第六章胺类药物的分析

第六章胺类药物的分析1.芳胺类药物的分析芳胺类药物主要分为两类：一类为芳伯氨基未被取代，而在芳环对位有取代的对氨基苯甲酸酯类。另一类则为芳伯氨基被酰化，并在芳环对位有取代的酰胺类药物。一、结构与性质(一)对氨基苯甲酸酯类药物本类药物分子中都具有对氨基苯甲酸酯的母体，结构通式如下：1、典型药物：苯佐卡因、盐酸普鲁卡因和盐酸丁卡因等局部麻醉药。结构为:苯佐卡因盐酸普鲁卡因(Benzocaine)(ProcaineHydrochloride)盐酸丁卡因(TetracaineHydrochloride)盐酸普鲁卡因胺（抗心律失常药）因其化学性质与本类药物很相似，也在此一并列入讨论。其结构如下：2、主要化学性质1）芳伯氨基特性显重氮化－偶合反应；与芳醛缩合反应；易氧化变色等。2）水解特性含酯键（或酰胺键）易水解。其水解的快慢受光线、热或碱性条件的影响。水解产物主要为对氨基苯甲酸（PABA）。3）弱碱性除苯佐卡因外，因其脂烃胺侧链为叔胺氮原子，故具有弱碱性。因此能与生物碱沉淀剂发生沉淀反应；但在水溶液中不能用标准酸直接滴定，在非水溶剂中能滴定。4）其它特性本类药物的游离碱多为碱性油状液体或低熔点固体，难溶于水，可溶于有机溶剂。其盐酸盐均系白色结晶性粉末，具有一定的熔点，易溶于水和乙醇，难溶于有机溶剂。(二)酰胺类药物本类药物均系苯胺的酰基衍生物，其共性是具有芳酰氨基，基本结构为：1、典型药物：对乙酰氨基酚（扑热息痛）等解热镇痛药、盐酸利多卡因和盐酸布比卡因等局部麻醉药及醋氨苯砜抗麻风药。结构为：对乙酰氨基酚醋氨苯砜(Paracetamol)(Acedapsone)盐酸利多卡因盐酸布比卡因(LidocaineHydrochloride)(BupivacaineHydrochloride)2、主要化学性质1）水解后显芳伯氨基特性芳酰氨基在酸性溶液中易水解为芳伯氨基，并显芳伯氨基特性反应。水解反应的速度受空间位阻影响：对乙酰氨基酚利多卡因、布比卡因。2）水解产物易酯化对乙酰氨基酚和醋氨苯砜→醋酸→醋酸乙酯的香味。3）酚羟基特性对乙酰氨基酚(FeCl3)。4）弱碱性利多卡因和布比卡因的脂烃胺侧链有叔胺氮原子，显碱性，可以成盐，与生物碱沉淀剂发生沉淀反应。其中与三硝基苯酚试液反应生成的沉淀具有一定的熔点。5）与重金属离子发生沉淀反应盐酸利多卡因和盐酸布比卡因酰氨基上的氮可在水溶液中与铜离子或钴离子络合，生成有色的配位化合物沉淀。此沉淀可溶于氯仿等有机溶剂后呈色。此外，本类药物的紫外吸收和红外吸收光谱特征均可供分析用。二、鉴别试验(一)重氮化－偶合反应分子结构中具有芳伯氨基或潜在芳伯氨基的药物，均可发生重氮化反应，生成的重氮盐可与碱性β－萘酚偶合生成有色的偶氮染料。苯佐卡因、盐酸普鲁卡因和盐酸普鲁卡因胺(盐酸溶液中)+亚硝酸钠进行重氮化反应；对乙酰氨基酚和醋氨苯砜(盐酸或硫酸)加热水解+亚硝酸钠进行重氮化反应。如盐酸普鲁卡因的鉴别反应如下：又如对乙酰氨基酚的鉴别方法取本品约0.1g，加稀盐酸5ml，置水浴中加热40分钟，放冷；取0.5ml，滴加亚硝酸钠试液5滴,摇匀,用水3ml稀释后，加碱性β－萘酚试液2ml，振摇，即显红色。反应式见前面几章。盐酸丁卡因结构中的芳香仲胺在酸性溶液中与亚硝酸钠反应，生成乳白色的N－亚硝基化合物沉淀（可与具有芳伯氨基的同类药物区别）。(二)与三氯化铁反应---对乙酰氨基酚（+FeCl3试液→蓝紫色）。(三)与重金属离子反应1.与Cu2+和Co2+反应盐酸利多卡因，在碳酸钠试液中，与硫酸铜反应生成蓝紫色配位化合物，溶于氯仿则显黄色。（盐酸普鲁卡因、盐酸丁卡因和苯佐卡因等无此反应）。盐酸利多卡因，在酸性溶液中与氯化钴试液反应，生成亮绿色细小钴盐沉淀。2.与Hg2+反应盐酸利多卡因+硝酸汞试液煮沸→显黄色；对氨基苯甲酸酯类药物显红色或橙黄色，可与之区别。3.羟肟酸铁盐反应盐酸普鲁卡因胺分子中具有芳酰胺结构，加入浓过氧化氢溶液，缓缓加热至沸后，先被氧化成羟肟酸，再与三氯化铁作用形成配位化合物羟肟酸铁，其溶液显紫红色，随即变为暗棕色至棕黑色。中国药典95年版采用本法鉴别盐酸普鲁卡因胺。(四)水解产物反应本类药物分子中有些具有酯的结构，在碱性条件下水解，利用其水解产物与试剂的反应进行鉴别。中国药典95年版采用此法鉴别盐酸普鲁卡因、苯佐卡因。1.盐酸普鲁卡因的鉴别方法取本品约0.1g，加水2ml溶解后，加10％氢氧化钠溶液1ml，即生成白色沉淀，加热变为油状物（普鲁卡因）；继续加热，产生的蒸汽（二乙氨基乙醇）能使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色；热至油状物消失后（生成可溶于水的对氨基苯甲酸钠），放冷，加酸酸化，即析出白色沉淀。此沉淀能溶于过量的盐酸。2.苯佐卡因的鉴别方法取本品约0.1g，加氢氧化钠试液5ml，煮沸，即有乙醇生成，加碘试液，加热，即生成黄色沉淀，并发生碘仿的臭气。(五)制备衍生物测熔点(六)紫外特征吸收光谱(七)红外吸收光谱红外吸收光谱具有特征性强，专属性好的特点。因此，国内外药典均把红外吸收光谱作为一种鉴别方法，而且采用该法鉴别的药品不断增加。如中国药典（1995年版）用红外吸收光谱法鉴别的药品，由1990年版的207种增加到316种。该法特别适用于化学结构比较复杂、化学结构相互之间差别较小的药物的鉴别与区别。因为这些药物采用其他理化方法难以进行区别，而用红外吸收光谱法就比较容易区别。以盐酸普鲁卡因与盐酸普鲁卡因胺的红外图谱为例说明。(见图6-1,2及表6-2)四、杂质检查(一)对乙酰氨基酚的杂质检查合成工艺：A、对硝基氯苯→水解→对硝基酚→还原→对氨基酚→乙酰化，制得；B、酚→亚硝化、还原→对氨基酚，乙酰化。在生产过程中除可能引入一般杂质外，还可能引入特殊的杂质。1.乙醇溶液的澄清度与颜色生产工艺中使用铁粉作为还原剂，可能带入成品中，致使乙醇溶液产生浑浊。中间体对氨基酚的有色氧化产物，在乙醇中显橙红色或棕色。检查方法取本品1.0g，加乙醇10ml溶解后，溶液应澄清，无色；如显浑浊，与1号浊度标准液比较，不得更浓；如显色，与棕红色2号或橙红色2号标准液比较,不得更深。2.有关物质由于本品的生产工艺路线较多，不同生产工艺路线所带入的杂质也有所不同，这些杂质主要包括中间体、副产物及分解产物。例如：对氨基酚、对氯乙酰苯胺、O-乙酰基对乙酰氨基酚、偶氮苯、氧化偶氮苯、苯醌和醌亚胺等。以对硝基氯苯为原料，可能引入对氯乙酰苯胺，药典采用薄层色谱法对此项杂质进行限度检查。检查方法取本品的细粉1.0g，置具塞离心管或试管中，加乙醚5ml，立即密塞，振摇30分钟，离心或放置澄清，取上清液作为供试品溶液；另取每1ml中含对氯乙酰苯胺1.0mg的乙醇溶液适量，用乙醚稀释成每1ml中含50μg的溶液作为对照液。吸取供试品溶液200μl与对照溶液40μl，分别点于同一硅胶GF254薄板上。以氯仿－丙酮－甲苯（13:5:2）为展开剂，展开后，晾干，置紫外光灯（254nm）下检视，供试品溶液如显杂质斑点，与对照溶液的主斑点比较，不得更大，更深。3.对氨基酚本品在合成过程中，由于乙酰化不完全或贮藏不当发生水解，均可引入对氨基酚，使本品产生色泽并对人体有毒性，应严格控制其限量。利用对氨基酚在碱性条件下可与亚硝基铁氰化钠生成蓝色配位化合物，而对乙酰氨基酚无此反应的特点，与对照品比较，进行限量检查。检查方法取本品1.0g，加甲醇溶液（1→2）20ml溶解后，加碱性亚硝基铁氰化钠试液1ml，摇匀，放置30min；如显色，与对乙酰氨基酚对照品1.0g加对氨基酚50μg用同一方法制成的对照液（临用配制）比较，不得更深(0.005％）。(二)盐酸普鲁卡因注射液中对氨基苯甲酸的检查普鲁卡因分子结构中有酯键，易发生水解反应。其注射液制备过程中受灭菌温度、时间、溶液pH值、贮藏时间以及光线和金属离子等因素的影响，可发生水解反应生成对氨基苯甲酸和2-二乙氨基醇。其中对氨基苯甲酸随贮藏时间的延长或高温加热，可进一步脱羧转化为苯胺，而苯胺又可被氧化为有色物，使注射液变黄，疗效下降，毒性增加。故中国药典90年版规定，本品注射液应检查水解产物对氨基苯甲酸，其限度不得超过1.2％。检查方法精密量取本品，加乙醇稀释使成为每1ml中含盐酸普鲁卡因2.5mg的溶液，作为供试品溶液。取对氨基苯甲酸对照品,加乙醇制成每1ml中含30μg的溶液,作为对照品溶液。取上述两种溶液各10μl，分别点于含有羧甲基纤维素钠为粘合剂的硅胶H薄层板上，用苯－冰醋酸－丙酮－甲醇（14:1:1:4）为展开剂，展开后，取出晾干，用对二甲氨基苯甲醛溶液（2％对二甲氨基苯甲醛乙醇溶液100ml，加入冰醋酸5ml制成）喷雾显色。供试品溶液如显与对照品溶液相应的杂质斑点，其颜色与对照品溶液主斑点比较，不得更深。五、含量测定(一)亚硝酸钠滴定法本类药物分子结构中具有芳伯氨基或水解后具有芳伯氨基，在酸性溶液中可与亚硝酸钠反应，可用亚硝酸钠滴定法测定含量。由于本法适用范围广，常被国内外药典所采用。中国药典（1995年版）收载用本法测定含量的有：苯佐卡因、盐酸普鲁卡因及其片剂，盐酸普鲁卡因胺及其片剂与注射液，醋酸氨苯砜及其注射液。1.原理芳伯氨基药物在酸性溶液中与亚硝酸钠定量反应，生成重氮盐，用永停法或外指示剂法指示反应终点。2.测定的主要条件重氮化反应的速度受多种因素的影响，亚硝酸钠滴定液及反应生成的重氮盐也不够稳定，因此在测定中应注意以下主要条件：1)加入适量溴化钾加快反应速度：在盐酸存在下，重氮化反应的历程为：慢快快整个反应的速度取决于第一步，而第一步反应的快慢与含芳伯氨基化合物中芳伯氨基的游离程度有密切关系。如芳伯氨基的碱性较弱，则在一定强度酸性溶液中成盐的比例较小，即游离芳伯氨基多，重氮化反应速度就快；反之，则游离芳伯氨基较少，重氮化反应速度就慢。所以，在测定中一般向供试溶液中加入适量溴化钾（中国药典规定加入2g），使重氮化反应速度加快。溴化钾与盐酸作用产生溴化氢，后者与亚硝酸作用生成NOBr：HNO2＋HBr→NOBr＋H2O(1)若供试溶液中仅有HCl，则生成NOCl：HNO2＋HCl→NOCl＋H2O(2)由于(1)式的平衡常数比(2)式的约大300倍，即生成的NOBr量大得多，也就是在供试液中NO+的浓度大得多，从而加速了重氮化反应。2)加过量盐酸加速反应：因胺类药物的盐酸盐较其硫酸盐的溶解度大，反应速度也较快，所以多采用盐酸。盐酸的用量按其反应，1mol的芳胺需与2mol的盐酸作用，但实际测定时往往加入过量的盐酸，有利于：①重氮化反应速度加快；②重氮盐在酸性溶液中稳定；③防止生成偶氮氨基化合物，而影响测定结果。酸度加大，反应向左进行，故可以防止偶氮氨基化合物的生成。若酸度过大，又可阻碍芳伯氨基的游离，反而影响重氮化反应速度。在太浓的盐酸中还可使亚硝酸分解。所以，加入盐酸的量一般按芳胺类药物与酸的摩尔比约为1:2.5～6。3)室温（10～30℃）条件下滴定：通常温度高，重氮化反应速度快；但温度太高，可使亚硝酸逸失，并可使重氮盐分解：一般温度每升高10℃，重氮化反应速度加快2.5倍，但重氮盐分解的速度亦相应地加速2倍；所以滴定一般在低温下进行。由于低温时反应太慢，经试验，可在室温下进行。4)滴定管尖端插入液面下滴定：重氮化反应为分子反应，反应速度较慢，帮滴定不宜过快。为了避免滴定过程中亚硝酸挥发和分解，滴定时将滴定管尖端插入液面下约2/3处，一次将大部分亚硝酸钠滴定液在搅拌条件下迅速加入，使其尽快反应。然后将滴定管尖端提出液面，用少量水淋洗尖端，再缓缓滴定。尤其是在近终点时，因尚未反应的芳伯氨基药物的浓度极稀，须在最后一滴加入后，搅拌1～5分钟，再确定终点是否真正到达。这样可以缩短滴定时间，也不影响结果。3.指示终点的方法有电位法、永停滴定法、外指示剂法和内指示剂法等。药品标准中多采用永停滴定法或外指示剂法指示终点。1)永停滴定法：中国药典规定用永停法指示亚硝酸钠滴定法的终点。电极应为铂－铂电极系统。用亚硝酸钠液滴定，终点前，溶液中无亚硝酸，线路无电流通过，电流计指针指零。终点时溶液中有微量亚硝酸