容量滴定法测定4-二甲氨基吡啶含量

＊柴将红 林琪珊 洪淑华 潘红炬

（广东华润顺峰药业有限公司 广东 528300）

4-二甲氨基吡啶是一种广泛应用于化学合成的新型高效催化剂，其在有机合成的酰化、烷基化等多种类型的反应中表现出较高的催化能力[1]，尤其在酰化催化方面[2]，与采用吡啶相比，具有反应速度能提高近百倍，用量少等优点[3]，被冠以酰化反应的“超级催化剂”美誉[4]。

近年来，关于DMAP的应用研究越来越广泛，其生产工艺的优化成为了人们的研究热点[5]。而目前关于DMAP含量测定的研究还比较少，数据匮乏。笔者根据DMAP理化性质，建立了本品含量测定的方法，并且参考《European Directorate for the Quality of Medicines》（4th）中关于容量滴定法验证部分的技术要求[6]，设计DMAP含量测定（容量滴定法）的验证方案，验证方法的有效性和适用性，为DMAP的质控提供一定的参考。

1.仪器与试剂

KQ3200超声波清洗器（昆山超声仪器）；Sartorius CP225D型电子分析天平（德国赛多利）。

甲基红（分析纯，广东光华化学厂有限公司）、0.1mol/L盐酸滴定液（实验室自制，F=1.040）、纯化水（实验室自制）、DMAP（批号：20150616、20160530和20160110，连云港良常化工有限公司）。

2.方法与结果

(1)滴定条件的选择

①滴定液的选择

在酸碱滴定中，关键是被测定物质能准确被滴定，一般来说，当满足CbKb≥10-8、滴定突跃（△pH）≥0.6单位时，才能用强酸直接滴定[7]。Daniel J.Brunelle提出DMAP的pKa为9.70[8]，（即pKb为4.30，Kb为10-4.30），能够用强酸直接滴定。出于安全性和可操作性的考虑，可选用盐酸溶液作为滴定液。

②反应式的推断

通过观察DMAP的结构式（图1），吡啶环碱性较强，4位上的二甲氨基又是供电子基，进一步提高吡啶环的碱性；而4位上的二甲氨基是SP2杂化，本身碱性很弱，加上对吡啶环的供电子作用，更难以成盐。选用盐酸滴定液直接滴定DMAP，推断反应以1:1进行，反应式见图2。

图1 DMAP结构式

图2 化学反应式

③指示剂的选择

滴定过程中需要根据溶液的pH变化情况选择合适的指示剂来确定滴定终点，滴定突跃是选择指示剂的依据，指示剂变色点的pH值落在溶液滴定突跃范围内，才能用于指示滴定终点。此外，溶液浓度越大，突跃范围越大，可供选择的指示剂越多；溶液浓度越小，突跃范围越小，指示剂的选择就受到限制。DMAP分子量为122.17，反应以1:1进行，经计算，使用0.1mol/L盐酸溶液作为滴定液较为合适。根据1mol/L强酸滴定弱碱的pH突跃范围（表1）和常用的酸碱指示剂的变色范围（表2），使用0.1mol/L溶液作为被测液浓度，DMAP的Kb为10-4.30，反应溶液的pH突跃范围在4.00～7.30之间，应选用甲基红（变色范围pH4.4～6.2）为指示剂。

表1 强酸滴定弱碱的pH突跃范围

表2 常用的酸碱指示剂

经反复试验，最终采用以0.1mol/L盐酸为滴定液，甲基红为指示剂。

(2)测定方法

取本品0.25g，精密称定，加入25ml水使溶解，加甲基红指示液1滴，用盐酸滴定液（0.1mol/L）滴至终点并用空白校正。每1ml盐酸滴定液（0.1mol/L）相当于12.22mg的C7H10N2。

(3)方法学验证

参照《European Directorate for the Quality of Medicines》（4th）进行DMAP含量测定的方法学验证，根据滴定终点消耗的滴定液体积选用25ml的滴定管，分别精密称取7份不同重量的供试品进行滴定，滴定终点消耗的滴定液体积应为所用滴定管体积的20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%，按2.2测定方法操作，记录终点体积，以滴定体积（Vi）为纵坐标，供试品称样量（mi）为横坐标，得出线性回归方程，结果见表3。

表3 三批线性回归方程

①成比例的系统误差

根据表3，得出三批样品的斜率“bobs”，计算理论值“btheory”，计算公式如（1）（2）所示：

式中：Z为计量系数；Mr为相对分子质量；Cr为滴定液摩尔浓度。

DMAP的Mr为122.17，化学反应的计量系数Z为1，反应所需的滴定液为盐酸滴定液（0.1mol/L），其中F=1.040，所以Cr为0.1040mol/L。按公式（2）计算btheory为78.705ml/g，计算得出成比例的系统误差（偏倚）分别为-0.234%、-0.365%、0.183%。对于指示剂法，成比例的系统误差不得超过0.5%。三批均符合本判断要求。汇总见表3。

②额外的系统误差

对于指示剂法，外推获得的截距“aobs”应不得超过目标滴定体积“VT”的0.6%，当使用了不恰当的指示剂，测定结果可能不满足上述指标。

式中：aobs为线性方程外推至消耗的滴定液体积为0时所得截距；VT为目标滴定体积。

根据三批样品的线性方程，回归曲线的截距（aobs）分别为0.0989、0.1000和0.1083，本容量分析法规定供试品取样量为0.25g，计算预期或目标滴定体积VT分别为19.630ml、19.604ml和19.712ml（VT=78.5207×0.25），根据公式（3），计算额外的系统误差（偏倚）分别为0.504%、0.510%和0.549%，三批结果均未超过0.6%，符合本判断要求。汇总见表4。

表4 判断标准汇总

③精密度（统计学误差）

对于指示剂法，精密度应不得超过目标滴定体积（VT）的0.5%。

式中：Vi为消耗的滴定液体积；mi为供试品称样量；n为滴定次数；Sdv（V）为标准偏差估计值。

经计算，Sdv（V）分别为0.0249、0.0513和0.0577，统计学误差分别为0.13%、0.26%、0.29%，符合本判断标准。汇总见表3。

综上，采用指示剂滴定法测定DMAP的含量，该方法的成比例系统误差、额外的系统误差和精密度（统计学误差）均符合判断标准的要求，具有较强的适用性。

④容量滴定方法限度的确定

当建立的酸碱滴定法经过了上述研究，有理由认为该方法的含量限度（%）＜±1.0，重复性RSD（n≥6）＜0.33%，相对准确度（式中：为实际测定含量的平均值；x theory为用回归曲线计算的理论含量）。

为进一步确定DMAP含量滴定法的限度范围，分别精密称取6份供试品，按2.2法操作，记录终点体积，进行统计计算。结果表明，三批共18份样品含量测定结果的RSD值分别为0.16%、0.20%和0.17%，均小于规定值0.33%，分别为-0.1%、0和-0.50%，均小于规定值0.67%，可规定DMAP含量测定的限度范围为99.0%～101.0%。

3.讨论

若杂质可严格控制，一般首选容量分析法作为原料药的快速含量测定法。笔者发现DMAP可通过HPLC法对杂质进行控制，因此其含量测定方法可采用酸碱滴定法，该法简便快速，专属性强。

容量滴定法需要经过科学合理的验证，证实其有效新和可行性，所得结果才更客观和科学，但目前容量分析法大多仅做线性范围验证，且缺乏合理的依据。本文根据DMAP的理化性质，建立了容量滴定法作为含量测定方法，并参考官方技术指南，进行容量滴定法的验证，确保检验的准确性和可靠性。该方法虽为酸滴定，但代表性强，对于其他类型的容量滴定法同样具有参考意义。