第十二章喹啉和青蒿素类药物分析

Pharmaceutical analysis 第十二章喹啉和青蒿素类药物的分析 教学要求 掌握 喹啉和青蒿素类药物的结构和性质 主要喹啉和青蒿素类药物的鉴别 检查和含量测定的原理和特点 熟悉 主要喹啉和青蒿素类药物杂质的结构 危害 检查方法与含量限度 了解 影响喹啉和青蒿素类药物稳定性的主要因素 体内样品与临床监测 2 Pharmaceuticalanalysis 第一节喹啉类药物的分析 Pharmaceuticalanalysis 3 喹啉类抗疟药物20世纪60年代越南战争期间 越南热带丛林疟疾的流行是中 越战士非战斗性减员严重 我国科技工作者经过艰苦努力终于研制出了新型抗疟药青蒿素及其衍生物 是世界抗疟药史上的又一个重要里程碑 我国研究人员采用国际通用标准对青蒿素栓 青蒿琥酯 蒿甲醚和双氢青蒿素4个一类新药6种制剂进行了严格系统的临床研究 时间长达10年之久 Pharmaceuticalanalysis 4 一 基本结构与化学性质 一 典型药物的结构结构中含有由吡啶和苯 稠合而成的喹啉杂环 环上杂原子的性质与吡啶相同 氮原子 碱性 手性碳 旋光性 共轭体系 紫外吸收 稀硫酸中显蓝色荧光 Pharmaceuticalanalysis 5 O H3C HOH NH HCHCH2 2 H2SO4 2H2O N硫酸奎宁 N O H3C HOH NH HCHCH2 二盐酸奎宁 2HCl 喹啉环 奎宁环 一 基本结构与化学性质 一 典型药物的结构 Pharmaceuticalanalysis 6 N N N N Cl Cl 磷酸哌喹4H3PO44H2O NN HN CH3 Cl CH3 NCH3N 2H3PO4 磷酸氯喹 一 基本结构与化学性质 二 主要化学性质1 碱性喹啉环上的氮原子具有碱性 与强酸形成稳定的盐 奎宁环上氮原子碱性强 可与二元酸成盐 如奎宁和奎尼丁可与硫酸成盐 喹啉环系芳环氮 碱性较弱 不与硫酸成盐 2 旋光性喹啉类抗疟药基本都具有手性 如硫酸奎宁为左旋体 硫酸奎尼丁为右旋体3 荧光特性具有平面共轭结构 一般具有荧光 硫酸奎宁和和二盐酸奎宁在稀硫酸溶液中均显蓝色荧光 4 紫外吸收光谱特性吡啶与苯环具有共轭结构 7 Pharmaceuticalanalysis 二 鉴别试验 一 绿奎宁反应 原理 6 位含氧喹啉 经氯水或溴水氧化氯化 再以氨水处理缩合 生成绿色的二醌基亚胺的铵盐 现象 Pharmaceuticalanalysis 8 N HO N HO Cl Cl2 Cl2 N O Cl Cl NH3 N N ONH4N O 取其水溶液加溴试液2 3滴和 氨试液1ml 即显翠绿色 加酸至中性显蓝色 酸性则呈紫红色 翠绿色可转溶于醇 氯仿中 不溶于醚 应用 Ch P 硫酸奎宁和二盐酸奎宁的鉴别 翠绿色 二 鉴别试验 二 光谱特征1 UVChP2010采用本法鉴别磷酸氯喹 磷酸哌喹 磷酸咯萘啶和磷酸伯氨喹 2 荧光光谱特征利用硫酸奎宁和二盐酸奎宁在稀硫酸溶液中均显蓝色荧光3 IRCh P中硫酸奎宁 二盐酸奎宁 磷酸氯喹 磷酸哌喹 磷酸咯萘啶和磷酸伯氨喹采用红外光谱的方法进行鉴别 其红外光吸收图谱应与对照图谱一致 Pharmaceuticalanalysis 9 二 鉴别试验 三 无机酸盐的鉴别1 硫酸盐的鉴别反应 1 滴加氯化钡试液 白色沉淀 分离 沉淀在盐酸或硝酸中不溶 2 滴加醋酸铅试液 白色沉淀 分离 沉淀溶于醋酸铵或氢氧化钠试液 3 加盐酸 无白色沉淀 区别于硫代硫酸盐 Pharmaceuticalanalysis 10 二 鉴别试验 三 无机酸盐的鉴别2 氯化物的鉴别 1 硝酸酸性下 滴加硝酸银试液 白色凝乳状沉淀 分 离 沉淀溶于氨试液 加稀硝酸酸化 又出现沉淀 2 加与供试品等量的二氧化锰 混匀 加硫酸湿润 缓缓加热 产生氯气 使湿润的碘化钾淀粉试纸显蓝色 Pharmaceuticalanalysis 11 二 鉴别试验 三 无机酸盐的鉴别3 磷酸盐的鉴别反应 1 中性供试品溶液中 加硝酸银试液 生成浅黄色沉淀 分离 沉淀易溶于氨试液或稀硝酸 2 加氯化铵试液 生成白色结晶性沉淀 3 加钼酸铵试液和硝酸 加热 产生黄色沉淀 分离 沉淀在氨试液中溶解 Pharmaceuticalanalysis 12 6 6 Pharmaceuticalanalysis 13 三 纯度检查 一 硫酸奎宁中有关物质的检查 奎宁从金鸡纳树皮中提取 提取分离过程中可能带入奎宁丁 辛可宁和辛可尼定等其他金鸡纳碱 临床上使用的药物为硫酸奎宁片和二盐酸奎宁注射剂奎宁1 酸度目的 检查控制药物中的酸性物质 主要为成盐过程中引入方法 取本品0 2g 加水20ml溶解后 测定pH值应为5 7 Pharmaceuticalanalysis 14 2 氯仿 乙醇中的不溶物主要杂质 制备过程中引入的无机盐与其他生物碱检查方法 取供试品2g 溶于氯仿 无水乙醇 2 1 混合液中 不溶物经105 干燥至恒重 残渣不得超过2mg 3 其它金鸡纳碱方法 TLC或HPLC 主成分自身对照法或对照品对照法 金鸡纳生物碱的HPLC分析系统适用性试验示意图1 cinchonine 2 cinchonidine 3 dihydrocinchonine 4 dihydrocinchonidine 5 quinidine 6 quinine 7 diydroquinidine 8 dihydroquinine 9 epiquinidine 10 epiquinine 三 纯度检查 二 磷酸咯萘啶的纯度检查1 酸度方法 取本品1 0g 加水25ml溶解 测定pH值应大于2 4 2 水中不溶物方法 取本品加水溶解后 稍放臵即有黄色不溶物产生 影响品质 故质量标准按给药途径不同 规定其不同限量以控制质3 氯化物生产工艺带入 检查时为了避免溶液颜色干扰 加碱使咯萘啶 沉淀析出 过滤后进行检查 Pharmaceuticalanalysis 15 磷酸咯萘啶 Pharmaceuticalanalysis 16 三 纯度检查 二 磷酸咯萘啶的纯度检查4 甲醛合成磷酸咯萘啶的反应中使用了甲醛进行缩合 甲醛具有毒性 应对产品中可能剩余的甲醛进行检查 方法 标准比色法5 四氢吡啶在合成磷酸咯萘啶的反应中使用了四氢吡咯进行缩合 四氢吡咯具有毒性 应对产品中可能剩余的四氢吡咯进行检查 方法 与亚硝基铁氰化钠乙醛试液反应 5分钟内不得显蓝紫色 磷酸咯萘啶 四 含量测定 一 硫酸奎宁的含量测定硫酸为二元酸 水溶液中二级电离 但在非水介质中只显示一元酸 解离为HSO4 含量测定时根据药物的化学结构判断化学计量摩尔关系 喹核氮的碱性较强 可以与硫酸成盐喹啉环氮的碱性极弱 保持游离状态 Pharmaceuticalanalysis 17 非水溶液中喹核及喹啉环的N相对碱性较强 可与强酸成盐 水中 HOH HOH 18 N N H3CO H H H CH CH2 N N H3CO H H H CH CH2 SO42 3HClO4 N H3CO H H CH CH2 HO N H3CO H H CH CH2 HO N H N H HSO4 H ClO4 Pharmaceuticalanalysis ClO4 ClO4 H 四 含量测定 一 硫酸奎宁的含量测定 四 含量测定 一 硫酸奎宁的含量测定 QH 2 SO42 3HCLO4 QH22 HSO4 CLO4 QH22 2CLO4 1mol的硫酸奎宁可消耗3mol的高氯酸 即1mol奎宁可以结合4mol质子 其中1mol质子是硫酸提供的其它3mol质子是由高氯酸提供的 USP与本法相同 示例1 硫酸奎宁的含量测定 ChP2010 取本品约0 2g 精密称定 加冰醋酸10ml溶解后 加醋酐5ml与结晶紫指示液1 2滴 用高氯酸滴定液 0 1mol L 滴定至溶液显蓝绿色并将滴定的结果用空白试验校正 每1ml高氯酸滴定液 0 1mol L 相当于24 90mg的 C20H24N2O2 2 H2SO4 Pharmaceuticalanalysis 19 Pharmaceuticalanalysis 20 四 含量测定 一 硫酸奎宁的含量测定 示例2 硫酸奎宁片的含量测定考虑到片剂中共存物的干扰 也需消耗高氯酸滴定液 把硫酸奎宁片粉经强碱溶液碱化 生成奎宁游离碱 用氯仿提取后 再与高氯酸反应 QH 2 SO42 2NaOH 2Q Na2SO4 2H2O2Q 4HCLO4 2 QH22 CLO4 2 该反应中 1摩尔的硫酸奎宁可消耗4摩尔的高氯酸 Pharmaceuticalanalysis 21 四 含量测定 二 磷酸氯喹制剂的含量测定磷酸氯喹用非水酸碱滴定 但制剂中由于含有辅料 所采用的含量测定方法不同 示例 ChP2010中磷酸氯喹注射液的含量测定法精密量取本品适量 约相当于磷酸氯喹0 3g 用水稀释至30ml 加20 氢氧化钠溶液3ml 摇匀 用乙醚提取4次 每次20ml 合并乙醚液 用10ml水洗涤 水洗涤液再用15ml乙醚提取1次 合并前后两次的乙醚液 蒸发至近2 3ml时 精密加盐酸滴定液 0 lmol L 25ml 温热蒸去乙醚并使残渣溶解 冷却 加溴甲酚绿指示液数滴 用氢氧化钠滴定液 0 lmol L 滴定 Pharmaceuticalanalysis 22 习题 最佳选择题 非水溶液滴定法测定硫酸奎宁原料药的含量时 1mol的硫酸奎宁可消耗高氯酸的摩尔数是A1molB2molC3molD4mol答案 C Pharmaceuticalanalysis 23 习题 最佳选择题 具有绿奎宁反应的药物是A盐酸多巴胺B硫酸奎宁C盐酸吗啡D硫酸阿托品答案 B Pharmaceuticalanalysis 24 习题 多项选择题 能在稀硫酸溶液中显蓝色荧光的喹啉类药物有A硫酸喹啉B磷酸喹啉C二盐酸奎宁D磷酸咯萘啶答案 AC A其他金鸡纳碱C甲醛 B乙醇中不溶物D以上均不是 下列药物要检查的杂质为 1 硫酸奎宁 Pharmaceuticalanalysis 25 习题配伍选择题 A 2 二盐酸奎宁3 磷酸咯萘啶 A C 第二节青蒿素类药物的分析 Pharmaceuticalanalysis 26 Pharmaceuticalanalysis 27 青蒿素的发现和应用现状81岁高龄的中国女科学家屠呦呦 2011年获得有诺贝尔奖 风向标 之誉的拉斯克临床医学奖 这是我国第一个获得此奖的科学家 屠呦呦的获奖理由是 发现青蒿素 一种用于治疗疟疾的药物 挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命 一 青蒿素类药物的基本结构与性质 一 典型药物的结构与性质青蒿素 又名黄蒿素 是从菊科植物黄花蒿中提取分离得到的一个含过氧基团的新型倍半萜内酯 主要用于耐氯喹的恶性疟 包括脑型疟的抢救 但其有效血药浓度维持时间短 杀灭疟疾原虫不彻底 青蒿素的多种衍生物被研发出来用于治疗疟疾 是国内外公认的首创新药 Pharmaceuticalanalysis 28 CHH 3HCH3 HO OH3COOO青蒿素 一 典型药物的结构与性质 蒿甲醚 是青蒿素的脂溶性衍生物 青蒿琥酯 是青蒿素的水溶性衍生物 双氢青蒿素 是青蒿素经还 原制得 同时也是青蒿琥酯的体内活性代谢物 29 O H O HCH3 H3C OO HHPharmaceuticalanalysis HO 双氢青蒿素 一 青蒿素类药物的基本结构与性质 OCH3 OO OOOHOOOH CH3HHCH3HOCH3CH3HHCH3OHO H3C蒿甲醚H3C青蒿琥酯 CH3HCH3H OOO HO H3CO青蒿素OH 其余药物结构中没有内酯 不发生水解 4 紫外吸收 母核中不具有共轭体系 紫外吸收主要为末端吸收 C 10不同的取代基具有一定的吸收特征 Pharmaceuticalanalysis 30 一 青蒿素类药物的基本结构与性质 二 主要化学性质1 具有过氧桥的倍半萜内酯类化合物 具有氧化性2 具有旋光性3 水解反应 青蒿素 结构中有内酯 在碱性条件下水解 O CH3 H H O HCH3 H3C OO O 青蒿素 二 鉴别试验 一 呈色反应1 过氧桥的反应 碘化钾试液 淀粉 具有氧化性 在酸性条件下能将I 氧化成I2与淀粉指示液生成蓝紫色 示例 ChP青蒿素的鉴别 取本品约5mg 加无水乙醇0 5ml溶解后 加碘化钾试液0 4ml 稀硫酸2 5ml与淀粉指示液4ml 立即显紫色 2 羟肟酸铁反应 含有内酯的化合物 羧酸衍生物和一些酯类化合物 在碱性条件与羟胺作用 生成羟肟酸 在稀酸中与高铁离子呈色 Pharmaceuticalanalysis 31 Pharmaceuticalanalysis 32 二 鉴别试验 一 呈色反应3 香草醛 硫酸反应 香草醛硫酸溶液又称硫酸香兰素显色剂 很多物质 如有机酸 挥发油 甾醇 萜类等 都可与之产生显色反应 二 吸收光谱特征青蒿素类抗疟原料药在ChP2010中均采用红外光谱的方法进行鉴别 而未采用UV鉴别所收载青蒿素类药物 三 色谱法TLC HPLC青蒿素类抗疟原料药在ChP2010中均采用HPLC法进行鉴别但部分制剂中也采用TLC进行鉴别 三 纯度检查青蒿素是以天然药材分离提取为主 药品中通常存在结构类似的有关物质 可以采用TLC或HPLC进行纯度检查TLC 采用杂质对照品与供试品溶液自身稀释对照并用法HPLC 分离效能高 专属性强 检测灵敏性好 可以准确的测定各组分的峰面积 分为外标法 加校正因子的主成分自身对照测定法 不加校正因子的主