甲氧咪草烟中间体5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯高效液相色谱分析

梁爽，秦博，关云飞，陈霖，王徵，金守征

（沈阳中化农药化工研发有限公司 新农药创制与开发国家重点实验室，辽宁 沈阳 110021）

除草剂甲氧咪草烟的通用名为imazamox，商品名为金豆、Sweepe、Raptor和Odyseey。它是1997年由巴斯夫投放市场的主要应用于大豆、花生、转基因作物(小麦、油菜、向日葵)的一种广谱、高效、低毒的咪唑啉酮类除草剂，也是目前唯一获得欧盟再评审通过的咪唑啉酮类除草剂[1-2]。

甲氧咪草烟的销售区域在全球分布主要集中在欧洲和北美。欧洲市场主要集中在匈牙利、保加利亚、乌克兰、俄罗斯、罗马尼亚的向日葵作物上，这五个国家2016年的销售总额达到约1.5亿美元，占全球销售额的近一半。北美市场主要用于美国的谷物和整个区域的转基因油菜等转基因作物上，2016年销售额为4 488万美元[2]。

文献报道的甲氧咪草烟合成方法有很多种，前甲氧甲基化法的关键就是得到重要的中间体5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯，最终与2-氨基-2,3-二甲基丁腈反应得到产物甲氧咪草烟[3]。

5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯分子式为C11H13NO5，CAS号：139123-56-1，英文名为dimethyl 5-methoxymethylpyridine-2,3-dicarboxylate。目前，有关中间体5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的合成和分析等方法的研究仍然是精细化工领域的热点。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器与设备

Agilent 1200 系列高效液相色谱仪，Agilent G1315D 二极管阵列检测器；Agilent ChemStation色谱工作站；Agilent ZORBAX SB-Aq 4.6×150 mm 3.5 μm不锈钢色谱柱；METTLER TOLEDO AL204-IC万分之一电子天平；SB2200型超声波振荡器。

1.1.2 试剂

乙腈：色谱纯；

水：新蒸二次蒸馏水；

5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯标准品(实验室制备)：质量分数＞99.0%。

1.2 色谱条件

流动相：乙腈-磷酸水(体积比30∶70，1 L 水中加500 μL磷酸)；流速：1.0 mL·min-1；检测波长：240 nm；柱温：30℃；进样量：5 μL；保留时间：5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的保留时间为4.85 min，可根据不同仪器进行调整。

1.3 分析方法

1.3.1 标样溶液的配制

精确称取5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯标样0.03 g (精确至0.000 2 g)，置于100 mL容量瓶中，加入乙腈溶解标样，超声水浴振荡10 min，待标样完全溶解后，冷却至室温，用乙腈定容，摇匀，用微孔过滤膜(0.22 μm)过滤后备用。

1.3.2 样品溶液的配制

精确称取5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯样品0.03 g(精确至0.000 2 g)，置于100 mL容量瓶中，加乙腈溶解样品，超声水浴中振荡10 min，待样品完全溶解后，冷却至室温，用乙腈定容，摇匀，用微孔过滤膜(0.22 μm)过滤后备用。

1.3.3 测定

在上述色谱条件下，待仪器稳定后，连续注入数针标样溶液，至相邻2针标样的峰面积相对变化小于1.2%后。依次按照标样溶液、样品溶液、样品溶液、标样溶液的顺序进行测定。5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯高效液相色谱图见图1、2。

图1 标样定量高效液相色谱图

图2 样品定量高效液相色谱图

1.4 计算

将测得的2针试样溶液以及试样前后2针标样溶液中5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的峰面积分别进行平均，试样中5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯质量分数X(%)按式（1）计算：

式中：A1—标样溶液中5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的峰面积平均值；

A2—试样溶液中5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的峰面积平均值；

m1—标样的质量，g；

m2—试样的质量，g；

P—5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯标样的质量分数，%。

2 结果和讨论

2.1 色谱柱及波长的选择

选择Agilent SB-Aq、Agilent XDB-C18、Agilent SB-C18及Agilent CN色谱柱进行试验，综合合成监控等因素，发现Agilent SB-Aq色谱柱主峰与杂质峰分离较好且保留时间短。

通过二极管阵列检测器进行全波长扫描，测定5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯在190～400 nm波长范围的紫外吸收光谱图见图3。5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯在200 nm处有最大的吸收，考虑到溶剂的干扰及原料紫外吸收等因素，选择240 nm为检测波长。

图3 5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的紫外吸收谱图

2.2 流动相的选择

反相色谱条件下，选择乙腈和水(1 L 水中加入500 μL磷酸)作为流动相，将不同体积比的乙腈和水在色谱柱上进行实验，经多次筛选，最终确定最佳体积比例乙腈∶磷酸水=30∶70，在此条件下其分离效果较好。

2.3 线性关系的测定

分别精确称取10、20、30、40、50 mg标样，置于100 mL容量瓶中，用乙腈溶解后，稀释至刻度，配制成5个标样溶液。在1.2的色谱条件下，分别进行测定，以标样溶液质量浓度为横坐标，以5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯峰面积为纵坐标绘制标准曲线。测试方法的线性方程为：

完全可以满足定量分析要求。

2.4 精密度试验

在1.2的色谱条件下，从同一批次待测样品中称取6份样品进行测定，结果为98.4%、98.9%、99.0%、98.2%、98.5%、98.7%，其标准偏差为0.28，变异系数为0.28%。

2.5 准确度试验

精确称取6份标样，分别加入不同量的5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯标样，测定其含量，如表1所示，计算出平均回收率为99.7%。

表1 测定5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯方法的准确度分析结果

3 结 论

由上述实验结果看出：高效液相色谱法测定甲氧咪草烟中间体5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯，精密度和准确度较好，线性关系良好，样品重现性好。该方法简单、迅速、准确、可靠，适合企业生产控制，是定量分析5-甲氧甲基-2,3-吡啶二羧酸二甲酯的较好方法。