药物分析 第六章 芳酸及其酯类药物分析课件

第六章芳酸及其酯类药物的分析【目的要求】1、了解苯甲酸类药物、水杨酸类药物的结构特征；

2、理解苯甲酸钠、阿司匹林、对氨基水杨酸钠的构性关系和质量分析方法；

3、掌握阿司匹林、苯甲酸钠、对氨基水杨酸钠鉴别试验、杂质检查方法和含量测定方法；4、学会依据药典，分析此类药物质量。

概述芳酸：羧基（-COOH）直接与芳香环相连的化合物，属水杨酸类或苯甲酸类。其他芳酸类：若通过烃基、磺酸基或烃氧基等基团与苯环相连，则属于其他芳酸类。所以按化学结构分类分为：苯甲酸类-无邻酚羟基水杨酸类-有邻酚羟基者其他芳酸类-带苯环的脂肪酸类

芳酸及其酯类药物：其结构中具有苯环、羧基和酯键，有些药物可能还有酚羟基（）、芳伯氨基（）等官能团。例如：苯甲酸类：氨甲苯酸羟苯乙酯丙磺舒（对-(二丙基氨磺酸)苯甲酸）（pKa3.4）甲芬那酸贝诺酯其他芳酸类氯贝丁酯布洛芬3.UV和IR光谱特性：分子结构中具有苯环,有UV和IR特征吸收。4.分解反应特性：苯甲酸钠分解为苯甲酸；丙磺舒分解为SO2.5.酸性：苯甲酸、丙磺舒和甲芬那酸有游离的羧基，呈酸性，其pKa在3～6之间，属中等强度的酸或弱酸，可以与碱成盐，可用NaOH直接滴定测定其含量。6、三氯化铁呈色反应：本类药物为芳酸结构，可与三氯化铁反应，呈色。7、芳酸酯可水解（羟苯乙酯），利用其水解得到酸和醇的性质可进行鉴别；利用芳酸酯水解定量消耗氢氧化钠的性质，芳酸酯类药物可用水解后剩余滴定法测定含量；芳酸酯类药物还应检查因水解而引入的特殊杂质。二、鉴别试验1.三氯化铁反应

苯甲酸的碱性溶液和苯甲酸钠在中性溶液，苯甲酸与三氯化铁试液生成赭色沉淀。（赭色：红褐色）方法：取苯甲酸约0.2g，加0.4%氢氧化钠溶液15ml,振荡，滤过，滤液中加三氯化铁试液2滴，即生成赭色沉淀。苯甲酸钠用水溶解即可。2.分解产物的反应

苯甲酸钠升华试验：苯甲酸钠固体，加硫酸，加热，可见白色苯甲酸凝结在试管内壁。

以上是苯甲酸及其钠盐通用反应收载于中国药典（2010年版）附录“一般鉴别试验”中。3.红外光谱法

供试品红外光吸收图谱与对照的图谱比较应一致。三、含量测定1.苯甲酸直接酸碱滴定法（1）原理：苯甲酸酸性较强，可用氢氧化钠直接滴定，以中性稀乙醇为溶剂，滴定终点产物为苯甲酸钠，偏碱性，可以酚酞为指示剂。（酚酞的变色范围是8.2-10.0，无色-浅红-红，所以酚酞只能检验碱而不能检验酸。）

解：苯甲酸的百分含量=

=

=100.4%答：苯甲酸的含量为100.4%。V为消耗NaOH滴定液（0.1033mol/L）的体积,mLT为滴定度，即每1mLNaOH滴定液（0.1mol/L）相当于12.21mg的C7H6O2，mg/ml；F为NaOH滴定液的浓度校正系数，F=滴定液实际浓度/滴定液规定浓度m为供试品取样量，mg。2.苯甲酸钠的双相滴定法

双相滴定法：是指在水相和有机相中的滴定。

原理：苯甲酸钠的含量测定中，苯甲酸钠易溶于水，其水溶液呈弱碱性，可用盐酸直接滴定。但在滴定过程中生成的游离酸不溶于水，易析出白色沉淀，干扰终点观察并且甲酸酸性较强使滴定终点的pH突跃不明显，不利于终点的正确判断。

苯甲酸在乙醚中易溶，在水相中加入乙醚将滴定中产生的苯甲酸萃取入醚层，不会在水层形成持久沉淀，苯甲酸在水相中减少，减低水相酸度，增大滴定突跃范围，因此用双相滴定可使反应完全，终点明显。水层

醚层

乙醚的作用

萃取反应生成的苯甲酸，使水相中的中和反应进行到底滴定中要强力振摇。随着滴定不断进行，苯甲酸不断被萃取入有机溶剂层，使滴定反应完全，终点清晰。

优点：消除了反应产物的干扰【实例分析】苯甲酸钠的双相滴定法

取苯甲酸钠约1.5g，精密称定得1.574g，置分液漏斗中，加水25ml，振摇使溶解。加乙醚50ml，甲基橙指示液2滴，用盐酸滴定液(0.5012mol/L)滴定，随滴随振摇，至水层显橙红色；分取水层，置具塞锥形瓶中，乙醚层用水5ml洗涤，洗液并入锥形瓶中，加乙醚20ml，继续用盐酸滴定液(0.5012mol/L)滴定，随滴随振摇，至水层显持续的橙红色，消耗盐酸滴定液21.52ml。求其含量为多少？已知每1ml盐酸滴定液(0.5mol/L)相当于72.06mg的C7H5NaO2。解：苯甲酸钠的百分含量=

=

=98.76%答：苯甲酸钠的含量为98.76%。V为消耗HCl滴定液（0.5012mol/L）的体积,mLT为滴定度，即每1mLHCl滴定液（0.5mol/L）相当于72.06mg的C7H5NaO2，mg/ml；F为HCl滴定液的浓度校正系数，F=滴定液实际浓度/滴定液规定浓度m为供试品取样量，mg。计算：四、其他苯甲酸类药物的质量分析方法概况P100

表4-2以上都是指的原料药。酸性：用于定性、定量反应酚羟基：FeCl3呈色反应水杨酸苯环：紫外吸收对氨基水杨酸钠芳酸碱金属盐：水溶性大，显弱碱性苯环有何性质?酚羟基，有何性质？芳伯氨基：重氮化－偶合反应酯键：水解，可生成酚羟基和羧基酰胺键：水解，可生成芳伯氨基苯环酯键：水解，可生成酚羟基和醋酸苯环贝诺酯

芳酸具游离羧基，呈酸性，其pKa在3～6之间，属中等强度的酸或弱酸。-X、-NO2、-OH等吸电子取代基存在使酸性增强；-CH3、-NH2等斥电子取代基存在使酸性减弱。

邻位取代>间位、对位取代，尤其是邻位取代了酚羟基，由于形成分子内氢健，酸性大为增强。

芳酸酯类药物还应检查因水解而引入的特殊杂质。

取代芳酸类药物可利用其取代基的性质进行鉴别和含量测定。如具有酚羟基的药物可用FeCl3反应鉴别；具芳伯氨基的药物（芳香第一胺）可用重氮化-偶合反应鉴别，亚硝酸钠法测定含量。二、鉴别试验（一）三氯化铁反应

含酚羟基结构的药物在中性或弱酸性条件下，可与Fe3＋反应，形成有色配位化合物。反应式如下：贝诺酯和阿司匹林需水解，生成水杨酸，才能发生该反应。1、水杨酸：取其水溶液，加三氯化铁试液1滴，即呈紫色。2、

阿司匹林：煮沸水解后，放冷，加三氯化铁试液1滴，呈紫堇色。3、贝诺酯：不溶于水，加入氢氧化钠试液，煮沸，放冷，滤过，除去未水解的不溶物，滤液调成微酸性，加三氯化铁试液2滴，呈紫堇色。紫堇：草本植物，夏季开淡紫色花，全草可入药，味苦。（二）水解反应

阿司匹林酯键在碱性条件下水解后，生成水杨酸钠和醋酸钠，溶解度明显改变，故可利用溶解度差异观察溶解与沉淀的的现象；酸化反应液时，可闻到醋酸臭味。

反应如下：

煮沸2min加稀硫酸方法：取本品0.5g，家10ml碳酸钠试液，煮沸2min，放冷，加过量稀硫酸，析出白色沉淀，并产生醋酸的臭气。（三）重氮化－偶合反应（芳香第一胺类鉴别反应，具芳伯氨基或潜在芳伯氨基的药物，如贝诺酯）贝诺酯由阿司匹林和对乙酰氨基酚酯化而成。在酸性条件下加热水解，生成对氨基酚，呈芳香第一胺反应。

芳香族第一胺遇亚硝酸钠发生重氮化反应，生成重氮盐，再与碱性β-萘酚偶合形成有色偶氮染料。供试品滤液猩红色稀盐酸，煮沸，放冷，滤过亚硝酸钠、碱性β-萘酚—NHCOCH3（四）紫外吸收光谱法

贝诺酯溶液，在240nm的波长处有最大吸收，按干燥品计算，吸收系数（）为730～760。

（五）红外吸收光谱法

水杨酸、阿司匹林、贝诺酯、对氨基水杨酸钠均采用红外吸收光谱法，供试品的红外光吸收图谱应与对照的图谱一致。

对氨基水杨酸钠水溶液还可呈钠盐鉴别反应。三、杂质检查（一）阿司匹林的杂质检查阿司匹林的合成工艺

阿司匹林原料主要控制的特殊杂质有1、溶液的澄清度

2、水杨酸

3、易炭化物1.溶液的澄清度-控制无羧基的杂质

本项目主要检查碳酸钠试液中不溶性杂质。这些杂质是未反应的酚类、或副反应产生的无游离羧基的醋酸苯酯、水杨酸苯酯和乙酰水杨酸苯酯等。

醋酸苯酯水杨酸苯酯乙酰水杨酸苯酯

原理：阿司匹林有羧基，酸性较强，溶解于碳酸钠试液，这些杂质均不溶于碳酸钠试液。利用药物与杂质溶解行为的差异控制不溶性杂质。

方法：取阿司匹林0.50ｇ，加温热至约45℃的碳酸钠试液10mL溶解后，溶液应澄清。2.游离水杨酸

水杨酸可由合成过程中乙酰化不完全或阿司匹林在贮藏过程中水解产生。水杨酸对人体有毒，并有刺激性，其进一步氧化产物使药物变色，影响药物的质量。故应严格控制阿司匹林中的水杨酸。

检查原理:水杨酸有酚羟基，可与Fe3＋反应呈紫堇色，而阿司匹林没有酚羟基，不能发生此反应。

检查方法：取一定量样品和水杨酸对照品，分别与硫酸铁铵反应，比较紫色深浅，规定样品溶液颜色不得较对照品颜色深。

原则上，制剂不必重复检查原料药项下检查的杂质，但在制剂制备或制剂贮存过程中，有可能再引入的杂质，应检查控制。阿司匹林片在制备或贮存过程中，因酯键易水解，而生成水杨酸，故阿司匹林片剂、栓剂均要检查水杨酸。

原料药限量：0.1%阿司匹林片剂：0.3％

阿司匹林肠溶片：1.5%。阿司匹林栓剂：1.0%（HPLC法）。【实例分析】p1043.易炭化物

本项目检查被硫酸碳化而呈色的低分子有机杂质。采用与标准比色液比色的方法检查。（二）对氨基水杨酸钠中间氨基酚的检查合成工艺与降解反应

杂质引入一是未反应完的原料，二是对氨基水杨酸钠遇热或日光照射脱羧。间氨基酚易被氧化，氧化产物导致药物变色，并且对人体有毒性作用，应严格控制其限量.

1.检查原理：（双相酸碱滴定法）

对氨基水杨酸钠不溶于乙醚，而间氨基酚易溶于乙醚（当然也溶于水），故先用乙醚提取出间氨基酚后，在乙醚提取液与水形成的两相中，滴加盐酸滴定液（0.02mol/L），根据间氨基酚消耗盐酸液的量来控制间氨基酚的限量。２、检查方法

取本品，研细，称取3.0g，置50ml烧杯，加熔融氯化钙脱水的乙醚25ml，搅拌，乙醚溶液滤入分液漏斗，不溶物再用脱水乙醚提取2次，每次25ml，滤入同一分液漏斗中。滤液加水10ml，甲基橙指示液1滴。振荡后用盐酸(0.02mol/L)滴定。消耗盐酸量不得超过0.30ml

。滴定结果用空白校正。（类似苯甲酸直接酸碱滴定法，使用中性稀乙醇溶液）四、含量测定（一）阿司匹林的直接酸碱滴定法(原料-COOH)（同苯甲酸的直接酸碱滴定法）1.基本原理：羧基的酸性较强（Ka＞10－5），生成的乙酰水杨酸钠偏碱性，用酚酞作指示剂。但因含酯键需注意：2.注意事项（1）中性乙醇为溶剂：增大溶解度、防止水解。

中性乙醇（对酚酞显中性）（2）应不断搅拌，快速滴定，以防止局部碱性过大

使本品水解。（3）及时判定滴定终点，因乙酰水杨酸钠逐渐水解，粉红色会逐渐退去。（4）酸性杂质干扰（如水杨酸），所以本法适用范围：不能用于含水杨酸过高或制剂分析，只能用于合格原料药的含量测定。【实例分析】阿司匹林的直接酸碱滴定法

ChP（2010）

取本品约0.4g，精密称定，加中性乙醇（对酚酞指示液显中性）20ml，溶解后，酚酞指示液3滴，用氢氧化钠滴定液（0.1mo1/L）滴定。每lml的氢氧化钠滴定液（0.1mo1/L）相当于18.02mg的C9H8O4。分析：

阿司匹林的百分含量=

V为消耗滴定液的体积,T为滴定度，18.02mg/ml；F为滴定液的浓度校正系数，m为供试品取样量。

10版药典中水杨酸、双水杨酯均采用此法测定含量。

（二）阿司匹林片剂的两步酸碱法（制剂–OCOCH3）（阿司匹林片、阿司匹林肠溶片）原理：片剂中加入少量酒石酸或枸橼酸稳定剂，抑制水解；制剂工艺过程中又可能有水解产物(水杨酸、醋酸)产生，产生干扰，因此不能采用直接滴定法，而采用先中和与供试品共存的酸，再将阿司匹林（含酯键）在碱性条件下水解后测定其含量的两步滴定法。第一步：中和所有酸—反应NaOH量不计水解产物稳定剂阿司匹林钠第二步

水解后剩余滴定-(酯的一般含量测定方法)加入过量、定量NaOH水解回滴过量的碱水浴2NaOH≌H2SO4本法消除了酸性杂质的干扰，降低了酯键水解的干扰。

片剂含量测定结果的计算

【实例分析】阿司匹林片的含量测定（1）中和：取0.3g/片的阿司匹林片10片，精称4.3752g。研细，精密称取0.4375g（相当于阿司匹林0.3g），【用中性乙醇70ml，分数次研磨，并移入100ml量瓶中，定容。摇匀，滤过，精密量取滤液10ml】，置锥形瓶中，加中性乙醇（对酚酞指示液显中性）20ml，振摇，使阿司匹林溶解，加酚酞指示液3滴，滴加氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)至溶液显粉红色，此时所有羧基均成为钠盐。（2）水解与测定：精密加氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)40.00ml，置水浴上加热15分钟并时时振摇，迅速放冷至室温，用硫酸滴定液(0.05013mol/L)滴定至红色消失，消耗硫酸滴定液(0.05013mol/L)22.24ml，并将滴定的结果用空白试验校正，已知消耗硫酸滴定液(0.05013mol/L)38.79ml。每1ml氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)相当于18.02mgC9H8O10。=99.67%式中V0为空白试验消耗的硫酸滴定液（0.05013mol/L）体积，ml；V为供试品试验消耗的硫酸滴定液（0.05013mol/L）体积，ml；m为供试品片粉的取样量；S为标示量，mg/片；T为滴定度，即每1mL氢氧化钠滴定液（0.1mol/L）相当于18.02mg的C9H8O4，mg/ml；F为硫酸滴定液的浓度校正系数，注意：（1）第二步定量测定也可用于其他酯类药物的含量测定。（2）空白校正的目的是消除水浴加热过程中，氢氧化钠液吸收空气中的CO2，导致总碱量改变而引入的系统误差。为减少氢氧化钠吸收CO2，在水解时可在三角瓶口插上一装有Ca(OH)2干燥管。两步滴定法测定阿司匹林片的含量时，每1ml氢氧化钠溶液（0.1mol/L）相当于阿司匹林（分子量=180.16）的量是（）A.18.02mgB.180.2mgC.90.08mgD.45.04mgE.450.0mg

反应摩尔比为1∶1T——滴定度，每1ml滴定液相当于被测组分的mg数c——滴定液浓度，mol/LM——被测物的摩尔质量，g/moln——1mol样品消耗滴定液的摩尔数，常用反应摩尔比体现，即反应摩尔比为1∶n（三）阿司匹林栓剂的高效液相色谱法测定含量

中国药典（2010年版）采用高效液相色谱法测定栓剂中阿司匹林的含量。

色谱条件：C18烷基硅烷键合硅胶为固定相；甲醇－0.1％二乙胺水溶液－冰醋酸（40∶60∶4）为流动相；紫外检测波长280nm。

色谱系统适用性试验：理论塔板数按阿司匹林峰计算不低于2000，阿司匹林峰、水杨酸峰和内标物峰分离度应大于1.5。

内标液：4mg/ml的咖啡因乙醇溶液。

阿司匹林对照品液：取阿司匹林对照品约0.15g,精密称定，置50ml量瓶中，精密加入内标溶液5ml,用乙醇溶解并稀释至刻度，摇匀，精密量取2ml,置50ml量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀（cr）。阿司匹林供试液：①取样，混匀样品：取本品5粒，精密称定，置小烧杯中，在40～50℃水浴上微温熔融，在不断搅拌下冷却至室温；②制备供试液：精密称出适量（约相当于阿司匹林0.15g）置50ml量瓶中，精密加入内标溶液5ml和乙醇适量，在40～50℃水浴中充分振摇使供试品溶解，用乙醇稀释至刻度，置冰浴中冷却1小时，取出迅速滤过，精密量取续滤液2ml，置50ml量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀。测定法：分别量取10μl的对照液和供试液注入液相色谱仪，记录色谱图。按内标法以峰面积计算，即得。根据对照液计算校正因子：f＝根据供试液计算供试液浓度：Cx＝阿司匹林标示量计算p108A：峰面积C：浓度i：内标物r：对照品X：供试品【课堂活动】过滤阿司匹林试液时，在使用滤纸、收集滤液方面应注意什么？

应使用干燥的滤纸，弃去初滤液，收集续滤液。因为只有续滤液中阿司匹林浓度才与过滤前的药物浓度相同。（四）对氨基水杨酸钠的含量测定

芳香第一胺，中国药典（2005年版）采用亚硝酸钠滴定法（永停法指示终点）测定对氨基水杨酸钠原料及其制剂的含量(五)贝诺酯的含量测定贝诺酯结构有芳香环，中国药典（2005年版）用紫外分光光度法测定其原料和制剂的含量（原料采用标准对照法，片剂采用按C17H15NO5吸收系数为745计算）。【课堂活动】贝诺酯的原料和片剂均用紫外分光光度法测定含量，但原料用对照法，而制剂用吸收系数法，比较这两种方法的优缺点？贝诺酯还可能选择什么方法测定含量？方法优点缺点吸收系数法对照法无须对照品，方法简便准确，对仪器的精度要求不严格仪器精度高，系统误差小须有对照品其它测定含量的方法：氢氧化钠水解后，剩余滴定法；亚硝酸钠滴定法等小结1、典型药物的化学结构与分析方法间的关系；典型药物的鉴别试验。2、典型药物的特殊杂质检查

阿司匹林中检查-游离水杨酸对氨基水杨酸钠中检查-间氨基酚3、酸碱滴定法、双相滴定法基本要求掌握水杨酸类和苯甲酸类药物的结构与分析方法的关系，阿司匹林中特殊杂质的检查，水杨酸类药物的酸碱滴定法，苯甲酸类药物的双相滴定法。熟悉水杨酸类和苯甲酸类药物的其它含量测定方法。了解水杨酸类和苯甲酸类药物的其它分析内容与方法。

练习与思考[A型题]

1．阿司匹林中检查的特殊杂质是A.水杨醛B.砷盐C.水杨酸D.苯甲酸E.苯酚2．对氨基水杨酸钠中检查的特殊杂质是A.水杨醛B.间氨基酚C.水杨酸D.苯甲酸E.苯酚苯甲酸钠的含量测定，中国药典（2010年版）采用双相滴定法，其所用的溶剂体系为（）A.水—乙醇B.水—冰醋酸C.水—氯仿D.水—乙醚E.水—丙酮双相滴定法可适用的药物为（）A.阿司匹林B.对乙酰氨基酚C.水杨酸D.苯甲酸E.苯甲酸钠阿司匹林加碳酸钠试液加热后，再加稀硫酸酸化，此时产生的白色沉淀应是（）A.苯酚B.乙酰水杨酸C.水杨酸D.醋酸钠

E.醋酸苯酯两步滴定法测定阿司匹林片或阿司匹林肠溶片时，第一步滴定反应的作用是（）A.测定阿司匹林含量B.消除共存酸性物质的干扰C.使阿司匹林反应完全D.便于观测终点

E.有利于第二步滴定

对氨基水杨酸钠中的特殊杂质是（）A.水杨酸B.间氨基酚C.氨基酚D.苯酚

E.苯胺

在中性条件下，可与三氯化铁试液反应，生成赭色沉淀的药物是（）A.水杨酸钠B.对氨基水杨酸钠C.乙酰水杨酸D.苯甲酸钠

E.扑热息痛[B型题]A．两步酸碱滴定法B．直接酸碱滴定法C．两者皆是D．两者皆不是1.苯甲酸钠的测定（D）2.盐酸的测定（B）3.酸碱滴定法（C）4.阿司匹林片的测定（A）

A.直接酸碱滴定法B.两步酸碱滴定法

C.亚硝酸钠溶液滴定法

D.HPLC法E.双相滴定法

5.苯甲酸钠

6.阿司匹林

7.阿司匹林栓剂

8.对氨基水杨酸钠EBDC[B型题][X型题]

1.直接能与FeCl3产生颜色反应的药物有A。水杨酸B.盐酸普鲁卡因C.对氨基水杨酸钠D.对氨基酚E.阿司匹林2.能发生重氮化-偶合反应的药物有A。水杨酸B.阿司匹林C.对氨基水杨酸钠D.对氨基酚E.盐酸普鲁卡因例1、苯甲酸钠的含量测定，中国药典（2010年版）采用双相滴定法，其所用的溶剂体系为（）A.水—乙醇B.水—冰醋酸C.水—氯仿D.水—乙醚E.水—丙酮

D例2、双相滴定法可适用的药物为（）A.阿司匹林B.对乙酰氨基酚C.水杨酸D.苯甲酸E.苯甲酸钠

E例3-7、含量测定方法（中国药典1995年版）为A.直接中和滴定法B.两步滴定法C.两者均可D.两者均不可3．阿司匹林片（）4．阿司匹林原料药（）5.对氨基水杨酸钠（）6.阿司匹林栓剂（）7.阿司匹林肠溶剂（）

BADDB例8.采用直接酸碱滴定法测定阿司匹林的含量时，已知阿司匹林的分子量为180.2，所用氢氧化钠滴定溶液的浓度为0.1mol/L，请问1ml氢氧化钠滴定溶液相当于阿司匹林的量应是（）A.180.2mgB.180.2gC.18.02mgD.1.802mgE.9.01mgC例9.阿司匹林加碳酸钠试液加热后，再加稀硫酸酸化，此时产生的白色沉淀应是（）A.苯酚B.乙酰水杨酸C.水杨酸D.醋酸钠

E.醋酸苯酯

C例10.水杨酸与三氯化铁试液生成紫堇色产