книги из ГПНТБ / Аймухамедова Г.Б. Пирролидонкарбоновая кислота (свойства, применение, способы ее получения и определения)

№

Кислота в

Взято

Найде­

Содер­

Отно­

сме­

но Р 2 ,

жание

Pa—Pi

сит.

смеси

Pi, г

си

г

кисло­

ошиб­

ты, %

ка, %

Пирролидонкар-

0,129

0,129

63,71

боновая

0,00

0,00

Глутаминовая

0,0735

0,0735

36,29

0,00

0,00

Пнрролидонкар-

0,129

0,1264

80,32

—0,026

боновая

2,01

Глутаминовая

0,03161

0,03087

19,69

—0,00074

2,34

Пирролидонкар-

0,129

0,129

87,56

0,00

боновая

0,00

Глутаминовая

0,01834

0,01801

12,44

—0,00033

1,80

Пирролидонкар-

0,129

0,129

53,92

0,00

0,00

боновая

Глутаминовая

0,11025

0,1117

46,08

+0,0014

1,27

Пирролидонкар-

0,129

0,129

30,50

0,00

0,00

боновая

Глутаминовая

0,294

0,294

69,50

0,00

0,00

Пирролидонкар-

0,0645

0,0645

16,32

0,00 '

0,00

боновая

Глутаминовая

0,3308

0,3344

83,68

+0,0036

1,08

Пирролидонкар-

0,3000

0,2983

90,91

—0,001

0,30

боновая

Глутаминовая

0,3000

0,0301

9,09

+0,0001

0,30

Пирролидонкар-

0,100

0,1015

33,33

+ 0,0015

1,50

боновая

Глутаминовая

0,200

0,2005

66,67

+ 0,0005

0,25

Пир.ролидонкар-

0,1290

0,1277

63,71

—0.0013

1,01

боновая

Глутаминовая

0,0735

0,0750

36,29

+0,0015

2,04

10

Пирролидонкар-

0,1290

0,1290

63,71

±0,00

0,95

боновая

Глутаминовая

0,0735

0,0742

36,29

+0,0007

0,95

веска

раствора

весом

0,7725 г

после 56-часового нагревания

30%-ной водной суспензии глутаминовой кислоты.

Количество

найденной

титрованием пирролидонкарбоно­

вой кислоты составило 6,1 X 0,0258=0,15738 г, или

0,15738X100

=

20,37%.

0,7725

3,45X0,0147 = 0,0507 г,

Количество глутаминовой

кислоты

0,0507X100

или

07725

=6,56% .

Общее

количество

кислот

в пересчете

на

глутаминовую

кислоту

равно 0,15738 г

X 1,1395 + 0,0507 г

=

0,2300 г, где

1,1395 — коэффициент

перевода

Пирролидонкарбоновой кис­

лоты в глутампновую.

Установленная концентрация

кислот в растворе в пересче­

те на глутампновую составляет

0,2300X100

0,7725

=29,8%

Р а з н и ц а в концентрациях

(исходной и найденной) будет

равна

(30—29,8) X I 0 0

-30

=0,67% .

В производственных

условиях во взятой пробе

в а ж н о

карбоновую. В данном случае

этот

переход

происходит за

счет отщепления молекулы воды и составляет

0,15738X1,1395X100

0,2300

=77,95%.

Таблица

39

Кондуктометрическое титрование

раствора

после

56-часового нагревания 30%-ной водной суспензии

гпутаминовой кислоты 0,2 н. раствором

NaOH

Колич. до­

Электро­

Колич. до­

Электро­

бавленно­

провод­

бавленно­

провод­

го 0,2

и.

ность, МО

го 0,2 н.

ность, МО

NaOH,

мл

NaOH,

мл

0,0

0,01397

9,5

0,01767

1,0

0,01198

10,0

0,01969

2,0

0,01076

10,5

0,02203

3,0

0,01021

11,0

0,02439

4,0

0,01021

11,5

0,02681

5,0

0,01058

12,0

0,02924

6,0

0,01125

12,5

0,03165

7,0

0,01225

13,0

0,03402

7,5

0,01276

13,5

0,03637

8,0

0,01352

14,0

0,03876

8,5

0,01465

15,0

0,04343

9,0

0,01598

16,0

0,04831

АДСОРБЦИОННО-ДЕСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

I

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПИРРОЛИДОНКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ

П и р р о л и д о н к а р б о н о в ая и глутаминовая кислоты,

как бы­

ло

указано выше,

различаются по силе и, следовательно, по

адсорбционной способности. Это явилось основой для

ионооб­

менного их разделения и

определения с использованием силь­

нокислотных катионитов,

а

т а к ж е

сильноосновных (АВ-17) и

слабоосновных (ЭДЭ - 10П)

аиионитов [104]. Катионит КУ-2 в

Н - форме сорбирует из аммиачных

растворов примерно 73%

нии

катеонита водой полностью десорбируется (табл. 26).

Н а

катеоните остаются глутаминовая кислота и другие катио­

ны.

Концентрация пирролидонкарбоновой кислоты может

вания щелочью известной

концентрации или

поляриметри­

чески.

Д л я

определения глутаминовой кислоты в

растворе пос­

леднюю

элюируют 4%-ным

раствором аммиака

или 1 —10 н.

париванием. Исследуемый раствор

смеси

пирролидонкарбо­

новой

кислоты

с аминокислотами,

с содержанием

сухих ве­

ществ

не более

20%,

пропускают со скоростью 2 мл/мин че­

рез колонки с 10—30 г сильнокислотного катеонита

КУ-2-8 ч

С, взятого с учетом

обменной емкости.

Элюирование

пирролидонкарбоновой

кислоты

проводят

рат

объединяются.

Содержание

пирролидонкарбоновой

кисло­

ты

определяется

(табл. 41)

поляриметрически

в

трубке

2—4 дм на сахариметре СУ—1 по формуле

ЮО - а - Я

Q

— концентрация

оптически

активного

вещества,

г/100

мл;

град;

a — наблюдаемое вращение,

I

— толщина слоя

раствора

(размер

трубки),

дм;

[ а ] 2 0 д — у д е л ь н о е

вращение

плоскости поляризованного

например, при содержании П К 0,1 г/100 мл раствора в

пробу

добавляется 0,5—1 мл 40%-ного

раствора NaOH

до рН

1—9,

и объем пробы

доводится до метки (например,

50 мл), при

этом показания

а увеличиваются

примерно до 0,3° в

трубке

на 4 дм.

Перколяцип

через КУ-2

в Н-форме

(25—50 мл

попита)

Водный

I

Десорбция

глутаминовой

кислоты

(4%-ный

нейт-

ральный раствор NH4 OH)

Определение

пир­

I

Аммиачный

Регенерация

КУ-2 (4%

элюат

ролидонкарбоновой

ный HCI)

кислоты

известны­

ми методами

Определение

глутаминовой

кислоты

известными

методами

Рис.

37. Схема ионообменного разделения глутаминовой и

пирролидонкарбоновой

кислот.

Например,-

определенный

объем

(40 мл) маточника от

кристаллизации

пирролидонкарбоновой

кислоты

разбавляет ­

ся

водой

(до 100 мл)

и фильтруется

через катионит

КУ-2—

8 ч С ( « 7 0 мл), затем

смола промывается водой, а фильтрат

и

промой

собираются

(250 мл раствора

р Н 1,9).

Содержание

пирролидонкарбоновой

кислоты

определяется

поляриметри­

чески на сахариметре

СУ-1 в трубке 4 дм. Н а б л ю д а е м ы й угол

К р и с т а л лы из упаренного в вакуум-эксикаторе

над

POCIs - фильтрата и водного

элюата с КУ-2 были

исследова­

ны спектрофотометрически

на UR-20. ИК - спектры

свидетель­

ствуют о том, что в указанных растворах содержится

чистая

пирролидонкарбоновая кислота и что предложенный

метод

и пирролидонкарбоновой

кислот.

а и вероятную

Среднее квадратичное

отклонение

случай­

ную ошибку Z (с надежностью

а = 0

, 9 5 и t i =4,30)

можно

найти методом математической

статистики

— У п—1

~ / л '

•1 '

/ 0 996

4,30-0,705

+ V 1 = г = ± 0 ' 7 0 5 ;

z

- ± - 7 Т ~ = ± 1 ,

7 5 ;

для глутаминовой

кислоты

/"3 032

4,3-1,23

Полученные величины характеризуют точность анализа и

показывают, что доверительные

границы определения

нахо­

дятся в пределах

— 1 0 0 ± 1 , 7 5 %

для

пирролидонкарбоновой

кислоты

и 1 0 0 ± 3 , 0 % — д л я

глутаминовой. Соблюдение

нера­

венства

Д = М — A < Z , где А — истинное значение, М — сред­

нее арифметическое, свидетельствует

о том, что метод

свобо­

ден от систематических ошибок [88] .

Изучение хроматографии смеси пирролидонкарбоновой и

глутаминовой кислот на анионитах

Э Д Э - 1 0 П и АВ-17 из раст­

воров

модельных

смесей разной

концентрации

показывает,

что

пирролидонкарбоновая

кислота прочнее

удерживается

анионитом,

чем глутаминовая (рисунки 20, 21, 37). Так, при

пропускании

через

Э Д Э - 1 0 П

раствора смеси чистых продук­

тов

при содержании

глутаминовой

и пирролидонкарбоновой

кислот

соответственно в отношении

1:10 (рис. 21) глутамино­

вая

кислота

обнаруживается

в фильтрате

значительно рань­

ше

(кривая

1), чем пирролидонкарбоновая

(кривая 2).

В том случае,

когда

разница в соотношении

концентрации

кислот

невелика

(0,25%

глутаминовой, 0,5% пирролидонкар-

одну

пробу раньше (рис. 20).

То

ж е наблюдается и при пропускании через анпонит

пирролидонкарбоновой

кислот (рис. 37). При элюированин

указанных

кислот с АВ-17 4%-ным

раствором

N H 4 H C 0 3 и с

ЭДЭ - 10П

0,1 н. NaOH и 0,1 и. H 2 S 0 4

(рисунки

22, 23) раство­

римы в условиях, когда

иоиогенные

группы

ионитов почти

полностью

фиксированы,

т. е. Rf-> О, фракции

с максималь ­

Отношение

max

( max

условиях

с о с т а в л я е т ,

сУп К |эл |^Тк|эл

в

э т

и х

соответственно

1,88;

1,57; 1,48.

Н а и м е н ь ш а я

степень

загряз ­

ненности

фракции

наблюдается

для элюента

0,1 н. H2 SO.( .

Следовательно,

при малой первоначальной

зярядке

колонки,

когда

R> равно

почти

полному

числу

теоретических

тарелок,

возможно разделение, а значит, и определение

пирролидон­

карбоновой и глутаминовой

кислот

на

стадии

элюмроваичя

серной кислотой

[105].

МЕТОД

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПИРРОЛИДОНКАРБОНОВОЙ

КИСЛОТЫ

ПРИ

ИЗУЧЕНИИ

ЕЁ

РАСТВОРИМОСТИ

В ВОДЕ, АЦЕТОНЕ, БУТАНОЛЕ И ЭТАНОЛЕ

Определение

концентрации

пирролидонкарбоновой

кисло­

ты при изучении ее растворимости

можно

проводить

объем­

ным методом путем

титровани-я

исследуемых

растворов ще­

лочью

определенной

нормальности.

Этот

метод

был

принят

нами

после предварительной

проверки,

которая

заключалась

Таблица

42

Данные

количественного

определения

пирролидонкарбоновой

кислоты

объемным

методом

Колич.

пирролидонкарбоновой

Относи­

кислоты

тельная

взято,

qi,

найдено

A = q2

—qi,

ошибка,

%

г

q2, г

г

0,1050

1,1049

—0,0001

0,09

0,1220

0,1220

0,0000

0,0

0,1000

0,1000

0,0000

0,0

0,2250

0,2258

+0,0008

0,36

0,3500

0,3500

0,000

0,0