沈阳药科大学《药物分析》II（药物分析专论）课件.ppt

药物分析(药物分析专论),药物分析教研室 孙立新 副教授,药物结构,性质,分析方法,第四章 芳酸类药物的分析 The Analysis of Aromatic Acids,第一节 概 述 一、分类 羧基直接与苯环相连接的药物。,根据结构分为: 水杨酸类 苯甲酸类 其它芳酸,1、水杨酸类 代表药物有,阿斯匹林,水杨酸（钠）,对氨基水杨酸（钠）,2、苯甲酸类 代表药物,苯甲酸（钠）,氨甲苯酸,泛影酸,3、其它芳酸 代表药物,止血敏,布洛酚,二、性质 1、性状： 大多数是结晶性固体 少数为液体（水杨酸甲酯、苯甲酸苄酯） 2、溶解性： 游离芳酸类药物，几乎不溶于水，易溶于有机溶剂 芳酸碱金属盐易溶于水,3、酸性： 芳酸类药物分子中具有COOH，所以显弱酸性 药用芳酸pKa在36之间。 具有酸性，可以与碱成盐。 4、紫外吸收： 具有苯环，所以具有紫外吸收。,一、呈色反应 1、FeCl3反应,紫堇色,第二节 鉴别反应,+,+, 苯甲酸的碱性或中性溶液与三氯化 铁试液生成碱式苯甲酸铁盐的赭色 沉淀。,2、茚三酮反应 具有类似-氨基酸结构如氨甲苯酸，可与茚三酮反应，产生蓝紫色的缩合物,+,二、阿斯匹林水解产物的反应,三、重氮化-偶合反应 对氨基水杨酸钠具有芳伯氨基结构，在盐酸酸性溶液中，与亚硝酸钠试液发生重氮化反应，生成重氮盐，与碱性萘酚偶合产生橙红色沉淀。,四、溴代反应 酚羟基邻位、对位的氢比较活泼，很容易被溴取代。 五、紫外光谱法 六、红外光谱法,第三节 水杨酸类药物的分析,一、特殊杂质检查 (一)、阿斯匹林中的杂质检查 1、 炽灼残渣 2、 重金属 3、易碳化物,4、溶液的澄清度检查： 检查碳酸钠试液中不溶物 酚类（如苯酚） 醋酸苯酯 水杨酸苯酯 乙酰水杨酸苯酯 杂质碳酸钠试液中不溶，而阿斯匹林溶于碳酸钠试液。,5、水杨酸,来源： 生产过程中乙酰化不完全或贮藏过程中 水解产生。,原理： 阿斯匹林无酚羟基，不与高铁反应。 水扬酸有酚羟基，与高铁反应生成紫堇色,(二)、对氨基水杨酸中的杂质检查,杂质来源:未反应完全的原料间氨基酚 遇热受潮生成间氨基酚,再 被氧化成二苯醌型化合物,检查方法: 双相滴定法(ChP2000) HPLC(USP23),二、含量测定,(一)、阿斯匹林含量测定酸碱滴定法,1 直接滴定法,原理：阿司匹林具有游离羧基，具有酸 性，以标准碱滴定液直接滴定。,方法: 取本品0.4g,精密称定,加中性乙醇(对酚酞指示液显中性) 20ml,溶解后,加酚酞指示液3滴,用氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)滴定.每1ml的氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)相当于18.02的C9H8O4。,中性乙醇：溶解供试品 防止酯水解。 目的：扣除乙醇中酸的影响。,2. 水解后剩余滴定法 原理:阿斯匹林酯结构在碱性溶液中易于水解,加入定量过量的氢氧化钠滴定液,加热使酯水解,剩余的碱用酸回滴.,需做空白试验校正. 目的：NaOH在加热时易吸收CO2, 用酸回滴定会消耗酸，影响结果,3.两步滴定法 适用于阿斯匹林片剂 片剂稳定剂:酒石酸或枸橼酸 分解产物:水杨酸和醋酸 第一步:中和 第二步:水解和测定,(二)、对氨基水杨酸钠含量测定 亚硝酸钠滴定法 对氨基水杨酸钠具有芳伯氨基,能在盐酸存在下与亚硝酸钠定量地发生重氮化,生成重氮盐.,第四节 苯甲酸类药物的分析,一、苯甲酸钠的含量测定双相滴定法 原理： 苯钾酸钠溶于H2O 苯甲酸 不溶于H2O，溶于乙醚,滴定前：苯甲酸钠 甲基橙指示剂，呈黄色 （pH3.14.4）红 黄,滴定中： 苯甲酸钠+盐酸,苯甲酸,滴定终点：过量HCl， 使指示剂变橙红色,水相,乙醚相,第一章 糖类和苷类药物的分析,一、糖类 1、医学上的糖类 葡萄糖, 乳糖（半乳糖-葡萄糖）, 蔗糖（葡萄糖-果糖） 2、分类： 糖类就其化学结构来看，属于多羟基醚或羟基酮以及它们的多缩聚体.,依其是否能水解及水解产生简单糖分 子多少，可分为： （1） 单糖类： a、戊糖：5个C原子 b、己糖：6个C原子 c、醛糖 d、酮糖 （2） 双糖类：乳糖，蔗糖 （3） 多糖类：淀粉，纤维素,3、 性质 （1） 单糖、双糖为无色固体（无色结晶或结晶性粉末）或糖浆状液体，易溶于水、不溶于乙醚及其它有机溶剂，微溶于乙醇。 （2） 多糖：一般不溶于水。,4、 鉴别 （1） 灼烧试验： 糖类直火燃烧并产生焦糖臭味（一般用于蔗糖的鉴别） （2） Molish试验 糖类浓H2SO4（脱水）糠醛或糠醛衍生物+a-萘酚呈色 （3） 游离醛基或酮基的还原反应： 单糖或含半缩醛基的双糖均具有还原性。,(4) . 比旋度,蔗糖：不得少于+66°（10%水溶液）,乳糖：+52.0°52.6° （10%水溶液，并100ml中加氨试液0.2ml）,无水葡萄糖：+52.6°53.2°,葡萄糖：+52.5°53° （10%水溶液，并100ml中加氨试液0.2ml）,5、 含量测定 (1) 旋光法（Polarimetry） 旋光度：直线偏振光通过光学活性化合物液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光平面向左或右旋转，旋转的度数称旋光度。 比旋度：偏振光透过1dm且1ml中含旋光物质1g的溶液，在一定波长一定温度下测得的旋光度称比旋度。,a=a·C·L a：旋光度；a：比旋度 ChP2000采用钠光谱的D线（589.3nm）,测定旋光度，除另有规定外，测定温度 20，测定管长度2dm，物质浓度以C （g/ml）表示，则：,若物质浓度用%浓度（g/100ml）表示，C 以C/100代入，则：,即,如果已知被测物质的比旋度a,根据测量 得到的比旋度a,由上式即可计算出被测物 质的百分浓度。,(2) 折光率法（Refractometry） 折光率与溶液浓度（W/V）的关系 用下式表示：,n ：折光率 n0：同温度时水的折光率（20为1.3330） F ：经反复试验测得的折光因数 P ：溶液的百分浓度（%，W/V）,n=n0+F×P,sini：光线入射角的正弦 sinr：光线折射角的正弦,只要求得折射因数F，从溶液的折光率和水溶液的折光率即可计算出溶液的浓度.,本法可用于葡萄糖的快速测定，但测定结 果较旋光法偏高。,折光仪:阿培氏折光计 测定前用棱镜或水进行校正。 20时水的折光率为1.3330 25时水的折光率为1.3325 40时水的折光率为1.3305,Chp2000未见用于含量测定，但用于纯度检查。,二、苷类 1、含义： 糖类和有羟基的非糖有机化合物缩合成环状缩醛结构的化合物，其水解产生糖+非糖类化合物（苷元或称配基）,2、分类：按苷元的结构分为： （1） 氰苷类（如苦杏仁苷） （2） 恩苷类（如大黄酚） （3） 黄酮苷类（如芦丁） （4）甾体强心苷类（如洋地黄毒苷） （5）皂苷类（如甘草皂苷）,3、 构成天然苷类的糖 (1) 葡萄糖； (2) 其他的五碳糖、六碳糖； (3) 特殊的去氧糖类（洋地黄毒糖）,4、性质 （1） 味苦，中性（有的呈酸性，也有呈碱性，称生物碱苷） （2） 多为白色结晶，易溶于水，不溶于甲醇、乙醇，难溶于非极性溶剂中。强心苷类难溶于水，可溶于乙醇及氯仿。,5、 鉴别 （1） 天然产的苷类:均呈左旋性,无还原性.但当苷在碱性或酸性下水解后,生成苷元和糖类,后者多为右旋且具有还原性。 鉴别方法： 天然苷：左旋性，无还原性 已水解苷：右旋，有还原性,（2）Keller-kiliani反应,(3) Kedde反应,6、 含量测定 ChP2000对洋地黄毒苷采用比色法、荧光法或色谱法测定。 （1）比色法： 地高辛原料、地高辛注射液采用碱性三硝基苯酚显色后，于485nm处比色测定。,（2）荧光法： 地高辛片剂含量测定、含量均匀度检查、溶出度采用荧光法测定。是利用洋地黄毒苷+VC+H2O2+HCl产生荧光（激发波长360nm，发射波长485nm）。,第二章 醇、醚、醛和酮类药物的分析,一、醇 1、 代表药物及特点：,CH3CH2OH,乙醇,甘油,二巯丙醇,三氯叔丁醇,三梨醇,结构分析： 含-OH（醇羟基），可与酸成酯。 a-活泼H（乙醇、三氯叔丁醇）反应（在碱性下与碘反应生成碘仿）； 丙烯醛反应（甘油、二巯丙醇，碱性下加热生成丙烯醛）；,三氯叔丁醇碱性下加热回流生成氯化钠，可加入定过量硝酸银，过量硝酸银用硫氢酸铵滴定，以硫酸铁铵为指示剂，可以定量测定； 本类药物具有还原性，可采用碘量法或高碘酸法测定。,2、 鉴别反应 (1) 碘仿反应（a-活泼H）：乙醇在OH-下可被碘氧化生成甲酸盐，并生成碘仿臭气或黄色 CH3CH2OH+4I2+6NaOHCHI3+5NaI+ HCOONa+5H2O 三氯叔丁醇 同上，碘仿（a-活泼H）,(2) 丙烯醛反应： 甘油、二巯丙醇在碱性下加热，即产生丙烯醛的刺激性臭气。,+2H2O,(3) 沉淀反应：,+PbAC2,+2HAC,3、 含量测定 (1) 碘量法：基于巯基的强还原性 原理：,+I2,+2HI,(2) 方法：,同时做空白实验。,(2)高碘酸法： 凡含有邻位二元或多元羟基的化合物均能被高碘酸氧化生成相应的小分子酸和醛，反应时n个相邻羟基，消耗n-1个高碘酸。,生成的HCOOH用NaOH标准液滴定; 或生成的HIO3+KI I2用Na2S2O3滴定。,C6H14O6+5HIO42HCHO+4HCOOH +5HIO3+H2O,(3) GC法 乙醇的测定，可采用GC法 （顶空GC法）,二、醚 1、 代表药物： C2H5-O-C2H5麻醉乙醚 2、 杂质检查： （1） 酸度（2）醛类（3）过氧化物，（4）异臭 （5）不挥发物,三、醛 1、 代表药物：,HCHO,CCl3CH(OH)2,甲醛,乌洛托品,水合氯醛,2、 鉴别： (1) 醛基的还原反应： 碱性酒石酸酮（Fehling） Cu2O红色 氨制AgNO3液（Tollen) Ag 银镜 (2) 甲醛的反应： 甲醛+H2SO4+变色酸 紫色（专属反应）,(3) 水合氯醛的反应： 水合氯醛+NaOH CHCl3+HCOONa+H2O （形成二液层）,(4) 乌洛托品反应： 乌洛托品加稀酸，加热即分解生成甲醛和铵盐。生成的甲醛具有特臭味，并和氨制硝酸银反应生成银镜。铵盐加碱放出氨气。,NH4HSO4+2NaOHNH3+Na2SO4+2H2O,HCHO+2Ag(NH3)OHHCOONH4 +2Ag+3NH3 +H2O,6HCHO +4NH4HSO4,C6H12N4+4H2SO4+6H2O,3、 含量测定： (1) 碘量法： 醛+I2（定、过量）醛基在OH-下 被I2氧化成相应的酸，剩余碘在酸性 下以Na2S2O3滴定。,(2) 中和法（氧化后剩余滴定法） HCHO+NaOH+H2OHCOONa+H2O 2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O,(3) 剩余碱水解法 水合氯醛+NaOHCHCl3+HCOONa 2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O 水解生成CHCl3在碱性下会有少量分解 消耗碱 CHCl3+4NaOHHCOONa+3NaCl+2H2O 生成的NaCl可采用银量法测定后折算成 NaOH的体积,自酸碱滴定中扣除。,(4) 酸水解后剩余滴定法 乌洛托品+H2SO4（NH4）2SO4+6HCHO H2SO4（过量）用碱测定。,三、酮 1、 代表药物,富马酸酮替酚,吡喹酮,扑米酮,扑米酮酸性下分解，生成甲醛，可利用甲醛的专属反应鉴别。 扑米酮碱性下加热灼烧分解生成氨气，可利用红色石蕊试纸鉴别。,富马酸酮替酚环上氮显碱性，可采用非水滴定法测定含量，富马酸不干扰； 富马酸酮替酚环上酮可与二硝基苯肼反应，生成红色絮状沉淀。,第五章 芳胺及芳烃胺类药物的分析 The Analysis of Aromatic amines and Aromatic alkylamines,芳胺类药物指氨基直接与苯环相连。,芳胺类* : 酰胺类、对氨基苯甲酸酯类 苯乙胺类 氨基醚衍生物,芳烃胺类药物指氨基在烃基侧链上。,1.结构特点：,苯胺酰基衍生物，酰胺基邻位 或对位有取代基。,第一节 芳胺类药物的分析,一、酰胺类,代表药物有：,对乙酰氨基酚,盐酸利多卡因,2性质：,利多卡因，酰胺基邻位上有两个甲基，有很大空间位阻，水解较为困难。（利多卡因在80%的硫酸溶液中加热才能水解）, 水解后可发生重氮化反应 具有酰胺结构共性。 水解成芳伯氨基，发生重氮化偶合反应。, 碱性 利多卡因侧链中具有叔氨N原子，显弱碱性，能与酸成盐，且能与生物碱沉淀试剂或重金属离子反应。, 与FeCl3反应 具有酚羟基或水解后能产生酚羟基（对 乙酰氨基酚），可与FeCl3作用呈色。, 紫外吸收 具有苯环结构，有紫外吸收。,二、对氨基苯甲酸酯类,具有对氨基苯甲酸酯基本结构。 具有游离的芳伯氨基。,1结构特点：,代表药物有：,盐酸普鲁卡因,苯佐卡因,盐酸丁卡因,2性质：, 具有芳伯氨基，发生重氮化 或重氮化-偶合反应, 碱性 具有脂烃胺侧链碱性，能与生 物碱沉淀试剂发生反应。, 具有酯的结构，容易水解。, 紫外吸收 具有苯环结构，有紫外吸收。,三、鉴别反应 1、重氮化-偶合反应 具有芳伯氨基药物，如盐酸普鲁卡因等，在酸性溶液中与NaNO2TS发生重氮化反应，再与碱性-萘酚偶合产生红色偶氮化合物。 具有潜在芳伯氨基，如对乙酰氨基酚，水解后可得芳伯氨基，能发生类似反应。, 盐酸丁卡因（芳香第二胺结构）与 NaNO2作用生成乳白色N-亚硝基化合物 沉淀。,2、三氯化铁反应 具有酚羟基（如对乙酰氨基酚），可 与FeCl3TS作用显蓝紫色。,3、与生物碱沉淀试剂反应 具有烃胺侧链，与生物碱沉淀试剂反应. 根据沉淀颜色或测定沉淀熔点进行鉴别。 常用生物碱沉淀试剂：氯化金试液, 碘试液,碘化汞钾试液,苦味酸试液等。,4、与重金属离子反应,(1)与铜离子的反应,(2)与钴盐反应,5羟肟酸铁的反应,具有酰胺结构，被H2O2氧化成羟肟酸，羟肟 酸与FeCl3反应生成紫红色羟肟酸铁，随即 变为暗棕色至棕黑色。如盐酸普鲁卡因胺。,具有酰胺结构的药物,羟肟酸,羟肟酸铁,6、水解产物的反应 (1)苯佐卡因的鉴别试验,(2).盐酸普鲁卡因的鉴别试验,三 杂质检查 1、对乙酰氨基酚杂质检查 对乙酰氨基酚中除检查酸度、氯化物、硫酸盐、重金属、水分、炽灼残渣等一般杂质外，还需要检查：乙醇溶液的澄清度与颜色、有关物质（对氯乙酰苯胺） 、对氨基酚等特殊杂质。,对乙酰氨基酚以对硝基氯苯为原料合成。,(1)乙醇溶液的澄清度与颜色 对乙酰氨基酚易溶于乙醇中，如乙醇液不澄清或有颜色，则说明有杂质存在。 生产工艺用铁粉作还原剂，如带入成品，则导致对乙酰氨基酚乙醇溶液产生浑浊。 中间体对氨基酚有色氧化物在乙醇中显橙红色或棕色。,（2）有关物质（对氯乙酰苯胺）,对硝基氯苯为原料合成对乙酰氨基酚时，如发生这样的副反应就能够引入对氯乙酰苯胺。,副反应,TLC法 样品液, 对照液 对氯乙酰苯胺乙醚溶液（50g/ml）, 分离系统 硅胶GF254 氯仿-丙酮-甲苯（1352）, 限量:, 点样量 样品液：200l 点于硅胶GF254薄层板上 对照液：40l, 判断 在254nm波长紫外灯下观察，供试品与对照品主斑点Rf值相同的斑点比较,不得超过其大小与颜色。,(3)对氨基酚 制备中乙酰化不完全或贮存不当发生水解都能引入对氨基酚 检查原理： 对氨基酚在碱性条件下，与亚硝基铁氰化钠作用，生成蓝色络合物，与对照液比较判断对氨基酚的限量。,检查方法：,限量：0.005%,四、含量测定 1亚硝酸钠滴定法 原理 具有芳伯氨基药物，在酸性条件下与NaNO2反应生成重氮盐，根据消耗NaNO2量，计算出含量。 潜在芳伯氨基药物，如芳酰氨基、硝基等，可先水解或还原，得芳伯氨基后，再进行测定。, 操作中的主要条件 重氮化反应属于分子反应 滴定液NaNO2及反应生成的重氮 盐都不稳定 反应速度受多种因素影响,第一步反应速度比较慢，而后两步反应速度则比较快。,反应速度与药物结构的关系,重氮化反应机制：,a. 当苯环上特别是氨基邻位或对位上有吸电基时,如,吸电基通过诱导效应使氨基 上电子云密度降低，从而碱 性降低，游离芳伯胺浓度增 大，所以反应速度就快。,等可使氨基的碱性降低，重氮化反应速 度加快。,b. 当在苯环上有供电基时，则使反应速度降低。如 等。,供电基能使氨基碱性增强，这样氨 基成盐的机会就增大，游离芳伯胺 的浓度就减小，所以反应速度就慢。,反应速度与酸及酸度的关系 a. 酸的种类 重氮化反应在HBr、HCl、H2SO4中反应速度是 HBrHClH2SO4,K1比K2大300倍,用HBr时，生成NOBr量大，反应速度快。 但HBr价格贵，用盐酸代替，为加快反应速度，需加入KBr（催化剂）。,产生HBr与HNO2反应，可生成大 量NOBr，加快反应速度。,b. 盐酸的用量 理论上: 芳胺盐酸11mol 实际上: 芳胺盐酸12.56mol,原因： 强酸性可加速反应 重氮盐在酸性下稳定 酸性下避免副反应发生。,如盐酸量增加，则反应向左进行。 如盐酸浓度太大，反到会使游离芳伯氨的量减小（成盐），而影响重氮化反应速度，使反应速度减慢。,如酸度不足则没反应的芳胺与生成的重 氮盐产生偶氮氨基化合物，而影响测定 结果。,反应速度与滴定时温度的关系 一般，温度升高反应速度加快。 但重氮化反应所生成的重氮盐不稳定，温度升高重氮盐分解速度也加快。 另外，温度高时，滴定液亚硝酸钠也容易分解逸失，而影响测定结果。 所以，重氮化反应应在低温条件下进行。,中国药典规定：在30C以下，把滴定管尖端插入液面下 处进行滴定。在滴定时一边搅拌一边加入大部分标准溶液。,到近终点时把滴定管提出液面， 用水冲洗后再继续滴定至终点。,标准溶液在液面下加入，可避 免NaNO2挥发。,反应速度与滴定速度的关系 重氮化反应属分子反应，反应速度比较慢，滴定速度不能过快。 尤其是近终点时，更要慢慢地滴定。近终点时，游离芳伯胺浓度非常低，反应速度就更慢了。 所以，每加一滴标准液后，要搅拌15分钟后再判断终点。, 指示终点的方法 重氮化滴定法指示终点的方法有: 永停法 电位法 外指示剂法 内指示剂法,我国药典主要采用永停滴定法指示终点,永停法 原理： 在被测溶液中插入两个相同铂电极，在两个电极间加10200mV电压，并且在回路中串联一个灵敏的检流计（10A9/格）。 当用NaNO2滴定时，在终点前回路中没有电流，电流计指针指零。 当到达滴定终点时，由于溶液中有微过量的NaNO2，使得在两个电极上发生氧化还原反应,阳 极：,导致在两电极间有电子流动，从而回 路中有电流产生，使得电流计指针发 生偏转并且不再返回零点。,阴 极：,电位法 在被测溶液中插入甘汞-铂电极， 到达滴定终点时，溶液中稍过量的NaNO2使电位产生突跃，从而指示终点。 USP采用这个方法指示终点。,外指示剂法 淀粉-KI糊剂或试纸,原理： 当达到滴定终点时，溶液中稍过量 的NaNO2在酸性条件下氧化KI析出I2， I2遇淀粉显蓝色。,使用方法： 滴定时，把淀粉-KI试液滴在白磁板上，用玻璃棒蘸取少量被滴定的溶液，在白磁板上划，如果立即出现蓝色即已到滴定终点。,外指示剂法的缺点： 由于滴定的溶液是强酸性，KI遇光能被空气氧化析出碘，所以，在没有达到终点时，就有可能呈现蓝色，而造成误判。 由于经常蘸取溶液进行试验，可造成滴定液的损失而带来误差。 方法难掌握。,内指示剂法 内指示剂法指示终点，操作简便，但生成重氮盐一般都带有颜色，干扰指示剂颜色变化的观察，尤其是颜色很深时，更是这样。 在重氮化滴定法中，内指示剂法应用不是很广泛。,第二节 苯乙胺类药物分析 一结构特点,具有烃胺侧链，属于芳烃胺类药物。 多数在苯环上有12个羟基取代基。 如在苯环3、4位上有羟基取代，则为儿茶 酚胺类药物。,代表药物,肾上腺素,去甲肾上腺素,二性质： 1. 易被氧化 邻苯二酚或苯酚结构，易被氧化呈色。,3. 具有旋光性 具有手性碳原子，具有光学活性。,2. 显碱性 具有烃胺侧链，显弱碱性。能与酸成盐。,三鉴别试验 1.氧化反应,区别肾上腺素和去甲肾上腺素。,2. 三氯化铁反应： 在0.1mol/L盐酸中与Fe3+显翠绿色，加氨试液后，显紫色或紫红色,四、肾上腺素中肾上腺酮的检查（讲过）,五、含量测定 （一） 非水溶液滴定法 （二） 溴量法,第三节 氨基醚衍生物类药物的分析,盐酸苯海拉明,一. 代表药物,1.结构,2. 性质 白色结晶性粉末 水中极易溶解,醇或氯仿中易溶,乙醚或苯中极微溶. 见光分解 酸性溶液中易分解. 紫外吸收,二、鉴别 1、与硫酸反应：显色 2、水解反应： 3、与硝酸银反应形成白色凝乳状沉淀 4、紫外、红外特征吸收,三、含量测定 （一） 非水溶液滴定法 （原料） （二） 酸性染料比色法 （片剂，见生物碱章） （三）阴离子表面活性剂滴定法 （其注射液） （四）HPLC （片剂）,第六章 杂环类药物的分析 The Analysis of Hetero drugs,第一节 概 述,杂环: 环状有机化合物的碳环中夹杂有其他非碳原子的环状结构叫做杂环. 非碳原子,又称杂原子,如N,S,O.,共性: (1)杂环类药物是合成药物中所占比例最多 的 一大类药物. (2)多为五元环或六元环,单环或并合环. (3)杂环结构较稳定,不易开环,其性质受杂 原子种类、数目、位置影响. (4)杂环上取代基性质较活泼,常用于分析. (5)含氮杂环,其碱性的强弱往往用于分析.,本章重点介绍 吡啶类 吩噻嗪类 苯并二氮杂卓类.,第二节 吡啶类药物分析,一、结构分析 1. 结构：本类药物均有吡啶环,吡啶,异烟肼,尼可刹米,2.性质： （1）母核能与金属盐反应生成有色沉淀 （2）碱性:吡啶环上氮原子具有叔胺性质， pKb=8.8（水中），非水滴定； （3）异烟肼:酰肼基有强还原性,且能与 羰基缩合,氧化还原滴定或比色测定； （4）尼可刹米:酰胺基碱性下可水解,放 出NH(C2H5)2,用于鉴别或凯氏定N 直接蒸馏测定。,二、鉴别： 1. 母核反应： （1）与金属离子反应生成有色沉淀 a.异烟肼,尼可刹米+HgCl2 白色沉淀 b.异烟肼+CuSO4 红棕色（Cu2O） 尼可刹米+CuSO4+硫氰酸钾 淡绿色絮 状沉淀,（2）开环反应：适用于a,a未取代，b, 为烷基或羧基取代的。,a. 戊烯二醛反应（kÖnig反应）,b. 2，4-二硝基氯苯反应 （Vongerichten反应）,2. 酰肼基团的反应,常用的氧化剂：I2、Br2、KBrO3、AgNO3,（1）还原反应：,（2）缩合反应：与芳醛缩合形成腙， 如香草醛、水杨醛、二甲氨基苯甲醛,黄色max=380nm,3. 与酸碱共热，以降解产物鉴别,用红色石蕊试纸检查,1. 氧化还原滴定法： 常用氧化剂有：碘、溴、溴酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾、NaNO2、硫酸铈等。其中碘量法，溴量法，溴酸钾法最常用。,（1）剩余碘量法：,三、含量测定：以异烟肼为例。,操作：,原理：,CONHNH,2,N,+ 2I,2,+5NaHCO,3,30min,38-40度,COONa,N,+N,2,+4NaI+5CO,2,+4H,2,O,I,2（,过） +2Na,2,S,2,O,3,2NaI+Na,2,S,4,O,6,讨论： a.本法简便,但因碘氧化力较弱,反应不 易完全。常因反应时间、温度不同有 所差异； b.用于制剂分析时,含有还原性赋形剂时 有干扰； c.化学计量关系：(1:4) 0.1mol/L I23.429mg C6H7N3,(2) 剩余溴量法：,原理： 0.1mol/LBr2 （溴酸钾3g+溴化钾15g水1000ml）,在稀HCl反应条件下： KBrO3+5KBr+6HCl Br2+6KCl+3H2O,操作：,Br2（过）+KI I2+2KBr I2+Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6,讨论： ChP63版曾用本法测定异烟肼 a.酸度0.700.86mol/L，所测结果一致， 高、低都会使结果偏低； b.放置时间1530min； c.滴定温度30； d.测定应在25min内完成,(3)溴酸钾法：,操作：,原理：,等当点:稍过量的Br2,讨论： a.缓缓滴定并充分振摇,防止局部浓度过高终点提前； b.到终点后,补加一滴指示剂,如颜色褪去即可,否则未到终点；,c.ChP77、85、90、95、2000均采用本法测定异烟肼（片）； d.化学计量关系：3/2 T=0.01667×3/2×137.14=3.429,2.比色测定： 利用开环反应或酰肼基团与试 剂呈色测定 3.非水滴定法： 利用吡啶环的碱性，进行非水 滴定,第三节 吩噻嗪类药物分析,一、结构分析,共同点： （1）硫氮杂蒽母核； （2）含两个杂原子多环共轭体系，有UV吸收； （3）S被氧化生成砜或亚砜； （4）与金属离子络合，生成有色物，可比色测定,不同点：R，R取代基不同,二、鉴别 1、特征的紫外吸收： 具有三个峰值205nm、254nm和300nm附近，两个谷220nm和280nm附近；若被氧化则有四个吸收峰，可用于判断样品中有无氧化物。,2. 显色反应：,(1),氧化剂：H2SO4、溴水、FeCl3、H2O2,(2),（可用于比色测定）,三、含量测定,1、非水碱量法：,吩噻嗪类药物母核上氮原子碱性极弱, 不能进行滴定,10位取代基上N原子为 碱性,可在非水介质中以高氯酸标准液， 以CV为指示剂。,2、铈量法： 原理:适当pH下,用硫酸铈氧化吩噻嗪进 行测定 开始时,吩噻嗪失去一个电子 游离基 （红色） 等电点吩噻嗪失去2个电子 无色， 终点：红色无色 条件：在硫酸性下,优点： （1）赋形剂不干扰,复方制剂中咖啡因、苯丙胺、可待因、巴比妥类药物等不干扰； （2）反应为一价还原（Ce4+Ce3+）,对环上取代基无作用； （3）用于原料药，也可用于制剂分析。,3、钯离子比色法： 原理： 吩噻嗪类药物可与一些金属离子（如Pd2+）在适当pH值的溶液中形成有色的络合物，借以进行比色测定。,讨论： （1）钯离子试剂： PdCl2和十二烷基硫酸酯钯盐. 用PdCl2时，形成的有色络合物水中溶 解度小,样品量大时,产生沉淀. 十二烷基硫酸酯钯盐,其络合物溶解度 大,吸收强度增大（约2倍）. （2）本法优点：氧化产物不干扰。,4、UV法： (1) 直接分光光度法： (2) 萃取后分光光度法： (3) 二阶导数分光光度法： (4) 萃取-双波长分光光度法：,直接分光光度法： 操作： 取10片，除去糖衣后，精称，研细称取粉末适量加水、盐酸溶解过滤，取滤液于249nm处测定。 已知：盐酸异丙嗪=910，即可计算 优点：不需标准品 缺点：仪器精密度要求高 测定中注意问题：避光、防止氧化。,萃取-双波长分光光度法： -用于校正样品中氧化产物对测定影响 氯丙嗪的最大吸收波长为254nm,其氧化产物在此波长也有吸收,同时在277nm处氧化产物也有吸收,且其吸收度与在254nm处吸收度相等,而氯丙嗪在此波长处无吸收. A=A254-A277,第四章 苯骈二氮杂卓类药物的分析,一. 结构分析,氯氮卓（1955年合成）,地西泮（1959年合成）,共同点： （1）二氮杂卓环为七元环，环上氮原子具有强碱性，苯基的取代使碱性降低，可进行非水滴定法测定； （2）UV吸收，用于含量测定；,（3）环比较稳定，在强酸性下水解，形成相应的二苯甲酮衍生物，可用于鉴别和比色测定。（氯氮卓水解生成芳伯胺基；地西泮水解生成芳仲胺基和甘氨酸）； （4）本品多为游离碱，不溶于水，而溶于甲醇、乙醇和氯仿中。,二、鉴别 1、芳伯胺基反应： 氯氮卓水解生成芳伯胺基(重氮化偶合反应) 2、茚三酮反应： 地西泮水解生成甘氨酸（茚三酮反应） 3 、硫酸荧光反应： 本类药物加硫酸，在紫外灯下，呈荧光。,第七章 生物碱类药物的分析 The Analysis of Alkaloid,第一节 概 述 一、特点 1含氮碱性化合物 2没有共同母核 3多数具有含氮杂环结构，少数氮在侧链上（如麻黄碱） 4. 绝大部分存在于植物体内；少数存在于动物体内（如蟾蜍碱）,二、碱性与结构的关系 碱性氮原子结合状态和所处化学环境,电子效应:诱导效应和共轭效应 立体效应,与质子结合能力大，碱性强 与质子结合能力小，碱性弱,N连接供电基团，如-OR、-R时，碱性就强。,N连接吸电基团，如-NO2、-COOH 等时，碱性就弱。,电子效应:,1季铵类生物碱 以季铵形式存在，可以离子化，有类似金属的性质，碱性最强。 如：小蘗碱（pKa=11.53）,2. 脂肪胺 碱性： 仲胺伯胺叔胺,脂肪胺碱性比NH3强,3芳胺类 N与芳环相连，N未共享电子对与苯环的电子形成p-共轭，使N原子上的电子云向苯环方向移动，这样就使N原子周围的电子云密度降低，接受质子的能力减小，所以碱性就弱。 芳胺类药物碱性比NH3碱性弱。,碱性强弱取决于芳环上取代基的性质。 供电子取代基（如-CH3等）碱性强 吸电子取代基（如-NO2等）碱性弱,芳胺类碱性： 伯胺仲胺 叔胺,4酰胺类 呈酰胺结构，碱性非常弱 如：咖啡因Kb=0.7×10-14（19C）,立体效应,如：苦参碱 两个N原子,N16为酰胺结构，几乎没有碱性,N1为叔胺结构，它的立体结构便于接 受质子，消弱了立体效应的影响，碱 性较强。,再如：东莨菪碱和莨菪碱,三元氧环的存在，N上孤电子产生显著立体效应（增强了空间位阻），使N原子不易给出电子，碱性较弱（与莨菪碱比）。,（东莨菪碱）,（莨菪碱）,生物碱碱性强弱一般规律是： 季铵碱类脂肪胺类NH3芳胺、N-芳杂环酰胺类,例外： 含-COOH、酚-OH的生物碱，属于两 性生物碱。 如：吗啡,三、生物碱类药物的溶解性 一般情况下 游离生物碱不溶或难溶于水，易溶于 有机溶剂 生物碱盐易溶于水，不溶于有机溶剂 游离生物碱，可在稀酸水溶液中成 盐而溶解。,例外： 有的生物碱能溶于水，如麻黄碱、 烟碱等 具有酸碱两性的生物碱，可在碱的 水溶液中成盐而溶解，如吗啡、茶 碱等 碱性较弱的生物碱不能与酸形成稳 定的盐，如咖啡因、利血平等,四、生物碱类药物的分类：,1、苯烃胺类： 氮原子不在环状结构内 麻黄碱、伪麻黄碱、秋水仙碱,2、托烷类（莨菪烷类） 莨菪烷衍生的氨基醇和不同有机酸缩合成酯类的生物碱 硫酸阿托品、氢溴酸山莨菪碱,3、喹啉类 硫酸奎宁、硫酸奎尼丁,4、异喹啉类 盐酸吗啡、磷酸可待因,5、吲哚类 硝酸士的宁、利血平,6、黄嘌呤类 咖啡因、茶碱,第二节 鉴别反应,一 测定理化常数,1熔点和衍生物熔点,2比旋度,二、光谱法 1UV吸收光谱 a. 比较最大（小）吸收波长和相应的吸收度 b. 与对照品的吸收光谱比较一致性 c. 比较吸收系数,2IR吸收光谱 IR光谱信息丰富,三、化学反应 1沉淀反应： 酸性水溶液中，与重金属盐类和大分子酸类等沉淀试剂发生沉淀反应。 常用试剂：I2KI 鞣酸 碘化铋钾 硅钨酸 碘化汞钾,2显色反应 生物碱固体 + 显色试剂颜色 常用：C·H2SO4、C·HNO3、钼硫酸 3官能团反应,四、色谱方法 TLC法： 生物碱盐：拖尾，吸附牢固 改进方法： 1、在展开剂中加入少量的碱性试剂 如：氨、二乙胺 2、硅胶板用碱处理 如：硅胶+NaOH（0.1mol/L） 630mg 60ml,第三节 含量测定 一、非水碱量法 在水中碱性较弱，不能顺利地进行中和滴定（滴定突跃不明显，难以判断滴定终点）。 在酸性非水介质中（如gHAc中），则能显示出较强的碱性，滴定突跃增大，可以顺利地进行中和滴定。,1测定方法 供试品：以消耗标准液8ml计算。 溶剂：gHAc，一般用量1030ml， 滴定剂：0.1mol/L HClO4/无水gHAc 溶液 指示剂：结晶紫 做空白试验,2讨论 适用范围 Kb10-8的有机碱盐。,Kb为10-810-10 选冰醋酸作溶剂 Kb为10-1010-12 选冰醋酸和醋酐作溶剂 Kb 10-12 选醋酐作溶剂, HA不同，对滴定反应的影响也不同。, 盐的滴定,置换滴定，即用强酸（HClO4） 置换出与生物碱结合的较弱的酸（HA）.,HClO4、HBr、HCl、H2SO4、HNO3 水中酸强度相等。, gHAc中酸强度不相同. HClO4HBrHClH2SO4 HNO3其它弱酸,a. 氢卤酸盐的测定,氢卤酸gHAc中酸性较强，对滴定有影响。,排除方法：,加入过量的HgAc2/gHAc溶液,b.硫酸盐的测定 （以硫酸奎宁的测定为例） 直接滴定法 注意硫酸盐的结构，正确判断反应的摩尔比。,两个N原子 喹啉N，属于芳环族N，碱性较弱 喹核N，属于脂环族N，碱性较强,在水中硫酸是二元酸，能够解离出两个氢离子，即,在冰醋酸中硫酸是一元酸，能够解离出 一个氢离子，即,奎宁与硫酸结合时，一分子的硫酸能与两分子的奎宁结合，即：,滴定反应如下：,+3HClO4,+,用HClO4直接滴定硫酸喹宁时，摩尔比是13,用HClO4直接滴定硫酸阿托品,硫酸阿托品（莨菪碱）的结构如下：,反应的摩尔比是11,加入高氯酸钡消除H2SO4的影响,加入高氯酸钡，摩尔比是12,练习题：硫酸奎宁的测定 称取样品适量，加gHAc7ml，醋酐3ml与结晶紫指示液1滴，用0.1mol/L HClO4液滴定至终点，并将滴定结果用空白试验校正。 已知：1ml 0.1mol/L HClO4液相当于24.90mg的硫酸奎宁。 求：硫酸奎宁的分子量。（747.00）,c. 硝酸盐的测定 HNO3在gHAc中为弱酸，不影响滴定突跃。 HNO3具有氧化性，应采用电位法指示终点或将HNO3破坏分解后再进行测定。,d. 磷酸盐及有机酸盐的测定,磷酸、有机酸为弱酸，不干扰滴定。, 终点指示方法 最常用的指示剂是 结晶紫 Crystal Violet（CV）,紫 蓝 蓝绿 黄绿 黄 （碱性区）（酸性区） 终点的颜色应用电位法校准。, 注意事项 a. 水分的影响及排除 gHAc和HClO4中都含有一定量的水分,排除法： 配制时，根据gHAc和HClO4含水量，加入计算量的醋酐。 费休氏（Fischer）水分测定法准确测出gHAc和HClO4中含水量，准确加入醋酐。,b. 标准溶液的稳定性 水的膨胀系数是0.21×10-3/C gHAc膨胀系数是1.1×10-3/C，较大，体积随温度变化较大，且还具有挥发性。 测定样品与标定标准溶液时温度不同，应对浓度进行校正。,其中： 0.0011：gHAc的膨胀系数 t0和t1：标定标准溶液和测定样品时的温度 F0和F1：t0和t1所对应的标准溶液的F值,说明： t1-t010C 或贮存时间超过30天 则在临用前必须重新标定标准溶液的浓度。,校正公式：,二、提取中和法 1基本原理 利用生物碱盐类可溶于水,游离生物碱不溶于水而溶于有机溶剂的性质进行提取，然后进行滴定的方法。 即,2讨论 (1) 碱化