​【质量分析】过氧化物检测方法及应用丨No.08

财富   其他   2024-05-24 07:30   江苏  


过氧化物通常指含有过氧基-O-O-的化合物,可看成是过氧化氢的衍生物。在小分子药物研发中,化合物合成路线中避免不了使用含有过氧化物的有机试剂,例如四氢呋喃,二甲基四氢呋喃,1,4-二氧六环等。



有机试剂中过氧化物水平过高,会有以下几点负面影响:

#01   

使用钯等金属催化剂进行的偶联反应,若是有机试剂中的过氧化物值过高,过氧化物容易氧化低价态的金属离子,从而使催化剂失活,影响反应进程。

#02   

过氧化物还有可能导致一些副反应,如Baeyer-Villiger重排。

#03    

化合物中若是含有N-结构的时候,特别是NH-与NH2-,若反应溶剂或试剂中含有过氧化物,则容易生成含N-O的副产物,此结构很多情况下是警示结构。

#04    

放大生产通常需要进行工艺安全评估,若反应步骤中有机试剂中的过氧化物值过高,亦会有生产安全隐患。

如何从源头上避免上述问题,即需要我们拥有检测过氧化物的手段,来评估或能够定量检测过氧化物的值。


法1:试纸法
市面上比较常见的检测过氧化物的手段为过氧化氢检测试纸,其原理过氧化物对碘离子的氧化反应。例如样品中存在氧化氢时,其会将碘离子氧化为碘单质,自身被还原为水并释放出氧气。通过试纸的颜色变化,可以方便地识别样品中过氧化氢的存在和浓度。

2H2O2+2KI →2H2O+ I2+O2

过氧化氢检测试纸的范围通常是 0-25mg/L 或者 50-1500mg/L,操作简单,较短时间即可知道结果。但缺点也很明显,使用试纸无法准确测量过氧化物的值,并且试剂检测的是过氧化氢,尚不明确是否可以检测其它类型过氧化物。

法2:滴定法

欧洲药典中亦有收录过氧化物的检测章节,检测方法为滴定法,其测定结果(Ip)是以活性氧的毫当量表示1000g物质中所含过氧化物量的数值。

具体的操作过程如下:

#步骤一   

将适量待测物(具体可见表1)加入到有磨砂玻璃塞的250mL锥形瓶;

#步骤二   

加入50mL三甲基戊烷和冰醋酸的混合物(体积比2:3),振摇以溶解待测物;

#步骤三   

准确移取0.5mL饱和碘化钾溶液于上述溶液中,剧烈晃动锥形瓶1min后,加入30mL水;

#步骤四   

选取0.01M硫代硫酸钠(V1 mL)为滴定剂,在不断剧烈摇晃的情况下进行滴定,直到黄色几乎消失,加入0.5mL淀粉溶液并继续滴定,直到蓝色全部消失。

#步骤五   

进行空白测定(V0 mL),如果空白测定超过0.1mL,则更换溶剂重新测定。

V1:滴定样品所消耗硫代硫酸钠体积,mL;

V0:滴定空白所消耗硫代硫酸钠体积,mL;

C:硫代硫酸钠的浓度,mol/L;

m:样品质量,g。

使用此法可以准确定量的测定待测物中过氧化物的值,但是也局限于药典中规定的溶剂,若待测物与所有溶剂不互溶或者会与其发生副反应,则都会影响最终的检测结果。

法3:滴定法

相较于过氧化氢检测试纸,或者欧洲药典收录的滴定法,使用高效液相色谱法来检测化合物中的过氧化物的值无疑具有更好的专属性与更广的适用性。南京药石科技分析团队开发出衍生-HPLC的方法来定量检测化合物中的过氧化物,衍生反应原理如下:

PPh3+X-OOH → X-OH+Ph3PO

使用活性比较强的三苯基膦作为还原剂,与待测物中的过氧化物发生氧化还原反应,通过外标法定量的测定衍生产物三苯基氧膦的含量,通过三苯基氧膦与待测衍生物的相对分子质量之间的系数进行折算,计算出待测物中过氧化物的含量。

下表(表1 有机试剂中过氧化物值)为市面上工业级别大宗试剂中过氧化物含量的抽检结果:

表1 有机试剂中过氧化物值

衍生-HPLC的方法检测有机试剂中的过氧化物,方法的灵敏度可以低至2ppm,线性范围比较广,结合准确度实验结果,可以在2ppm~500ppm范围内进行微量过氧化物的定量检测。同时衍生-HPLC的方法也可以应用于其它类型化合物中过氧化物含量的检测,具备更广泛的应用性。



参考文献


1. EUROPEAN PHARMACOPOEIA 11.0 <2.5.5. Peroxide value>.

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