第十章--巴比妥及苯并二氮杂卓类类药物的分析

第十章巴比妥及苯并二氮杂卓类药物的分析（AnalysisofBarbitalsDrugs）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。本章重点介绍巴比妥类药物的化学结构与分析方法间的关系，介绍鉴别、检查和含量测定的原理与方法。一、化学结构与性质（化学性质与分析方法间的关系）二、鉴别试验三、特殊杂质检查四、含量测定一结构与性质(Thestructureandproperties)一、结构分析(Analysisofstructure)5,5—取代的巴比妥类药物1,5,5—取代的巴比妥类药物5,5—取代的硫代巴比妥类药物巴比妥类药物的基本结构通式CCCONONCOR1R2R3543216HH5,5-取代的巴比妥类药物CCCONONCOH5C2H5C2HH巴比妥5BarbitalCCCONONCOH5C2HH苯巴比妥PhenylbarbitalCCCONONCONaCH2CHCH2CHCH3C3H7H司可巴比妥钠SecobarbitalCCCONONCONaC2H5CHCH2CH2CH3CH3H异戊巴比妥钠CNHCNHCOOOH5C2CH3(CH2)2CHCH3戊巴比妥CCNHCNHOOOH5C2环己烯巴比妥CCNCNHOOOH3CCH31,5,5-取代的巴比妥类药物己琐巴比妥51硫代巴比妥类药物硫喷妥钠HCCCONONCSNaC2H5CH3CH2CH2CHCH3区别各种巴比妥类药物环状丙二酰脲、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2.取代基部分二、理化性质(Physicalandchemicalproperties)（一）物理性质1.白色结晶或结晶性粉未，具有固定的熔点。2.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）化学性质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。1.弱酸性CCCONONCOHR1R2HCCCONONCOR1R2HHCCCONONCOR1R2HCCCONONCOR1R2+H+H+pK1=8+H+H+pK2=12与强碱的成盐反应：CONHCNCOOHR1R2+NaOHCONHCNCOONaR1R2+H2O2.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CONCNCOCR1R2ONaAg+NaHCO3NaNO3+CONHCNCOCR1R2ONa+AgNO3+Na2CO3NaNO3+CONCNCOCR1R2OAgAgAgNO3+CONCNCOCR1R2ONaAg（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CR1R2COCONHNHCO水—吡啶CR1R2COCONNHCOHCR1R2COCONNHCO-+H+部分离子化N+CuSO42NNCu2++SO42-CR1R2COCONNHCO-2+NNCu2+CR1R2COCONNHCOCR1R2COCONNHCOCuNN有色配位化合物（3）与钴盐的反应紫堇色钴盐巴比妥类药物碱性无水;所用试剂均应不含水分。反应条件：碱性：异丙胺CONHCONHCOR1R22+Co2++4(CH3)2CHNH2+CoR2R1CONHCONCOR2R1NCONHCOCONHCH(CH3)2NHCH(CH3)2(CH3)2CHN+H32（4）与汞盐的反应巴比妥类药物+汞盐→白色↓（可溶于氨试液）3.水解反应巴比妥类药物+NaOHNH3↑aa2H+2NCO3CHCOONR1R2+2N3CONHCNCOOHR1R2+5NaOH4.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Anm硫喷妥的紫外吸收光谱HCl溶液(0.1mol/L)NaOH溶液(0.1mol/L)巴比妥类药物的紫外吸收光谱特征和其电离的程度有关。5,5-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。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。5.特殊元素及取代基的反应司可巴比妥可使溴试液或碘试液褪色（1）不饱和烃取代基的反应①与溴试液或碘试液的反应②与KMnO4的反应可还原紫色的KMnO4为棕色的MnO2（2）芳环取代基的反应黄色苯巴比妥423SOHKNO①硝化反应②与NaNO2—H2SO4反应苯巴比妥与甲醛—H2SO4反应生成玫瑰红色环苯巴比妥与NaNO2—H2SO4反应生成橙黄色→橙红色③与甲醛—H2SO4反应（3）硫元素的反应（黑色）白色硫喷妥钠PbSPbNaOH2二鉴别试验(Testofidentification)苯巴比妥ChP（2010）【鉴别】（1）本品显丙二酰脲类的鉴别反应（附录Ⅲ）一、丙二酰脲类反应取供试品约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.与银盐的反应附录Ⅲ一般鉴别试验取供试品约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→测熔点二、熔点测定及衍生物熔点测定1.熔点测定取本品约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（2010）取巴比妥0.5g，加1mol/L碳酸钠溶液5ml使溶解，加4.5％（W/V）对硝基氯苄的乙醇溶液10m1，在水浴上加热回流30min，放置1h后，滤过，所得沉淀用96％的乙醇进行重结晶后，在100-105℃干燥，测定衍生物的熔点，应为150℃左右。2.衍生物熔点测定鉴别巴比妥BP（1988）苯巴比妥钠ChP（2010）【鉴别】（1）本品显钠盐的鉴别反应（附录Ⅲ）。三、钠盐的鉴别反应钠盐的鉴别反应1.焰色反应取铂丝，用盐酸湿润后，蘸取供试品，在无色火焰中燃烧，火焰即显鲜黄色附录Ⅲ一般鉴别试验2.与醋酸氧铀锌反应取供试品的中性溶液，加醋酸氧铀锌试液，即生成黄色↓四、特殊取代基或元素的反应司可巴比妥钠ChP（2010）【鉴别】（3）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。1.不饱和烃取代基的反应苯巴比妥ChP（2010）【鉴别】（2）取本品约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——与亚硝酸钠—硫酸的反应2.芳环取代基的反应（3）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——与甲醛—硫酸的反应注射用硫喷妥钠ChP（2010）【鉴别】（3）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。3.硫元素的反应JP（14）异戊巴比妥、巴比妥取异戊巴比妥或巴比妥0.2g，加氢氧化钠试液10m1，加热煮沸，则产生具氨臭的气体。五、水解反应司可巴比妥钠ChP（2010）【鉴别】（4）本品的红外光吸收图谱与对照的图谱（光谱集137图）一致。六、红外光谱法七、显微结晶鉴别——特色鉴别反应巴比妥：长方形；苯巴比妥：球形→花瓣状1．药物本身的晶形巴比妥＋铜吡啶试液→十字形紫色结晶苯巴比妥＋铜吡啶试液→细小不规则或似菱形的浅紫色结晶2．反应产物的晶形三特殊杂质检查(Therelativesubstancetest)(一)苯巴比妥的特殊杂质检查苯巴比妥的合成工艺为:1.酸度酸度的检查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(2)的乙基反应不完全,而与脲素缩合生成的,因其分子中5位碳上的氢受相邻丙羧基影响,致使酸性增强.能使甲基红指示剂呈红色.2.溶液澄清度本项检查主要控制乙醇不溶性杂质,利用苯巴比妥酸这些杂质在乙醇中的溶解度比苯巴比妥小的特性来进行检查.3.中性或碱性物质中性或碱性物质是中间体(Ⅰ)形成的副产物2-苯基丁二酰胺,2-苯基丁二酰脲或分解产物等杂质,不溶于氢氧化钠溶液但溶于乙醚;而苯巴比妥具有酸性溶于氢氧化钠溶液,故采用提取重量法测其含量.(二)司可巴比妥钠的特殊杂质检查司可巴比妥钠的合成工艺:2.中性或碱性物质本项检查的杂质是合成过程中产生的中性或碱性副产物以及司可巴比妥钠的分解产物,如酰脲(Ⅰ),酰胺(Ⅱ)类化合物.杂质产生的发应式如下:1.溶液澄清度司可巴比妥钠在水中极易溶解,水溶液应澄清,否则表明含有水不溶性杂质,因本品的水溶液易与空气中的二氧化碳作用,而析出司可巴比妥,故进行该项目检查时溶解样品的水应新沸放冷以消除水中二氧化碳的干扰.检查方法:取本品1.0g,加新沸过的冷水10ml溶解后,溶液应澄清.这类杂质不溶于氢氧化钠溶液而溶于乙醚,可于碱性条件下用乙醚提取后,称重,控制其限量.检查方法与苯巴比妥相同.四含量测定(Assay)一）、银量法二）、溴量法三）、酸碱滴定法四）、紫外分光光度法终点指示：电位法指示（Ag电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极）自身指示一、银量法1.原理：反应摩尔比（1∶1）溶剂系统：甲醇+3%无水碳酸钠苯巴比妥：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15m1，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。2.测定方法与计算原料药：直接滴定法%100WTVF百分含量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。如司可巴比妥钠及其胶囊的测定原理为：二、溴量法1.原理I2＋2Na2S2O3＝2NaI＋Na2S4O6KBrO3＋5KBr＋6HCl＝3Br2＋6KCl＋3H2O+Br2（定量过量）CONHCNCOCHCH2CH2CH3(CH2)2CHCH3ONaCONHCNCOCHCH2CH2CH3(CH2)2CHCH3ONaBrBrBr2＋2KI＝2KBr＋I2取溴酸钾3.0g与溴化钾15g，加水适量使溶解成1000ml，摇匀。溴滴定液（0.1mol/L）的配制：反应摩尔比1∶2司可巴比妥钠ChP（2010）：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.测定方法与计算原料药：剩余滴定法%1000smFVVT）（百分含量mlmg01.132molg27.260Lmol1.0BMabCT3.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减少溴和碘逸失带来的误差。三、.酸碱滴定法在水—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淡蓝色取本品约0.5g，精密称定，加乙醇20m1溶解后，加麝