药物分析课件第8章-杂环类药物的分析

第八章杂环类药物的分析第一节吡啶类药物第二节喹啉类药物第三节托烷类药物第四节吩噻嗪类药物第五节苯并二氮杂卓类药物第六节含量测定返回主目录基本要求练习与思考基本要求一、掌握吡啶类、喹啉类、托烷类、吩噻嗪类苯并二氮杂卓类药物的鉴别和含量测定的基本原理与方法。二、熟悉本类药物中典型药物国外药典收载的鉴别和含量测定方法。三、了解本类药物的体内分析方法。返回第一节吡啶类药物一、典型药物的结构与主要化学性质（一）典型药物的结构N吡啶（pyridine）NCONHNH2异烟肼（isoniazid）NCON(C2H5)2尼可刹米（nikethamide）NNO2CO2CH3CH3HCH3OH3CO硝苯地平（nifedipine)（二）主要化学性质1.弱碱性吡啶环上的氮为碱性氮原子，吡啶环的pKb值为8.8（水中）。尼可刹米除了吡啶环上氮外，β位上被酰氨基取代。酰氨基化学性质不甚活泼，但遇碱水解后释放出具有碱性的二乙胺，故可以进行鉴别。2．还原性异烟肼的吡啶环γ位上被具有还原性酰肼取代，可被氧化剂氧化，可与含羰基的化合物发生缩合反应。3．吡啶环的特性异烟肼和尼可刹米的吡啶环α、α’位未取代，而β或γ位被羧基衍生物所取代；硝苯地平的吡啶环β、β’位被甲酸甲酯所取代，其吡啶环可发生开环反应。二、鉴别试验（一）吡啶环的开环反应本反应适用于吡啶环的α、α’位无取代基的异烟肼和尼可刹米。1.戊烯二醛反应（köning反应）尼可刹米+溴化氰H2O戊烯二醛衍生物苯胺黄色HBr+NH2CN+CHOHOCHCON(C2H5)2H2O2NCNBrCON(C2H5)2BrCNNCON(C2H5)2CON(C2H5)2OCHCHOH+2NH2NCON(C2H5)2CHCHNH（黄色~黄棕色）2．二硝基氯苯反应（Vongerichten反应）吡啶及其衍生物+2,4-二硝基氯苯至熔融或混合醇制KOH紫红色无水条件采用本法鉴别异烟肼、尼可刹米时，需适当处理，即将酰肼氧化成羧基或将酰胺水解为羧基后进行鉴别。如异烟肼鉴别：OHNH2NNONONONON+NaOH+NH2-NH2ONaONaCl-NO2NO2-NO2NO2ONa-NO2NO2+Cl-HOHCONaOH异烟肼不经处理的反应：异烟肼+2，4-二硝基氯苯乙醇OH-紫红色（二）酰肼基团的反应1．还原反应异烟肼+AgNO3异烟酸银+N2+Ag(白色）银镜异烟肼+亚硒酸硒（红色）2．缩合反应异烟肼的酰肼基与芳醛缩合形成腙，其有固定的熔点，可用以鉴别。ChP和BP均采用本法鉴别.NCONHNH2+CHOOHOCH3H2ONCONHNCHOCH3OH黄色结晶mp为228℃～231℃OHNH2NN+3NaOHNNHON=OOONaOSO3H+Na2SO3+3H2O+-NH2活性-CH2-+1，2-萘醌-4-磺酸OH-红色（三）形成沉淀的反应具有吡啶环的结构，可与重金属盐类及苦味酸等试剂形成沉淀。如尼可刹米+CuSO4+硫氰酸铵草绿色尼可刹米异烟肼+HgCl2白色（四）分解产物的反应使湿润的红色石蕊试纸变蓝尼可刹米异烟肼+无水Na2CO3Ca(OH)2吡啶臭尼可刹米+NaOH二乙胺（五）紫外吸收光谱特征本类药物的分子结构中均含有芳杂环，在紫外光区有特征吸收，其最大、最小吸收波长及百分吸收系数可供鉴别。本类药物的紫外特征吸收鉴别方法见下表。本类药物的紫外特征吸收鉴别方法药物溶剂λmax（nm）λmin（nm）E1cm1%异烟肼HCl（0.01mol/L）265—约420水266234378尼可刹米HCl（0.01mol/L）263—285NaOH（0.1mol/L）255—840260—860硝苯地平无水乙醇333—140（一）异烟肼中游离肼的检查1.TLC法Ch.P中异烟肼及其注射,采用TLC法中杂质对照法。对照品：硫酸肼0.20mg/ml（相当于游离肼50μg）薄层板：硅胶（用羧甲基纤维素钠溶液制备）展开剂：异丙醇-丙酮（3：2）显色剂：乙醇制对-二甲氨基苯甲醛试液检测结果：供试品主斑点前方，不得显黄色斑点三、有关物质检查BP的检查方法：供试品溶液制备:取异烟肼1.0g，加丙酮-水(1:1)制成10ml.对照溶液制备:取硫酸肼50mg，加水50ml使溶解后，加丙酮稀释至100ml；量取10ml，加供试品溶液0.2ml，加丙酮-水(1:1)稀释至100ml。薄层板：硅胶GF254薄层板展开剂：醋酸乙酯-丙酮－甲醇－水(50:20:20:10)显色剂：乙醇制对-二甲氨基苯甲醛试液检测结果：于254nm紫外光下检测，供试品中的杂质斑点强度应小于对照溶液中异烟肼色谱斑点；再喷以对-二甲氨基苯甲醛溶液，并在日光下检视，对照溶液中硫酸肼斑点的强度大于供试液中的杂质斑点。2．比浊法JP（14）采用样品中加水杨醛的乙醇溶液观察混浊的方法来控制游离肼的限量。此法专属性差，因异烟肼(慢)和硫酸肼均生成腙而析出沉淀。3.差示分光光度法肼异烟肼+对-二甲氨基苯甲醛黄色缩合物对-二甲氨基苯甲醛连氮(λmax=456nm有最大吸收)形成的缩合产物对-二甲氨基苄叉(于λmax=456nm波长处无吸收)可在456nm波长处测定并计算二者的差示吸收度ΔA456，同时以对照品比较法计算游离肼含量。具体测定法：对照品溶液：硫酸肼CR＝1μg/ml5ml+丙酮λmax=456nm测A1+对-二甲氨基苯甲醛(ΔA456＝A2－A1)ΔAR5mlλmax=456nm测A2供试品溶液：异烟肼C＝2mg/ml游离肼CX=ΔAs/AR×CR1份+丙酮λmax=456nm测A1+对-二甲氨基苯甲醛(ΔA456＝A2－A1)ΔAs2份λmax=456nm测A2(二)尼可刹米中有关杂质检查因有关杂质的化学结构不明，故Ch.p采用TLC法中的高低浓度对比法进行检查。(三)硝苯地平中有关物质检查硝苯地平遇光分子内部发生光化学歧化作用，降解为4-（2-硝基苯基）-2,6-二甲基吡啶-3,5-二羧酸二甲酯（A）和4-（2-亚硝基苯基）-2,6-二甲基吡啶-3,5-二羧酸二甲酯（B）。其化学结构如下:NO2CO2CH3H3COCH3CH3OOCH3CH3H3COCO2CH3NNNO(A)(B)具体方法1。供试液Ⅰ和Ⅱ的制备2。有关杂质对照品液Ⅰ和Ⅱ的制备3.色谱条件与灵敏度调节填充剂：十八烷基硅烷键合硅胶流动相：甲醇-水（3：2）；检测波长：235nm。取对照品溶液Ⅱ20μl注入液相色谱仪，调节检测灵敏度，使杂质A和B组分色谱峰的峰高为满量程的20%；杂质A和B组分之间，杂质B与硝苯地平之间的分离度均符合规定。4.有关物质检测取供试液Ⅰ和对照液Ⅱ各20μl，分别进样记录色谱图至主成分峰保留时间的2倍。供试液Ⅰ如出现与对照液Ⅱ中杂质A和B相对应的峰，其峰面积不得大于对照液Ⅱ中杂质A和B的峰面积；如出现除杂质A和B以外的其他杂质峰，其峰面积不得大于对照液Ⅱ中硝苯地平的峰面积；各杂质总量不得大于0.5%。供试液Ⅰ中小于对照液Ⅱ中硝苯地平峰面积的10%以下的杂质峰忽略不计。返回一、基本结构与化学性质（一）典型药物的结构硫酸奎宁硫酸奎尼丁（quininesulfate）(quinidinesulfate)NNH3COHHHCH=CH2,H2SO4,2H2OHOHO,H2SO4,2H2OCH=CH2HHHH3CONN22第二节喹啉类药物NNNOOOHFH,HCl,H2O盐酸环丙沙星(ciprofloxacinhydrochloride)（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。环丙沙星与盐酸成盐，奎宁和奎尼丁可与二元酸成盐，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，不与硫酸成盐。奎宁pKb1为5.07，pKb2为9.7，饱和溶液的pH值为8.8。奎尼丁pKb1为5.4，pKb2为10。2.旋光性硫酸奎宁为左旋体，其比旋度为-237o至-244o；硫酸奎尼丁为右旋体，其比旋度为+275o至+290o；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。（一）绿奎宁反应（Thalleioquin）绿奎宁反应是奎宁和奎尼丁的特殊鉴别反应。其反应如下：Ch.P收载方法NNNNNHOHOCl2ClClCl2NH3ONH4OClN二、鉴别试验（二）光谱特征1.UVCh.P采用本法鉴别盐酸环丙沙星。2.荧光光谱特征硫酸奎宁和硫酸奎尼丁，在稀H2SO4中均显蓝色荧光，盐酸环丙沙星则无荧光，可用于本类药物的鉴别。3.IRCh.P中硫酸奎宁和盐酸环丙沙星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显硫酸盐的反应；盐酸环丙沙星显氯化物的反应，可用无机盐的鉴别方法进行鉴别。（一）硫酸奎宁中特殊杂质检查1.酸度主要控制药物中酸性杂质。用pH计测定,pH为5.7～6.6。2.氯仿-乙醇中不溶物主要控制药物中不溶性杂质或无机盐类.3.其他金鸡纳碱主要控制硫酸奎宁中其他生物碱，因没有合适的对照品，因此采用薄层色谱中的高低浓度对比法进行检查。三、特殊杂质检查（二）盐酸环丙沙星中特殊杂质的检查1。酸度主要控制药物中酸性杂质。用pH计测定,pH为3.0～4.5。2.溶液的澄清度与颜色主要控制本品中不溶性物质和有色杂质。3.有关物质主要控制本品中可能引入结构不清的有关杂质，采用HPLC法中归一化法进行检查，其检查方法如下：色谱条件与系统适用性试验：色谱柱：十八烷基硅烷键合硅胶为填充柱流动相：0.05mol/L枸橼酸-乙腈(82:18)用三乙胺调节pH值3.检测器：UV检测波长为277nm；按盐酸环丙沙星峰计算n＞2000;盐酸环丙沙星峰与相邻杂质峰的分离度R＞1.5.测定方法：取本品适量，加水制成每1ml中含0.4mg的溶液，取20μl注入液相色谱仪，调节检测灵敏度和记录仪衰减，使主成分的峰高为记录仪满量程的2-4倍，记录时间应为主成分峰保留时间的2倍。按面积归一化法计算，杂质总量不得超过1.5%。返回一、基本结构与化学性质（一）典型药物的结构硫酸阿托品氢溴酸东莨菪碱（atropinesulfate）(copolaminehydrobromide）NOCH3OHOHHOCH3ON,H2SO4,H2O2OHO,HBr,3H2O第三节托烷类药物（二）主要化学性质1。水解性本类药物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)。2.碱性阿托品和东莨菪碱的结构中，五元脂环上含有叔胺氮原子,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结构中含有不对称碳原子，呈左旋体，比旋度为-24ο至-27ο，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。（一）托烷生物碱一般鉴别试验二、鉴别试验生物碱水解莨菪酸发烟硝酸三硝基衍生物KOH（C2H5OH）固体KOH有色的醌型产物（二）氧化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。其反应式为：HOOCOHHOOC-H2O(H2SO4)CH2CHO2O2+2CO2+H2O(三)沉淀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+氯化汞醇试液黄色沉淀东莨菪碱+氯化汞醇试液白色沉淀（四）硫酸盐与溴化物反应1.酸度东莨菪碱碱性很弱，对石蕊试纸几乎不显碱性反应。氢溴酸东莨菪碱为强酸弱碱形成的盐，通过其5%水溶液的pH值为4.0～5.5，来控制本品中的酸性杂质。2.其他生物碱三、氢溴酸东莨菪中特殊杂质检查本品水溶液+氨试液不混浊合格混浊存在其他生物碱+KOH试液混浊（东莨菪碱）3.易氧化物主要是检查本品在生产中可能引入的阿扑阿托品及其它含有双键的有机物质，可使KMnO4溶液褪色。返回第四节吩噻嗪类药物一、基本结构与化学性质（一）结构特点与典型药物NSRR'12345678910NSCH2CH2CH2N(CH3)2ClHCl盐