水分测定法

药物的水分检查

1、水分含量的多少，对药物的稳定性、理化性状及生理作用等都可能产生影响。所以多数原料药及固体制剂的质量标准中都规定有水分检查项。根据水分子与药物分子之间结合的紧密程度，药物中的水分可以简单的分为结合水和吸附水，但二者之间并没有严格的界限。

2、水分的分析方法很多，有费休氏法、测定法、差示扫描量热法、单晶X-射线

衍射法等方法。其中费休氏法、干燥失重测定法是最为常用的两种方法。

① 费休氏法是根据碘和二氧化硫在吡啶和甲醇溶液中与水起定量反应的原理测定水分。测定时先将样品在规定的溶剂中溶解后滴定，通常情况下样品中所有水分均释放到溶剂中，所以测定结果包括吸附水和结合水两部分。但应当注意：一些氧化剂如铬酸盐,还原剂如硫代硫酸盐以及其它能与试液生成水的化合物会干扰测定；有些羰基化合物对此法也有干扰：活泼的醛和酮与试剂中的甲醇反应生成缩醛和水，造成检查结果偏高。

② 干燥失重测定法测定的是样品在常压或减压的条件下经干燥后所减失的重

量，减失部分除有极小量的有机溶剂外主要是水分。该方法能够准确测定大部分

药品的水分含量，但当样品中含有结晶水，尤其是当结晶水与药物分子结合紧密

时，测定的结果往往不是样品中水的总量，而只是吸附水。

热重分析法是在程序控制温度下，测量物质重量与温度关系的一种技术。通常情况下，本法适用于药物结晶水的测定和贵重药物（样品用量较小）或在空气中易氧化药物的干燥失重的分析。同干燥失重测定法一样，该方法也是利用加热使样品失重，只是利用程序控制温度，优点在于其测定时所需样品的量较小，分析时间较短，数据处理更方便，获得的信息量大。但当结晶水与药物分子结合的非常紧密时，结晶水在药物熔融分解时才释放，此时的测定结果易造成样品中不含结晶水的假象。

③ 差示扫描量热法是在程序控制温度下测量输给待测物质与参比物的能量差与

温度(或时间)关系的一种技术，当样品中含有结晶水时，其图谱中通常会出现明

显的吸热峰。但在结晶水与样品分子结合紧密时，结晶水的吸热峰有可能与样品

熔融吸热峰相重叠。

④ 单晶X-射线衍射法能够准确确定该晶型下样品中是否结合结晶水，以及结合

的方式，但缺点在于单晶的制备难度大，耗时长，有时甚至无法获得单晶，因此

该方法具有一定的局限性。．

综上所述，建议常规水分测定方法的选择时遵循下列原则：当样品易溶于甲醇或吡啶，且不干扰滴定时，首选费休氏法；如果常规试验条件下费休氏法不适合测定该品种的水分，可以考虑干燥失重测定法，但在方法学研究时，建议采用费休氏法、热重分析法、差示扫描量热法并结合文献报道进行综合分析和验证；对于全新结构的药物，建议进行单晶X－射线分析，确认样品中水分的结合方式，以便为后期的质量研究、稳定性研究和生理活性研究提供确切的化学结构基础。

3、卡尔?费休氏水分测定法在药品检验中的应用

随着科学研究的发展和生产技术的进步，水分的定量分析已被列为药品检验的基本项目之一，作为药品一项重要的质量指标。一般情况下，药品中水分的含量异常会严重地影响药品的质量和疗效。特别是抗生素类药品中所含水分过高会严重影响其稳定性、理化性状、及有效期和使用效果, 甚至于服用这些药品会严重危害广大人民群众的身体健康和生命安全。因此，对药品的水分进行检查并严格控制其限度非常重要。

以前，人们普遍采用加热干燥法（即干燥失重法）检查药品中的水分，此种方法不但繁琐、费时、系统误差大，而且遇热不稳定的药品不能适用于此方法，故不能满足现代药品检验的需要。1935年，Karl Fischer发现了一种用滴定法测定含水量从1ppm到100%的样品的方法（卡尔·费休氏水分测定法）。该法以甲醇为介质，以卡尔费休液为滴定液进行样品水分测定的一种方法。此方法测定水分含量的用途广泛、操作简单、准确度高、重复性好，能够最大限度的保证分析结果的准确性。而且该方法滴定时间短，一般情况下测定一个样品仅需2到6分钟，尤其适用于遇热易被破坏的药品。中国、英国、美国、日本四国药典均收载了卡尔·费休氏水分测定法（容量滴定法和库仑滴定法），现在已成为国际上通用的经典水分测定法。

基本原理

卡尔·费休氏水分测定法是根据碘和二氧化硫在吡啶和甲醇溶液中能与水起定量反应的一种非水溶液中氧化还原滴定法，其滴定的基本原理是仪器的电解池中的卡尔费休试剂达到平衡时注入含水的样品，水参与碘、二氧化硫的氧化还原反应，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在阳极电解产生，从而使氧化还原反应不断进行，直至水分全部耗尽为止，依据法拉第电解定律，电解产生碘是同电解时耗用的电量成正比例关系的，其化学反应 ：下如式程方．

① HO+I+SO+3CHN→2CHN·HI+CHN·SO（不稳定） 3525555252② CHN·SO+CHOH→CHN·HSOCH（稳定）35355534

卡尔费休试剂中含有分子碘而呈深褐色,当含有水的试剂或样品加入后,由于化学反应,生成甲基硫酸吡啶(CHN·HSOCH)而使溶液变成黄色,3554可用目测法判断终点（即由浅黄色变成橙色）。或用“永停滴定法”来指示卡氏反应的终点，其原理为：在反应溶液中插入双铂电极，在两电极之间加上一固定的电压，若溶剂中有水存在时，则溶液中不会-I和存在I时，溶液中不导电；当反应到达终点有电对存在，溶液2电对，在电解过程中,电极反应如下:

--2e→I 阳极: 2I2-++2e→H ② ① I+2e→2I2H 阴极: 22因此，溶液的导电性会突然增大，在设有外加电压的双铂电极之间的电流值突然增大，并且稳定在我们事先设定一个阈值上面，即可判断到了滴定终点，仪器便会自动停止滴定，从而通过消耗卡尔费休试剂的体积计算出样品的含水量。按照上述原理科研人员研制了卡尔·费休氏水分测定仪，近年来在国内市场中较活跃的进口卡尔·费休氏水分测定仪有法国雷氏、瑞士万通、德国梅特勒-托利多、德国SCHOTT、日本京都电子；国产卡尔·费休氏水分测定仪主要有海淀潮声、北京先驱威锋等。但是目测法误差较大而且在测定有颜色的物质时会遇到麻烦，故该法不宜使用。卡尔·费休氏水分测定仪操作简便、灵敏度高、再现性好,并能连续测定，自动显示数据，笔者建议有条件的药品检验部门优先使用卡尔·费休氏水分测定仪测定样品中的水分含量。

卡尔费休试剂

卡尔费休试剂主要按组元分为单组元，双组元和混合型、对瓶卡尔费休试剂。《中国药典》（2010年版）收载了单组元卡尔费休试剂的制备与标定方法，这也是经典的容量法卡尔费休试剂制备方法。（1）配制 称取碘(置硫酸干燥器内48小时以上)110g，置干燥的具塞锥形瓶中，加无水吡啶160ml,注意冷却，振摇至碘全部溶解后，加无水甲醇300ml，称定重量，将锥形瓶置冰浴中冷却，在避免空气中水分侵入的条件下，通入干燥的二氧化硫至重量增加72g，再加无水甲醇使成1000ml，密塞，摇匀，在暗处放置24小时。本液应遮光，密封，置阴凉干燥处保存。临用前应标定浓度。(2) 标定 用卡尔·费休氏约水馏蒸重入称密精，瓶玻塞具的燥干取或；定标接直仪定测分水．

30mg，加无水甲醇2～5ml，用本液滴定至溶液由浅黄色变为红棕色，或用永停滴定法（附录Ⅶ A）指示终点；另作空白试验，按下式计算：

W

F＝

－B A

蒸重称取mg）；W为试液相当于水的重量（式中F为每1ml费休氏为B）；的体积（ml定所消耗费休氏试液水馏的重量（mg）；A为滴有的使用制备试剂的体积（ml）。由于该方法消空白所耗费休氏试液成造健康者的身体吡啶，它会对试验和机碱是有恶臭气味毒性较大的吡取代种用咪唑境。1984年发现了一室危害并且严重污染实验的环的气味、有刺激性剂不仅代替了有毒啶的新的卡尔费休试剂。这种试的生产家现在更果准确。多数厂并且它使反应速度更快,滴定结,吡啶滴剂，其型的试吡啶型和含吡啶卡尔·费休氏试剂有两种：安全型无 。 多为3~5定度

的分类及应用范围 测定法尔·费休氏水分卡，定水分测和无机物中的分测定法可适用多种有机物休卡尔·费氏水滴量间接容量滴定法和质的差异, 可分为直接容物由于各种化合性对法滴定用直接容量在类。但药品检验中经常使定法（回滴定法）两 ：几类品有以下药行测定，比较典型的水分含量进孢、头氨孢苄胶囊头孢拉丁胶囊、头阿1 胶囊制剂 奇霉素胶囊、 等；西林胶囊羟氨苄胶囊、阿莫用注射林钠、、注射用头孢唑射注射用粉针剂 注用头孢噻肟钠2

；拉丁等用钠、注射头孢头孢哌酮钠舒巴坦 ；散片等剂阿莫西林分3 片 。原料药4

法测定一的测量水分含量验经是药品检单位用于定尔卡·费休氏水分测仪已）威锋京先驱北全功能滴定仪（型仪种主要器，现在就以ZDJ-400SY 。测量的定为例进行水分含 剂选择溶1

溶作为非水物质种，含量因此需要使用一水量此由于法是测样品中分应反剂。此较理想的溶比水情溶剂，使样品解。通常况下，无甲醇是，的过入中系反行右应使为应逆是可反，了反向进，应统加了量SO2．

无水甲醇可以溶解大量SO，另外无水甲醇作溶剂还有防止副反应发2生的作用，因此无水甲醇便成了首选的溶剂。

2 空白试验

通常在反应杯（50℃烘箱中干燥5小时）中加入20ml无水甲醇（含量：%以上，分析纯），恰好淹没双铂电极，然后在滴定管中加入卡尔费休试剂（单组份安全型无吡啶型卡尔费休试剂），开启电磁搅拌器（60转／min），开始滴定甲醇中的含水量，慢慢滴定至仪器屏幕显示预滴定完成，不记录卡尔费休液消耗的体积。

3 标定

为了考察整个操作系统的稳定性和准确度，我们应在样品进行检测前对系统进行标定（包括仪器的标定和卡尔费休试剂的标定）。卡尔·费休氏水分测定仪通常用甲醇-水标准溶液、含水酒石酸钠、蒸馏水、含饱和水甲苯等物质作为标准对方法的可靠性进行校验。含水酒石酸钠（CHNaO·2HO）是一种常用的含水标准物质,在正常条件下，2464该物质含有%的水，很稳定而且不吸水也不失水。该物质在105℃加热失重为±%，长期暴露于湿度为20～70%的空气中，增量为～%。笔者建议当测定微量水（1%以下）时，用含水酒石酸钠作为参照物进行标定；当测定常量水（不少于1%）时，用蒸馏水（或去离子水）作为参照物进行标定。《中国药典》（2005年版）标准规定标定试验要做三次，并且误差范围在±1％内。

4 取样、测定

精密称取混和均匀的供试品适量(约消耗卡尔费休试剂1～5ml)，用卡尔·费休氏水分测定仪直接测定。具体操作如下：

①将样品适量装入称量舟，放入电子天平中，按”tart”键归零；

②将样品倒入反应容器中，注意不要将样品撒到电极上或杯壁上；

③将称量舟重新放到电子天平上，用减重法确定加入样品的重量；

④将样品重量数据（精确到）输入仪器中，等待反应结束直到仪器屏幕显示滴定结果；

⑤实验结束后用无水甲醇把仪器管路冲洗干净，因为卡尔费休试剂析出的晶体会造成管路堵塞现象。

五 注意事项

除了测定药品的性质,测定的方法,标定物质的选用,取样方法和进样量的大小影响测定精确度外,还必须注意以下三个问题,才能保证测定 。度确精的．