第10章生物碱类药物的分析ppt课件

1、第10章生物碱类药物的分析The Analysis of alkaloids,生物碱（alkaloid）是存在于自然界（主要为植物，但有的也存在于动物）中的一类含氮的碱性有机化合物。大多数有复杂的环状结构，氮元素多包含在环内，有显著的生物活性，是中草药中重要的有效成分之一,概述,本章重点介绍 苯烃胺类 托烷类 喹啉类 异喹啉类 吲哚类 黄嘌呤类,第一节 喹啉类,喹啉类 具有喹啉环 （一）代表药物,硫酸奎宁、硫酸奎尼丁 同分异构体,奎宁（9R) 奎尼丁（9S,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,二）性质,对于奎宁，喹核碱上N，碱性强，pKb15.1，与H2S

2、O4成盐；喹啉环上N，碱性弱， pKb29.7，不与H2SO4成盐； 奎宁丁pKb15.4 , pKb210.0， 具有4个N，强碱2N，弱减2N。 4. 具有手性C，有旋光性，硫酸奎宁左旋体，硫酸奎宁丁为右旋体,二.鉴别反应,一）绿奎宁反应（Thalleioquin,硫酸奎宁 硫酸奎尼丁,二）荧光特征,硫酸奎宁 硫酸奎尼丁,H2O溶解,稀H2SO4,蓝色荧光 蓝色荧光,三. 含量测定 非水溶液滴定法（非水碱量法） 本类药物在水中碱性较弱，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（如冰醋酸中），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,基

3、本原理 少数碱性药物以游离状态存在，多数以盐形式存在,置换反应，即用强酸（HClO4） 置换出与生物碱结合的弱酸（HA,HA不同，对滴定反应的影响也不同,HA弱酸,有机酸：马来酸 无机酸：HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4、HBr,HClO4、HBr、HCl、H2SO4、HNO3 在水中酸强度相等。 在冰醋酸中酸强度不相同. HClO4HBr H2SO4 HClHNO3其它弱酸,2. 基本方法,半微量分析方法： 消耗HClO4（0.1mol/L）约8ml； 用10ml滴定管，常量消耗2025ml 空白试验消耗：13D，20D1ml 1D0.05 只有在10ml滴定管方能读出，误差小,适用

4、,Kb 10-8 ( 含氮有机碱盐 及游离含氮有机碱,马来酸 氢卤酸盐 硫酸盐 硝酸盐 磷酸盐,溶剂 被测物 冰醋酸 Kb=10-810-10 冰醋酸和醋酐 Kb=10-1010-12 醋酐 Kb 10-12,溶剂,指示剂 最常用的指示剂是 结晶紫 Crystal Violet（CV,碱性区） （酸性区） 终点的颜色应用电位法校准,电位法 其它指示剂,标准滴定液的稳定性,HClO4( 0.1mol/L) g HAC,水的膨胀系数是0.2110-3/C gHAc膨胀系数是1.110-3/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

5、.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摩尔浓度,校正公式,说明： t1-t010C 重新配制标定 t1-t0 2C 直接使用 2C t1-t0 10C 公式校正,空白试验 消除试剂对终点的影响,注意事项,仪器干净，干燥无水； 10ml滴定管，三角烧瓶50ml HAC、HClO4 腐蚀性，易损伤皮肤,三.原料药测定,1.游离生物碱测定,咖啡因0.15g,醋酐-冰醋酸 5：1,CV 1D,HClO4(0.1mol/L,黄色,2.生物碱盐的测定,1）氢卤酸盐的测定 氢卤酸在gHAc中酸性较强，使滴定反应不能进行到底。 BH

6、X + HClO4 BHClO4 + HX,排除方法,加入过量的HgAc2/gHAc试液,盐酸麻黄碱,冰醋酸 10ml,Hg(AC)2 4 ml,结晶紫 1 D,HClO4(0.1mol/L,翠绿色,由于醋酸汞毒性较大，Ch.P(2010)大多数生物碱氢卤酸盐的测定取消醋酸汞，改为电位法指示终点,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，使指示剂变黄，不能使用指示剂，应采用电位法指示终点或将HNO3破坏分解后再进行测定,磷酸盐及有机酸盐的测定,磷酸、有机酸为弱酸，不干扰滴定,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

7、的摩尔比,分子中有四个N原子 二个喹啉N，属于芳环族N，碱性较弱 二个喹核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,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HClO4 滴定液（0.1mol/L） 液滴定至终点，并将滴定结果用空白试验校正。 已知：HClO

8、4滴定液（1ml 0.1mol/L）相当于24.90mg的硫酸奎宁。 求：硫酸奎宁的分子量,碱处理后测定法,以硫酸奎宁片含量测定为例，经过处理排除辅料对测定的影响,方法：10#去糖衣称总重 研细 精密称取W（相当于硫酸奎宁0.3g） 加0.1mol/LNaOH 10ml CHCl3液 HClO4（0.1mol/L）滴定,CHCl3 提取,醋酐 除水,原理,中和 游离碱,HClO4,二甲基黄,玫瑰红,醋酐,Mol比,第二节 托烷类药物,一. 结构与性质 1. 代表药物 硫酸阿托品 氢溴酸东莨菪碱,脂环N,HBr，3H2O,氢溴酸东莨菪碱,性质,具有酯的结构，易水解； 脂环上N原子，有碱性，阿托品

9、的pKb 4.35； 具有手性C原子，有旋光性，但阿托品为外消旋体，无旋光性。 UV吸收，具有苯环,二. 特征鉴别反应,Witaili反应 硫酸阿托品，氢溴酸东莨菪碱 酯键水解生成莨菪酸，与发烟硝酸共热生成黄色的三硝基衍生物，与氢氧化钾乙醇转变成醌类产物，呈深紫色,二 . 含量测定,硫酸阿托品 氢溴酸东莨菪碱 原料是非水碱量法 制剂是酸性染料比色法,二) 酸性染料比色法,1原理: 在适当pH溶液中,有机碱（B）可以与氢离子结合成阳离子（BH+）,酸性染料（HIn）可解离成阴离子（In-）,上述的阳离子与阴离定量地结合成有色离子对（BH+In-），可以定量地被有机溶剂提取，在一定波长处测定该溶液

10、有色离子对的吸收度，即可以计算出碱性药物的含量,游离,生物碱阳离子,有色,A 定量,2.方法,水相,有机相,通常选用a种方法,3.实验条件选择 成败关键：定量生成离子对，全部提取到有机 相，提取常数大，提取完全,E提取常数 D分配比，与所用酸性染料阴离子种类、溶剂有关,a. 酸性染料选择,要求：. 能与有机碱定量结合； . 形成离子对在有机相中有最大 溶解度，在max处，A最大 .酸性染料不得进入有机相,溴麝香草酚蓝(BTB) brom thymol blue pH 6.07.6（黄蓝,常用酸性染料,磺酞类指示剂,溴甲酚绿(BCG) brom cresol green pH 3.65.2（黄蓝

11、,溴酚蓝(BPB) bromophenol blue pH 3.84.6（黄紫,b. 有机溶剂的选择 要求： . 不与水相互溶（在水中溶解度小）； . 生成的离子对在有机相中有最大 溶解度，提取完全； .离子对在溶剂中有最大吸收度。 常用：CHCl3、 CH2Cl2 、CCl4,C水相pH值的选择 最主要条件是水相的pH。 要求： .测得有机碱（生物碱）全部以 BH+形式存在，指示剂以In-存在； .在一定pH下,定量生成离子对进入有机相,最佳pH选择 . 查手册,实验考察 配制：pH 1 2 3 4 5 A 1 2 3 4 5,A,pH,pH（酸性）BH+，In BH+In,pH（碱性） I

12、n-，BH+ BH+In,d. 水分的影响 提取时防止水进入有机层，有机染料影响测定结果; 水分使有机层混浊; 加入脱水剂（无水Na2SO4,第一节 吡啶类药物,一、结构和性质 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）碱性:吡啶环上氮原子具有叔胺性质， pKb=8.8（水中），非水滴定,2）异烟肼：酰肼基有强还原性, 与芳醛 缩合,氧化还原滴定或比色测定,3）尼可刹米:酰胺基在碱性下可水解,放 出NH(C2H5)2,用于鉴别,4）VU吸收,二、鉴别试验,一）吡啶环开环,适用于吡啶环的、位未取代以及 或位被羧基衍生物取代。 异烟肼 尼克刹米 硝苯地平,1. 戊烯二醛反

13、应（吡啶类的特征反应,Ch.P2005鉴别,2. 二硝基氯苯反应,二硝基氯苯 无水,蒸干,残渣,甲醇,紫红色,二硝基氯苯反应,碱性溶液,红棕色,异烟肼不经处理的反应,二）. 酰肼基团的反应,Ag+被还原生成Ag，产生黑色浑浊，在干净的试管壁发生银-镜反应，气泡有氮气生成,1. 还原反应,Ch.P2005鉴别,2. 缩和反应,异烟肼香草醛 异烟腙（黄色结晶,测定mp,水杨醛、对二甲氨基苯甲醛,Ch.P2005鉴别,黄色,三）形成沉淀的反应,本类药物具有叔胺性质，可与重金属盐类（氯化汞、碘化铋钾、硫酸铜等试液）和碘试液等生物碱沉淀剂形成沉淀,2. 与CuSO4反应,草绿色,Ch.P2005鉴别,四

14、）.分解产物的反应,三、特殊杂质检查,异烟肼中杂质游离肼（致癌物,TLC法（杂质对照品法,供试液：50mg/ml 点10l 对照液： ( NH2)2H2SO4配制（ ( NH2)2 50g/ml ） 点2l 显色剂：对二甲氨基苯甲醛（黄） 判断：在供试品溶液主斑点前方与对照品溶液主斑点相应的位置上，不得显黄色斑点,四、含量测定 1、溴酸钾法（ Ch.P 2005,操作,原理,等当点:稍过量的Br2,红无,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.Ch.P2005均采用本法测定异烟肼原料及其制剂（片、注射剂）； d

15、.化学计量关系：3/2 T=0.016673/2137.14=3.429mg/ml,2.非水滴定法： 利用吡啶环的碱性，进行非水 滴定（尼克刹米，Ch.P2005,第四节 吩噻嗪类药物分析,一、结构与性质,1. 代表药物,硫氮杂蒽母核,R，R取代基不同,2. 特点与性质,硫氮杂蒽母核 UV吸收：具有共轭体系，S未被氧化 三个峰（205、254、300nm）； S原子二价，可被氧化；与氧化剂（硫酸、硝酸、三氯化铁及过氧化氢等）呈色,S与金属离子反应,S 呈色，氧化产物无此反应,Pd2,10位侧链叔N，弱碱性，非水滴定,二、鉴别 1、特征的紫外吸收： 具有三个峰值205nm、254nm和300nm

16、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、HNO3、FeCl3、H2O2,2,癸氟奋乃静的鉴别。可用于比色测定,三. 含量测定 非水滴定法 钯离子比色法 氧化还原法（铈量法） 紫外分光光度法,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： 药物e 红色游离基 终点： 药物2e 红色消失 终点：红色无色 自身指示剂 条件：稀硫酸,优点： （1

17、）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测定。 （2）反应为一价还原（Ce4+Ce3+）,对环上取代基无作用；mol比：1：2 （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）可选择性地应用于未被氧化的吩噻嗪药物。氧化的硫原子不与钯离子呈色。 （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,一）紫外分光光度法 直接UV法 例1

18、 盐酸异丙嗪片剂（,10去糖衣精称 研细 W( 12.5mg ) 200ml 249nm 测定A 910,HCl(9 1000,2. 盐酸异丙嗪注射液（ ） 含抗氧剂Vc，在249nm有吸收，选299nm,精密取2ml 100ml,HCl（91000,10ml,100ml,标示量：1ml:10mg,2. 萃取后UV法 例：盐酸氯丙嗪注射液（ 法,盐酸氯丙嗪 提取液,NH3,乙醚提取,除掉Vc,HCl 萃取,萃取液 =254nm 测定A,盐酸氯丙嗪,3. 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,2. 方法（以盐酸氯丙嗪注射液为例 USP24,取样V（100mg） 500ml,0.1mol/L,10ml,H2O NH3 T.S 乙醚4次/25ml,乙醚液,0.1mol/L HCl 4次/25ml,250ml,第五节