华北理工药物分析教案第12章 喹啉类与青蒿素类抗疟药物的分析

1首页课程名称：《药物分析》第11周，第20讲次摘要授课题目（章、节）第十二章喹啉类与青蒿素类抗疟药物的分析第一节喹啉类药物的分析第二节青蒿素类药物的分析【目的要求】通过本讲课程的学习，熟悉喹啉类药的结构和理化性质，掌握药物鉴别和含量测定基本原理与方法。了解本类药物杂质的结构与检查方法。了解青蒿素类药物结构、鉴别及主要分析方法。【重点】喹啉类药物理化性质和鉴别、含量测定基本原理与方法。【难点】喹啉类药物理化性质和鉴别、含量测定基本原理与方法。内容【本讲课程的引入】疟疾是由疟原虫引起的一种传染病，每年全世界死于疟疾的人数约250万。寄生于人体的疟原虫有间日疟原虫、恶性疟原虫、三日疟原虫和卵形疟原虫四种，分别引起间日疟、恶性疟、三日疟和卵形疟。在我国以间日疟和恶性疟为主，其他两种少见。疟原虫有独特的生活史，其不同发育阶段在生物学上存在明显差异，因而导致对不同抗疟药的敏感性不同，因此，必须了解疟原虫的生活史及抗疟药作用环节，以便根据防治的目的正确选择药物。抗疟药(antimalarialdrugs)作用于疟原虫生活史的不同环节，从而抑制或杀灭疟原虫。根据用药的目的，将抗疟药分为三类：①主要用于控制症状的抗疟药(如磷酸氯喹、硫酸奎宁、磷酸咯萘啶，青蒿素，蒿甲醚，青蒿琥酯，本芴醇等)；②主要用于控制复发和传播的药物(如磷酸伯氨喹等)；③主要用于病因性预防的抗疟药(如乙胺嘧啶、磺胺类等)。板书“喹啉类抗疟药物的分析”。写出章节的题目，参照讲稿列出标题；根据需要在每个标题下适当写出需解释的内容或强调重点、难点等。【本讲课程的内容】一、喹啉类药物的基本结构与主要性质喹啉类药物分子结构中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。现以本类最常用的典型药物硫酸奎宁、二盐酸奎宁、磷酸氯喹、磷酸哌喹、磷酸咯萘啶和磷酸伯氨喹，就其鉴别和检查的有关问题进行讨论。(一)典型药物的结构与物理性质（如表12-1所示）NNH3COHHHCH=CH2,H2SO4,2H2OHOHO,H2SO4,2H2OCH=CH2HHHH3CONN22磷酸咯萘啶的纯度检查为更新内容2硫酸奎宁硫酸奎尼丁(二)主要化学性质1.碱性奎宁为二元生物碱，其中奎宁环上的氮原子的碱性较强(pKa8.8)，与强酸形成稳定的盐，奎宁和奎尼丁均与二元酸成盐，如与硫酸成盐；而喹啉环上的氮原子碱性较弱(pKa4.2)，不能与硫酸成盐。磷酸氯喹和磷酸伯氨喹为三元生物碱；磷酸咯萘啶为五元生物碱；磷酸哌喹为六元生物碱。2.旋光性喹啉类抗疟药基本都具有手性，硫酸奎宁为左旋体，其比旋度为-237o至-224o；二盐酸奎尼也为左旋体，其比旋度为-223o至-229o。而磷酸哌喹和磷酸咯萘啶不具有手性。3.荧光特性硫酸奎宁和二盐酸奎尼在稀硫酸溶液中均显蓝色荧光。4.紫外吸收光谱特征由于喹啉类药物分子结构中含有吡啶与苯稠合而成的喹啉杂环，具有共轭体系，可用紫外吸收光谱的特征鉴别该类药物。二、鉴别试验1．绿奎宁反应（Thalleioquinreaction）奎宁和奎尼丁为6位含氧喹啉衍生物，可以发生绿奎宁反应。以6-羟基喹啉为例，经氯水的氯化反应，再以氨水处理，生成绿色的二醌基亚胺的铵盐，即为绿奎宁反应的基本机制。硫酸奎宁和二盐酸奎尼的绿奎宁反应机制同上。取其水溶液，加溴试液0.2ml和氨试液1ml，即显翠绿色，加酸成中性变成蓝色，成酸性时则为紫红色。翠绿色可转溶于醇、三氯甲烷中而不溶于醚。因此ChP2010采用此反应鉴别硫酸奎宁和二盐酸奎尼。ChP2010硫酸奎宁的绿奎宁反应鉴别：取本品约5mg，加水5ml溶解后，加溴试液3滴与氨试液1ml，即显翠绿色。2．光谱特征（1）紫外吸收光谱特征由于喹啉类药物分子结构中含有吡啶与苯稠合而成的喹啉杂环，具有共轭体系，可用紫外吸收光谱的特征鉴别该类药物。ChP2010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。ChP2010磷酸氯喹的UV鉴别：取本品，加0.01mol/L盐酸溶液制成每1ml中约含10g的溶液，照紫外-可见分光光度法测定，在222nm、257nm、329nm与343nm的波长处有最大吸收。3ChP2010磷酸咯萘啶的UV鉴别：取本品，加磷酸盐缓冲溶液(pH7.0)制成每1ml中约含10g的溶液，在260nm与276nm的波长处有最大吸收。（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。ChP2010硫酸奎宁的荧光鉴别：取本品约20mg，加水20ml溶解后，分取溶液10ml，加稀硫酸使成酸性，即显蓝色荧光。（3）红外吸收光谱特征硫酸奎宁、二盐酸奎宁、磷酸氯喹、磷酸哌喹、磷酸咯萘啶和磷酸伯氨喹在ChP2010中均采用红外光谱的方法进行鉴别。ChP2010磷酸氯喹的IR鉴别：取本品约0.5g，置分液漏斗中，加水25ml溶解后，加氢氧化钠试液5ml、乙醚50ml振摇提取，醚层用水洗涤后通过置有无水硫酸钠的漏斗滤过，滤液置水浴上蒸干，残渣用五氧化二磷为干燥剂减压干燥至析出结晶，其红外光吸收图谱应与氯喹的对照图谱一致。3．无机酸盐氯化物的鉴别反应(1)取供试品溶液，加稀硝酸使成酸性后,滴加硝酸银试液，即生成白色凝乳状沉淀；分离，沉淀加氨试液即溶解，再加稀硝酸酸化后，沉淀复生成。如供试品为生物碱或其他有机碱的盐酸盐，须先加氨试液使成碱性，将析出的沉淀滤过除去，取滤液进行试验。(2)取供试品少量，置试管中，加等量的二氧化锰，混匀，加硫酸湿润，缓缓加热，即发生氯气，能使用水湿润的碘化钾淀粉试纸显蓝色。磷酸氯喹、磷酸哌喹、磷酸咯萘啶和磷酸伯氨喹都具有磷酸根，显磷酸盐反应进行鉴别。磷酸盐的鉴别反应(1)取供试品的中性溶液，加硝酸银试液，即生成浅黄色沉淀；分离，沉淀在氨试液或稀硝酸中均易溶解。(2)取供试品溶液，加氯化铵镁试液，即生成白色结晶性沉淀。(3)取供试品溶液，加钼酸铵试液与硝酸后，加热即生成黄色沉淀；分离，沉淀能在氨试液中溶解。（三）特殊杂质检查1．硫酸奎宁中特殊杂质检查ChP2010硫酸奎宁进行酸度、三氯甲烷-无水乙醇不溶物、其他金鸡纳碱、干燥失重、炽灼残渣的检查。奎宁主要来源于金鸡纳树皮，在提取分离过程中除了得到奎宁外，还得到了奎宁丁、辛可宁和辛可尼定等其他金鸡纳碱。硫酸奎宁为白色细微的针状结晶，轻柔，易压缩；无臭，味极苦；遇光渐变色；水溶液显中性反应。在氯仿-无水乙醇(2:1)的混合液中易溶，在水、乙醇、氯仿或乙醚中微4溶。根据硫酸奎宁的制备工艺，产品中有关物质主要是生产过程中产生的中间体以及副反应产物。通过检查酸度、三氯甲烷-乙醇中不溶物质和其他金鸡纳碱等加以控制。1.酸度主要是在成盐过程中引入。检查法：取本品0.20g，加水20ml溶解后，用酸度计进行测定，pH值应为5.7～6.6。2.三氯甲烷-乙醇中不溶物质本项检查主要控制药物在制备过程中引入的醇中不溶性杂质或无机盐类等。检查法：取本品2.0g，加三氯甲烷-无水乙醇(2:1)混合溶液15ml，在50℃加热10分钟后，用称定重量的垂熔坩埚滤过，滤渣用上述混合溶液分5次洗涤，每次10ml，在105℃干燥至恒重，遗留残渣不得过2mg。3.其他金鸡纳碱本项检查主要控制硫酸奎宁中的其他生物碱，采用HPLC或TLC中的主成分自身对照法或杂质对照品对照法进行检查。TLC检查法：取本品，加稀乙醇制成每1ml中约含10mg的溶液，作为供试品溶液；精密量取适量，加稀乙醇稀释制成每1ml中约含50g的溶液，作为对照溶液。吸取上述两种溶液各5l，分别点于同一硅胶G薄层板上，以三氯甲烷-丙酮-二乙胺(5:4:1.25)为展开剂，展开后，微热使展开剂挥散，喷以碘铂酸钾试液使显色。供试品溶液如显杂质斑点，与对照溶液的主斑点比较，不得更深。(二)磷酸咯萘啶的纯度检查ChP2010磷酸咯萘啶进行酸度、水中不溶物、氯化物、甲醛、四氢吡咯、干燥失重的检查。磷酸咯萘啶(疟乃停)对疟原虫红细胞内期裂殖体有杀灭作用。与氯喹无交叉抗药性，临床上用于治疗抗氯喹株恶性疟和抢救脑型疟等凶险型疟疾。磷酸咯萘啶在生产和贮藏过程中引入的有关物质，通过溶液的澄清度与颜色、有关物质等项目的检查进行控制。磷酸咯萘啶为黄色至橙黄色结晶性粉末；无臭，味苦；具引湿性。在水中溶解，在乙醇或乙醚中几乎不溶。1.酸度主要是在成盐过程中引入。本品水溶液的pH值如小于2.4，刺激性较大。检查法取本品1.0g，加水25ml溶解后，用酸度计进行测定，pH值应大于2.4。52.水中不溶物本品加水溶解后，稍放置即有黄色不溶物产生，影响质量。故质量标准按给药途径不同，规定其不同限量以控制质量。检查法取本品2.0g，加水25ml振摇使溶解，放置30分钟，用置105℃恒重的4号垂熔玻璃坩埚滤过，沉淀用水15ml分次洗涤，在105℃干燥4小时，遗留残渣不得过4mg(供注射用)或7mg(供口服用)。3.氯化物系生产工艺中带入。检查时为了避免溶液颜色的干扰，先加碱使咯萘啶沉淀析出，然后再对滤液进行检查。检查法取本品0.10g，加水4ml使溶解，加20％碳酸钠溶液5ml，摇匀，使沉淀完全，用5号垂熔玻璃漏斗滤过，容器用水15ml分次洗涤、滤过，合并滤液，加水使成25ml，依氯化物法检查，与标准氯化钠溶液3.0ml制成的对照液比较，不得更浓(0.03％)。4.甲醛在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。检查法取本品50.0mg，加水2ml使溶解，加5%碳酸钠溶液4ml，搅匀，滤过，滤液加硫酸溶液(1→2)3ml，冷却后加品红亚硫酸试液5ml，在20～30℃保温30分钟，如显色，与新制的甲醛溶液(每1ml含甲醛0.10mg的水溶液)1.0ml用同一方法制成的对照液比较，不得更深(0.2%)。5.四氢吡咯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。检查法取本品10mg，加水2ml溶解后，加5％碳酸钠溶液2ml，搅拌，滤过，滤液加新制的亚硝基铁氰化钠乙醛试液1ml，摇匀，5分钟内不得显蓝紫色。四、含量测定(一)硫酸奎宁的含量测定硫酸奎宁具有生物碱的性质，很难在水溶液中用酸直接滴定。而在非水酸性介质中，碱性显著增强，即可以在冰醋酸或醋酐等酸性溶液中，用高氯酸滴定液直接滴定，以指示剂或电位法确定终点。由于硫酸为二元酸，在水溶液中能进行二级解离，但在冰醋酸介质中，只能解离为HSO4ˉ，所以生物碱的硫酸盐在冰醋酸中只能滴定至硫酸氢盐。(BH+)2∙SO42-+HClO4BH+∙ClO4-+BH+∙HSO4ˉ测定时还应注意生物碱分子结构中氮原子碱性的强弱，正确判断反应的摩尔比，以6准确计算结果。ChP2010硫酸奎宁的含量测定法：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。奎宁为二元碱，喹核氮可与硫酸成盐，喹啉环氮不与硫酸成盐，但在冰醋酸介质中用高氯酸滴定时，却能与高氯酸成盐。即：因此，1mol硫酸奎宁消耗3mol高氯酸滴定液。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。ChP2010硫酸奎宁片的含量测定法：取本品20片，除去包衣后，精密称定，研细，精密称取适量(约相当于硫酸奎宁0.3g)，置分液漏斗中。加氯化钠0.5g与0.1mol/L氢氧化钠溶液10ml，混匀，精密加三氯甲烷50ml，振摇10分钟，静置，分取三氯甲烷液，用干燥滤纸滤过，精密量取续滤液25ml，加醋酐5mL与二甲基黄指示液2滴，用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定至溶液显玫瑰红色，并将滴定结果用空白试验校正。每1ml高氯酸滴定液(0.1mol/L)相当于19.75mg的(C20H24N2O2)2·H2SO4·2H2O。测定中1mol硫酸奎宁可转化为2mol奎宁，每1mol奎宁