凱氏定氮法測定吡拉西坦含量的研究

金根娣, 馬武生, 劉 俊

(揚州職業(yè)大學, 江蘇 揚州 225009)

吡拉西坦分子式是C6H10N2O2,它是一種改善腦部代謝的藥品,屬于γ-氨基丁酸的衍生物。吡拉西坦的測定方法主要有:高效液相色譜法[1-3]、紫外-可見分光光度法[4-5]、熒光法[6]等，我國2015年版藥典采用HPLC外標法測定[7]。紫外-可見分光光度法雖然簡便,但選擇性較差;HPLC法分析成本相對較高,試劑消耗量大,樣品處理繁瑣。通過對吡拉西坦氮含量的測定可間接測出吡拉西坦的含量,凱氏定氮法是最經(jīng)典的測定氮含量的方法,此法用于吡拉西坦的測定還未見報道。本文用凱氏定氮法測定吡拉西坦的含量,并對其影響因素進行探討。為了證明利用凱氏定氮儀進行測定的數(shù)據(jù)可靠性,實驗中首先通過用硫酸銨進行試驗,并對實驗條件進行優(yōu)化。

1 實驗部分

1.1 儀器和藥品

儀器:電子分析天平FA2104(上海明橋電子儀器廠)，消化爐2008(蘭州連華環(huán)?？萍加邢薰?，凱氏定氮儀K9480(東海能科學儀器有限公司)。

藥品:吡拉西坦藥品(江蘇聯(lián)環(huán)藥業(yè)股份有限公司)，吡拉西坦片(廣東康奇力藥業(yè)股份有限公司,規(guī)格0.4g/片)， 硫酸銨,硼酸,氫氧化鈉,硫酸銅,硫酸鉀,碳酸鈉,甲基橙,溴甲酚綠,甲基紅,硫酸,鹽酸,95%乙醇(以上都是分析純)。

1.2 溶液配制

硫酸銨溶液的配制:準確稱取1.0302g硫酸銨,用水溶解后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中定容，即為硫酸銨溶液。

混合指示劑甲基紅-溴甲酚綠的配制:準確稱取0.1g溴甲酚綠,溶于100mL的95%乙醇(溶液Ⅰ)。準確稱取0.2g甲基紅,溶于100mL的95%乙醇(溶液Ⅱ)。取30mL溶液Ⅰ、10mL溶液Ⅱ混勻即為甲基紅-溴甲酚綠指示劑。

2%硼酸溶液的配制:準確稱取0.2g硼酸固體放入燒杯,加蒸餾水溶解至100mL,用作蒸餾吸收液時需加入1mL甲基紅-溴甲酚綠指示劑得到硼酸吸收液。

40%氫氧化鈉溶液的配制:準確稱取400g氫氧化鈉,加蒸餾水600mL溶解。

甲基橙指示劑配制:準確稱取0.1g甲基橙溶于100mL蒸餾水。

0.1mol·L-1鹽酸標準溶液的配制:準確量取8.4mL濃鹽酸用水稀釋至1000mL,用無水碳酸鈉標定,準確濃度為0.1032mol·L-1。

1.3 測定原理

樣品與催化劑和濃硫酸一起加熱消化分解,樣品中的有機氮轉(zhuǎn)變成無機銨鹽,然后在堿性條件下將銨鹽轉(zhuǎn)化為氨,隨水蒸氣蒸餾出來并被過量的硼酸液吸收,再以標準鹽酸溶液滴定,通過消耗的鹽酸標準溶液的體積計算出樣品中的含氮量,進一步計算出樣品的含量[8]。

1.4 實驗內(nèi)容

1.4.1 硫酸銨中氮含量的測定

準確吸取10.00mL的硫酸銨溶液,放入凱氏定氮管中,加入一定體積的NaOH溶液,加熱蒸餾一定時間,用25mL的硼酸溶液吸收,當吸收液呈透明的藍綠色時,用標準鹽酸溶液進行滴定,記錄滴定體積。并研究加堿量和蒸餾時間對硫酸銨氮含量測定結(jié)果的影響。

1.4.2 吡拉西坦氮含量測定

準確稱取1.0038g吡拉西坦樣品,加入0.2g硫酸銅、6g硫酸鉀、20mL濃硫酸混勻,放入消化裝置中消化5～8h。開始設定消化溫度為250℃,產(chǎn)生大量白色煙霧(SO2),做好通風處理和個人防護,避免吸入煙霧。直到產(chǎn)生的白色煙霧越來越少(約5h),將消化溫度設為350℃繼續(xù)消化,直到消化液變成透明的藍綠色溶液后停止消化(約6～8h)。將消化液轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中定容即為吡拉西坦純品的消化液。

準確吸取10.00mL的吡拉西坦消化液,放入凱氏定氮管中,加入一定體積的NaOH溶液,加熱蒸餾一定時間,用25mL的硼酸溶液吸收,當吸收液呈透明的藍綠色時,用標準鹽酸溶液進行滴定,記錄滴定體積。并研究加堿量和蒸餾時間對吡拉西坦純品氮含量的影響。

1.4.3 實際樣品中氮含量測定

取吡拉西坦片10片,研磨成粉末,混均,稱重為4.9382g。準確稱取其中1.0000g,加入0.2g硫酸銅、6g硫酸鉀、20mL濃硫酸混勻,放入消化裝置中消化5～8h。條件設置與吡拉西坦純品的測定相同,直到消化液變成透明的藍綠色溶液后停止消化(約6～8h)。將消化液轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中定容即為吡拉西坦片的消化液。

準確吸取10.00mL的吡拉西坦片消化液,放入凱氏定氮管中,加入一定量的NaOH溶液,加熱蒸餾一定時間,用25mL的硼酸溶液吸收,當吸收液呈透明的藍綠色時,用標準鹽酸溶液進行滴定,記錄滴定體積。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫酸銨氮含量測定的影響因素

2.1.1 加堿量對硫酸銨氮含量的影響

準確移取10mL硫酸銨溶液進行蒸餾,控制時間為5min,研究加不同堿量(2、4、6、8、10、12mL)對氮含量的影響,吸收瓶中加入25mL硼酸溶液、20mL蒸餾水,進行蒸餾,當吸收瓶中的溶液變成透明的藍綠色溶液時,蒸餾結(jié)束,用標準鹽酸溶液進行滴定,鹽酸滴定消耗量與氫氧化鈉用量的關系曲線見圖1。

圖1 鹽酸消耗量與氫氧化鈉用量的關系

由圖1可知，隨著加堿量的增加,滴定時鹽酸消耗量越來越大,在加堿量達到10mL時鹽酸消耗量最大,隨后慢慢減小。所以，選擇蒸餾時加入的NaOH為10mL進行測定。

2.1.2 蒸餾時間對硫酸銨含氮量的影響

準確移取10mL硫酸銨溶液進行蒸餾,控制加堿量10mL,研究不同蒸餾時間(1、2、3、4、5、6min)對含氮量的影響,吸收瓶中加入25mL硼酸溶液、20mL蒸餾水,進行蒸餾,用標準鹽酸對蒸餾液進行滴定，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)得出蒸餾時間和鹽酸消耗量的關系曲線見圖2。

圖2 鹽酸消耗量與蒸餾時間的關系

由圖2可知，隨著蒸餾時間的延長,滴定時鹽酸消耗量越來越大,在蒸餾時間達到5min的時候鹽酸消耗量最大,隨后慢慢減小。所以蒸餾時間5min為最佳測定條件。

2.1.3 硫酸銨氮含量的測定

準確吸取10.00mL硫酸銨溶液放入凱氏定氮管中,蒸餾時間為5min，氫氧化鈉用量10mL,測定結(jié)果見表1。

從表1中可以看出，測定的氮含量與理論氮含量非常接近,說明用覬氏定氮儀測定結(jié)果準確可靠。

表1 硫酸銨氮含量測定結(jié)果

2.2 吡拉西坦氮含量測定的影響因素

2.2.1 加堿量對吡拉西坦氮含量的影響

準確吸取10.00mL吡拉西坦消化液,放入凱氏定氮管中,蒸餾時間為5min,分別加入不同量的氫氧化鈉溶液(6、8、10、12、14、16mL),加入25mL硼酸溶液、20mL蒸餾水,進行蒸餾得到透明的藍綠色溶液,用標準鹽酸溶液進行滴定。鹽酸滴定消耗量與氫氧化鈉用量的關系曲線見圖3。

圖3 鹽酸消耗量與氫氧化鈉用量的關系

由圖3可知，隨著加堿量的增加,吡拉西坦氮含量越來越大,在加堿量達到14mL的時候氮含量最穩(wěn)定,隨后慢慢減小。加入的堿量多少主要取決于消化時溶液中剩余的硫酸及蒸餾銨所需要的堿,按理論計算及堿適當過量的要求,加堿量14mL為最佳測定條件。

2.2.2 蒸餾時間對吡拉西坦含氮量的影響

準確吸取10.00mL吡拉西坦消化液,放入凱氏定氮管中,氫氧化鈉用量14mL,分別設定蒸餾時間(1、3、5、7、9min),加入25mL硼酸標準溶液、20mL蒸餾水,進行蒸餾得到透明的藍綠色溶液,用標準鹽酸溶液進行滴定,蒸餾時間變化的關系曲線見圖4。

由圖4可知，隨著蒸餾時間的延長,吡拉西坦氮含量越來越大,在蒸餾時間達到7min時，氮含量最穩(wěn)定,隨后慢慢減小。所以，蒸餾時間7min為最佳測定條件。

2.2.3 吡拉西坦純品中氮含量的測定

準確吸取10.00mL吡拉西坦消化液放入凱氏定氮管中,蒸餾時間為7min，氫氧化鈉用量14mL,測定結(jié)果見表2。從表中可知，吡拉西坦的氮含量的測定結(jié)果與理論含量十分接近。

圖4 鹽酸消耗量與蒸餾時間的關系

表2 吡拉西坦純品中氮含量測定結(jié)果

2.3 吡拉西坦藥片中氮含量測定

準確吸取10.00mL吡拉西坦藥片消化液放入凱氏定氮管中,蒸餾時間為7min，氫氧化鈉用量14mL,加入25mL硼酸溶液、20mL蒸餾水,進行蒸餾得到透明的藍綠色溶液,用標準鹽酸溶液進行滴定,計算出吡拉西坦含量,結(jié)果見表3。

表3 吡拉西坦藥片中氮含量的測定

由表3可知，藥片中吡拉西坦的含量為0.3992g/片，藥典法測定結(jié)果為0.4001g/片，與標示量為0.4g/片基本相同。

3 結(jié)論

以硫酸銨為研究對象,對凱氏定氮法測定氮含量的影響因素及測定結(jié)果的可靠性進行了驗證。結(jié)果表明，用凱氏定氮法測定的硫酸銨氮含量與理論氮含量一致,說明該方法準確可靠。探討了用凱氏定氮法測定吡拉西坦中氮含量的條件,在最佳條件下對吡拉西坦藥片中的吡拉西坦含量進行了測定,結(jié)果與藥典法一致。