甲氧咪草煙中間體5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯高效液相色譜分析

梁爽，秦博，關(guān)云飛，陳霖，王徵，金守征

（沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司 新農(nóng)藥創(chuàng)制與開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽 110021）

除草劑甲氧咪草煙的通用名為imazamox，商品名為金豆、Sweepe、Raptor和Odyseey。它是1997年由巴斯夫投放市場的主要應(yīng)用于大豆、花生、轉(zhuǎn)基因作物(小麥、油菜、向日葵)的一種廣譜、高效、低毒的咪唑啉酮類除草劑，也是目前唯一獲得歐盟再評(píng)審?fù)ㄟ^的咪唑啉酮類除草劑[1-2]。

甲氧咪草煙的銷售區(qū)域在全球分布主要集中在歐洲和北美。歐洲市場主要集中在匈牙利、保加利亞、烏克蘭、俄羅斯、羅馬尼亞的向日葵作物上，這五個(gè)國家2016年的銷售總額達(dá)到約1.5億美元，占全球銷售額的近一半。北美市場主要用于美國的谷物和整個(gè)區(qū)域的轉(zhuǎn)基因油菜等轉(zhuǎn)基因作物上，2016年銷售額為4 488萬美元[2]。

文獻(xiàn)報(bào)道的甲氧咪草煙合成方法有很多種，前甲氧甲基化法的關(guān)鍵就是得到重要的中間體5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯，最終與2-氨基-2,3-二甲基丁腈反應(yīng)得到產(chǎn)物甲氧咪草煙[3]。

5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯分子式為C11H13NO5，CAS號(hào)：139123-56-1，英文名為dimethyl 5-methoxymethylpyridine-2,3-dicarboxylate。目前，有關(guān)中間體5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的合成和分析等方法的研究仍然是精細(xì)化工領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器與設(shè)備

Agilent 1200 系列高效液相色譜儀，Agilent G1315D 二極管陣列檢測器；Agilent ChemStation色譜工作站；Agilent ZORBAX SB-Aq 4.6×150 mm 3.5 μm不銹鋼色譜柱；METTLER TOLEDO AL204-IC萬分之一電子天平；SB2200型超聲波振蕩器。

1.1.2 試劑

乙腈：色譜純；

水：新蒸二次蒸餾水；

5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)品(實(shí)驗(yàn)室制備)：質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞99.0%。

1.2 色譜條件

流動(dòng)相：乙腈-磷酸水(體積比30∶70，1 L 水中加500 μL磷酸)；流速：1.0 mL·min-1；檢測波長：240 nm；柱溫：30℃；進(jìn)樣量：5 μL；保留時(shí)間：5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的保留時(shí)間為4.85 min，可根據(jù)不同儀器進(jìn)行調(diào)整。

1.3 分析方法

1.3.1 標(biāo)樣溶液的配制

精確稱取5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯標(biāo)樣0.03 g (精確至0.000 2 g)，置于100 mL容量瓶中，加入乙腈溶解標(biāo)樣，超聲水浴振蕩10 min，待標(biāo)樣完全溶解后，冷卻至室溫，用乙腈定容，搖勻，用微孔過濾膜(0.22 μm)過濾后備用。

1.3.2 樣品溶液的配制

精確稱取5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯樣品0.03 g(精確至0.000 2 g)，置于100 mL容量瓶中，加乙腈溶解樣品，超聲水浴中振蕩10 min，待樣品完全溶解后，冷卻至室溫，用乙腈定容，搖勻，用微孔過濾膜(0.22 μm)過濾后備用。

1.3.3 測定

在上述色譜條件下，待儀器穩(wěn)定后，連續(xù)注入數(shù)針標(biāo)樣溶液，至相鄰2針標(biāo)樣的峰面積相對(duì)變化小于1.2%后。依次按照標(biāo)樣溶液、樣品溶液、樣品溶液、標(biāo)樣溶液的順序進(jìn)行測定。5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯高效液相色譜圖見圖1、2。

圖1 標(biāo)樣定量高效液相色譜圖

圖2 樣品定量高效液相色譜圖

1.4 計(jì)算

將測得的2針試樣溶液以及試樣前后2針標(biāo)樣溶液中5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的峰面積分別進(jìn)行平均，試樣中5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)X(%)按式（1）計(jì)算：

式中：A1—標(biāo)樣溶液中5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的峰面積平均值；

A2—試樣溶液中5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的峰面積平均值；

m1—標(biāo)樣的質(zhì)量，g；

m2—試樣的質(zhì)量，g；

P—5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯標(biāo)樣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

2 結(jié)果和討論

2.1 色譜柱及波長的選擇

選擇Agilent SB-Aq、Agilent XDB-C18、Agilent SB-C18及Agilent CN色譜柱進(jìn)行試驗(yàn)，綜合合成監(jiān)控等因素，發(fā)現(xiàn)Agilent SB-Aq色譜柱主峰與雜質(zhì)峰分離較好且保留時(shí)間短。

通過二極管陣列檢測器進(jìn)行全波長掃描，測定5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯在190～400 nm波長范圍的紫外吸收光譜圖見圖3。5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯在200 nm處有最大的吸收，考慮到溶劑的干擾及原料紫外吸收等因素，選擇240 nm為檢測波長。

圖3 5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的紫外吸收譜圖

2.2 流動(dòng)相的選擇

反相色譜條件下，選擇乙腈和水(1 L 水中加入500 μL磷酸)作為流動(dòng)相，將不同體積比的乙腈和水在色譜柱上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)多次篩選，最終確定最佳體積比例乙腈∶磷酸水=30∶70，在此條件下其分離效果較好。

2.3 線性關(guān)系的測定

分別精確稱取10、20、30、40、50 mg標(biāo)樣，置于100 mL容量瓶中，用乙腈溶解后，稀釋至刻度，配制成5個(gè)標(biāo)樣溶液。在1.2的色譜條件下，分別進(jìn)行測定，以標(biāo)樣溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。測試方法的線性方程為：

完全可以滿足定量分析要求。

2.4 精密度試驗(yàn)

在1.2的色譜條件下，從同一批次待測樣品中稱取6份樣品進(jìn)行測定，結(jié)果為98.4%、98.9%、99.0%、98.2%、98.5%、98.7%，其標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.28，變異系數(shù)為0.28%。

2.5 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

精確稱取6份標(biāo)樣，分別加入不同量的5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯標(biāo)樣，測定其含量，如表1所示，計(jì)算出平均回收率為99.7%。

表1 測定5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯方法的準(zhǔn)確度分析結(jié)果

3 結(jié) 論

由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出：高效液相色譜法測定甲氧咪草煙中間體5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯，精密度和準(zhǔn)確度較好，線性關(guān)系良好，樣品重現(xiàn)性好。該方法簡單、迅速、準(zhǔn)確、可靠，適合企業(yè)生產(chǎn)控制，是定量分析5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的較好方法。