[发明专利]偶氮染料合成过程快速分析方法

摘要

一种偶氮染料合成过程快速分析方法，涉及一种染料快速分析方法，包括步骤S1、偶氮染料合成的重氮化过程分析检测和步骤S2、偶氮染料合成的偶合过程分析检测；步骤S1是先建立对位酯重氮盐分析模型，实时配制系列待测对位酯重氮液样品，并立即用光谱仪采集光谱数据，测定对位酯重氮化反应过程的不同反应时间下的对位酯重氮盐的含量；步骤S2是先建立偶合过程反应产物分析模型，实时配制系列待测偶合反应液样品，并立即用光谱仪采集光谱数据，测定偶合反应过程的不同反应时间下的偶氮染料的含量，实现过程控制。本发明适用于染料合成过程的实时控制，操作简单、检验周期短，准确度高、检验成本低，在染料产品质量监控具有重要的意义。

主权项

1.一种偶氮染料合成过程快速分析方法，其特征在于：该方法包括步骤S1、偶氮染料合成的重氮化过程分析检测和步骤S2、偶氮染料合成的偶合过程分析检测；所述的步骤S1是在对位酯重氮化反应过程中，包括如下工序：S11、建立对位酯重氮盐分析模型，S12、实时配制系列待测对位酯重氮液样品，S13、在取得每个待测对位酯重氮液样品后立即用光谱仪采集多波长紫外‑可见光谱数据，S14、测定待测对位酯重氮液中对位酯重氮盐的含量；S15、重复步骤S14，测定对位酯重氮化反应过程的不同反应时间下的对位酯重氮盐的含量，实现过程控制；所述的步骤S2是在重氮盐偶合反应过程中，包括如下工序：S21、建立偶合过程反应产物分析模型，S22、实时配制系列待测偶合反应液样品，S23、在取得每个待测偶合反应液样品后立即用光谱仪采集多波长紫外‑可见光谱数据，S24、测定待测偶合反应液中偶氮染料的含量，S25、重复步骤S24，测定偶合反应过程的不同反应时间下的偶氮染料的含量，实现过程控制；在步骤S11中，所述的建立对位酯重氮盐分析模型包括以下工序：S111、参比对位酯重氮盐紫外‑可见光谱数据的采集：从对位酯重氮化反应过程的对位酯重氮液中分别移取不同体积的溶液至100mL容量瓶中，定容，摇匀，得到系列浓度的参比对位酯重氮液；采用紫外‑可见光纤光谱仪采集系列浓度的参比对位酯重氮液的光谱数据，得到光谱数据矩阵A；S112、液相色谱‑光谱联用分离参比对位酯重氮液中有效组分和其它组分：从系列浓度的参比对位酯重氮液中任意选取一种参比对位酯重氮液，在选定的液相色谱条件下进行液相色谱分析，同时采集多波长紫外‑可见光强度格式数据M；将光强度格式数据转化成不同时间下多波长下的吸光度矩阵M₁；选取其中的某一个波长对吸光度矩阵M₁作图，判断有效组分的峰位置，将吸光度矩阵M₁中有效组分光谱数据Z₁和其它组分光谱数据B₁分离出来；S113、测定参比对位酯重氮液中对位酯重氮盐的含量：分别对吸光度矩阵M₁和有效组分光谱数据Z₁进行求和积分，通过两者积分的比值计算出参比对位酯重氮液中有效组分对位酯重氮盐的含量x₁；S114、参比对位酯重氮液的有效组分和其它组分的信号分离：用奇异值分解对有效组分光谱数据Z₁和其它组分光谱数据B₁进行降维，采用判断系统独立变量法方法确定有效组分光谱数据Z₁的主成分数m₁和其它组分光谱数据B₁的主成分数n₁，从降维后的其它组分光谱数据B₁中选取前n₁列作为背景光谱数据H，从降维后的有效组分光谱数据Z₁中选取前m₁列作为有效光谱数据S；应用斜投影算法从光谱数据矩阵A中分别计算出在不同浓度的参比对位酯重氮液中有效组分和其它组分的信号，分别记为ZF_a和BJ_b，同时得到零浓度时的有效组分的基础响应信号z_j和其它组分的基础响应信号b_j；在步骤S14中，所述的测定待测对位酯重氮液中对位酯重氮盐的含量包括如下内容：利用Matlab计算平台，导入待测对位酯重氮液样品的多波长紫外‑可见光谱数据，结合斜投影算法，计算出待测对位酯重氮液的有效组分对位酯重氮盐信号值D_a和其它组分的信号值D_b，通过公式Ⅰ计算求得被测对位酯重氮盐的含量y₁：在公式Ⅰ中；D_a和D_b分别为待测对位酯重氮液的有效组分和其它组分的信号；ZF_a和BJ_b分别为参比对位酯重氮液的有效组分和其它组分的信号；z_j和b_j为零浓度下有效组分和其它组分的基础响应信号；x₁为参比对位酯重氮盐的含量；在步骤S21中，所述的建立偶合过程反应产物分析模型包括如下工序：S211、从偶合反应液中分别移取不同体积的溶液至100mL容量瓶中，定容，摇匀，得到系列浓度的参比偶合反应液；采用紫外‑可见光纤光谱仪采集该系列浓度的参比偶合反应液的光谱数据，得到光谱数据矩阵O；S212、从系列浓度的参比偶合反应液中任取一份，在选定的液相色谱条件下进行液相色谱分析，以峰面积归一法计算其偶氮染料的含量x₂；在高效液相色谱分析同时采集其多波长紫外‑可见光强度格式数据M₂，并将光强度格式数据转化成不同时间多波长下的吸光度矩阵M₃；S213、选择某一波长对吸光度矩阵M₃作图，判断偶氮染料的峰位置后，从吸光度矩阵M₃中分离得到偶氮染料光谱数据Z₂和其它组分光谱数据B₂；S214、采用判断系统独立变量数方法确定偶氮染料光谱数据Z₂和其它组分光谱数据B₂的主成分数m₂；应用奇异值分解[u,s,v]=SVD[B₂]对其它组分光谱数据B₂进行降维；将数据u中前m₂列选出作为背景光谱数据BJ；同样对偶氮染料光谱数据Z₂降维，选取偶氮染料光谱数据Z₂中间m₂列数据作为有效组分光谱数据ZF；S215、应用计算平台，导入有效组分光谱数据ZF、背景光谱数据BJ和参比偶合反应液系列浓度光谱数据矩阵O，结合斜投影算法，计算偶合反应液中有效组分和其它组分的信号，记为Z_a和B_b，拟合得线性方程y₂₁和y₂₂，记录方程的截距z_j1和b_j1，该z_j1和b_j1分别表示零浓度下有效组分和其它组分的基础响应信号；在步骤S24中，所述的测定待测偶合反应液中偶氮染料的含量包括如下内容：利用Matlab计算平台，导入待测偶合反应液样品的多波长紫外‑可见光谱数据，结合斜投影算法，计算出待测偶合反应液的有效组分偶氮染料信号值O_a和背景组分的信号值O_b，通过公式Ⅱ计算求得待测偶合反应液中偶氮染料的含量y₂：公式Ⅱ中，O_a和O_b分别为待测偶合反应液的有效组分和其它组分信号；Z_a和B_b分别为参比偶合反应液的有效组分和其它组分信号；z_j1和b_j1为零浓度下有效组分和其它组分的基础响应信号；x₂为参比偶合反应液的偶氮染料的含量。