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吡拉西坦的含量快速测定分析中库仑滴定法的应用

2020-06-12 188 上传者：管理员

摘要：利用库仑滴定法快速测定吡拉西坦的含量。铂片电极分别作电解电极对和指示电极对,0.8mol/L溴化钾(pH9.0)为支持电解质溶液,经20.00mA恒电流电解生成BrO-后,与预处理后的样品溶液中NH+4定量发生氧化还原反应,记录电解至滴定终点时间,根据法拉第电解定律,计算样品中吡拉西坦的含量。利用该方法分别测定不同厂家的样品,结果与HPLC法和凯氏定氮法相近,无显著性差异(P>0.05),且相对标准偏差均低于1.60%,同时该方法操作简便、快速,因而适用于吡拉西坦的质量检测。

关键词：
分析化学
吡拉西坦
含量测定
库仑滴定
溴化钾
质量控制
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吡拉西坦属于γ-氨基丁酸衍生物,分子式为C6H10N2O2,可促进脑内ATP、乙酰胆碱的合成,从而加快大脑皮层神经兴奋的传导,改善急、慢性脑血管或其他中毒性脑病等多种原因所致的记忆减退和轻、中度脑功能障碍,进而提高患者的学习记忆能力[1,2]。目前测定吡拉西坦含量的分析方法主要有光谱法[3,4]、色谱法[5,6]及凯氏定氮法[7],其中光谱法主要为分光光度法和荧光光谱法,上述方法操作虽简便且快速,但灵敏度较低,并易受共存物质在相同波长下的干扰;色谱法主要为气相色谱法和液相色谱法,其中液相色谱法是中国药典规定方法,专属性与灵敏度均较好,但检测成本较高;凯氏定氮法则操作繁琐,需待样品完全破坏后再进行滴定,耗时较长,因此建立一种操作简便、快速、结果准确的分析方法用于吡拉西坦的含量检测具有重要意义。

库仑滴定法是一种电化学分析方法,与常规滴定方法相比,具有无需提前配制、标定标准溶液,操作简便、快速等优点[8]。该分析方法通过确定电解电流和滴定时间,依据法拉第电解定律,计算得到结果,已被广泛用于制药、化工、生物、食品等领域[9,10,11]。本研究采用库仑滴定法测定吡拉西坦的含量,探讨实际测定条件对结果的影响,从而为相关产品的质量检测研究提供参考。

1、实验部分

1.1主要仪器与试剂

ZDJ-5型库仑滴定仪(上海仪电科学仪器股份有限公司);ME104型电子天平(梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司);铂片工作电极(1cm×1cm,自制);铂丝辅助电极(内为铂丝,5cm×0.8cm,外部套有玻璃管,底部为陶瓷砂芯,自制);指示电极对为两支铂片电极(1cm×1cm,自制)。

吡拉西坦1(原料级,YT医药公司);吡拉西坦2(原料级,AP医药公司);吡拉西坦3(原料级,ZZ医药公司);硫酸铵(优级纯)、溴化钾(分析纯)、硫酸铜(分析纯)、硫酸钾(分析纯)、硫酸(分析纯)(国药集团化学试剂有限公司);实验用水为去离子水。

氮标准溶液制备:准确称取一定量的干燥恒重硫酸铵,用水稀释配制成1.89g/L氮标准溶液,备用。

1.2实验方法

1.2.1库仑滴定法

1.2.1.1样品预处理

在干燥的凯氏烧瓶内加入0.10g(精确至0.0001g)样品后,立刻加入0.2g硫酸铜和0.6g硫酸钾,并缓慢滴加10mL浓硫酸溶液,加热至液体澄明,置冷,转移至50mL容量瓶内,以水定容,摇匀备用[12]。

1.2.1.2测定步骤

向装有0.8mol/LpH9.0溴化钾溶液的电解池中,准确加入1.0mL样品,搅拌5min后,依次放入工作电极与指示电极,连接库仑滴定仪,设置20.00mA电流强度后,利用电位突跃指示终点,按照下式计算样品中吡拉西坦的含量,平行测定6次。

w={[(I×t)/(Z×F)]×(1/3)×142×V}/[m×(1−wH2O)]×100%

式中:w为吡拉西坦的含量,%;I为电解电流强度,mA;t为电解至滴定终点时间,s;1/3为反应系数;Z为转移的电子数,2;F为法拉第常数,96500C/mol;V为定容体积,mL;142为吡拉西坦摩尔质量,g/mol;m为称样量,mg;wH2O为样品含水量,%。

1.2.2高效液相色谱法

按照药典方法测定,采用十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱,以V(甲醇)∶V(水)=10∶90为流动相,在210nm检测波长下,采用外标法分别测定3种样品的吡拉西坦含量[13]。

1.2.3凯氏定氮法

根据相关标准所述的分析步骤和含量计算方法,分别测定3种样品的吡拉西坦含量[7]。

2、结果与讨论

2.1电解质溶液酸度的选择

样品经酸处理后,其化学结构中胺基和吡咯环中氮原子转化为NH+4,电解过程中溴化钾电解质被定量氧化生成Br2后,即刻在碱性电解液内发生歧化反应生成BrO-,与样品中NH+4定量发生氧化还原反应[14],采用四硼酸钠-溴化钾分别配制不同pH的电解液,考察不同pH电解质溶液对氮标准溶液浓度测定的影响,结果见表1。由表1可知,当电解液为pH9.0时,测定结果回收率接近100%,若电解液pH过低,生成滴定剂BrO-较困难,可能出现系统误差,而pH过高,样品中氮原子质子化可能不完全,因此确定采用四硼酸钠调节电解液至pH9.0。

表1电解质溶液pH对回收率的影响注

注:加标量MN=0.4009mg/mL。

2.2电解质溶液浓度的选择

电解质溶液浓度影响电解电流效率,浓度过高使得溶液离子强度较大,而过低则可能出现其他副反应,进而造成测定误差,因此考察不同溴化钾浓度对氮标准溶液浓度测定的影响,结果见表2。由表2可知,当溴化钾浓度为0.8mol/L时,测定氮标准溶液浓度的结果回收率接近100%,因此选择溴化钾电解质浓度为0.8mol/L。

表2电解质溶液浓度对回收率的影响注

注:加标量MN=0.4009mg/mL。

2.3电解电流强度的选择

电解电流强度对测定结果的准确度和分析时间有较大影响,若样品氮含量偏低,选用较大电解电流时,测定结果误差较大,而电流过小则又会延长分析时间,因此以氮标准溶液为考察对象,分别选择5.00、10.00、20.00、50.00、100.00mA的恒电流强度,按1.2.1.2所述分析步骤,记录各自的滴定时间与回收率,结果见表3。由表3可知,当电解电流为20.00mA,测定结果回收率接近100%,且可在7min内自动完成分析过程,因此选择电解电流强度为20.00mA。

表3电解电流强度对回收率的影响注

注:加标量MN=0.4009mg/mL。

2.4精密度与检测限

分析方法结果在不同试验环境的重现性,决定其是否耐用,因此选择不同试验人员(A、B)在不同时间(第1天、第2天)下,按照1.2.1.2所述分析步骤,对样品1进行分析,平行测定6次,试验结果表明,不同试验人员在不同试验环境下的测定结果较为接近,二者测定结果的最大绝对误差仅为0.26%,因此该分析方法结果重现性较好,适用于不同试验室对吡拉西坦的含量检测;同时以3倍标准偏差计算方法的检出限,结果MN为0.015mg。

2.5不同方法测定结果比较

采用库仑滴定法、HPLC法和凯氏定氮法分别测定3种样品中吡拉西坦含量,结果见表4。由表4可知,不同方法测定结果较为接近,在95%置信度下进行t检验,结果之间无显著性差异(P>0.05)。与HPLC法和凯氏定氮法相比,库仑滴定法分析操作更加简便,同时滴定终点指示可靠,避免系统误差出现,且自动化程度较高,因而测定过程更加快速,同时结果精密度与准确度较好,适用于吡拉西坦的含量检测。

表4不同方法测定结果比较

3、结论

本文采用库仑滴定法测定中枢神经系统药物吡拉西坦的含量,以铂电极分别作电解电极对和指示电极对,在碱性溴化钾电解质溶液中电解生成BrO-后,与预处理后的样品中NH+4定量发生氧化还原反应,通过法拉第电解定律,测得吡拉西坦的含量。与其他方法相比,该方法操作简便,指示滴定终点可靠,分析过程可在10min内完成,同时结果精密度与准确度较好,因此可为吡拉西坦的质量控制提供参考。

参考文献：

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