巴比妥类药物分析.

第五章巴比妥类药物的分析AnalysisofBarbiturate药理作用简介：巴比妥类药物是一类作用于中枢神经系统的镇静剂，属于巴比妥酸的衍生物，其应用范围可以从轻度镇静到完全麻醉，还可以用作抗焦虑药、安眠药、抗痉挛药。长期使用则会导致成瘾性。巴比妥类药物目前在临床上已很大程度上被苯二氮䓬类药物所替代。不过，在全身麻醉或癫痫的治疗中仍会使用巴比妥类药物。结构剖析理化特征鉴别试验杂质检查含量测定练习与思考基本要求基本内容基本要求一、掌握巴比妥类药物的结构、性质和含量测定的基本原理与方法。二、熟悉本类药物鉴别试验的基本原理与方法。三、了解本类药物的体内分析方法。（一）结构通式CCCONONCOR1R2R3543216HH临床常用：5，5－取代物1，5，5－取代物C2位硫取代物母核：巴比妥酸，丙二酰脲的结构一、结构特征与典型药物CCCONONCOH5C2H5C2HH巴比妥CCCONONCOH5C2HH苯巴比妥CCCONONCONaCH2CHCH2CHCH3C3H7H司可巴比妥钠NNOOHSNaC2H5CH3CH2CH2CHCH3硫喷妥钠异戊巴比妥(H3C)2HCH2CH2CCCOCONHNHCOH5C2结构:丙二酰脲性质：丙二酰脲类反应应用：鉴别、含量测定1,3-二酰亚胺鉴别弱酸性苯环、丙烯基鉴别、含量测定各有特性结构决定性质1.弱酸性1，3-二酰亚胺基团（-CO-NH-CO-），能发生酮式-烯醇式互变异构，在水溶液中发生二级电离OR2R1HOONHNOR2R1HONNOR2R1HOONNOR2R1HOONNOH++H-H-H++pK1=8pK2=12（二）主要性质CONHCNCOOHR1R2+NaOHCONHCNCOONaR1R2+H2O弱酸性弱碱性白色结晶易溶于有机溶剂易溶于水H+用于：分离、鉴别、检查和含量测定。CONHCNCOOHR1R2+5NaOH+2Na2CO3COONaR1R2+2NH32.水解反应(1)巴比妥类药物的水解酰亚胺基团，与碱溶液共沸就可以水解生成氨气，生成的氨气可使红色石蕊试纸变蓝。反应式如下：OR2R1HONNONaR2R1R2R1CCOONaCONHCONH2CHCOONa+2NH3H2OH2O(2)巴比妥类药物钠盐的水解本类药物钠盐的水溶性比较大，在吸湿的情况下也能水解。水解的速度与温度和pH值有关。室温和pH10以下时水解较慢，pH11以上随着碱度的增加水解速度也随之加快。3.与重金属反应（丙二酰脲基团）可溶性一银盐不溶性二银盐白色↓CONHCNCOCR1R2ONa+AgNO3+Na2CO3CONCNCOCR1R2ONaAg+NaHCO3NaNO3+(1)与Ag+的反应AgNO3AgCCOCONNCOR1R2Ag(2)与Cu2+的反应巴比妥类+铜吡啶试液吡啶紫色或紫堇色↓硫喷妥钠+铜吡啶试液吡啶绿色CR1R2COCONHNHCO水—吡啶CR1R2COCONNHCOH部分离子化CR1R2COCONNHCO-+H+N+CuSO42NNCu2++SO42-CR1R2COCONNHCO-2+NNCu2+CR1R2COCONNHCOCR1R2COCONNHCOCuNN(3)与Co2+的反应这一反应的现象与铜盐反应的现象相似，均生成紫堇色配位化合物。本反应要求在无水的条件下进行，所用试剂均应不含水分，以使反应灵敏，而且形成的有色产物也比较稳定，常用无水乙醇或甲醇；钴盐为醋酸钴、硝酸钴或氧化钴；碱以有机碱为好，一般采用异丙胺。CONHCONHCOR1R22+Co2++4(CH3)2CHNH2+CoR2R1CONHCONCOR2R1NCONHCOCONHCH(CH3)2NHCH(CH3)2(CH3)2CHN+H32(4)与Hg2+的反应NHNOOHR1R2OOR2R1HOONNOR2R1ONN+Hg(NO3)2-HNO3HgNO3HgNO3HgNO3NNOR1R2O+NH3+H2OHgOHNNOR1R2OOHOHONH4-++HNO3白色4.与香草醛的反应丙二酰脲基团中氢比较活泼，可与香草醛在浓硫酸存在下发生缩合反应，生成棕红色产物。NHNCH3(CH2)2CHH5C2CH3OOOOOOCH3H5C2CH3(CH2)2CHNNCHOCH3OHCHO+H2OHHHNNOOOCH3CH(CH2)2CH3C2H5OCH3OH棕红色OOCH3H5C2CH3(CH2)2CHNNCHNNOOCH3CH(CH2)2CH3C2H5OHHOOHOCH3蓝色加乙醇后，其反应产物可转变为5.紫外吸收光谱特征主要特点：随着电离级数的不同，巴比妥类药物的紫外光谱会发生显著的变化。也就是说，溶液pH值的不同以及取代基的不同会对紫外光谱产生影响。A.H2SO4溶液（0.05mol/L）B.pH9.9缓冲液C.NaOH溶液（0.1mol/L）巴比妥类药物的紫外吸收光谱硫喷妥的紫外吸收光谱HCl溶液(0.1mol/L)－－－－NaOH溶液(0.1mol/L)pH5,5-取代物1,5,5-取代物C2硫代1(原形)无无287nm（大）238nm（小）10(一级电离)240nm240nm304nm（大）255nm（小）13(二级电离)255nm240nm304nm巴比妥类药物在不同pH溶液中的λmax6.色谱行为特征（主要用于鉴别）（1）TLC一般采用对照品比较法，要求供试品主斑点应与对照品斑点一致。（2）HPLC与对照品比较保留行为，主要是比较保留时间和相对保留时间。巴比妥：长方形苯巴比妥：球形→花瓣状7.显微结晶（1）药物本身的晶形巴比妥类药物的酸性水溶液可析出相应巴比妥类药物的特殊结晶。巴比妥苯巴比妥硫酸铜-吡啶试液十字形紫色结晶浅紫色细小不规则的或类似菱形的结晶（2）反应产物的晶形二、鉴别试验苯环反应不饱和烃反应硫元素的反应(二）测定熔点巴比妥类的钠盐＋酸→游离巴比妥类药物↓→过滤→洗涤→干燥→测熔点(一)丙二酰脲鉴别反应这一鉴别试验已经收载在中国药典附录中的“一般鉴别试验”项下。包括银盐反应和铜盐反应，分别生成沉淀和呈色反应。OHONNNaOCH2CH3CH3CH3CH3CH2NaONNOHO+I2II（碘、溴）（高锰酸钾）①与碘试液反应（三）利用特殊取代基或元素的鉴别试验1.利用不饱和取代基的鉴别试验司可巴比妥钠原理：含丙烯基，可发生加成或氧化反应OHONNNaOCH2CH3CH3CH3CH3CH2NaONNOHO+2KMnO4+4H2OOHOH3+2MnO2+2KOH3②与高锰酸钾的反应原理：具有还原性，在碱性溶液中与高锰酸钾反应，使紫色的高锰酸钾还原成棕色的二氧化锰。NHNOHOO+H3CH3C+OOHONHN2KNO3+H2SO4K2SO4+2H2OO2NNO2黄色2.利用芳环取代基的鉴别试验苯巴比妥①硝化反应苯巴比妥或其钠盐，与硝酸钾和硫酸共热，生成黄色硝基化合物。②与硫酸-亚硝酸钠的反应苯巴比妥与硫酸-亚硝酸钠反应生成橙黄色产物，并随即转变为橙红色。③与甲醛-硫酸的反应苯巴比妥与甲醛-硫酸反应，生成玫瑰红色产物。3.硫元素的反应硫喷妥钠可将其硫元素转变为无机硫离子，而显硫化物的反应。如硫喷妥钠在氢氧化钠试液中与铅离子反应生成白色沉淀；加热后，沉淀转变成黑色的硫化铅。三、特殊杂质检查特殊杂质：在特定药物的生产和贮存过程中引入的杂质。药物中特殊杂质的检查主要是根据药物和杂质在物理、化学性质上的差异来进行的。1.苯巴比妥的特殊杂质检查OHCl[]ONa[],CH3ONaC=OH2NH2N)((I)C2H5-C[]C2H5BrCOOC2H5COOC2H5COOC2H5COOC2H5-CHHCl[],C2H5ONaOC2H5OC2H5O=CCOOC2H5COOC2H5-C=C-ONa-CH2COOC2H5C2H5OH,H2SO4CH2CONH2NHNOHOH3CH3COHONN[水解]酯化[]，缩合酸化[]，[]消除乙酰化环合酸析主要是控制副产物苯基丙二酰脲。苯基丙二酰脲是由于中间体（Ⅱ）的乙基化反应不完全，而与脲素缩合生成的。其酸性比苯巴比妥强，能使甲基橙指示剂呈红色。方法：在一定量苯巴比妥供试液中，加入甲基橙指示剂不得显红色（1）酸度（指示剂法）NHNOOOHHC6H5（2）乙醇溶液的澄清度主要控制苯巴比妥中乙醇不溶性杂质（中间体Ⅰ）利用杂质在乙醇溶液中的溶解度比苯巴比妥小的特性进行检查。方法：溶液应澄清供试品加热回流乙醇min3ml5g0.1（3）中性或碱性物质中性或碱性物质是由中间体（Ⅰ）形成的酰胺、酰脲或分解产物等杂质，不溶于氢氧化钠试液但溶于乙醚；而苯巴比妥具有酸性，溶于氢氧化钠试液，故采用提取重量法测定其含量。min1g0.1ml255mlOHml10NaOH2振摇供试品乙醚mg3h1105ml/53残渣过滤醚层℃干燥次次水洗（杂质）四、含量测定银量法溴量法巴比妥类药物的含酸碱滴定法量测定方法紫外分光光度法HPLC法、GC法（一）银量法优点：操作简便，专属性较强。缺点：受温度影响较大；以溶液出现浑浊来指示终点难以观察。1.原理：巴比妥类一银盐二银盐↓Na2CO3AgNO3终点：电位法（Ag－玻璃电极系统）AgNO32.测定方法与计算例如:异戊巴比妥及其钠盐的测定：溶剂：甲醇碱性试液：新配3％无水Na2CO3滴定液：AgNO3滴定液（0.1mol/L）终点：电位法％含量＝100WTFVNaOCH2CH3CH3NNOHOOHONNCH3CH3CH2NaO+Br2BrBr（定量过量）Br2+2KI2KBr+I2（剩余）I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6（二）溴量法近终点时，加淀粉指示液，继续滴定至蓝色消失将滴定的结果用空白试验校正1.原理：司可巴比妥钠含不饱和键，与溴定量地发生加成反应原料药剩余滴定法%100F%WTVV样空含量2.计算注意事项：（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以减少溴和碘逸失带来的误差。（三）酸碱滴定法（酸量法）呈弱酸性，可作为一元酸以标准碱液直接滴定，或在非水溶液中用强碱溶液直接滴定。常用的方法如下：1.在水－乙醇混合溶剂中滴定基于本类药物在水中的溶解度较小，滴定时多在醇溶液或含水的醇溶液中进行，这样可避免反应中产生的弱酸盐易于水解而影响滴定终点。常以麝香草酚酞为指示剂，滴定至淡蓝色为终点。例如：异戊巴比妥的含量测定取本品约0.5g，精密称定，加乙醇20ml溶解后，加麝香草酚酞指示剂6滴，用氢氧化钠滴定液（0.1mol/L）滴定，并将滴定结果用空白试验校正，即得。每1ml氢氧化钠滴定液（0.1mol/L）相当于22.63mg的C11H18N2O3。2.在胶束水溶液中滴定表面活性剂是一种所谓“两亲”分子，即其分子是由亲水基团和亲脂基团两部分组成。当表面活性剂在水溶液中浓度很低时，基本上呈单分子状态存在，但当超过某一浓度时（临界胶束浓度），多余的表面活性剂分子在溶液中不再分散，而是聚集成有一定分子组成数的聚集物，称为胶束或胶团。胶束具有增溶作用，水溶液中胶束的存在能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度增加，并显著改变弱酸、弱碱性物质的解离，使其酸碱性增强。本法是在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。常用的有机表面活性剂有：溴化十六烷基三甲基苄铵(CTMA)和氯化四癸基二甲基苄铵(TDBA)。采用本法测定巴比妥和苯巴比妥的结果的相对标准差（RSD）均小于0.3%，并优于在水-乙醇混合溶液中的滴定方法。3.非水滴定法巴比妥类药物在非水溶液中的酸性增强，用碱性标准溶液滴定时，终点较为明显，可获得比较满意的结果。测定时常用的有机溶剂有二甲基甲酰胺、甲醇、氯仿、丙酮、无水乙醇、苯、吡啶、甲醇-苯（15׃85）、乙醇-氯仿（1׃10）等；常用的滴定剂有甲醇钾（钠）的甲醇（或乙醇）溶液、氢氧化四丁基铵的氯苯溶液等；常用的指示剂为麝香草酚蓝等，也可用玻璃-甘汞电极系统，以电位法指示终点。（四）紫外分光光度法原理：巴比妥类药物在碱性介质中电离为具有