第十章生物碱类药物分析

第十章生物碱类药物的分析基本要求一、掌握非水溶液滴定法、比色法、紫外分光光度法、气相色谱法和高效液相色谱法测定本类药物的原理和应用二、熟悉喹啉类药物的鉴别试验和杂质检查方法熟悉托烷类药物的基本结构和化学性质，鉴别试验和检查方法三、了解苯并二氮卓类药物的鉴别、检查方法概述一、生物碱（Alkaloids）生物碱是生物体内含氮有机化合物的总称二、分类（三种分类方法）

1、按来源分鸦片生物碱、乌头碱、麦角生物碱等。

2、按化学结构分类托品烷生物碱、异喹啉生物碱等。3、按生源结合化学结构分类来源于鸟氨酸的、来源于赖氨酸的生物碱等。典型药物的结构

（一）苯烃胺类药物主要化学性质1.碱性

侧链上含有脂肪胺氮原子,具有较强的碱性,易与酸成盐。2.旋光性分子结构中含有不对称碳原子，有旋光性。3.紫外吸收结构中有芳环典型药物的结构

硫酸阿托品氢溴酸东莨菪碱（atropinesulfate）(copolaminehydrobromide）（二）托烷类药物主要化学性质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。

典型药物的结构

硫酸奎宁硫酸奎尼丁（quininesulfate）(quinidinesulfate)（三）喹啉类药物主要化学性质

1.碱性

喹啉环上的氮原子具有碱性，与强酸形成稳定的盐。

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。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。

典型药物的结构

（四）异喹啉类药物

典型药物的结构

（四）异喹啉类药物主要化学性质

1.碱性

异喹啉环上的氮原子具有碱性，与强酸形成稳定的盐

2.酸性异喹啉分子中常具有酚羟基，具有酸性

3.旋光性吗啡为右旋体，其比旋度为-110.0o至-115.0o；

典型药物的结构

（五）吲哚类药物利血平主要化学性质

1.碱性

含两个碱性基团，吲哚氮与脂环氮

2.水解性利血平分子中具有酯结构，易水解

典型药物的结构

（六）黄嘌呤类药物主要化学性质

1.碱性

含四个氮原子，碱性较弱

2.酸性茶碱分子中氮上的氢非常活泼，具有酸性，能与碱成盐

二、生物碱类药物的通性

1.碱性季铵碱＞脂肪胺、脂环胺＞芳胺、N—芳杂环＞酰胺小檗碱＞麻黄碱、阿托品＞罂粟碱＞咖啡因吗啡具酸碱两性2.溶解性

游离生物碱不溶或难溶于水，能溶或易溶于有机溶剂，在稀酸中成盐而溶解生物碱盐类易溶于水，不溶于有机溶剂3.旋光性一般多为左旋体有效。4.光谱特性含有共轭系统，具有紫外吸收第二节鉴别试验

一、特征鉴别反应（一）双缩脲反应

侧链具有氨基醇结构（二）Vitali反应托烷生物碱

（三）绿奎宁反应

硫酸奎宁、硫酸奎尼丁（四）Marquis反应吗啡生物碱

（五）Frohde反应吗啡生物碱

（六）官能团反应吲哚生物碱

1.利血平+新制香草醛→玫瑰红色2.（七）紫脲酸胺反应黄嘌啉类生物碱

（八）还原反应吗啡与磷酸可待因的区分反应二、一般鉴别反应（一）熔点测定法（二）沉淀反应

常用的生物碱沉淀试剂为：

1.重金属盐类，如K2HgI4、KBiI4、I2—KI、二氯化汞等；

2.大分子酸类，如磷钼酸、硅钨酸等。（三）显色反应常用的显色试剂：浓硫酸、浓硝酸、钼硫酸、钒硫酸、硒硫酸、甲醛硫酸等（四）UV（五）IR（六）色谱法

1.HPLC2.TLC

硅胶为吸附剂：游离生物碱能顺利迁移，生物碱盐类吸附太牢，造成严重拖尾。解决方法：（1）在展开剂中加少量的碱性试剂，如氨、二乙胺、有机脂烃胺类；（2）硅胶板用碱处理第三节特殊杂质检查特殊杂质检查主要根据药物与杂质的理化性质差异来进行。利用药物和杂质在颜色、溶解行为、旋光性质、对光吸收选择性等物理性质上的差异，检查杂质是否符合限量规定一、物理法利用药物与杂质在挥发性、臭味等方面的差异进行检查。（一）臭味及挥发性的差异ChP（2000）麻醉乙醚中异臭的检查取本品10ml，置瓷蒸发皿中，使自然挥发，挥散完毕后，不得有异臭。（二）颜色的差异ChP（2000）盐酸阿扑吗啡[检查]分解产物

取本品0.10g，加无水氧化物的乙醚5ml，振摇后，乙醚液只许显极淡的红色。（三）溶解行为的差异

利用药物与杂质在溶解性方面的差异进行检查。如葡萄糖中糊精的检查。（四）旋光性质的差异ChP（2000）硫酸阿托品[检查]莨菪碱

取本品，按干燥品计算，加水制成每1ml中含50mg的溶液，依法测定（附录ⅥE），旋光度不得过–0.40°。（五）对光吸收性质的差异——分光光度法利用药物与杂质在紫外吸收光谱方面的差异进行检查。

1.紫外分光光度法例1.中国药典（2000年版）规定肾上腺素中检查肾上腺素酮的方法为：取本品，加盐酸溶液（9→2000）制成每1ml中含2.0mg的溶液，于310nm波长处测定，吸收度不得超过0.05，已知肾上腺素酮在310nm波长处的为453，肾上腺素在该波长处无吸收。请计算肾上腺素酮的限量应为（D）A.0.1％B.0.5％C.0.04％D.0.06%E.0.0002％

2.IR用于药物中无效或低效晶型的检查。利用药物与杂质有特征峰差异进行检查。如甲苯咪唑中A晶型的检查、无味氯霉素混悬剂中A晶型的检查。

X—射线粉末衍射法

3.原子吸收分光光度法主要用于金属元素的检查，具有灵敏度高、选择性好等优点。如肝素钠中钾盐的检查。（六）吸附或分配性质的差异—色谱法

1.TLC

（1）杂质对照品法

（2）高低浓度对比法

（3）参比杂质对照品法选用可能存在的某种物质作为杂质对照品。（4）选用质量符合规定的与供试品相同的药物作为杂质对照品。2．纸色谱

用于极性较大药物中杂质的检查或放射性药物注射液（或溶液）中放射化学杂质的检查。如地高辛中洋地黄毒苷的检查。缺点：展开时间长，斑点扩散，不能用强酸等腐蚀性显色剂

3．HPLC

（1）内标法加校正因子测定供试品中某个杂质的含量

准确测定杂质含量

方法内标物+杂质对照品→对照溶液，进样，测定，计算校正因子

供试品+内标→供试品溶液，进样，测定杂质和内标峰面积或峰高，计算杂质含量

（2）外标法测定供试品中某个杂质的含量供试品→供试品溶液

杂质对照品→对照品溶液进样，测定，计算杂质的含量

缺点：不易准确控制进样量，宜用定量环进样

（3）加校正因子的主成分自身对照法方法待测成分对照品+杂质对照品→溶液，进样，记录色谱图，计算杂质的校正因子

分别进样，供试品溶液的记录时间除另有规定外，应为主成分保留时间的若干倍，测量供试品溶液色谱图上各杂质的峰面积，分别乘以相应的校正因子后与对照溶液主成分的峰面积比较，依法计算各杂质含量。（4）不加校正因子的主成分自身对照法

无杂质对照品，且杂质峰面积与主成分峰面积相差悬殊时应用。

方法分别进样，测定供试品溶液中各杂质峰面积及其总和，与对照溶液主成分峰面积比较，控制供试品中杂质的量。

缺点：检测波长处，各杂质和药物的吸收强度可能有差异，准确度差

优点：不需杂质对照品，可同时控制各个杂质及其总量限度

（5）面积归一化法取一定量供试品溶液进样，测定各杂质及药物的峰面积，计算各杂质峰面积及其总和占总峰面积的百分率，不能超过限量。注意溶剂峰不应计算在总峰面积内。优点：不需杂质对照品，简便易行。

缺点：检测波长处，各杂质和药物的吸收强度可能有差异，控制杂质峰面积百分率不一定就是杂质限量，准确度差。

4．GC用于药物中挥发性杂质的检查。如药物中有机溶剂残留量测定。检查方法同HPLC。

二、化学法利用药物与杂质在化学性质上的差异进行检查。如阿司匹林中水杨酸的检查。98：77．乙醇中检查杂醇油是利用（C）A.颜色的差异B.旋光的差异C.臭味及挥发性的差异D.对光选择吸收的差异E.溶解行为的差异例.药物中特殊杂质的检查方法有（ABCDE）A．沉淀法与颜色法B．滴定法C．旋光法D．分光光度法E．色谱法例.HPLC检查药物中杂质的具体方法有（ABCDE）A．峰面积归一化法B．主成分自身对照法C．内标法D．外标法E．内标法加校正因例.最常用于药物中特殊杂质检查的方法是(A)A.TLCB.IRC.UVD.MSE.NMR例.红外分光光度法在杂质检查中主要用于（A）A.药物中无效或低效晶型的检查B.杂质特征峰的确定C.杂质相关峰的确定D.杂质官能团的确定E.药物和杂质的鉴别一、非水溶液滴定法(一)基本原理

含量测定当HA酸性较强时，反应不能定量完成，必须除去或降低HA的酸性，使反应顺利地完成。BH+A-+HClO4BH+ClO4+HA游离碱类盐被置换出的弱酸因此，要根据不同情况采用相应测定条件。(二)一般方法供试品+冰醋酸10ml~30ml若供试品为氢卤酸盐再加5%醋酸汞的冰醋酸液3ml~5ml结果高氯酸滴定液滴定以空白试验校正(三)问题讨论1.适用范围

主要用于Kb＜10-8的有机碱盐的含量测定。对碱性较弱的杂环类药物，只要选择合适的溶剂、滴定剂和终点指示的方法，可使pKb为8～13的弱碱性药物采用本法滴定。

一般来说：

Kb为10-8～10-10时，宜选冰醋酸作为溶剂；药物的Kb为10-10～10-12时，宜选冰醋酸与醋酐的混合溶液；

Kb＜10-12时，应用醋酐作为溶剂。

另外，在冰醋酸中加入不同量的甲酸，也能使滴定突跃显著增大，使一些碱性极弱的杂环类药物获得满意测定结果。

2.酸根的影响：无机酸类，在醋酸介质中的酸性以下列排序递减：

高氯酸＞氢溴酸＞硫酸＞盐酸＞硫酸氢根＞硝酸＞磷酸

消除HX干扰的方法：加Hg(Ac)2

量不足终点不明显，结果偏低。

2B·HX+Hg(Ac)2→2B·HAc+HgX2

过量(1～3倍)不影响测定结果3.滴定剂的稳定性非水溶液滴定法所用的溶剂为醋酸，具有挥发性，膨胀系数较大，温度和贮存条件都影响滴定剂的浓度。若滴定样品与标定HClO4溶液时的温度不一致，温差未超过10℃时，应将高氯酸滴定液的浓度用下列公式加以校正：

4.终点指示方法常用电位法和指示剂法。Ch.P收载的本类药物大多采用结晶紫指示剂指示终点，少数采用电位法指示终点。(四)应用实例

1.游离弱碱性药物测定

基于咖啡因等药物分子结构中氮原子的弱碱性，可用非水溶液滴定法直接测定其含量。由于这些药物的碱性强弱不同，测定时所采用溶剂、指示剂及其指示终点的方法也不尽相同。

2.氢卤酸盐类药物测定

当这些药物溶于冰醋酸时，由于氢卤酸在冰醋酸中酸性较强，对测定有干扰，必须先加入过量的醋酸汞冰醋酸溶液，使其形成难以电离的卤化汞，而氢卤酸盐药物，则转变成可测定的醋酸盐。然后再用高氯酸滴定液滴定，并可获得满意的结果。应用示例如下：

药物名称取样量(g)溶剂加入醋酸汞试液(ml)指示剂终点颜色

盐酸氯丙嗪0.2醋酐10ml5橙黄Ⅳ玫瑰红色盐酸异丙嗪0.3冰醋酸10ml4结晶紫蓝色盐酸氟奋乃静0.3冰醋酸20ml5结晶紫蓝绿色盐酸环丙沙星0.2冰醋酸25ml5橙黄Ⅳ粉红色氢溴酸东莨菪碱0.3冰醋酸20ml5结晶紫纯蓝色盐酸硫利达嗪0.3丙酮100ml5电位滴定法

3.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。（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-

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）硫酸奎宁测定：奎宁为二元碱，其中喹核碱的碱性较强，可与硫酸生成盐；而喹啉环的碱性极弱，不能与硫酸成盐，而保持游离状态。当用高氯酸直接滴定硫酸奎宁时，1mol的硫酸奎宁消耗3mol的高氯酸。其反应式如下：

(C20H24N2·H+)2SO4+3HClO4→(C20H24N2·2H+)·2ClO4-

+(C20H24N2·2H+)·HSO4-·ClO4-

Ch.P和USP(24)都采用此法测定硫酸奎宁和硫酸奎尼丁的含量。(3)硫酸奎宁片的测定：

硫酸奎宁片剂碱化处理，生成奎宁游离碱，然后再用高氯酸标准溶液直接滴定。此时1摩尔的硫酸奎宁可消耗4摩尔的高氯酸，因此片剂分析的滴定度与原料药分析的滴定度不同。4.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。

5.磷酸盐与有机酸盐的测定

磷酸与有机酸在冰醋酸介质中酸性极弱，滴定反应可以进行完全，按常规方法直接滴定。二、提取中和法（提取酸碱滴定法、提取容量法）（一）原理与方法1.碱化2.有机溶剂提取3.中和法测定

（1）直接滴定法用于碱性较强的生物碱

（2）剩余滴定法用于碱性较弱的生物碱

（3）酸滴定液返提后剩余滴定法用于对热不稳定的生物碱1.碱化试剂

最常用氨水

2.提取溶剂

（1）提取溶剂选择的原则（2）常用的提取溶剂最常用氯仿（二）测定条件的选择（3）提取溶剂的用量及提取次数

通常应提取4次，第一次用量至少应为水液体积的一半，以后几次应各为第一次的一半

3.提取终点的确定

用合适的沉淀反应确定4.指示剂的选择

5.乳化的预防和消除仪器简单、试剂常用，但操作繁琐、费时、精密度差、准确度差，主要用于制剂分析（三）特点阿片粉中吗啡的含量测定——石灰法

ChP（1995）固相萃取—离子对-反相高效液相色谱法ChP（2000）（四）应用(一）酸性染料比色法

1.基本原理三、比色法

2.影响因素

(1)水相最佳pH值的选择：本法中水相的pH应使有机碱性药物均成阳离子(BH+)，而酸性染料应电离足够的阴离子(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：常用酸性染料有溴麝香草酚蓝、甲基橙、溴甲酚绿等。酸性染料浓度，对测定影响不大，有足够量即可。

(3)有机溶剂的选择

有机碱药物应对离子对提取率高，不与水混溶，或能与离子对形成氢键的有机溶剂。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。(4)水分的影响：严防水分混入有机溶剂中，水相中过量有色酸性染料，而影响测定结果；水分的混入使氯仿混浊，而影响比色测定。一般加入脱水剂，或滤纸过滤的方法，除去混入的水分。3.应用示例

Ch.P中硫酸阿托品片、氢溴酸东莨菪碱片和氢溴酸山莨菪碱片等，采用本法测定含量测定。10．用非水溶液滴定法测定盐酸吗啡含量时，应使用的试剂是A.5％醋酸汞冰醋酸液B.盐酸C.冰醋酸D.二甲基甲酰胺E.高氯酸

11．非水溶液滴定法测定硫酸奎宁含量的反应条件为

A．冰醋酸一醋酐为溶剂

B.高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定

C．1mol的高氯酸与⅓mol的硫酸奎宁反应

D.仅用电位法指示终点

E．溴酚蓝为指示剂

12.酸件染料比色法中，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.生物碱几乎全部以分子状态存在E.酸性染料以分子状态存在

13.酸性染料比色法测定生物碱类药物，有机溶剂萃取测定的有色物是A.离子对和指示剂的混合物B.生物碱盐C.指示剂D.离子对E.游离生物碱

C.碱化后用有机溶剂提取，蒸去有机溶剂后用