杂环类药物的分析

第八章杂环类药物的分析杂环化合物：指环状有机化合物的碳环中夹杂有非碳元素原子（如O、S、N等）的化合物。内容很多。重点介绍其中五类。第一节吡啶类药物的分析一、结构与性质NCONHNH2N异烟肼（isoniazid）吡啶（pyridine）（一）典型药物的结构NCON(C2H5)2尼可刹米（nikethamide）酰胺类中枢兴奋药NCONHNCHOHOCH3异烟腙（ftivazide）NCSNH2CH2CH2CH3丙硫异烟胺（protionamide）（二）主要化学性质1.弱碱性吡啶环pKb=8.8，尼可刹米位上酰胺基易水解，遇碱水解后，释放出具有碱性的二乙胺，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，故可以此进行鉴别。2.还原性异烟肼位上酰肼基具有很强的还原性。可被不同的氧化剂氧化，可与某些羰基试剂发生缩合反应。3吡啶环的特性吡啶环可发生开环反应，特别是被取代以后。二、鉴别试验（一）吡啶的开环的反应，本反应适用于吡啶、′未取代，以及、为烷基或羧基的衍生物（异烟肼和尼可刹米）。1戊烯二醛反应（König反应）溴化氰与芳伯胺作用于吡啶环，使氮转为五价。环水解成戊二醛，与芳伯胺作用成有色的戊烯二醛衍生物。颜色因芳胺而异。苯胺与联苯胺。HBr+NH2CN+CHOHOCHCON(C2H5)2H2O2NCNBrCON(C2H5)2BrCNNCON(C2H5)2CON(C2H5)2OCHCHOH+2NH2NCON(C2H5)2CHCHNH尼可刹米ChP（2000）【鉴别】（2）取本品1滴，加水50ml，摇匀，分取2ml，加溴化氰试液2ml与2.5%苯胺溶液3ml，摇匀，溶液渐显黄色。淡红～红色联苯胺戊烯二醛衍生物黄～黄棕色苯胺戊烯二醛衍生物NCONHNH2KMnO4或溴水NCOOH异烟肼：需先氧化成异烟酸然后在与芳胺缩合成有色戊烯二醛衍生物。2二硝基氯苯反应在无水条件下将吡啶与2,4－二硝基氯苯混合共热至熔融。加氢氧化钠溶解，溶液成紫红。要将药物氧化，或水解成羧酸。异烟腙ChP（2000）【鉴别】取异烟腙约50mg，加2,4－二硝基氯苯50mg与乙醇3m1，置水浴中煮沸2～3min，加10％氢氧化钠溶液2滴，静置后，即显鲜明的红色。NCOONaNaOHNCONHNCHOCH3OH鲜明的红色乙醇二硝基氯苯，异烟腙滴，静置～2NaOH%10min3242NCOONaNO2NO2OH-NCOONaClNO2NO2ClNO2NO2+NCOONa紫红色二硝基氯苯，异烟肼乙醇OH42异烟肼不经处理的反应：不处理时生成2,4－二硝基苯肼（二）酰肼基团的反应1.还原反应异烟肼与硝酸银反应，生成可溶于稀硝酸的白色异烟酸银沉淀，生成氮气和金属银，在管壁上产生银镜。23NAgAgNO、银镜）（黑色异烟肼异烟肼ChP（2000）【鉴别】（2）取异烟肼约10mg，置试管中，加水2ml溶解后，加氨制硝酸银试液1m1，即发生气泡与黑色浑浊，并在试管壁上生成银镜。另外：（红色）异烟肼SeSeO22.缩合反应酰肼基与芳醛缩合成棕，有固定熔点，可鉴别。测定熔点异烟腙（黄色）香草醛异烟肼、OH2NCONHNH2+CHOOHOCH3H2ONCONHNCHOCH3OH异烟肼ChP（2000）【鉴别】（1）取本品约0.1g，加水5ml溶解后，加10％香草醛的乙醇溶液1m1，摇匀，微热，放冷，即析出黄色结晶，滤过，用稀乙醇重结晶，在105℃干燥后，测定熔点，其熔点为228～231℃，熔融时同时分解。三、形成沉淀的反应本品具有吡啶环的结构，与重金属盐或苦味酸作用生成绿色配位化合物沉淀。（1）与铜盐的反应尼可刹米ChP（2000）草绿色尼可刹米SCNNHCuSO44【鉴别】（3）取本品2滴，加水1ml，摇匀，加硫酸铜试液2滴与硫氰酸胺试液3滴，即生成草绿色沉淀。（2）与氯化汞的反应白色异烟肼尼可刹米2HgCl（四）分解产物的反应尼可刹米是烟酰胺的N位双乙基取代物。与氢氧化钠加热有二乙胺逸出。能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。二乙胺尼可刹米ΔNaOH1.尼可刹米ChP（2000）【鉴别】（1）取本品10滴，加氢氧化钠试液3ml，加热，即发生二乙胺的臭气，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。（五）紫外吸收光谱特征（P171）参考丙硫异烟胺ChP（2000）【鉴别】（1）取本品，加乙醇制成每1ml中含20g的溶液，照分光光度法（附录ⅣA）测定，在291nm的波长处有最大吸收，吸收度约为0.78。三、有关物质检查（一）异烟肼中游离肼的检查异烟肼不甚稳定，游离肼是诱变剂与致癌物，由原料引入或贮藏过程的降解。薄层色谱法（TLC）（1）ChP（2000）杂质对照品法取本品，加水制成每1ml中含50mg的溶液，作为供试品溶液。另取硫酸肼加水制成每1ml中含0.20mg（相当于游离肼50µg的溶液，作为对照溶液。吸取供试品溶液10µl与对照溶液2µl分别点于同一硅胶薄层板（用羧甲基纤维素钠溶液制备）上。以异丙醇－丙酮（3∶2）为展开剂，展开后，晾干，喷以乙醇制对二甲氨基苯甲醛试液，15min后检视，在供试品主斑点前方与硫酸肼斑点相应的位置上，不得显黄色斑点。%02.0%100105021050%1003供试品量允许杂质存在的最大量L2.比浊法JP（14）反应原理游离肼+水杨醛乙醇液→水杨醛腙↓浑浊。优点：不用对照品，价廉、简单易行缺点：准确度差，时间过长，异烟肼反应产物也浑浊。检查方法取异烟肼0.1g,加水5ml使溶解，加水杨酸乙醇液0.1ml迅速振摇混合，放置5min内溶液不浑浊。3.差示分光光度法游离肼+对二甲氨基苯甲醛→黄色缩合物于456nm波长处有最大吸收；异烟肼+对二甲氨基苯甲醛→缩合物于456nm波长处无吸收。游离肼+3%丙酮→无色的二甲基甲酮连氮（自然无吸收）。参比：异烟肼+游离肼+对二甲氨基苯甲醛+3%丙酮样品：异烟肼+游离肼+对二甲氨基苯甲醛测定，对照法定量456测定方法：对照品溶液制备与测定精密称取硫酸肼0。2031g，相当于游离肼50mg，制成1ug/ml的肼标准液。取50ml量瓶2个，各加肼标准液5ml。其中一个加对-二甲氨基苯甲醛试液20ml，对-二甲氨基苯甲醛试液的制备：取20g，加相对密度为1。18的盐酸172。5ml，用水稀释至1000ml，即得。以对-二甲氨基苯甲醛试液的水溶液为参比，在456nm处测吸光度。另一瓶加丙酮，以含有3%丙酮的对-二甲氨基苯甲醛试液为参比在456nm处测吸光度。计算差值。供试品溶液制备与测定用水制成2mg/ml的异烟肼的水溶液，片剂要用盐酸溶解过滤。分成两份，按上述测定，求差值，根据两差值，求肼的含量。何为差示法？以供试品作为参比，供试品和参比液经不同的处理，这种处理，使干扰组分的吸光度没有变化，使待测组分的吸光度有变化。变化的差值与浓度成正比。（二）尼可刹米中有关物质的检查ChP（2000）TLC高低浓度对比法配制两种不同浓度的对照溶液检查方法：取本品，加甲醇，配成40mg/ml溶液，为供试品，再稀释成0.4和0.04mg/ml溶液，作为对照液，取个10ul，点板，紫外灯试检。杂质斑点不得更深。（三）硝苯地平中有关物质的检查遇光不稳定，内部发生岐化，降解为硝苯吡啶衍生物和亚硝基吡啶衍生物。HNOOOONO2123412NOOOONO2123412NOOOONO用HPLC要求在避光条件下操作。各杂质总量不得大于0.5%。配供试品1mg/ml和0.1mg/ml乙醇液。第二节喹啉类药物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，环上杂原子的反应性能基本与吡啶相同。现以本类最常用的典型药物硫酸奎宁、硫酸奎尼丁和盐酸环丙沙星为例，就其鉴别和杂质检查的有关问题进行讨论。一基本结构与化学性质（一）典型药物的结构NNHHHOONNHHHOO硫酸奎宁硫酸奎尼丁NOFCOOHNHN21345678盐酸环丙沙星（二）主要化学性质1.碱性喹啉环上的氮原子具有碱性，与强酸形成稳定的盐。其中环丙沙星与盐酸成盐，而奎宁和奎尼丁均与二元酸成盐，结构中喹核碱含脂环氮，碱性强，可与硫酸成盐。而喹啉环系芳环氮，碱性较弱，不能与硫酸成盐。奎宁和奎尼丁的分子式完全相同，但喹核碱部分立体结构不同，因此其旋光性、碱性和溶解性能也不同。奎宁为左旋体，碱性大于奎尼丁。2.旋光性硫酸奎宁为左旋体，其比旋度为-237至-244；硫酸奎尼丁为右旋体，其比旋度为＋275至＋290；而盐酸环丙沙星无旋光性。3.荧光特性硫酸奎宁和硫酸奎尼丁在稀硫酸溶液中均显蓝色荧光，而盐酸环丙沙星则无荧光。二鉴别试验（一）绿奎宁反应奎宁和奎尼丁为6位含氧喹啉衍生物，可以发生绿奎宁反应（Thalleioquin)。以6-羟基喹啉为例，经氯化反应，再以氨水处理，生成绿色的二醌基吲胺的铵盐，即为绿奎宁反应的基本机制。硫酸奎宁和硫酸奎尼丁的绿奎宁反应机制同上，取其水溶液，加溴试液2一3滴和氨试液lml，即显翠绿色；加酸成中性变成蓝色；酸性则呈紫红色。翠绿色可转溶于醇、氯仿中而不溶于醚。因此中国药典采用此反应鉴别硫酸奎宁和奎尼丁。鉴别方法：取本品约20mg，加水20m1溶解后，分取溶液5m1，加溴试液3滴与氨试液1ml，即显翠绿色。（二）光谱特征1.紫外吸收光谱特征中国药典采用本法鉴别盐酸环丙沙星。鉴别方法：取本品，加0.1mol/L盐酸溶液制成每1ml中含8ug的溶液，照分光光度法测定，在277nm与315mn的波长处有最大吸收。2.荧光光谱特征利用硫酸奎宁和硫酸奎尼丁，在稀硫酸溶液中均显蓝色荧光，而盐酸环丙沙星则无荧光的特性，可用于本类药物的鉴别或区别。3.红外吸收光谱特征硫酸奎宁和盐酸环丙沙星在中国药典均采用红外光谱的方法进行鉴别，而硫酸奎尼丁未采用此法。（三）无机酸盐利用硫酸奎宁和硫酸奎尼丁中的硫酸根，在酸性条件下与氯化钡反应生成白色的沉淀，即显硫酸盐的鉴别反应进行鉴别；盐酸环丙沙星中具有盐酸根，在酸性条件下与硝酸银反应生成白色的沉淀（即显氯化物的鉴别反应）进行鉴别。三特殊杂质检查（一）硫酸奎宁中特殊杂质根据硫酸奎宁的合成工艺，产品中特殊杂质主要是合成中产生的中间体以及副反应产物，通过检查酸度、氯仿-乙醇中不溶物和其他金鸡纳碱等加以控制。1.酸度本项检查主要控制药物中的酸性杂质。检查方法：取本品约20mg，加水20m1溶解后，用酸度计进行测定，pH值应为5．7一6.6。2.氯仿一乙醇中不溶物本项检查主要控制药物在制备过程中引人的醇中不溶性杂质或无机盐类等。检查方法：取本品，加氯仿-无水乙醇(2:1)的混合液15m1，在50度加热l0min后，用已称定重量的垂熔坩锅（垂熔玻璃滤器）滤过，滤渣用上述混合液分5次洗涤，每次10ml，在105度干燥至恒重，遗留残渣不得超过2mg。垂熔玻璃滤器：系以硬质玻璃烧结成具有一定孔经的滤板，再粘连不规格的漏斗、滤球而成。按滤板孔径大小分为1－6（C1－C6）六种规格。一般1－2号滤除大颗粒的沉淀，3－4号滤除细沉淀物，，5－6号可滤除细菌。应用时在板上面盖1－2层纸，以减压抽即可。3.其他金鸡纳碱本项检查主要控制硫酸奎宁中其他生物碱，因其化学结构不十分明确、没有合适的对照品，因此采用薄层色谱中的高低浓度对比法进行检查。检查方法：取本品，加稀乙醇制成每1ml中含l0mg的溶液，作为供试品溶液；精密称取适量，加稀乙醇稀释制成每1ml中含50ug的溶液，作为对照溶液。照薄层色谱法试验，吸取上述两种溶液各5ul，分别点于同一硅胶G薄层板上，以氯仿-丙酮-二乙胺（5：4:1.25）为展开剂，展开后，微热使展开剂挥散，喷以碘铂酸钾试液使显色。供试品溶液如显杂质斑点，与对照溶液的主斑点比较，不得更深。（二）盐酸环丙沙星中特殊杂质的检查盐酸环丙沙星在生产和贮藏过程中引入的特殊杂质，通过酸度、溶液的澄清度与颜色、有关物质等项目的检查进行控制。1.酸度本项检查主要控制盐酸环丙沙星在生产和贮藏过程中可能引入的酸性杂质。检查方法：取本品，加水制成每l