甾体激素类药物分析

关于甾体激素类药物分析第1页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三第一节基本结构与分类甾体激素无论是天然产物还是人工合成品它们在结构上均具有一个共同的基本母核——环戊烷骈多氢菲。

结构特点

第2页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三取代基:

对于大多数的甾体激素在10、13和17—位上出现取代基。具有如下的碳骨架：结构特点(续)

注意：大多数的甾体激素并不是均在10—，13—和17—位上出现取代基，对于不同类型的激素，有些出现一个、两个或三个取代基。第3页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三分类

第4页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三在结构上，各种肾上腺皮质激素均可以认为是皮质酮的衍生物。一、肾上腺皮质激素

例如，醋酸可的松、地塞米松、泼尼松（强的松）、醋酸去氧皮质酮等等。第5页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三肾上腺皮质激素（续）

皮质酮

——醋酸可的松（CortisoneAcetate）第6页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三肾上腺皮质激素（续）

皮质酮

——

地塞米松（Dexamethasone）

第7页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三肾上腺皮质激素（续）

皮质酮

——泼尼松（强的松）（Prednisone）

第8页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三肾上腺皮质激素（续）

皮质酮

——醋酸去氧皮质酮

第9页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三肾上腺皮质激素（续）

本类药物的结构与性质特点可表现为：

基本母核的碳骨架具有21个碳原子。

A环有，—不饱和酮，即4-3-酮基。C17位具有—醇酮基，通常将其酯化以延长肌注作用时间。为了增加药物的水溶性，通常将其制成钠盐。

分析检测主要基于4-3-酮基和C17位的-醇酮基，而C11位的羟基或被氧化后的酮基，由于空间位阻较大，通常难以发生化学反应。第10页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三肾上腺皮质激素（续）

醋酸可的松强的松甾体激素第11页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三肾上腺皮质激素（续）

氢化可的松磷酸钠

倍他米松磷酸钠第12页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三肾上腺皮质激素（续）

第13页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三

在临床上常用的雄性激素为睾丸素（或称为睾酮、睾丸酮）的衍生物。例如，甲睾酮（甲基睾丸素）、氟羟甲睾酮等。二、雄性激素及蛋白同化激素

睾丸素甲睾酮丙酸睾酮第14页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三将睾丸素进行结构改造，使其雄性激素活性大大减弱而蛋白质同化作用保留或增强，这类甾体激素药物即为同化激素。因此，同化激素也具有雄性激素的功能，在结构上具有相似性，往往归于同一类。雄性激素及蛋白同化激素(续)

睾丸素苯丙酸诺龙第15页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三本类药物的结构与性质特点

雄性激素及蛋白同化激素(续)

基本母核碳骨架：雄性激素19个碳，蛋白同化激素18个碳。多数A环有4-3-酮基，C17位无侧链，多数是一个羟基。大多数易溶于油而不溶于水。一般将C17位上的羟基酯化，可延长药物作用时间。对于该类药物分析最有意义的基团为A环上的4-3-酮基、C17-羟基及其酯基。第16页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三雄性激素及蛋白同化激素(续)环戊丙酸睾丸素癸酸诺龙第17页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三孕激素也称为黄体激素或孕酮，其典型药物为黄体酮。临床上重要的药物有黄体酮、醋酸甲羟孕酮（安宫黄体酮）、已酸羟孕酮（已酸孕酮）、醋酸甲地孕酮等。三、孕激素本类药物的结构与性质特点：

1、基本母核结构:黄体酮21个碳原子的碳骨架。

2、大多数A环具有4-3-酮基，C17位具有甲酮基，且有些具有-羟基及其酯。

3、该类药物分析主要依赖的活性基因为4-3-酮基和C17位的甲酮基。

第18页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三孕激素(续)黄体酮

安宫黄体酮已酸孕酮醋酸甲地孕酮第19页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三雌激素又称为卵泡激素。临床上广泛应用的是雌二醇及其各种酯和炔雌醇及其衍生物。四、雌激素本类药物的结构与性质特点：

1、基本母核的碳骨架具有18个碳原子

。

2、A环为芳香苯环，C3位上有酚羟基，具有酸性，而有些药物在此键形成酯或醚。C10位上无角甲基，C17有羟基或酮基，有些还有乙炔基。

3、本类药物分析的主要活性部位为酚羟基和C17位的羟基和它们的酯键、或酮基。

第20页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三雌激素(续)

雌二醇

炔雌醇基本母核第21页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三雌激素(续)苯甲酸雌二醇

炔雌醚第22页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三雌激素(续)雌酮马烯雌酮第23页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三第二节

鉴别试验

甾体激素可供分析鉴定使用的主要基团可归纳为四类：

1、在A环上的4-3-酮基。

2、C17位上的-醇酮基、羟基、乙炔基、甲酮基以及17、21—二羟—20—酮基。

3、A环上的酚羟基。

4、酯基及卤素。

甾体激素鉴别的常用方法可归纳为：

呈色反应、沉淀反应、制备衍生物测溶点、利用水解产物的特定反应、薄层色谱、紫外光谱、红外光谱和高效液相色谱（HPLC）等方法。

第24页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三（一）与强酸的呈色反应

一、化学鉴别法1、常用的酸：硫酸、高氯酸、磷酸、盐酸。其中以硫酸的应用最广。

2、溶剂：硫酸的呈色反应中应用最广的试剂为甲醇和乙醇，而稀释反应体系的试剂常为稀硫酸或水。

3、Kober反应是最为著名的、反应最广的对于雌性激素的呈色反应。

第25页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三与强酸的呈色反应(续)第26页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三与强酸的呈色反应(续)

将雌性激素与硫酸—乙醇共热产生黄色，加水或稀硫酸稀释后再加热呈红色，称为Kober反应。例如，雌二醇的Kober反应为两步反应:

第一步：雌二醇在60~80%硫酸中加热。

第二步：冷却后加水，再加热。

反应体系的紫外—可见吸收光谱明显地发生了向长波方向移动（红移），说明光谱吸收能级差变小，共轭体系形成或加强。

第27页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三与强酸的呈色反应(续)第28页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三1、C17位—醇酮基的呈色反应（二）官能团的反应

碱性酒石酸酮试液(裴林试剂)、氨制硝酸银试液（多伦试液）、四氮唑盐试液。

试剂(氧化剂)

皮质激素类药物C17位上具有-醇酮基（-CO-CH2OH），表现出还原性，-醇羟基可以被氧化为醛、或醇酮基发生断裂。基本原理四氮唑盐试液被还原而发生呈色反应，产物的颜色随所用试剂条件不同而定，多为红色或蓝色。

第29页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三2、酮基的呈色反应官能团的呈色反应(续)

甾体激素分子中，大多在C3和C20位上含有酮基，能与羰基试剂肼发生呈色反应，产生有色物质腙。

肼

腙

常用的试剂：2,4—二硝基苯肼、异烟肼、硫酸苯肼。

2,4—二硝基苯肼

异烟肼

反应条件：常为酸性催化条件下发生反应，并且常在非水溶剂中进行。

第30页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三3、甲酮基的呈色反应官能团的呈色反应(续)

在甾体激素分子中含有的甲酮基—CO—CH3或活泼的亚甲基能与亚硝基铁氰化钠、间二硝基酚、芳香醛反应呈色。

与亚硝基铁氰化钠的反应认为是黄体酮的灵敏、专属的鉴别方法，在一定条件下，黄体酮显蓝紫色，其中常用甾体激素均显淡橙色或不显色。

第31页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三4、酚羟基的呈色反应官能团的呈色反应(续)

在多数的雌激素中，C3位上存在酚羟基，能与重氮苯磺酸发生偶联反应，生成红色偶氮染料。可用于带酚羟基的雌激素药物的鉴别。

在弱碱性条件下，重氮盐与酚偶联，重氮基直接攻击酚羟基的对位，发生碳偶联。对位有取代基时，则偶联发生在邻位。

第32页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三5、炔基的沉淀反应官能团的呈色反应(续)

含炔基的甾体激素与硝酸银试液作用，产生白色的炔化银沉淀。

例如：雌激素：炔雌醇、炔雌醚、美雌醇。孕激素：炔诺酮、异炔诺酮、甲炔诺酮。

第33页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三6、卤素的反应官能团的呈色反应(续)

在甾体激素分子中有时出现氟或氯取代的药物,其卤素鉴别首先需经氧瓶燃烧或回流水解将其转化为无机卤化物，再按无机卤化物进行鉴别。

基本原理方法1、含氟药物：按中国药典“有机氟化物”项的方法进行鉴别。（参见本书P16）

2、含氯药物：当氯与侧链烃相连时，用回流水解法将氯转化为无机物；而氯与母核环结合时，则使用氧瓶燃烧法。再按无机氯化物进行鉴别。（参见本书P18）第34页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三7、酯的反应官能团的呈色反应(续)

药物中酯结构的鉴别，一般先水解产生羧酸，再根据羧酸的性质进行鉴别。

基本原理羧酸鉴别方法1、利用低级脂肪酸乙酯的香气鉴别相应的药物2、利用低级脂肪酸的特定气味进行鉴别第35页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三二、制备衍生物测定熔点（一）测定衍生物缩氨基脲的熔点

含有酮基的甾体激素与氨基脲发生缩合反应，生成具有一定熔点的缩氨脲。基于熔点测定，可以鉴别相应的药物。

苯丙酸诺龙与盐酸氨基脲缩合生成缩氨脲，其衍生物熔点约为182C，且熔融分解。基本原理示例：苯丙酸诺龙的鉴别第36页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三测定衍生物缩氨基脲的熔点(续)

第37页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三（二）酯的水解

具有酯键结构的药物，可采用酯水解方法制备相应的甾体激素母核化合物，基于该化合物所具有的敏锐熔点，鉴别相应的含有酯键结构的药物。基本原理示例：丙酸睾酮（丙酸睾丸素）的鉴别

丙酸睾酮用醇制氢氧化钾水解，产生具有敏锐熔点的睾丸素（m.p.150~156C，多数情况下为152~156C）。第38页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三酯的水解(续)

第39页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三三、紫外分光光度法

甾体激素重要的紫外发色团有两类：4-3-酮基和芳环。它们在紫外光区均有特征吸收，其最大吸收峰前者约为240nm，后者随芳环取代基不同而发生较大变化。基于特征吸收鉴别相应的甾体激素。基本原理鉴别方法：常采用的方法有以下三种：1、比较最大吸收波长max及吸收系数max或Amax的一致性。2、比较某两个波长（通常为在出现多个吸收峰处的波长）处吸收度比值的一致性。第40页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三紫外分光光度法（续）3、与标准品或标准谱图库的谱图比较其光谱图的一致性。

例：丙酸倍氯米松乙醇溶液（20g/ml）的紫外光谱参数为，max=239nm，A239nm=0.57~0.60(吸收度)A(239nm)/A(263nm)=2.25~2.45第41页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三四、红外分光光度法

在甾体激素的鉴别方法中，红外光谱由于其强烈的特别性，它已成为了各国药典普遍采用的、有效而可靠的一咎手段。鉴别方法：常采用的方法有以下两种：1、标准品对照法：符合于各国的药品标准要求，但检定费用增加。2、标准图谱对照法：检定费用较低，但有时由于标准品要求的差异使标准图谱有所差异，导致各图的参照标准不同。第42页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三红外分光光度法（续）主要振动特征峰为：（1）、苯环1615，1590，1505cm-1。（2）、炔基3300cm-1。（3）、游离酚羟基3610cm-1。（4）、C17—羟基3505cm-1。

第43页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三红外分光光度法（续）第44页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三五、薄层色谱（TLC）法鉴别方法1、样品制备：供试品经预处理，消除注射液、片剂和膏剂等辅料的干扰。将预处理的供试品和对照品分别用规定的溶剂配制成一定浓度的溶液备用。2、展开与检出：在同一块薄层板上，用供试品和对照品的储备液分别点样，按规定的相同条件（薄层板、展开剂、点样量、展开时间、晾干条件、显色剂以及检出方法等）展开和检出。对于相同的药品，要求所显斑点的Rf值应相同。第45页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三薄层色谱法（续）部分甾体激素TLC的鉴别条件第46页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三六、高效液相色谱（HPLC）法鉴别方法

在相同的色谱条件下，比较甾体激素样品与其对照品峰的保留时间进行鉴别。在药典中，一般都规定在含量测定项下的HPLC图中，供试品与对照品的保留时间一致。第47页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三第三节

特殊杂质检查

甾体激素药物的特殊杂质主要是生产和贮存过程中引入,主要包括以下几个部分:

1、其它甾体化合物：原料和生产中的中间体、异构体以及降解产物等方式收入。2、硒、有机溶剂、游离磷酸盐。第48页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三一、其他甾体的检查检查方法

中国药典中多数甾体激素原料药需作“其他甾体”检查。由于其他甾体与药物结构类似，通常采用色谱法进行检查。（一）薄层色谱法基本方法

各国药典多采用高低浓度对比法进行检查，即用供试品溶液的稀释液作为对照进行检查。第49页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三其他甾体的检查（续）示例：氢化可的松中其他甾体的检查1、供试品：含本品3.0mg/ml的氯仿-甲醇(9:1)溶液.2、对照品:用氯仿-甲醇(9:1)稀释供试品为60g/ml.3、检视:供试品溶液的杂质斑点不得超过3个,且其颜色不得深于对照品溶液的主斑点.（二）高效液相色谱法基本方法

多采用与含量测定相同条件下的其他甾体检查，且多为主成分自身对照法，即采用供试品溶液的稀释液作为对照，以其主峰作为参比。第50页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三其他甾体的检查（续）示例：黄体酮中其他甾体的检查1、供试品：含本品1.0mg/ml的甲醇溶液.2、对照品:含本品0.02mg/ml的甲醇溶液.3、比较标准:供试品溶液的杂质峰不得超过1个,且其面积不得大于对照品溶液主峰的3/4.第51页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三二、硒的检查检查方法“杂质硒”主要来源于有些生产的后工序中使用二氧化硒脱氢而引入药物中。按中国药典中“硒检查”法进行检查。（参见P62）基本方法

中国药典采用气相色谱法检查残留有机溶剂，其测定方法有溶液直接进样法和顶空进样法两种。（参见P48）三、有机溶剂残留量的检查第52页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三四、游离磷酸盐的检查基本原理

使用标准品比较法，其标准品为磷酸二氢钾溶液.在740nm处供试品的吸光度不得大于对照品.测定方法第53页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三第四节含量测定甾体激素药物测定的方法很多，药典中常用的方法有比色法、紫外分光光度法和高效液相色谱法。

色谱条件

在甾体激素的定量分析中，常用的HPLC方法有两种，即正相硅胶吸附色谱法和反相硅胶化学键合相分配色谱法。后者应用最为广泛，其色谱条件如下：

一、高效液相色谱法第54页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三高效液相色谱法（续）1、固定相：常为十八烷基硅烷键合硅胶（ODS，C18）。2、流动相：多数为甲醇——水二元混合溶剂。个别药物为了提高选择性，采用三元混合溶剂，如、甲醇——水——乙腈，甲醇——水——乙醚等。测定方法：多数采用内标法测定。常用240nm或280nm左右的紫外检测。第55页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三高效液相色谱法（续）第56页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三高效液相色谱法（续）示例：黄体酮的含量测定1、内标物：已烯雌酚.2、测定方法:反相HPLC，含量按内标峰以峰面积计算.第57页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三二、紫外分光光度法

甾体激素分子中紫外光谱的发色团1、4-3-酮基：

它是甾体激素中最常见的发色团，max

约为240nm。2、芳香苯环：

A环为苯环的雌性激素在280nm附近有一个中等强度的吸收带。方法的特点1、准确、简便，广泛用于甾体激素原料药的测定。2、选择性和专属性较差：原料和注射剂可以对其溶液直接测定，片剂采用“先分离，后测定”的原则。

第58页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三三、比色法

在甾体激素药物的比色法中，常用四氮唑、异烟肼和Kober反应等三种方法。(一)异烟肼比色法1、原理

甾体激素C3—酮基及某些其他位置上的酮基都能在酸性条件下与羰基试剂异烟肼缩合形成黄色异烟腙，在一定波长下具有最大吸收。某些具有两个酮基的甾体激素可形成双腙。第59页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三比色法（续）2、测定方法

本法主要用于甾体激素制剂的测定，其基本步骤为：（1）、配制对照品溶液（2）、制备供试品溶液（3）、呈色反应（4）、测定与比色第60页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三比色法（续）3、讨论(1)、溶剂的选择：只有用无水乙醇和无水甲醇才能得到满意的结果，一般多选用乙醇。

其它溶剂因受到异烟肼盐酸盐在其中溶解度的限制不能采用。试剂在无水甲醇中的稳定性较好，呈色强度也较在乙醇中为高，但由于它对植物油的溶解度较乙醇小，故一般多选用乙醇。

(2)、酸的种类和浓度以及异烟肼的浓度：当酸与异烟肼试剂的摩尔比为2：1时，可获得最大吸收度。而不同的酸所需要的浓度是不一样的。第61页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三比色法（续）(3)、水分、温度、光线和氧的影响：当溶剂中含水量增高时，吸收度随之降低。因为甾体激素与异烟肼的缩合为可逆反应，水分可促使反应逆转而水解。温度升高，反应加速。当在具塞玻管中不致使溶剂挥发及吸收水分的情况下，光与氧不影响反应。

(4)、反应的专属性：本法对4—3—酮甾体具有一定的专属性。

第62页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三比色法（续）

具有4—3—酮基的甾体激素，在室温不到lh即可定量地与酸性异烟肼反应；其他甾酮化合物需在长时间放置或加热后方可反应完全，例如C20—酮化合物(黄体酮，可的松等)反应就很慢。C17—酮化合物也可发生反应并形成腙，Cll—酮在上述条件下不发生反应。具有共扼双键的另一些甾酮化合物，如5—7—酮醋酸胆甾醇，在相当长的时间内反应仍不能完全。因此，在上述反应条件下，本法对4—3—酮甾体具有一定的专属性。

第63页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三比色法（续）(1)、氯化三苯四氮唑（TTC）氯化三苯四氮唑即为2,3,5—三苯基氯化四氮唑（2,3,5—triphenyltetrazoliumchloride,i.e.TTC），为无色试剂，其结构为：

(二)四氮唑比色法1、四氮唑盐的种类第64页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三比色法（续）(2)、蓝四氮唑（Bluetetrazoline,i.e.BT）

BT的化学名为3,3’—二甲氧苯基—双—4,4’—（3,5—二苯基）氯化四氮唑。该试剂为无色,其结构为：第65页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三比色法（续）

四氮唑比色法是测量皮质激素的重要方法。基于C17--醇酮基（-CO-CH2OH）的还原性，在强碱性溶液中被TTC或BT氧化，而TTC或BT被还原为有色的甲（formazan）衍生物，其颜色随条件不同而产生差异，多为红色或蓝色。

2、反应原理

第66页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三比色法（续）第67页，讲稿共73页，2023年5月2日，星期三比色法（续）

USP（23）采用蓝四氮唑