杂环类药物的分析专家讲座

杂环化合物是指组成环原子，除碳原子外，还有杂原子有机化合物。杂环是指由碳原子及非碳原子组成环状结构，环中非碳原子称为杂原子。常见杂原子有氮、氧和硫等。杂环化合物种类繁多，数量庞大，在自然界分面很广。如一些生物碱、维生素、抗生素等。杂环类药品分子中因为杂原子种类与数目，环元数与环数不一样，已将杂环类药品分成许多不一样大类，诸如吡啶类、喹啉类、托烷类、吩噻嗪类、苯并二氮杂卓类、呋喃类、吡唑酮类、嘧啶类等。杂环类药品分析P167杂环类药物的分析专家讲座第1页第一节吡啶类药品分析

（一）经典药品结构异烟肼尼可刹米一、基本结构与主要化学性质硝苯地平杂环类药物的分析专家讲座第2页（二）主要化学性质1.弱碱性母核吡啶环上氮原子显弱碱性2.还原性酰肼基含有较强还原性3.吡啶环特征可发生开环反应杂环类药物的分析专家讲座第3页（一）吡啶环开环反应

本反应适合用于吡啶环α、α’位为无取代基异烟肼和尼可刹米。1.戊烯二醛反应

尼可刹米与溴化氰、苯胺反应生成黄色至黄棕色戊烯二醛衍生物。二、鉴别试验2.二硝基氯苯反应

异烟肼与2,4-二硝基氯苯反应，在碱性溶液中显紫红色。杂环类药物的分析专家讲座第4页1.还原反应(银镜反应)

异烟肼加水溶解后，加氨制硝酸银试液，即有黑色浑浊出现，并生成氮和金属银，可在管壁上产生银镜。+AgNO3+H2O4Ag+N2（二）酰肼基团反应杂环类药物的分析专家讲座第5页（三）形成沉淀反应

本类药品含有吡啶环结构，可与重金属盐类（如氯化汞、硫酸铜、碘化铋钾）及苦味酸等试剂形成沉淀。

（四）分解产物反应

尼可刹米与氢氧化钠试液加热，即有二乙胺臭味逸出，能使湿润红色石蕊试纸变蓝色。2.缩合反应

异烟肼含有未被取代酰肼基，与芳醛缩合形成腙，析出黄色结晶，可测定其熔点（m.p228～231℃）。最惯用芳醛为香草醛，其次是对二甲氨基苯甲醛、水杨醛等。杂环类药物的分析专家讲座第6页1、对比最大吸收或最小吸收波长

按药品质量标准将供试品用要求溶剂配成一定浓度供试液，在要求波长区域内测定最大吸收波长（λmax）

（或最小吸收波长λmin）。与药品质量标准中指明最大吸收波长（或最小吸收波长）对比，假如相同可因为是同一药品。2、对比百分吸收系数

按药品质量标准将供试品用要求溶剂配成一定浓度溶液，在要求波长下测定吸收度，计算出百分吸收系数并进行比较。（五）紫外吸收光谱特征杂环类药物的分析专家讲座第7页三、相关物质检验（一）异烟肼中游离肼检验

异烟肼是一个不稳定药品，其中游离肼是由制备时原料引入，或贮存过程中降解而产生。而肼又是一个诱变剂和致癌物质，所以国内外药典多数要求了异烟肼原料药及其制剂中游离肼限量检验。惯用方法有薄层色谱法，比浊法和差示分光光度法。

1、薄层色谱法

中国药典对异烟肼原料和注射用异烟肼中游离肼检验，均采取薄层色谱法。杂环类药物的分析专家讲座第8页2、比浊法JP（14）采取检验方法。3、差示分光光度法（二）尼可刹米中相关物质检验

Ch.P采取TLC高低浓度对照法进行检验

（三）硝苯地平中相关物质检验硝苯地平遇光极不稳定，可发生光化学歧化作用降解为硝苯吡啶衍生物及亚硝基吡啶衍生物，Ch.P采取HPLC法进行检验。杂环类药物的分析专家讲座第9页（喹核碱）（喹啉环）H2SO4·2H2O

本类药品具吡啶与苯环稠合而成喹啉杂环，本类最常见经典药品有硫酸奎宁、硫酸奎尼丁、盐酸环丙沙星、喜树碱等。第二节喹啉类药品分析硫酸奎宁（quininesulfate)一、基本结构与化学性质（一）经典药品结构杂环类药物的分析专家讲座第10页硫酸奎尼丁（quinidinesulfate)H2SO4·2H2O杂环类药物的分析专家讲座第11页盐酸环丙沙星·HCl·H2O杂环类药物的分析专家讲座第12页（二）主要化学性质1、碱性：喹啉环上N含有碱性。2、旋光性3、荧光特征杂环类药物的分析专家讲座第13页二、鉴别试验（一）绿奎宁反应

奎宁和奎尼丁互为异构体，结构中都有6位含氧喹啉衍生物，能够发生绿奎宁反应，即奎宁盐经氯水（或溴水）氯（溴）化反应，再加氨水处理，生成翠绿色二醌基吲胺胺盐。（二）光谱特征1.紫外吸收光谱特征2.荧光光谱特征3.红外光谱特征（三）无机酸盐杂环类药物的分析专家讲座第14页三、特殊杂质检验（一）硫酸奎宁中特殊杂质检验检验项目主要有：1.酸度2.氯仿－乙醇中不溶物3.其它金鸡纳碱

TLC高低浓度对比法检验杂环类药物的分析专家讲座第15页（二）盐酸环丙沙星中特殊杂质检验检验项目主要有：

1.酸度2.溶液澄清度与颜色3.相关物质

HPLC法中归一化法检验杂环类药物的分析专家讲座第16页第三节托烷类药品托烷类药品大多数是由莨菪烷衍生氨基醇与不一样有机酸缩合成酯生物碱，常见有颠茄生物碱和古柯生物碱，依据其结构特征均属于杂环类药品。现以最惯用经典药品硫酸阿托品和氢溴酸东莨菪碱为例，就其判别和杂质检验相关问题进行讨论。杂环类药物的分析专家讲座第17页.HBr.3H2O氢溴酸东莨菪碱2.H2SO4.H2O硫酸阿托品一、基本结构与化学性质经典药品结构（一）杂环类药物的分析专家讲座第18页（二）主要化学性质1.水解性本类药品含有酯结构，易水解。如阿托品水解后生成莨菪醇与莨菪酸。2.碱性

阿托品和东莨菪碱五元脂环上有叔氮原子，含有较强碱性。3.旋光性

阿托品和东莨菪碱均含有不对称碳原子而呈左旋体，比旋度－24～－27。。阿托品为莨菪碱消旋体。杂环类药物的分析专家讲座第19页二、鉴别试验（一）托烷生物碱普通判别试验（Vitaili反应）（二）氧化反应

本类药品水解后生成莨菪酸，可与硫酸和重铬酸钾在加热条件下，发生氧化反应，生成苯甲酸，同时有类似苦杏仁臭味。（三）沉淀反应与生物碱沉淀试剂生成沉淀。（四）硫酸盐与溴化物反应该反应为阿托品、东莨菪碱、山莨菪碱等托烷类生物碱均显莨菪酸结构特征反应，与发烟硝酸加热处理得黄色三硝基衍生物，遇醇制氢氧化钾即显深紫色。杂环类药物的分析专家讲座第20页※（五）色谱法当前惯用薄层色谱吸附剂多为硅胶，生物碱类药品必须以游离碱形式才能顺利迁移（展开）。若是以盐形式存在，则在硅胶薄层板上吸附太牢，致使色斑严重拖尾。这是含氮生物碱药品色谱分离判别关键问题，为使生物碱呈游离状态分离判别，常采取两种方法：1、在展开剂中加入少许碱性试剂

如浓氨水、二乙胺、有机脂烃胺类，方便中和与碱结合酸和硅胶弱酸性，使生物碱游离。2、硅胶薄层板用碱处理

即取硅胶适量，加入一定量氢氧化钠溶液搅拌均匀，铺制成碱性薄层板。杂环类药物的分析专家讲座第21页三、氢溴酸东莨菪碱中特殊杂质检验

氢溴酸东莨菪碱是从茄科植物颠茄、白曼陀罗、莨菪等提取得到莨菪碱氢溴酸盐。依据其生产工艺，本品在生产和贮藏过程中可能引入特殊杂质主要有：1.酸度2.其它生物碱3.易氧化物杂环类药物的分析专家讲座第22页第四节吩噻嗪类药品分析一、基本结构与化学性质（一）结构特点与经典药品

吩噻嗪药品为苯并噻嗪衍生物，其分子结构中均含有共同硫氮杂蒽母核，基本结构为：杂环类药物的分析专家讲座第23页本类药品结构上差异，主要表现在母核2位上R2取代基和N10位上R1取代基不一样。R2基团通常为—H、—Cl、—CF3、—COCH3、—SCH2CH3等，R1基团则为含有2～3个碳链二甲或二乙胺基，或为含氮杂环如哌嗪和哌啶衍生物等。.HCl.HCl盐酸异丙嗪盐酸氯丙嗪杂环类药物的分析专家讲座第24页（二）主要化学性质1、含有紫外和红外吸收光谱特征本类药品紫外特征吸收，主要由母核三环π系统所产生。普通含有三个峰值，即在204～209nm（205nm附近）、250～265nm（254nm）附近、和300～325nm（300nm附近）。最强峰多在250～265nm（ε为2.5×10-4～3×10-4）；本类药品母核中S为二价，易氧化，其氧化产物为亚砜和砜,它们含有四个吸收峰，与未氧化吩噻嗪类母核吸收峰不一样。（SO）（S）00杂环类药物的分析专家讲座第25页2、易氧化呈色本类药品硫氮杂蒽母核中二价S易氧化，其母核易被氧化成亚砜、砜而呈色。3、与金属离子络合呈色

未被氧化二价S能与金属钯离子形成有色配位化合物。其氧化产物亚砜、砜则无此反应。杂环类药物的分析专家讲座第26页（一）紫外特征吸收和红外吸收光谱（二）显色反应

1、氧化剂氧化显色2、与钯离子络合显色

吩噻嗪类药品分子结构中未被氧化二价S能与金属钯离子络合形成有色络合物。（三）分解产物反应二、鉴别试验杂环类药物的分析专家讲座第27页（一）盐酸异丙嗪杂质起源与检验1.合成工艺2.杂质起源合成过程中因为一些副反应产生中间体、异构体。3.检验方法TLC法（二）盐酸硫利达嗪中相关物质检验TLC法检验三、特殊杂质检查杂环类药物的分析专家讲座第28页第五节苯并二氮杂卓类药品一、结构特征与经典药品结构

苯并二氮杂卓类药品为含氮杂原子、六元和七元环双并合而成有机化合物，其中1,4-苯并二氮杂卓类药品是当前临床应用最广泛镇静剂。中国药典收载有氯氮卓（利眠宁），并将安定和硝基安定更名为地西泮和硝西泮。杂环类药物的分析专家讲座第29页地西泮氯氮卓阿普唑仑杂环类药物的分析专家讲座第30页（一）化学判别

1、沉淀反应

2、水解后重氮化-偶合反应

氯氮卓和奥沙西泮加盐酸溶液加热煮沸水解后，水解产物可有此反应。而地西泮水解后则无此反应。3、硫酸-荧光反应4、分解产物反应5、氯化铜焰色反应二、鉴别试验（12）（二）紫外和红外吸收光谱（三）薄层色谱法杂环类药物的分析专家讲座第31页（一）相关物质检验1.地西泮中相关物质检验2.氯氮卓中相关物质检验3.氯氮卓中相关物质反相高效液相色谱法检验三、特殊杂质检查（二）降解产物检验

地西泮注射液采取

HPLC法检验杂环类药物的分析专家讲座第32页第六节含量测定本章五类药品惯用含量测定方法主要有六种一、非水溶液滴定法非水溶液滴定法，是国内外药典采取较多含测方法，尤其是对弱碱类药品及其盐含测。弱碱及其盐在水溶液中用标准酸液直接进行滴定没有显著滴定突跃，滴定终点难于掌握。若采取非水酸性溶剂作为滴定介质，则可显著提升弱碱性药品相对碱度，使滴定突跃增大，滴定反应顺利完成。杂环类药物的分析专家讲座第33页

除少数药品以游离碱形式供分析外，绝大多数为盐类（HCl盐与H2SO4盐）。这些盐类滴定过程，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较弱酸。反应原理可用以下通式表示：BH+·A-+HClO4BH+·ClO4-+HA基本原理：

因为被置换出来HA酸性强弱不一样，所以对滴定反应影响也不一样。当HA酸性较强时，反应不能定量完成，必须采取办法除去或降低反应产生HA酸性，使反应顺利完成。所以，必须依据不一样情况采取对应测定条件。杂环类药物的分析专家讲座第34页二、铈量法本法是氧化还原法，硝苯地平与吩噻嗪类药品可采取本法进行测定。因为这些药品含有还原性，在酸性介质中能够用硫酸铈滴定液直接滴定。前者用邻二氮沸指示剂，后者不加指示剂而是利用药品本身颜色改变指示终点。（一）硝苯地平测定详见P193（二）吩噻嗪类药品测定滴定开始时，药品先失去一个电子形成一个红色自由离子，到终点时吩噻嗪类药品均失去两个电子，红色消失而指示终点。也可采取电位法或永停滴定法指示终点。杂环类药物的分析专家讲座第35页三、比色法（一）酸性染料比色法本法是在适当pH介质中利用酸性染料（如磺酸酞类）与碱性药品定量结合呈色，采取比色法测定其含量。酸性染料是指含有酸性基团酸碱指示剂(磺酸酞类)，如溴酚蓝、溴麝香草酚蓝、溴甲酚绿、溴甲酚紫等。本法含有一定专属性和准确度，样品需用量少，灵敏度高，适合用于样品量少、小剂量药品及其制剂或体内碱性药品测定。杂环类药物的分析专家讲座第36页1、基本原理

在适当pH介质中，碱性药品（B）可与氢离子结合成阳离子（BH+），一些酸性染料在此条件下解离为阴离子（In-）

，与上述阳离子定量地结合生成有色配位化合物（BH+In-），即离子对，能够被一些有机溶剂定量提取，在一定波优点测定该溶液（有色离子对）吸收度，即可求得碱性药品含量。杂环类药物的分析专家讲座第37页即：水相（一定pH条件下）：B+H+BH+生物碱盐阳离子HInH++In-酸性染料阴离子BH++In-（BH+·In-）水相离子对（有色）（BH+·In-）有机相有机相：BH+·In-被有机溶剂提取，使有机相呈色。剩下酸性染料留于水相。比色测定：定量分离出该呈色有机提取液，脱水后，测定其吸收度，求出有机碱含量。杂环类药物的分析专家讲座第38页（1）水相最适pH值选择2.影响原因

水相pH值大小极为主要。只有选择适当pH才能使有机碱性药品变成阳离子（BH+），同一条件下，酸性染料才能电离出足够阴离子（In－），阴阳离子才能定量生成有色离子对（BH+In-），并完全溶于有机溶剂中而过量酸性染料完全保留在水相中，最终才能确保定量测定。杂环类药物的分析专家讲座第39页如水相pH值过低（H+），抑制了HIn离解成In-，使In-浓度降低。影响离子正确形成；如水相pH值过高，使有机碱药品游离，离子对浓度也降低，此时有机相萃取不是离子对而是有机碱本身。故所选pH应使有机碱全部以BH+形式存在，酸性染料大部分以In-形式存在，方便于二者定量结合。普通是以有机溶剂提取液吸收度最大，空白值最低时pH值最好。杂环类药物的分析专家讲座第40页（3）有机溶剂选择（2）酸性染料及其浓度选择（4）水分影响

有机相中应严防混入水分。不然，微量水分可使有机相（如氯仿层）发生混浊，影响比色，同时因为带入了水相中过量染料，而影响测定结果。有机溶剂中混入水分，能够经过加入脱水剂（如无水硫酸钠）或经滤纸滤过除去。3、应用实例

阿托品注射液含量测定。氢溴酸东莨菪碱片也用本法测定，详细见p195.杂环类药物的分析专家讲座第41页（二）钯离子比色法1.基本原理

在适当pH值溶液中，利用吩噻嗪类药品可与金属钯离子形成有色络合物，借以进行比色测定。

本法优点可选择性地用于未被氧化吩噻嗪药品测定。因为Pd2+只与被氧化硫共阶，当硫原子已被氧化为亚砜或砜时，则不与Pd2+络合呈色。缺点是：样品浓度高时，络合物溶解度较低，可能会造成络合物析出。2.测定方法杂环类药物的分析专家讲座第42页四、紫外分光光度法

本章五类药品制剂或片剂均匀度与溶出度测定均采取本法，测定原理是基于药品据有紫外特征吸收光谱，在其最大吸收波优点测定吸收度，利用百分吸收系数计算；或与对照品溶液同时测定，计算含量。（一）直接分光光度法1、盐酸异丙嗪片测定

取本品10片，除去糖衣后，精密称定，研细，精密称取适量（约相当于盐酸异丙嗪12.5mg），置200ml量瓶中，加盐酸溶液（91000）适量，振摇15分钟使盐酸异丙嗪杂环类药物的分析专家讲座第43页（二）萃取后分光光度法（三）萃取－双波长分光光度法（四）二阶导数分光光度法溶解，滤过，取续滤液10ml,置100ml量瓶中，再用盐酸溶液（91000）稀释至刻度，摇匀，在249nm波优点测定吸收度，按C17H20N2S·HCl吸收系数（）为910计算，即得。2、盐酸异丙嗪注射液测定抗氧剂VitC对测定有干扰。测定波长改在299nm处。3、奥沙西泮测定﹒

E1%1cm杂环类药物的分析专家讲座第44页五、气相色谱法气相色谱法是一个有效地分离技术，它含有分离效果好、灵敏度高、选择性好、用量少和分析速度快等特点，尤其适合组分比较复杂供试品中微量有机药品及其代谢物分离测定。因为绝大数药品极性大，不易气化，或对热不稳定，所以该法在药品分析中应用不如HPLC法多（一）硫酸阿托品片剂含量测定USP(24)方法，色谱条件：玻璃填充柱，担体为硅烷化硅藻土，固定液为3％OV－17，载气为氮气，流速25ml/min，检测器为FID。后马托品为内标。（二）人血浆中硝苯地平GC法测定及药代动力学研究杂环类药物的分析专家讲座第45页六、高效液相色谱法高效液相色谱法，在本类药品含量测定中应用越来越广泛，其中80％以上是采取反相HPLC法，利用本法可十分有效地分离和测定本类药品及分解产物。USP(24)收载药品有数十个品种采取本法测定。本章药品仅有地西泮注射液在Ch.P()中是采取本法进行测定。（一）反相HPLC法

反相HPLC法，是指流动相极性大于固定相极性色谱方法。杂环类药物的分析专家讲座第46页在本法中常采取化学键合相作为固定相，即在硅胶表面，如键合为十八烷基时，则形成惯用十八烷基硅烷