第五章 巴比妥类药物的分析

,第五章巴比妥类镇静催眠药物的分析,-AnalysisOfBarbiturates-,2,要求：,1.掌握本类药物的基本结构（母核）。2.熟悉典型药物的结构和官能团的性质以及在分析中的应用。（巴比妥、苯巴比妥、司可巴比妥、异戊巴比妥、硫喷巴比妥）3.掌握本类药物的鉴别方法4.掌握本类药物含量测定的银量法、溴量法和紫外分光光度法的原理、方法及注意事项。5.熟悉酸碱滴定法和差示分光光度法、高效液相色谱法、气相法测定本类药含量的原理及优缺点6.了解巴比妥类药物中特殊杂质的检查原理和方法。,3,结构剖析及典型药物结构与鉴别特殊杂质检查含量测定,主要内容,-MainContent-,4,环状丙二酰脲,红字部分和黄字部分，原来各是什么物质？,多数为5,5取代的巴比妥类药物，少数有1,5,5取代的巴比妥类药物，还有5,5取代的硫代巴比妥类药物。,一、巴比妥药物的基本结构与典型药物,1，3二酰亚胺基团,H,H,互变异构为烯醇式结构,5,1,5,5-取代,1,5,5-取代,R1,R2,S,硫取代,8,5,Barbital,记忆,巴比妥的基本结构,9,苯巴比妥Phenylbarbital,司可巴比妥钠Secobarbital,5，5位是烯丙基和仲戊基药典称仲戊基为1-甲基丁基,典型药物,记忆,10,仲戊基,戊巴比妥,异戊巴比妥钠,典型药物,记忆,11,仲戊基,己琐巴比妥,典型药物,记忆,12,二、巴比妥药物的结构与性质,区别各种巴比妥类药物,1.环状母核部分,2.取代基部分,结构与性质,环状丙二酰脲、1,3-二酰亚胺基团决定巴比妥类药物的共性,14,白色结晶或结晶性粉未，具有固定的熔点。游离巴比妥类药物微溶或极微溶于水，易溶于乙醇及有机溶剂；其钠盐则易溶于水，而不溶于有机溶剂。,巴比妥类药物的物理性质(Physicalproperties),15,1.弱酸性酰亚胺结构，酮式烯醇式互变结构，能成盐2.取代基区别各种巴比妥的依据3.六元环的结构比较稳定，酸，氧化剂，还原剂作用时不会破裂，碱共沸时则水解开环。,巴比妥类药物的化学性质(Chemicalproperties),16,酮型keto-form,稀醇型enol-form,巴比妥类药物在水中发生电离,(一）弱酸性,17,与强碱成盐反应（主要是钠盐）,18,尿素碱性水解，可使红色石蕊试纸变蓝。,（二）水解反应,19,银盐反应,（三）与重金属离子反应,可溶性的,白色沉淀,可用于本类药物的鉴别和含量测定。,药典附录丙二酰脲类的鉴别试验,1,5,5-取代的巴比妥类药物,21,铜盐反应产物,硫代巴比妥生成绿色,巴比妥类生成紫色或紫色沉淀,（三）与重金属离子反应,铜盐反应,药典附录丙二酰脲类的鉴别试验,Zwikker反应,22,与铜盐的反应机理,23,与铜盐的反应机理,生成有色配位化合物,在pH较高的溶液中，5，5取代的亲酯性越强，生成的紫色物越容易溶于氯仿，可以此鉴别。,24,（三）与重金属离子反应,钴盐反应,反应条件：无水醇:所用试剂均应不含水分。碱性：异丙胺,Parri试验,与铜盐吡啶法有什么不同？,C,O,N,H,C,O,N,H,C,O,R,1,R,2,2,+,C,o,2,+,+,4,(,C,H,3,),2,C,H,N,H,2,+,C,o,R,2,R,1,C,O,N,H,C,O,N,C,O,R,2,R,1,N,C,O,N,H,C,O,C,O,N,H,C,H,(,C,H,3,),2,N,H,C,H,(,C,H,3,),2,(,C,H,3,),2,C,H,N,+,H,3,2,无水Co2+蓝色,需要无水和较强碱性,可用于本类药物的鉴别和含量测定。,26,巴比妥类药物+汞盐白色（可溶于氨试液）可用硝酸汞或氯化汞。P267，汞可以看作是碱，而二酰亚胺之氨基是具有酸性的。成沉淀的汞盐。,汞盐反应,（三）与重金属离子反应,27,（四）与香草醛(vanillin)的反应,香草醛：3-甲氧基-4-羟基苯甲醛。醛与羟基都十分活泼，特别是在苯环上，甲氧基起到致活的作用。和水相比，乙醇是碱，因此生成烯醇式的异构体。,28,BP（2009）：取戊巴比妥10mg，香草醛10mg，硫酸2ml，混合，水浴上加热2min，产生棕红色，放冷，加乙醇5ml，先变紫后转蓝。P268,这种颜色的转换，可以增强鉴别的专属性。,加乙醇后，其反应产物可转变为：,H2SO4溶液(0.05mol/L)pH9.9缓冲溶液max=240NaOH溶液(0.1mol/L)(pH13)max=255,巴比妥类药物的紫外吸收光谱,（五）紫外吸收光谱特征,PH升高，曲线红移,巴比妥类药物的紫外吸收光谱特征和其电离的程度有关。,硫代巴比妥类药物在酸性或碱性溶液中，均有较明显的紫外吸收。,32,（六）特殊元素及取代基的反应,司可巴比妥钠可使溴试液或碘试液褪色,（1）不饱和烃取代基的反应,与溴试液或碘试液的反应,与KMnO4的反应,司可巴比妥钠可还原紫色的KMnO4为棕色的MnO2,丙烯基的反应,I-,34,（2）芳环取代基的反应,硝化反应,与NaNO2H2SO4反应,苯巴比妥与NaNO2H2SO4反应生成橙黄色橙红色,与甲醛H2SO4反应,苯巴比妥与甲醛H2SO4反应生成玫瑰红色环,（六）特殊元素及取代基的反应,（1）与亚硝酸钠-硫酸反应,紫红色,（2）与甲醛-硫酸反应,无此现象,36,（3）硫元素的反应,（六）特殊元素及取代基的反应,37,三鉴别试验,（一）、丙二酰脲类反应本品显丙二酰脲类的鉴别反应,为共有的反应,收载于药典附录中。,鉴别试验通常有：丙二酰脲类反应熔点测定特殊取代基或元素鉴别,苯巴比妥Ch.P.（2010）【鉴别】（4）本品显丙二酰脲类的鉴别反应（附录）,38,1.与银盐的反应取供试品约0.1g，加碳酸钠试液1ml与水10m1，振摇2min，滤过，滤液中逐滴加入硝酸银试液，即白色沉淀，振摇，沉淀即溶解；继续滴加过量的硝酸银试液，沉淀不再溶解。2.与铜盐的反应取供试品约50mg，加吡啶溶液（110）5m1，溶解后，加铜吡啶试液（硫酸铜4g，水90ml溶解后，加吡啶30m1，即得）1m1，即显紫色或生成紫色沉淀。,附录一般鉴别试验之丙二酰脲类(摘录),39,巴比妥类的钠盐酸游离巴比妥类药物过滤洗涤干燥测熔点,1.熔点测定的一般步骤,举例如下：,（二）熔点测定及衍生物熔点测定,Ch.P.（2010）,苯巴比妥钠【鉴别】（1）取本品约0.5g，加水5ml溶解后，加稍过量的稀盐酸，即析出白色结晶性沉淀，滤过；沉淀用水洗净，在105干燥后，依法测定（附录C），熔点为174178。,司可巴比妥钠：取本品约1g，加水100ml溶解后，加稀醋酸5ml，强力搅拌，再加水200ml，加热煮沸，溶解成澄清溶液，(液面无油状物)，放冷，静置，析出结晶。过滤，结晶在70干燥，熔点约为97。,41,苯巴比妥钠Ch.P.（2010）【鉴别】（3）本品显钠盐的鉴别反应（附录）,(三)钠盐的鉴别反应,焰色反应,黄色,42,（1）与碘试液的反应司可巴比妥钠Ch.P.（2010）【鉴别】（2）取本品0.1g，加水10ml溶解后，加碘试液2m1，所显棕黄色在5分钟内消失。,1.不饱和烃取代基的反应,（四）特殊取代基或元素的鉴别试验反应,也可使溴试剂退色。,（2）与高锰酸钾的反应,在碱性水溶液中与紫色高锰酸钾反应生成棕色二氧化锰。,43,2.芳环取代基的反应,苯巴比妥Ch.P.（2010）【鉴别】（1）取本品约10mg，加硫酸2滴与亚硝酸钠约5mg，混合，即显橙黄色，随即转橙红色与亚硝酸钠硫酸的反应,确切原理不清，可区别是否含有苯环。,（四）特殊取代基或元素的鉴别试验反应,44,（2）取本品约50mg，置试管中，加甲醛试液1ml，加热煮沸，冷却，沿管壁缓缓加硫酸0.5ml，使成两液层，置水浴中加热。接界面显玫瑰红色与甲醛硫酸的反应,苯巴比妥Ch.P.（2010）,2.芳环取代基的反应,（四）特殊取代基或元素的鉴别试验反应,45,注射用硫喷妥钠Ch.P.（2010）【鉴别】（3）取本品约0.2g，加氢氧化钠试液5ml与醋酸铅试液2ml，生成白色沉淀；加热后，沉淀变为黑色。,硫元素转化为无机硫离子而显硫化物反应。,3.硫元素的反应：,（四）特殊取代基或元素的鉴别试验反应,鉴别试验归纳,47,异戊巴比妥、巴比妥JP（15）【鉴别】取异戊巴比妥或巴比妥0.2g，加氢氧化钠试液10m1，加热煮沸，则产生具氨臭的气体。,（五）水解反应,48,戊巴比妥BP（2010）【鉴别】于瓷盘中放入戊巴比妥10mg和香草醛10mg，加浓硫酸0.15m1，混合后，放在水浴上加热30s，即产生棕红色。放冷，加96的乙醇0.5m1，颜色则转变为暗蓝色。,（六）与香草醛的反应,49,司可巴比妥钠Ch.P.（2010）【鉴别】（3）本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱（光谱集137图）一致,(七)紫外吸收光谱特征(八)红外光谱法,50,TLC：生物样品分析一般采用对照品（或标准品）比较法，要求供试品斑点的Rf值应与对照品斑点一致。,(九)色谱行为特征TLC、HPLC,取巴比妥类药物50ug，点于硅胶GF254薄层板，氯仿：丙酮（4：1）展开，温热空气干燥，先喷2%氯化汞乙醇液，再喷2%1，5-二苯卡巴腙。在紫色背景上显兰色斑点。,51,(十)显微结晶鉴别特色鉴别反应,A-巴比妥：长方形；B-苯巴比妥：球形花瓣状,生物样品分析,1药物本身的晶形,52,2反应产物的晶形,巴比妥铜吡啶试液十字形紫色结晶苯巴比妥铜吡啶试液细小不规则或似菱形的浅紫色结晶,(十)显微结晶鉴别特色鉴别反应,53,练习题：,用化学方法将下列各组药物区别开来，并写出各药物名称。,（1）,（2）,二、司可巴比妥钠的特殊杂质检查1.溶液的澄清度2.中性或碱性物质提取重量法,55,四、特殊杂质的检查（自己学习本节内容）,巴比妥类药物为合成化学药品，中间产物的存在是检查的主要环节。针对不同的工艺有不同的项目需要检查。例：苯巴比妥司可巴比妥钠1.酸度灵敏度法1.溶液的澄清度2.乙醇溶液的澄清度2.中性或碱性物质提取重量法3.中性或碱性物质提取重量法4。有关物质HPLC,特殊杂质检查,苯巴比妥中特殊杂质的由来与检查方法,57,58,酸度,检查方法：取本品0.20g，加水10ml，煮沸搅拌1min，放冷，滤过后，取滤液5ml，加甲基橙指示液1滴，不得显红色,中间体乙酰化不完全时，与尿素缩合产生的杂质,59,不溶于NaOHT.S.而溶于醚,中性或碱性杂质,副产物：2-苯基丁酰脲或分解产物,色谱条件与系统适用性试验用辛烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以乙腈-水（2575）为流动相；检测波长为220nm。理论板数按苯巴比妥峰计算不低于2500，苯巴比妥峰与相邻杂质峰的分离度应符合要求。,4.有关物质HPLC,测定法取本品，加流动相溶解并稀释制成每1ml中含1mg的溶液，作为供试品溶液；精密量取1ml，置200ml量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀，作为对照溶液。取对照溶液5l注入液相色谱仪，调节检测灵敏度，使主成分色谱峰的峰高约为满量程的15%；精密量取供试品溶液与对照溶液各5l，分别注入液相色谱仪，记录色谱图至主成分峰保留时间的3倍，供试品溶液色谱图中如有杂质峰，单个杂质峰面积不得大于对照溶液主峰面积（0.5%），各杂质峰面积的和不得大于对照溶液主峰面积的2倍（1.0%）。,62,含量测定,银量法Argentometry,酸碱滴定法Acid-basetitrationmethod,紫外分光光度法uv,溴量法Bromimetry,案例5-2,Ch.P.(2010)苯巴比妥的含量测定取本品约0.2g,精密称定，加甲醇40ml使溶解，再加新制的3%无水碳酸钠溶液15ml，照电位滴定法（附录A），用硝酸银滴定液（0.1mol/L)滴定。每1ml硝酸银滴定液（0.1mol/L)相当于23.22mg的C12H12N2O3。问题：1.简述含量测定方法的原理.2.历版药典对该法进行了哪些改进?3.为什么加入新制的3%无水碳酸钠溶液?,64,电位法指示(玻璃电极的作用)。,S,加甲醇溶解,加Na2CO3量要控制,定量的溶液,AgNO3,1520丙酮,白，不溶解,计量关系：反应摩尔比为11,溶剂系统：甲醇+3%无水碳酸钠,终点指示：自身指示电位法指示Ch.P.（2010）,偏高,原理,含量测定(银量法),65,注意事项:,（1）无水碳酸钠应新鲜配制（2）AgNO3滴定液应新鲜配制（3）银电极使用前应进行处理,含量测定(银量法),66,苯巴比妥Ch.P.（2010）【含量测定】取本品约0.2g，精密称定，加甲醇40ml使溶解，再加新制的3无水碳酸钠溶液15m1，照电位滴定法（附录A），用硝酸银滴定液（0.1mol/L）滴定。每1ml硝酸银滴定液（0.1mo1/L）相当于23.22mg的C12H12N2O3。,测定方法,含量测定(银量法),67,测定结果计算：,V为滴定液的消耗体积（ml）；m为称样量（g）F为浓度校正因子。,含量测定(银量法),68,例题1,取标示量为100mg的苯巴比妥片10片，总量为1.5960g，研细后，精密称取片粉0.1978g，滴定到终点时，用去硝酸银滴定液（0.1mol/L）5.40mL。已知每毫升硝酸银滴定液相当于23.22mg的C12H12N2O3，试计算苯巴比妥的百分标示含量。（101.17%）,69,原理:凡5位取代基中含有双键的巴比妥类药物，其不饱和键可与溴定量地发生加成反应，故可采用溴量法进行测定。,其中：溴滴定液（0.05mol/L）的配制：,取溴酸钾3.0g与溴化钾15g，加水适量使溶解成1000ml，摇匀。,含量测定(溴量法),I22Na2S2O32NaINa2S4O6,KBrO35KBr6HCl3Br26KCl3H2O,Br22KI2KBrI2,如司可巴比妥钠及其胶囊的测定原理为：,71,司可巴比妥钠Ch.P.（2010）【含量测定】取本品约0.1g，精密称定，置250ml碘瓶中，加水10m1，振摇使溶解，精密加溴滴定液（0.05mol/L）25ml，再加盐酸5m1，立即密塞并振摇1分钟，在暗处静置15分钟后，注意微开瓶塞，加碘化钾试液10m1，立即密塞，摇匀后，用硫代硫酸钠滴定液（0.1mol/L）滴定，至近终点时，加淀粉指示液，继续滴定至蓝色消失，并将滴定结果用空白试验校正。每1ml溴滴定液（0.05mo1/L）相当于13.01mg的C12H17N2NaO3。,测定方法：,含量测定(溴量法),原料药:剩余滴定法,注意事项,（1）操作中要防止溴和碘的逸失（2）平行条件进行空白试验可减少溴和碘逸失带来的误差,含量测定(溴量法),73,例题2,精密称取司可巴比妥钠0.1078g，用溴量法测定其含量，精密加入溴液（0.05mol/L）25mL，剩余的溴液用硫代硫酸钠滴定（0.1mol/L）滴定至终点，用去16.80ml。空白试验用去硫代硫酸钠滴定25.0mL.已知每毫升溴液（0.05mol/L）相当于13.01mg的C12H17N2NaO3，试计算司可巴比妥钠的含量。（98.96%）,74,(1)在水醇混合溶剂中的滴定法弱酸性pKa7.38.4,异戊巴比妥的含量测定,取本品约0.5g，精密称定，加乙醇20m1溶解后，加麝香草酚酞指示液6滴，用氢氧化钠滴定液（0.1mo1/L）滴定，并将滴定结果用空白试验校正，即得。每lml氢氧化钠滴定液（0.1mol/L）相当于22.63mg的C11H18N2O3。,含量测定(酸碱滴定法),本法简便，但终点较难判断，采用空白对照确定由于受空气中CO2影响而不理想，可采用电位指示终点。,75,(2)在胶束水溶液中进行的滴定法,本法是在某些有机表面活性剂的胶束水溶液中进行滴定，用指示剂或电位法指示终点。终点的变化都很鲜明。,在胶束介质中，表面活性剂能改变巴比妥类药物的离解平衡，使Ka值增大，也就是使巴比妥类药物的酸性增强,本法简便，优于在水醇混合溶液中的滴定法。,含量测定(酸碱滴定法),76,(3)非水溶液滴定法,溶剂：二甲基甲酰胺、甲醇、丙酮、三氯甲烷、无水乙醇、吡啶等滴定剂：甲醇钠、氢氧化四丁基胺的氯苯溶液指示剂：麝香草酚兰、玻璃-甘汞电极电位法USP（32）及BP（2010）收载了巴比妥类药物原料用该测定含量。,含量测定(酸碱滴定法),77,（1）直接紫外分光光度法,本法是将样品溶解后，根据溶液的pH值选用其相应的max处进行直接测定。,特点：专属性强、灵敏度高应用：巴比妥类药物及制剂、固体制剂的溶出度含量测定,含量测定(紫外分光度法),78,取硫喷妥钠约100mg，精密称定，置于200ml量瓶中，加氢氧化钠溶液（1250）使溶解，并稀释至刻度，摇匀。精密量取该溶液5ml移入500ml量瓶中，加氢氧化钠溶液（1250）并稀释至刻度，摇匀。另取硫喷妥对照品适量，精密称定，加氢氧化钠溶液（1250）溶解，并定量稀释至浓度约为5g/ml的对照品溶液。随即以1cm吸收池，于大约304nm波长处分别测定以上两种溶液的吸收度，以氢氧化钠溶液(1250）作空白。,USP（32）测定硫喷妥钠的方法为：,80,注射用硫喷妥钠Ch.P.（2010）,本品为硫喷妥钠100份与无水碳酸钠6份混合的灭菌粉末。按平均装量计算，含硫喷妥钠（C11H17N2NaO2S）应为标示量的93.0%107.0%。,取装量差异项下的内容物，混合均匀，精密称取适量（约相当于硫喷妥钠0.25g），置500ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，量取此溶液用0.4%NaOH溶液定量稀释制成每1ml中约含5g的溶液；另取硫喷妥对照品，精密称定，加0.4%NaOH溶液溶解并定量稀释制成每1ml中约含5g的溶液。照分光光度法（附录A），在304nm的波长处分别测定吸光度，根据每支的平均装量计算。每1mg硫喷妥相当于1.091mg的C11H17N2NaO2S,81,注射用无菌粉末，对照法,82,例3,精密称取硫喷妥钠供试品100mg，置于200mL量瓶中，加氢氧化钠溶液溶解，并稀释至刻度，摇匀。精密量取该溶液5mL，转移至500mL量瓶中，用氢氧化钠液稀释至刻度，摇匀。另取硫喷妥标准品适量，配成5g/mL的对照品溶液，在304nm波长处测定吸收度，对照液的吸收度为0.486，供试品为0.438.求硫喷妥钠的百分含量是多少？(98.32%),83,（2）经提取分离后的紫外分光光度法,苯巴比妥钠W250mlV=250ml5ml100mlD=100/5,含量测定(紫外分光度法),多组分混合物不经分离的定量方法计算分光光度法,解方程组法双波长分光光度法差示分光光度法导数光谱法三波长法,85,（3）差示分光光度法（A法）,多组分混合物不经分离的定量方法,含量测定(紫外分光度法),86,取两份相等的供试溶液，分别制成两种不同的化学环境（如在其一中加酸、碱或缓冲液改变溶液的pH，或在其一中加能与供试品发生某种化学反应的试剂），然后将两者分别稀释至同样浓度，一份置样品池中，另一份置参比池中，于适当波长处，测其吸收度的差值（A值）。,测定方法,87,必要条件,（1）供试品在不同的化学环境中以不同的分子形式存在，它们的吸收光谱有显著的差异（2）干扰物的吸收不受测定时化学环境的影响，光谱行为不变,88,供试品在两种不同的化学环境中分别以x、y表示，干扰物用z表示,定量依据,89,即，吸收度差值（A）仅与待测组分的浓度有关，而与干扰组分无关，即干扰组分的干扰被消除。,可用对照法或标准曲线法定量,90,保留了通常的分光光度法简易快速、直接读数的优点，又无需事先分离，并能消除干扰,特点,91,复方苯巴比妥散中苯巴比妥的测定本法是利用复方苯巴比妥散中的阿司匹林和水杨酸等成分在pH5.91和pH8.04条件下吸收光谱重叠，A=0，而苯巴比妥在240nm波长处A值最大，因此可用差示分光光度法测定苯巴比妥含量。,应用,92,多用于制剂及体内分析苯巴比妥片Ch.P.（2010）含量测定：HPLC法色谱条件与系统适应性：色谱柱：C18柱流动相：甲醇-磷酸盐缓冲液（40：60）；检测波长：215nm苯巴比妥n2000。测定方法：外标法,含量测定(高效液相法),93,快速、简便、准确HPLC、CE、GC-MSP277-281,含量测定(高效液相法),99x：140.巴比妥类药物具有的特性为A.弱碱性B.弱酸性C.易与重金属离子络合D.易水解E.具有紫外特征吸收,99：82.硫喷妥钠与铜盐的鉴别反应生成物为A.紫色B.绿色C.兰色D.黄色E.紫堇色,98：81巴比妥类药物在吡啶溶液中与铜吡啶试液作用，生成配位化合物，显绿色的药物是A.苯巴比妥B.异戊巴比妥C.司可巴比妥D.巴比妥E.硫喷妥钠,98：136.巴比妥类药物的鉴别方法有A.与钡盐反应生成白色化合物B.与镁盐反应生成红色化合物C.与银盐反应生成白色沉淀D.与铜盐反应生成有色产物E.与氢氧化钠反应生成白色沉淀,97：138中国药典（1995年版）中司可巴比妥钠鉴别及含量测定的方法为A.银镜反应进行鉴别B采用熔点测定法鉴别C溴量法测定含量D.可用二甲基甲酰胺为溶剂，甲醇钠的甲醇溶液为滴定剂进行非水滴定E.可用冰醋酸为溶剂，高氯酸的冰醋酸溶液为滴定剂进行非水滴定,95：78.凡取代基中含有双键的巴比妥类药物，如司可巴比妥钠，中国药典（1990年版）采用的方法是A.酸量法B.碱量法C.银量法D.溴量法E.比色法,例1.于Na2CO3溶液中加AgNO3试液，开始生成白色沉淀经振摇即溶解，继续加AgNO3试液，生成的沉淀则不再溶解，该药物应是A.盐酸可待因B.咖啡因C.新霉素D.维生素CE.异戊巴比妥,例2.与NaNO2H2SO4反应生成橙黄至橙红色产物的药物是A.苯巴比妥B.司可巴比妥C.巴比妥D.硫喷妥钠E.硫酸奎宁,例3.中国药典（2000年版）采用AgNO3滴定液（0.1mol/L）滴定法测定苯巴比妥的含量时，指示终点的方法应是A.K2CrO4溶液B.荧光黄指示液C.Fe(III)盐指示液D.电位法指示终点法E.永停滴定法,例4.银量法测定苯巴比妥钠含量时,若用自身指示法来判断终点,样品消耗标准溶液的摩尔比应为