药物分析08第八节-杂环类药物分析培训

第八章杂环类药物的分析

2024/8/121Freetemplatefrom本章简介本章介绍五类：1、吡啶类：异烟肼、尼克刹米和硝苯地平2、喹啉类：硫酸奎宁、奎尼丁、盐酸环丙沙星等3、托烷类：硫酸阿托品、氢溴酸东莨菪碱等4、吩噻嗪类：氯丙嗪、异丙嗪、奋乃静和盐酸硫利达嗪等5、苯并二氮杂卓类：地西泮、奥沙西泮和氯氮卓等杂环化合物：碳环中夹杂有非碳原子的环状有机化合物，其中非碳原子称为杂原子，一般为O、S、N等。在化学合成药中，已成为现代药物中应用最多、最广的一大类。2Freetemplatefrom第一节吡啶类药物

结构与化学性质吡啶环的特性：均含有β或γ位被羧基衍生物所取代的吡啶环，可发生开环反应。吡啶（pyridine）

3Freetemplatefrom第一节吡啶类药物

结构与化学性质含有N原子的六元单环，例如：异烟肼、尼克刹米和硝苯地平4Freetemplatefrom主要化学性质

弱碱性：吡啶环N原子为碱性原子，吡啶环pKb为8.8（水中）尼克刹米：除了吡啶环上的N原子外，吡啶环β位被酰氨基取代，遇碱水解释放二乙胺。Chp2005鉴别：取本品10滴，加氢氧化钠试液3ml，加热，即发生二乙胺的臭气，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。

5Freetemplatefrom主要化学性质

还原性：异烟肼吡啶环γ位被酰肼所取代，有较强的还原性，可被不同的氧化剂氧化，也可与某些含有羰基的化合物发生缩合反应。异烟肼与硝酸银－银镜反应6Freetemplatefrom二、鉴别试验

吡啶环的开环反应

戊烯二醛反应（köning

反应）尼可刹米+溴化氰H2O戊烯二醛衍生物苯胺黄色7Freetemplatefrom二硝基氯苯反应（Vongerichten反应）吡啶及其衍生物+2,4-二硝基氯苯至熔融或混合

醇制KOH紫红色无水条件8Freetemplatefrom

酰肼基的反应还原反应异烟肼+AgNO3异烟酸银+N2+(白色）异烟肼+亚硒酸硒（红色）Ag银镜9Freetemplatefrom缩合反应

异烟肼的酰肼基与芳醛缩合形成腙，其有固定的熔点，可用以鉴别。ChP和BP均采用本法鉴别.

酰肼基的反应10Freetemplatefrom异烟肼的其他鉴别反应与亚硒酸作用，可将其还原为红色硒的沉淀与1,2-萘醌-4-磺酸在碱性介质中，可缩合呈红色。红色11Freetemplatefrom二氢吡啶的解离反应二氢吡啶类药物的丙酮或甲醇溶液与碱作用，二氢吡啶环1，4-位氢均可发生解离，形成p-∏共轭而发生颜色变化。吡啶环的鉴别反应12Freetemplatefrom吡啶环的鉴别反应沉淀反应

具有吡啶环的结构，可与重金属盐类及苦味酸等试剂形成沉淀。

尼可刹米+CuSO4+硫氰酸铵草绿色尼可刹米异烟肼+HgCl2白色13Freetemplatefrom吡啶环的鉴别反应分解产物反应

使湿润的红色石蕊试纸变蓝尼可刹米异烟肼+无水Na2CO3Ca(OH)2吡啶臭尼可刹米+NaOH二乙胺14Freetemplatefrom紫外吸收光谱鉴别芳杂环在紫外光区有特征吸收药物溶剂λmax(nm)λmax(nm)异烟肼HCl(0.01mol/L)265－约420水266234378尼克刹米HCl(0.01mol/L)263－285NaOH(0.01mol/L)255－840260－860硝苯地平无水乙醇333－14015Freetemplatefrom有关物质检查

异烟肼中肼的检查 异烟肼不稳定，游离肼即可能在原料中引入，又可能在贮藏过程中降解而产生。肼为诱变剂和致癌物质

TLC比浊法16Freetemplatefrom有关物质检查

尼克刹米中有关物质的检查TLC检查N-乙基烟酰胺和结构不明物质硝苯地平中的有关物质检查

HPLC法检查17Freetemplatefrom第二节喹啉类药物 硫酸奎宁硫酸奎宁丁盐酸环丙沙星(quininesulfate)(quinidinesulfate)(ciprofloxacinhydrochloride)结构特点：含有吡啶与苯稠合而成的喹啉杂环，环上杂原子的反应性能基本与吡啶相同。18Freetemplatefrom主要化学性质碱性：喹啉环上的N原子具有碱性，与强酸成盐旋光性：硫酸奎宁(左旋体)，比旋度为-237°至-244° 硫酸奎宁丁(右旋体)，比旋度为+275°至+290° 盐酸环丙沙星，无旋光性荧光特性：硫酸奎宁和硫酸奎宁丁在稀硫酸中显蓝色荧光，盐酸环丙沙星无荧光。19Freetemplatefrom鉴别试验绿奎宁反应（Thalleioquin）

用于奎宁和奎尼丁的鉴别鉴别方法：取本品约20mg，加水20ml溶解后，分取5ml，加溴试液3滴与氨试液1ml，即显翠绿色。

二醌基的铵盐（绿色）20Freetemplatefrom鉴别试验光谱特征紫外吸收光谱

盐酸环丙沙星在277nm与315nm的波长处有最大吸收。

荧光光谱

硫酸奎宁加稀硫酸使成酸性，即显蓝色荧光。

盐酸环丙沙星无荧光特性。21Freetemplatefrom鉴别试验

硫酸奎宁、硫酸奎尼丁→硫酸根+氯化钡生成白色沉淀盐酸环丙沙星→盐酸根+硝酸银生成白色沉淀

无机酸盐22Freetemplatefrom特殊杂质检查

硫酸奎宁中的特殊杂质检查酸度

检查酸性杂质

氯仿－乙醇不溶物

检查醇中不溶性杂质或无机盐类

其他金鸡纳碱（TLC、HPLC）

检查其他生物碱

23Freetemplatefrom特殊杂质检查盐酸环丙沙星中特殊杂质检查酸度

取本品，加水制成每1ml中含25mg的溶液，测定pH值应为3.0～4.5。溶液的澄清度和颜色

取本品0.1g，加水10ml溶解后，溶液应澄清；如显色，与黄色或黄绿色4号标准比色液(附录ⅨA)比较，不得更深。

有关物质（HPLC）

24Freetemplatefrom第三节托烷类药物硫酸阿托品氢溴酸东莨菪碱(atropine)(scopolamine）hydrochloride)结构特点：大多数为莨菪烷衍生的氨基醇与不同的有机酸缩合成酯的生物碱，常见的有颠茄生物碱和古柯生物碱。25Freetemplatefrom化学性质水解性（酯水解生成醇和酸）阿托品莨菪醇莨菪酸26Freetemplatefrom化学性质碱性

阿托品和东莨菪碱结构中，五原脂环含有叔胺氮原子，较强的碱性，易与酸成盐。旋光性

氢溴酸东莨菪碱含有不对称碳原子，左旋体比旋度为-24°至-27° 阿托品虽然含有不对称碳原子，但外消旋化，无旋光性27Freetemplatefrom鉴别试验托烷生物碱一般鉴别试验生物碱水解莨菪酸发烟硝酸

三硝基衍生物KOH（C2H5OH）固体KOH有色的醌型产物28Freetemplatefrom鉴别试验氧化反应

水解生成的莨菪酸，在硫酸和重铬酸钾在加热条件下，发生氧化反应，生成苯甲醛，逸出苦杏仁的臭味。29Freetemplatefrom沉淀反应

本类药物具有碱性，可与生物碱沉淀剂生成沉淀。如：阿托品+氯化汞醇试液黄色沉淀东莨菪碱+氯化汞醇试液白色沉淀

硫酸盐与溴化物反应硫酸阿托品：水溶液加氯化钡生成白色沉淀，沉淀在盐酸或硝酸中均不溶解；加醋酸铅试液也生成白色沉淀，在醋酸铵或氢氧化钠试液中溶解。氢溴酸东莨菪碱：水溶液加硝酸银试液，生成淡黄色凝乳沉淀，能在氨试液中微溶，但在硝酸中几乎不溶；滴加氯试液，溴即游离，加氯仿振摇，氯仿层显黄色或红棕色。30Freetemplatefrom

酸度

东莨菪碱碱性很弱，对石蕊试纸几乎不显碱性反应。氢溴酸东莨菪碱为强酸弱碱形成的盐，通过其5%水溶液的pH值为4.0～5.5，来控制本品中的酸性杂质。

其他生物碱

氢溴酸东莨菪中特殊杂质检查本品水溶液+氨试液不混浊合格混浊存在其他生物碱+KOH试液混浊（东莨菪碱）31Freetemplatefrom

易氧化物

主要是检查本品在生产中可能引入的阿扑阿托品及其它含有双键的有机物质，可使KMnO4溶液褪色。32Freetemplatefrom第四节吩噻嗪类药物R’:-H、-Cl、-CF3、 -COCH3、-SCH2CH3R:具有2～3碳链的二甲或二乙胺基，或含氮杂环如哌嗪和哌啶的衍生物典型药物：盐酸氯丙嗪、盐酸异丙嗪、奋乃静、盐酸氟奋乃静、癸氟奋乃静、盐酸三氟拉嗪和盐酸硫利达嗪等吩噻嗪类药物为苯并噻嗪的衍生物，分子结构中均含有硫氮杂蒽母核，基本结构如下：33Freetemplatefrom主要的化学性质紫外吸收光谱特性

硫氮杂蒽母核为共轭三环的π系统，紫外区三个吸收峰值，约205nm、254nm、300nm，最强多在254nm附近，根据2位、10位取代基不同，可引起最大吸收峰的位移。 当母核的二价硫被氧化为砜或亚砜，则呈现四个峰值。红外吸收光谱特性

由于取代基R和R’的不同，具有不同的红外光谱，已被药典用于不同品种的鉴别。34Freetemplatefrom主要的化学性质易氧化呈色

硫氮杂蒽母核中的二价硫易氧化，不同的氧化剂如硫酸、硝酸、三氯化铁试液及过氧化氢等，母核易被氧化成亚砜、砜等不同的产物，随取代基的不同，呈现不同的颜色，可用于鉴别。金属离子络合呈色

未氧化的硫可与金属钯离子形成配位化合物，而氧化产物亚砜、砜则不能，可用于鉴别和含有测定，具有专属性。35Freetemplatefrom鉴别试验紫外吸收光谱鉴别药物溶剂浓度(μg/ml)λmax

(nm)A盐酸氯丙嗪盐酸(9→1000)52540.46915306－－盐酸异丙嗪盐酸(0.1mol/L)6249－883~937奋乃静无水乙醇72580.65－癸氟奋乃静乙醇10260－－盐酸氟奋乃静盐酸(9→1000)10255－553~593盐酸三氟拉嗪盐酸(1→20)10256－630盐酸硫利达嗪乙醇8264与315－－36Freetemplatefrom鉴别试验氧化显色反应药物硫酸硝酸过氧化氢盐酸氯丙嗪－显红色，渐变为淡黄色－盐酸异丙嗪显樱桃红色，放置后颜色渐变深生成红色沉淀，加热即溶解，溶液由红色转变为橙黄色－奋乃静－－显深红色，放置后红色渐褪去盐酸氟奋乃静显淡红色，温热后变成红褐色－－盐酸三氟拉嗪－生成微带红色的白色沉淀；放置后，红色变深，加热后变黄色－盐酸硫利达嗪显蓝色－－37Freetemplatefrom鉴别试验与钯离子络合显色 鉴别方法：取本品约50mg，加甲醇2ml溶解后，加0.1%氯化钯溶液3ml，既有沉淀生成，并显红色，再加过量的氯化钯溶液，颜色变深。38Freetemplatefrom鉴别试验分解产物反应

癸氟奋乃静碳酸钠及碳酸钾F-+酸性茜素锆试液

[ZrF6]2-配位离子，茜素游离使溶液由红色变为黄色。600℃炽灼39Freetemplatefrom

盐酸异丙嗪中特殊杂质检查

主要有：2-二甲氨基-1-丙醇；N,N,β-三甲基-10H-吩噻嗪-10-乙胺异构体和结构不清的分解产物

。因此采用TLC法中的高低浓度对比法控制上述这些杂质的限量。盐酸硫利达嗪中有关物质检查

本品遇光不稳定，在生产和贮藏过程中易引入有关物质，因其结构不清，因此也采用TLC法中的高低浓度对比法控制杂质的限量。特殊杂质检查40Freetemplatefrom第五节苯并二氮杂卓类药物

地西泮阿普唑仑奥沙西泮氯氮卓结构特点：含氮杂原子、六元和七元环双环并合而成，其中1,4-苯并二氮杂卓类药物是目前临床应用最广泛的抗焦虑、抗惊厥药。41Freetemplatefrom化学性质碱性： 非水溶液滴定法测定含量水解： 在强酸性溶液中，形成二苯甲酮衍生物，具有的特性可用于鉴别和含量测定42Freetemplatefrom

化学鉴别试验

沉淀反应

氯氮卓

橙红色沉淀阿普唑仑

盐酸氟西泮＋KBiI4

也生成橙红色沉淀氯硝西泮放置后，沉淀颜色变深，

因此可以相互区别。鉴别试验43Freetemplatefrom水解后呈芳伯胺反应

氯氮卓和奥沙西泮，其反应如下：44Freetemplatefrom鉴别试验硫酸－荧光反应： 苯并二氮杂卓类药物溶于硫酸/稀硫酸在紫外光(365nm)下显不同的颜色。药物硫酸稀硫酸地西泮黄绿色黄色氯氮卓黄色紫色艾司唑仑亮绿色天蓝色硝西泮淡蓝色蓝绿色分解产物的反应有机氯化合物，氧瓶燃烧法破坏，生成HCl，以5%氢氧化钠溶液吸收，硝酸酸化，显氯化物反应。

45Freetemplatefrom鉴别试验紫外特征吸收药物溶剂浓度(μg/ml)λmax

(nm)A地西泮0.5%硫酸甲醇溶液5242约0.51282约0.23366－氯氮卓盐酸(9→1000)7245、3080.65阿普唑仑盐酸(9→1000)12264－盐酸氟西泮硫酸甲醇(1→36)10239±2、284±2比值1.95~2.50362±2－氯硝西泮0.5%硫酸甲醇溶液10239±2，307±2－奥沙西泮乙醇10229，315±2(较弱)IR：地西泮、阿普唑仑、艾司唑仑、盐酸氟西泮、氯硝西泮和奥沙西泮46Freetemplatefrom鉴别试验 硅胶G薄层板，苯－丙酮(3:2)为展开剂，稀硫酸喷雾，105℃干燥30min，紫外灯下检视荧光斑点：药物Rf值斑点颜色*单一点样混合点样自然光254nm365nm地西泮0.800.78无色黄色(m)黄色(m)氯氮卓0.340.34无色蓝紫色(s)蓝紫色(w)艾司唑仑0.220.20无色灰紫色(m)蓝紫色(m)硝西泮0.720.72黄色紫色(w)紫色(w)奥沙西泮0.490.52黄色亮灰蓝色(s)亮灰蓝色(s)*s,m,w分别表示荧光的强、中、弱薄层色谱法47Freetemplatefrom特殊杂质检查TLC是本类药物较为常用的检查方法

Ch.P

收载的八种本类药物，除氯氮卓外，其余均作此项检查。其检查方法除了三唑仑采用GC法外，其余均用TLC法进行检查。USP(24)和BP(2000)中对氯氮卓都规定了此项检查，而且均用TLC法进行检查。48Freetemplatefrom

1.地西泮中有关物质的检查

地西泮在合成过程中因其副反应，可能引入N-去甲基苯甲二氮卓及化学结构不清的有关物质，可采用TLC法中的高低浓度对比法进行检查。

2.氯氮卓中有关物质的检查

USP(24)用TLC法检查氯氮卓中的有关物质，并规定其分解产物2-氨基-5-氯-2-苯甲酮含量不得过0.01%；中间体7-氯-1，3-二氢-5-苯基-2H-1，4-苯并二氮杂卓-2-酮-4-氧化物含量不得过0.1%。

49Freetemplatefrom3.氯氮卓中有关物质的反相高效液相色谱法

色谱条件：色谱柱为250mm×2.6mm（i.d.）Nucleosil10C18柱；

n=3000；流动相为甲醇-磷酸液(0.05mol/L)(60:40),40%氢氧化钠溶液调pH为6.0；流速为1ml/min;紫外检测器波长为254nm。

检测结果：氨基物（Ⅱ）的tR为12.0min、氧化物（Ⅲ）的tR

为4.3min，痕量杂质（Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ）的tR为13.8、3.6、4.7min。

50Freetemplatefrom

第六节含量测定

高效液相色谱法非水溶液滴定法铈量法比色法紫外分光光度法气相色谱法51Freetemplatefrom非水溶液滴定法

基本原理第六节含量测定当HA酸性较强时，反应不能定量完成，必须除去或降低HA的酸性，使反应顺利地完成。BH+A-+HClO4BH+ClO4+HA游离碱类盐被置换出的弱酸因此，要根据不同情况采用相应测定条件。52Freetemplatefrom一般方法供试品+冰醋酸10ml~30ml若供试品为氢卤酸盐再加5%醋酸汞的冰醋酸液3ml~5ml结果高氯酸滴定液滴定以空白试验校正53Freetemplatefrom问题讨论1.适用范围主要用于Kb＜10-8的有机碱盐的含量测定。对碱性较弱的杂环类药物，只要选择合适的溶剂、滴定剂和终点指示的方法，可使pKb为8～13的弱碱性药物采用本法滴定。一般来说：Kb为10-8～10-10时，宜选冰醋酸作为溶剂；药物的Kb为10-10～10-12时，宜选冰醋酸与醋酐的混合溶液；Kb＜10-12时，应用醋酐作为溶剂。另外，在冰醋酸中加入不同量的甲酸，也能使滴定突跃显著增大，使一些碱性极弱的杂环类药物获得满意测定结果。

54Freetemplatefrom

2.酸根的影响：无机酸类，在醋酸介质中的酸性以下列排序递减：高氯酸＞氢溴酸＞硫酸＞盐酸＞硝酸

消除HX干扰的方法：加Hg(Ac)2

量不足终点不明显，结果偏低。2B·HX+Hg(Ac)2→2B·HAc+HgX2

过量(1～3倍)不影响测定结果55Freetemplatefrom3.滴定剂的稳定性

非水溶液滴定法所用的溶剂为醋酸，具有挥发性，膨胀系数较大，温度和贮存条件都影响滴定剂的浓度。4.终点指示方法

常用电位法和指示剂法。Ch.P收载的本类药物大多采用结晶紫指示剂指示终点，少数采用电位法指示终点。56Freetemplatefrom硝苯地平的测定

基本原理

硝苯地平的测定原理，可用下列反应式表示：

终点时:微过量的Ce4+将指示剂中的Fe2+氧化成Fe3+，使橙红色配合物离子呈淡蓝色或无色，以指示终点的到达。

铈量法57Freetemplatefrom比色法酸性染料比色法原理：在适当的介质中，碱性药物(B)可与氢离子结合成(BH+)，而一些酸性染料可解离为(In-)，两者定量结合成有色络合物(BH+In-)离子对，可被有机溶剂定量提取，在一定波长处测定其吸收，即可算出碱性药物的含量。58Freetemplatefrom比色法酸性染料比色法影响因素水性最佳pH