[發明專利]偶氮染料合成過程快速分析方法

有效

• 申請號: 201610719279.8
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN106323891B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 粟暉;陸泓男;方鳳;姚志湘;趙立軍;蘇宗婷;劉柳
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 周小芹

1.一種偶氮染料合成過程快速分析方法，其特征在于：該方法包括步驟S1、偶氮染料合成的重氮化過程分析檢測和步驟S2、偶氮染料合成的偶合過程分析檢測；所述的步驟S1是在對位酯重氮化反應過程中，包括如下工序：

S11、建立對位酯重氮鹽分析模型，

S12、實時配制系列待測對位酯重氮液樣品，

S13、在取得每個待測對位酯重氮液樣品后立即用光譜儀采集多波長紫外-可見光譜數據，

S14、測定待測對位酯重氮液中對位酯重氮鹽的含量；

S15、重復步驟S14，測定對位酯重氮化反應過程的不同反應時間下的對位酯重氮鹽的含量，實現過程控制；

所述的步驟S2是在重氮鹽偶合反應過程中，包括如下工序：

S21、建立偶合過程反應產物分析模型，

S22、實時配制系列待測偶合反應液樣品，

S23、在取得每個待測偶合反應液樣品后立即用光譜儀采集多波長紫外-可見光譜數據，

S24、測定待測偶合反應液中偶氮染料的含量，

S25、重復步驟S24，測定偶合反應過程的不同反應時間下的偶氮染料的含量，實現過程控制；

在步驟S11中，所述的建立對位酯重氮鹽分析模型包括以下工序：

S111、參比對位酯重氮鹽紫外-可見光譜數據的采集：

從對位酯重氮化反應過程的對位酯重氮液中分別移取不同體積的溶液至100mL容量瓶中，定容，搖勻，得到系列濃度的參比對位酯重氮液；采用紫外-可見光纖光譜儀采集系列濃度的參比對位酯重氮液的光譜數據，得到光譜數據矩陣A；

S112、液相色譜-光譜聯用分離參比對位酯重氮液中有效組分和其它組分：

從系列濃度的參比對位酯重氮液中任意選取一種參比對位酯重氮液，在選定的液相色譜條件下進行液相色譜分析，同時采集多波長紫外-可見光強度格式數據M；將光強度格式數據轉化成不同時間下多波長下的吸光度矩陣M₁；選取其中的某一個波長對吸光度矩陣M₁作圖，判斷有效組分的峰位置，將吸光度矩陣M₁中有效組分光譜數據Z₁和其它組分光譜數據B₁分離出來；

S113、測定參比對位酯重氮液中對位酯重氮鹽的含量：

分別對吸光度矩陣M₁和有效組分光譜數據Z₁進行求和積分，通過兩者積分的比值計算出參比對位酯重氮液中有效組分對位酯重氮鹽的含量x₁；

S114、參比對位酯重氮液的有效組分和其它組分的信號分離：

用奇異值分解對有效組分光譜數據Z₁和其它組分光譜數據B₁進行降維，采用判斷系統獨立變量法方法確定有效組分光譜數據Z₁的主成分數m₁和其它組分光譜數據B₁的主成分數n₁，從降維后的其它組分光譜數據B₁中選取前n₁列作為背景光譜數據H，從降維后的有效組分光譜數據Z₁中選取前m₁列作為有效光譜數據S；

應用斜投影算法從光譜數據矩陣A中分別計算出在不同濃度的參比對位酯重氮液中有效組分和其它組分的信號，分別記為ZF_a和BJ_b，同時得到零濃度時的有效組分的基礎響應信號z_j和其它組分的基礎響應信號b_j；

在步驟S14中，所述的測定待測對位酯重氮液中對位酯重氮鹽的含量包括如下內容：

利用Matlab計算平臺，導入待測對位酯重氮液樣品的多波長紫外-可見光譜數據，結合斜投影算法，計算出待測對位酯重氮液的有效組分對位酯重氮鹽信號值D_a和其它組分的信號值D_b，通過公式Ⅰ計算求得被測對位酯重氮鹽的含量y₁：

在公式Ⅰ中；

D_a和D_b分別為待測對位酯重氮液的有效組分和其它組分的信號；

ZF_a和BJ_b分別為參比對位酯重氮液的有效組分和其它組分的信號；

z_j和b_j為零濃度下有效組分和其它組分的基礎響應信號；

x₁為參比對位酯重氮鹽的含量；

在步驟S21中，所述的建立偶合過程反應產物分析模型包括如下工序：

S211、從偶合反應液中分別移取不同體積的溶液至100mL容量瓶中，定容，搖勻，得到系列濃度的參比偶合反應液；采用紫外-可見光纖光譜儀采集該系列濃度的參比偶合反應液的光譜數據，得到光譜數據矩陣O；

S212、從系列濃度的參比偶合反應液中任取一份，在選定的液相色譜條件下進行液相色譜分析，以峰面積歸一法計算其偶氮染料的含量x₂；在高效液相色譜分析同時采集其多波長紫外-可見光強度格式數據M₂，并將光強度格式數據轉化成不同時間多波長下的吸光度矩陣M₃；

S213、選擇某一波長對吸光度矩陣M₃作圖，判斷偶氮染料的峰位置后，從吸光度矩陣M₃中分離得到偶氮染料光譜數據Z₂和其它組分光譜數據B₂；

S214、采用判斷系統獨立變量數方法確定偶氮染料光譜數據Z₂和其它組分光譜數據B₂的主成分數m₂；應用奇異值分解[u,s,v]=SVD[B₂]對其它組分光譜數據B₂進行降維；將數據u中前m₂列選出作為背景光譜數據BJ；同樣對偶氮染料光譜數據Z₂降維，選取偶氮染料光譜數據Z₂中間m₂列數據作為有效組分光譜數據ZF；

S215、應用計算平臺，導入有效組分光譜數據ZF、背景光譜數據BJ和參比偶合反應液系列濃度光譜數據矩陣O，結合斜投影算法，計算偶合反應液中有效組分和其它組分的信號，記為Z_a和B_b，擬合得線性方程y₂₁和y₂₂，記錄方程的截距z_j1和b_j1，該z_j1和b_j1分別表示零濃度下有效組分和其它組分的基礎響應信號；

在步驟S24中，所述的測定待測偶合反應液中偶氮染料的含量包括如下內容：

利用Matlab計算平臺，導入待測偶合反應液樣品的多波長紫外-可見光譜數據，結合斜投影算法，計算出待測偶合反應液的有效組分偶氮染料信號值O_a和背景組分的信號值O_b，通過公式Ⅱ計算求得待測偶合反應液中偶氮染料的含量y₂：

公式Ⅱ中，

O_a和O_b分別為待測偶合反應液的有效組分和其它組分信號；

Z_a和B_b分別為參比偶合反應液的有效組分和其它組分信號；

z_j1和b_j1為零濃度下有效組分和其它組分的基礎響應信號；

x₂為參比偶合反應液的偶氮染料的含量。