气相色谱法测定2,4-二氟硝基苯及其共存杂质

梁梦洁，田 强，宗世荣，万邦隆，李玉叶，蒋兴志，雷旭松，王君婷，马 航

(云天化股份有限公司 研发中心，云南 昆明 650500)

2,4-二氟硝基苯(2,4-difluoronitrobenzene)是重要的医药、农药染料液晶材料中间体，可用于药物氟苯布洛芬的合成[1-7]。目前合成路线是以间二氯苯为原料经硝化、氟化、精馏等步骤制得[8]。通过对2,4-二氟硝基苯的合成路线及精馏过程进行分析全过程检测，2,4-二氟硝基苯合成过程可能存在的共存杂质包括间二氯苯、2,4-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基苯、2,6-二氟硝基苯、2-氟-4-氯硝基苯、4-氟-2-氯硝基苯[9]。

目前，分析2,4-二氟硝基苯及其共存杂质的方法主要有气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)、高效液相色谱-串联质谱法(LC-MS)、气相色谱-串联质谱(GC-MS)等[10-11]。由于LC-MS、GC-MS等方法操作复杂并且仪器昂贵，而使用氢火焰离子化检测器的气相色谱法操作简单，能够满足2,4-二氟硝基合成过程的含量检测需求，可用作2,4-二氟硝基苯及其共存杂质含量检测手段。本工作采用FID检测的气相色谱法测定2,4-二氟硝基苯及其共存杂质的含量，拟对2,4-二氟硝基苯合成过程中建立相应的测定方法，为工业化2,4-二氟硝基苯的合成提供有效工具和数据支持。

1.1 仪器与试剂

Agilent 8860型气相色谱仪，配有氢火焰离子检测器(FID)、分流装置、程序升温装置和色谱工作站。

2,4-二氟硝基苯、间二氯苯、2,4-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基苯、2,6-二氟硝基苯、2-氟-4-氯硝基苯、4-氟-2-氯硝基苯的标准储备液：1.00 g/L，分别称取 10.0 mg 2,4-二氟硝基苯、间二氯苯、2,4-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基苯、2,6-二氟硝基苯、2-氟-4-氯硝基苯、4-氟-2-氯硝基苯的标准品，用适量的DMF溶解后转移至 10 mL 容量瓶中，用DMF稀释至刻度，于 4 ℃ 下保存。

2,4-二氟硝基苯、间二氯苯、2,4-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基苯、2,6-二氟硝基苯、2-氟-4-氯硝基苯、4-氟-2-氯硝基苯的纯度均大于99%。

N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为分析纯；
试验用水为超纯水。

1.2 色谱条件

DB-1色谱柱(25 m×φ0.25 mm,0.25 μm)，载气为高纯氮气(φ≥99.999%)，进样口温度为 250 ℃，汽化室温度为 250 ℃，检测器温度为300℃；
进样方式为分流进样，分流比3∶1，进样量 0.5 μL；
程序升温条件为：初始温度 80 ℃，保持 1 min，升温速率 20 ℃/min，终温 250 ℃，保持 4.5 min。

1.3 试验方法

1.3.1 样品前处理

5个2,4-二氟硝基苯硝化、氟化合成产品(N1～N5)为合成粗品、3个2,4-二氟硝基苯精馏产品(M1～M3)为合成成品，均由某化工工厂提供。

称取 10 mg 2,4-二氟硝基苯供试品，用适量DMF溶解后转移至 100 mL 容量瓶中，用DMF稀释至刻度，摇匀，通过 0.22 μm 有机微孔滤膜过滤，备用。

将2,4-二氟硝基苯及其共存杂质对照品进样后再1.2条件下进样分析，其色谱图见图1。

1:间二氯苯；
2:2,6-二氟硝基苯；
3:2,4-二氟硝基苯；
4:4-氟-2-氯硝基苯；
5:2氟-4-氯硝基苯；
6:2,6-二氯硝基苯；
7:2,4-二氯硝基苯

由图1可知：7种对照品在进样后 8 min 内完全出峰，各个色谱峰无拖尾，峰形对称完整。

2.1 线性关系考察

通过对对照品标准储备液逐级稀释，配置一系列标准工作溶液，并采用选定色谱条件对7种标准溶液进行测定，以对应各组分的质量浓度ρ为横坐标(X)，各组分峰面积A为纵坐标(Y)，绘制工作曲线，的回归方程及相关系数见表1。

计算3倍信噪比(3S/N)、10倍信噪(10S/N)分别所对应的检出限和定量限，结果见表1。

表1 线性回归方程、相关系数、检出限和定量限

由表1可知：检出限为0.04～0.08 mg/L，定量限为0.12～0.36 mg/L。

2.2 加标回收试验

按试验方法取任意氟化样品进行分析，并进行加标回收试验，计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD)结果见表2，加标回收率在99.92%～108.00%，RSD为0.03%～0.60%。本方法测定工业化生产对氟硝基苯中的成分精密度和准确度满足分析要求。

表2 加标回收试验结果

2.3 样品分析

按照试验方法对2,4-二氟硝基苯合成硝化、氟化合成粗品、精馏成品进行分析，采用峰面积归一化法计算其转化率，结果见表3。

由表3可知，以间二氯苯为原料经硝化、氟化合成的2,4-二氟硝基苯粗品N1～N5，其2,4-二氟硝苯转化率最高可达94.84%，其合成原料间二氯苯转化剩余质量分数在0.72%～0.02%，合成中间产物2,4-二氯硝基苯转化剩余质量分数在6.92%～1.90%；
2,4-二氟硝基苯精馏成品M1～M3，经精馏纯化后，其产品2,4-二氟硝基苯的转化率明显上升，最高可达99.61%其他共存杂质含量明显下降，且2-氟-4-氯硝基苯均为检出。

表3 样品分析结果

2,4-二氟硝基苯作为重要的医药、农药、染料、液晶材料等的中间体，本文建立的方法可以同时检测经硝化、氟化、精馏纯化等过程合成的2,4-二氟硝基苯及其6种共存杂质进行实时分析检测，进而有效评估目标产物2,4-二氟硝基苯的转化率，所用方法的精密度、准确度都较好，在设定范围内，线性关系良好，回收率检测结果满足分析要求。为快速高效检测工业化生产合成2,4-二氟硝基苯及其共存杂质提供有力保障。