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1课程名称：《药物分析》第12周，第21讲次摘要授课题目（章、节）第十三章莨菪烷类抗胆碱药物的分析第一节莨菪烷类药物基本结构和性质第二节鉴别试验第三节特殊杂质与检查第四节含量测定第五节体内莨菪烷分析【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握莨菪烷类抗胆碱药物的结构和理化性质，掌握莨菪烷药物鉴别的基本原理与方法。了解本类药物杂质的结构检查方法与限度。掌握含量测定的方法。【重点】莨菪烷类药物鉴别、含量测定的基本原理与方法。【难点】莨菪烷类药物鉴别、含量测定的基本原理与方法。内容【本讲课程的引入】颠茄生物碱的来源：从茄科植物，如颠茄、莨菪和曼陀罗等中提取的生物碱，由莨菪醇与不同有机酸所成的酯。具有对M受体阻断作用。本章围绕莨菪烷类抗胆碱药的化学结构理化性质和分析方法之间的关系，结合中国药典，重点讲解本类药物的鉴别、检查和含量测定的原理和方法。板书“莨菪烷类抗胆碱药物的分析”。【本讲课程的内容】（一）莨菪烷类药物基本结构与化学性质1．典型药物的结构NOCH3OHOHHOCH3ON,H2SO4,H2O2OHO,HBr,3H2O硫酸阿托品氢溴酸东莨菪碱2．主要化学性质（1）水解性阿托品和东莨菪碱分子结构中，具有酯的结构，易水解。以阿托品为例，水解生成莨菪醇（Ⅰ）和莨菪酸（Ⅱ），其反应式见教材。（2）碱性阿托品和东莨菪碱的分子结构中，五元脂环上含有叔胺氮原子，因此，具有较强的碱性，易与酸成盐。如阿托品的pKb1为4.35。（3）旋光性氢溴酸东莨菪碱分子结构中含有不对称碳原子，呈左旋体，比旋度为-24至-27，而阿托品结构中虽然也含有不对称碳原子，但因外消旋化而为消旋体，无旋光性。利用此性质可区别阿托品与东莨菪碱。（二）鉴别反应21．托烷生物碱一般鉴别试验（vitaili反应）本类药物为酯类生物碱，水解后生成的莨菪酸，经发烟硝酸加热处理，转变为三硝基衍生物，再与氢氧化钾醇溶液和固体氢氧化钾作用，则转成有色的醌型产物，开始呈深紫色。以阿托品为例，其反应式见教材。氢溴酸山莨菪碱的鉴别取本品约10mg，加发烟硝酸5滴，置水浴上蒸干，得黄色残渣，放冷，加乙醇2~3滴湿润，加固体氢氧化钾一小粒，即显深紫色。2．氧化反应与硫酸-重铬酸钾的反应本类药物水解后，生成的莨菪酸，可与硫酸和重铬酸钾在加热的条件下，发生氧化反应，生成苯甲醛，而逸出类似苦杏仁的臭味。其反应式见教材。3．与生物碱显色剂和沉淀剂的反应本类药物具有碱性，可与生物碱沉淀剂生成沉淀。如阿托品与氯化汞醇试液反应，则生成黄色沉淀，而东莨菪碱与氯化汞醇试液反应，则生成白色复盐沉淀。4.光谱鉴别法通过比较λmax、λmin或吸收光谱的一致性进行鉴别，也可比较其吸光度或吸收系数的比值来鉴别绝大多数生物碱原料药都采用IR法鉴别5、色谱法色谱法一般用于已知生物碱的鉴别Ch.P氢溴酸山莨菪碱注射液TLC鉴别取本品1ml，置水浴上蒸干。取残渣与消旋山莨菪碱对照品，分别加甲醇制成10mg/ml的溶液。照薄层色谱法试验，吸取上述两种溶液各10µl，分别点于同一氧化铝（中性，活度Ⅱ-Ⅲ级）薄层板上，以三氯甲烷-无水乙醇（95∶5）为展开剂，展开，晾干，喷以稀碘化铋钾试液-碘化钾碘试液（1∶1）。供试品溶液所显主斑点位置和颜色，应与对照品溶液的主斑点相同。6.硫酸盐与溴化物的反应（三）氢溴酸东莨菪中有关物质检查氢溴酸东莨菪碱是从茄科植物颠茄、白曼陀罗、莨菪等中提取得到的莨菪碱的氢溴酸盐。我国是从茄科植物白曼陀罗的干燥品（洋金花）中提取东莨菪碱，然后制成氢溴酸盐。根据其制备工艺，本品在生产和贮藏过程中可能引入的特殊杂质，3通过酸度、其他生物碱和易氧化物检查进行控制。（四）含量测定1．酸性染料比色法（1）基本原理在适当的介质中，碱性药物（B）可与氢离子结合成阳离子（BH+），而一些酸性染料，如溴百里酚蓝、溴酚蓝、溴甲酚紫和溴甲酚绿等，可解离成阴离子（In-）。上述的阳离子与阴离子定量地结合成有色络合物（BH+In-）离子对，可以定量地被有机溶剂提取，在一定波长处测定该溶液有色离子对的吸收度，即可以计算出碱性药物的含量。其反应平衡简式如下：+-++(BHIn)+-..-+(BHIn)H+BH+In+HHInB水相有机相也可将呈色的有机溶剂经碱化（如加入醇制氢氧化钠），使与有机碱结合的酸性染料释放出来，测定其吸收度，再计算出碱性药物的含量。（2）影响因素酸性染料比色法的影响因素较多，如水相的pH，酸性染料的种类和有机溶剂的种类与性质都影响测定结果。现分别简单讨论之。1）水相最佳pH值的选择：本法中水相的pH选择极为重要，只有选择合适的pH使有机碱性药物均成阳离子（BH+），而同一pH条件下，酸性染料电离足够的阴离子（In-），阴阳离子才能定量生成离子对，并完全溶于有机溶剂中，而过量的染料完全保留在水相中，才能保证定量的测定。2）酸性染料及其浓度：可用于本法的酸性染料较多，而所选用的酸性染料，不但能与有机碱药物定量地结合，而且生成的离子对在有机相中溶解度大，染料在有机溶剂中不溶或很少溶解；同时要求生成的离子对，于其最大吸收波长处有较高的吸收度。常用的酸性染料有溴麝香草酚蓝、甲基橙、溴甲酚绿等。中国药典中，托烷类药物含量测定，所选用的酸性染料为溴甲酚绿。3）有机溶剂的选择：应选择对有机碱药物与酸性染料形成的离子对提取率4高，不与或极少与水混溶，或能与离子对形成氢键的有机溶剂作为溶剂。常用的有机溶剂有氯仿、二氯甲烷、二氯乙烯、苯、甲苯、四氯化碳等。其中以氯仿最为常用，是理想的溶剂。氯仿能与离子对形成氢键，提取率较高，选择性好，在水中溶解度小，且混溶的微量水分易于除去。其次是二氯甲烷、二氯乙烯、苯等。4）水分的影响：在提取过程中，严防水分混入有机溶剂中，一则水相中有过量的有色酸性染料，而影响测定结果；二则水分的混入使氯仿混浊，而影响比色测定。一般多采用加入脱水剂，或经滤纸过滤的方法，除去混入的水分。（3）应用示例中国药典用本法测定含量的药物有硫酸阿托品片、氢溴酸东莨菪碱片和氢溴酸山莨菪碱片等。硫酸阿托品片的含量测定取本品20片，精密称定，研细，精密称取适量（约相当于硫酸阿托品2.5mg），置50ml量瓶中，加水振摇使溶解并稀释至刻度，摇匀滤过，取续滤液，作为供试品溶液。精密称取在120℃干燥至恒重的硫酸阿托品对照品25mg，置25ml量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀，精密量取5ml，置100ml量瓶中，加水稀释至刻度，即得对照品溶液（每1ml中含硫酸阿托品50μg）。测定法精密量取对照品溶液和供试品溶液各2ml，分别置预先精密加入三氯甲烷10ml的分液漏斗中，各加溴甲酚绿2.0ml，振摇提取两分钟后，静止分层，分取澄清的三氯甲烷液，在420nm波长处分别测定吸光度，计算，并将结果与1.027相乘，即得本品（C17H23NO3）2·H2SO4·H2O相当标示量的百分含量。2.非水溶液滴定法1）．基本原理采用非水溶液滴定法测定本类药物时，生物碱药物除了少数以游离碱的形式供分析外，多数为盐酸盐和硫酸盐。这些盐类的滴定过程，实际上是一个置换滴定，即强酸滴定液置换出与游离碱结合的较弱的酸。其反应原理可用下列通式表示：BHA+HClO4BHClO4+HA++--..式中BH+·A-表示游离碱类盐；HA表示被置换出的弱酸。由于被置换出的HA的酸性强弱不同，因而对滴定反应的影响也不同。当HA酸性较强时，反应不能定量完成，根据化学反应平衡的原理，必须采取措施，除去或降低滴定反应产生的HA的酸性，使反应顺利地完成。因此，必须根据不同情况采用相应的测定条件。硫酸盐类药物测定硫酸是二元酸，在水溶液中能完成二级解离，生成SO42-，但5在非水介质中，只显示一元酸解离为HSO4-，即只供给一个H+，所以硫酸盐类药物在冰醋酸中，只能滴定至硫酸氢盐，因此可以用高氯酸滴定液直接滴定。采用非水溶液滴定法，以高氯酸滴定液直接滴定硫酸盐类药物时，需注意本类药物的化学结构，正确判断反应的摩尔比，才能准确地计算出试验结果。现以硫酸阿托品和硫酸奎宁为例，简述其测定方法的基本原理与操作。（1）硫酸阿托品测定：阿托品为碱性较强的一元碱药物，因而硫酸阿托品的化学结构式可以简写为(BH+)2·SO42-，用高氯酸直接滴定时的反应式为：(BH+)2·SO42-+HClO4→(BH+)·ClO4-+(BH+)·HSO4-因此，可根据1mol的硫酸阿托品消耗1mol高氯酸的关系计算其含量。（2）硝酸盐的测定硝酸在冰醋酸介质中酸性不强，滴定反应可以进行完全。但是硝酸具有氧化性可以破坏指示剂使其变色，使指示剂无法指示终点。因此采用非水溶液滴定法测定硝酸盐时，一般不用指示剂法而用电位法指示终点。（3）磷酸盐与有机酸盐磷酸与有机酸在冰醋酸介质中酸性极弱，不影响滴定反应的定量完成，可以按常规方法直接滴定。3.高效液相色谱法高效液相色谱法，在杂环类药物的含量测定中，应用越来越广泛，其中80%以上是采用反相高效液相色谱法。利用本法可以十分有效地分离和测定本类药物及其分解产物。各国药典中采用HPLC法对莨菪类生物碱的含量和有关物质进行直接分析测定的比例不断增加。五、体内药物分析人血浆和皮下脂肪组织中东莨菪碱的测定【本讲课程的小结】今天我们主要讲了莨菪烷类药物鉴别含量测定的基本原理与方法，莨菪烷类药物杂质的结构,检查方法与限度。希望同学们重点学习。6【本讲课程的作业】1．酸性染料比色法中水相的pH值过小，则（）A.能形成离子对B．有机溶剂提取能完全C．酸性染料以阴离子状态存在D．酸性染料以分子状态存在2.酸性染料比色法测定的是（）A.水相中染料的颜色B.有机相中染料的颜色C.被测离子的颜色D.有机相中离子对的颜色3.可用非水溶液滴定法测定含量的药物有A.硫酸阿托品片B.盐酸氯丙嗪C.奋乃静D.硫酸阿托品4.下列反应中东莨菪碱呈阳性的是()A.双缩脲反应B.Vitaili反应C.绿奎宁反应D.紫脲酸胺反应5.酸性染料比色法的原理和影响因素是什么？