第10章 生物碱类药物的分析-1

第10章生物碱类药物的分析

TheAnalysisofalkaloids生物碱（alkaloid）是存在于自然界（主要为植物，但有的也存在于动物）中的一类含氮的碱性有机化合物。大多数有复杂的环状结构，氮元素多包含在环内，有显著的生物活性，是中草药中重要的有效成分之一。概述本章重点介绍苯烃胺类托烷类喹啉类异喹啉类吲哚类黄嘌呤类第一节喹啉类喹啉类具有喹啉环（一）代表药物硫酸奎宁、硫酸奎尼丁同分异构体，H2SO4,2H2O喹核碱喹啉环奎宁（9R)奎尼丁（9S)生物碱碱性强弱一般规律是：季铵碱类＞脂肪胺类＞NH3＞芳胺、N-芳杂环＞酰胺类（二）性质对于奎宁，喹核碱上N，碱性强，pKb15.1，与H2SO4成盐；喹啉环上N，碱性弱，pKb29.7，不与H2SO4成盐；奎宁丁pKb15.4,pKb210.0，具有4个N，强碱2N，弱减2N。4.具有手性C，有旋光性，硫酸奎宁左旋体，硫酸奎宁丁为右旋体。二.鉴别反应（一）绿奎宁反应（Thalleioquin）硫酸奎宁硫酸奎尼丁Br2T.SNH3T.S

翠绿色（二）荧光特征硫酸奎宁硫酸奎尼丁①H2O溶解②稀H2SO4蓝色荧光蓝色荧光三.含量测定

非水溶液滴定法（非水碱量法）本类药物在水中碱性较弱，不能顺利地进行中和滴定（滴定突跃不明显，难以判断滴定终点）。在酸性非水介质中（如冰醋酸中），则能显示出较强的碱性，滴定突跃增大，可以顺利地进行中和滴定。基本原理少数碱性药物以游离状态存在，多数以盐形式存在。＊置换反应，即用强酸（HClO4）置换出与生物碱结合的弱酸（HA）.＊HA不同，对滴定反应的影响也不同。HA弱酸有机酸：马来酸无机酸：HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4、HBrHClO4、HBr、HCl、H2SO4、HNO3＊在水中酸强度相等。＊

在冰醋酸中酸强度不相同.HClO4＞HBr＞H2SO4＞

HCl＞HNO3＞其它弱酸2.基本方法半微量分析方法：消耗HClO4（0.1mol/L）约8ml；用10ml滴定管，常量消耗20~25ml空白试验消耗：1~3D，20D→1ml1D→0.05只有在10ml滴定管方能读出，误差小。适用Kb<10-8(含氮有机碱盐及游离含氮有机碱）马来酸氢卤酸盐硫酸盐硝酸盐磷酸盐溶剂被测物冰醋酸Kb=10-8~10-10

冰醋酸和醋酐Kb=10-10~10-12

醋酐Kb﹤10-12溶剂指示剂最常用的指示剂是结晶紫CrystalViolet（CV）（碱性区）（酸性区）终点的颜色应用电位法校准。紫蓝蓝绿黄绿黄绿电位法其它指示剂.标准滴定液的稳定性HClO4(0.1mol/L)－gHAC◆水的膨胀系数是0.21×10-3/

C◆gHAc膨胀系数是1.1×10-3/

C，较大，体积随温度变化较大，且还具有挥发性。

测定样品与标定标准溶液时温度不同，应对浓度进行校正。其中：

0.0011：gHAc的膨胀系数t0和t1：标定标准溶液和测定样品时的温度F0和F1：t0和t1所对应的标准溶液的摩尔浓度。校正公式：★说明：ⅰ．

t1-t0

>10

C重新配制标定ⅱ．

t1-t0

<2

C直接使用

2

C<t1-t0

<10

C公式校正空白试验消除试剂对终点的影响注意事项仪器干净，干燥无水；10ml滴定管，三角烧瓶50mlHAC、HClO4

腐蚀性，易损伤皮肤三.原料药测定1.游离生物碱测定咖啡因0.15g醋酐-冰醋酸5：1CV1DHClO4(0.1mol/L）黄色2.生物碱盐的测定1）氢卤酸盐的测定氢卤酸在gHAc中酸性较强，使滴定反应不能进行到底。BHX+HClO4BHClO4+HX排除方法：加入过量的HgAc2/gHAc试液盐酸麻黄碱冰醋酸10mlHg(AC)24ml结晶紫1DHClO4(0.1mol/L）翠绿色由于醋酸汞毒性较大，Ch.P(2010)大多数生物碱氢卤酸盐的测定取消醋酸汞，改为电位法指示终点。硝酸盐的测定＊HNO3在gHAc中为弱酸，不影响滴定突跃。＊HNO3具有氧化性，使指示剂变黄，不能使用指示剂，应采用电位法指示终点或将HNO3破坏分解后再进行测定。磷酸盐及有机酸盐的测定磷酸、有机酸为弱酸，不干扰滴定。硫酸盐的测定（以硫酸奎宁的测定为例）ⅰ．直接滴定法注意硫酸盐的结构，正确判断反应的摩尔比。分子中有四个N原子二个喹啉N，属于芳环族N，碱性较弱二个喹核N，属于脂环族N，碱性较强在水中硫酸是二元酸，能够解离出两个氢离子，即在冰醋酸中硫酸是一元酸，能够解离出一个氢离子，即奎宁与硫酸结合时，一分子的硫酸能与两分子的奎宁结合，即：滴定反应如下：+3HClO4+用HClO4直接滴定硫酸喹宁时，摩尔比是1∶3用HClO4直接滴定硫酸阿托品硫酸阿托品（莨菪碱）的结构如下：反应的摩尔比是1∶1练习题：硫酸奎宁的测定称取样品适量，加gHAc7ml，醋酐3ml与结晶紫指示液1滴，用HClO4滴定液（0.1mol/L）液滴定至终点，并将滴定结果用空白试验校正。已知：HClO4滴定液（1ml0.1mol/L）相当于24.90mg的硫酸奎宁。求：硫酸奎宁的分子量。碱处理后测定法以硫酸奎宁片含量测定为例，经过处理排除辅料对测定的影响方法：10#→去糖衣→称总重→研细→精密称取W（≈相当于硫酸奎宁0.3g）→加0.1mol/LNaOH10mlCHCl3液HClO4（0.1mol/L）滴定CHCl3提取醋酐除水原理：中和游离碱HClO4二甲基黄玫瑰红醋酐Mol比：标示百分含量%=×100%（V-V0）TFW×标示量第二节托烷类药物一.结构与性质1.代表药物硫酸阿托品氢溴酸东莨菪碱，H2SO4，H2O硫酸阿托品-外消旋体脂环N，HBr，3H2O氢溴酸东莨菪碱酯易水解手性C性质具有酯的结构，易水解；脂环上N原子，有碱性，阿托品的pKb4.35；具有手性C原子，有旋光性，但阿托品为外消旋体，无旋光性。UV吸收，具有苯环。二.特征鉴别反应Witaili反应硫酸阿托品，氢溴酸东莨菪碱酯键水解生成莨菪酸，与发烟硝酸共热生成黄色的三硝基衍生物，与氢氧化钾乙醇转变成醌类产物，呈深紫色。二.含量测定硫酸阿托品氢溴酸东莨菪碱原料是非水碱量法制剂是酸性染料比色法(二)酸性染料比色法1．原理:在适当pH溶液中,有机碱（B）可以与氢离子结合成阳离子（BH+）,酸性染料（HIn）可解离成阴离子（In-）,上述的阳离子与阴离定量地结合成有色离子对（BH+In-），可以定量地被有机溶剂提取，在一定波长处测定该溶液有色离子对的吸收度，即可以计算出碱性药物的含量。游离生物碱阳离子有色A定量2.方法定量分取呈色有机相测定A()定量分取呈色有机相测定A()定量分取呈色有机相测定A()脱水脱水脱水碱化酸化水相有机相通常选用a种方法3.实验条件选择成败关键：定量生成离子对，全部提取到有机相，提取常数大，提取完全。E－提取常数D－分配比，与所用酸性染料阴离子种类、溶剂有关。a.酸性染料选择要求：Ⅰ.能与有机碱定量结合；Ⅱ.形成离子对在有机相中有最大溶解度，在λmax处，A最大Ⅲ.酸性染料不得进入有机相。溴麝香草酚蓝(BTB)brom

thymolbluepH6.0~7.6（黄~蓝）常用酸性染料磺酞类指示剂溴甲酚绿(BCG)bromcresolgreenpH3.6~5.2（黄~蓝）溴酚蓝(BPB)bromophenolbluepH3.8~4.6（黄~紫）b.有机溶剂的选择要求：Ⅰ.不与水相互溶（在水中溶解度小）；Ⅱ.生成的离子对在有机相中有最大溶解度，提取完全；Ⅲ.离子对在溶剂中有最大吸收度。常用：CHCl3、CH2Cl2、CCl4

C．水相pH值的选择最主要条件是水相的pH。※要求：Ⅰ.测得有机碱（生物碱）全部以BH+形式存在，指示剂以In-存在；Ⅱ.在一定pH下定量生成离子对进入有机相Ⅲ.最佳pH选择.查手册被测药物查手册被测药物浓度实验考察配制：pH12345A12345ApH★pH

（酸性）

BH+

，In－

BH+In-

。★pH

（碱性）

In-

，BH+

BH+In-

。d.水分的影响提取时防止水进入有机层，有机染料影响测定结果;水分使有机层混浊;加入脱水剂（无水Na2SO4)。

第一节吡啶类药物一、结构和性质1.

结构：本类药物均有吡啶环吡啶

异烟肼尼可刹米2.性质：（1）碱性:吡啶环上氮原子具有叔胺性质，pKb=8.8（水中），非水滴定；（2）异烟肼：酰肼基有强还原性,与芳醛缩合,氧化还原滴定或比色测定；（3）尼可刹米:酰胺基在碱性下可水解,放出NH(C2H5)2↑,用于鉴别。（4）VU吸收二、鉴别试验（一）吡啶环开环适用于吡啶环的α、α’位未取代以及β或γ位被羧基衍生物取代。异烟肼尼克刹米硝苯地平1.戊烯二醛反应（吡啶类的特征反应）尼可刹米CNBr苯胺戊烯二醛衍生物黄色同上条件黄色→黄棕(Ch.P2005鉴别）2.二硝基氯苯反应二硝基氯苯无水△蒸干残渣甲醇紫红色

二硝基氯苯反应碱性溶液红棕色异烟肼不经处理的反应：（二）.酰肼基团的反应

Ag+被还原生成Ag，产生黑色浑浊，在干净的试管壁发生银-镜反应，气泡有氮气生成。1.还原反应：(Ch.P2005鉴别）2.缩和反应异烟肼＋香草醛异烟腙（黄色结晶）测定mp水杨醛、对二甲氨基苯甲醛(Ch.P2005鉴别）黄色（三）形成沉淀的反应本类药物具有叔胺性质，可与重金属盐类（氯化汞、碘化铋钾、硫酸铜等试液）和碘试液等生物碱沉淀剂形成沉淀。与HgCl2的反应异烟肼HgCl2尼克刹米白色↓2.与CuSO4反应尼克刹米CuSO4NH4SCN草绿色↓(Ch.P2005鉴别）（四）.

分解产物的反应红色石蕊试纸蓝(Ch.P2005鉴别）尼克刹米、异烟肼无水NaCO3或Ca(OH)2共热吡啶臭味尼克刹米NaOH加热二乙胺臭味三、特殊杂质检查异烟肼中杂质→游离肼（致癌物）TLC法（杂质对照品法）来源原料未反应完全降解产生游离肼NH2NH2供试液：50mg/ml→点10μl对照液：(NH2)2H2SO4配制（≈(NH2)250μg/ml）→点2μl显色剂：对二甲氨基苯甲醛（黄）判断：在供试品溶液主斑点前方与对照品溶液主斑点相应的位置上，不得显黄色斑点。限度%=50μg/ml×2μl×10-350mg/ml×10μl×100%四、含量测定1、溴酸钾法（

Ch.P2005）操作：

原理：

等当点:稍过量的Br2红→无讨论：a.缓缓滴定并充分振摇,防止局部浓度过高终点提前；b.到终点后,补加一滴指示剂,如颜色褪去即可,否则未到终点；c.Ch.P2005均采用本法测定异烟肼原料及其制剂（片、注射剂）；d.化学计量关系：3/2T=0.01667×3/2×137.14=3.429mg/ml2.非水滴定法：利用吡啶环的碱性，进行非水滴定（尼克刹米，Ch.P2005）第四节吩噻嗪类药物分析一、结构与性质1.代表药物硫氮杂蒽母核R，R’取代基不同RR’盐类药名-(CH2)3N(CH3)2-HHCl盐酸丙嗪-(CH2)3N(CH3)2-ClHCl盐酸氯丙嗪-CH2CH(CH3)N(CH3)2-HHCl盐酸异丙嗪2.特点与性质硫氮