DD300661A5 - Pyridinfreies titrationsmittel zur bestimmung des wassergehaltes - Google Patents

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sodium acetate
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Ute Ramin
Gisela Raether
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Univ Ernst Moritz Arndt
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/16Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using titration
    • G01N31/168Determining water content by using Karl Fischer reagent

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein pyridinfreies Titrationsmittel auf Natriumacetatbasis zur Bestimmung des Wassergehaltes nach Karl Fischer. Ziel und Aufgabe der Erfindung sind, ein Titrationsmittel zu schaffen, das industriell herstellbar ist, die ablaufende Zersetzungsreaktion vermindert und somit die Loesung stabilisiert und laengere Verwendbarkeitsraeume zulaeszt. Dies wird dadurch erreicht, dasz das Titrationsmittel als Zweikomponentensystem aufgebaut ist und als Base Natriumacetat in einem Molverhaeltnis von Base zu SO2 von 1:0,5 sowie einen Stabilisator, entweder Natrium-EDTA in Konzentrationen von 0,060 bis 0,600 g/l oder Ethylenglykolmonoethylether in Konzentrationen von 1,0 bis 10,0 ml/l oder Essigsaeuremethylester in Konzentrationen von 1,0 bis 10,0 ml/l und als Titrand 0,3 Mol J2/l Methanol enthaelt. Eine Senkung des Verbrauches an Titrand beruht auf der Erhoehung der Jodkonzentration.{Titrationsmittel, pyridinfrei; Bestimmung Wassergehalt; Arzneistoffe; Zweikomponentensystem; Stabilisator; Natrium-EDTA; Ethylenglykolmonomethylether; Essigsaeuremethylester; Jodkonzentration}

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Titrationsmittel zu schaffen, das industriell herstellbar, die ablaufende Zersetzungsreaktion (Veresterung des Acetats mit Methanol) vermindert und somit die Lösung stabilisiert und längere Verwendbarkeitsräume zuläßt. Des weiteren sollte das neue Titrationsmittel die Bestimmung des Wassergehaltes in Arzneistoffen verschiedenster Verbindungsklassen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Titrationsmittel, welches eine Base, SO2, J2 als Titrand und ein Lösungsmittel, insbesondere Methanol, als Zweikomponentensystem aufgebaut ist und als Base Natriumacetat in einem Molverhältnis von Base zu SO2 von 1:0,5 aufweist.
Erfindungsgemäß enthält dieses Zweikomponentensystem einen Stabilisator, wobei entweder
- ein Metallkomplexbildner
- ein das Methanol sterisch verdrängende Stoff
- oder ein die Lage des chemischen Glei - !gewichtes in Richtung der ausgangsstoffe beeinflussende,' Stoff eingesetzt wird. Die Stabilisierung beruht dabei auf dem Unterbinden der Zersetzungsreaktion (Veresterung) in der Karl-Fischer-Lösung. Als Metallkomplexbildner wird vorzugsweise Dinatrium-EDTA in Konzentration von 0,060 bis 0,600g/l verwendet. Dinatrium-EDTA ist ein chelatbildendes Agens, das in der Lage ist, durch Komplexbildung von Metallionen, die als Katalysatoren auf die Veresterung (2) wirken, indirekt in den Zersetzungsmechanismus einzugreifen. Das Prinzip der Stabilisierung ist die Antikatalyse. Als Maxhanoi sterisch verdrängender Stoff wird vorzugsweise Ethylenglykolmonomethylether in Konzentrationen von 1,0 bis 10,0ml/l eingesetzt.
Ethylenglykolmonomethylether ist ein Zusatzstoff, der das zur Zersetzungsreaktion benötigte Methanol verdrängt. Der sterische Angriff der Säure an das Methanol wird durch das Vorhandensein des Ethers vermindert und damit Einfluß auf die Reaktion genommen.
Essigsäuremethylester in Konzentrationen von 1,0 bis 10,0ml/l wird es vorzugsweise als ein die Lage des chemischen Gleichgewichtes in Richtung der Ausgangsstoffe beeinflussender Stoff verwendet, Essigsäuremethylester ist ein Reaktionsprodukt der Zersetzung. Durch Zusatz des Agens wird gemäß dem Prinzip von Le Chatolier zur Beeinflussung der Lage des chemischen Gleichgewichtes eine Verschiebung des Gleichgewichtes der Zersetzung zugunsten der Ausgangsstoffe erreicht und damit die Reaktion direkt beeinflußt im Sinne einer Unterbindung. In Weiterführung der Errfindung ist es möglich, Gemische der beanspruchten Stabilisatoren einzusetzen.
Erfindungsgemäß wird das Problem des zu hohen Blindve rbrauches durch Veränderung der J2-Konzentration von 0,2 Mol/l auf 0,3 Mol/l Methanol gelöst. Der Blindverbrauch konnte dadurch um 0,90ml/20,0ml Solvent gesenkt werden. Durch Testanalysen ' (Analgin, Sulfaguanidin, Sulfacetamid-Natrium, Oxalsäure), Substanzen mit definiertem Wassergehalt, die durch ein von der Karl-Fischer-Titration unabhängiges thermoanalytisches Verfahren (Thermogravimetrie) bestimmt wurden, wurde festgestellt, daß sich die Ergebnisse der Thermoanalyse und der mit der 0,3 Mol/l J2-Lösung ermittelten Werte nicht signifikant voneinander unterscheiden, es dagegen mit der 0,2 Mol/l J2-Lösung Abweichungen gab.
Die bei der Untersuchung von 30 Substanzen der Verbindungsklassen anorganische und organische Chloride, anorganische und organische Sulfate, Sulfonamide, Antibiotika, Phosphate und Salze organischer Säuren ermittelter Ergebnisse wurden mit denen durch die handelsübliche pyridinhaltige Karl-Fischer-Lösung verglichen. Es konnten keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden, so daß sich die vorgeschlagone Zusammensetzung als optimal erwies.
Das erfindungsgemäße Titrationsmittel eignet sich hervorragend zur Bestimmung des Wassergehaltes in Arzneistoffen verschiedener Verbindungsklassen, in Supporitorienmasse (Rosupol Ulnl), in Polyacrylatfilmen und Membranen, in Serulaten und Impfstoffen sowie in Füllstoffen zur Leuchtstoffproduktion (Aluminiumfluoriden) und in Katalysatoren (Aluminiumhydroxyf luoriden) zur Bestimmung deren katalytischer Aktivität.
Es ist in unstabilisierter Form bei Aufbewahrung bei 250C vier Monate, bei kühler Aufbewahrung (50C) ein Jöiir stabil. Unter Zusatz der aufgeführten Stabilisatoren ist es bei Zimmertemperatur mindestens ein Jahr stabil. Darüber hinaus zeichnet sich das Titrationsmittel durch scharfe Endpunktseinstellung und hohe Endpunktssiabilität (5 min) aus, wodurch eine hohe Genauigkeit der Wassergehaltsbestimmung gewährleistet ist. Ferner zeichnet.es sich dadurch aus, daß der Endpunkt durch den Farbumschlag, farblos- braun, visuell gut erkennbar ist und damit neben der Polarisationsspannungs- bzw. Dead-stop-Titration auch die Möglichkeit der visuellen Endpunktsbestimmung besteht. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Titrationsmittels besteht darin, daß bei Verwendung von Dinatrium-EDTA zur Stabilisierung ein Schönungsmitteleffekt auftritt, da als Verunreinigungen im Natriumacetat enthaltene Ionen (Ca2+, Mg2+, Al3+) in Form eines Chelatkomplexes gebunden werden, so daß es bei Lagerung unter den Bedingungen bei Raumtemperatur nicht zur Ausfällung ihrer Acetate kommen kann und damit eine Trübung der Lösung ausbleibt.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Herstellung Solvent
Beispiel 1
82,0g wasserfreies Natriumacetat werden in 800ml wasserfreiem Methanol gelöst. Dazu wird die Lösung 24h kühl aufbewahrt.
Nach Ablauf dieser Zeit wird die Lösung in einem 11 Rundkolben überführt und in diesen werden unter Kühlung 0,5 Mol SO2 eingeleitet. Nach Abkühlung der Lösung auf Raumtemperatur wird in einem Maßkolben mit wassorfi jiem Methanol auf 11 aufgefüllt. Im Anschluß daran wird der Stabilisator Dina» - -cDTA in einer Konzentration von 0,60 Jg/I zugesetzt. Die Lösung wird dann 24 h bei Zimmertemperatur stehen gelassen uno ventuell auftretende Niederschläge abfiltriert.
Beispiel 2
Die Herstellung des Solvent erfolgt analog Beispiel 1.
Als Stabilisator wird jedoch Essigsäuremethylester in einer Konzentration von 10,0ml/l zugesetzt.
Beispiel 3
Die Herstellung des Solvent erfolgt analog Beispiel 1.
Als Stabilisator wird jedoch Ethylenglykolmonomethylether in einer Konzentration von 10,0ml/l zugesetzt.
Herstellung Titrand
Die Herstellung des Titranden ist für die B piele 1 bis 3 identisch. 38,1 ς Jod werden mit wasserfreiem Methanol zu 0,51 gelöst.
Anwendungsbeispiele
1. 0,3000g Scopolaminhydrobromid werden in 20,0m! stabilisiertem Solvent nach Beispiel 1 gelöst. Dann wird mit dem Titrand bis zum Äquivalenzpunkt titriert. Der Äquivalenzpunkt wird über Polarisationsspannungstitration ermittelt.
2. 0,3000g Metamizol-Natrium werden in 20,0ml stabilisiertem Solvent nach Beispiel 2 gelöst. Danach wird analog Anwendungsbeispiel 1 verfahren.
3. 0,2000g Phenobarbital-Natrium werden in 20,0ml stabilisiertem Solvent nach Beispiel 3 gelöst. Die nachfolgende Titration erfolgt entsprechend Anwendungsbeispiel 1.
4. 0,2000g Zäpfchenmasse (Rosupol Uml) werden durch Zugabe von 6,0ml Chloroform gelöst. Nach Zugabe von 20,0ml stabilisiertem Solvent nach Beispiel 1 wird mit dem Titrand bis zum Äquivalenzpunkt titriert.
Unabhängig von der Arzneistoffstruktur sind in oben genannten Anwendungsbeispielen die nach Beispiel 1 bis 3 hergestellten Solventlösungen untereinander austauschbar.

Claims (1)

  1. Pyridinfreies Titrationsmittel zur Bestimmung des Wassergehaltes nach Karl Fischer, enthaltend eine Base, SO2, J2 als Titrand und ein Lösungsmittel, gekennzeichnet dadurch, daß das Titrationsmittel als Zweikomponentensystem aufgebaut ist und als Base Natriumacetat in einem Molverhältnis von Base zu Schwefeldioxid von 1:0,5 sowie einen Stabilisator, entweder einen Metallkomplexbildner, vorzugsweise Dinatrium-EDTA in Konzentrationen von 0,060 bis 0,600g/l oder einen das Methanol sterisch verdrängenden Stoff, vorzugsweise Ethylenglykolmonomethylether in Konzentrationen von 1,0 bis 10,0ml/l oder einen die Lage des chemischen Gleichgewichtes zugunsten der Ausgangsstoffe beeinflussenden Essigsäureester, vorzugsweise Essigsäuremethylester in Konzentrationen von 1,0 bis 10,0ml/l oder Gemische dieser Stabilisatoren und als Titrand 0,3 MoIJ2/! Methanol enthält.
    Anwendungsgebiet der Erfindung
    Die Erfindung betrifft ein pyridinfreies Titrationsmittel auf Natriumacetatbasis zur Bestimmung des Wassergehaltes nach Karl Fischer.
    Charakteristik des bekannten Standes der Technik
    Bekanntlich wurde das Titrationsverfahren zur Bestimmung der Wassergehaltes von Karl Fischer entwickelt (Eberius, E., Wasserbestimmung mit Karl-Fischer-Lösung, Verlag Chemie, Weinheim 1954). Das Reagens besteht üblicherweise aus einer Lösung vonJ2, SO2 und Pyridin in Methanol. Die zu untersuchende Substanz wird in der Regel in Methanol gelöst und mit obiger Lösung titriert. Da die Lösung nur etwa 4 Wochen lagerstabil ist nach Mischung, wird sie als Zweikomponentensystem gehandelt, welches aus einer Lösung A (J2 in Methanol) un d einer Lösung B (SO2 in Pyridin) besteht. Ferner ist bekannt, daß sich weitere technische Lösungen auf pyridinfreie Karl-Fischer-Reagentien, die Stickstoffbasen wie 7. B. Amine (Diethanolamin, Morpholin), heterozyklische Verbindungen (Thiazole, Imidazol) und Salze organischer Säuren (Natriumacetat, Benzoate, Salicylate) enthalten, beziehen.
    Patente DE OS3010436A1 DEOS3048237 A1
    DE OS 3136942 A1 DE OS 3204962 A1
    DE OS 3723084 A1 EP PS 0127740
    EP PS 0035066
    Eine weitere technische Lösung stellt der Ersatz des Methanols als Lösungsmittel durch Alkylencarbonate und Ethylenglykolmonomethylether dar, um durch Verzögerung des Reaktionsablaufes Nebenreaktionen bei der Bestimmung des Wassergehaltes in Ketonen und Aldehyden zu unterbinden (EP PS 0035066). Die großtechnische Herstellung pyridinfreier Lösungen kann prob'^matisch sein, da an die Ausgangsstoffe besondere Anforderungen hinsichtlich Reinheit und Wassergehalt gestellt werden (z. B. Vakuumdestillation bei Diethanolamin). Die Herstellung von wasserfreiem Natriumacetat hingegen ist über ein thermisches Trocknungsverfahren möglich. Es ist bekannt, daß die im Natriumacetat-Reagens stattfindende Reaktion vom Prinzip abläuft. Sie erwies sich aber als technisch nicht überführbar. Mit der üblichen ^-Konzentration von 0,2 Mol J2/l Methanol wird ein zu hoher Blindwert ermittelt, der die exakte Bestimmung geringer Wassergehalte nahezu ausschließt und daher für die analytischePraxis ungünstig ist. In der Literatur wird auf die Instabilität der Natriumarotatlösung aufmerksam gemacht, die sich in einem starken Titerabfall innerhalb von 4 Monaten bemerkbar macht, wobei keine Aussagen zur Temperaturabhängigkeit der Stabilität gemacht werden. Technische Lösungen zur Stabilisierung von Karl-Fischer-Reagentien auf Natriumacetatbasis sind nur für die Einkomponentensyst^me bekannt. (U. S. Patent 2,780,601 (1957), Blomgren und Jenner [nicht im Patent aufgefunden), Peters, E. D. und J. L. Jungnickel, Anal. Chem. 27,450 (1955], Sherman, F. B., M. P.Zabrokrickiy and V. A. Klimova, Z. Anal. Chim. 28,1024 [1973]). Deren Wirkprinzip bezieht sich aber auf die Reaktion zwischen J2 und SO2 und nicht auf die Zersetzungsreaktion, wie sie in einem Zweikomponantensystem abläuft (2).
    SO2 + CH3COO- + Na+ + CH3OH ^ CH3COOH + CH3SOJ + Na+ (1)
    CH3COOH + CH3OH ^ CH3COOCH3 + H2O (2)
    Die genannten technischen Lösungen bieten keine guten Voraussetzungen zur industriellen Produktion.
    Ziel der Erfindung
    Ziel der Erfindung ist es, die bei bekannten technischen Lösungen vorliegenden Mängel, wie der zu hohe Verbrauch von Titrand, bei der Blindwertbestimmung und die damit verbundene analytische Ungenauigkeit sowie die geringe Stabilität unter den Bedingungenn, denen die Lösung bei Transport und Lagerung ausgesetzt ist, zu beseitigen.
DD33533989A 1989-12-07 1989-12-07 Pyridinfreies titrationsmittel zur bestimmung des wassergehaltes DD300661A5 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4230717A1 (de) * 1992-09-14 1994-06-09 Riedel De Haen Ag Verfahren und Reagenz zur Wasserbestimmung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4230717A1 (de) * 1992-09-14 1994-06-09 Riedel De Haen Ag Verfahren und Reagenz zur Wasserbestimmung

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