分析α-氟代丙烯酸甲酯及其有关物质的方法

摘要

本发明公开了一种分析α-氟代丙烯酸甲酯及其有关物质的方法，色谱条件为：色谱柱采用极性毛细管色谱柱；温度控制方式为程序升温，进样用分流模式，载气为氮气；检测器为氢火焰离子化检测器；α-氟代丙烯酸甲酯和对照品用第一溶剂和第二溶剂配制；其中，所述第一溶剂为丙酮和/或乙腈，所述第二溶剂为衍生化试剂；将α-氟代丙烯酸甲酯和对照品溶液置于进样器中，平衡后，将样品或对照品注入气相色谱仪，完成α-氟代丙烯酸甲酯及其有关物质的测定。采用该方法可以将α-氟代丙烯酸甲酯及其合成中存在的杂质在同一色谱条件下进行快速高效的分离，有效控制合成反应过程及产品质量。该检测方法操作方便、灵敏度高、准确性强、可全面、有效的控制产品质量。

说明书

技术领域

本发明属于药物分析技术领域，具体而言，本发明涉及一种分析α-氟代丙烯酸甲 酯及其有关物质的方法。

背景技术

近年来，α-氟代丙烯酸甲酯及其类似物在医药和材料行业中应用越来越多，需求 量也随之越来越大。特别是以丙烯酸酯为原料制作的聚合物在信息工业中应用十分广泛； 在医药领域中，由α-氟代丙烯酸甲酯为原料制备的聚合物在与一些活性高的药物结合后， 可以制成新药，作为传递介质进入到人体内，将一些人体多余的钾、钠离子等排出体外。

其中，R、X分别独立地为选自下列各基团中的任意一种：C₁-C₃烷基，X为卤素基团。

α-氟代丙烯酸甲酯作为式I所示化合物中的一种，可采用合成路线：氟乙酸甲酯+ 草酸二甲酯→烯醇钠盐或钾盐→α-氟代丙烯酸甲酯，但是，在产品中易残留的副产物及杂 质包括：甲醇(MeOH)、叔丁基甲醚(MtBE)、碳酸二甲酯(DMC)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚 (BHT)、氟乙酸甲酯(MFAc)、甲苯(Toluene)。另一方面，鉴于烷烃反应生成的烯醇钠盐/钾盐 中间体的状态不好，不容易分离，生产周期会延长，造成生产成本和人工成本增加，因此此 合成路线并不十分适合工业化大生产。虽然有报道称：可以不用分离烯醇钠盐/钾盐中间 体，直接进行第二步反应，但是由于反应中必定存在的副产物甲醇，会导致烯醇钠盐/钾盐 发生可逆反应，造成操作者以为反应未结束的错觉，影响工艺进程，从而导致第二步反应杂 质增多，产品收率低且工艺成本高。因此对合成过程进行严格控制尤显重要，以全面保障产 品质量和生产安全，并有效降低生产成本。

目前，分析α-氟代丙烯酸甲酯及其有关物质的方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种分析α-氟代丙烯酸甲酯及其有关物质的方法，该方法可以准确控制 第一步反应质量，同时测定α-氟代丙烯酸甲酯含量。通过在同一色谱条件下快速分离分析 主产品及有关物质[包括甲醇(MeOH)、叔丁基甲醚(MtBE)、碳酸二甲酯(DMC)、2,6-叔丁基- 4-甲基苯酚(BHT)、氟乙酸甲酯(MFAc)、甲苯、烯醇钠盐或钾盐]，实现α-氟代丙烯酸甲酯的 质量控制，满足产品的工业化大生产。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种分析α-氟代丙烯酸甲酯及其有关物质的 方法。其特征在于：

(1)色谱条件：

色谱柱采用极性毛细管色谱柱；

温度控制方式为程序升温，进样用分流模式，载气为氮气；

检测器为氢火焰离子化检测器；

(2)样品溶液的配制：将α-氟代丙烯酸甲酯和对照品分别独立地用第一溶剂和第 二溶剂的混合溶剂进行配制；

其中，所述第一溶剂为丙酮和/或乙腈，所述第二溶剂为衍生化试剂；

(3)测定：将步骤(2)中配制得到的α-氟代丙烯酸甲酯溶液和对照品溶液置于进样 器中，平衡后，将其注入气相色谱仪，完成α-氟代丙烯酸甲酯及其有关物质的测定。

α-氟代丙烯酸甲酯和对照品用第一溶剂和衍生化试剂配制，衍生化试剂中的三氟 乙酸与样品质量百分比为3～45％。

根据本发明实施例的分析α-氟代丙烯酸甲酯及其有关物质的方法，能够有效的对 产品中甲醇(MeOH)、叔丁基甲醚(MtBE)、碳酸二甲酯(DMC)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、 氟乙酸甲酯(MFAc)、甲苯(Toluene)以及烯醇钠盐或钾盐进行检测，其检测结果具有显著的 灵敏度、稳定性和重复性。通过在样品配制阶段加入衍生化试剂，可以使检测中不出峰的烯 醇钠盐或钾盐不用分离出来就能够准确测定原料氟乙酸甲酯和烯醇钠盐或钾盐，本发明的 分析方法准确性强、操作简便，可有效控制产品质量。

另外，根据本发明实施例的分析α-氟代丙烯酸甲酯及其有关物质的方法，还可以 具有以下附加技术特征：

在本发明的一些实施例中，对色谱柱进行程序升温：0～10min时，柱温保持为35～ 45℃之间的一个恒定温度，之后以2～8℃/min升至50～60℃，再以20～30℃/min升至200～ 250℃，保持3～7min。由此可以有效分离α-氟代丙烯酸甲酯与有关物质。

在本发明的一些实施例中，所述分流模式的分流比为30:1～60:1，优选50:1。由 此，可以显著提高检测灵敏度。

在本发明的一些实施例中，所述衍生化试剂为有机强酸和有机试剂的混合溶剂。 由此可以充分溶解样品，并改善峰型。

在本发明的一些实施例中，所述有机强酸为三氟乙酸。由此可以减小对仪器的损 伤，同时进一步提高α-氟代丙烯酸甲酯与有关物质的分离度。

在本发明的一些实施例中，所述有机试剂为丙酮和/或乙腈。由此可以充分溶解样 品而不干扰杂质的检测。

在本发明的一些实施例中，所述有机强酸与所述三氟乙酸的质量比为1-3g：50- 200mg。由此可以充分溶解样品而不干扰杂质的检测。

在本发明的一些实施例中，所述有机强酸与样品质量的百分比为3～45％。酸添加 量不够会使烯醇钠盐或钾盐游离不彻底，检测结果不准确，添加量过大，烯醇钠盐或钾盐游 离态峰前面会出现杂质峰，干扰测定，而且峰型不好，也可能损伤仪器。根据本发明的具体 实施例，上述有机强酸与样品质量的百分比中的样品是指α-氟代丙烯酸甲酯或者对照品。

在本发明的一些实施例中，所述检测器的温度为230～260摄氏度，优选250摄氏 度。由此，可以进一步提高α-氟代丙烯酸甲酯中各组分的分离度。

在本发明的一些实施例中，所述色谱柱中填料的粒径为0.1－0.5μm。由此，可以进 一步提高α-氟代丙烯酸甲酯中各组分的分离度。

在本发明的一些实施例中，所述分析方法采用30m×0.32mm，0.25μm的DB-wax色谱 柱，进行程序升温，条件为：

升温速率(℃/min) 温度(℃) 保持时间(min) 运行时间(min) 40 8 8 5 60 0 12 25 230 5 23.8

其中，进样口温度为230摄氏度，检测器温度为250摄氏度，流速为1ml/min，进样体 积为1μL，分流比50:1。

由此，可以有效实现α-氟代丙烯酸甲酯及氟乙酸甲酯、烯醇钠盐或钾盐的同时检 测。

在本发明的一些实施例中，所述分析方法采用30m×0.32mm，0.25μm的DB-wax色谱 柱，进行程序升温，条件为：

升温速率(℃/min) 温度(℃) 保持时间(min) 运行时间(min) 40 8 8 5 60 0 12 25 200 6 23.6

其中，进样口温度为240摄氏度，检测器温度为250摄氏度，流速为1ml/min，进样体 积为1μL，分流比50:1。

由此，可以有效实现α-氟代丙烯酸甲酯(MFA)及氟乙酸甲酯(MFAc)、甲醇(MeOH)、 叔丁基甲醚(MtBE)、碳酸二甲酯(DMC)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、甲苯(Toluene)的同 时检测。

在本发明的一些实施例中，杂质定位溶液分别包括氟乙酸甲酯(MFAc)、碳酸二甲 酯(DMC)、叔丁基甲醚(MtBE)、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、甲苯(Toluene)、甲醇(MeOH)， 其中，BHT浓度为0.08mg/mL，其它浓度均为0.4mg/mL。由此，可以在尽量减少进样量的同时， 使得响应值满足测定的需要，避免连续高浓度进样，延长色谱柱的使用寿命。并且在该浓度 下，主要成分α-氟代丙烯酸甲酯与其他峰之间完全分离。

本发明方法的洗脱分离效果较好，能使样品中6个杂质有效分离和定量检测。检测 时间仅需24min。产品定量限浓度为24μg/mL，可以快速、准确、可靠的分离α-氟代丙烯酸甲 酯及相邻的杂质。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1显示了根据本发明的实施例1，所得α-氟代丙烯酸甲酯和杂质定位的气相色谱 图；

图2显示了根据本发明的实施例2，所得α-氟代丙烯酸甲酯及杂质的气相色谱图；

图3显示了根据本发明的实施例3，所得α-氟代丙烯酸甲酯反应液的气相色谱图；

图4显示了根据本发明的实施例4，所得α-氟代丙烯酸甲酯中间体烯醇钠盐及杂质 的气相色谱图；

图5显示了根据本发明的实施例4，所得α-氟代丙烯酸甲酯中间体烯醇钠盐及杂质 的气相色谱图；

图6显示了根据本发明的对比例1，所得α-氟代丙烯酸甲酯中间体烯醇钠盐及杂质 的气相色谱图。

图7显示了根据本发明的对比例2，所得α-氟代丙烯酸甲酯中间体烯醇钠盐及杂质 的气相色谱图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发 明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文 献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均 为可以通过市购获得的常规产品。

本发明实施例中所用的α-氟代丙烯酸甲酯及烯醇钠盐或钾盐中间体为申请人自 制。

α-氟代丙烯酸甲酯和烯醇钠盐经氟乙酸甲酯+草酸二甲酯→烯醇钠盐或钾盐→α- 氟代丙烯酸甲酯合成得到。

实施例1

仪器：Agilent7890A气相色谱仪，FID检测器

色谱柱：DB-wax(30m×0.32mm×0.25μm)；

程序升温条件为：

升温速率(℃/min) 温度(℃) 保持时间(min) 运行时间(min) 40 8 8 5 60 0 12 25 200 6 23.6

流速：1.0mL/min

检测器温度：250℃

进样口温度：240℃

进样体积：1μL

分流比：50:1

稀释剂：乙腈

衍生化试剂：2g乙腈中加入60mg三氟乙酸

运行时间：23.6min

实验步骤：

BHT对照品储备溶液：BHT对照品约80mg，精密称定，置50mL容量瓶中，加稀释剂溶 解并稀释至刻度，摇匀。

样品及各组分对照品溶液：称取α-氟代丙烯酸甲酯对照品约80mg，称取MeOH、 Toluene、MtBE、DMC、MFAc对照品各约40mg，精密称定，置100mL容量瓶中，再精密移取5mL BHT对照品储备溶液，置上述100mL容量瓶中，加1mL衍生化试剂，再用稀释剂溶解并稀释至 刻度，摇匀。

定量限溶液：精密移取5mLBHT对照品储备溶液，置于100mL容量瓶中稀释定容，再 精密移取1mLBHT溶液，置10mL容量瓶中，加稀释剂稀释至刻度，摇匀(0.008mg/mL)，相当于 40ppm。

实验结果：

α-氟代丙烯酸甲酯和杂质定位的气相色谱图如图1所示，其数据见表1。

表1α-氟代丙烯酸甲酯和杂质定位结果

分析物 保留时间 分离度

叔丁基甲醚(MtBE) 3.63min 78.74 甲醇(MeOH) 7.56min 33.57 碳酸二甲酯(DMC) 11.28min 4.06 α-氟代丙烯酸甲酯(MFA) 11.84min - 甲苯(Toluene) 13.06min 11.23 2-氟乙酸甲酯(MFAc) 14.16min 23.25 2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(BHT) 21.15min 85.72

结论：此色谱条件下，α-氟代丙烯酸甲酯和6个杂质可以在同一色谱条件下达到良 好的分离，实例结果还表明BHT杂质在含量为40ppm时，进行气相色谱分析是可以作定性分 析的，定量限为40ppm。

实施例2

仪器：Agilent7890A气相色谱仪，FID检测器

色谱柱：DB-wax(30m×0.32mm×0.25μm)；

程序升温条件为：

升温速率(℃/min) 温度(℃) 保持时间(min) 运行时间(min) 40 8 8 5 60 0 12 25 200 6 23.6

流速：1.0mL/min

检测器温度：250℃

进样口温度：240℃

进样体积：1μL

分流比：50:1

稀释剂：乙腈

衍生化试剂：2g乙腈中加入60mg三氟乙酸

运行时间：23.6分钟

实验步骤：

杂质含量对照品溶液：取MFA对照品约800mg，精密称定，置已加好5mL稀释剂和1mL 衍生化试剂的l0mL容量瓶中，加稀释剂溶解并稀释至刻度，摇匀(80mg/mL)。精密移取1mL置 200mL容量瓶中，加稀释剂稀释至刻度，摇匀(0.4mg/mL)。

样品溶液：取MFA样品约800mg，精密称定，置已加好5mL稀释剂和1mL衍生化试剂的 10mL容量瓶中，加稀释剂溶解并稀释至刻度，摇匀(80mg/mL)。

定量限溶液：精密移取3mL杂质含量对照品溶液，置50mL容量瓶中，加稀释剂稀释 至刻度，摇匀(24μg/mL)，相当于0.03％的含量。

实验结果：

α-氟代丙烯酸甲酯及杂质的气相色谱图如图2所示，其数据见表2。

表2α-氟代丙烯酸甲酯和杂质检测结果

分析物 保留时间 RRF 含量 叔丁基甲醚(MtBE) 3.63min 0.53 0.02％ 甲醇(MeOH) 7.56min 1.10 0.24％ 碳酸二甲酯(DMC) 11.28min 1.98 0.10％ α-氟代丙烯酸甲酯(MFA) 11.84min 1.00 98.30％ 甲苯(Toluene) 13.06min 0.35 0.06％ 2-氟乙酸甲酯(MFAc) 14.16min 1.45 0.38％ 2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(BHT) 21.15min 0.35 280ppm

结论：此色谱条件下，α-氟代丙烯酸甲酯和6个杂质可以在同一色谱条件下达到良 好的分离。主成分α-氟代丙烯酸甲酯浓度为24μg/mL时，进行气相色谱分析是可以作定性分 析的，定量限为0.03％的含量。结果表明该方法可用于α-氟代丙烯酸甲酯的质量检测。

实施例3

仪器：Agilent7890A气相色谱仪，FID检测器

色谱柱：DB-wax(30m×0.32mm×0.25μm)；

程序升温条件为：

升温速率(℃/min) 温度(℃) 保持时间(min) 运行时间(min) 40 8 8 5 60 0 12 25 230 5 23.8

流速：1.0mL/min

检测器温度：250℃

进样口温度：230℃

进样体积：1μL

分流比：50:1

稀释剂：丙酮

衍生化试剂：2g丙酮中加入100mg三氟乙酸

运行时间：23.8min

实验步骤：精密称取MFA反应液约200mg，加入1mL衍生化试剂和1mL稀释剂，摇匀， 过滤，即得。

结论：此色谱条件下，所得α-氟代丙烯酸甲酯反应液的气相色谱图如图3所示，其 中氟乙酸甲酯出峰11.304min，烯醇钠盐游离态出峰18.775min，MFA出峰7.449min。色谱图 表明反应液中氟乙酸甲酯和烯醇钠盐游离态可以与主成份MFA在同一色谱条件下达到良好 的分离。结果表明该方法可用于MFA的反应监控和质量检测。

实施例4

仪器：Agilent7890A气相色谱仪，FID检测器

色谱柱：DB-wax(30m×0.32mm×0.25μm)；

程序升温条件为：

升温速率(℃/min) 温度(℃) 保持时间(min) 运行时间(min) 40 8 8 5 60 0 12 25 230 5 23.8

流速：1.0mL/min

检测器温度：250℃

进样口温度：230℃

进样体积：1μL

分流比：50:1

稀释剂：丙酮

衍生化试剂：2g丙酮中加入180mg三氟乙酸

运行时间：23.8min

实验步骤：精密称取烯醇钠盐反应液约200mg，加入1mL衍生化试剂和0.5mL稀释 剂，摇匀，过滤，即得。

结论：此色谱条件下，所得α-氟代丙烯酸甲酯中间体烯醇钠盐及杂质的气相色谱 图如图4和图5所示。其中氟乙酸甲酯出峰11.363min，烯醇钠盐游离态出峰18.742min。

色谱图4表明反应液中烯醇钠盐游离态可以出峰，氟乙酸甲酯可以和烯醇钠盐游 离态在同一色谱条件下达到良好的分离。结果表明该方法可用于烯醇钠盐的反应监控和质 量检测。色谱图5显示的是一个三氟乙酸加过量的样品图，表明三氟乙酸需要控制加入量， 过多主峰前面会出现杂峰，影响检测。

对比例1

仪器：Agilent7890A气相色谱仪，FID检测器

色谱柱：DB-wax(30m×0.32mm×0.25μm)；

程序升温条件为：

升温速率(℃/min) 温度(℃) 保持时间(min) 运行时间(min) 7 -->40 8 8 5 60 0 12 25 230 5 23.8

流速：1.0mL/min

检测器温度：250℃

进样口温度：230℃

进样体积：1μL

分流比：50:1

稀释剂：丙酮

衍生化试剂：2g丙酮中加入200mg草酸

运行时间：23.8min

实验步骤：精密称取烯醇钠盐反应液约180mg，加入1mL衍生化试剂和0.5mL稀释 剂，摇匀，过滤，即得。

结论：用草酸游离烯醇钠盐测外标游离态产物12.5％，氟乙酸甲酯有28％，可能是 草酸酸性不够，游离不完全，方法不准确，重复性差。

对比例2

仪器：Agilent7890A气相色谱仪，FID检测器

色谱柱：DB-wax(30m×0.32mm×0.25μm)；

程序升温条件为：

升温速率(℃/min) 温度(℃) 保持时间(min) 运行时间(min) 40 8 8 5 60 0 12 25 230 5 23.8

流速：1.0mL/min

检测器温度：250℃

进样口温度：230℃

进样体积：1μL

分流比：50:1

稀释剂：丙酮

衍生化试剂：2g丙酮中加入150mg盐酸

运行时间：23.8min

实验步骤：精密称取烯醇钠盐反应液约180mg，加入1mL衍生化试剂和0.5mL稀释 剂，摇匀，过滤，即得。

结论：用草酸游离烯醇钠盐测外标游离态产物基本上没有，氟乙酸甲酯有7.16％， 多出了19.16min和21.25min两个比较大的杂质峰，可能是盐酸酸性太强，导致出现新的杂 质，方法不准确，并且酸性太强的试剂也会对仪器有一定损害。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能 理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第 一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中， “多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。