1、收稿日期：；修回日期：；录用日期：苯基双胍制备体系的紫外光谱行为研究王立玮，史俊，张睿辉（西安石油大学化学化工学院，陕西 西安 ）摘要：采用紫外分光光度法对双氰胺与苯胺发生亲核加成得到苯基双胍的反应体系进行单组分与多组分共存时的检测发现，各物质的吸收带之间无明显干扰。以朗伯比尔定律计算出各物质相应的质量浓度，进行合成全过程中不经分离即可对各组分进行浓度监控的模拟。基于该亲核加成中酸催化剂的关键作用，经研究发现，对于该体系反应过程中浓度监控的影响，可用加入缓冲溶液来消除。关键词：双胍；紫外；检测中图分类号：；文献标志码：，（，）：，：；双胍类化合物是一种具有广泛医学应用的重要化合物，结构是双胍最
2、简单的组成部分（图）。苯基双胍类化合物已被广泛应用于杂环类化合物的合成、有机腐蚀、金属络合和晶体工程等化学领域，但鲜见实验过程中进行实时检测双胍类化合物浓度的报道。图双胍最简单的组成结构本文在酸催化作用下，对双氰胺（）与苯胺（）亲核加成合成苯基双胍（）进行了研究，对一些影响因素进行分析，以实现紫外分光光度法在该合成实验过程中的实时质量浓度检测。实验部分 试剂与仪器苯胺、盐酸，国药集团化学试剂有限公司；双氰胺，麦克林化学试剂有限公司；苯基双胍，上海阿拉 ，（），：研究论文 化学世界化学世界 丁生化科技股份有限公司；实验用水为蒸馏水。所有试剂均为分析纯。型 紫 外可见 分光 光度 计，日本岛津仪器
3、 设备 有 限公 司；型手动紫外可见分光光度计，上海佑科仪器仪表有限公司。实验分别称取 的 、及 溶解于少量蒸馏水中，转移至 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，分别得到 的、和 水溶液，进一步 用蒸 馏水稀释 分别得到 的 、和 水溶液。分别取 质量浓度为 的 、及 水溶液置于石英比色皿中，以蒸馏水作为参比溶液，用紫外分光光度计对其进行扫描。分别取 质量浓度为 的、及 水溶液为参比溶液，以标准加入法梯度增大浓度于石英比色皿中，用紫外分光光度计对其进行扫描，即得到 、和 系列质量浓度下单组分溶液的吸光度（）。结果与讨论 单组份溶液 苯胺、双氰胺及苯基双胍的紫外吸收曲线分别 配 制 质 量 浓 度 为
4、 的、及 水溶液，用紫外可见分光光度计在波长 下进行扫描，得到 、及 的紫外吸收曲线（图）。图（）为 的 水溶液在波长 下扫描得到的紫外吸收曲线，从图（）可知，在 带、带和 带处的 分别为 、；从图（）可知，仅有带吸收峰，为 ；从图（）可知，在 带有吸收峰，为 。因此，分别选择在 处对 进行分析、在 处对 进行分析和在 处对 进行分析。苯胺、双氰胺以及苯基双胍的标准曲线分 别 配 制 质 量 浓 度 为 、的 、水溶液。分别在、各自的最大吸收波长 、处，用手动紫外可图（）苯胺、（）双氰胺及（）苯基双胍单组分水溶液的紫外吸收曲线见分光光度计进行扫描，得到 、及 单组分水溶液的标准曲线，经拟合结果
5、见图（）。双组分溶液 苯胺、双氰胺的紫外谱配制 、质量浓度均为 的双组分混合水溶液，用紫外可见分光光度计在波长 下对样品进行扫描，结果见图。从图可以看出，质量浓度为 的 与 单组分水溶液的吸光度（）之和与二者混合水溶液的吸光度数值相差很小（在双氰胺最易受到苯胺干扰的最大吸收波长 处，混合水溶液的吸光度值几乎无偏差），与 二者的紫外吸收光谱相互之间无影响，说明 与 两组 ，（），化学世界研究论文图（）苯胺、（）双氰胺以及（）苯基双胍单组分水溶液在各自最大吸收波长下的标准曲线分的共轭体系结构之间无相互作用，符合朗伯比尔定律的加和性。苯胺、苯基双胍的紫外谱配制 、质量浓度均为 的双组分混合水溶液，用
6、紫外可见分光光度计在波长 下扫描，结果见图。从图可以看出，质量浓度为 的 与 单组分水溶液的吸光度之和与二者混合水溶液的吸光度值相差很小（在苯基双胍最易受到苯胺干扰的最大吸收波长 处，混合水溶液的吸光度值几乎无偏差；同样在苯胺最易受到苯基双胍干扰的最大吸收波长 、处，混合水溶液的吸光度值几乎无偏差），与 二者的紫外吸收光谱相互之间无影响，说明 与 两组分的共轭体图（）单一反应物苯胺与双氰胺的紫外谱图及（）苯胺与双氰胺混合溶液的紫外谱图图（）单一反应物苯胺与产物苯基双胍的紫外谱图及（）苯胺与苯基双胍混合溶液的紫外谱图系结构之间无相互作用，符合朗伯比尔定律的加和性。，（），双氰胺、苯基双胍的紫外谱
7、配制 、质量浓度均为 的双组分混合水溶液，取样后用紫外可见分光光度计在波长 下扫描，结果见图。从图可以看出，质 量 浓 度 为 的 与 单组分水溶液的吸光度之和与两者混合水溶液的吸光度值相差很小（在双氰胺最易受到苯基双胍干扰的最大吸收波长 处，混合水溶液的吸光度值几乎无偏差；同样在苯基双胍最易受到双氰胺干扰的最大吸收波长 处，混合水溶液的吸光度值几乎无偏差），与 二者的紫外 吸 收 光 谱 相 互 之 间 无 影 响，说 明 与 两组分的共轭体系结构之间无相互作用，符合朗伯比尔定律的加和性。图（）单一反应物双氰胺与产物苯基双胍的紫外谱图及（）双氰胺与苯基双胍混合溶液的紫外谱图 模拟合成实验由
8、节可知，、和 的共轭体系结构之间无相互作用，三者的紫外吸收光谱相互之间无影响，混合溶液的吸光度值符合朗伯比尔定律的加和性。这为实现反应过程中实时取样并且列三元一次方程组计算各组分质量浓度方法的建立提供了理论依据。故模拟反应进程，按比例逐步减小、的质量浓度，同时增大 的质量浓度，假 设 当 反 应 物 双 氰 胺 的 转 化 率 分 别 为、时（理论上该反应是苯胺与双氰胺按物质的量的比加成得到 苯基双胍，即苯胺与双氰胺减少的物质的量与苯基双胍生成的物质的量均相等），分别配制相应质量浓度的单组分水溶液及三者的混合水溶液，取样后用紫外可见分光光度计在波长 下扫描得到关系图 图（）。图双 氰 胺 转
9、化 率 分 别 为（）、（）、（）时，相应的、质量浓度的单组分水溶液及混合水溶液的紫外光谱图 体系 值的影响在苯胺、双氰胺、苯基双胍水溶液中分别加入中和全部胺基所需 的盐酸量（每 的苯胺、双氰胺、苯基双胍中分别加入 、的盐酸）、中和全部胺基所需盐酸量（每 的苯胺、双氰胺、苯基双胍中分别加入 、的盐酸）、中和全部胺基所需盐酸量的倍量（每 的苯 胺、双 氰 胺、苯 基 双 胍 中 分 别 加 入 、的盐酸），考察了 对苯胺的影响，结果见图。，（），化学世界研究论文图体系 对于（）苯胺、（）双氰胺及（）苯基双胍水溶液紫外吸收曲线的影响（）（）中和全部胺基所需 的盐酸量，（）中和全部胺基所需盐酸的量，
10、（）中和全部胺基所需盐酸的倍量，（）中和全部胺基所需盐酸的量（）；（）（）中和全部胺基所需 的盐酸量，（）中和全部胺基所需盐酸的量，（）中和全部胺基所需盐酸的倍量，（）中和全部胺基所需盐酸（）；（）（）中和全部胺基所需 的盐酸量，（）中和全部胺基所需盐酸的量，（）中和全部胺基所需盐酸的倍量，（）中和全部胺基所需盐酸（），（），从图可知，加入盐酸会对各组分共轭体系的结构产生影响，使得紫外吸收曲线发生变化。由图（、）可知，在苯胺水溶液中加入盐酸会使得紫外吸收曲线发生较大改变，无法在其特征峰处进行分析。由图（）可知，在加入了能中和所有胺基所需盐酸量的溶液中，用磷酸盐缓冲溶液使其 保持在 ，可以很大程
11、度地降低盐酸产生的影响。所得吸光系数可极大地接近不加盐酸的溶液的吸光系数。另外，在 附近，苯胺、双氰胺及苯基双胍均有一个很强的吸收峰，应避免在 附近进行数据分析。因为大多数物质（包括很多的有机溶剂、反应中间体、杂质等）都在 附近有紫外吸收，在此处进行分析会有很大的误差，所以为了消除影响可以在实际检测过程中通过配制缓冲溶液将影响降低，使所得数据更加准确。结论经实验分析检测得到各物质在紫外光区的紫外吸收光谱，利用各物质在不同波段的最大吸收波长实现了苯基双胍分析中的不分离检测。经模拟实验可知，各物质之间几乎没有相互干扰，具有一定的准确性与灵敏度。但是会受到环境中酸度的影响，可以通过 以 缓 冲 溶 液 调 节 的 操 作 将 影 响 降 至极小。参考文献郭丽萍，杜小弟，雷家珩，等 酸度对苯基双胍合成反应的影响及其作用机理 应用化学，（）：杜小弟苯基双胍衍生物的合成机理及其固化环氧树脂的动力学研究武汉：武汉理工大学，陈连喜，张惠玲，刘全文，等 间甲苯胺改性双氰胺衍生物的合成 武汉理工大学学报，（）：南巡，周宇，凌辉，等 改性双氰胺研究进展 宇航材料工艺，（）：，（）：，：，：，（），