紫外分光光度法測定芐基淀粉中芐基取代度的研究

這種反應方法通常是基于磺酸氯仿的。從堿性的角度引入苯基。反應方法如下。磺基化使淀粉具有稀疏水特征，降低了淀粉的可溶性、粘度和透明度。隨著取代度的增大,芐基淀粉的水溶性大大降低,幾乎沒有黏度,但同時醇溶性增加.取代度超過0.1時芐基的疏水性顯著,由于具有疏水性質,芐基淀粉能與含油物質形成水性乳液.芐基淀粉芐基取代度常用的測定方法是NMR,該方法測定結果準確,但儀器操作復雜且維護費用高.由于芐基在紫外區有吸收,因此可以采用紫外分光光度法來測定芐基取代度,相比而言紫外分光光度法更加簡單易行.采用紫外分光光度法時首先需要將芐基淀粉用酸水解,得到可溶性的酸降解淀粉.芐基經酸解后轉變為芐醇,同時淀粉鏈的糖苷鍵斷裂,形成大量的醛端基.芐醇的特征吸收為257nm,飽和醛基在紫外區280～300nm區域內有吸收,淀粉降解后產生的醛端基特征吸收為283nm,對芐醇的吸收產生了極大的干擾,所以在測水解淀粉紫外吸收時需要找到合適的參比液消除醛端基的影響.本文針對以上問題,提出了新的紫外分光光度法,以抵消醛基吸收峰對芐醇吸收峰的干擾,從而確定芐醇準確的吸收強度.以此法測定芐基淀粉中芐基的取代度,獲得了滿意的結果.1實驗部分1.1bzstl-1的合成實驗材料:土豆淀粉由牡丹江制藥廠提供,芐基淀粉(簡稱BzSt)自制(純凈,絕干);芐醇,分析純;濃度為1mol·L-1的鹽酸.儀器:HP-8453紫外分光光度計;AdventurerTM電子天平,精確度為1‰.1.2abs的紫外吸收標準曲線的繪制以去離子水作溶劑,配制不同質量濃度的芐醇標準溶液;以去離子水作參比測定各溶液在257nm處紫外吸收強度Abs(257nm),并繪制Abs(257nm)-芐醇濃度的紫外吸收標準曲線.1.3c芐醇的測定取芐基淀粉0.5g用20mL鹽酸(1mol·L-1)在100℃下水解2h,水解后轉移至100mL容量瓶并定容,以不同質量濃度的原淀粉水解溶液作為參比,測定紫外吸收強度,當紫外吸收曲線上Abs(283nm)=0～0.05時記錄Abs(257nm)值.根據標準曲線計算Abs(257nm)所對應的芐基含量W,并計算芐基的取代度DSBz.式中:W———芐基在淀粉中所占的質量分數,%;C芐醇———根據標準曲線方程計算的芐醇的質量濃度,g·L-1;m———測定的芐基淀粉樣品的質量,g;M芐醇———芐醇摩爾分子量;DSBz———芐基平均摩爾取代度;162———淀粉中葡萄糖單元環剩基分子量.1.4樣品的吸收劑用量測定取0.5g原淀粉用20mL鹽酸(1mol·L-1)在100℃下水解2h,水解后轉移到100mL容量瓶中,準確移取一定量的質量濃度為10g·L-1的芐醇溶液并稀釋到刻度線,配制芐醇質量濃度一定的芐醇和水解淀粉的混合溶液,用不同質量濃度的淀粉水解溶液作參比測定吸光度,記錄當Abs(283nm)=0～0.05時Abs(257nm)值.2結果與討論2.1芐醇標準曲線按照表1中配制的芐醇標準溶液的質量濃度和測定的吸光度繪制Abs(257nm)-ρ(芐醇)標準曲線(見圖1),從曲線中獲得標準曲線方程及Abs-ρ線性回歸方程為:y=0.4452x+0.0036,其中:x為257nm處吸光度值;y為芐醇質量濃度.根據該標準曲線,芐基取代度測定的吸光度值在0.03～1.64范圍內.2.2abs含量對abs吸收峰干擾的測定芐基淀粉水解后在紫外區283nm處產生了較強的吸收峰,嚴重干擾了芐醇的吸收峰,所以采用原淀粉水解溶液作參比消除干擾.圖2吸收曲線表明,不同質量濃度的原淀粉水解溶液參比液得到的吸收曲線也不相同,并且Abs(283nm)對Abs(257nm)仍然存在影響,測得的芐基取代度誤差依然較大(見表2).只有選取適當質量濃度的參比液,使Abs(283nm)=0～0.05,才可消除283nm外的吸收峰干擾,使Abs(257nm)更加接近準確值.2.3abs含量測定中的誤差分析為了驗證紫外分光光度法的準確性,以芐醇為標準樣品,配制了一系列已知質量濃度的芐醇溶液,然后加入一定量的淀粉水解溶液,形成一定干擾,采用紫外分光光度法測定該混合溶液中芐醇的含量,測定結果及誤差分析見表3.根據Abs(257nm)-ρ(芐醇)標準曲線的線性方程,計算出Abs(257nm)值對應的芐醇質量濃度,由表中數據可看出,測得的質量濃度值與實際質量濃度值的相對誤差為2.17%～6.01%.對于濃度較低的微量分析來說,這一結果符合數量級在1%內的允許誤差范圍.從誤差分析結果可看出,用不同質量濃度的原淀粉水解溶液作參比,測定紫外吸收,當Abs(283nm)=0～0.05時,283nm處的吸收峰對257nm處的吸收峰的干擾可降低到誤差允許范圍以內.2.4時間及時間的確定由表4可知,隨著鹽酸用量的增大,測得的DSBZ值呈增大趨勢,酸用量為20mL時芐基取代度測定值已達到穩定.酸用量太大時淀粉分子降解程度增加,283nm處產生的干擾峰強度增強,反而給取代度測定造成一定的不準確性,所以選定鹽酸的加入量為20mL.由表5可知,隨著水解時間的增加測得的DSBz值增大,為了不增加淀粉降解產生的吸收峰干擾,選定水解時間為2h.2.5實驗誤差和精密度為了考察該實驗方法的精密度,對樣品BzSt-1和BzSt-2進行了4次水解,水解條件均是用20mL濃度為1.0mol·L-1的鹽酸在沸水中水解淀粉2h用不同質量濃度的淀粉水解溶液作參比測定紫外吸收,計算實驗誤差和精密度,結果見表6和表7.3芐基淀粉的性質用20mL濃度為1.0mol·L-1的鹽酸在100℃下水解芐基淀粉(0.5g)2h,紫外吸收值在0.03～1.64范圍內,測定的芐基淀粉芐基取代度具有較小的誤差和很好的精密度.本方法可以測定芐基淀粉醚取代度以及含有苯環的醚化淀粉取代度,與常用NMR方法測定芐基取代度相比,該方法操作簡單易行,不受設備的限制,具有廣泛的應用價值.V———芐基淀粉水解溶液體積,mL;MR———芐基摩爾分子量;芐基淀粉醚在酸的作用下醚鍵斷裂,生成芐醇,同時淀粉本身也降解為可溶的低聚糖,