生物碱类药物的分析

生物碱类药物的分析第十章教学目标（1）掌握各类生物碱药物的特征鉴别试验（2）掌握各类生物碱药物的含量测定方法、原理及结果判断（3）了解各类生物碱药物的结构特征及性质生物碱生物体内含氮有机化合物的总称，大都具有特殊而显著的生理活性，治疗剂量与中毒剂量较接近植物动物特点1．含氮碱性化合物2．没有共同母核3．多数具有含氮杂环结构，少数氮在侧链上（如麻黄碱）4.绝大部分存在于植物体内；少数存在于动物体内（如蟾蜍碱）生物碱类药物苯烃胺类托烷类喹啉类异喹啉类吲哚类黄嘌呤类盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱硫酸阿托品、氢溴酸山莨菪碱硫酸奎宁、硫酸奎尼丁盐酸吗啡、磷酸可待因硝酸士的宁、利血平咖啡因、茶碱第一节结构与性质一、苯烃胺类麻黄碱（l）CCCH3OHNHCH3HH手性（二）性质•1.碱性•2.旋光性•3.紫外特征吸收•4.氨基醇性质CCCH3OHNHCH3HHNCH3OCOCHCH2OH2H2SO4H2O二托烷类药物结构特征为莨菪烷衍生物莨菪醇与有机酸缩合的酯莨菪酸莨菪醇硫酸阿托品（一）典型药物结构颠茄洋金花莨菪喹琳类药物分子结构中含有吡啶与苯稠合而成的喹啉杂环。喹啉类药物的分析本类药物结构特征为苯并吡啶（氮原子在α-位）喹啉（喹核碱）（喹啉环）NCHCH2CNOHCH3OHH2H2SO4·2H2O硫酸奎宁（一）典型药物结构硫酸奎尼丁2NCHCH3ONCHCH2HHOHH2SO4·2H2O主要化学性质碱性：喹核碱上的N原子具有碱性，与强酸成盐旋光性：硫酸奎宁(左旋)，比旋度为-237°-244°硫酸奎宁丁(右旋)，比旋度为+275+290°荧光特性：硫酸奎宁在稀硫酸中显蓝色荧光硫酸奎宁丁在稀硫酸中显蓝色荧光，1.6pKb脂环胺85.9pKa酚羟基弱酸性（两性）OHOOHHNCH3吗啡四异喹啉类：NONO士的宁061.pKb五吲哚类：结构特征为苯并吡咯吲哚环7112.pKb六黄嘌呤类：结构特征系由嘧啶二酮和咪唑稠合黄嘌呤咖啡因NNNNCH3CH3CH3OOpKb=14.15六黄嘌呤类：NNNNCH3CH3OO茶碱H1、碱性强弱取决于分子中氮原子上所连接基团的电效应及立体效应七、生物碱类药物的通性3、可用非水碱量法测定含量2、可与生物碱沉淀剂反应→↓（一）碱性*季铵碱*N在脂链或脂环上，碱性较强，易与酸成盐*N在芳环上，碱性较弱奎宁环、吲哚环＞芳酰胺＞N—芳杂环＞芳胺＞氨芳香脂胺＞脂肪胺、脂环胺＞麻黄碱、阿托品、奎宁（二）溶解性游离生物碱难溶于水易溶于有机溶剂易溶于水不溶于有机溶剂H生物碱盐OH（三）旋光性阿托品虽有手性C，但为消旋体天然生物碱多为左旋体一般左旋体有生理活性一、一般鉴别反应（一）沉淀反应↓H+生物碱+生物碱沉淀试剂第二节鉴别试验常用的生物碱沉淀试剂为：1.重金属盐类，如K2HgI4、KBiI4、I2—KI、二氯化汞等；2.大分子酸类，如磷钼酸、硅钨酸等。（二）显色反应常用的显色试剂：浓硫酸、浓硝酸、钼硫酸、钒硫酸、硒硫酸、甲醛硫酸等（三）熔点测定法（四）UV（五）IR（六）色谱法1.HPLC2.TLC（常用）硅胶为吸附剂：游离生物碱能顺利迁移，生物碱盐类吸附太牢，造成严重拖尾。解决方法：（1）在展开剂中加少量的碱性试剂，如氨、二乙胺、有机脂烃胺类；（2）硅胶板用碱处理二、特征鉴别反应（一）双缩脲反应侧链具有氨基醇结构紫堇色盐酸伪麻黄碱盐酸麻黄碱4CuSO水层蓝色醚层紫红OH-乙醚CCCH3OHNHCH3HH麻黄碱（l）CHOHCHNHCH3CH3OHCHCHCH3NHCH3CuOH2铜配位化合物（二）Vitali反应托烷生物碱硫酸阿托品+发烟HNO3·黄色醇制KOH深紫色氢溴酸山莨菪碱（三）绿奎宁反应含氧喹啉衍生物的反应硫酸奎宁、硫酸奎尼丁褪色奎尼丁奎宁或22ClBrH+翠绿色氨水NCHCH2CNOHCH3OHH2H2SO4·2H2O硫酸奎宁（四）紫脲酸胺反应黄嘌啉类生物碱KClO3+HCl紫色消失KOH氨气蒸干紫色+咖啡因茶碱咖啡因NNNNCH3CH3CH3OOpKb=14.15六黄嘌呤类：NNNNCH3CH3OO茶碱H（五）与芳醛缩合显色反应——吲哚生物碱1.利血平+新制香草醛→玫瑰红色红色绿色二甲氨基苯甲醛对利血平冰醋酸冰醋酸、硫酸2.六吗啡生物碱的特征反应1.甲醛-硫酸反应含羟基异喹啉类生物碱硫酸甲醛盐酸吗啡紫堇色2.与钼硫酸试液的反应盐酸吗啡+钼硫酸→→→紫色蓝色棕绿色OHOOHHNCH3吗啡3.还原反应吗啡的弱还原性3FeCl6263Fe(CN)KFe(CN)K普鲁士蓝吗啡吗啡与磷酸可待因的区分反应例[3～7]A、双缩脲反应B、Marquis反应C、两者皆是D、两者皆不是3、盐酸麻黄碱4、盐酸吗啡5、咖啡因6、硫酸奎尼丁ABDD例1、能够发生Vitali反应的药物是A、盐酸吗啡B、硫酸奎宁C、磷酸可待因D、盐酸麻黄碱E、硫酸阿托品97：83．咖啡因和茶碱的特征鉴别反应是A.双缩脲反应B.Vitali反应C.Marquis反应D.紫脲酸铵反应E.绿奎宁反应第三节特殊杂质检查•特殊杂质检查主要根据药物与杂质的理化性质差异来进行。一、药物与杂质的物理性质差异（一）溶解性的差异利用药物与杂质在溶解性方面的差异进行检查。硫酸奎宁中三氯甲烷-乙醇中不溶物的检查:三氯甲烷-乙醇中不溶物为硫酸奎宁制备过程中易引入的无机盐及其他生物碱。检查方法：取供试品2g,溶于三氯甲烷-无水乙醇（2:1）混合液中，不溶物经105℃干燥至恒重，残渣不得过2mg（二）旋光性质的差异硫酸阿托品[检查]莨菪碱取本品，按干燥品计算，加水制成每1ml中含50mg的溶液，依法测定（附录ⅥE），旋光度不得过–0.40°。（三）对光吸收性质的差异利血平中氧化产物的检查：利血平在光照和有氧存在下均易氧化变质，氧化产物具有荧光。因此，《中国药典》规定。供试品置紫外光灯（365nm)下检视，不得显明显的荧光。二、利用药物与杂质在化学性质上的差异（一）酸碱性的差异硫酸阿托品检查方法：取本品0.25g，加盐酸溶液（9→1000）1ml溶解后，用水稀释成15ml,分取5ml,加氨试液2ml，振摇，不得立即发生浑浊。（二）颜色的差异利用待测杂质与化学试剂特有的显色反应进行检查1.盐酸吗啡中阿扑吗啡的检查2.磷酸可待因中吗啡的检查1.盐酸吗啡中阿扑吗啡的检查•取本品50mg，加水4ml溶解后，加碳酸氢钠0.10g与0.1mol/L碘溶液1滴，加乙醚5ml，振摇提取，静置分层后，乙醚层不得显红色，水层不得显绿色。2.磷酸可待因中吗啡的检查•取本品0.1g，加盐酸溶液(9→10000)使溶解成5ml，加NaN02试液2ml，放置15min，加氨试液3ml，所显颜色与吗啡溶液[吗啡2.0mg加HCl溶液(9→10000)使溶解成100m1]5ml，用同一方法制成的对照溶液比较，不得更深。其限量为？三、色谱法（一）薄层色谱法——自身稀释对照法（二）高效液相色谱法—吸附或分配性质的差异薄层色谱法一、非水溶液滴定法（非水碱量法）原料药（一）原理水溶液中滴定突跃不明显，在非水介质中，碱性增强，使滴定顺利进行第四节含量测定HAClOBHHClOABH44置换滴定：中国药典的测定方法为：取经适当方法干燥的供试品适量，加冰醋酸10～30ml使溶解。若供试品为氢卤酸盐，应再加5％醋酸汞的冰醋酸溶液3～5m1，加适宜的指示液1～2滴，用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定，并将滴定结果用空白试验校正。（二）一般测定方法1.溶剂酸性溶剂：冰醋酸、冰醋酸+醋酐、醋酐惰性溶剂：苯、氯仿、四氯化碳能影响溶质的解离情况和能影响酸碱强度很大的溶剂：硝基甲烷、丙酮、二氧六环2.滴定剂：高氯酸的冰醋酸溶液或高氯酸的二氧六环溶液3.指示终点的方法电位法：玻璃—甘汞电极系统指示剂法：结晶紫、喹哪啶红、二甲基黄、橙黄IV等（三）注意事项1、水分的存在可影响滴定突跃，通常加入醋酐，以吸收冰醋酸及高氯酸中含有的水分。2、温度及贮存条件对滴定液的浓度有影响。（三）方法适用范围•主要用于Kb10-8的有机碱盐，对于不同碱性的杂环类药物只有选择合适的溶剂和指示终点方法才能获得满意的滴定结果注意酸根的影响•冰醋酸溶液中各酸根的酸性强弱如下：高氯酸氢溴酸硫酸盐酸硫酸氢根硝酸磷酸、有机酸HAClOBHHClOABH44置换滴定：一般均预先在溶液中加入Hg(Ac)2的冰醋酸溶液，以消除氢卤酸对滴定的干扰。22HgXAc2BHHg(Ac)X2BH理论量1～3倍1.氢卤酸盐的测定取本品约0.15g，精密称定，加冰醋酸10ml，加热溶解后，加醋酸汞试液4ml与结晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.1mo1/L）滴定至溶液显翠绿色，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20.17mg的C10H15NO·HCl。盐酸麻黄碱生物碱的硫酸盐，在冰醋酸介质中只能被滴定至生物碱的硫酸氢盐。···2---+BH+ClO4BH+HSO4+(BH+)2SO4HClO42.硫酸盐的测定A.硫酸阿托品HClO4直接滴定时，反应摩尔比为1∶1H2OH2SO42NCH3OCOCHCH2OHB.硫酸奎宁HClO4直接滴定时，反应摩尔比为1∶3NCH3OCOHHNCHCH2H2H2SO4H2OC.硫酸奎宁片碱化、有机溶剂提取后滴定反应摩尔为1∶4NCH3OCOHHNCHCH2H2H2SO4H2Omlmg18.02Lg18.021molg180.16Lmol0.1nCMT滴定度，每1ml滴定液相当于被测组分的mg数，mg/ml滴定液浓度，mol/L被测物的摩尔质量，g/mol1mol样品消耗滴定液的摩尔数，常体现为反应摩尔比，即1∶n因HNO3具有氧化性，可使指示剂变色，一般电位法指示终点。如硝酸士的宁、硝酸毛果芸香碱3.硝酸盐的测定取本品约0.3g，精密称定，加冰醋酸20ml，振摇使溶解，照电位滴定法（附录ⅦA），用高氯酸滴定液（0.1mo1/L）滴定，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39.74mg的C21H22N2O2·HNO3。硝酸士的宁在冰醋酸介质中是弱酸，可直接用高氯酸进行滴定，如磷酸氯喹、磷酸可待因4.磷酸盐的测定由于有机酸系弱酸，对滴定无干扰，能准确滴定，可直接用高氯酸进行滴定。5.有机酸盐的测定取本品约60mg，精密称定，加冰醋酸20ml溶解后，加结晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.05mo1/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（0.05mol/L）相当于22.07mg的C19H23N3O2·C4H4O4。马来酸麦角新碱若被置换出的有机酸不溶于冰醋酸，应先将样品碱化，有机溶剂提取游离碱后，再非水碱量法测定。对不同酸根采取的措施•HX——加HgAc2→HgX2↓•H2SO4——生物碱的硫酸盐通常为2分子生物碱与1分子硫酸成盐，可直接滴定至HSO4-（注意摩尔比）•HNO3——可氧化指示剂，妨碍终点观察，改用电位法测定•磷酸、有机酸——无需处理，直接滴定二、提取中和法（提取酸碱滴定法、提取容量法）（一）原理与方法生物碱盐类可溶解于水，不溶于有机溶剂游离生物碱不溶于水，易溶于有机溶剂依据性质中和法测定有机层（B）水层有机溶剂OH-sol过滤sol(BH+)稀酸或H2O游离生物碱或生物碱盐类1.碱化2.有机溶剂提取磷酸可待因片应用水硫酸溶液溶解、过滤滤液氨试液碱化三氯甲烷提取磷酸可待因片的含量测定（剩余滴定法）水浴蒸干过量的硫酸滴定液氢氧化钠滴定液回滴3.中和法测定终点酸滴定液滴定）（中性乙醇）残渣（，蒸干）有机层（BsolBB（1）直接滴定法用于碱性较强的生物碱（2）剩余滴定法用于碱性较弱的生物碱终点碱滴定液滴定）（定量过量的酸标准溶液）残渣（，蒸干）有机层（