药物分析08第八章杂环类药物分析.ppt

第八章 杂环类药物的分析,2,本章简介,本章介绍五类： 1、吡啶类：异烟肼、尼克刹米和硝苯地平 2、喹啉类：硫酸奎宁、奎尼丁、盐酸环丙沙星等 3、托烷类：硫酸阿托品、氢溴酸东莨菪碱等 4、吩噻嗪类：氯丙嗪、异丙嗪、奋乃静和盐酸硫利达嗪等 5、苯并二氮杂卓类：地西泮、奥沙西泮和氯氮卓等,杂环化合物：碳环中夹杂有非碳原子的环状有机化合物，其中非碳原子称为杂原子，一般为O、S、N等。在化学合成药中，已成为现代药物中应用最多、最广的一大类。,3,第一节 吡啶类药物,结构与化学性质 吡啶环的特性：均含有或位被羧基衍生物所取代的吡啶环，可发生开环反应。,吡啶（pyridine）,4,第一节 吡啶类药物,结构与化学性质 含有N原子的六元单环，例如：异烟肼、尼克刹米和硝苯地平,5,主要化学性质,弱碱性：吡啶环N原子为碱性原子，吡啶环pKb为8.8（水中） 尼克刹米：除了吡啶环上的N原子外，吡啶环位被酰氨基取代，遇碱水解释放二乙胺。 Chp2005鉴别：取本品10滴，加氢氧化钠试液3ml ，加热，即发生二乙胺的臭气， 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。,6,主要化学性质,还原性：异烟肼吡啶环位被酰肼所取代，有较强的还原性，可被不同的氧化剂氧化，也可与某些含有羰基的化合物发生缩合反应。,异烟肼与硝酸银银镜反应,7,二、鉴别试验,吡啶环的开环反应,戊烯二醛反应（kning 反应）,尼可刹米 + 溴化氰,H2O,戊烯二醛衍生物,苯胺,黄色,8,二硝基氯苯反应（Vongerichten反应）,吡啶及其衍生物+2,4-二硝基氯苯,紫红色,无水条件,9,酰肼基的反应,还原反应,异烟肼+ AgNO3,异烟酸银,+,N2,+,( 白色）,异烟肼 + 亚硒酸,硒,（红色）,Ag,银镜,10,缩合反应 异烟肼的酰肼基与芳醛缩合形成腙，其有固定的熔点，可用以鉴别。ChP和BP均采用本法鉴别.,酰肼基的反应,11,异烟肼的其他鉴别反应,与亚硒酸作用，可将其还原为红色硒的沉淀,与1,2-萘醌-4-磺酸在碱性介质中，可缩合呈红色。,红色,12,二氢吡啶的解离反应 二氢吡啶类药物的丙酮或甲醇溶液与碱作用，二氢吡啶环1，4-位氢均可发生解离，形成p-共轭而发生颜色变化。,吡啶环的鉴别反应,13,吡啶环的鉴别反应,沉淀反应 具有吡啶环的结构，可与重金属盐类及苦味酸等试剂形成沉淀。,尼可刹米+CuSO4+硫氰酸铵,草绿色,尼可刹米 异烟肼,+ HgCl2,白色,14,吡啶环的鉴别反应,分解产物反应,使湿润的红色石蕊试纸变蓝,尼可刹米 异烟肼,+,无水Na2CO3 Ca(OH)2,吡啶臭,尼可刹米+NaOH,二乙胺,15,紫外吸收光谱鉴别,芳杂环在紫外光区有特征吸收,16,有关物质检查,异烟肼中肼的检查 异烟肼不稳定，游离肼即可能在原料中引入，又可能在贮藏过程中降解而产生。肼为诱变剂和致癌物质 TLC 比浊法,17,有关物质检查,尼克刹米中有关物质的检查 TLC 检查N-乙基烟酰胺和结构不明物质 硝苯地平中的有关物质检查,HPLC法检查,18,第二节 喹啉类药物,硫酸奎宁 硫酸奎宁丁 盐酸环丙沙星 (quinine sulfate) (quinidine sulfate) (ciprofloxacin hydrochloride),结构特点：含有吡啶与苯稠合而成的喹啉杂环，环上杂原子的反应性能基本与吡啶相同。,19,主要化学性质,碱 性： 喹啉环上的N原子具有碱性，与强酸成盐 旋 光 性： 硫酸奎宁 (左旋体)，比旋度为-237至-244 硫酸奎宁丁(右旋体)，比旋度为+275至+290 盐酸环丙沙星，无旋光性 荧光特性： 硫酸奎宁和硫酸奎宁丁在稀硫酸中显蓝色荧光， 盐酸环丙沙星无荧光。,20,鉴别试验,绿奎宁反应（Thalleioquin） 用于奎宁和奎尼丁的鉴别,鉴别方法：取本品约20mg，加水20ml溶解后，分取5ml，加溴试液3滴与氨试液1ml ，即显翠绿色。,二醌基的铵盐（绿色）,21,鉴别试验,光谱特征 紫外吸收光谱 盐酸环丙沙星在 277nm与315nm的波长处有最大吸收。 荧光光谱 硫酸奎宁加稀硫酸使成酸 性，即显蓝色荧光。 盐酸环丙沙星无荧光特性。,22,鉴别试验,硫酸奎宁、硫酸奎尼丁硫酸根+氯化钡 生成白色沉淀 盐酸环丙沙星盐酸根+硝酸银 生成白色沉淀,23,特殊杂质检查,硫酸奎宁中的特殊杂质检查 酸度 检查酸性杂质 氯仿乙醇不溶物 检查醇中不溶性杂质或无机盐类 其他金鸡纳碱（TLC、HPLC） 检查其他生物碱,24,特殊杂质检查,盐酸环丙沙星中特殊杂质检查 酸 度 取本品，加水制成每1ml中含25mg的溶液，测定 pH值应为3.0 4.5。 溶液的澄清度和颜色 取本品0.1g，加水10ml溶解后，溶液应澄清；如显色，与黄色或黄绿色4号标准比色液(附录 A)比较，不得更深。 有关物质（HPLC）,25,第三节 托烷类药物,硫酸阿托品 氢溴酸东莨菪碱 (atropine) (scopolamine） hydrochloride),结构特点：大多数为莨菪烷衍生的氨基醇与不同的有机酸缩合成酯的生物碱，常见的有颠茄生物碱和古柯生物碱。,26,化学性质,水解性（酯水解生成醇和酸）,阿托品 莨菪醇 莨菪酸,27,化学性质,碱性 阿托品和东莨菪碱结构中，五原脂环含有叔胺氮原子，较强的碱性，易与酸成盐。 旋光性 氢溴酸东莨菪碱含有不对称碳原子，左旋体比旋度为-24至-27 阿托品虽然含有不对称碳原子，但外消旋化，无旋光性,28,鉴别试验,托烷生物碱一般鉴别试验,生物碱,水解,莨菪酸,发烟硝酸,三硝基衍生物,KOH（C2H5OH）,固体KOH,有色的醌型产物,29,鉴别试验,氧化反应 水解生成的莨菪酸，在硫酸和重铬酸钾在加热条件下，发生氧化反应，生成苯甲醛，逸出苦杏仁的臭味。,30,沉淀反应 本类药物具有碱性，可与生物碱沉淀剂生成沉淀。 如：阿托品+氯化汞醇试液 黄色沉淀 东莨菪碱+氯化汞醇试液 白色沉淀,硫酸盐与溴化物反应,硫酸阿托品：水溶液加氯化钡生成白色沉淀，沉淀在盐酸或硝酸中均不溶解；加醋酸铅试液也生成白色沉淀，在醋酸铵或氢氧化钠试液中溶解。 氢溴酸东莨菪碱：水溶液加硝酸银试液，生成淡黄色凝乳沉淀，能在氨试液中微溶，但在硝酸中几乎不溶；滴加氯试液，溴即游离，加氯仿振摇，氯仿层显黄色或红棕色。,31,酸度 东莨菪碱碱性很弱，对石蕊试纸几乎不显碱性反应。 氢溴酸东莨菪碱为强酸弱碱形成的盐，通过其5%水溶 液的pH值为4.05.5，来控制本品中的酸性杂质。 其他生物碱,氢溴酸东莨菪中特殊杂质检查,本品水溶液+氨试液,不混浊,合格,混浊,存在其他生物碱,+ KOH试液,混浊（东莨菪碱）,32,易氧化物 主要是检查本品在生产中可能引入的阿扑阿托品及其它含有双键的有机物质，可使KMnO4溶液褪色。,33,第四节 吩噻嗪类药物,R: -H、-Cl、-CF3、 -COCH3、-SCH2CH3 R: 具有23碳链的二甲或二乙胺基，或含氮杂环如哌嗪和哌啶的衍生物 典型药物：盐酸氯丙嗪、盐酸异丙嗪、奋乃静、盐酸氟奋乃静、癸氟奋乃静、盐酸三氟拉嗪和盐酸硫利达嗪等,吩噻嗪类药物为苯并噻嗪的衍生物，分子结构中均含有硫氮杂蒽母核，基本结构如下：,34,主要的化学性质,紫外吸收光谱特性 硫氮杂蒽母核为共轭三环的系统，紫外区三个吸收峰值，约205nm、254nm、300nm，最强多在254nm附近，根据2位、10位取代基不同，可引起最大吸收峰的位移。 当母核的二价硫被氧化为砜或亚砜，则呈现四个峰值。 红外吸收光谱特性 由于取代基R和R的不同，具有不同的红外光谱，已被药典用于不同品种的鉴别。,35,主要的化学性质,易氧化呈色 硫氮杂蒽母核中的二价硫易氧化，不同的氧化剂如硫酸、硝酸、三氯化铁试液及过氧化氢等，母核易被氧化成亚砜、砜等不同的产物，随取代基的不同，呈现不同的颜色，可用于鉴别。 金属离子络合呈色 未氧化的硫可与金属钯离子形成配位化合物，而氧化产物亚砜、砜则不能，可用于鉴别和含有测定，具有专属性。,36,鉴别试验,紫外吸收光谱鉴别,37,鉴别试验,氧化显色反应,38,鉴别试验,与钯离子络合显色 鉴别方法：取本品约50mg，加甲醇2ml溶解后，加0.1%氯化钯溶液3ml，既有沉淀生成，并显红色，再加过量的氯化钯溶液，颜色变深。,39,鉴别试验,分解产物反应,40,盐酸异丙嗪中特殊杂质检查 主要有：2-二甲氨基-1-丙醇；N,N,-三甲基-10H-吩噻嗪- 10-乙胺异构体和结构不清的分解产物 。因此采用TLC法中的 高低浓度对比法控制上述这些杂质的限量。 盐酸硫利达嗪中有关物质检查 本品遇光不稳定，在生产和贮藏过程中易引入有关物质，因 其结构不清，因此也采用TLC法中的高低浓度对比法控制杂 质的限量。,特殊杂质检查,41,第五节 苯并二氮杂卓类药物,地西泮 阿普唑仑 奥沙西泮 氯氮卓,结构特点：含氮杂原子、六元和七元环双环并合而成，其中1,4-苯并二氮杂卓类药物是目前临床应用最广泛的抗焦虑、抗惊厥药。,42,化学性质,碱 性： 非水溶液滴定法测定含量 水 解： 在强酸性溶液中，形成二苯甲酮衍生物，具有的特性可用于鉴别和含量测定,43,化学鉴别试验 沉淀反应 氯氮卓 橙红色沉淀 阿普唑仑 盐酸氟西泮 KBiI4 也生成橙红色沉淀 氯硝西泮 放置后，沉淀颜色变深， 因此可以相互区别。,鉴别试验,44,水解后呈芳伯胺反应 氯氮卓和奥沙西泮，其反应如下：,45,鉴别试验,硫酸荧光反应： 苯并二氮杂卓类药物溶于硫酸/稀硫酸在紫外光(365nm)下显不同的颜色。,分解产物的反应 有机氯化合物，氧瓶燃烧法破坏，生成HCl，以5%氢氧化钠溶液吸收，硝酸酸化，显氯化物反应。,46,鉴别试验,紫外特征吸收,IR：地西泮、阿普唑仑、艾司唑仑、盐酸氟西泮、氯硝西泮和奥沙西泮,47,鉴别试验,硅胶G薄层板，苯丙酮(3:2)为展开剂，稀硫酸喷雾，105干燥30min，紫外灯下检视荧光斑点：,*s, m, w分别表示荧光的强、中、弱,薄层色谱法,48,特殊杂质检查,TLC是本类药物较为常用的检查方法 Ch.P 收载的八种本类药物，除氯氮卓外，其余 均作此项检查。其检查方法除了三唑仑采用GC法外， 其余均用TLC法进行检查。USP(24)和BP(2000)中对氯 氮卓都规定了此项检查，而且均用TLC法进行检查。,49,1.地西泮中有关物质的检查 地西泮在合成过程中因其副反应，可能引入N-去甲基苯甲二氮卓及化学结构不清的有关物质，可 采用TLC法中的高低浓度对比法进行检查。 2.氯氮卓中有关物质的检查 USP(24)用TLC法检查氯氮卓中的有关物质，并规定其分解产物2-氨基-5-氯-2-苯甲酮含量不得过0.01%；中间体7-氯-1，3-二氢-5-苯基-2H-1，4-苯并二氮杂卓-2-酮-4-氧化物含量不得过0.1%。,50,3.氯氮卓中有关物质的反相高效液相色谱法 色谱条件：色谱柱为250mm2.6mm（i.d.）Nucleosil10C18柱； n=3000；流动相为甲醇-磷酸液(0.05mol/L)(60:40), 40%氢氧化钠溶液调pH为6.0；流速为1ml/min;紫外检测 器波长为254nm。 检测结果：氨基物（）的tR为12.0min、氧化物（）的tR 为4.3min，痕量杂质（、）的tR为13.8、 3.6、4.7min。,51,第六节 含量测定,高效液相色谱法,非水溶液滴定法,铈量法,比色法,紫外分光光度法,气相色谱法,52,非水溶液滴定法 基本原理,第六节 含量测定,当HA酸性较强时，反应不能定量完成，必须除去或降低HA的酸性，使反应顺利地完成。,BH+A-,+,HClO4,BH+ClO4,+,HA,游离碱类盐,被置换出的弱酸,因此，要根据不同情况采用相应测定条件。,53,一般方法,供试品,+,冰醋酸,10ml30ml,若供试品为氢卤酸盐再加5%醋酸汞的冰醋酸液3ml5ml,结 果,高氯酸滴定液滴定,以空白试验校正,54,问题讨论 1.适用范围 主要用于Kb10-8的有机碱盐的含量测定。对碱性较弱 的杂环类药物，只要选择合适的溶剂、滴定剂和终点指示的方法， 可使pKb为813的弱碱性药物采用本法滴定。 一般来说： Kb为10-810-10时，宜选冰醋酸作为溶剂； 药物的 Kb为10-1010-12时，宜选冰醋酸与醋酐的混合溶液； Kb10-12时，应用醋酐作为溶剂。 另外，在冰醋酸中加入不同量的甲酸，也能使滴定突跃显著增 大，使一些碱性极弱的杂环类药物获得满意测定结果。,55,2.酸根的影响：无机酸类，在醋酸介质中的酸性以下列排序递减： 高氯酸氢溴酸硫酸盐酸硝酸 消除HX干扰的方法：加Hg(Ac)2 量不足终点不明显，结果偏低。 2BHX + Hg(Ac)2 2BHAc + HgX2,过量(13倍)不影响测定结果,56,3.滴定剂的稳定性 非水溶液滴定法所用的溶剂为醋酸，具有 挥发性，膨胀系数较大，温度和贮存条件都影响滴定剂的浓度。 4.终点指示方法 常用电位法和指示剂法。Ch.P收载的本类药 物大多采用结晶紫指示剂指示终点，少数采用电位法指示终点。,57,硝苯地平的测定 基本原理 硝苯地平的测定原理，可用下列反应式表示： 终点时:微过量的Ce4+将指示剂中的Fe2+氧化成Fe3+，使 橙红色配合物离子呈淡蓝色或无色，以指示终 点的到达。,铈量法,58,比色法,酸性染料比色法 原理：在适当的介质中，碱性药物(B) 可与氢离子结合成(BH+)，而一些酸性染料可解离为(In-)，两者定量结合成有色络合物(BH+ In-)离子对，可被有机溶剂定量提取，在一定波长处测定其吸收，即可算出碱性药物的含量。,59,比色法,酸性染料比色法 影响因素 水性最佳pH值：使得BH+和In-最多 酸性染料及其浓度：定量结合，产物溶解性好；可稍过量 有机溶剂的选择：提取效率高，氯仿最理想 水分的影响：影响结果，脱水剂或滤纸除去水分,60,比色法,钯离子比色法 原理：吩噻嗪类药物的二价硫在pH20.1缓冲液中可与钯离子(Pb2+)形成红色络合物，10min呈色完全，可稳定2 h，在500nm波长附近有最大吸收，最适宜范围5