分析方法开发之水分

东哥123

最近水分方法开发比较多，一些简单思路供大家参考，如有错误请指出

1. 常见的水分方法

l 干燥法、卡氏法、甲苯法（蒸馏法）和气相色谱法（使用电导检测器），热重分析TGA。

1.1. 干燥失重：       

l 由于干燥失重本身是一种非专属性方法，它既可以检测水分，同时样品中的残留溶剂也会“干扰”水分测定的结果，即简单地说，干燥失重=水分+残留溶剂

l 快速干燥失重：常用于中控方法，优点是结果快，但是结果不是很准确

注意：方法开发时，需要注意样品的熔点，样品不能融化，同时需要了解样品的溶剂残留情况。

1.2. LOD:常用于中间体或者成品的检测

l LOD 能代替水分（KF）检测的前提就是：1）RS 基本无干扰；2）样品比较稳定，不至于干燥过程中发生分解产生挥发性物质；3）样品中水分能够充分挥发出来（结合水）

l 那么 LOD 测定方法的关键因素是温度和真空度，对于减压干燥而言，真空度我们是特定的，所以真正的关键因素就是温度，温度与产品的结合就是你最终能够得到 的结果。一般来说，对于没有结晶水的化合物，105℃是可以保证游离水的测定的，但对于含结晶水的化合物来说就不好说，你可以通过 TG（热重分析）和/或卡氏水分来确定。

备注:欧美如果产品中没有一、二类溶剂的话，其三类溶剂的检测可以使用干燥失重的

方法来测量，当然前提是 LOD NMT 0.5%，因为这个限度是三类溶剂的可接受标准，

这时不需要区分 0.5%的标准是来源于水分还是来源于 RS，这只是一项符合性检查

1.3. 卡式法

l 卡氏水分测定的基本原理是，在有二氧化硫和弱碱性化合物存在的情况下，水分子可以与 碘分子定量地发生反应，通过测定反应所消耗的碘的量就可以计算出样品中水分的含量。

l 卡氏滴定就需要有四种试剂：二氧化硫、弱碱、碘和溶剂（甲醇）。弱碱早期使用的是吡啶，由于其有恶臭，所以现在一般使用的主要是咪唑；溶剂最常用的是无水甲醇

l 而根据碘的来源不同，卡氏滴定又可以分为两种，一种是容量法，用于测定常量水分（一般认为 5mg 以上的含水量），此时碘的来源是将碘配制成滴定液，采用直接滴定的方法测定水分的含量；

l 另一种是库仑法，库仑法是没有碘滴定液的，碘分子是通过将电解碘化钾产生的，在测定水分时，当电解液中有水存在时，电极可能检测到电位差，进而产生电流，将碘离子电解成碘分子，用于与水发生化学反应，当水被消耗光时，不再产生电流，也就没有碘分子生成了，仪器通过测定所消耗电量来计算样品中的含水量的，库仑法被认为是微量水分测定方法（一般认为 5mg 以下的含水量，绝对含量）。

l 副反应：这是卡氏水分滴定的重关键的一环，简单地说，就是：1）凡是与碘可能发生化学反应的，包括氧化还原或络合，典型的如一些强还原剂；2）凡是与溶剂发生反应生成水的。第一种情况，卡式炉法，就是将水分仪与小烘箱相连，烘箱加热所产生的水和溶剂通过导管转移到滴定杯中进行滴定。对于第二种情况，最典型的就是醛酮化合物，由于它可以与醇发生缩合反应而脱水，进而导致检测结果偏高。这种情况，一般来说解决的方案是使用醛酮专用滴定液和溶剂，最主要的是更换掉溶剂中的甲醇，当然它的缺点之一就是溶解性下降和成本提高。

快速干湿	LOD	KF(库伦）	KF(卡式炉）
方法简单	耗时长	方法简单，耗时短	5mg 以下的含水量
高温样品稳定	样品稳定，高温不降解	考虑样品的溶解性和是否含醛酮结构	l 高温下释放水分的样品 l KF无法溶解的样品 l 和KF试剂发生副反应，但高温样品不降解
检测水分+溶剂	溶剂无干扰，不含结晶水	水分（游离水和结晶水）	水分（游离水+可能含结晶水）
适用于中控	适合于中间体原料和API	适合于中间体原料和API	适合于中间体原料和API
——	——	适合于固体，液体和气体形式的样品测定，特别是粘稠样品	适合于液体和气体形式的样品
——	——	需要标定	绝对测量法，不需要标定滴定度

2. 水分方法开发思路：

2.1. 基本信息

l 了解样品的状态

        液体：直接KF(因为没有样品溶解问题）

        固体：

l 了解样品的溶解性：主要是在甲醇中是否溶解，溶解多少

l 了解样品的熔点：LOD方法用

l 了解样品的结构：含醛酮结构？含结晶水？

l 了解样品中的溶剂

l 了解样品中水分的步骤：干燥中控，中间体还是API

l 了解方法后续的目的：需要申报/后续步骤无水反应

2.2. 方法的选择

基于基本信息的了解，初步确认采用的方法（LOD，KF）

一般情况（举例）

	液体	熔点低	含醛酮	溶剂干扰	后续无水反应
液体	KF	KF	KF(醛酮试剂）	KF	KF
熔点低	KF	LOD KF	KF(醛酮试剂）	KF	LOD KF
含醛酮	KF(醛酮试剂）	KF(醛酮试剂）	N/A	KF	LOD KF

l 选择快速干湿法，方法一般建立在中控（干燥中控），且对溶剂干扰问题不是太

关注，因此需要和技术讨论，LOD的指标设置以及后续步骤是否满足要求，中控的限度建议设置在5000ppm以下,优点是检测时间短，操作方便，但是结果偏大，有溶剂干扰。样品结束后不应该溶解或者粘稠

l LOD法：一般在KF无法满足检测要求，一般是最后的选择，

因为方法耗时较长，一般不适合中控检测。需考虑化合物是否含结晶水

l K.F（库仑法）：微量水分测定方法（一般认为 5mg 以下的含水量），水分限度

较低的时后采用（公司无条件，卡式炉）

l K.F（容量法）：一般认为 5mg 以上的含水量

u 根据化合物的结构式或者和技术确认，是否含醛酮结构，如果含有，选择醛酮试剂，如果没有，选择一般滴定液

u 溶剂的选择：根据化合物的溶解性，选择合适的溶剂，一般甲醇，如果在甲醇溶解性较差，一般需要加适量的助溶剂（DMSO,DCM或者NMP等）或者其他有机碱（吡啶或者咪唑-很臭，不到万不得已不选择）

增溶剂	比例	适用样品
甲酰胺	Max：50	含糖以及盐类化合物
氯仿	Max：70	油以及油脂类样品
长链醇	Max：50	油以及油脂类样品
甲苯，二甲苯	Max：70	原油焦油类样品

u 样品量的选择，一般称量在0.2g以上，样品需要再溶剂完全溶解后在进行水份滴定（溶剂一般不要过70mL,一般滴定杯也就90mL）

样品含水量	建议取样量	样品绝对含水量
100000ppm=10%	50mg	5000ug
10000ppm=1%	10mg-100mg	100ug-1000ug
1000ppm=0.1%	100mg-1g	100ug-10ug
100ppm=0.01%	1g	10ug
10ppm=0.001%	5g	50ug

  

2.3. 方法的再确认

一般采用交叉确认

u 如果用KF检测,用LOD确认，两者相当即可（如果含结晶水，KF结果理论上比LOD（结果高），如果用快速干湿确认，一般KF低于快速干湿

u 如果用LOD检测，用KF确认

u 如果快速干湿检测，不用确认

备注：样品颗粒较大，容易包裹（带包装研磨）；形成溶剂化合物，导致LOQ结果小 溶剂残留却很大（如：用二氯甲烷做结晶溶剂）

2.4. 方法的简单验证

重复性（连续测6份结果并计算RSD）,LD（定量限，10%SL水平）水平的回收

率

   

Mothong

学到了，总结的很详细，多谢楼主

落幕灬

每日学习，博闻强记，多谢分享