羟基糠醛

电位滴定法快速测定糠醛* 刘俊峰　易平贵　金一粟 摘　要　试验用改良硫酸法由稻草（或麦杆）制取糠醛，用电位滴定法测定糠醛蒸馏液中糠醛的含量及产品的纯度，给出了滴定终点的选择依据.方法简便易行，准确度达到工业分析的要求.图2，表3，参5.关键词　糠醛　电位滴定　条件分类号　TQ201THE QUICK METHOD TO DETERMINE FURFURAL BY ELECTROMETRIC TITRATION Liu Junfeng　Yi Pinggui　Jin Yisu(Dept. of Chemical Eng. of Xiangtan Mining Institute,Xiangtan ,Hunan,China,411201)ABSTRACT　The electrometric titration to determine furfural has been discussed. It also studied the determination method ,the principle, the procedure, the cause for selecting the titration end to determine the pure level of the product and the content of furfural in the distillation liquid produced from straw of rice(or straw of wheat) by the modified sulfuric acid catalytic method. The results show that the method is simple and convenient and its accuracy reaches to the industrial analysis standard.2figs.,3tabs.,5refs.Key words　electrometric titration, furfural,conditionSynopsis of the author　Liu Junfeng, male, born in 1957, M.E., associate professor, original chemical technology and industrial catalyst.　　羰基化合物的测定常见的方法主要有羟胺法、亚硫酸氢钠加成法和2，4-二硝基苯腙重量法［1］.上述测定方法有的操作繁杂，有的终点褪色迅速，准确度较差.电位滴定法在羟基苯甲醛产品的分析测定中具有简单、快速、干扰较小等优点［2，3］.本文讨论了改良硫酸法制取糠醛产品的测试方法，结果表明，用电位滴定法测定馏出液中糠醛的含量和产品的纯度，结果准确、方法简便易行.1　试验1.1　测定原理［4］ 　　先用NaOH部分中和盐酸羟胺，生成的游离羟胺部分与羰基化合物形成肟，剩余的游离羟胺用盐酸标准溶液回滴，由空白和试样溶液滴定之差值计算试样中糠醛的百分含量.反应如下： 1.2　主要仪器、试剂和溶液　　1） 主要仪器　自动电位滴定仪（精度pH=0.01），饱和甘汞电极，玻璃指示电极.　　2） 氢氧化钠乙醇溶液（ CNaOH=0.75 mol/L）　加入42.0g氢氧化钠(质量分数50%)溶液于688mL乙醇(质量分数95%)中.　　3） 羟胺溶液　溶解40.0g盐酸羟胺（NH2OH.HCl）于160mL水中，用95%乙醇溶液稀释至1 L，再加入400 mL浓度为0.75 mol/L氢氧化钠溶液，混匀.　　4） 盐酸标准溶液（CHCl=0.250 mol/L）　 配制与标定按GB6014.2条进行.1.3　测定步骤与结果计算　　称取2.0g（准确至0.0002g）试样于干燥的150mL烧杯中，加入10.0mL含量为95%乙醇，溶解后再加入13mL水，准确吸取25.00mL羟胺溶液至试样中，搅拌反应20min.放入玻璃电极和甘汞电极，在已校正好的酸度计上用0.2500mol/L的盐酸标准溶液滴定至溶液pH值为3.55时终止滴定，消耗体积为V1；除不加试样外，以同样的方法测定25.00mL羟胺溶液空白，消耗体积为V0，计算结果如下： 式中：w糠醛，糠醛的质量分数，%；V0，空白试液消耗盐酸标准溶液体积，mL；V1，被测试样滴定消耗盐酸标准溶液体积，mL；C，盐酸标准溶液浓度，mol/L；m，试样质量，g；系数0.096 09为糠醛的毫摩尔质量，g.2　结果与讨论2.1　测定方法的选择　　试验结果发现，对于改良硫酸法制取糠醛产物中醛含量的分析，用亚硫酸氢钠法终点褪色迅速；如用羟胺法直接滴定则无明显滴定突跃，使得终点判断相当困难.唯有羟胺法的间接滴定法终点突跃较为明显，但样品本身的颜色对此法干扰较大，对于颜色较深的样品不适用. 　　如采用仪器检测法测定样品中的糠醛，由于试样中存在的无机离子和水分在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]FID检测器上无响应，故归一化结果均偏高.因试样（特别是久置后）本身具有颜色，用可见或紫外吸收光谱仪测定均存在不同程度的干扰而造成结果准确度较差.所以最终选择了电位滴定法.2.2　滴定终点的确定　　试验了不同量羟胺溶液滴定后终点pH值的变化，结果如图1.　　由图1可知终点pH值分别为3.70、3.58、3.50.根据取样量计算，当试样反应完全后，羟胺剩余量大于15 mL，因此选择pH为3.55时作为滴定终点.计算得此条件下的终点误差约为0.02 mL. 盐酸标准溶液体积/mLa.5mL羟胺溶液滴定曲线(终点pHo 3.70)b.15mL羟胺溶液滴定曲线(终点pHo 3.58)c .25mL羟胺溶液滴定曲线(终点pHo 3.50)图1　羟胺溶液滴定曲线Fig.1　Curve of determining hydroxy amine2.3　滴定反应时间的选择　　羰基化合成肟反应一般需30min方能完全，少数情况要在70 ℃以上水浴中进行.本法采用搅拌方式以加快反应速度.测定了室温条件下不同反应时间分析结果的稳定性，如图2.由图2可见，在室温搅拌反应20 min即能满足要求. 图2　不同反应时间糖醛测定含量Fig.2　Content of furfural according different reaction time2.4　测定方法的准确度　　采用含量为99.00%的糠醛样品进行准确度试验.在所给试验条件下，测得其含量为99.02%，回收率为100.2%.然后用99.00%含量的糠醛配置标准样品，标样含量为55.26%，实测结果为55.13%，回收率99.76%（见表1），相对误差均符合工业分析公差［5］. 表1　分析方法准确度测定结果 Tab.1　 Results of accuracy of the analysis method样品含量/%测定值/%平均值/%回收率/%平均误差/%相对误差/%样品含量/%测定值/%平均值/%回收率/%平均误差/%相对误差/%99.0099.1599.2599.1899.2299.20100.20.0350.2055.2655.1655.1255.1155.1399.760.0200.242.5　试样测定　　1） 馏出液糠醛含量的测定 　　按本试验得出的测定条件，对8批蒸出液先用NaOH中和至pH值与空白试液相同，然后进行糠醛含量的测定，结果见表2. 表2　试样平行测定结果 Tab.2　Results of determination of parallel samples样品号测定值/%平均值/%相对偏差/%样品号测定值/%平均值/%相对偏差/%12.18 2.222.200.0251.561.491.530.0321.961.991.980.0261.641.541.590.0531.881.841.860.0271.411.321.370.0441.721.651.690.0381.361.271.320.04　　由表2可见，采用本法两次平行测定结果差值不大于0.2%，相对偏差在0.1%以下.　　2） 糠醛产品测定 　　用上述同样的方法，对连续10批产品进行测定，结果如表3. 表3　产品中糠醛含量测定结果 Tab.3　Determining results of furfural content in products 样品号测定值/%平均值/%相对偏差/%样品号测定值/%平均值/%相对偏差/%196.84 96.8096.820.02696.7296.9096.960.06297.3297.4197.370.05799.3699.2099.280.08395.1695.1095.130.03897.0296.9096.960.06498.2198.1298.170.05997.8297.7697.790.03599.1099.0199.060.041097.7697.5897.670.09　　由表3可见，采用本法平行测定结果差值、相对偏差均符合工业分析标准. 3　结论　　本法操作简便、仪器简单、准确度、精密度均能满足工业分析要求，可用于糠醛产品质量检测和改良硫酸法生产中糠醛蒸馏液醛含量的分析. 　　*湖南省“八五”科技攻关项目(编号：01-942-57)第一作者简介　刘俊峰　男　42岁　硕士　副教授　有机化工与工业催化剂作者单位：湘潭矿业学院化学工程系，湖南湘潭，411201参考文献　1　西北师院等校编.有机分析教程.北京：人民教育出版社，1978.306～309　2　刘俊峰，易平贵，李晓湘.电位滴定法测定间羟基苯甲醛.分析化学，1996，24（9）：1111　3　魏玉鹏.电位滴定法测定对羟基苯甲醛.江苏化工，1992，20（2）：45～46　4　兰州大学化学系等编.有机微量定量分析.北京：科学出版社，1978.306～309　5　田景君.分析化学.北京：化学工业出版社，1979.113收稿日期：1998-10-25

电位滴定法快速测定糠醛* 刘俊峰　易平贵　金一粟 摘　要　试验用改良硫酸法由稻草（或麦杆）制取糠醛，用电位滴定法测定糠醛蒸馏液中糠醛的含量及产品的纯度，给出了滴定终点的选择依据.方法简便易行，准确度达到工业分析的要求.图2，表3，参5.关键词　糠醛　电位滴定　条件分类号　TQ201THE QUICK METHOD TO DETERMINE FURFURAL BY ELECTROMETRIC TITRATION Liu Junfeng　Yi Pinggui　Jin Yisu(Dept. of Chemical Eng. of Xiangtan Mining Institute,Xiangtan ,Hunan,China,411201)ABSTRACT　The electrometric titration to determine furfural has been discussed. It also studied the determination method ,the principle, the procedure, the cause for selecting the titration end to determine the pure level of the product and the content of furfural in the distillation liquid produced from straw of rice(or straw of wheat) by the modified sulfuric acid catalytic method. The results show that the method is simple and convenient and its accuracy reaches to the industrial analysis standard.2figs.,3tabs.,5refs.Key words　electrometric titration, furfural,conditionSynopsis of the author　Liu Junfeng, male, born in 1957, M.E., associate professor, original chemical technology and industrial catalyst.　　羰基化合物的测定常见的方法主要有羟胺法、亚硫酸氢钠加成法和2，4-二硝基苯腙重量法［1］.上述测定方法有的操作繁杂，有的终点褪色迅速，准确度较差.电位滴定法在羟基苯甲醛产品的分析测定中具有简单、快速、干扰较小等优点［2，3］.本文讨论了改良硫酸法制取糠醛产品的测试方法，结果表明，用电位滴定法测定馏出液中糠醛的含量和产品的纯度，结果准确、方法简便易行.1　试验1.1　测定原理［4］ 　　先用NaOH部分中和盐酸羟胺，生成的游离羟胺部分与羰基化合物形成肟，剩余的游离羟胺用盐酸标准溶液回滴，由空白和试样溶液滴定之差值计算试样中糠醛的百分含量.反应如下： 1.2　主要仪器、试剂和溶液　　1） 主要仪器　自动电位滴定仪（精度pH=0.01），饱和甘汞电极，玻璃指示电极.　　2） 氢氧化钠乙醇溶液（ CNaOH=0.75 mol/L）　加入42.0g氢氧化钠(质量分数50%)溶液于688mL乙醇(质量分数95%)中.　　3） 羟胺溶液　溶解40.0g盐酸羟胺（NH2OH.HCl）于160mL水中，用95%乙醇溶液稀释至1 L，再加入400 mL浓度为0.75 mol/L氢氧化钠溶液，混匀.　　4） 盐酸标准溶液（CHCl=0.250 mol/L）　 配制与标定按GB6014.2条进行.1.3　测定步骤与结果计算　　称取2.0g（准确至0.0002g）试样于干燥的150mL烧杯中，加入10.0mL含量为95%乙醇，溶解后再加入13mL水，准确吸取25.00mL羟胺溶液至试样中，搅拌反应20min.放入玻璃电极和甘汞电极，在已校正好的酸度计上用0.2500mol/L的盐酸标准溶液滴定至溶液pH值为3.55时终止滴定，消耗体积为V1；除不加试样外，以同样的方法测定25.00mL羟胺溶液空白，消耗体积为V0，计算结果如下： 式中：w糠醛，糠醛的质量分数，%；V0，空白试液消耗盐酸标准溶液体积，mL；V1，被测试样滴定消耗盐酸标准溶液体积，mL；C，盐酸标准溶液浓度，mol/L；m，试样质量，g；系数0.096 09为糠醛的毫摩尔质量，g.2　结果与讨论2.1　测定方法的选择　　试验结果发现，对于改良硫酸法制取糠醛产物中醛含量的分析，用亚硫酸氢钠法终点褪色迅速；如用羟胺法直接滴定则无明显滴定突跃，使得终点判断相当困难.唯有羟胺法的间接滴定法终点突跃较为明显，但样品本身的颜色对此法干扰较大，对于颜色较深的样品不适用. 　　如采用仪器检测法测定样品中的糠醛，由于试样中存在的无机离子和水分在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]FID检测器上无响应，故归一化结果均偏高.因试样（特别是久置后）本身具有颜色，用可见或紫外吸收光谱仪测定均存在不同程度的干扰而造成结果准确度较差.所以最终选择了电位滴定法.2.2　滴定终点的确定　　试验了不同量羟胺溶液滴定后终点pH值的变化，结果如图1.　　由图1可知终点pH值分别为3.70、3.58、3.50.根据取样量计算，当试样反应完全后，羟胺剩余量大于15 mL，因此选择pH为3.55时作为滴定终点.计算得此条件下的终点误差约为0.02 mL. 盐酸标准溶液体积/mLa.5mL羟胺溶液滴定曲线(终点pHo 3.70)b.15mL羟胺溶液滴定曲线(终点pHo 3.58)c .25mL羟胺溶液滴定曲线(终点pHo 3.50)图1　羟胺溶液滴定曲线Fig.1　Curve of determining hydroxy amine2.3　滴定反应时间的选择　　羰基化合成肟反应一般需30min方能完全，少数情况要在70 ℃以上水浴中进行.本法采用搅拌方式以加快反应速度.测定了室温条件下不同反应时间分析结果的稳定性，如图2.由图2可见，在室温搅拌反应20 min即能满足要求. 图2　不同反应时间糖醛测定含量Fig.2　Content of furfural according different reaction time2.4　测定方法的准确度　　采用含量为99.00%的糠醛样品进行准确度试验.在所给试验条件下，测得其含量为99.02%，回收率为100.2%.然后用99.00%含量的糠醛配置标准样品，标样含量为55.26%，实测结果为55.13%，回收率99.76%（见表1），相对误差均符合工业分析公差［5］. 表1　分析方法准确度测定结果 Tab.1　 Results of accuracy of the analysis method样品含量/%测定值/%平均值/%回收率/%平均误差/%相对误差/%样品含量/%测定值/%平均值/%回收率/%平均误差/%相对误差/%99.0099.1599.2599.1899.2299.20100.20.0350.2055.2655.1655.1255.1155.1399.760.0200.242.5　试样测定　　1） 馏出液糠醛含量的测定 　　按本试验得出的测定条件，对8批蒸出液先用NaOH中和至pH值与空白试液相同，然后进行糠醛含量的测定，结果见表2. 表2　试样平行测定结果 Tab.2　Results of determination of parallel samples样品号测定值/%平均值/%相对偏差/%样品号测定值/%平均值/%相对偏差/%12.18 2.222.200.0251.561.491.530.0321.961.991.980.0261.641.541.590.0531.881.841.860.0271.411.321.370.0441.721.651.690.0381.361.271.320.04　　由表2可见，采用本法两次平行测定结果差值不大于0.2%，相对偏差在0.1%以下.　　2） 糠醛产品测定 　　用上述同样的方法，对连续10批产品进行测定，结果如表3. 表3　产品中糠醛含量测定结果 Tab.3　Determining results of furfural content in products 样品号测定值/%平均值/%相对偏差/%样品号测定值/%平均值/%相对偏差/%196.84 96.8096.820.02696.7296.9096.960.06297.3297.4197.370.05799.3699.2099.280.08395.1695.1095.130.03897.0296.9096.960.06498.2198.1298.170.05997.8297.7697.790.03599.1099.0199.060.041097.7697.5897.670.09　　由表3可见，采用本法平行测定结果差值、相对偏差均符合工业分析标准. 3　结论　　本法操作简便、仪器简单、准确度、精密度均能满足工业分析要求，可用于糠醛产品质量检测和改良硫酸法生产中糠醛蒸馏液醛含量的分析. 　　*湖南省“八五”科技攻关项目(编号：01-942-57)第一作者简介　刘俊峰　男　42岁　硕士　副教授　有机化工与工业催化剂作者单位：湘潭矿业学院化学工程系，湖南湘潭，411201参考文献　1　西北师院等校编.有机分析教程.北京：人民教育出版社，1978.306～309　2　刘俊峰，易平贵，李晓湘.电位滴定法测定间羟基苯甲醛.分析化学，1996，24（9）：1111　3　魏玉鹏.电位滴定法测定对羟基苯甲醛.江苏化工，1992，20（2）：45～46　4　兰州大学化学系等编.有机微量定量分析.北京：科学出版社，1978.306～309　5　田景君.分析化学.北京：化学工业出版社，1979.113收稿日期：1998-10-25

5-羟甲基糠醛的检查方法及限度要求初探 摘要：5-羟甲基糠醛是含葡萄糖等单糖的注射剂中重要的有关物质。本文就5-羟甲基糠醛的来源、影响其产生的因素、检测方法及限度等进行了阐述。并提请申请人注意在制剂工艺筛选过程、以及质量研究过程中注意控制该杂质。关键词：5-羟甲基糠醛 检查方法 限度 一、概述 5-羟甲基糠醛（5-Hydroxymethyl furfural，简称5-HMF）是葡萄糖等单糖化合物在高温或弱酸等条件下脱水产生的一个醛类化合物，该化合物稳定性不好，容易分解成乙酰丙酸和甲酸，或发生聚合反应 摘自： 医 学教 育网www.med66.com 。一方面，5-HMF对人体横纹肌和内脏有损害，另一方面，葡萄糖注射液在高温情况下颜色容易变黄，虽然5-HMF本身无色，但由于5-HMF可发生聚合而由聚合物导致变色，且葡萄糖注射液颜色的深浅与5-HMF产生的量成正比，因此5-HMF的量可指代产品中葡萄糖的分解程度。由于5-HMF的毒性及对产品质量情况的指示作用，在含葡萄糖或其它单糖的制剂中应作为一个重要的有关物质加以控制。 影响5-HMF产生量的因素有溶液的pH值、灭菌的温度及灭菌的时间等。葡萄糖在碱性溶液中极不稳定，易脱水分解，而在酸性溶液中相对稳定，其中以pH3.0时分解最少，中国药典规定葡萄糖注射液的pH值应在3.2～5.5。葡萄糖注射液在高温加热灭菌时易产生5-HMF，其量的增加与灭菌温度、时间成正比，在工艺筛选过程中选择考察指标时，需注意纳入5-HMF检查项。另外在贮藏过程中，5-HMF也会增加，所以应尽量缩短葡萄糖注射液的贮藏时间。此外，有文献报道，不同方法制备的注射用水配制的葡萄糖注射液经灭菌处理后，5-HMF的量有显著性差异，四级截留法制备的注射用水较重蒸馏法、蒸馏法制备的注射用水更好。另据文献报道，亚硫酸盐在溶液中能与葡萄糖生成葡萄糖羟基亚硫酸，使葡萄糖分解成5-HMF的反应延迟。 医学教 育网收集整理 二、检查方法 5-羟甲基糠醛的检查方法通常有以下几种：控制溶液的颜色、紫外法、双波长法、杂质对照法等。 由于葡萄糖注射液颜色的深浅与5-HMF产生的量成正比，可通过控制溶液的颜色来控制5-HMF的量，但由于5-HMF并非葡萄糖注射液变色的唯一因素，该法专属性和准确性较差。 5-HMF的最大吸收波长为284nm，该处干扰较少，UV法常可以作为5-HMF检查的首选方法。如中国药典2000、BP2000、USP27和日本药局方中纳入的葡萄糖注射液，均采用UV法控制5-羟甲基糠醛含量。如果制剂中的主药或辅料在284nm有明显的吸收，会干扰5-HMF的检查，可采用HPLC法代替。 双波长法是通过试验找到与干扰组分在284nm波长处吸收度相同的等吸收波长，测定样品在这两个波长处吸收度的差值，以消除制剂中其它组分的干扰。如甲硝唑葡萄糖注射液，因甲硝唑在320nm 有最大吸收，在284nm、355nm 为等吸收波长,5%葡萄糖溶液在此两波长附近均无吸收，5-HMF在355nm 无吸收。因此,有生产单位选择284nm为测定波长,355nm 为参比波长,以两波长的吸收度差值(ΔA = A284 - A355) 为定量信息测定5-HMF的含量。需要注意的是，等吸收波长的准确性直接影响测定结果，因此需要进行完备的方法学验证，一般建议采用多个浓度进行试验。 采用HPLC－杂质对照法检查5-HMF，具有较强的专属性，一般采用的色谱条件为：ODS柱，甲醇-水作流动相，也可加入适量的酸调节pH值，在284nm波长下进行限度检查。在研究过程中应注意进行方法学考察，确定5-HMF的色谱峰不受其它峰的干扰。 各国药典对葡萄糖注射液中5-HMF的量进行了控制，方法均采用测定284nm处的吸收度，但对供试液的浓度和限度的规定有所不同，见表1。 以葡萄糖注射液为载体的输液剂应在质量标准中控制5-HMF；含葡萄糖等单糖的口服制剂，在制备工艺中有酸性环境或要经过高温过程的，一般也应对5-HMF进行控制。在制订5-HMF的限度时应注意：若是采用紫外法，包括双波长法，限度可参照中国药典中葡萄糖注射液或氯化钠注射液的相关规定；若采用HPLC法，根据文献报道的数据及申请人提供的研究数据，目前一般要求将5-HMF控制在0.025％（按葡萄糖含量计算）左右。 以上是作者在查阅文献资料的基础上，并结合审评的实际情况对5-羟甲基糠醛的简要小结，希望与各位同仁探讨交流。