热,开自动加液旋塞,液自动流入蒸馏瓶 ( 可随时加料 ) 。
6,开动电机,使旋转 。
结束:关电机?除热源?关加液旋塞?压力平衡后停止抽气 。
水蒸汽蒸馏
水蒸气蒸馏主要是用于那些沸点比较高,容易热分解,或者与其他有机物性成不容易分离的糊状物中的成分。
水蒸气蒸馏原理:混合体系中总的蒸汽压等于各组分蒸汽分压之和。当被蒸馏体系接近
100℃ 时,水的蒸汽压接近 1atm,故被蒸馏的物质蒸汽可以和水蒸气合计等于 1atm,从而在接近 100℃ 的温度从混合物被蒸馏出来。
被蒸馏物质必须满足的条件:
不与水反应;在 100℃ 时不低与 5mmHg的蒸汽压水蒸气蒸馏操作
水蒸气蒸馏操作与常压蒸馏操作类似,其装置比常压蒸馏装置多一个水蒸气发生器。
水蒸气发生器
T形管安全管三、柱层析
柱层析技术是分离混合物的重要方法,简单实用。架设一个带活塞的玻璃柱,填入吸附剂,就可以用于分离混合物。
柱色谱的几种技术指标直径与长度比,1,10~1,40
短而粗的柱子,分离快,分离效果差长而细的柱子,分离慢,分离效果好色谱柱的分离效果还与吸附剂和洗脱剂的选择、
柱子的装填质量有关。
柱层析原理与分类
简介原理:当混合物被束缚在色谱柱的固定相上后,
流动相自上而下流经固定相,带动被分离组分向下移动。与固定相作用力大的组分在流动过程中留在了后面,与固定相作用力小的组分在流动过程中跑在了前面(略),混合物因而被分离。
柱层析分类:吸附、分配、凝胶
吸附色谱柱:吸附剂固体表面吸附各种成分。
分配色谱柱:惰性载体表面涂高沸点液体,被分离物在淋洗剂与高沸点液体之间溶解分配。
凝胶色谱柱:多凝胶填粒、淋洗,凝胶网眼大小筛分不同尺寸的分子吸附柱的装填要求
吸附剂要装填均实,淋洗剂才会等速水平下降,分离效果才会好。
干装:吸附剂通过漏斗直接装入盛有洗脱剂的色谱柱(边装边敲),最后应使吸附剂上有一薄层溶剂。
为保持柱上有平整表面,最上层可加一些石英砂。
湿装:先装洗脱剂于柱内,加用淋洗剂 调成糊状的吸附剂,使慢慢沉降 。最后应使吸附剂上有一薄层溶剂。亦应边加边敲。
吸附剂的分类
吸附剂种类:氧化铝、硅胶、弗罗里硅土、纤维素、
氧化镁、碳酸钙、火性碳等为常用品种。
吸附剂的要求:要对被吸附物有一定的作用,与被吸附物,淋洗剂无化学反应。
吸附能力:与颗粒粗细有关,粗则流速快,分离效果差;粗则流速慢,分离效果好。
氧化铝分为酸性、中性、碱性三种
酸性 —— 1% HCl浸泡,蒸馏水洗至 pH4— 4,5,
用于分离酸性物质
中性 —— pH为7,5左右,用于分离中性物质
碱性 —— pH9 — 10,用于分离碱性物质或烃类。
吸附剂的活性
吸附剂活性与含水量有关,含水量越低活性越高。如:
氧化铝依含水量分为五级,含水量分别为0;
3%;6%;10%;15%
硅胶五级对应含水量为0;5%;15%;
25%;38%
一般制备方法:350 —— 400 ℃ 烘至无水(3小时)加入相应水量得相应级别。
吸附力与分子极性有关。极性越强吸附力越大。
淋洗剂选择
极性递增顺序:
Cl- Br- I- < C=C <-OCH3 < <— CO2R
< C=O < --CHO <-SH<-NH2 < -OH<-CO 2H
吸附力与淋洗剂性质有关。
选淋洗剂时应考虑被洗脱物质的极性与溶解度。
极性大的化合物用极性大的淋洗剂洗脱;极性小的化合物用小极性淋洗剂洗脱;几种极性差别大的混合物用几种不同极性的淋洗剂分批洗脱。亦可以用混合淋洗剂。
淋洗剂洗脱能力
淋洗剂洗脱能力依以下顺序递增:
正己烷 〈 CCl4〈 C6H5-CH3〈 C6H6〈 CH2Cl2
〈 CHCl3〈 Et 2O〈 CH3CO2C2H5〈 Me2CO
〈 C3H7OH〈 MeOH〈 H2O
淋洗要点:连续不断,不快不慢,吸附剂不露出液面。
淋洗速度 V=1— 2滴 /S为宜。
快则交换不平衡;慢则具有大表面的吸附剂使某些成分破坏。
淋洗曲线
淋洗曲线:分段收集标准品洗脱液进行含量分析,绘成的淋洗剂体积 — 样品含量曲线。
目的 — 使要收集的组分尽可能收集完全,对于无色化合物应该用标准品进行实验。分段收集洗脱液进行含量分析,绘成曲线。依此确定淋洗过程应收集的洗脱液体积,同时还可以确定淋洗所需溶剂 。
含量
%
淋洗剂体积常见吸附剂的处理
中性氧化铝:550 ℃ 活化4 h,使用前
130℃ 活化 5h,可保一周,过期重新活化;
800 ℃ 时中性变 碱性。 氧化铝 吸附色素最佳。
硅胶:水玻璃加盐酸,沉淀脱水得无定形多孔物质。表面 Si-OH称硅醇,与不饱和化合物或极性基形成氢键而吸附; Si-O-Si氧桥可水解,称溶解度,pH = 9以上显著,故不可用强碱性淋洗液;
硅胶层析性能与多孔骨架及坑穴体系密切相关,加热有变。活化温度不超过200 ℃ 。
130℃ 活化2 h备用。用于有机氯农药分离。
混合吸附剂柱
用混合吸附剂装柱柱可以用于纯化多种杂质的样品。不同的农药样品的提纯用不同的混合柱。常见混合柱如下。
活性碳 — 氧化镁,用于有机磷农药分离。
活性碳-纤维素,由于有机磷,有机氯农药分离。
弗罗里硅土 — 中性氧化铝 — 酸性硅藻土,用于植物食品中有机氦农药净化;
活性碳 — 中性 氧化铝,CHCl3淋洗由于提纯有机磷农药。
分配柱与 凝胶渗透柱 层析法
分配柱层析法:把有机氯农药从极性小的农药样品中分配到极性大的溶剂中去。主要分离含脂肪、蜡质试样的有机氯。
凝胶渗透柱层析法:用凝胶 sephadex LH-20
作有机磷农药残留分离净化。
被纯化物质的分子量范围:有机磷 200-400;
色素 500-900。用 118g葡聚糖 LH-20装柱。乙醇或丙酮淋洗;淋洗速度 V=4.5ml/h。
多数有机磷(残留水平 0.05— 0.005ppm)淋洗体积在 305— 428ml;回收率可达 66-98%。
薄层色谱
薄层色谱是比柱色谱更加应用广泛的分离分析手段。
薄层色谱用于分离提纯具有简单快速的特点。但是其分离容量不及柱色谱大,分离效果也不及柱色谱好。
薄层 分类:吸附与分配色谱,
分配色谱又分正相色谱与反相色谱。
正相:含水吸附剂(固定相),弱极性流动相,
极性小的移动快。
反相:钝化吸附剂(固定相),强极性流动相,
极性强的移动快。
薄层吸附色
吸附色谱固定相:硅胶、氧化铝活化;加石膏为 G型,不加为 H型,加荧光剂为 GF或 HF
正相分配色谱固定相:纤维素或用缓冲水溶液处理过的硅胶、或用极性有机溶剂处理过的硅胶。
反相分配色谱固定相:用硅酮、石蜡等非极性溶剂处理过的硅胶或纤维素。
薄层涂层:薄层自然晾干后进行活化。
活化温度与时间:
硅胶板 105-120℃,1h;氧化铝板,70℃,
40min。
吸附剂选择
吸附剂 用途 吸附剂 用途
硅胶 吸附,分配 氧化铝 吸附,分配
硅藻土 分配 纤维素 分配
氢氧化钙 吸附 聚酰胺 吸附
离子交换树脂 离子交换
氧化镁 吸附,分配
吸附剂粒度的要求,5-50μm。
粒度太大推进快,影响分离;粒度太小则展开慢,出现拖尾或横向扩散过度。
制备薄层板的参数
薄层板规格,20× 20cm,20× 15cm,10× 20cm,
10× 15cm,7.5× 20cm,7.5× 15cm,5× 20cm,
5× 15cm。
制板:皂液洗净,烘干备用。
浆液与活化
硅胶 G:水 =1:2( W∶ W),110-130℃,1h
氧化铝 G:水 =1:1— 1:3 ( W∶ W),80-100℃,
30min
硅藻土 G:水 =1:2 ( W∶ W),110℃,30min
纤维素粉,95%乙醇(丙酮) =1:5— 1:6 ( W∶ W),
100℃,3-5min
聚酰胺,甲醇 =1:4— 1:6 ( W∶ W),60-70℃,1h。
薄层板的制备
制浆:按照比例将吸附剂和相应的液体加入烧杯,
搅拌均匀。
铺板:一般将均匀浆液适量倒在薄板上,两手指夹薄板两侧,旋转倾斜,让浆液在薄板上流均匀,
也可以适度敲击震荡,使浆液流平。
或者将两板贴紧,插入浆液中,在提起,让多余浆液流下,一次可以制备两块板。
还有用涂布器铺板的。
薄板铺好后置平台自然晾干,活化备用。
展开剂选择
展开剂选择标准,与淋洗剂标准一致。官能团极性如下,H— < — Cl< — C2H5< —
CH=CH2< — OCH3< — NO2< — NMe2< —
COCH3
< — CO2R<> C=O< — CHO< — SH< —
NH2< — NHCOR< — OH< — CONH2< —
CO2H
一般单一展开剂没有很好的适合的极性,多用相容的展开剂混合,以调节展开剂极性。
被分离物质、淋洗(展开剂)及固定相的极性选择关系
用右下图指导选择展开体系。圆弧内三角形可以绕圆心转动,其三个角顶点分别指向三类物质的极性区限。如果没有适当的流动相,可以采用混合溶剂调节极性。
弧线 A代表吸附剂的活性,顺箭头方向增大。
弧线 B代表展开剂的极性,顺箭头方向增大。弧线 C代表被分离物质极性,顺箭头方向增大。三角形的三个角所指位置就是三者的关系
A B
C
一般薄层色谱实验操作
实验操作环节:
点样 — 展开 — 显色 — 计算 Rf值
点样:在距薄板下沿 1cm处的水平线上毛细管的液滴与薄层表面相切,切忌玻璃管戳破薄层,可以重复点样。
展开:薄层板下沿水平插入层析缸,展开剂一定不能淹没样点,层析缸内要充满展开剂蒸汽,层析缸要盖盖子,展开剂呈水平线上升,接近薄层上沿时为止。
显色:大多数被展开物质没有颜色,要进行物理或者化学方法显色。薄层从层析缸取出,在展开剂前沿作一记号,待展开剂挥发干后显色。
物理方法:紫外灯照射;碘蒸汽熏蒸等。
化学方法:可以产生有色物质的反应。
几种点样方法
直接点点样:离下沿 1.5-2.0cm处,毛细管分次点样
d≤0.3 cm( 凸出液滴与薄层表面相切)。
间接点样:打孔器打滤纸片 2-3mm直径。试液点满滤纸片,晾干;打孔器打薄层 2-3mm直径的孔,滤纸片嵌入。
制备薄层可以将试样液用打孔器打下的吸附剂吸收,
干后填入孔中;也可以在薄层上挖一条沟槽,试样液用吸附剂吸收,干后填入沟槽(展开后是平行带状)
薄板置于密闭的层析缸中展开分离。要确保薄板平行放置,样点在展开剂液面之上。
等温吸附线与分离效果的关系
在恒温下以展开相浓度为横坐标,吸附相浓度为纵坐标作图,得到等温吸附曲线。
曲线中,A物质斜率大,说明被吸附作用强,展开速度就慢,Rf值就小。 Ⅰ 是理想状况,显色后是标准圆斑; Ⅱ 和 Ⅲ 出现“拖尾”现象,分离效果也不好。
、
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
A
B
B
A
A
B
B
A
A
B
B
A
有机磷农药的极性
农药分子的极性是影响分离效果的重要因素。
硫酮型农药小于硫醇型农药的极性
二硫代型小于磷酸酯、磷酰胺型
共轭双键增多则增强分子极性;甲基同系物大于乙基同系物极性
P
S
OOO
CH 3
CH 3
C H 3 P
O
S
O
O
CH 3
CH 3
C H 3
P
S
SOO
CH 3
CH 3
C H 3 P
O
O
O
O
CH 3
CH 3
C H 3 P
O
N H 2
O
O
CH 3
CH 3
影响 Rf的因素
薄层厚度
吸附剂种类、活度、展开剂极性、展层的饱和度
展开方法,一般不加黏合剂,薄板水平展开。
单向上行一次展开,倾角 70-80°
Rf值接近的物质要多次单向展开。每次可用同一展开剂,也可不同的展开剂。
双向展开法:用正方形薄板,展开剂一次走到上沿后取出风干,旋转 90° 后再展开
边缘效应,溶剂前沿线一般朝下弯造成 Rf不准,且使色斑大小及形状不规则
显色是配合薄层进行鉴别 。
扫集共蒸馏法
分离原理:将试样用注射器注入事先填入的无吸附性的填充剂(玻璃棉、玻璃珠、海砂等)的净化柱内,在规定温度下,农药和溶剂蒸汽随氮气流进冷凝管,冷凝后进入接收器。脂肪、色素不能汽化的杂质沉积在柱内填充剂上,使杂质得以分离。
本法可用于有机磷、有机氮农药的分离提纯。
构成部件:柱温箱、温度控制器、载气流量控制器、自动淋洗装置、净化柱、冷凝管、
冷阱、收集器。
低温冷冻分离法
食品中农药残留的分析,取样后残留农药与大量的脂肪、蜡质混合在一起,给分离造成困难。
由于动植物组织中的脂肪、蜡质可以在低温下于丙酮溶液中生成沉淀,将样品用丙酮反复萃取,萃取液经过冷冻,过滤而分离掉脂肪、蜡质沉淀,而农药留在丙酮中。
冷冻温度一般在 -70℃
液相萃取法
萃取原理:一组互不相溶的溶剂中溶有某一成分溶质。这种溶质以一定比例(浓度比)
在两相中分配。两相中分配比称分配系数。
利用同组溶剂中各物质分配系数不同或同种物质在不同溶剂组中分配系数不同而分开。
(选择合适溶剂,反复分配)
等容一次分配:一组等容互不相溶的溶剂中加入某一溶质,平衡后弱极性溶剂中农药比值是 P;强极性溶剂中比值是 Q;
显然 P+Q=1,两相浓度比为 P/Q。
等容多次分配与不等容分配
取几份等体积强极性溶剂在 1份弱极性溶剂中萃取几次后,弱极性溶剂中溶质含量是
Pn,强极性溶剂中溶剂含量是 1- Pn 。
不等容一次分配:设弱极性溶剂体积是强极性体积的 α倍。依定义,一次分配后弱极性溶剂中含量是 α P,强极性溶剂中含量为 Q;弱极性溶剂中所含农药占农药总量比例为,α P/( Q+αP)。
用此比例式可以计算两相的农药含量。
设 P=0.7 Q=0.3因两相浓度比不变。设 0.7
的相用 2倍体积,则有 0.7的液相中含有
2× 0.7/( 0.3+ 2× 0.7) = 1.4/1.7
乙腈提取样品中的残留农药果蔬,特别是新鲜果蔬样品,含有大量水分,
极性小的有机溶剂不能萃取其中的微量残留农药。首先用与水互溶的乙腈萃取,萃取液再用极性小的有机溶剂(不溶于水)萃取乙腈中的农药。
萃取液中加入浓的 Na2SO4溶液以降低农药在其中溶解度;用 CH2Cl2加入正己烷增加农药在有机相溶解度,加入中等酸度缓冲液防农药水解。
分离操作
取 100— 125ml提取液,于 500mL容量瓶中,
加 10ml CH2Cl2,20mL pH = 6 的磷酸盐缓冲溶液,200mL正己烷,摇动 1min ;
再加入 50mL蒸馏水,50mL饱和 Na2SO4溶液再摇 2 min;
分层去水后有机相用 100ml水 /次洗两次;轻轻旋转减少乳化租用,分水后 Na2SO4干燥,
浓缩后经柱层析,作气相色谱分析。
注意:乙腈溶于水,农药不溶于水,加大水量使乙腈失去溶解农药的能力。
适用农药种类
用此法一次性回收率达 60— 100%的含氯农药有:
2,4— 滴甲酯剂,艾氏剂、甲体六六六、乙体六六六、丙体六六六、丁体六六六、硫丹、
异狄氏剂、七氯、氯杀螨、丙菌清,P,P`—
滴滴滴,P,P`— 滴滴 E,O,P`— 滴滴锑、
三氯杀螨醇、狄氏剂、环氧七氯、六氯苯、
碳氢灵、甲氧滴滴锑、灭蚁灵、螨卵酯、五氯硝基苯、乙滴锑、氯螨砜、三氯杀螨砜用上法回收的有机磷农药
谷硫磷、三硫磷、地亚农、氮线磷、乙拌磷、杀虫螟松、亚胺硫磷、马拉硫磷、甲基一六 0五、一六 0
五、三九一一、磷胺、皮蝇硫磷
用于液 — 液萃取的体系还有乙腈 /CHCl3、丙酮 /石油醚、丙酮,CH2Cl2
注意萃取过程中会发生乳化现象,乳化会使结果偏低或达不到提纯效果,因此需要采取抑制或消除乳化
措施,1、饱和 Na2SO4溶液破乳
2,1,1 H2SO4破乳(限酸稳定的农药)
3、高速离心破乳
4、加草酸钾、甲酸、丙酮等试剂破乳化学净化法
残留农药提取液干扰分析成分很大程度是脂肪与色素。 化学净化法是使杂质与某种试剂发生化学反应除掉或者消除干扰。
最常用的化学净化法是用酸处理对酸稳定的农药或用碱处理对碱稳定的农药来除杂。
酸净化:用浓 H2SO4或浓 H2SO4与发烟硫酸( 1:
1)混合液在分液漏斗中处理萃取液,可以除脂肪、色素。
除杂原理:不饱和脂肪,色素中含有 C=C,可以和浓 H2SO4加成生,成可溶于浓 H2SO4的化合物而除去。
R
R
H 2 SO 4 R
R
O S O 3 H
硫酸除杂注意事项
注意:对酸不稳定的农药如有机磷、氨基甲酸酯不可用。
酸体积与提取液体积之比为 1,10;一般净化两次。
石油醚中脂肪含量超过 4%时,乙、丁体六六六结果偏低;
提取液脱水不完全或潮天加发烟 H2SO4效果较好;
防乳化:第一次净化轻摇,第二次净化猛摇,
已乳化可以加水消乳碱净化法除杂
对艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂用碱净化
方法,KOH— 助滤剂柱净化。一层 KOH一层含水 14-17%的助滤剂,一层氧化镁一层助滤剂装柱。用石油醚淋洗,而耐碱农药有很好的回收率。
在分析鱼肉蛋、奶粉中的七氯、环氧七氯、
艾氏剂,P.P一滴滴伊时可以用 10%的乙醇钾分解净化,但处理时间不超过 30min,温度不超过 65℃
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
O CH 3 C H 3 Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
ClCl
艾氏剂、狄氏剂、七氯