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复旦大学段更利第10章巴比妥及苯并二氮杂卓类镇静催眠药物的分析学习要求掌握熟悉本类药物鉴别实验及含量测定的常用方法本类药物的特殊杂质及检查方法巴比妥和苯二氮杂卓类药物的结构与主要理化性质鉴别实验及含量测定的原理了解本类药物的体内药物分析方法2•巴比妥类和苯并二氮杂卓类药物均为临床上广泛应用的镇静催眠药–易被滥用须监测，临床也多见抢救，需要快速鉴别分析3一、巴比妥类药物的结构与性质•巴比妥类药物的基本结构通式CCNHCNHCOOOR1R21234565取代的巴比妥类药物CCNHCNHCOOOC2H5C2H5123456CCNHCNHCOOOC2H5123456巴比妥苯巴比妥6巴比妥类药物通常为白色结晶或结晶性粉末，具有一定的熔点在空气中稳定，加热多能升华该类药物一般微溶或极微溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂；其钠盐则易溶于水，而难溶于有机溶剂。六元环结构比较稳定，遇酸、氧化剂、还原剂时，一般情况下环不会破裂，但与碱液共沸时则水解开环，并产生氨气•巴比妥类药物的主要理化性质8二酰亚胺基团，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。NHHNOOOR1R2NHNOOHOR1R2NHNOOOR1R2NNOOOR1R2pK1=8pK2=12H+HH+H+HH+9由于本类药物具有弱酸性(pKa7.3-8.4)，故可与强碱反应生成水溶性的盐类，一般为钠盐NHNOOHOR1R2+NaOHNHNOONaOR1R2+H2O10水解反应巴比妥类药物的分子结构中含有酰亚胺结构，与碱液共沸即水解，释放出氨气，可使红色石蕊试纸变蓝。NHNOOHOR1R2+5NaOHCHCOONaR1R2+2NH3+2Na2CO3此反应被用于鉴别异戊巴比妥和巴比妥示例1JP15巴比妥的鉴别：取巴比妥0.2g，加氢氧化钠试液10ml，加热煮沸，则产生具氨臭的气体，可使红色石蕊试纸变蓝。11本类药物的钠盐，在吸湿的情况下也能发生水解。一般情况下，在室温和pH10以下水解较慢；pH11以上随着碱度的增加水解速度加快。NHNOONaOR1R2H2OCR1R2COONaCONHCONH2H2OCHCH2OONaR1R22NH3+12与金属离子的反应巴比妥类药物分子结构中含有丙二酰脲(-CONHCONHCO-)或酰亚胺基团，在合适pH的溶液中，可与某些重金属离子，如Ag+、Cu2+、Co2+、Hg2+等反应呈色或产生有色沉淀与银盐的反应与铜盐的反应与钴盐的反应与汞盐的反应(4)(1)(2)(3)13(1)与银盐的反应巴比妥类药物分子结构中含有酰亚胺基团，在碳酸钠溶液中，生成钠盐而溶解，再与硝酸银溶液反应，首先生成可溶性的一银盐，加入过量的硝酸银溶液，则生成难溶性的二银盐白色沉淀。NHNOONaOR1R2+AgNO3+Na2CO3NHNOOAgOR1R2++NaHCO3NaNO3NHNOOAgOR1R2NNAgOOAgOR1R2+AgNO3+Na2CO3++NaCHO3NaNO3此反应可用于本类药物的鉴别和含量测定14(2)与铜盐的反应巴比妥类药物在吡啶溶液中生成的烯醇式异构体与铜吡啶试液反应，形成稳定的配位化合物，产生类似双缩脲的呈色反应NHHNOOOR1R2NHNOOHOR1R2NHNOOOR1R2+H水-吡啶部分离子化NNCu2+NHNOOOR1R2+2NNCuNNHOOOR1R2NHNOOOR1R215•巴比妥类药物呈紫堇色或生成紫色沉淀–在pH较高的溶液中，5,5-二取代基不同的巴比妥类药物与铜盐生成的紫色化合物在氯仿中的溶解度不同–5,5-二取代基的亲脂性越强，与铜盐生成的紫色化合物越容易溶于氯仿中•含硫巴比妥类药物则呈现绿色沉淀•此反应可用于本类药物的鉴别，也可以用来区别巴比妥类和硫代巴比妥类药物。16(3)与钴盐的反应巴比妥类药物在碱性溶液中可与钴盐反应，生成紫堇色配位化合物+Co2++4(CH3)2CHNH22+2(CH3)2CHNH3+(CH3)2CHNH2NH2CH(CH3)2CoNNHOOOR1R2NHNOOOR1R2NHHNOOOR1R2注意事项：反应在无水条件下比较灵敏，生成的有色产物也较稳定。因此，所用试剂应不含水分17(4)与汞盐的反应巴比妥类药物与硝酸汞或氯化汞溶液反应，可生成白色汞盐沉淀，此沉淀能在氨试液中溶解NHHNOOOR1R2+Hg(NO3)2-HNO3NHNOOOHgNO3R1R2NNOOHOHgNO3R1R2+NH3+H2O+NH4NO3NNOOHOHgNO3R1R2NNOONH4OHgOHR1R218与香草醛的反应巴比妥类药物分子结构中，丙二酰脲基团中的氢比较活泼，可与香草醛在浓硫酸存在下发生缩合反应，生成棕红色产物示例2BP2009戊巴比妥的鉴别：取戊巴比妥10mg，加香草醛10mg，再加硫酸2ml，混合后，水浴加热2min，显棕红色。放冷，小心加入乙醇5ml，颜色先变为紫色，再变为蓝色。19加入甲醇后：20溶液(未电离);B.pH9.9缓冲溶液(一级电离);C.0.1mol/LNaOH溶液(二级电离)巴比妥类药物的紫外吸收光谱(2.5mg/100ml)21硫喷妥的紫外吸收光谱---:0.1mol/LHCl溶液;—:0.1mol/LNaOH溶液22•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酸性溶液中,因不电离,几乎无明显紫外吸收•在pH=10碱性溶液中，发生一级电离于240nm处有最大吸收•在pH=13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。23鉴别：取苯巴比妥供试品和对照品各适量，分别加乙醇制成每1ml中约含1mg的溶液作为供试品和对照品溶液，各量取10l，分别点于同一硅胶GF254薄层板上，以氯仿-乙醇-浓氨水(80:15:5)混合液的下层溶液为展开剂，展开后，晾干，立即于254nm紫外光下检测。供试品溶液的主斑点位置和大小与对照品溶液的均一致。24显微结晶巴比妥类药物可根据其本身或与某种试剂的反应产物的特殊晶型，进行同类或不同类药物的鉴别巴比妥与苯巴比妥的显微结晶示意图A.巴比妥结晶；B.苯巴比妥结晶巴比妥铜吡啶结晶示意图25二、鉴别试验(一)丙二酰脲反应巴比妥类药物母核的反应银盐反应铜盐反应26硫代巴比妥类分子中含有硫元素，可在氢氧化钠溶液中与铅离子反应生成白色沉淀；加热后，沉淀转变为硫化铅。本试验可供硫代巴比妥类与巴比妥类的区别。示例4ChP中注射用硫喷妥钠的鉴别：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。+Pb2++2Na+PbS2NHNOOSNaCH3CH3NHNOOSCH3CH3HNNOOSH3CH3CPb(二)特征基团反应1.利用硫元素的鉴别试验27利用不饱和取代基的鉴别试验含有不饱和取代基的巴比妥类药物，因其分子结构中含有烯丙基，分子中的不饱和键可与碘、溴或高锰酸钾作用，发生加成反应或氧化反应，而使碘、溴或高锰酸钾褪色28(1)与碘试液的反应NNHH2CHCONaH2C=HCCH3C3H7+I2NNHH2CHCONaCHCH3C3H7H2CIIOOOO(2)与高锰酸钾的反应NNHH2CHCONaH2C=HCCH3C3H7+2KMnO4+4H2ONNHH2CHCONaCHCH3C3H7H2COHOHOOOO+2MnO2+2KOH3329利用芳环取代基的鉴别试验含有芳香取代基的巴比妥类药物，与硝酸钾及硫酸共热，可发生硝基化反应，生成黄色硝基化合物(1)硝化反应NHNHOO+2KNO3+H2SO4+K2SO4+2H2OOH3CNHNHOOOH3CO2NO2N30苯巴比妥可与硫酸-亚硝酸钠反应，生成橙黄色产物，并随即变为橙红色。可用于区别苯巴比妥和其他不含芳环取代基的巴比妥类药物。(2)与硫酸-亚硝酸钠的反应示例5ChP中苯巴比妥的鉴别(1)：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。31苯巴比妥与甲醛-硫酸反应，生成玫瑰红色产物。巴比妥和其他无芳环取代的巴比妥类药物无此反应，可供区别(3)与甲醛-硫酸的反应示例6ChP中苯巴比妥的鉴别(2)：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，接界面显玫瑰红色。32•巴比妥类药物本身可直接用药典方法测定熔点；•其钠盐可利用它易溶于水，酸化后析出相应的游离巴比妥母体，将沉淀过滤干燥后，测定熔点；•也可以将本类药物制备成衍生物后，再测定衍生物的熔点。示例7ChP中司可巴比妥钠的熔点鉴别法：取本品约1g，加水100ml溶解后，加稀醋酸5ml强力搅拌，再加水200ml，加热煮沸使溶解成澄清溶液(液面无油状物)，放冷，静置后析出结晶，滤过；结晶在70℃干燥后，熔点约为97℃。(三)特征熔点行为33中苯巴比妥钠的熔点鉴别法：取本品约0.5g，加水5ml溶解后，加稍过量的稀盐酸，即析出白色结晶性沉淀，滤过，沉淀用水洗净，在105℃干燥后，熔点应为174-178℃。(四)吸收光谱特征比较样品与对照品的红外光谱图是否一致34三、特殊杂质检查(一)苯巴比妥的特殊杂质检查苯巴比妥的合成工艺NH2O水解酯化，C2H5OH,H2SO4OOCH3缩合CO(OC2H5),C2H5ONaONaCOOC2H5COOC2H5酸化，消除HClCCOOC2H5COOC2H5C2H5环合CO(NH2)2,CH3ONaNNHONaOOH3C乙基化C2H5Br酸化HClNHNHOOOH3C(I)(II)CCO