一种定量检测对苯二酚的方法

1.本发明涉及一种分析检测方法，具体地说是建立“naclo2‑ꢀ
c4h
13
no（四甲基氢氧化铵）
‑ꢀ
na2s4o
6”时钟体系，即chlorite-ammonium-tetrathionate时钟体系（以下称cat时钟体系），根据该体系对于不同浓度的对苯二酚的响应不同即诱导时间的不同，实现对于对苯二酚的定量分析方法，属于分析化学领域。


背景技术：

2.对苯二酚,又名：1，4-苯二酚；氢醌；其结构式如（ⅰ）所示。白色针晶。 易溶于热水、乙醇及乙醚，微溶于苯。是一种重要的化工原料，近年来国内对其需求呈现不断增长趋势，消费领域逐年扩大。1，4-苯二酚应用广泛，是医药、农药、染料和橡胶等的重要原料、中间体和助剂，主要用于显影剂、蒽醌染料、偶氮染料、橡胶防老剂和单体阻聚剂、食品稳定剂和涂料抗氧化剂、石油抗凝剂、合成氨催化剂等方面。对苯二酚的应用领域正在逐渐拓展，除在传统领域的应用外，目前在化肥、水处理、液晶聚合物等领域也有了新的发展。此外，其还可被加工为其他精细化工品。如1，4-二氨基隐色体、醌茜等。对苯二酚是除草剂喹禾灵、吡氟禾草灵、噻唑禾草灵、噁唑禾草灵、氟吡氯禾灵、乳氟禾草灵的中间体，也是医药和染料中间体。
3.对苯二酚的测定主要采用仪器分析方法，如高效液相色谱法(hplc)、高效液相色谱紫外检测法(hplc-uv)，也有采用碘量法、光度法和荧光法、化学发光法等测定方法的报道。色谱法具有灵敏度高、准确性好的优点，但对基体复杂的样品，分析灵敏度降低。因此寻找一种检测效果好且操作简便快速的检测分析方法就显得十分必要。
[0004][0005]
结构式（ⅰ）对苯二酚


技术实现要素：

[0006]
本发明旨在为对苯二酚提供一种新的定量检测方法，即以“naclo2‑ꢀ
c4h
13
no
ꢀ‑ꢀ
na2s4o6”ꢀ
cat时钟体系为检测溶液对对苯二酚进行定量检测的方法，本方法是基于该cat时钟体系对对苯二酚的敏感响应而开发的一种标准曲线（工作曲线）法。具体地说，应用“naclo2‑ꢀ
c4h
13
no
ꢀ‑ꢀ
na2s4o
6”cat时钟反应体系作为检测溶液，记录ph随时间变化的图谱；当cat时钟反应开始时，分别将等体积的系列不同浓度的待检测对苯二酚样品溶液加入到cat时钟体系中；根据待检测溶液在cat时钟体系中的浓度不同时，体系所产生的诱导时间的不同，实现对于待检测对苯二酚样品的定量检测。
[0007]
根据对苯二酚在cat时钟体系中的浓度和诱导时间的关系建立工作曲线，其中横
坐标是对苯二酚在cat时钟体系中的浓度，纵坐标是诱导时间t；当体系中对苯二酚浓度在4.44
×
10-8
mol/l 到1.33
×
10-7
mol/l之间时，诱导时间t与对苯二酚的浓度成一次线性关系，据此可以实现对试样中对苯二酚的定量检测。
[0008]
本定量检测方法与现有技术的区别在于，本发明应用“naclo2‑ꢀ
c4h
13
no
ꢀ‑ꢀ
na2s4o
6”cat时钟体系作为检测溶液，以及该体系对于不同浓度的对苯二酚的响应不同即诱导时间的不同，实现对于对苯二酚的定量分析。
[0009]
对苯二酚在检测溶液（cat时钟体系）中的被检测的浓度范围为4.44
×
10-8
mol/l 到1.33
×
10-7
mol/l。
[0010]
对苯二酚在检测溶液（cat时钟体系）中被检测时，cat时钟体系温度被控制在23
±
0.5℃。
[0011]
利用上述cat时钟体系，对苯二酚可被检测的浓度范围是经实验确定的最优浓度范围。在该浓度范围内，诱导时间对对苯二酚浓度变化有很好的响应，线性相关系数大。另外，检测溶液（cat时钟体系）中各组分的浓度范围如表1所示，经过多次实验得到的检测溶液（cat时钟体系）的最佳浓度如表2所示：表1：cat时钟体系中各组分的浓度naclo2(mol/l)c4h
13
no(四甲基氢氧化铵)(mol/l)na2s4o6(mol/l)0.01-0.020.00021-0.00040.0012-0.0019表2：cat时钟体系中各组分的最佳浓度naclo2(mol/l)c4h
13
no(四甲基氢氧化铵)(mol/l)na2s4o6(mol/l)0.010670.00038890.001556具体实验步骤如下：1、按表1规定的浓度范围配制检测溶液（cat时钟体系），其温度被控制在23
±
0.5℃；将准备好的工作电极（ph复合电极，雷磁，e-331）插入溶液中，工作电极的另一端通过电位/温度/ph综合测试仪（嘉兴迪生电子科技有限公司，zhfx-595）连接至电脑，打开电脑中化学信号采集分析程序对采集时间和取样速度进行设置后，迅速点击开始键对溶液进行ph监测。计算机记录所采集的ph随时间变化的曲线，即cat时钟图谱。当需要检测物质的时候，在cat时钟体系反应开始的同时迅速加入待检测物，按相同的方式记录ph随时间变化的cat时钟图谱。
[0012]
cat时钟图谱的基本参数包括：诱导时间：从cat时钟体系反应开始到ph稳定所需的时间。
[0013]
ph突跃范围：体系中ph突跃开始对应的ph到ph突跃结束对应的ph。
[0014]
2、建立检测溶液中对苯二酚浓度与ph诱导时间之间关系的工作曲线用蒸馏水为溶剂配制浓度为系列低浓度对苯二酚溶液作为样本溶液，在cat时钟体系反应开始的同时，分别用移液枪向45 ml的cat时钟体系中加入20μl所述系列不同浓度的样品溶液, 使得体系中对苯二酚浓度为4.44
×
10-8
mol/l
ꢀ‑
1.33
×
10-7
mol/l之间；cat时钟体系响应的变化量为诱导时间，记为t；当体系中的对苯二酚浓度不同时，cat时钟体系诱导时间t也不同；以体系中对苯二酚浓度为横坐标，以t为纵坐标作图；当体系中对苯二酚浓度在4.44
×
10-8
mol/l
ꢀ‑
1.33
×
10-7
mol/l之间时，cat时钟体系诱导时间t与对苯二酚的浓度成一次线性关系，得到工作曲线。
[0015]
3、对对苯二酚的定量检测将某浓度未知的待测试样在cat时钟体系反应开始时加入到检测溶液cat时钟体系中，可以测出对应的cat时钟体系的诱导时间（t），根据工作曲线上t与浓度之间的对应关系，可求得检测体系中对苯二酚的浓度，进而计算出待测试样中对苯二酚的浓度。
附图说明
[0016]
图1是实施例1中，未加入待检测样品时，检测溶液（cat时钟体系）ph值随时间变化的图谱。
[0017]
图2是实施例1中，加入1.33
×
10-7
mol/l 对苯二酚后，检测溶液（cat时钟体系）ph值随时间变化的图谱。
[0018]
图3是实施例1中，加入1.11
×
10-7
mol/l 对苯二酚后，检测溶液（cat时钟体系）ph值随时间变化的图谱。
[0019]
图4是实施例1中，ph诱导时间t与对苯二酚浓度之间的工作曲线。
[0020]
图5是实施例2中，未加入待检测样品时，检测溶液（cat时钟体系）ph值随时间变化的图谱。
[0021]
图6是实施例2中，加入8.89
×
10-8
mol/l 对苯二酚后，检测溶液（cat时钟体系）ph值随时间变化的图谱。
[0022]
图7是实施例2中，加入6.67
×
10-8
mol/l 对苯二酚后，检测溶液（cat时钟体系）ph值随时间变化的图谱。
[0023]
图8是实施例2中，ph诱导时间t与对苯二酚浓度之间的工作曲线。
[0024]
图9是实施例3中，未加入待检测样品时，检测溶液（cat时钟体系）ph值随时间变化的图谱。
[0025]
图10是实施例3中，加入1.33
×
10-7
mol/l 对苯二酚后，检测溶液（cat时钟体系）ph值随时间变化的图谱。
[0026]
图11是实施例3中，加入4.44
×
10-8
mol/l 对苯二酚后，检测溶液（cat时钟体系）ph值随时间变化的图谱。
[0027]
图12是实施例3中，ph诱导时间t与对苯二酚浓度之间的工作曲线。
实施方式实施例1
[0028]
应用以“naclo2‑ꢀ
c4h
13
no
ꢀ‑ꢀ
na2s4o
6”为底物的cat时钟体系作为检测溶液，对对苯二酚进行定量分析。将等体积不同浓度的对苯二酚样本溶液加入到cat时钟体系中，建立起检测体系中对苯二酚浓度与诱导时间之间关联的工作曲线（如线性关系），达到检测cat时钟体系中对苯二酚的目的，进而计算出待测试样中对苯二酚的浓度。
[0029]
(1) 配制检测溶液首先用蒸馏水配制分别配制0.02mol/l的naclo2溶液、0.0025mol/l的c4h
13
no和0.005mol/l的na2s4o6的溶液。向50ml小烧杯中依次加入25ml naclo2溶液、5ml 0.02mol/l c4h
13
no溶液、15ml 0.005mol/l na2s4o6溶液，以保证“naclo2‑ꢀ
c4h
13
no
ꢀ‑ꢀ
na2s4o
6”cat时钟
体系中各组分的浓度为naclo
2 0.01111mol/l、c4h
13
no 0.0002778mol/l、na2s4o
6 0.001667mol/l，总体积为45ml，温度被控制在23℃。
[0030]
同时以蒸馏水为溶剂，配制系列不同浓度的对苯二酚样品溶液。
[0031]
（2）获得cat时钟图谱配制好的检测溶液的ph值随时间变化的图谱由装有化学信号采集分析程序的计算机记录（未加入检测样品）。如图1所示。ph诱导时间为1463s作空白对照。另配置两组各组分浓度与上述检测溶液相同的检测溶液。对于其中一组，在反应开始的同时，向45 ml的cat时钟体系中加入20μl 0.0003mol/l的对苯二酚样品溶液，使得对苯二酚在检测溶液中的浓度为1.33
×
10-7
mol/l，加入的对苯二酚使得诱导时间缩短为935s如图2所示；对于另一组，在反应开始的同时，向45 ml的cat时钟体系中加入20μl 0.00025mol/l的对苯二酚样品溶液，使得对苯二酚在检测溶液中的浓度为1.11
×
10-7
mol/l，加入的对苯二酚使得诱导时间变为995s如图3所示。图2、图3证实了检测溶液中对苯二酚的浓度不同导致cat时钟体系出现的诱导时间不同。当检测体系中对苯二酚的浓度在4.44
×
10-8
mol/l
ꢀ‑
1.33
×
10-7
mol/l之间时, 浓度不同导致cat时钟体系出现的诱导时间不同的结果都可以被观测到。
[0032]
（3）定量检测根据对苯二酚在检测体系中的浓度与诱导时间的关系建立工作曲线，如图4所示，其中横坐标是在cat时钟体系中的对苯二酚的浓度，纵坐标是诱导时间t，当检测体系中对苯二酚的浓度在4.44
×
10-8
mol/l
ꢀ‑
1.33
×
10-7
mol/l之间时，诱导时间与对苯二酚的浓度成一次线性关系，线性方程为t =
ꢀ‑3×
109c+ 1317.5,r2=0.9972。据此可以实现对试样中对苯二酚的定量检测。
实施例2
[0033]
(1) 配制检测溶液首先用蒸馏水配制分别配制0.02mol/l的naclo2溶液、0.0025mol/l的c4h
13
no和0.005mol/l的na2s4o6的溶液。向50ml小烧杯中依次加入24.0ml naclo2溶液、7ml 0.02mol/l c4h
13
no溶液、14ml 0.005mol/l na2s4o6溶液，以保证“naclo2‑ꢀ
c4h
13
no
ꢀ‑ꢀ
na2s4o
6”cat时钟体系中各组分的浓度为naclo
2 0.01067mol/l、c4h
13
no 0.0003889mol/l、na2s4o
6 0.001556mol/l，总体积为45ml，温度被控制在23℃。
[0034]
同时以蒸馏水为溶剂，配制系列不同浓度的对苯二酚样品溶液。
[0035]
（2）获得cat时钟图谱配制好的检测溶液的ph值随时间变化的图谱由装有化学信号采集分析程序的计算机记录（未加入检测样品）。如图5所示。ph诱导时间为1464s作空白对照。另配置两组各组分浓度与上述检测溶液相同的检测溶液。对于其中一组，在反应开始的同时，向45 ml的cat时钟体系中加入20μl 0.0002mol/l的对苯二酚样品溶液，使得对苯二酚在检测溶液中的浓度为8.89
×
10-8
mol/l，加入的对苯二酚使得诱导时间缩短为1070s如图6所示；对于另一组，在反应开始的同时，向45 ml的cat时钟体系中加入20μl 0.00015mol/l的对苯二酚样品溶液，使得对苯二酚在检测溶液中的浓度为6.67
×
10-8
mol/l，加入的对苯二酚使得诱导时间变为1130s如图7所示。图6、图7证实了检测溶液中对苯二酚的浓度不同导致cat时钟体系出现的诱导时间不同。当检测体系中对苯二酚的浓度在4.44
×
10-8
mol/l
ꢀ‑
1.33
×
10-7
mol/l
之间时, 浓度不同导致cat时钟体系出现的诱导时间不同的结果都可以被观测到。
[0036]
（3）定量检测根据对苯二酚在检测体系中的浓度与诱导时间的关系建立工作曲线，如图8所示，其中横坐标是在cat时钟体系中的对苯二酚的浓度，纵坐标是诱导时间t，当检测体系中对苯二酚的浓度在4.44
×
10-8
mol/l
ꢀ‑
1.33
×
10-7
mol/l之间时，诱导时间与对苯二酚的浓度成一次线性关系，线性方程为t =
ꢀ‑3×
109c+ 1323.8，r
2 = 0.9987。据此可以实现对试样中对苯二酚的定量检测。
实施例3
[0037]
(1) 配制检测溶液首先用蒸馏水配制分别配制0.02mol/l的naclo2溶液、0.0025mol/l的c4h
13
no和0.005mol/l的na2s4o6的溶液。向50ml小烧杯中依次加入26.0ml naclo2溶液、6ml 0.02mol/l c4h
13
no溶液、13ml 0.005mol/l na2s4o6溶液，以保证“naclo2‑ꢀ
c4h
13
no
ꢀ‑ꢀ
na2s4o
6”cat时钟体系中各组分的浓度为naclo
2 0.01156mol/l、c4h
13
no 0.0003333mol/l、na2s4o
6 0.001444mol/l，总体积为45ml，温度被控制在23℃。
[0038]
同时以蒸馏水为溶剂，配制系列不同浓度的对苯二酚样品溶液。
[0039]
（2）获得cat时钟图谱配制好的检测溶液的ph值随时间变化的图谱由装有化学信号采集分析程序的计算机记录（未加入检测样品）。如图9所示。ph诱导时间为1467s作空白对照。另配置两组各组分浓度与上述检测溶液相同的检测溶液。对于其中一组，在反应开始的同时，向45 ml的cat时钟体系中加入20μl 0.0003的对苯二酚样品溶液，使得对苯二酚在检测溶液中的浓度为1.33
×
10-7
mol/l，加入的对苯二酚使得诱导时间缩短为936s如图10所示；对于另一组，在反应开始的同时，向45 ml的cat时钟体系中加入20μl 0.0001mol/l的对苯二酚样品溶液，使得对苯二酚在检测溶液中的浓度为4.44
×
10-8
mol/l，加入的对苯二酚使得诱导时间变为1190s如图11所示。图10、图11证实了检测溶液中对苯二酚的浓度不同导致cat时钟体系出现的诱导时间不同。当检测体系中对苯二酚的浓度在4.44
×
10-8
mol/l
ꢀ‑
1.33
×
10-7
mol/l之间时, 浓度不同导致cat时钟体系出现的诱导时间不同的结果都可以被观测到。
[0040]
（3）定量检测根据对苯二酚在检测体系中的浓度与诱导时间的关系建立工作曲线，如图12所示，其中横坐标是在cat时钟体系中的对苯二酚的浓度，纵坐标是诱导时间t，当检测体系中对苯二酚的浓度在4.44
×
10-8
mol/l
ꢀ‑
1.33
×
10-7
mol/l之间时，诱导时间与对苯二酚的浓度成一次线性关系，线性方程为t =
ꢀ‑3×
109c+ 1329.8，r
2 = 0.993。据此可以实现对试样中对苯二酚的定量检测。

技术特征：
1.以蒸馏水为溶剂，配制待检测样品对苯二酚的溶液；应用“naclo
2-c4h
13
no-na2s4o
6”cat时钟反应体系作为检测溶液，其中c4h
13
no为四甲基氢氧化铵，记录ph随时间变化的图谱；cat时钟体系温度被控制在23
±
0.5℃范围内；当cat时钟反应开始时，分别将等体积的系列不同浓度的待检测样品溶液对苯二酚加入到cat时钟体系中；根据待检测溶液在cat时钟体系中的浓度不同时，体系所产生的诱导时间的不同，实现对于待检测样品的定量检测；根据待检测溶液对苯二酚在cat时钟体系中的浓度和诱导时间之间的关系建立工作曲线，其中横坐标是待检测溶液对苯二酚在cat时钟体系中的浓度，纵坐标是诱导时间t；当体系中对苯二酚浓度在4.44
×
10-8
mol/l到1.33
×
10-7
mol/l之间时，诱导时间t与对苯二酚的浓度之间成一次线性关系，据此实现对试样中对苯二酚的定量检测；检测溶液中各组分的摩尔浓度范围为：naclo20.01-0.02mol/l、c4h
13
no0.00021-0.0004mol/l、na2s4o60.0012-0.0019mol/l。2.根据权利要求1所述的定量检测方法，其特征在于：检测溶液中各组分的摩尔浓度为naclo20.01067mol/l、c4h
13
no0.0003889mol/l、na2s4o60.001556mol/l。3.根据权利要求1所述的定量检测方法，其特征在于：检测对苯二酚溶液时cat时钟体系的温度被控制在23℃。

技术总结
本发明系一种定量检测对苯二酚的方法，该方法应用“NaClO


技术研发人员：胡刚 王晓凤 吴丽雪 王俊
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/13