2-甲基-5-硝基咪唑生产过程中硝化反应的监控方法

技术领域

本发明属于分析化学领域，涉及一种药物中间体生产过程的监控方法，尤其涉及一种2-甲基-5-硝基咪唑生产过程中硝化反应的监控方法。

背景技术

甲硝唑是治疗或预防由于厌氧菌引起的系统或局部感染，如腹腔、消化道、女性生殖系、下呼吸道、皮肤及软组织、骨和关节等部位的感染，它对败血症、心内膜炎、脑膜感染以及使用抗生素引起的结肠炎也有一定疗效。甲硝唑生产过程中用到一种重要的中间体2-甲基-5硝基咪唑，而2-甲基-5-硝基咪唑是由2-甲基咪唑经混酸硝化反应得到。众所周知，硝化反应是有机化工中危险单元操作反应之一，升温、加料及操作不当会引起喷料，高热的浓硫酸和硝酸从反应釜中喷出会造成重大人员和财产损失，如果反应釜密闭还会引发爆炸，带来严重后果。人们对其危险性认识较为深刻，对其喷料的机理也是清楚的：硝化反应属于放热反应，硝化反应速率随着硝化反应的温度、硫酸浓度、硝酸的滴加速度增加而增加，由于相互促进最终不可控而发生喷料。

2-甲基咪唑硝化反应通常采用混酸硝化，生成2-甲基-5硝基咪唑。反应体系中有原料2-甲基咪唑、硫酸、硝酸和反应产物2-甲基-5-硝基咪唑共四种物质。如果能对这四种物质进行分离分析，就可以在线监控反应体系中2-甲基咪唑和2-甲基-5硝基咪唑的相对含量，了解反应体系中原料2-甲基咪唑的转化率；同时通过对硝酸的量与原料2-甲基咪唑的量进行定量检测，可以避免体系中硝酸的量的积累而引发的事故。

本专利正是基于这一思路，开发了一种高效液相色谱监控2-甲基咪唑硝化反应体系中各种物质的相对含量的方法，用于反应体系中原料转化率的测定和预防体系中硝酸的积累引发的事故；本方法检测成本低廉，操作简单易行，方便快捷，能很好地指导工业生产，实用性强。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种2-甲基-5-硝基咪唑生产过程中硝化反应的监控方法。

本发明提出的一种2-甲基-5-硝基咪唑生产过程中硝化反应的监控方法，以高效液相色谱法检测反应体系中硝酸、2-甲基咪唑、2-甲基-5-硝基咪唑的相对含量；

实施步骤：

(1) 反应液样品溶液配制：用微量移液枪移取10ul反应液加入50ml容量瓶中，用流动相稀释至刻度；再移取1ml用流动相稀释到25ml；

(2）标准溶液配制：精密称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；精密称取10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；

(3）标准混合液的配制：分别称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品和10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(4) 硫酸和硝酸标准溶液的配制：称取100mg硫酸铵到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；称取50mg硝酸铵100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(5) 进样体积：5µl；

(6) 将进样针清洗干净，进一针流动相，记录流动相空白；

(7)分别进样硫酸、硝酸、2-甲基咪唑和2-甲基-5-硝基咪唑标准液，保留5min，记下各物质的出峰时间，并实现基线分离；

(8) 进样品溶液，平行进二针；

进一步，本发明采用高效液相色谱法监控甲硝唑生产过程中2-甲基咪唑硝化反应的条件为：以Crownpak CR(+)或者Crownpak CR(-)手性柱为分离柱；以高氯酸-水为流动相，用高氯酸调节水的pH值在0~5；设定的检测波长为200~225nm；分离的柱温在5~40℃；设定的流速为：0.1~2ml/min。

与现有技术相比，本方法检测成本低廉，操作简单易行，方便快捷，能很好地指导工业生产，实用性强。

附图说明

图1为本发明中配制的硝酸、硫酸、2-甲基咪唑、2-甲基-5-硝基咪唑标准品色谱图；

图2为本发明2-甲基咪唑硝化反应体系监控色谱图；

图1中：R=1.165,硝酸；R=1.711,2-甲基咪唑；R=3.117, 2-甲基-5-硝基咪唑；

图2中：

────────────────────────────────────

序号 保留时间 名称 峰面积% 峰面积 峰高 半高峰宽

────────────────────────────────────

1 1.158 31.93 971269 192226 4.745

2 1.707 54.39 1654661 274063 5.670

3 3.112 13.69 416568 30764 12.716

────────────────────────────────────

总计 100 3042498 497053。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

本发明提出的一种2-甲基-5-硝基咪唑生产过程中硝化反应的监控方法，以高效液相色谱法检测反应体系中硝酸、2-甲基咪唑、2-甲基-5-硝基咪唑的相对含量；

实施步骤：

(1) 反应液样品溶液配制：用微量移液枪移取10ul反应液加入50ml容量瓶中，用流动相稀释至刻度；再移取1ml用流动相稀释到25ml；

(2）标准溶液配制：精密称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；精密称取10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；

(3）标准混合液的配制：分别称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品和10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(4) 硫酸和硝酸标准溶液的配制：称取100mg硫酸铵到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；称取50mg硝酸铵100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(5) 进样体积：5µl；

(6) 将进样针清洗干净，进一针流动相，记录流动相空白；

(7)分别进样硫酸、硝酸、2-甲基咪唑和2-甲基-5-硝基咪唑标准液，保留5min，记下各物质的出峰时间，并实现基线分离；

(8) 进样品溶液，平行进二针；

本发明采用高效液相色谱法监控甲硝唑生产过程中2-甲基咪唑硝化反应的条件为：以Crownpak CR(+)或者Crownpak CR(-)手性柱为分离柱；以高氯酸-水为流动相，用高氯酸调节水的pH值在0~5；设定的检测波长为200~225nm；分离的柱温在5~40℃；设定的流速为：0.1~2ml/min。

实施例1 ：

仪器与条件：

岛津20A（Shimadzu）高效液相色谱系统及工作站；自动进样器；色谱柱：Crownpak CR(+)150*4.0mm，5μm；流动相：用高氯酸调pH为1.0的超纯水；检测波长：204nm；

实施步骤：

(1) 反应液样品溶液配制：用微量移液枪移取10ul反应液加入50ml容量瓶中，用流动相稀释至刻度；再移取1ml用流动相稀释到25ml；

(2）标准溶液配制：精密称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；精密称取10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；

(3）标准混合液的配制：分别称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品和10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(4) 硫酸和硝酸标准溶液的配制：称取100mg硫酸铵到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；称取50mg硝酸铵100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(5) 进样体积：5µl；

(6) 将进样针清洗干净，进一针流动相，记录流动相空白；

(7)分别进样硫酸、硝酸、2-甲基咪唑和2-甲基-5-硝基咪唑标准液，保留5min，记下各物质的出峰时间，并实现基线分离；

(8) 进样品溶液，平行进二针。

实施例2 ：

仪器与条件：

岛津20A（Shimadzu）高效液相色谱系统及工作站；自动进样器；色谱柱：Crownpak CR(-)150*4.0mm，5μm；流动相：用高氯酸调pH为1.5的超纯水；检测波长：210nm；

实施步骤：

(1) 反应液样品溶液配制：用微量移液枪移取10ul反应液加入50ml容量瓶中，用流动相稀释至刻度；再移取1ml用流动相稀释到25ml；

(2）标准溶液配制：精密称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；精密称取10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；

(3）标准混合液的配制：分别称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品和10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(4) 硫酸和硝酸标准溶液的配制：称取100mg硫酸铵到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；称取50mg硝酸铵100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(5) 进样体积：5µl；

(6) 将进样针清洗干净，进一针流动相，记录流动相空白；

(7)分别进样硫酸、硝酸、2-甲基咪唑和2-甲基-5-硝基咪唑标准液，保留5min，记下各物质的出峰时间，并实现基线分离；

(8) 进样品溶液，平行进二针。

实施例3 ：

仪器与条件：

岛津20A（Shimadzu）高效液相色谱系统及工作站；自动进样器；色谱柱：Crownpak CR(+)150*4.0mm，5μm；流动相：用高氯酸调pH为2.0的超纯水；检测波长：220nm；

实施步骤：

(1) 反应液样品溶液配制：用微量移液枪移取10ul反应液加入50ml容量瓶中，用流动相稀释至刻度；再移取1ml用流动相稀释到25ml；

(2）标准溶液配制：精密称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；精密称取10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品，加流动相溶解定容到100ml，其浓度为0.1mg/ml；

(3）标准混合液的配制：分别称取10.0mg的2-甲基-5-硝基咪唑标准品和10.0mg的2-甲基硝基咪唑标准品到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(4) 硫酸和硝酸标准溶液的配制：称取100mg硫酸铵到100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；称取50mg硝酸铵100ml容量瓶，加流动相定容到100ml；

(5) 进样体积：5µl；

(6) 将进样针清洗干净，进一针流动相，记录流动相空白；

(7)分别进样硫酸、硝酸、2-甲基咪唑和2-甲基-5-硝基咪唑标准液，保留5min，记下各物质的出峰时间，并实现基线分离；

(8) 进样品溶液，平行进二针。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。