容量滴定法測定4-二甲氨基吡啶含量

＊柴將紅 林琪珊 洪淑華 潘紅炬

（廣東華潤順峰藥業(yè)有限公司 廣東 528300）

4-二甲氨基吡啶是一種廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成的新型高效催化劑，其在有機合成的酰化、烷基化等多種類型的反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的催化能力[1]，尤其在酰化催化方面[2]，與采用吡啶相比，具有反應(yīng)速度能提高近百倍，用量少等優(yōu)點[3]，被冠以酰化反應(yīng)的“超級催化劑”美譽[4]。

近年來，關(guān)于DMAP的應(yīng)用研究越來越廣泛，其生產(chǎn)工藝的優(yōu)化成為了人們的研究熱點[5]。而目前關(guān)于DMAP含量測定的研究還比較少，數(shù)據(jù)匱乏。筆者根據(jù)DMAP理化性質(zhì)，建立了本品含量測定的方法，并且參考《European Directorate for the Quality of Medicines》（4th）中關(guān)于容量滴定法驗證部分的技術(shù)要求[6]，設(shè)計DMAP含量測定（容量滴定法）的驗證方案，驗證方法的有效性和適用性，為DMAP的質(zhì)控提供一定的參考。

1.儀器與試劑

KQ3200超聲波清洗器（昆山超聲儀器）；Sartorius CP225D型電子分析天平（德國賽多利）。

甲基紅（分析純，廣東光華化學(xué)廠有限公司）、0.1mol/L鹽酸滴定液（實驗室自制，F(xiàn)=1.040）、純化水（實驗室自制）、DMAP（批號：20150616、20160530和20160110，連云港良常化工有限公司）。

2.方法與結(jié)果

(1)滴定條件的選擇

①滴定液的選擇

在酸堿滴定中，關(guān)鍵是被測定物質(zhì)能準確被滴定，一般來說，當滿足CbKb≥10-8、滴定突躍（△pH）≥0.6單位時，才能用強酸直接滴定[7]。Daniel J.Brunelle提出DMAP的pKa為9.70[8]，（即pKb為4.30，Kb為10-4.30），能夠用強酸直接滴定。出于安全性和可操作性的考慮，可選用鹽酸溶液作為滴定液。

②反應(yīng)式的推斷

通過觀察DMAP的結(jié)構(gòu)式（圖1），吡啶環(huán)堿性較強，4位上的二甲氨基又是供電子基，進一步提高吡啶環(huán)的堿性；而4位上的二甲氨基是SP2雜化，本身堿性很弱，加上對吡啶環(huán)的供電子作用，更難以成鹽。選用鹽酸滴定液直接滴定DMAP，推斷反應(yīng)以1:1進行，反應(yīng)式見圖2。

圖1 DMAP結(jié)構(gòu)式

圖2 化學(xué)反應(yīng)式

③指示劑的選擇

滴定過程中需要根據(jù)溶液的pH變化情況選擇合適的指示劑來確定滴定終點，滴定突躍是選擇指示劑的依據(jù)，指示劑變色點的pH值落在溶液滴定突躍范圍內(nèi)，才能用于指示滴定終點。此外，溶液濃度越大，突躍范圍越大，可供選擇的指示劑越多；溶液濃度越小，突躍范圍越小，指示劑的選擇就受到限制。DMAP分子量為122.17，反應(yīng)以1:1進行，經(jīng)計算，使用0.1mol/L鹽酸溶液作為滴定液較為合適。根據(jù)1mol/L強酸滴定弱堿的pH突躍范圍（表1）和常用的酸堿指示劑的變色范圍（表2），使用0.1mol/L溶液作為被測液濃度，DMAP的Kb為10-4.30，反應(yīng)溶液的pH突躍范圍在4.00～7.30之間，應(yīng)選用甲基紅（變色范圍pH4.4～6.2）為指示劑。

表1 強酸滴定弱堿的pH突躍范圍

表2 常用的酸堿指示劑

經(jīng)反復(fù)試驗，最終采用以0.1mol/L鹽酸為滴定液，甲基紅為指示劑。

(2)測定方法

取本品0.25g，精密稱定，加入25ml水使溶解，加甲基紅指示液1滴，用鹽酸滴定液（0.1mol/L）滴至終點并用空白校正。每1ml鹽酸滴定液（0.1mol/L）相當于12.22mg的C7H10N2。

(3)方法學(xué)驗證

參照《European Directorate for the Quality of Medicines》（4th）進行DMAP含量測定的方法學(xué)驗證，根據(jù)滴定終點消耗的滴定液體積選用25ml的滴定管，分別精密稱取7份不同重量的供試品進行滴定，滴定終點消耗的滴定液體積應(yīng)為所用滴定管體積的20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%，按2.2測定方法操作，記錄終點體積，以滴定體積（Vi）為縱坐標，供試品稱樣量（mi）為橫坐標，得出線性回歸方程，結(jié)果見表3。

表3 三批線性回歸方程

①成比例的系統(tǒng)誤差

根據(jù)表3，得出三批樣品的斜率“bobs”，計算理論值“btheory”，計算公式如（1）（2）所示：

式中：Z為計量系數(shù)；Mr為相對分子質(zhì)量；Cr為滴定液摩爾濃度。

DMAP的Mr為122.17，化學(xué)反應(yīng)的計量系數(shù)Z為1，反應(yīng)所需的滴定液為鹽酸滴定液（0.1mol/L），其中F=1.040，所以Cr為0.1040mol/L。按公式（2）計算btheory為78.705ml/g，計算得出成比例的系統(tǒng)誤差（偏倚）分別為-0.234%、-0.365%、0.183%。對于指示劑法，成比例的系統(tǒng)誤差不得超過0.5%。三批均符合本判斷要求。匯總見表3。

②額外的系統(tǒng)誤差

對于指示劑法，外推獲得的截距“aobs”應(yīng)不得超過目標滴定體積“VT”的0.6%，當使用了不恰當?shù)闹甘緞瑴y定結(jié)果可能不滿足上述指標。

式中：aobs為線性方程外推至消耗的滴定液體積為0時所得截距；VT為目標滴定體積。

根據(jù)三批樣品的線性方程，回歸曲線的截距（aobs）分別為0.0989、0.1000和0.1083，本容量分析法規(guī)定供試品取樣量為0.25g，計算預(yù)期或目標滴定體積VT分別為19.630ml、19.604ml和19.712ml（VT=78.5207×0.25），根據(jù)公式（3），計算額外的系統(tǒng)誤差（偏倚）分別為0.504%、0.510%和0.549%，三批結(jié)果均未超過0.6%，符合本判斷要求。匯總見表4。

表4 判斷標準匯總

③精密度（統(tǒng)計學(xué)誤差）

對于指示劑法，精密度應(yīng)不得超過目標滴定體積（VT）的0.5%。

式中：Vi為消耗的滴定液體積；mi為供試品稱樣量；n為滴定次數(shù)；Sdv（V）為標準偏差估計值。

經(jīng)計算，Sdv（V）分別為0.0249、0.0513和0.0577，統(tǒng)計學(xué)誤差分別為0.13%、0.26%、0.29%，符合本判斷標準。匯總見表3。

綜上，采用指示劑滴定法測定DMAP的含量，該方法的成比例系統(tǒng)誤差、額外的系統(tǒng)誤差和精密度（統(tǒng)計學(xué)誤差）均符合判斷標準的要求，具有較強的適用性。

④容量滴定方法限度的確定

當建立的酸堿滴定法經(jīng)過了上述研究，有理由認為該方法的含量限度（%）＜±1.0，重復(fù)性RSD（n≥6）＜0.33%，相對準確度（式中：為實際測定含量的平均值；x theory為用回歸曲線計算的理論含量）。

為進一步確定DMAP含量滴定法的限度范圍，分別精密稱取6份供試品，按2.2法操作，記錄終點體積，進行統(tǒng)計計算。結(jié)果表明，三批共18份樣品含量測定結(jié)果的RSD值分別為0.16%、0.20%和0.17%，均小于規(guī)定值0.33%，分別為-0.1%、0和-0.50%，均小于規(guī)定值0.67%，可規(guī)定DMAP含量測定的限度范圍為99.0%～101.0%。

3.討論

若雜質(zhì)可嚴格控制，一般首選容量分析法作為原料藥的快速含量測定法。筆者發(fā)現(xiàn)DMAP可通過HPLC法對雜質(zhì)進行控制，因此其含量測定方法可采用酸堿滴定法，該法簡便快速，專屬性強。

容量滴定法需要經(jīng)過科學(xué)合理的驗證，證實其有效新和可行性，所得結(jié)果才更客觀和科學(xué)，但目前容量分析法大多僅做線性范圍驗證，且缺乏合理的依據(jù)。本文根據(jù)DMAP的理化性質(zhì)，建立了容量滴定法作為含量測定方法，并參考官方技術(shù)指南，進行容量滴定法的驗證，確保檢驗的準確性和可靠性。該方法雖為酸滴定，但代表性強，對于其他類型的容量滴定法同樣具有參考意義。