3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量测定方法的研究

徐 曼， 汪咏梅， 张亮亮， 胡新宇

(中国林业科学研究院 林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局 林产化学 工程重点开放性实验室；江苏省 生物质能源与材料重点实验室， 江苏 南京 210042)

3,4,5-三甲氧基苯甲酸是我国林产资源五倍子单宁深加工得到的精细化工产品，是一种重要的有机中间体助剂，可以进一步合成多种没食子酸的甲基化衍生物，如3,4,5-三甲氧基苯甲酸甲酯、 3,4,5-三甲氧基苯甲酰肼、 3,4,5-三甲氧基苯甲醛、 3,4,5-三甲氧基苯甲酰氯和3,4,5-三甲氧基苯甲酰胺等[1]。在医药方面， 3,4,5-三甲氧基苯甲酸是胃药、抗焦虑药、退热药、治疗精神分裂症药、抗菌增效药的重要中间体[2],可用于生产抗菌增效药甲氧苄啶、抗焦虑药三甲氧啉。现在有研究尝试利用3,4,5-三甲氧基苯甲酸合成植物抗毒素[3]、心脏病治疗药物[4]、防晒化妆品紫外吸收剂[5]等。3,4,5-三甲氧基苯甲酸的合成方法有酯水解法、醛氧化法和甲基化法等[6-8]。其中，甲基化法是报道较早也是较为常用的合成方法。由于目前在工业生产中，没有制定关于3,4,5-三甲氧基苯甲酸的统一标准，生产、贸易企业在检验产品时多依据各自的企业标准，市场处于无规范状态，尤其是其含量的测定会因方法的不同导致数据有差异，所以需要对3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量测定制定统一的方法标准。本研究分别采用高效液相色谱法和化学滴定法对工业生产的3,4,5-三甲氧基苯甲酸试样进行测定，并对测定结果进行统计分析，以判断和评价2种方法的准确性和实用性，以期为生产、贸易企业提供可靠的测定方法。

1 实 验

1.1材料与仪器

3,4,5-三甲氧基苯甲酸，由湖北竹山林产化工有限公司提供；3,4,5-三甲氧基苯甲酸标准样品，中国林业科学研究院林产化学工业研究所提供，纯度为99.13 %。色谱甲醇，进口；氢氧化钠、甲醇、乙醇、磷酸、酚酞均为国产分析纯。LC-20AB型高效液相色谱仪，日本岛津公司。

1.23,4,5-三甲氧基苯甲酸测定方法

1.2.1高效液相色谱法 测定条件：色谱柱为Kromasil C18柱(Ø4.6 mm×150 mm，5 μm)；流动相为甲醇-水(体积比60∶40，水中含体积分数0.1 %的磷酸，下同)；测试液质量浓度2 g/L(溶于甲醇)；进样量10 μL；流速1 mL/min；UV检测器波长256 nm。称取3,4,5-三甲氧基苯甲酸试样和标准品各0.010 g(精确至0.000 1 g)，置于50 mL容量瓶中，加入甲醇使其溶解。分别配置10个供测试样品溶液和标准样品溶液。得到色谱峰面积响应值，以样品溶液峰面积与标准溶液峰面积比较定量。另外，用3,4,5-三甲氧基苯甲酸标准品配置不同质量浓度(12.5、 25.0、 50.0、 100.0、 200.0和400.0 mg/L)的供试液。以峰面积(y)为纵坐标，质量浓度(x)为横坐标，绘制标准曲线，得标准曲线方程为y=25 309x-78 577，R2=0.997 8。

3,4,5-三甲氧基苯甲酸质量分数(X1，%)，按下式计算：

式中：S1—试样溶液峰面积值；S2—标准样品溶液峰面积值；m1—3,4,5-三甲氧基苯甲酸标准样品的质量，g；p—3,4,5-三甲氧基苯甲酸标准样品纯度，%；m0—试样质量，g。

1.2.2化学滴定法 准确称取经干燥的试样约0.200 g(精确至0.000 1 g)，置于250 mL锥形瓶中，加入25 mL中性乙醇溶液溶解，滴加1～2滴酚酞指示液，用氢氧化钠标准溶液(浓度0.100 1 mol/L)滴定至淡红色出现并保持30秒不褪色为终点。

3,4,5-三甲氧基苯甲酸质量分数(X2，%)，按下式计算：

式中：c—氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；V—试样消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL；m—3,4,5-三甲氧基苯甲酸试样质量，g；M—每毫摩尔3,4,5-三甲氧基苯甲酸的质量，0.212 2 g/mmol。

1.32种方法准确性检验

称取6份经干燥的试样, 分别加入一定量3,4,5-三甲氧基苯甲酸标准样品，按照1.2.1节方法操作，使用峰面积和质量浓度的标准曲线计算高效液相色谱法的加标回收率。另称取6份干燥的标准样品，按1.2.2节条件操作，计算实际消耗NaOH标准溶液的体积与理论消耗的NaOH标准溶液的体积比值(R)，探讨化学滴定法的准确性。

2 结果与讨论

2.1采用高效液相色谱法测定3,4,5-三甲氧基苯甲酸的质量分数

图1为通过高效液相色谱法测定的3,4,5-三甲氧基苯甲酸测试样品色谱图。

对同一3,4,5-三甲氧基苯甲酸试样共测得10个供试样品的质量分数的独立测值(%)，将测定数据汇总，按数值从小到大排列为： 98.72、 98.80、 98.86、 98.98、 99.62、 99.79、 99.86、 100.03、 100.08、 100.34。

查表得：n=10，α=0.01，G0.01=2.482；n=10，α=0.05，G0.05=2.290。

图 1 3,4,5-三甲氧基苯甲酸色谱图

用Grubbs检验最大值和最小值是否为异常值，取检出水平α=0.05。将计算的统计测定值(G)与临界值(G0.05)[9]比较决定舍弃或保留：G>G0.05者舍弃，G

表1 高效液相色谱法测定值的Grubbs检验(α=0.05)

在进行数据的统计处理和分析时，要基于该数据服从正态分布，因此要对原始数据进行正态性检验。用偏态系数和峰态系数检验数据正态性，偏态系数(A)用于检验数据的不对称性，峰态系数(B)用于检验数据的峰态。通过比较计算得到的数值，如果A小于相应的临界值，B处于临界区间B～B′中，则可以说明数据是服从正态分布的[10]。

2.2采用化学滴定法测定3,4,5-三甲氧基苯甲酸的质量分数

对同一3,4,5-三甲氧基苯甲酸试样共测得10个供试样品的质量分数的独立测值(%)，将测定数据汇总，按数值从小到大排列：98.82、 98.97、 99.34、 99.57、 99.78、 99.82、 100.09、 100.26、 100.35、 100.99。

查表得：n=10，α=0.01，G0.01=2.482；n=10，α=0.05，G0.05=2.290。

用Grubbs检验可疑界外值，取检出水平α=0.05，将计算的统计测定值(G)与表列临界值(G0.05)[9]比较决定舍弃或保留：G>G0.05者舍弃，G

表 2 化学滴定法测定值的Grubbs检验(α = 0.05)

计算偏态系数(A)和峰态系数(B)，检验数据的正态性[10]：

2.32种方法的准确性测定

对2种方法测定值进行计算，高效液相色谱法利用色谱峰面积与样品质量浓度标准曲线计算得到的加标回收率计算结果见表3，化学滴定法测定计算结果见表4。高效液相色谱法的平均回收率为99.30 %，化学滴定法的R值为99.35 %，2种方法都可以对供试样品含量进行有效的测定分析。

表3高效液相色谱法加标回收率测定结果

Table3StandardadditionrecoveryofHPLCmethod

编号No．样品质量浓度/(g·L-1)samplecontent对照品加入量/gstandardsubstanceaddition测量值/(g·L-1)measuredvalue回收率/%recoveryrate10．2010．02200．41698．9320．1980．01950．39199．4030．1990．02020．40199．1340．1970．01990．39098．5250．2000．02040．40299．5160．1970．02030．401100．32平均值average99．30

表4化学滴定法测定结果

Table4Resultoftitrationmethod

编号No．标准样品加入量/gsampleaddition理论消耗NaOH标准溶液体积值/mLtheoreticalvolumevalueofNaOHstandardsolution实际消耗NaOH标准溶液体积值/mLactualvolumevalueofNaOHstandardsolution体积比值/%volumeratio10．11625．47055．396．8820．10114．75964．798．7530．10234．81614．899．6740．10184．79264．8100．1650．10755．06095．098．8060．10434．91035．0101．83平均值average99．35

2.4对2种测定方法的测定值进行t检验

由2.1和2.2节可知，2种方法的测定值都服从正态分布，测定误差属于随机误差，用t检验考察2种方法测定值的差异是否显著[9]。

将测定值代入上式得到：

t=99.51-99.80/0.2840=1.021

对于自由度=10+10-2=18，查t分布置信系数表得：t0.05(18)=2.10。

t的计算值1.021小于临界值2.10，表明2种方法的平均值之间无显著性差异。

2.5对2种测定方法测定值的准确性与实用性评价

高效液相色谱是一种重要的分析手段，它利用物质在两相中分配系数的微小差异，当两相做相对移动时，使被测物质在两相之间进行反复多次分配，这样使原来微小的分配差异产生了很大分离的效果，使组分分离。化学滴定法是根据已知浓度的试剂溶液和被测物质完全反应时所消耗的体积及其浓度来计算被测物质的含量，化学滴定法应用范围广，具有操作简单、试剂易得、成本低、分析准确度较高等优点。

本研究主要目的是比较3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量测定的方法，通过前期调研和预实验，选择目前企业使用的高效液相色谱法和化学滴定法来进行比较实验。对2种测定方法的测定值分别进行了Grubbs检验、正态检验、均数比较(t检验)。从正态检验结果看，2种测定方法的测定值都呈现正态性，表明其测定误差属随机误差。进一步通过t检验来判别2种方法的测定值之间是否存在显著差异，结果表明2种方法测得的含量平均值无显著性差异，所以2种方法在测定时都是可用的。比较2种方法的测定值，化学滴定法测得的平均值为99.80%略高于高效液相色谱法的99.51 %，而3,4,5-三甲氧基苯甲酸是由没食子酸转化得到，假设产品中有微量的没食子酸残留的杂质，在化学滴定法中氢氧化钠标准滴定溶液的消耗会增加，会导致测定值偏高。高效液相色谱法具有高分辨率和灵敏度，可以分辨出存在的杂质，而且选择性好、分离度好、分析用量较少、保留时间短、耗费溶剂量少。化学滴定法样品需求量较大，而且化学滴定法在实际操作中和检验人员的经验也有很大关系，对测量数据会有一定影响。因此，高效液相色谱法的测定值有更高的准确度和精密度，在工业生产分析中会发挥更大的作用。

3 结 论

3.1研究了采用高效液相色谱法和化学滴定法测定3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量的测定方法，提出了2种测定方法的实验条件。检验数据结果统计分析表明，2种方法的测定数据均遵从正态分布，测量误差属于随机误差，因此，2种测定方法均具有实用性。

3.2进行了高效液相色谱法和化学滴定法测定3,4,5-三甲氧基苯甲酸含量值的均数测定比较，检验结果表明2种测定方法的精密度无显著性差异。

3.3高效液相色谱法测定平均值99.51 %，标准偏差0.608 %；化学滴定法测定平均值99.80 %，标准偏差0.661 %。高效液相色谱法的测定值有更高的准确度和精密度，建议在制定3,4,5-三甲氧基苯甲酸相关标准时，含量检测的统一方法选择高效液相色谱法，在不具备色谱仪的情况下也可使用化学滴定法。

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