药物分析课件生物碱.ppt

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1、第八第八 章章 生物碱类药物的分析生物碱类药物的分析n生物碱生物碱（alkaloids）：）：是一类存在于是一类存在于生物体生物体内的含内的含氮氮的的碱性碱性有机药物，绝大部分存在于有机药物，绝大部分存在于植植物体物体内，大多有内，大多有强烈强烈的的生理活性生理活性。生物碱大都。生物碱大都有有毒性毒性。目前已分离到生物碱。目前已分离到生物碱3000多种，近多种，近百种百种具有强烈生理活性。具有强烈生理活性。n药物的结构和性质药物的结构和性质n鉴别试验鉴别试验n特殊杂质的检查特殊杂质的检查n含量测定含量测定第一节第一节 药物的结构和性质药物的结构和性质 六类六类n苯苯烃胺烃胺类类n托烷类托烷类n

2、喹啉类喹啉类n异喹啉类异喹啉类n吲哚类吲哚类n黄嘌呤类黄嘌呤类一、苯烃胺类一、苯烃胺类（麻黄碱、伪麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱）（麻黄碱、伪麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱）HCl HCl 盐酸麻黄碱盐酸麻黄碱 盐酸伪麻黄碱盐酸伪麻黄碱 秋水仙碱秋水仙碱Ephedrine hydrochloride pseudoephedrine hydrochloride colchicin结构特征和性质结构特征和性质n1.苯烃胺结构苯烃胺结构 N原子在原子在侧链侧链上上 脂肪胺脂肪胺 碱性强碱性强 易与酸成盐易与酸成盐n2.芳环芳环和和不饱和双键不饱和双键 紫外区有吸收紫外区有吸收n3.不对称碳原子不对称碳原子

3、手性特征手性特征 比旋度比旋度:盐酸麻黄碱盐酸麻黄碱 33C 35.5C 盐酸伪麻黄碱盐酸伪麻黄碱+61.0C +62.5C 秋水仙碱秋水仙碱(左旋体左旋体)425C 450C 二、托烷类二、托烷类（颠茄生物碱类、古柯生物碱类）（颠茄生物碱类、古柯生物碱类）H2SO4 H2O HBr 2 硫酸阿托品硫酸阿托品 氢溴酸山氢溴酸山莨菪碱莨菪碱 atropine sulfate anisodamine hydrobromide结构特征和性质结构特征和性质n1.酯类生物碱酯类生物碱 莨菪烷衍生物莨菪烷衍生物+莨菪酸莨菪酸 缩合缩合 酯类生物碱酯类生物碱 易易水解水解 n2.N原子原子 N原子位于五元脂

4、环原子位于五元脂环 碱性较强碱性较强 易与易与酸成酸成盐盐n3.不对称碳原子不对称碳原子 硫酸阿托品硫酸阿托品 外消旋体外消旋体 无旋光性无旋光性 氢溴酸山莨菪碱氢溴酸山莨菪碱 左旋体左旋体 比旋度比旋度:9.0C11.5 C 4.4.性状性状 硫酸阿托品硫酸阿托品:无色结晶或白色结晶性粉末无色结晶或白色结晶性粉末 氢溴酸山莨菪碱氢溴酸山莨菪碱:白色结晶或结晶性粉末白色结晶或结晶性粉末三、喹啉类三、喹啉类（奎宁、奎尼丁、喜树碱）（奎宁、奎尼丁、喜树碱）H2SO4 2H2O H2SO4 2H2O 2 2 硫酸奎宁硫酸奎宁 硫硫酸奎尼丁酸奎尼丁 quinine sulfate quinidine

5、sulfate结构特征和性质结构特征和性质n1.N原子碱性原子碱性 喹啉环喹啉环+喹核碱喹核碱 各含一个各含一个N原子原子 (芳环芳环N)碱性碱性 10-10 冰醋酸冰醋酸 Kb 10-10 10-12 冰醋酸冰醋酸+醋酐醋酐 Kb HBr H2SO4 HCl HSO HNO3 生物碱氢卤酸盐生物碱氢卤酸盐:加入醋酸汞的冰醋酸溶液加入醋酸汞的冰醋酸溶液 卤化汞卤化汞 排排除干扰除干扰非水溶液滴定法非水溶液滴定法n3.指示终点的方法指示终点的方法:电位法、指示剂法电位法、指示剂法 指示剂的终点判断需用指示剂的终点判断需用电位法确定电位法确定 结晶紫结晶紫 碱式色（碱式色（紫紫）酸式色（酸式色（黄

6、黄）（紫、蓝紫、蓝、蓝绿、绿、黄绿、黄紫、蓝紫、蓝、蓝绿、绿、黄绿、黄）滴定较强碱滴定较强碱 蓝色蓝色 硫酸阿托硫酸阿托品、氢溴酸东莨菪碱品、氢溴酸东莨菪碱 碱性次之碱性次之 蓝绿色蓝绿色或或绿色绿色 二盐酸奎宁、马来酸二盐酸奎宁、马来酸麦角新碱麦角新碱 滴定较弱碱滴定较弱碱 黄绿黄绿或或黄色黄色 咖啡因咖啡因非水溶液滴定法非水溶液滴定法n（三）应用示例：（三）应用示例：n1.有机弱碱有机弱碱的测定的测定:-咖啡因的含量测定咖啡因的含量测定 溶剂溶剂:醋酐醋酐-冰醋酸冰醋酸(5:1)终点颜色终点颜色:黄色黄色n2.生物碱盐生物碱盐的测定的测定:n(1)氢卤酸盐氢卤酸盐:加加醋酸汞醋酸汞冰醋酸溶

7、液冰醋酸溶液n(2)硫酸盐硫酸盐:滴定至硫酸氢盐滴定至硫酸氢盐n(3)硝酸盐硝酸盐:硝酸氧化性硝酸氧化性-破坏指示剂破坏指示剂-电位法指示终点电位法指示终点n(4)磷酸盐磷酸盐与与有机酸盐有机酸盐:直接滴定直接滴定n3.制剂的测定制剂的测定:非水滴定法一般用于生物碱的非水滴定法一般用于生物碱的原料药原料药的含量测定的含量测定 制剂附加剂干扰制剂附加剂干扰,需预处理。需预处理。二、提取酸碱滴定法二、提取酸碱滴定法n生物碱制剂生物碱制剂 其它组分干扰其它组分干扰 提取分离提取分离 滴定滴定n含生物碱的中药及其制剂含生物碱的中药及其制剂 为什么为什么？怎么做？怎么做？n提取酸碱滴定法提取酸碱滴定法：

8、利用：利用生物碱生物碱及其及其盐类盐类的的溶解溶解性质差异性质差异，经，经碱化碱化、有机溶剂提取有机溶剂提取后，再用酸后，再用酸碱滴定的容量分析，适合于一些碱滴定的容量分析，适合于一些碱性较强碱性较强（pKb=69）生物碱类药物的分析。生物碱类药物的分析。（一）原理和方法（一）原理和方法n 提取分离提取分离 滴定滴定 第一步第一步 第二步第二步n1.碱化和提取分离碱化和提取分离 供试品供试品 溶于水溶于水or稀矿酸稀矿酸 +碱性试剂碱性试剂 有机溶剂振摇提取有机溶剂振摇提取 有机有机相水洗相水洗 脱水脱水(无水硫酸钠无水硫酸钠or西黄蓍胶西黄蓍胶)滤过滤过 分得有机分得有机相相原理和方法原理和

9、方法n2.滴定滴定n(1)定量过量酸溶定量过量酸溶:有机溶剂蒸干有机溶剂蒸干 残渣残渣 定量过量定量过量酸滴定液溶酸滴定液溶 碱滴定液碱滴定液回滴回滴 若生物碱若生物碱易挥发易挥发or分解分解 有机溶剂蒸至有机溶剂蒸至近干近干 先加入酸滴定液先加入酸滴定液“固定固定”生物碱生物碱 继续加热除去残余的有机溶剂继续加热除去残余的有机溶剂 放冷后滴定放冷后滴定n(2)中性乙醇溶中性乙醇溶:有机溶剂蒸干有机溶剂蒸干 残渣残渣 少量少量中性乙醇溶解中性乙醇溶解 酸滴定液滴定酸滴定液滴定 n(3)直接酸提直接酸提:不蒸有机溶剂不蒸有机溶剂+定量过量的酸滴定液定量过量的酸滴定液 振摇振摇 生物碱转入酸液生物

10、碱转入酸液中中 有机层水洗有机层水洗 合并合并 碱滴定液回滴碱滴定液回滴 注注:有些生物碱有些生物碱(可待因、奎宁可待因、奎宁)盐酸盐溶于氯仿盐酸盐溶于氯仿 氯仿为提取溶剂氯仿为提取溶剂 酸滴定液不宜用盐酸酸滴定液不宜用盐酸，应选，应选硫酸硫酸 （二）测定条件的选择（二）测定条件的选择n碱化试剂碱化试剂n提取溶剂提取溶剂n指示剂的选择指示剂的选择n乳化的预防和消除乳化的预防和消除 （三）应用示例（三）应用示例n磷酸可待因的含量测定：磷酸可待因的含量测定：祥见讲义祥见讲义1.碱化试剂碱化试剂n氨水氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钙、氧化镁、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钙、氧化镁n含

11、含酯酯结构的药物结构的药物 分解分解n含含酚酚结构的药物结构的药物 酚盐酚盐 强碱强碱不适于不适于n含含脂肪性共存物脂肪性共存物的药物的药物 乳化乳化n氨水氨水：常用常用的、的、理想理想的的碱化试剂碱化试剂 （pKb=4.76），），一般的生物碱的一般的生物碱的pKb=69，足以使大部分生物碱游离足以使大部分生物碱游离；不不会产生会产生分解分解和和乳化乳化作用；氨具有作用；氨具有挥发性挥发性，易，易除去除去，消除对测定的干扰。，消除对测定的干扰。2.提取溶剂提取溶剂n选择原则选择原则:n(1)应选择应选择对生物碱具有对生物碱具有极大的溶解度极大的溶解度又又与与水不相混水不相混溶溶的，的，对对其

12、他物质不溶其他物质不溶或几乎不溶的或几乎不溶的易挥发性易挥发性有机溶剂。有机溶剂。n(2)所选择的有机溶剂对生物碱及碱化试剂应所选择的有机溶剂对生物碱及碱化试剂应化学惰性化学惰性。（提取强生物碱时，不易用氯仿）（提取强生物碱时，不易用氯仿）常用溶剂常用溶剂：1.氯仿氯仿:最常用最常用(除少数不溶于氯仿的生物碱如除少数不溶于氯仿的生物碱如吗啡吗啡及强碱性生物碱及强碱性生物碱)2.乙醚乙醚 3.氯仿氯仿+乙醚乙醚;氯仿氯仿+醇醇;二氯乙烷二氯乙烷+二氯甲烷二氯甲烷3.指示剂的选择指示剂的选择n生物碱生物碱 强酸滴定强酸滴定 强酸弱碱盐强酸弱碱盐 终点溶液终点溶液酸酸性性 酸性区域指示剂酸性区域指示

13、剂4.乳化的预防和消除乳化的预防和消除n（1）预防预防：采用碱性弱的碱化试剂；选择不易产生乳化的有机溶采用碱性弱的碱化试剂；选择不易产生乳化的有机溶剂；在提取完全的前提下，尽量避免剧烈的振摇。剂；在提取完全的前提下，尽量避免剧烈的振摇。n（2）消除消除：n再加一些有机相或水相或放出已分层的有机相，通过再加一些有机相或水相或放出已分层的有机相，通过改变改变相体积比相体积比破坏乳化层的稳定性。破坏乳化层的稳定性。n加数滴加数滴乙醇乙醇并轻轻转动分液漏斗。并轻轻转动分液漏斗。n 用热毛巾在分液漏斗外用热毛巾在分液漏斗外热敷热敷。n加入加入无机盐无机盐破坏乳化。破坏乳化。n 用用脱脂棉脱脂棉过滤。过滤

14、n将乳化层将乳化层离心离心，用离心力帮助乳化层分层。，用离心力帮助乳化层分层。三、酸性染料比色法三、酸性染料比色法n生物碱生物碱+酸性染料酸性染料 一定一定pH 定量结合显色定量结合显色 测测含量含量 （磺酸酞类磺酸酞类）n 方法的方法的灵敏度较高灵敏度较高，具，具一定的专属性一定的专属性和和准确性准确性n 适合适合含量较低含量较低的的生物碱制剂生物碱制剂的的定量分析定量分析n应用示例：中国药典应用示例：中国药典硫酸阿托品硫酸阿托品片片的含量测定；的含量测定；氢溴酸山莨菪碱氢溴酸山莨菪碱的的片剂片剂和和注射液注射液的含量测定的含量测定n对照品溶液的制备；供试品溶液的制备；测定对照品溶液的制备

15、供试品溶液的制备；测定（一）原理和方法（一）原理和方法n BH+In(BH+In)水相(BH+In)有机相n 酸性染料酸性染料 离子对化合物离子对化合物（电中性）（电中性）n(溴百里酚蓝、溴酚蓝、溴甲酚紫、溴甲酚绿溴百里酚蓝、溴酚蓝、溴甲酚紫、溴甲酚绿)n 定量提取定量提取n 一定一定 ，测吸收度，测吸收度n 或碱化，释放酸性或碱化，释放酸性n 染料，测吸收度染料，测吸收度n 计算含量计算含量（二）问题的讨论（二）问题的讨论n提取化学平衡：提取化学平衡：n BH+水相 +In水相 (BH+In)有机相n k=n影响酸性染料比色法的关键因素：影响酸性染料比色法的关键因素：n介质的介质的pH值值

16、n酸性染料的性质酸性染料的性质n有机溶剂的性质有机溶剂的性质酸性染料比色法的影响因素酸性染料比色法的影响因素n1.水相水相pH值的选择值的选择:B+H+BH+HIn H+In-pH过低过低,抑制酸性染料离解抑制酸性染料离解,In-浓度太低浓度太低,影响离子对形影响离子对形成成 pH过高过高,生物碱呈游离状态生物碱呈游离状态,不能形成离子对不能形成离子对选择一个选择一个最佳最佳pH值值 酸性染料比色法酸性染料比色法至关重要至关重要的的实验条实验条件件选择方法选择方法:根据生物碱和染料的根据生物碱和染料的pK值而定值而定n2.酸性染料的种类酸性染料的种类:选择要求选择要求:与生物碱与生物碱定量结合

17、定量结合;生成的离子对在有机相中生成的离子对在有机相中溶解溶解度大度大;在最大吸收波长处有在最大吸收波长处有较高的吸收度较高的吸收度酸性染料比色法的影响因素酸性染料比色法的影响因素n3.有机溶剂的影响有机溶剂的影响 有机溶剂与离子对形成有机溶剂与离子对形成氢键氢键的能力强的能力强 提取效率提取效率高高 氯仿、二氯甲烷氯仿、二氯甲烷 中等程度的提取率中等程度的提取率；选择性好选择性好 常用的有机溶剂常用的有机溶剂n4.水分的水分的 影响影响：严防水分的混入：严防水分的混入 原因：原因：微量水分微量水分会使有机溶剂发生会使有机溶剂发生混浊混浊，影响比色；，影响比色；由水分带入由水分带入未反应未反应

18、的的染料染料，会使结果偏高。，会使结果偏高。n5.共存物的影响共存物的影响：赋形剂，中性、酸性以及极弱碱性的物质不干扰赋形剂，中性、酸性以及极弱碱性的物质不干扰。强酸强酸可改变染料溶液或缓冲液的可改变染料溶液或缓冲液的pH，对测定对测定有干扰有干扰。（三）应用示例（三）应用示例n中国药典中国药典硫酸阿托品片硫酸阿托品片的含量测定的含量测定n1.对照品溶液的制备对照品溶液的制备n2.供试品溶液的制备供试品溶液的制备 n3.测定法测定法:n 提取溶剂提取溶剂:氯仿氯仿n 酸性染料酸性染料:溴甲酚绿溴甲酚绿n 测定波长测定波长:420nmn 计算计算n中国药典中国药典:氢溴酸山莨菪碱的片剂氢溴酸山莨

19、菪碱的片剂、注射液注射液四、高效液相色谱法四、高效液相色谱法n高效液相色谱法在高效液相色谱法在生物碱含量测定生物碱含量测定中应用广中应用广泛，近二十年报道的生物碱类药物分析的文泛，近二十年报道的生物碱类药物分析的文献中，献中，HPLC法法的数目居的数目居首位首位，其中，其中80%以以上采用反相高效液相色谱法。上采用反相高效液相色谱法。n反相反相高效液相色谱法高效液相色谱法n反相离子对高效液相色谱法反相离子对高效液相色谱法n其它高效液相色谱法其它高效液相色谱法（一）反相高效液相色谱法（一）反相高效液相色谱法n固定相固定相：极性极性很很弱弱，如，如ODS。n流动相流动相：极性极性较较强强，如水如水

20、甲醇、水甲醇、水-乙腈乙腈n出峰顺序出峰顺序：极性强极性强的组分的组分先出峰先出峰，极性弱极性弱的组分的组分后出峰后出峰。n适用情况适用情况：适合于适合于共存组分极性差异较大样品共存组分极性差异较大样品的分析。的分析。n注意事项注意事项：防拖尾及保留时间过长防拖尾及保留时间过长 加入碱性试剂，加入碱性试剂，使使 pH为为78左右左右 离子抑制离子抑制HPLC 常用常用碱性试剂碱性试剂：二乙胺、三乙胺：二乙胺、三乙胺 例：中国药典（例：中国药典（2000年版）甲磺酸二氢麦角碱片的含量测定年版）甲磺酸二氢麦角碱片的含量测定（二）反相离子对高效液相色谱法（二）反相离子对高效液相色谱法n离子对色谱法

21、离子对色谱法：将待测组分的反离子加入到流动相中，同将待测组分的反离子加入到流动相中，同呈离解状态的药物生成可逆的呈离解状态的药物生成可逆的离子对化合物离子对化合物。n分离生物碱类药物主要采用分离生物碱类药物主要采用烷基磺酸盐烷基磺酸盐（戊烷戊烷磺酸钠、磺酸钠、庚烷庚烷磺酸钠）磺酸钠）n影响因素影响因素：pH值，反离子种类，流动相值，反离子种类，流动相（流动相应呈酸性流动相应呈酸性）。）。n例：例：USP（23）测定硫酸吗啡和硫酸吗啡注射液。测定硫酸吗啡和硫酸吗啡注射液。BP测定硫酸阿托品注射液含量测定硫酸阿托品注射液含量祥见（祥见（P239）（三）其它高效液相色谱方法（三）其它高效液相色谱方

22、法n1.固定相固定相：硅胶柱硅胶柱 以以极性有机溶剂极性有机溶剂和和水水的混合溶液为流动相的混合溶液为流动相 （分离机理（分离机理 离子交换色谱）离子交换色谱）碱性药物离解碱性药物离解，正离子正离子与硅胶表面硅醇基上的与硅胶表面硅醇基上的H+交交换换。保留时间与药物的。保留时间与药物的碱性碱性有关，而与脂溶性关系不有关，而与脂溶性关系不大，药物大，药物碱性越强碱性越强，离解的比例越大，离解的比例越大，保留时间越长保留时间越长。流动相中加入一定量的醋酸铵，流动相中加入一定量的醋酸铵，NH4+为为竞争离子竞争离子，与质子化的药物竞争硅胶表面的离子交换部位，起与质子化的药物竞争硅胶表面的离子交换部位

23、起调调节保留时间节保留时间和和改善分离改善分离的作用。的作用。其它高效液相色谱方法其它高效液相色谱方法n2.固定相固定相：金刚烷基硅烷化硅胶金刚烷基硅烷化硅胶 金刚烷金刚烷(C10H16)刚性分子结构刚性分子结构(体积大体积大)掩蔽周围硅胶表面的游离硅醇基掩蔽周围硅胶表面的游离硅醇基 改善分离改善分离n3.固定相固定相：ODS；流动相加入扫尾剂（三乙胺）流动相加入扫尾剂（三乙胺）扫尾剂扫尾剂：抑制抑制或或掩蔽掩蔽固定相表面固定相表面游离硅醇基游离硅醇基的的活活性性，使碱性药物易于出峰，且峰形对称。，使碱性药物易于出峰，且峰形对称。五、气相色谱法五、气相色谱法n生物碱的生物碱的游离碱游离碱 直接直接GC分析分析n生物碱的生物碱的盐盐 约约325C的急速加热器中的急速加热器中 解离解离 游离生物碱游离生物碱 酸酸 （对色谱柱和检测器有不良影响）（对色谱柱和检测器有不良影响）生物碱盐的水溶液盐应先碱化生物碱盐的水溶液盐应先碱化 有机溶剂提取有机溶剂提取 游离碱游离碱n例：硫酸阿托品片剂的含量测定例：硫酸阿托品片剂的含量测定USP(23)