富马酸单甲酯的分子量测定与纯度分析

富马酸单甲酯（Monomethyl Fumarate，MMF，分子式C5H6O4的分子量测定需依托高精度的质谱技术，而纯度分析则需结合色谱、滴定、熔点测定等多种方法，实现主成分含量、杂质限度的全面评估，其结果直接决定该化合物在医药、食品防腐等领域的应用可行性。

一、分子量测定方法

富马酸单甲酯的理论分子量可通过分子式计算：M=(12.01×5)+(1.008×6)+(16.00×4)= 130.10g/mol。实验测定需采用质谱技术，以验证理论值并排除分子结构误判的可能，核心方法如下：

1. 电喷雾电离质谱（ESI-MS）

这是测定有机小分子分子量的常用方法，适用于极性较强的富马酸单甲酯。

样品前处理：将少量富马酸单甲酯样品溶解于甲醇-水（体积比1:1）混合溶剂中，配制成浓度为10^-5~10^-6mol/L}的澄清溶液，避免浓度过高导致离子抑制。

测定条件：采用正离子电离模式，毛细管电压设置为3.0~3.5kV，离子源温度100~120℃，干燥气（氮气）流速8~10L/min。

结果判定：在质谱图中，可观测到准分子离子峰[M + H]⁺，其质荷比（m/z）理论值为131.04；若使用负离子模式，则可观测到[M - H]^-峰，m/z理论值为129.02。通过该峰的质荷比计算，可精准得到样品的实验分子量，与理论值的偏差需小于0.1%。

2. 气相色谱-质谱联用（GC-MS）

适用于挥发性较强的富马酸单甲酯样品，兼具分离与分子量测定功能，尤其适合含挥发性杂质的样品。

样品前处理：将样品溶解于丙酮或二氯甲烷中，制成低浓度溶液，避免高沸点杂质污染色谱柱。

测定条件：采用非极性毛细管色谱柱（如DB-5MS），柱温程序为：初始温度60℃保持2min，以10℃升温至180℃保持5min；离子源为电子轰击源（EI），电离能量70eV。

结果判定：在总离子流图中定位富马酸单甲酯的色谱峰，提取其质谱图，可观测到分子离子峰M⁺（m/z=130），同时伴随特征碎片离子峰（如m/z=115、97、71 等），通过分子离子峰的质荷比确定分子量。

二、纯度分析方法

富马酸单甲酯的纯度分析需涵盖主成分含量测定与杂质（如富马酸、富马酸二甲酯、甲醇、水分等）限度检测，核心方法如下：

1. 高效液相色谱法（HPLC）：主成分含量与有关物质测定

这是纯度分析的首选方法，可同时实现主成分定量与杂质定性定量。

色谱条件：采用反相色谱柱（如C18柱，250mm×4.6mm，5μm）；流动相为甲醇-0.05%磷酸水溶液（体积比30:70），流速1.0mL/min；检测波长210nm（基于样品前处理：精密称取样品约50mg，置于100mL容量瓶中，加甲醇溶解并定容至刻度，摇匀后过0.45μm微孔滤膜，取续滤液作为供试品溶液；另精密称取富马酸单甲酯对照品适量，同法制备对照品溶液。

有关物质检测：取供试品溶液稀释100倍作为自身对照溶液，进样分析。按峰面积归一化法计算杂质含量，单个杂质峰面积不得大于对照溶液主峰面积的0.5倍（0.5%），总杂质峰面积不得大于对照溶液主峰面积的1.0倍（1.0%）。

2. 酸碱滴定法：主成分含量的经典验证

基于富马酸单甲酯分子中的羧基（-COOH）具有酸性，可采用碱滴定法测定含量，方法简便、准确度高。

滴定条件：精密称取样品约0.2g，置于锥形瓶中，加中性乙醇（对酚酞指示液显中性）20mL溶解，加酚酞指示液2滴，用0.1mol/L 氢氧化钠标准滴定液滴定至溶液显粉红色，且30秒内不褪色。

含量计算：富马酸单甲酯与氢氧化钠的反应摩尔比为1:1，含量计算公式为：

纯度}(%) = [V×C×0.1301/m]×100%

其中，V为氢氧化钠标准液的消耗体积（mL），C为氢氧化钠标准液的浓度（mol/L），0.1301为富马酸单甲酯的毫摩尔质量（g/mmol），m为样品称样量（g）。

3. 杂质专项检测

（1）游离酸（富马酸）检测

取样品约1.0g，加无水乙醇20mL溶解，加溴麝香草酚蓝指示液，用0.01mol/L 氢氧化钠标准液滴定至溶液显蓝色。按消耗的碱液体积计算游离酸含量，不得过0.5%。

（2）残留溶剂（甲醇）检测

采用顶空进样气相色谱法，以聚乙二醇（PEG-20M）为固定相的毛细管柱，柱温5℃，检测器为火焰离子化检测器（FID），以水为溶剂制备供试品溶液，外标法计算甲醇残留量，需符合相关药典残留溶剂限度要求（通常不得过0.3%）。

（3）水分测定

采用卡尔·费休容量法或库仑法，称取适量样品，溶于无水甲醇中，测定水分含量，不得过0.5%，避免水分影响结晶性与稳定性。

4. 熔点测定：纯度的辅助判定

纯品富马酸单甲酯的熔点为144~145℃，若样品中含杂质，熔点会降低且熔程变长（通常熔程大于2℃提示纯度不足）。测定时需采用毛细管法，控制升温速率为1/min，平行测定3次，取平均值。

三、方法学验证要求

为确保测定结果的准确性与可靠性，需对上述方法进行方法学验证，核心验证指标包括：

专属性：色谱法中，富马酸单甲酯主峰需与杂质峰、溶剂峰完全分离，分离度大于1.5；滴定法中，空白溶剂无干扰。

线性与范围：HPLC法的线性范围需覆盖50% ~150%浓度区间，相关系数r≥0.999。

精密度：重复性试验的相对标准偏差（RSD）不得过1.0%，中间精密度RSD不得过 2.0%。

准确度：加样回收率试验的回收率需在98.0%~102.0%范围内，RSD不得过 1.5%。

富马酸单甲酯的分子量测定以ESI-MS或GC-MS为核心，通过准分子离子峰或分子离子峰精准验证理论分子量；纯度分析则需结合HPLC法（主成分与杂质）、酸碱滴定法（含量验证）及专项杂质检测，实现全面质量控制。方法学验证是确保检测结果可靠的关键，最终需满足医药或食品领域的纯度标准要求。

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