药物分析-第十章-巴比妥及苯并二氮杂卓类镇静催眠药物的分析

第十章巴比妥类镇静催眠药物的分析1世界卫生组织：27%的人有睡眠问题中国睡眠研究会：中国成年人失眠发生率为38.2%2013世界睡眠日“关注睡眠、关爱心脏”•催眠药：能促进与维持近似生理睡眠的药物•镇静药：能缓解烦躁不安，使之安静的药物•镇静催眠药（sedative-hypnoticdrugs）概述•抗焦虑药：能够治疗焦虑和焦虑症的药物镇静催眠药特点镇静催眠抗惊厥抗癫痫麻醉呼吸肌麻痹剂量抗焦虑作用1.苯二氮卓类2.巴比妥类3.其它类安全性较高，即使大剂量也不会出现中枢麻痹与苯二卓类相比安全性较差较少应用镇静催眠药分类4.新型镇静催眠药剂量中枢效应昏迷麻醉催眠镇静巴比妥类苯二氮卓类苯二氮卓类与巴比妥类的比较1864年，德国化学家拜耳（1905年诺贝尔奖化学家得主）合成出的一种新化合物，丙二酰脲。•1903年，德国化学家菲舍尔和梅林发现了巴比妥酸盐的医学价值。他们发现合成的二乙基巴比妥酸让狗很快沉睡。巴比妥酸于是就成了睡眠的保护神。•1904年拜耳公司将二乙基巴比妥投入市场，商品名定为Veronal（佛罗拿）。•1912年，苯巴比妥（Phenobarbital）由拜耳公司上市，商品名是鲁米娜（Luminal）。随后，拜耳公司开展了一系列的C5位取代基研究。取代基长而有分支（如异戊巴比妥）或双键（如司可巴比妥），则作用强而短；C2位的O被S取代（如硫喷妥），则脂溶性增高，静脉注射立即生效，但维持时间很短。10第一节巴比妥类药物的分析概述•巴比妥类药物是一类临床常用的催眠镇静药。由于这类药物应用广泛，容易因不合理使用而引起中毒，因此，需要对本类药物的原料、制剂进行分析，有时也需要对生物样品中微量巴比妥类药物进行分析。11（一）基本结构一、结构与性质12NHHNOOOC2H5C2H51234565,5-取代的巴比妥类药物巴比妥（Barbital）13苯巴比妥（Phenylbarbital）NHHNOOOC2H512345614异戊巴比妥NHHNOOO123456C2H5CH3CHCH2CH2CH315戊巴比妥NHHNOOO123456C2H5CH3CH2CH2CHCH316己琐巴比妥NHNOOO123456CH3CH31,5,5-取代的巴比妥类药物17NHNSNaOOC2H5C2H5123456硫喷妥钠硫代巴比妥类药物18•环状丙二酰脲、1,3-二酰亚胺基团•决定巴比妥类药物的特性1.环状母核部分•区别各种巴比妥类药物2.取代基部分NHHNOOOR1R2123456结构特点19物理性质：•白色结晶或结晶性粉未，具有固定的熔点•游离巴比妥类药物微溶或极微溶于水，易溶于乙醇及有机溶剂；其钠盐则易溶于水，而不溶于有机溶剂。（二）理化性质20化学性质弱酸性•巴比妥类药物分子结构中都有1,3-二酰亚胺基团，能发生酮式和烯醇式的互变异构，在水溶液中可以发生二级电离。因此，本类药物的水溶液显弱酸性（pKa为7.3-8.4），可与强碱形成水溶性的盐类。21NHHNOOOR1R2NHNOHOOR1R2NHNO-OOR1R2NNO-O-OR1R2-H+-H+H+H+酮式烯醇式互变异构22与强碱的成盐反应：NHNOHOOR1R2NHNONaOOR1R2+NaOH23水解反应(酰亚胺结构)NHNOHOOR1R2+5NaOHCHCOONa+2Na2CO3+2NH3R1R224NHNONaOOR1R2CHCOONa+2NH3R1R2H2OCCOONaCONHCONH2R1R2H2O钠盐吸湿水解25与重金属离子反应二银盐白色可溶性一银盐取代的巴比妥类药物，3323AgNOCONaAgNO55（1）与银盐的反应26NHNONaOOR1R2＋AgNO3+Na2CO3NAgNONaOOR1R2+NaHCO3+NaNO327NAgNONaOOR1R2+AgNO3NAgAgNOOOR1R2+NaNO3白色沉淀155，，取代的巴比妥类药物233NaCOAgNO可溶性银盐28（2）与铜盐的反应巴比妥类药物+紫色或紫色↓铜吡啶试液吡啶硫喷妥钠+绿色铜吡啶试液吡啶NHHNOOOR1R2水－吡啶NHNOHOOR1R2部分离子化NHNO-OOR1R229NHNO-OOR1R2N2+CuSO4NNCu2++（2）与铜盐的反应30NNCuNHNOOOR1R2NHNOOOR1R2（2）与铜盐的反应31巴比妥类药物：紫堇色或紫色含硫巴比妥药物：绿色区别巴比妥类和硫代巴比妥5,5’二取代基的亲脂性越强，其铜配合物越易溶于三氯甲烷32（3）与钴盐的反应无水条件；无水甲醇或乙醇。所用试剂均应不含水分。反应条件：碱性：异丙胺巴比妥类药物+钴盐紫堇色碱性33NHHNOOOR1R2+Co2++4(CH3)2CHNH22NHNOOOR1R2NHNOOOR1R2CoNHCH(CH3)2NHCH(CH3)2（3）与钴盐的反应34（4）与汞盐的反应巴比妥类药物+汞盐→白色↓（可溶于氨试液）NHHNOOOR1R2+Hg(NO3)2NHNOOOR1R2HgNO3NNOHOOR1R2HgNO3NNOHOOR1R2HgNO3+2NH3+H2ONNO-NH4+OOR1R2HgOH+NH4NO3354.与香草醛（vanillin）的反应巴比妥类药物+香草醛棕红色浓硫酸显紫色，变为蓝色乙醇365.紫外吸收光谱特征A.H2SO4溶液(0.05mol/L)B.pH9.9缓冲溶液C.NaOH溶液(0.1mol/L)(pH13)巴比妥类药物的紫外吸收光谱Anm375,5-取代的巴比妥类药物在pH=2的酸性溶液中，因不电离，几乎无明显的紫外吸收。在pH=10的碱性溶液中，发生一级电离，于240nm处有最大吸收。在pH=13的强碱性溶液中，发生二级电离，最大吸收红移至255nm处。38硫喷妥的紫外吸收光谱HCl溶液(0.1mol/L)NaOH溶液(0.1mol/L)硫代巴比妥类药物在酸性或碱性溶液中，均有较明显的紫外吸收。396.薄层色谱行为特征不同分子结构，极性不同，色谱行为不同，可用于鉴别。7.显微结晶不同分子晶体类型不同。40一般鉴别试验（附录Ⅲ）银盐反应和铜盐反应二、鉴别试验（一）丙二酰脲类反应41取供试品约0.1g，加碳酸钠试液1ml与水10m1，振摇2min，滤过，滤液中逐滴加入硝酸银试液，即生成白色沉淀，振摇，沉淀即溶解；继续滴加过量的硝酸银试液，沉淀不再溶解。1.与银盐的反应42取供试品约50mg，加吡啶溶液（1→10）5m1，溶解后，加铜吡啶试液（硫酸铜4g，水90ml溶解后，加吡啶30m1，即得）1m1，即显紫色或生成紫色沉淀。2.与铜盐的反应43取本品约0.5g，加水5ml溶解后，加稍过量稀盐酸，即析出白色结晶性沉淀，滤过；沉淀用水洗净，在105℃干燥后，依法测定，熔点为174-178℃。苯巴比妥钠的鉴别ChP（2005）44（二）特征基团反应原理：硫代巴比妥分子在氢氧化钠溶液中与铅离子生成白色沉淀，加热转化成黑色硫化铅1.硫元素的反应45注射用硫喷妥钠ChP【鉴别】取本品约0.2g，加氢氧化钠试液5ml与醋酸铅试液2ml，生成白色沉淀；加热后，沉淀变为黑色。46(1)与碘试液的反应司可巴比妥钠ChP【鉴别】取本品0.1g，加水10ml溶解后，加碘试液2m1，所显棕黄色在5min内消失。2.不饱和烃取代基的鉴别反应47(2)与高锰酸钾的反应不饱和取代基能在碱性条件下将紫色的高锰酸钾还原为棕色二氧化锰HNNNaOOOCH2CH3CH3HNNNaOOOCH2CH3CH3OHOH+KMnO4+MnO22.不饱和烃取代基的鉴别反应48(1)硝化反应含芳香取代基的巴比妥药物与硝酸钾及硫酸共热，生成黄色硝基化合物3.芳环取代基的反应（鉴别含芳环巴比妥药物）NHHNOOO+2KNO3+H2SO4NHHNOOOH3CH3CNO2O2N+K2SO4+2H2O49（2）与硫酸－亚硝酸钠的反应【鉴别】取本品（苯巴比妥）约10mg，加硫酸2滴与亚硝酸钠约5mg，混合，即显橙黄色，随即转橙红色3.芳环取代基的反应（鉴别含芳环巴比妥药物）50（3）与甲醛－硫酸的反应取本品约50mg，置试管中，加甲醛试液1ml，加热煮沸，冷却，沿管壁缓缓加硫酸0.5ml，使成两液层，置水浴中加热。界面显玫瑰红色3.芳环取代基的反应（鉴别含芳环巴比妥药物）51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。（三）特征熔点行为直接测定将药物制备成衍生物后，再测定衍生物的熔点。间接测定52司可巴比妥钠ChP【鉴别】本品的红外光吸收图谱与对照品的图谱一致。（四）吸收光谱特征红外光谱法（标准图谱对照法）53三、特殊杂质检查（一）苯巴比妥的特殊杂质检查（二）司可巴比妥的特殊杂质检查54（一）苯巴比妥的特殊杂质检查551.酸度——控制苯基丙二酰脲56苯基丙二酰脲酸性强于苯巴比妥，能使甲基橙显红色。要求苯巴比妥供试品水溶液加甲基橙不显红色，控制酸性杂质含量。取本品0.2g，加水10mL，煮沸搅拌1分钟，放冷，过滤，滤液加一滴甲基橙指示剂，不得显红色原理：检查方法：57控制苯巴比妥中间体Ⅰ杂质的量原理：中间体Ⅰ在乙醇溶液中溶解度小。检查方法：取供试品1g，加乙醇5mL，加热回流3min。溶液应澄清2.乙醇溶液澄清度58杂质：2－苯基丁酰胺，2－苯基丁酰脲或分解产物原理：杂质不溶于氢氧化钠但溶于乙醚检查方法：取本品1.0g置分液漏斗，加氢氧化钠试液10mL溶解后，加水5mL和乙醚25mL，分取醚层，用水洗涤3次，每次5mL，醚液过滤，放蒸发皿蒸干，干燥1h，残渣不得超过3mg。3.中性或碱性物质59采用HPLC法4.有关物质60（二）司可巴比妥钠的特殊杂质检查合成工艺61（二）司可巴比妥钠的特殊杂质检查1.水溶液的澄清度——控制水不溶性杂质司可巴比妥钠易溶于水，水溶液应该澄清，否则表明含有不溶于水的杂质。因司可巴比妥钠水溶液易于CO2作用析出司可巴比妥，故检查时须用新煮沸的除去CO2的水。622.中性或碱性物质主要控制合成过程中产生的酰脲、酰胺类副产物杂质不溶于氢氧化钠溶于乙醚，用乙醚提取后，称重，检查其限量63（一）银量法1.原理：在碱性溶液中与银盐反应，形成可溶性一银盐，继续滴至银离子稍过量，形成难溶性的二银盐，溶液变浑浊，指示终点。四、含量测定642.特点专属性强近终点反应慢，难以观察，测定结果偏高溶剂系统：甲醇+3%无水碳酸钠电位法指示（Ag电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极）65苯巴比妥：取本品约0.2g，精密称定，加甲醇40mL使溶解，再加新制的3％无水碳酸钠溶液15mL，照电位滴定法，用硝酸银滴定液（0.1mol/L）滴定。每1mL硝酸银滴定液（0.1mo1/L）相当于23.22mg的C12H12N2O3。3.测定方法与计算66（1）无水碳酸钠应新鲜配制（2）AgNO3滴定液应新鲜配制（3）银电极使用前需用硝酸浸泡1-2分钟4.注意事项671.原理：凡取代基中含有双键的巴比妥类药物，其不饱和键可与溴定量地发生加成反应，故可采用溴量法进行测定。（二）溴量法68I2＋2Na2S2O3＝2NaI＋Na2S4O6Br2＋2KI＝2KBr＋I2司可巴比妥钠及其胶囊的测定原理为：69司可巴比妥钠ChP取本品约0.1g，精密称定，置250ml碘瓶中，加水10m1，振摇使溶解，精密加溴滴定液（0.05mol/L）25ml，再加盐酸5m1，立即密塞并振摇1min，在暗处静置15min后，注意微开瓶塞，加碘化钾试液10m1，立即密塞，摇匀后，用硫代硫酸钠滴定液（0.1mol/L）滴定，至近终点时，加淀粉指示液，继续滴定至蓝色消失，并将滴定结果用空白试验校正。每1ml溴滴定液（0.05mo1/L）相当于13.01mg的C12H17N2NaO3。2.测定方法与计算70（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减少溴和碘逸失带来的误差。3.注意事项71（三）酸碱滴定法1.在水—醇混合溶剂中的滴定法弱酸性pKa7.3～8.4异戊水—醇溶解麝香草酚酞NaOH淡蓝色本法虽然操作简单，但终点难判断，采