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滴定分析法在药物分析中的应用

滴定分析法在药物分析中的应用

滴定分析的主要方法有:

①根据滴定分析的方式不同,滴定分析法可分为:(1)直接滴定法。(2)间接滴定法。(3)返滴定法,又称剩余量滴定法或回滴定法。(4)置换滴定法。②根据滴定反应类型的不同滴定分析法又可分为:(1)酸碱滴定法,又称中和法。(2)配位滴定法,旧称络和滴定法。(3)氧化还原滴定法。(4)沉淀滴定法。

滴定分析法作为标准分析方法之一,被广泛应用在医药行业:进行简单,快速,具有重现性和准确性的有效成分,药品及其原料的分析(含量测定)。滴定尤其适合于生产过程中的质量控制和常规分析。以下为一些主要的应用:

1.具有药物活性物质的纯度分析

滴定主要用于测定药物活性成分的含量,如:阿斯匹林中的乙酰水杨酸或复合维他命片剂中的维生素C,以及用于药物合成的药物添加剂的含量测定和纯度控制。酸碱中和反应等酸碱滴定是医药行业用得最多的滴定。一个典型的例子就是盐酸麻黄碱的纯度控制[1]。该成分通常出现在咳嗽糖浆中,用以治疗支气管哮喘。其含量的测定是在含有无水醋酸和醋酸汞的有机溶剂中,用高氯酸作滴定剂进行滴定:

2R-NH3+-Cl-+Hg(OAc)2 =2R-NH2+HgCl2+2HOAc

R-NH2+HClO4 =R-NH3+-ClO4-

2.用氧化还原滴定进行成分分析

氧化还原滴定通常被用来检测原料、填充物和防腐剂的纯度。例如,4-苯甲酸甲酯(一种对羟基苯甲酸酯)中溴值的测定。这种化合物作为防腐剂被应用于眼药制剂和外用眼药膏中。硫代硫酸钠被用作滴定剂。整个分析由下述几个步骤组成:

2.1 酯与氢氧化钠的皂化作用(水解)

2.2 羟基氧化到酮基的过程

2.3 苯环的(亲电)溴化

2.4 过量的溴与碘离子反应,生成滴定过程中所需的游离碘

2.5 碘经硫代硫酸盐滴定,还原成碘离子:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-

3.沉淀滴定

某些药品由于其结构的关系,在滴定过程中会有沉淀析出。例如,氯化亚苄翁。通常用四苯基硼酸钠或是十二烷基磺酸钠作为滴定剂,用梅特勒-托利多DS500表面活性剂电极或是DP550光度电极就可以进行滴定。

4.恒pH滴定

恒pH滴定主要用于鉴定药品、检测酶制品纯度以及研究化学反应动力学。恒pH表示pH值恒定,即在某一特定时段内保持pH值恒定。这项技术尤其被用于测定诸如酶的活性等反应动力学参数。

生成或消耗H+的酶反应可以通过pH电极来跟踪。这些生成或被消耗的H+可以通过分别添加一定量的碱或酸来中和,由此来控制使pH值恒定。滴定剂的

添加速率与被测样品(如酶)的反应速率成正比。脂肪酶的活性测定就是一个很典型的例子。恒pH滴定在制药工业中的另一个应用领域则是用来测定解酸药[2]的缓冲能力。解酸药作为治疗用剂被用来中和由胃炎引起的胃酸过多或是由肠功能紊乱引起的肠酸过多。这类抗酸剂有氢氧化镁,氧化镁,碳酸镁,硅酸镁,氢氧化铝,磷酸铝和硅酸铝镁等。解酸药必须要能够在大约一个小时的平均停留时间内保持胃部或肠部内的pH值恒定。这就意味着测定反应速率、酸中和能力、缓冲能力等特性是非常重要的。

5.卡尔费休水份测定

药品中的水份含量是药品检验指标之一,因为它关系到药品的活性/药效以及存储有效期。当药品中的水份含量过高或过低时,药品中的有效成分会降解或是达不到其最高活性点。从而降低药剂的有效性。另外,水份含量亦会从很大程度上影响药品的存储有效期。专用于水份测定的卡尔费休方法是经过长期实践后确立的常规方法[4、5、6]。水份含量可以通过药品与碘在乙醇溶液中反应直接测得。

几个百分比的水份含量可以通过添加含有碘的溶液由容量法进行测定(容量法卡尔费休水份测定,[4])。用容量法卡尔费休水份测定的一个典型例子就是测定阿司匹林中的水份含量。经砚磨的阿司匹林粉末转移至滴定容器后可以直接进行滴定,测得水份,样品溶解后,阿司匹林中的活性成分水杨酸会使溶液的pH值降低而影响卡尔费休水份测定结果。在这种情况下,需要加入咪唑来中和水杨酸,使pH值保持在最佳值pH6-pH7之间。

对于水份含量低于0.5-1.0%的情况,测定所需的碘量可以由滴定容器中电解产生。(库仑法水份测定[5、6])。用库仑法卡尔费休水份测定的一个典型例子就是测定冻干样品中水份含量.由于经过冻干处理的物质的水份含量极低(ppm 数量级),样品需要在经过预滴定至无水状态的阳极液中溶解后再直接滴定。

在卡尔费休滴定中只有游离水才能够被测得,故而对样品进行适当的预处理就显得尤为重要。在卡尔费休水份测定之前,使得样品中的水份处于游离水状态是相当必要了。可以通过如下方法实现这个目的:在滴定池中长时间充分地搅拌样品;减小样品颗粒的大小;样品均质化;对样品进行加热;用溶剂对样品进行外部萃取等等。

同时,对于不溶或难溶物质、与卡尔费休试剂发生副反应的物质或是释放水份特别缓慢的物质,在测定时建议使用干燥炉。干燥炉的热能使得样品的水份释放出来,然后通过干燥的惰性气体吹入滴定容器。如果使用干燥炉,则样品需为对热稳定的物质。

为提高效率,所有费时的步骤都可实现自动化:

要滴定几个系列的样品和定期的取样都是费时费力的,因为用户必须重复进行每一步的操作。此外,由于操作过程必须严格按照标准程序进行,操作者会感到单调乏味。这些问题都可以通过提高常规工作的自动化程度来解决。

维生素C含量的测定

一,目的要求

1.掌握碘标准溶液的配制和标定方法.

2.掌握直接碘量法测定维生素C的原理和方法.

二,原理

抗坏血酸又称维生素C(Vc),分子式为C6H8O6,Vc具有还原性,可被I2定量氧化,因此可用I2标准溶液直接滴定.其滴定反应式为:

C6H8O6 + I2 C6H6O6 + 2HI

用直接碘量法可测定药片,注射液,饮料,蔬菜,水果等中的Vc含量.

由于Vc的还原性很强,在空气中极易被氧化,尤其是在碱性介质中,这种氧化作用更强,因此滴定易在酸性介质中进行,以减少副反应的发生.考虑到I-在强酸性溶液中也易被氧化,故一般选在pH=3~4的弱酸性溶液中进行.

三,试剂

1.0.05mol·L-1I2溶液:称取13.5gI2,加36gKI,50mL水,溶解后加入3滴盐酸及适量稀释至1000mL,用垂融漏斗过滤,置于阴凉处密封,避光保存.

2.0.1mol·L-1Na2S2O3标准溶液:配制与标定见实训.

3.0.2%淀粉溶液:称取0.5g可溶性淀粉,用少量水搅匀,加入100mL沸水,搅匀.若需放置,可加少量HgI2或H3BO3作防腐剂.

4.2mol·L-1醋酸溶液.

5.维生素C药片.

四,步骤

I2溶液浓度的标定

用移液管移取25.00mL Na2S2O3标准溶液于250mL锥形瓶中,加50mL蒸馏水,5mL0.2%淀粉溶液,然后用I2溶液滴定至溶液呈浅蓝色,30s内不退色即为终点.平行测定三份,计算I2溶液的浓度.

维生素C含量的测定

准确称取约0.2g研磨碎的维生素C药片,置于250mL锥形瓶中,加入100mL新煮沸过并冷却的蒸馏水,10mL 2mol·L-1HAc溶液和5mL0.2%淀粉溶液,立即用I2标准溶液滴定至出现稳定的浅蓝色,且在30s内不退色即为终点,记下消耗的I2溶液体积.平行滴定三份,计算试样中抗坏血酸的质量分数.

五,注意事项

碘在水中几乎不溶,且有挥发性,所以配制时加入KI,生成KI3络合物,以助其溶解,并可以降低碘的挥发性.

由于滴定时反应速度较慢,应徐徐滴加,猛烈振摇直至溶液呈持久的蓝色终点为止. 碘液具有挥发性与腐蚀性,应贮存于具有玻塞的棕色(或用黑布包裹)玻瓶中,避免与软木塞或橡皮塞等有机物接触;并应配制后放置一周再行标定,使其浓度保持稳定.

因碘能与橡胶发生反应,因此不能装在碱式滴定管中.

配制淀粉指示液时的加热时间不宜过长,并应快速冷却,以免降低其灵敏度;所配制的淀粉指示液遇碘应显纯蓝色,如显红色,即不宜使用;此指示液应临时配制.