摘要：有機(jī)胺類是一種非常重要的有機(jī)化工原料和中間體，廣泛的被應(yīng)用于工業(yè)化學(xué)品、表面活性劑、殺蟲劑、生命科學(xué)和醫(yī)藥研發(fā)等眾多領(lǐng)域?？蓳]發(fā)堿性有機(jī)胺作為有機(jī)胺類重要的組成部分，常需對(duì)其開發(fā)合適的純度、痕量或微量的定量分析手段，本文筆者結(jié)合可揮發(fā)性有機(jī)胺的性質(zhì)、氣相儀器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和氣相色譜柱的類型構(gòu)造特點(diǎn)，闡述對(duì)于可揮發(fā)堿性有機(jī)胺的氣相色譜法分析方法開發(fā)過程中常見的峰型問題、產(chǎn)生原因和解決辦法。

關(guān)鍵詞：可揮發(fā)堿性有機(jī)胺 氣相色譜法 定量分析

含氮類化合物通常包括碳氮鍵、氮氮鍵、氮氧鍵和氮?dú)滏I類，其可組成硝基類化合物、胺類化合物、烯胺類化合物、重氮、疊氮、脂肪胺類等；結(jié)構(gòu)包括吡啶環(huán)類、酰胺鍵類、哌嗪類等。本文將結(jié)合氣相色譜類儀器特點(diǎn)，分析并闡述可揮發(fā)堿性有機(jī)胺類化合物在氣相色譜法分析中的難點(diǎn)、常見問題及總結(jié)性的解決方式。

有機(jī)胺類化合物可分為三類：堿性化合物、酸性化合物和中性化合物，對(duì)于其顯堿性這是大家對(duì)有機(jī)胺的第一印象。

有機(jī)胺作為堿性化合物：主要是因?yàn)榈钔鈬?個(gè)電子，包括1對(duì)孤對(duì)電子和3個(gè)單電子，其中3個(gè)單電子分別與氫或碳原子形成三個(gè)σ鍵，未共用的1對(duì)孤對(duì)電子占據(jù)另一個(gè)sp3雜化軌道，呈棱錐形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致氮上電子云密度增加，給電子能力增強(qiáng)，接受質(zhì)子的能力增強(qiáng)，堿性增強(qiáng)，其可劃分為路易斯堿，其堿性強(qiáng)弱排序?yàn)橹景罚ㄊ灏罚局侔罚静罚景睔猓痉枷惆贰?/p>

圖1 胺類結(jié)構(gòu)

有機(jī)胺作為酸性化合物：當(dāng)?shù)湘溄舆^多的吸電子基團(tuán)，比如硝基、羰基、磺酸基、?；龋衔飳?duì)氮上孤對(duì)電子的約束性大大加強(qiáng)，堿性減弱，吸電子基團(tuán)的增加或吸電子能力增強(qiáng)有機(jī)胺將由路易斯堿搖身一變?yōu)槁芬姿顾?。有機(jī)胺的孤獨(dú)電子同時(shí)會(huì)與其結(jié)構(gòu)內(nèi)的不飽和鍵形成p-π共軛，也表現(xiàn)出吸電子基團(tuán)的現(xiàn)象，這就是芳香胺的堿性弱于氨水的一個(gè)主要原因。

有機(jī)胺作為中性化合物：這種條件下可理解為氮上連著吸電子基團(tuán)，吸電子能力的大小剛剛好與其給電子能力大小相同，既沒有給電子也沒有吸電子的傾向，或者說其電離傾向性及其微弱，我們便可以認(rèn)為該有機(jī)胺為中性化合物，比如吡啶聯(lián)苯類化合物等。

其中堿性有機(jī)胺在分析方法開發(fā)的難度上要遠(yuǎn)大于其他兩種性質(zhì)的胺類化合物，主要是堿性的有機(jī)胺類化合物經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)峰展寬、峰型不對(duì)稱、拖尾因子過大（＞2.0）、與相鄰峰分離小、靈敏度差等問題，這都與它的給電子能力有關(guān)，給電子能力越強(qiáng)影響越顯著。對(duì)于胺類純度和痕量殘留的檢測(cè)分析，常用的分析手段為氣相色譜法或液相色譜法，筆者這里主要闡述堿性有機(jī)胺在氣相色譜法中常見的分析問題、以及產(chǎn)生原因的分析和常用的解決方法。氣相色譜法在化合物開發(fā)和的檢測(cè)中，筆者認(rèn)為目標(biāo)化合物的分子量小于300，常溫或加熱（300℃）條件下呈穩(wěn)定氣態(tài)分子的化合物均可用氣相的方式進(jìn)行檢測(cè)分析（銨鹽類除外），而堿性的可揮發(fā)性有機(jī)胺在氣相檢測(cè)的過程中常常出現(xiàn)吸附殘留的情況，表現(xiàn)為空白干擾、峰型前沿、拖尾、靈敏度低等一系列問題，造成使用方法開發(fā)、檢測(cè)和驗(yàn)證的困擾。

對(duì)于吸附的問題，筆者結(jié)合多年的氣相分析方法開發(fā)和檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為這與進(jìn)樣方式的選擇、儀器類型和配樣方式有很大的關(guān)系，從進(jìn)樣方式的選擇上來看，氣相分為直接進(jìn)樣和頂空進(jìn)樣兩種形式，直接進(jìn)樣時(shí)樣品經(jīng)由進(jìn)樣針吸取、玻璃棉、襯管、分流平板、色譜柱到檢測(cè)器；頂空進(jìn)樣時(shí)樣品在頂空瓶中加熱、經(jīng)由取樣針進(jìn)樣、定量環(huán)、六通閥、傳輸線、襯管、分流平板、色譜柱到檢測(cè)器，堿性有機(jī)胺的給電子特性會(huì)使其與遇到的任何吸電子基團(tuán)進(jìn)行結(jié)合，從而導(dǎo)致吸附問題的產(chǎn)生。在直接進(jìn)樣中易產(chǎn)生吸附的位置主要是未惰性處理的玻璃棉、未惰性處理的襯管、表面未鍍金惰性處理的分流平板和活性位點(diǎn)未屏蔽色譜柱^[1]；頂空進(jìn)樣對(duì)比直接進(jìn)樣，增加了頂空瓶、定量環(huán)和傳輸線的吸附位置。上述提到的吸附位置主要是存在吸電子基團(tuán)，這些吸電子基團(tuán)可以是玻璃棉和襯管中的其他化合物，也可能是一些金屬離子的吸附，金屬管路、玻璃器材、色譜柱等。

圖2 分流不分流進(jìn)樣

以色譜柱吸附為例，氣相色譜中常用的色譜柱為不銹鋼柱和毛細(xì)管色譜柱，色譜柱可分為多孔層開口柱（Porous Layer Open Tubular）和管壁涂漬開口柱（Wall Coated Open Tubular），這里主要對(duì)毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行闡述， WCOT型色譜柱的構(gòu)造是由高純度的合成石英管路作為主框架，外層涂覆聚酰亞胺作為耐高溫處理，內(nèi)壁涂漬化學(xué)涂層作為固定相。這里堿性有機(jī)胺的吸附主要是由于固定相涂覆石英內(nèi)壁不完全或柱效過低的色譜柱，石英材質(zhì)中的金屬離子裸露仍存在活性位點(diǎn)，從而引起色譜柱吸附，同時(shí)色譜柱老化不完全殘留的化合物也會(huì)引起堿性有機(jī)胺的吸附，氣相其他位置的吸附與其相同。

圖3 管壁涂漬開口柱內(nèi)表面未完全屏蔽的活性位點(diǎn)

再一類是進(jìn)樣玻璃瓶的吸附情況，在排除了樣品不穩(wěn)定和一切可變量的因素前提下，僅以堿性有機(jī)胺與玻璃的接觸時(shí)間作為唯一變量，考察了頂空玻璃瓶對(duì)N,N-二異丙基乙胺（DIPEA）的吸附影響，筆者驗(yàn)證了每毫升含DIPEA為100μg的樣品溶液，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下表1：

表1 堿性有機(jī)胺與玻璃接觸的吸附性考察（靜態(tài)頂空法）

同時(shí)取出的4個(gè)樣品，在30h內(nèi)DIPEA峰面積隨時(shí)間逐漸減?。―IPEA自身未發(fā)生降解），通過儲(chǔ)備液重新配置DIPEA或重新取用之前的對(duì)照品進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與0h結(jié)果相同，進(jìn)一步的闡述了堿性有機(jī)胺和玻璃的吸附情況會(huì)隨著接觸時(shí)間的增加而增加。

那么，該如何避免堿性有機(jī)胺的氣相吸附問題，從而避免產(chǎn)生峰型問題和靈敏度不夠的問題？筆者通過積累總結(jié)了以下幾種方法，僅作為筆者對(duì)于可揮發(fā)性堿性有機(jī)胺，在氣相分析方法開發(fā)解決峰型和靈敏度問題的個(gè)人見解。

第一點(diǎn)，提高進(jìn)樣口的溫度，溫度提高有助于加快分子間運(yùn)動(dòng)的速度和樣品在進(jìn)樣口的氣化成都，減小堿性有機(jī)胺與活性位點(diǎn)接觸的時(shí)間，從而減少吸附；

第二點(diǎn)，適當(dāng)?shù)奶岣邏A性有機(jī)胺的濃度，提前使活性位點(diǎn)達(dá)到吸附飽和，使剩余的堿性有機(jī)胺不再被吸附；

第三點(diǎn)，在稀釋劑中適量添加給電子能力更強(qiáng)的胺或其他化合物，主要作用是使活性位點(diǎn)與其相結(jié)合，以保護(hù)被測(cè)堿性有機(jī)胺不被吸附，比如在測(cè)定二乙胺時(shí)加入適量的三乙胺，這點(diǎn)與第二點(diǎn)類似；

第四點(diǎn)，使用經(jīng)表面活性劑處理過的色譜柱，用表面活性劑可降低固定液、溶劑的比表面自由能，使固定液與溶劑表面張力減小。表面活性劑是由憎水劑和親水基組成的化合物，能黏附于玻璃襯管的硅醇基團(tuán)及路易斯酸中心，形成定向的單分子層，既起脫活又有固定分散作用[2~4]；胺類化合物專用色譜柱，胺類化合物專用的色譜柱其內(nèi)表面經(jīng)過特殊處理的固定相涂覆，屏蔽活性位點(diǎn)的能力遠(yuǎn)高于其他的色譜柱，從而減小吸附，但值得注意的是，胺類專用的氣相色譜柱它的最高耐受溫度普遍偏低，柱流失普遍偏高，使用時(shí)需注意操作規(guī)范；

第五點(diǎn)，使用惰性處理的襯管和分流平板，頂空傳輸線使用石英材質(zhì)；第六點(diǎn)，直接進(jìn)樣可采用塑料進(jìn)樣小瓶或加入內(nèi)襯管；第七點(diǎn)，色譜柱與進(jìn)樣系統(tǒng)在使用前進(jìn)行充分的老化操作，去除內(nèi)壁可能殘留的其他化合物。

原料藥的生產(chǎn)往往包含復(fù)雜的化學(xué)和生物變化過程，原料的生產(chǎn)過程是基于一個(gè)個(gè)的化學(xué)單元反應(yīng)，以及一個(gè)個(gè)的單元化工操作進(jìn)行的，在其生產(chǎn)的過程中往往會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物，因此需要純化和精制。原料藥的雜質(zhì)如有關(guān)物質(zhì)、殘留有機(jī)溶劑、無機(jī)雜質(zhì)的水平，相關(guān)理化性質(zhì)如晶型、粒度，原料藥的穩(wěn)定性和可能的污染和交叉污染等都是影響原料藥質(zhì)量、安全和有效性的關(guān)鍵因素。美迪西可以做原料藥的雜質(zhì)鑒定和分離、質(zhì)量研究以及API的穩(wěn)定性試驗(yàn)等服務(wù)。

（撰稿：徐??； 編審：陳曉燕）

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