第04章 定量分析

第四章定量分析及方法验证本讲要求：1、掌握药物含量的容量、光谱和色谱分析法，滴定度与含量计算，样品分析的前处理方法，药物分析方法的验证与内容。2、熟悉各类分析方法的基本原理与条件选择，样品分析前处理方法的适用范围。3、了解滴定液配制与标定，分析仪器的校正与检定。

第一节样品分析的前处理

一、几类典型药物

1、有机卤素药物所含卤原子均直接和碳原子相连，但不同药物中卤素所处位置不同，则与碳原子结合的牢固程度就有差异，与芳环相连则结合牢固，与脂肪链相连则结合不牢固。在药物定量分析前，一般需要根据分析方法的特点和化学原料药的结构与性质及药物制剂的处方组成采用不同的方法对试样进行前处理，以满足所选分析方法对试样的要求。碘番酸（iopanoicacid）：三氯叔丁醇（chlorobutanol）2、含金属有机物酒石酸锑钾：

金属原子不直接与碳原子相连，通常为有机酸及酚的盐或配位化合物，称为金属的有机药物。其分子结构中的金属原子结合不牢固，在水中即可离解出金属离子。卡巴胂（carbarsone）：

金属离子直接与碳原子以共价键的形式相连接，结合状态比较牢固，称为有机金属药物。在溶液中其金属离子一般不能解离成离子状态。二、前处理的方法

分析含金属和卤素的有机药物之前，应经过适当的处理，使金属和卤素转变为适于分析的状态，方可进行鉴别和含量测定。

1、不经有机破坏的分析方法⑴直接测定法凡金属原子不直接与碳原子相连的含金属药物或某些C-M键结合不牢固的有机金属药物，在水溶液中可以电离，因而不需要有机破坏，可直接选用适当的方法进行测定。如：①富马酸亚铁的测定：富马酸亚铁溶于热稀矿酸（不溶于水）分解放出Fe2+

硫酸铈滴定领二氮菲作指示剂指示剂与Fe2+形成红色配位化合物

（2）经水解后测定法①直接回流后测定法：适用于含卤素有机药物结构中卤素原子结合不牢固的药物；方法：将含有卤素的有机药物溶于适当溶剂（如乙醇）中，加NaOH溶液或AgNO3溶液后，加热回流使其水解，将有机结合的卤素经过水解作用转变为无机的卤素离子，然后用间接银量法进行测定，如：三氯叔丁醇的测定：原理：三氯叔丁醇+NaOHCL-解离下来与硝酸银生成氯化银沉淀过量硝酸银用硫氰酸铵液回滴定②硫酸水解后测定：如：硬脂酸镁，与定量的硫酸溶液共沸，水解生成硬脂酸和硫酸镁，剩余的酸以NaOH液滴定。（3）经氧化还原后测定法①碱性还原后测定：卤素结合于芳环上时，由于分子中碘的结合较固定，需在碱性溶液中加还原剂（如锌粉）回流，使C-I键断裂，形成无机碘化物后测定。如碘番酸、泛影酸的测定。②酸性还原后测定：碘番酸在醋酸酸性条件下用锌粉还原，使C-I键断裂，形成无机碘化物后用银量法测定。③利用药物中可游离的金属离子的氧化性测定含量。

a、含锑药物：利用五价锑有机药物中可游离的Sb5+的氧化性，在酸性液中氧化碘化钾，并定量析出碘，可用硫代硫酸钠滴定。

b、含铁药物：将含铁药物加酸溶解后，便游离出Fe3+，利用在酸性溶液中氧化碘化钾，析出的碘可用硫代硫酸钠液滴定以测定含量。2、经有机破坏的分析方法

含金属有机物及有机卤素药物结构中的金属原子、卤素与碳原子结合牢固者，用上述方法难以将有机结合的金属原子及卤素转变为无机的金属化合物及卤素化合物，此时必须采用有机破坏的方法将药物分子破坏，使有机结合状态的金属及卤素转变为可测定的无机化合物，方可选用适合的分析方法进行测定。(1)湿法破坏法①、硝酸-高氯酸法（HNO3-HCLO4）破坏能力强，反应比较激烈。本法适用于血、尿、组织等生物样品的破坏。所得到的无机金属离子一般为高价态。②、硝酸-硫酸法（HNO3-H2SO4）本法适用于大多数有机物质的破坏，如染料、中间体或药物等。无机离子为高价态。③、硫酸-硫酸盐法（H2SO4-MSO4）：本法适用于含砷和锑有机药物的破坏分解，最后得到低价态的金属离子。④、其它湿法（2）干法破坏本法适用于含有卤素、硫、磷等有机药物定量分析的前处理。①高温灼烧法本法是将含有待测元素的有机物经高温灼烧灰化，使有机物结构分解，而待测元素转化为无机元素或可溶性无机盐的前处理方法。

适用于湿法不易破坏完全的有机物以及某些不能用硫酸进行破坏的有机药物；不适用于含易挥发性金属有机药物的破坏。

常加无水碳酸钠、硝酸镁、氢氧化钙、氧化锌等辅助灰化。

②氧瓶燃烧法

a、原理：将有机药物放入充满氧气的密闭的燃烧瓶中进行燃烧，并将燃烧所产生的待测物质吸收于适当的吸收液中，然后根据待测物质的性质，采用适宜的分析方法进行鉴别、检查或测定含卤素有机药物或含硫、氮、硒等其他元素的有机药物。b、仪器装置：

燃烧瓶为500、1000或2000ml磨口、硬质玻璃锥形瓶，瓶塞应严密、空心,底部熔封铂丝一根（直径为1mm），铂丝下端作成网状或螺旋状，长度约为瓶身长度的2/3。

例：碘苯酯的测定方法：

取样品约20mg，精密称定，照氧瓶燃烧法进行有机破坏。用NaOH试液2ml与水10ml为吸收液，待吸收完全后，加溴醋酸溶液（取醋酸钾10g，加冰醋酸适量使溶解，加溴0.4ml，再加冰醋酸使成100ml）10ml，密塞，振摇，放置数分钟，加甲酸约1ml，用水洗涤瓶口，并通入空气约3-5min以除去剩余的溴蒸汽，加碘化钾2g，密塞，摇匀，用硫代硫酸钠滴定液（0.02mol/ml）滴定，至近终点时，加淀粉指示液，继续滴定至蓝色消失，并将滴定的结果用空白试验校正。每1ml的硫代硫酸钠滴定液（0.02mol/ml）相当于1.388mg的C19H29IO2.三、生物样品中药物的分析前处理：生物样品：包括各种体液和组织，但实际上最常用的是比较容易得到的血液（血浆、血清和全血）、尿液和唾液，在特定情况下运用乳汁、脊髓、精液等。药物及其代谢物从血浆或尿中分离的实验步骤：（1）药物从蛋白结合物或缀合物中释出①、蛋白变性：如应用三氯醋酸、HCLO4、有机溶剂（乙醇、丙酮、乙氰）使蛋白沉淀。②、盐酸水解③、酶消化法（最常用的是蛋白水解酶——枯草菌溶素）（2）净化①、溶剂提取加盐或其他试剂②、固相提取柱法：离子交换树脂、氧化铝、XAD-2型树脂、活性炭、凝胶、ODS（十八烷基硅烷。）（3）测定①、薄层色谱②、柱色谱CC（columnchromatogr）③、衍生化后进行气相色谱GLC：第二节药物含量测定方法一、重量分析法基本原理：

称取一定重量的样品，用适当的方法将待测组分与样品中其他组分分离，根据被测组分和供试品的重量比计算组分的百分含量。优点准确度高，精密度好缺点操作繁琐、费时灵敏度低方法：挥发法萃取法沉淀法直接挥发法间接挥发法（1）挥发法

利用被测组分具有挥发性或将其转化为挥发性物质，称取挥发前后供试品的重量，计算被测组分的含量。a直接挥发法

称得的重量或增加的重量就是被测组分的重量①.用高氯酸镁吸收挥发的结晶水计算其增加的重量②.炽灼残渣测定法

b间接挥发法

样品减少的重量是被测组分重量干燥失重测定法

（2）萃取法（提取重量法）

将待测组分从一种溶剂萃取到另一易挥发的溶剂中，挥去溶剂，称量干燥物的重量进行计算如：苯巴比妥中“中性和碱性物质”的检查（3）沉淀法

将待测组分以沉淀形式从溶液中分离，并转化成称量形式，称定其重量进行计算。①基本原理操作步骤：取样滤渣沉淀过滤洗涤称重沉淀形式称量形式沉淀形式：

沉淀时物质的化学组成形式

称量形式：

称量时物质的化学组成形式如

Fe(OH)3·nH2O如

Fe2O3对沉淀形式的要求：

溶解度小，纯净，易过滤洗涤，易转化为称量形式。对称量形式的要求：组成固定，化学稳定性高，分子量大。2、沉淀条件的选择

（1）晶形沉淀稀、搅、热、慢、陈（2）无定形沉淀浓、热、电解质、不陈化3、计算①.被测组分与称量形式的组成相同时如SiO2②.被测组分与称量形式的组成不同时如FeFe2O3×a×b换算因数被测组分的摩尔质量（或原子量）与称量形式摩尔质量的比值。如Fe(55.847)O(15.9994)×2被测物沉淀形式称量形式换算因数

FeFe(OH)3·nH2OFe2O32Fe/Fe2O3

FeOFe(OH)3·nH2OFe2O32FeO/Fe2O3SO42-BaSO4

BaSO4SO4/BaSO4MgOMgNH4PO4Mg2P2O72MgO/Mg2P2O7SiO2SiO2SiO2SiO2/SiO2二、容量分析法（滴定分析法）

根据已知浓度的滴定液与待测组分作用时所消耗的体积来计算待测物的含量的定量分析方法。

等当点（化学计量点）

消耗的滴定液的摩尔数＝被测物摩尔数滴定终点指示剂的变色点（允许与化学计量点的误差≤0.1％）滴定方式

直接滴定法剩余滴定法置换滴定法

滴定度：

是指每毫升滴定液相当于被测物质的质量（毫克）T→滴定度(mg/ml)c→滴定液浓度(mol/L)M→被测物质分子量n→为反应式配平后滴定液与被测物的摩尔比或电子转移数1、酸碱滴定法基本原理：利用酸和碱在水溶液中以质子转移为基础的滴定分析方法。酸能给出质子的物质碱能接受质子的物质酸给出质子后剩余部分是该酸的共轭碱碱接受质子后，即成为该碱的共轭酸越容易给出质子的物质酸性越强

强酸的共轭碱是弱碱越容易接受质子的物质碱性越强强碱的共轭酸是弱酸（1）强酸强碱的滴定化学计量点时，溶液呈中性突跃范围pH4.30～9.70酚酞（8.3~10.0）无色→红甲基红（4.2~6.3）红→黄甲基橙（3.2~4.4）红→黄（2）强碱滴定弱酸化学计量点时，溶液偏碱性酚酞（8.0~10.0）无色→红百里酚酞（9.4~10.6）无色→蓝c·Ka＞10-8（3）强酸滴定弱碱化学计量点时，溶液偏酸性甲基红（4.4~6.2）红→黄溴甲酚绿（3.8~5.4）黄→蓝c·Kb＞10-8（4）多元酸的滴定如甲基橙和酚酞可选择混合指示剂酸碱指示剂：

常用的酸碱指示剂是有机弱酸或弱碱，与其共轭碱或共轭酸呈现不同的颜色指示剂变色范围酚酞pKIn=9.1（8.0~10.0）滴定突跃在化学计量点附近发生突变的pH范围选择原则指示剂的变色范围全部或部分落在滴定突跃范围内滴定液的标定

：NaOH滴定液

基准物邻苯二甲酸氢钾指示剂酚酞（无色→粉红）HCl 滴定液基准物无水Na2CO3

指示剂甲基红-溴甲酚绿(绿→暗紫)H2SO4滴定液

基准物无水Na2CO3

指示剂甲基红-溴甲酚绿(绿→暗紫) 2、氧化还原滴定法

以氧化还原反应（通过电子转移）为基础的滴定分析法。氧化还原反应电子得失在一个氧化还原反应中得到电子的物质→氧化剂失去电子的物质→还原剂氧化剂还原剂电位越高氧化态的氧化能力越强

电位越低还原态的还原能力越强氧化剂可氧化电极电位比它低的物质还原剂可还原电极电位比它高的物质常见氧化还原滴定方法碘量法溴酸钾法铈量法亚硝酸钠法高锰酸钾法高碘酸钾法重铬酸钾法氧化还原反应中常用的滴定液碘液硫代硫酸钠液溴液溴酸钾液草酸液高锰酸钾液硫酸铈液（1）碘量法

以碘为氧化剂，或以碘化物为还原剂的滴定法。直接碘量法间接碘量法剩余碘量法置换碘量法注反应摩尔比以碘原子数计指示终点自身指示终点（无→黄）淀粉指示液（无→蓝紫）a、直接碘量法用碘滴定液直接滴定的方法测定条件A、pH条件酸性、中性、弱碱性B、避光、立即滴定b、间接碘量法①、剩余碘量法②、置换碘量法

A、需用碘量瓶

测定条件:

B、需做空白滴定

C、pH条件弱酸性、中性、弱碱性水解加大I-浓度A、增加I2溶解度，并减少I2挥发B、降低I2/I-氧化电位，反应完全配制碘滴定液时加大量碘化钾滴定液的标定：碘滴定液基准物三氧化二砷指示剂淀粉指示液（无→蓝紫）硫代硫酸钠滴定液基准物重铬酸钾

指示剂淀粉指示液(蓝紫→亮绿)（2）溴量法（剩余溴量法）原理：指示剂淀粉指示液（蓝紫→无）测定条件：B、反应摩尔比以溴原子数计C、需空白滴定A、溴酸钾与溴化钾在盐酸条件下反应产生新生态溴溴滴定液的标定：加入碘化钾，被剩余的溴氧化生成碘，再用硫代硫酸钠液滴定指示剂淀粉指示液（蓝紫→无)（3）铈量法指示剂邻二氮菲亚铁还原型→氧化型（红色）（浅蓝色）原理：优点：A、硫酸铈滴定液稳定B、pH条件HCl（防止Ce4+水解）C、干扰因素少适用于糖浆剂、片剂如硫酸亚铁高锰酸钾法硫酸亚铁片铈量法硫酸铈滴定液的标定:基准物三氧化二砷指示剂邻二氮菲亚铁

（红→淡绿）(4)亚硝酸钠滴定法原理:

利用亚硝酸钠在盐酸存在下可与具有芳伯氨基的化合物发生重氮化反应，定量生成重氮盐，根据滴定时消耗亚硝酸钠的量可计算药物的含量

具游离芳伯氨基的药物可用本法直接测定。具潜在芳伯氨基的药物，如具芳酰胺基药物（对乙酰氨基酚等）经水解，芳香族硝基化合物（如无味氯霉素）经还原，也可用本法测定。

测定条件:a、pH条件过量HCl稳定重氮盐，防止偶氮氨基化合物生成(酸度不足)1:2.5～6b反应温度t↑→v↑

10~30℃t↑重氮盐易分解t↑HNO2易分解逸失c催化剂KBr

比[NO+·Cl-]多300倍快速滴定法：滴定管尖插入液面下2／3处，在搅拌下一次性放下大部分滴定液，近终点前才提出滴定管，冲洗管尖，再缓缓滴定至终点。d滴定方式ν↑来不及反应ν↓亚硝酸分解逸失e指示终点的方法A、永停滴定法ChP（2010）B、电位法C、内指示剂法中性红D、外指示剂法

KI－淀粉糊剂或试纸亚硝酸钠滴定液的标定:基准物对氨基苯磺酸指示终点方法永停法4、非水滴定法在水以外的溶剂中进行的滴定反应。分类非水碱量法非水酸量法对象酸或碱性较弱的药物难溶于水的药物(一)溶剂非水溶剂溶剂的分类:（a）酸性溶剂冰醋酸给出质子能力强（1）质子性溶剂（c）两性溶剂甲醇、乙醇既能给出质子，又能接受质子（b）碱性溶剂乙二胺接受质子能力强（2）

无质子溶剂非质子性溶剂无转移性质子（b）惰性溶剂苯、氯仿与质子性溶剂混合使用增大溶解度、滴定突跃（a）偶极亲质子溶剂二甲基甲酰胺与被测组分形成氢键溶剂的性质①、溶剂的离解性仅惰性溶剂不能离解

溶剂的自身离解常数越大，突跃范围越大，终点越敏锐弱酸性药物溶于碱性溶剂时可增加其相对酸性弱碱性药物溶于酸性溶剂时可增加其相对碱性②、溶剂的酸碱性③、溶剂的介电常数化合物在介电常数大的溶剂中易离解化合物在介电常数小的溶剂中难离解，多形成离子对均化效应与区分效应:均化效应：将不同强度酸或碱拉平到同一强度的效应。均化性溶剂具有均化效应的溶剂均化性溶剂均化效应共轭碱（液氨）碱性溶剂是酸的均化性溶剂酸性溶剂是碱的均化性溶剂区分效应能区分出酸或碱的不同强度的效应区分溶剂具有区分效应的溶剂HClO4＞HCl＞H2SO4＞HNO3酸性溶剂是碱的均化性溶剂碱性溶剂是酸的均化性溶剂酸性溶剂对酸有区分效应碱性溶剂对碱有区分效应(二)、碱的滴定（非水碱量法）（1）溶剂酸性溶剂（冰醋酸、醋酐）（2）滴定液高氯酸（冰醋酸）基准物邻苯二甲酸氢钾（3）指示剂结晶紫、电位法（4）测定对象弱碱性药物有机弱碱胺类、生物碱类有机酸的碱金属盐枸橼酸钾有机碱的氢卤酸盐（加醋酸汞）盐酸麻黄碱有机碱的硫酸盐（硫酸在冰醋酸为一元酸）硫酸奎宁有机碱的硝酸盐（电位法指示终点）有机碱的有机酸盐重酒石酸去甲肾上腺素(三)酸的滴定（非水酸量法）（1）溶剂乙二胺二甲基甲酰胺（2）滴定液甲醇钠（甲醇-苯）基准物苯甲酸（3）指示剂溴酚蓝、百里酚蓝（4）测定对象有机弱酸性药物DMF有机弱酸类药物芳酸类苯甲酸酚类苯酚磺酰胺类磺胺嘧啶巴比妥类苯巴比妥（四）滴定液的标定高氯酸滴定液基准物邻苯二甲酸氢钾指示剂结晶紫（紫→蓝）甲醇钠滴定液的标定基准物苯甲酸指示剂麝香草酚蓝（黄→蓝）5、沉淀滴定法以沉淀反应为基础的滴定分析法应用较广的是银量法银量法铬酸钾法（Mohr法）铁铵矾指示剂法（Volhard法）吸附指示剂法（Fajans法）（1）铬酸钾法（Mohr法）原理（AgNO3滴定液）终点时:终点前:铬酸钾指示剂测定条件

①、指示剂用量:25~50ml溶液中+1ml5%铬酸钾②、