18. KVALITATIVNÍ A KVANTITATIVNÍ STANOVENÍ KYSELINY THIOGLYKOLOVÉ (SULFANYLOCTOVÉ) V PROSTŘEDCÍCH K TRVALÉ ONDULACI, K ROVNÁNÍ VLASŮ A V PROSTŘEDCÍCH K DEPILACI
1. ROZSAH A OBLAST POUŽITÍ
V této metodě je popsáno kvalitativní a kvantitativní stanovení kyseliny thioglykolové v prostředcích k trvalé ondulaci, k rovnání vlasů a v prostředcích k depilaci.
2. DEFINICE
Obsah thioglykolové kyseliny ve vzorku stanovený touto metodou se vyjádří ve hmotnostních procentech kyseliny thioglykolové.
5.2 Plynová chromatografie
5.2.1 Princip
Kyselina thioglykolová se oddělí od pomocných látek vysrážením roztokem octanu kademnatého. Po methylaci diazomethanem, který se buď připraví in situ nebo předem jako roztok v diethyletheru, se methylderivát kyseliny thioglykolové stanoví chromatografií plyn/kapalina s methyl-oktanoátem jako vnitřním standardem.
5.2.2 POUŽITÉ CHEMIKÁLIE
Všechny použité chemikálie musí být čistoty p.a. nebo vyšší
5.2.2.1 Kyselina thioglykolová, 98 %
5.2.2.2 Kyselina chlorovodíková,
5.2.2.3 Methanol
5.2.2.4 Octan kademnatý, dihydrát, 10% roztok (m/V) ve vodě
5.2.2.5 Methyl-oktanoát, 2% roztok (m/V) v methanolu
5.2.2.6 Acetátový tlumivý roztok (pH 5):
Octan sodný, trihydrát, 77 g.
Kyselina octová (ledová), 27,5 g.
Demineralizovaná voda do konečného objemu jeden litr.
5.2.2.7 Kyselina chlorovodíková, čerstvě připravený 3M roztok v methanolu (5.2.2.3)
5.2.2.8 1-methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidin
5.2.2.9 Hydroxid sodný, 5M roztok
5.2.2.10 Jod, 0,05M odměrný roztok
5.2.2.11 Diethylether
5.2.2.12 Roztok diazomethanu připravený z N-methyl-N-nitrosotoluen-4-sulfonamidu (Fieser, Reagents for Organic Synthesis (Wiley), 1967)
Získaný roztok obsahuje asi 1,5 g diazomethanu ve 100 ml diethyletheru. Protože diazomethan je toxický a velmi nestabilní plyn, je třeba všechny operace provádět v dobře táhnoucí digestoři, a je třeba se vyvarovat použití zábrusové aparatury (pro tento účel jsou k dispozici speciální soupravy).
5.2.3 Přístroje a pomůcky
5.2.3.1 Obvyklé laboratorní vybavení
5.2.3.2 Aparatura pro přípravu diazomethanu pro methylaci in situ (viz Fales, H.M., Jaouni, T.M. a Babashak, J.F., Analyt. Chem. 1973, 45, 2302)
5.2.3.3 Přístroj pro přípravu diazomethanu předem (podle Fiesera)
5.2.4 Příprava vzorku
Do centrifugační kyvety na 50 ml se přesně naváží dostatek vzorku, aby obsahoval předpokládané množství 50 až 70 mg kyseliny thioglykolové. Okyselí se několika kapkami kyseliny chlorovodíkové (5.2.2.2), aby se dosáhlo pH asi 3.
Přidá se 5 ml demineralizované vody a 10 ml acetátového tlumivýho roztoku (5.2.2.6).
Pomocí pH papírku se ověří, zda je hodnota pH asi 5. Poté se přidá 5 ml roztoku octanu kademnatého (5.2.2.4).
Vyčká se 10 minut a poté se odstřeďuje nejméně 15 minut při 4000 g. Odstraní se supernatant, který může obsahovat nerozpustný tuk (v případě krémových prostředků). Tento tuk nelze zaměňovat s thioly, které se hromadí jako kompaktní hmota na dně nádobky. Ověří se, že se po přidání několika kapek roztoku octanu kademnatého (5.2.2.4) k supernatantu netvoří sraženina.
Jestliže předchozí kvalitativní stanovení neodhalilo přítomnost jiných redukčních činidel než thiolů, ověří se jodometricky, že množství thiolu přítomného v supernatantu nepřekračuje 6 až 8 % původního množství.
Do centrifugační zkumavky obsahující sraženinu se přidá 10 ml methanolu (5.2.2.3) a sraženina se jemně rozptýlí tyčinkou. Znovu se odstřeďuje nejméně 15 minut při 4000 g. Supernatant se slije a ověří se, že neobsahuje thioly.
Sraženina se ještě jednou stejným postupem promyje.
Do téže centrifugační kyvety se přidá
— 2 ml roztoku methyl-oktanoátu (5.2.2.5),
— 5 ml kyseliny chlorovodíkové v methanolu (5.2.2.7).
Thioly se úplně rozpustí (může zbývat malé množství nerozpustného zbytku pomocných látek).Toto je roztok „S“.
Na alikvotním podílu tohoto roztoku se jodometricky ověří, že obsah thiolů činí alespoň 90 % hodnoty získané v bodě 5.1.
5.2.5 Methylace
Methylace se provádí buď pomocí přípravy in situ (5.2.5.1), nebo předem připraveným roztokem diazomethanu (5.2.5.2).
5.2.5.1 Methylace in situ
Do methylační aparatury (5.2.3.2) obsahující 1 ml diethyletheru (5.2.2.11) se převede 50 μl roztoku „S“ a methyluje se postupem (5.2.3.2) s asi 300 mg 1-methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidinu (5.2.2.8). Po 15 minutách (etherický roztok by měl být žlutý, což indikuje nadbytek diazomethanu) se roztok vzorku převede do nádobky na 2 ml opatřené vzduchotěsnou zátkou. Ponechá se v ledničce přes noc. Methylují se dva vzorky současně.
5.2.5.2 Methylace předem připraveným roztokem diazomethanu
Do nádobky na 5 ml opatřené zátkou se převede 1 ml roztoku diazomethanu (5.2.2.12) a poté 50 μl roztoku „S“. Ponechá se v ledničce přes noc.
5.2.6 Příprava standardu
Připraví se standardní roztok kyseliny thioglykolové (5.2.2.1) o známé koncentraci, obsahující asi 60 mg čisté kyseliny thioglykolové (5.2.2.1) ve 2 ml.
Toto je roztok „E“.
Vysrážení, zkouška a methylace se provedou tak, jak je popsáno v bodech 5.2.4 a 5.2.5.
5.2.7 Podmínky pro plynovou chromatografii
5.2.7.1 Kolona
Typ: nerezová ocel.
Délka: 2 m.
Průměr: 3 mm.
5.2.7.2 Náplň
20 % didecylftalát/Chromosorb WAW, 80 až 100 mesh.
5.2.7.3 Detektor
Plamenový ionizační. Vhodné nastavení citlivosti elektrometru plamenového ionizačního detektoru je 8 x 10-10 A.
5.2.7.4 Plyny
Nosný plyn: dusík.
tlak: 2,2 bar,
průtok: 35 ml/min.
Pomocný plyn: vodík.
tlak: 1,8 bar,
průtok: 15 ml/min.
Plyny pro detektor: podle specifikace výrobce přístroje.
5.2.7.5 Teplotní podmínky
Nástřik: 200 °C
Detektor: 200 °C
Kolona: 90 °C.
5.2.7.6 Rychlost posuvu papíru v zapisovači
5 mm/min.
5.2.7.7 Nastřikované množství
3 μl. Provede se pět nástřiků.
5.2.7.8 Chromatografické podmínky jsou uvedeny pouze jako vodítko. Umožní dosáhnout rozlišení „R“ rovné nebo lepší než 1,5, kde:
kde
| r1 a r2 = | retenční časy dvou píků (v min.), |
| W1 a W2 = | šířka píků v polovině výšky píků (v mm), |
| d' = | rychlost posuvu papíru (v mm/min.). |
Doporučuje se zvyšovat na závěr chromatografického měření teplotu z 90 °C na 150 °C rychlostí 10 °C za minutu, aby se vyloučily látky, které by mohly rušit následující měření.
5.2.8 Výpočty
5.2.8.1 Koeficient úměrnosti pro kyselinu thioglykolovou
Počítá se vzhledem k methyloktanoátu na základě standardní směsi.
Označí-li se kyselina thioglykolová jako „t“,
přičemž
| kt = | její koeficient úměrnosti, |
| m't = | její hmotnost ve směsi (v mg), |
| S't = | plocha jejího píku, |
a označí-li se methyloktanoát jako „c“,
přičemž
| m'c = | jeho hmotnost ve směsi (v mg), |
| S'c= | plocha jeho píku, |
potom
Tento koeficient se liší podle použitého přístroje.
5.2.8.2 Koncentrace kyseliny thioglykolové přítomné ve vzorku
Označí-li se kyselina thioglykolová jako „t“,
přičemž
| kt = | její koeficient úměrnosti, |
| St = | plocha jejího píku, |
a označí-li se methyloktanoát jako „c“,
přičemž
| mc = | jeho hmotnost ve směsi (v mg), |
| Sc = | plocha jeho píku, |
| M = | hmotnost původního zkušebního vzorku (v mg), |
potom % (m/m) kyseliny thioglykolové přítomné ve vzorku je:
3. PRINCIP
Kvalitativní stanovení kyseliny thioglykolové se provede buď barevnou reakcí, nebo pomocí chromatografie na tenké vrstvě, a kvantitativní stanovení se provede jodometricky nebo plynovou chromatografií.
4. KVALITATIVNÍ STANOVENÍ
4.1 Kvalitativní stanovení barevnou reakcí
4.1.1 POUŽITÉ CHEMIKÁLIE
Všechny použité chemikálie musí být čistoty p.a. nebo vyšší
4.1.1.1 Papírek s octanem olovnatým
4.1.1.2 Roztok kyseliny chlorovodíkové (1:1)
4.1.2 Postup
4.1.2.1 Kvalitativní stanovení kyseliny thioglykolové pomocí barevné reakce s papírkem s octanem olovnatým
Kapka vzorku se umístí na papírek s octanem olovnatým (4.1.1.1). Pokud se objeví intenzivní žluté zbarvení, je kyselina thioglykolová pravděpodobně přítomna.
Citlivost: 0,5 %.
4.1.2.2 Kvalitativní stanovení anorganických sulfidů vznikem sirovodíku po okyselení
Do zkumavky se převede několik miligramů analyzovaného vzorku. Přidají se 2 ml destilované vody a 1 ml kyseliny chlorovodíkové (4.1.1.2). Uvolní se sirovodík, který lze rozpoznat podle zápachu, a na papírku s octanem olovnatým (4.1.1.1) vzniká černá sraženina sulfidu olovnatého.
Citlivost: 50 ppm.
4.1.2.3 Kvalitativní stanovení siřičitanů vznikem oxidu siřičitého po okyselení
Postupuje se podle bodu 4.1.2.2. Obsah se přivede k varu. Oxid siřičitý lze rozpoznat podle jeho zápachu a jeho schopnosti redukovat například manganisté ionty.
4.2 Kvalitativní stanovení chromatografií na tenké vrstvě
4.2.1 POUŽITÉ CHEMIKÁLIE
Není-li uvedeno jinak, použité chemikálie musí být čistoty p.a. nebo vyšší
4.2.1.1 Kyselina thioglykolová, minimální čistota 98 %, stanovena jodometricky
4.2.1.2 2,2'-dithiodi(octová kyselina), minimální čistota 99 %, stanovena jodometricky
4.2.1.3 Kyselina 2-merkaptopropionová (thiomléčná kyselina), minimální čistota 95 %, stanovena jodometricky
4.2.1.4 Kyselina 3-merkaptopropionová, minimální čistota 98 %, stanovena jodometricky
4.2.1.5 3-merkaptopropan-1,2-diol (1-thioglycerol), minimální čistota 98 %, stanovena jodometricky
4.2.1.6 Hotové silikagelové desky pro chromatografii na tenké vrstvě o tloušťce 0,25 mm
4.2.1.7 Hotové desky pro chromatografii na tenké vrstvě s oxidem hlinitým, Merck F 254 E nebo ekvivalentní
4.2.1.8 Kyselina chlorovodíková, koncentrovaná,
4.2.1.9 Ethyl-acetát
4.2.1.10 Chloroform
4.2.1.11 Diisopropylether
4.2.1.12 Tetrachlormethan
4.2.1.13 Ledová kyselina octová
4.2.1.14 Jodid draselný, 1% roztok (m/V) ve vodě
4.2.1.15 Chlorid platičitý, 0,1% roztok (m/V) ve vodě
4.2.1.16 Mobilní fáze
4.2.1.16.1 Ethyl-acetát (4.2.1.9), chloroform (4.2.1.10), diisopropylether (4.2.1.11), kyselina octová (4.2.1.13) (20:20:10:10, V/V/V/V)
4.2.1.16.2 Chloroform (4.2.1.10), kyselina octová (4.2.1.13) (90:20, V/V)
4.2.1.17 Detekční činidla
4.2.1.17.1 Bezprostředně před použitím se smísí stejné objemy roztoku 4.2.1.14 a roztoku 4.2.1.15.
4.2.1.17.2 Roztok bromu, 5 % (m/V):
Rozpustí se 5 g bromu ve 100 ml tetrachlormethanu (4.2.1.12).
4.2.1.17.3 Roztok fluoresceinu, 0,1 % (m/V):
100 mg fluoresceinu se rozpustí ve 100 ml ethanolu.
4.2.1.17.4 Heptamolybdenan hexaamonný, 10% roztok (m/V) ve vodě.
4.2.1.18 Standardní roztoky
4.2.1.18.1 Kyselina thiglykolová (4.2.1.1), 0,4% roztok (m/V) ve vodě.
4.2.1.18.2 2,2'-dithiodi(octová kyselina) (4.2.1.2), 0,4% roztok (m/V) ve vodě.
4.2.1.18.3 Kyselina 2-merkaptopropionová (4.2.1.3), 0,4% roztok (m/V) ve vodě.
4.2.1.18.4 Kyselina 3-merkaptopropionová (4.2.1.4), 0,4% roztok (m/V) ve vodě.
4.2.1.18.5 3-merkaptopropan-1,2-diol (4.2.1.5), 0,4% roztok (m/V) ve vodě.
4.2.2 Přístroje a pomůcky
Obvyklé vybavení pro chromatografii na tenké vrstvě
4.2.3 Postup
4.2.3.1 Příprava vzorků
Vzorek se okyselí několika kapkami kyseliny chlorovodíkové (4.2.1.8) na pH 1 a v případě potřeby zfiltruje.
V některých případech může být účelné vzorek zředit. V tomto případě se okyselení kyselinou chlorovodíkovou provede před zředěním.
4.2.3.2 Vyvíjení
Na desku se nanese 1 μl roztoku vzorku (4.2.3.1) a 1 μl každého z pěti referenčních roztoků (4.2.1.18). Pečlivě se vysuší v mírném proudu dusíku a deska se vyvíjí rozpouštědly (4.2.1.16.1 nebo 4.2.1.16.2). Deska se usuší co nejrychleji pod dusíkem, aby nedošlo k oxidaci thiolů.
4.2.3.3 Detekce
Deska se postříká jedním ze tří činidel (4.2.1.17.1, 4.2.1.17.3 nebo 4.2.1.17.4). Pokud se deska postříká činidlem (4.2.1.17.3), vystaví se poté parám bromu (např. v nádobě obsahující malou kádinku činidla (4.2.1.17.2)), dokud se skvrny nezviditelní. Detekce postřikem činidlem (4.2.1.17.4) bude úspěšná jen tehdy, nepřekročí-li doba sušení desky 30 minut.
4.2.3.4 Interpretace
Hodnoty Rf a barvy referenčních roztoků se porovnají s roztoky vzorků. Průměrné hodnoty Rf uváděné dále jako hrubé vodítko slouží pouze pro srovnání. Závisí na:
— úrovni aktivace tenké vrstvy v době vyvíjení chromatogramu,
— teplotě ve vyvíjecí komoře.
Příklady hodnot Rf získaných na silikagelové vrstvě
| Vyvíjecí rozpouštědla | ||
| 4.2.1.16.1 | 4.2.1.16.2 | |
| Kyselina thioglykolová | 0,25 | 0,80 |
| Kyselina 2-merkaptopropionová | 0,40 | 0,95 |
| 2,2'-dithiodi(octová kyselina) | 0,00 | 0,35 |
| Kyselina 3-merkaptopropionová | 0,45 | 0,95 |
| 3-merkaptopropan-1,2-diol | 0,45 | 0,35 |
5. KVANTITATIVNÍ STANOVENÍ
(Stanovení kyseliny thioglykolové se provádí s dosud nepoužitým výrobkem z čerstvě otevřeného obalu, aby se zamezilo oxidaci.)
Stanovení musí vždy začínat jodometrií.
5.1 Jodometrie
5.1.1 Princip
Stanovení se provádí oxidací skupiny „-SH“ jodem v kyselém prostředí podle rovnice:
2 HOOC − CH2SH + I2 → (HOOC − CH2 − S)2 + 2I- + 2H+
5.1.2 POUŽITÉ CHEMIKÁLIE
Jod, 0,05 mol/l odměrný roztok
5.1.3 Přístroje a pomůcky
Obvyklé laboratorní vybavení
5.1.4 Postup
Do Erlenmeyerovy baňky na 150 ml s uzávěrem, obsahující 50 ml destilované vody, se přesně naváží 0,5 až 1 g vzorku. Přidá se 5 ml kyseliny chlorovodíkové (4.1.1.2) (pH roztoku asi 0) a titruje se roztokem jodu (5.1.2), dokud se neobjeví žluté zabarvení. Lze použít také indikátor (např. roztok škrobu nebo tetrachlormethan).
5.1.5 Výpočet
Obsah kyseliny thioglykolové se vypočte podle vzorce:
kde:
| m = | hmotnost zkušebního vzorku (v g), |
| n = | objem spotřebovaného roztoku jodu (5.1.2). |
5.1.6 Poznámky
Je-li vypočtený výsledek pro kyselinu thioglykolovou nejméně o 0,1 % nižší než nejvyšší povolená koncentrace, není další stanovení nutné. Jestliže se výsledek rovná nebo je vyšší než povolená maximální koncentrace a kvalitativní stanovení odhalilo přítomnost několika redukčních činidel, je nezbytné provést stanovení plynovou chromatografií.
8. OPAKOVATELNOST
Pro výrobky obsahující asi 8 % (m/m) kyseliny thioglykolové nesmí rozdíl mezi výsledky dvou paralelních stanovení na stejném vzorku překročit absolutní hodnotu 0,8 %.