Simultaneous Analysis of Carboxylic Anhydrides and Hydrolysates Using Supercritical Fluid Chromatography

Význam tématu

Carboxylové anhydridy jsou klíčovými meziprodukty v průmyslové výrobě polyimidů, avšak jejich vysoká reaktivita vůči vodě a alkoholům ztěžuje tradiční reversed-phase LC analýzy.
Metoda superkritické fluidní chromatografie (SFC) umožňuje spolehlivou separaci s nižší spotřebou organických rozpouštědel a minimalizací rozkladových procesů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a optimalizovat SFC metodu pro simultánní analýzu čtyř izomerů biftalických anhydridů (BPDA, ODPA) a jejich hydrolyzovaných derivátů.
Hlavním požadavkem byla krátká doba analýzy, vysoká linearita kalibrace a reprodukovatelnost, přičemž se kladl důraz na ekologický a ekonomický aspekt.

Použitá metodika a instrumentace

Pro výběr optimální stacionární fáze proběhlo column scouting na šesti kolónách Shim-pack UC series (Diol II, Sil II, PolyVP, PolyBT, PBr, ODS).
Finální podmínky zahrnovaly kolonu Shim-pack UC-PolyBT (250 × 4,6 mm, 5 µm) s mobilní fází CO2/akronitril (90/10, v/v), průtok 3,0 mL/min, teplotu kolony 40 °C, BPR 15 MPa, teplotu 50 °C.
Detekce probíhala UV při 300 nm, vstřikovaný objem byl 2 µL (vzorek v superdehydratovaném acetonitrilu).
Pro zautomatizované vyhodnocení sekvencí screeningových metod byl použit software Method Scouting Solution.

Hlavní výsledky a diskuse

Nejlepší separace anhydridů byla dosažena na kolóně UC-PolyBT s baseline resolucí >2,1 pro všechna čtyři modelová sloučeniny do 7 minut.
Kalibrační závislosti vykázaly R2 >0,999 a opakovatelnost RSD <1 % (n=6).
Přepínání modifikátorů po eluci anhydridů umožnilo současnou analýzu jejich hydrolyzovaných produktů v jednom analytickém běhu.

Přínosy a praktické využití metody

SFC metoda významně snižuje spotřebu organických rozpouštědel a náklady na likvidaci odpadů.
Rychlost a přesnost analýzy je vhodná pro kvalitativní a kvantitativní monitoring nečistot, degradace materiálů a kontrolu kvality ve výrobě polyimidů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze rozšířit na další hydrolyzovatelné sloučeniny a spojit ji s hmotnostní spektrometrií pro vyšší citlivost a selektivitu.
Progresivní automatizace a pokročilé softwarové nástroje umožní rychlejší vývoj a validaci metod s minimem lidských zásahů.
Environmentální aspekty SFC budou klíčové pro rozvoj „green“ chromatografie v analytické chemii.

Závěr

SFC pro simultánní analýzu karboxylových anhydridů a jejich hydrolyzátů nabízí rychlou, přesnou a ekologičtější alternativu k tradičním LC metodám.
Optimalizace podmínek a implementace software Method Scouting Solution značně zefektivňují vývoj a aplikaci této techniky.

Reference

• Masuda Y., Terada H., Kobayashi M., Horie S., Jochems P., Schad G. Simultaneous Analysis of Carboxylic Anhydrides and Hydrolysates Using Supercritical Fluid Chromatography.