第十章巴比妥及苯并二氮杂卓类

第十章巴比妥及苯并二氮杂卓类第1页，共73页，2023年，2月20日，星期二第一节巴比妥类药物的分析第2页，共73页，2023年，2月20日，星期二一、化学结构与性质（化学性质与分析方法间的关系）二、鉴别试验三、特殊杂质检查四、含量测定主要内容第3页，共73页，2023年，2月20日，星期二

巴比妥类药物是一类临床常用的催眠镇静药。由于这类药物应用广泛，容易因不合理使用而引起中毒，因此，需要对本类药物的原料、制剂进行分析，有时也需要对生物样品中微量巴比妥类药物进行分析。巴比妥类药物是环状酰脲类的镇静催眠药，巴比妥类药物剂量由小到大，中枢抑制作用相继表现为镇静、催眠、抗惊厥和麻醉作用，其中苯巴比妥还具有抗癫痫的作用。第4页，共73页，2023年，2月20日，星期二一、巴比妥类药物的结构剖析巴比妥类药物是巴比妥酸的衍生物结构通式如下：第5页，共73页，2023年，2月20日，星期二5,5—取代的巴比妥类药物

巴比妥、苯巴比妥、司可巴比妥等1,5,5—取代的巴比妥类药物己琐巴比妥5,5—取代的硫代巴比妥类药物硫喷妥钠按1，5五位取代基的不同形成不同的巴比妥类药物：第6页，共73页，2023年，2月20日，星期二5,5-取代的巴比妥类药物：5Barbital第7页，共73页，2023年，2月20日，星期二Phenobarbital第8页，共73页，2023年，2月20日，星期二SecobarbitalSodium第9页，共73页，2023年，2月20日，星期二第10页，共73页，2023年，2月20日，星期二戊巴比妥第11页，共73页，2023年，2月20日，星期二环己烯巴比妥第12页，共73页，2023年，2月20日，星期二1,5,5-取代的巴比妥类药物:

己琐巴比妥51第13页，共73页，2023年，2月20日，星期二5,5-取代的硫代巴比妥类药物:

25第14页，共73页，2023年，2月20日，星期二区别各种巴比妥类药物

巴比妥酸，环状丙二酰脲

决定巴比妥类药物的共性

1.环状母核部分2.取代基部分第15页，共73页，2023年，2月20日，星期二二、理化特征

1.外观性状、溶解性巴比妥类药物通常为白色结晶或者为结晶性粉末，具有一定的熔点。在空气中稳定，加热都能升华。一般微溶或极微溶于水，易溶于乙醇；其钠盐易溶于水，难溶于有机溶剂。第16页，共73页，2023年，2月20日，星期二2.弱酸性巴比妥类药物的母核环状结构中含有1，3-二酰亚胺基团，能使其分子发生酮式-烯醇式互变异构，在水溶液中发生二级电离，其反应式为：第17页，共73页，2023年，2月20日，星期二

由于本类药物具有弱酸性（pKa

值为7.3－8.4）故可与强碱反应生成水溶性的盐类，一般为钠盐。成盐反应为：

由弱酸与强碱形成的巴比妥钠盐，其水溶液呈碱性，加酸酸化后，则析出结晶性的游离巴比妥类药物，可用有机溶剂将其提取出来。上述这些性质可用于巴比妥类药物的分离、鉴别、检查和含量测定。

第18页，共73页，2023年，2月20日，星期二3.水解反应巴比妥类药物及其钠盐的六元环状结构比较稳定，遇酸、氧化剂、还原剂时，一般情况下不会破裂，但与碱共沸时则水解开环，并产生氨气。第19页，共73页，2023年，2月20日，星期二(1)巴比妥类药物的水解主要是酰亚胺基团的性质，与碱溶液共沸就可以水解生成氨气，生成的氨气可使红色石蕊试纸变蓝。反应式如下：

JP(15)采用这一反应鉴别异戊巴比妥和巴比妥。第20页，共73页，2023年，2月20日，星期二

(2)巴比妥类药物钠盐的水解本类药物钠盐的水溶性比较大，在吸湿的情况下也能水解。水解的速度与温度和pH值有关。室温和pH10以下时水解较慢，pH11以上随着碱度的增加水解速度也随之加快。第21页，共73页，2023年，2月20日，星期二

4.与重金属反应

(1)与Ag+的反应5,5－取代的巴比妥类药物+AgNO3+Na2CO3可溶性的一银盐+AgNO3二银盐白色↓第22页，共73页，2023年，2月20日，星期二(2)与Cu2+的反应巴比妥类药物+铜吡啶试液吡啶紫堇色或紫色沉淀硫喷妥钠+铜吡啶试液吡啶绿色第23页，共73页，2023年，2月20日，星期二第24页，共73页，2023年，2月20日，星期二第25页，共73页，2023年，2月20日，星期二

(3)与Co2+的反应这一反应的现象与铜盐反应的现象相似，均生成紫堇色配位化合物。本反应要求在无水的条件下进行，所用试剂均应不含水分，以使反应灵敏，而且形成的有色产物也比较稳定，常用无水乙醇或甲醇；钴盐为醋酸钴、硝酸钴或氧化钴；碱以有机碱为好，一般采用异丙胺。第26页，共73页，2023年，2月20日，星期二第27页，共73页，2023年，2月20日，星期二(4)与Hg2+的反应白色↓白色↓溶于氨试液第28页，共73页，2023年，2月20日，星期二

5.与香草醛的反应巴比妥类药物分子结构中丙二酰脲基团中氢比较活泼，可与香草醛在浓硫酸存在下发生缩合反应，生成棕红色产物。

BP中戊巴比妥采用此反应进行鉴别。第29页，共73页，2023年，2月20日，星期二加乙醇后：棕红色紫色→蓝色第30页，共73页，2023年，2月20日，星期二

6.紫外吸收光谱特征主要特点：随着电离级数的不同，巴比妥类药物的紫外光谱会发生显著的变化。也就是说，溶液pH值的不同以及取代基的不同会对紫外光谱产生影响。利用这种特性可以对本类药物进行鉴别、检查和含量测定。第31页，共73页，2023年，2月20日，星期二A.H2SO4溶液（0.05mol/L）B.pH9.9缓冲C.NaOH溶液（0.1mol/L）巴比妥类药物的紫外吸收光谱

在酸性溶液中，5，5-二取代和1，5，5三取代巴比妥类药物不电离，无明显的紫外吸收峰；

在pH10的碱性溶液中，发生一级电离，形成共轭体系结构，在240nm处出现最大吸收峰；

在pH13的强碱性溶液中，5，5-二取代巴比妥类药物发生二级电离，引起共轭体系延长，导致吸收峰向红移至255nm；1，5，5-三取代巴比妥类药物，因1位取代基的存在，故不发生二级电离，最大吸收峰仍位于240nm。第32页，共73页，2023年，2月20日，星期二

硫喷妥的紫外吸收光谱HCl溶液(0.1mol/L)NaOH溶液(0.1mol/L)

硫代巴比妥类药物的紫外吸收光谱则不同，在酸性或碱性溶液中均有较明显的紫外吸收。在盐酸溶液（0.1mol/L）中，两个吸收峰分别在287nm和238nm；在氢氧化钠溶液（0.1mol/L）中，两个吸收峰分别移至304nm和255nm。另外，在pH13的强碱性溶液中，硫代巴比妥类药物在255nm处的吸收峰消失，只存在304nm处的吸收峰。第33页，共73页，2023年，2月20日，星期二

7.色谱行为特征（主要用于鉴别）

(1)TLC:一般采用对照品（或标准品）比较法，要求供试品斑点的Rf值应与对照品斑点的一致。

(2)HPLC:与对照品比较保留行为，主要是比较保留时间和相对保留时间。第34页，共73页，2023年，2月20日，星期二8.显微结晶巴比妥类药物可根据其本身或与某种试剂的反应产物的特殊晶型，进行同类或不同类药物的鉴别。此法亦适用于生物样品中微量巴比妥类药物的检验。

(1)药物本身的晶形

取药物加1滴10%的NaOH，溶解后加1滴10%的硫酸，即生成相应巴比妥类药物的特殊结晶。在显微镜下观察结晶形状：巴比妥为长方形；苯巴比妥在开始时呈球形，然后变成花瓣状的结晶。见课本P269图10-3。第35页，共73页，2023年，2月20日，星期二

(2)反应产物的晶形

鉴于某些巴比妥类药物可与重金属离子反应，生成具有特殊晶形的沉淀。因此，可利用此特性进行鉴别。例如:

巴比妥可与硫酸铜-吡啶试液进行反应，生成十字形紫色结晶，如课本P269图10-4所示；苯巴比妥反应后，则形成浅紫色细小不规则的或类似菱形的结晶；其他巴比妥类药物不能形成结晶，可利用这一特性来区分之。第36页，共73页，2023年，2月20日，星期二三、鉴别试验1.丙二酰脲类鉴别反应丙二酰脲类反应是巴比妥类药物母核的反应，因而是本类药物共有的反应，收载在药典附录中的“一般鉴别试验”项下。包括银盐反应和铜盐反应，分别生成沉淀和呈色反应。第37页，共73页，2023年，2月20日，星期二与银盐的反应

取供试品约50mg，加吡啶溶液（1→10）5m1，溶解后，加铜吡啶试液（硫酸铜4g，水90ml溶解后，加吡啶30m1，即得）1m1，即显紫色或生成紫色沉淀。与铜盐的反应

取供试品约0.1g，加碳酸钠试液1ml与水10m1，振摇2min，滤过，滤液中逐滴加入硝酸银试液，即白色沉淀，振摇，沉淀即溶解；继续滴加过量的硝酸银试液，沉淀不再溶解。

第38页，共73页，2023年，2月20日，星期二2.利用特殊取代基或元素的鉴别试验

（1）利用不饱和取代基的鉴别试验具有不饱和取代基的巴比妥类药物，中国药典收载了司可巴比妥钠。其分子结构中含有烯丙基，可与碘、溴或高锰酸钾作用，发生加成或氧化反应，而使碘、溴或高锰酸钾褪色。①与碘试液反应第39页，共73页，2023年，2月20日，星期二

②与高锰酸钾的反应含不饱和取代基的巴比妥类药物，具有还原性，在碱性溶液中与高锰酸钾反应，使紫色的高锰酸钾还原成棕色的二氧化锰。第40页，共73页，2023年，2月20日，星期二（2）利用芳环取代基的鉴别试验①硝化反应含芳香取代基的巴比妥类药物，如取苯巴比妥或其钠盐，与硝酸钾和硫酸共热，可发生硝化反应，生成黄色硝基化合物。黄色第41页，共73页，2023年，2月20日，星期二

②与硫酸-亚硝酸钠的反应苯巴比妥与硫酸-亚硝酸钠反应生成橙黄色产物，并随即转变为橙红色。本反应确切的原理不清，可能为苯环上的亚硝基反应。此鉴别试验为中国药典收载的方法，可用于区别苯巴比妥和其他不含苯环取代基的巴比妥类药物。

③与甲醛-硫酸的反应苯巴比妥与甲醛-硫酸反应，生成玫瑰红色产物。此鉴别方法也为中国药典收载，可用于区别苯巴比妥和其他巴比妥类药物。第42页，共73页，2023年，2月20日，星期二（3）硫元素的鉴别试验巴比妥类分子结构中含有硫的药物，如硫喷妥钠，可将其硫元素转变为无机硫离子，而显硫化物的反应。如，硫喷妥钠在氢氧化钠试液中与铅离子反应生成白色沉淀；加热后，沉淀转变成黑色的硫化铅。此鉴别试验可用于硫代巴比妥类与巴比妥类药物的区别。第43页，共73页，2023年，2月20日，星期二3.测定熔点游离药物，直接测熔点。巴比妥类的钠盐＋酸→游离巴比妥类药物↓→过滤→洗涤→干燥→测熔点。制备衍生物测熔点第44页，共73页，2023年，2月20日，星期二

巴比妥的鉴别取本品0.5g，加1mol/L碳酸钠溶液5ml使溶解，加4.5%（W/V）对硝基氯苄的乙醇溶液10ml，在水浴上加热回流30min，放置1h后，滤过，所得沉淀用乙醇进行重结晶后，在100℃-105℃干燥，测定衍生物的熔点，应为150℃左右。第45页，共73页，2023年，2月20日，星期二

1.苯巴比妥的特殊杂质检查（1）酸度（指示剂法）

酸度的检查主要是控制副产物苯基丙二酰脲。苯基丙二酰脲是由于中间体（Ⅱ）的乙基化反应不完全，而与脲素缩合生成的。因其分子中5位碳原子上的氢受相邻丙羧基的影响，致使酸性比苯巴比妥强，能使甲基橙指示剂呈红色。

四、特殊杂质检查第46页，共73页，2023年，2月20日，星期二（2）溶液的澄清度

本项检查主要是控制苯巴比妥中乙醇不溶性杂质（中间体Ⅰ），利用其在乙醇溶液中的溶解度比苯巴比妥小的特性进行检查。第47页，共73页，2023年，2月20日，星期二

（3）中性或碱性物质中性或碱性物质是由中间体（Ⅰ）形成的酰胺、酰脲或分解产物等杂质，不溶于氢氧化钠试液但溶于乙醚；而苯巴比妥具有酸性，溶于氢氧化钠试液，故采用提取重量法测定其含量。检测方法为：取本品1.0g置分液漏斗中加氢氧化钠试液10ml溶解加水5ml与乙醚25ml分取醚层用水振摇洗涤3次（每次5ml）取醚液过滤滤液于105℃蒸干，在105℃干燥1h，遗留残渣不得过3mg。第48页，共73页，2023年，2月20日，星期二（4）有关物质反相高效液相法检查，自身高低浓度对照法控制限量。第49页，共73页，2023年，2月20日，星期二五、含量测定

银量法溴量法巴比妥类药物的含酸碱滴定法量测定方法紫外分光光度法

HPLC法第50页，共73页，2023年，2月20日，星期二

（一）银量法基于巴比妥类药物在合适的碱性溶液中，可与银离子定量成盐，可采用银量法测定本类药物及其制剂的含量。如苯巴比妥及其钠盐、异戊巴比妥及其钠盐以及它们的制剂，中国药典均采用银量法测定其含量。优点：操作简便，专属性较强。缺点：受温度影响较大；滴定终点以溶液出现浑浊为终点指示难以观察。第51页，共73页，2023年，2月20日，星期二

1.原理反应摩尔比：1:1

溶剂系统：甲醇＋3％无水碳酸钠终点指示：电位法指示（Ag－玻璃电极系统）自身指示法

2.注意事项（1）无水碳酸钠应新鲜配制（2）硝酸银滴定液应新鲜配制第52页，共73页，2023年，2月20日，星期二

（二）溴量法凡在5位取代基含有不饱和键的巴比妥类药物，其不饱和键能与溴定量地发生加成反应。专属性好。ChP（2010）用此方法测定司可巴比妥钠的原料药及其胶囊的含量。（定量过量）Br2+2KI2KBr+I2（剩余）I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6第53页，共73页，2023年，2月20日，星期二溴滴定液的配制：取溴酸钾3.0g与溴化钾15g，加盐酸适量使之溶解成1000ml，摇匀。反应的摩尔比：1:2

1司可巴比妥钠

→1Br2→2KI→I2→2Na2S2O3第54页，共73页，2023年，2月20日，星期二

（三）酸碱滴定法（酸量法）巴比妥类药物呈弱酸性，可作为一元酸以标准碱液直接滴定，或在非水溶液中用强碱溶液直接滴定。常用的方法如下：

1.在水－乙醇混合溶剂中滴定

基于本类药物在水中的溶解度较小，滴定时多在醇溶液或含水的醇溶液中进行，这样可避免反应中产生的弱酸盐易于水解而影响滴定终点。常以麝香草酚酞为指示剂，滴定至淡蓝色为终点。第55页，共73页，2023年，2月20日，星期二

例如：异戊巴比妥的含量测定取本品约0.5g，精密称定，加乙醇20ml溶解后，加麝香草酚酞指示剂6滴，用氢氧化钠滴定液（0.1mol/L）滴定，并将滴定结果用空白试验校正，即得。每1ml氢氧化钠滴定液（0.1mol/L）相当于22.63mg的C11H18N2O3。第56页，共73页，2023年，2月20日，星期二

2.在胶束水溶液中滴定

表面活性剂是一种所谓“两亲”分子，即其分子是由亲水基团和亲脂基团两部分组成。当表面活性剂在水溶液中浓度很低时，基本上呈单分子状态存在，但当超过某一浓度时（临界胶束浓度），多余的表面活性剂分子在溶液中不再分散，而是聚集成有一定分子组成数的聚集物，称为胶束或胶团。胶束具有增溶作用，水溶液中胶束的存在能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度增加，并显著改变弱酸、弱碱性物质的解离，使其酸碱性增强。第57页，共73页，2023年，2月20日，星期二

本法是在有机表面活性剂的胶束水溶液中进行滴定，用指示剂或电位法指示终点。常用的有机表面活性剂有：溴化十六烷基三甲基苄铵(CTMA)和氯化四癸基二甲基苄铵(TDBA)。采用本法测定巴比妥和苯巴比妥的结果的相对标准差（RSD）均小于0.3%，并优于在水-乙醇混合溶液中的滴定方法。第58页，共73页，2023年，2月20日，星期二

3.非水滴定法巴比妥类药物在非水溶液中的酸性增强，用碱性标准溶液滴定时，终点较为明显，可获得比较满意的结果。测定时常用的有机溶剂有二甲基甲酰胺、甲醇、氯仿、丙酮、无水乙醇、苯、吡啶、甲醇-苯（15:85）、乙醇-氯仿（1:10）等；常用的滴定剂有甲醇钾（钠）的甲醇（或乙醇）溶液、氢氧化四丁基铵的氯苯溶液等；常用的指示剂为麝香草酚蓝等，也可用玻璃-甘汞电极系统，以电位法指示终点。第59页，共73页，2023年，2月20日，星期二

（四）紫外分光光度法巴比妥类药物在酸性介质中几乎不电离，无明显的紫外吸收。但在碱性介质中电离为具有紫外吸收特征的结构，因而可采用紫外分光光度法测定其含量。本法灵敏度高，专属性强，广泛应用于巴比妥类药物的原料及其制剂的含量测定，以及固体制剂的溶出度和含量均匀度检查，也常用于体内巴比妥类药物的检测。第60页，共73页，2023年，2月20日，星期二

2.提取分离后的紫外分光光度法提取分离的主要目的是消除干扰物质对测定的影响。根据巴比妥类药物具有弱酸性，在氯仿等有机溶剂中易溶，而其钠盐在水中易溶的特点。测定时取供试液适量，加酸酸化后，用氯仿提取巴比妥类药物。再用氢氧化钠溶液提取氯仿层中的巴比妥类药物，将碱提取液调节至适宜pH，然后选择相应的吸收波长进行测定。第61页，共73页，2023年，2月20日，星期二（五）高效液相色谱法尤其适用于复方制剂中巴比妥类药物的分析苯巴比妥片的含量测定（ChP2010）色谱柱：辛烷基硅烷检核硅胶柱流动相：乙腈-水（30:70）检测波长：220nm定量方法：外标法第62页，共73页，2023年，2月20日，星期二第二节

苯并二氮卓类药物的分析第63页，共73页，2023年，2月20日，星期二一、结构特征与代表药物结构母核：1,4-苯并二氮杂卓第64页，共73页，2023年，2月20日，星期二奥沙西泮第65页，共73页，2023年，2月20日，星期二三唑仑Cl第66页，共73页，2023年，2月20日，星期二物理性质苯并二氮杂卓类药物通常为白色或微黄色结晶或结晶性粉末，有一定熔点。