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文档简介

巴比妥類藥物的分析

巴比妥類藥物是環狀醯脲類的鎮靜催眠藥,我們知道巴比妥類藥物劑量由小到大,中樞抑制作用相繼表現為鎮靜、催眠、抗驚厥和麻醉作用,其中苯巴比妥還具有抗癲癇的作用。結構剖析理化特徵鑒別試驗雜質檢查含量測定練習與思考返回主目錄基本要求

基本要求

一、掌握我國藥典中巴比妥類藥物的鑒別和含量測定的基本原理與方法。二、熟悉國外藥典本類藥物鑒別和含量測定的基本原理與方法。。三、瞭解本類藥物的體內分析方法。返回一、結構特徵與典型藥物

巴比妥類藥物是巴比妥酸的衍生物,結構通式如下5,5-取代的巴比妥類藥物5,5-取代的硫代巴比妥類藥物1,5,5-取代的巴比妥類藥物本類藥物的結構可大致分為兩個部分:1.環狀丙二醯脲、1,3-二醯亞胺基團決定巴比妥類藥物的特性2.取代基部分區別各種巴比妥類藥物戊巴比妥返回硫噴妥鈉二、理化特徵

1.性狀巴比妥類藥物通常為白色結晶或者為結晶性粉末,具有一定的熔點。在空气中未定,加热都能升华。一般微溶或極微溶於水,易溶於乙醇;其鈉鹽易溶於水,難溶於有機溶劑。

2.弱酸性巴比妥類藥物的母核環狀結構中含有1,3-二醯亞胺基團,能使其分子發生酮式-烯醇式互變異構,在水溶液中發生二級電離,其反應式為:

由於本類藥物具有弱酸性(pKa

值為7.3-8.4)故可與強鹼反應生成水溶性的鹽類,一般為鈉鹽。成鹽反應為:

由弱酸與強鹼形成的巴比妥鈉鹽,其水溶液呈鹼性,加酸酸化後,則析出結晶性的游離巴比妥類藥物,可用有機溶劑將其提取出來。上述這些性質可用於巴比妥類藥物的分離、鑒別、檢查和含量測定。

3.水解反應巴比妥類藥物及其鈉鹽的六元環狀結構比較穩定,遇酸、氧化劑、還原劑時,一般情況下不會破裂,但與堿共沸時則水解開環,並產生氨氣。(1)巴比妥類藥物的水解主要是醯亞胺基團的性質,與堿溶液共沸就可以水解生成氨氣,生成的氨氣可使紅色石蕊試紙變藍。反應式如下:

JP(14)採用這一反應鑒別異戊巴比妥和巴比妥。

(2)巴比妥類藥物鈉鹽的水解本類藥物鈉鹽的水溶性比較大,在吸濕的情況下也能水解。水解的速度與溫度和pH值有關。室溫和pH10以下時水解較慢,pH11以上隨著鹼度的增加水解速度也隨之加快。

4.與重金屬反應

(1)與Ag+的反應可溶性的白色(2)與Cu2+的反應巴比妥類藥物+銅吡啶試液吡啶紫色或紫色沉澱硫噴妥鈉+銅吡啶試液吡啶綠色

(3)與Co2+的反應這一反應的現象與銅鹽反應的現象相似,均生成紫堇色配位化合物。本反應要求在無水的條件下進行,所用試劑均應不含水分,以使反應靈敏,而且形成的有色產物也比較穩定,常用無水乙醇或甲醇;钴盐为醋酸钴、硝酸钴或氧化钴;碱以有机碱为好,一般采用異丙胺。(4)與Hg2+的反應白色

5.與香草醛的反應巴比妥類藥物分子結構中丙二醯脲基團中氫比較活潑,可與香草醛在濃硫酸存在下發生縮合反應,生成棕紅色產物。BP(2000)戊巴比妥採用此反應進行鑒別。加乙醇後,其反應產物可轉變為棕紅色

6.紫外吸收光譜特徵

主要特點:隨著電離級數的不同,巴比妥類藥物的紫外光譜會發生顯著的變化。也就是說,溶液pH值的不同以及取代基的不同會對紫外光譜產生影響。A.H2SO4溶液(0.05mol/L)B.pH9.9緩衝液C.NaOH溶液(0.1mol/L)巴比妥類藥物的紫外吸收光譜

在酸性溶液中,5,5-二取代和1,5,5三取代巴比妥類藥物不電離,無明顯的紫外吸收峰;在pH10的鹼性溶液中,發生一級電離,形成共軛體系結構,在240nm處出現最大吸收峰;在pH13的強鹼性溶液中,5,5-二取代巴比妥類藥物發生二級電離,引起共軛體系延長,導致吸收峰向紅移至255nm;1,5,5-三取代巴比妥類藥物,因1位取代基的存在,故不發生二級電離,最大吸收峰仍位於240nm。硫噴妥的紫外吸收光譜HCl溶液(0.1mol/L)

-----

NaOH溶液(0.1mol/L)

硫代巴比妥類藥物的紫外吸收光譜則不同,在酸性或鹼性溶液中均有較明顯的紫外吸收。在鹽酸溶液(0.1mol/L)中,兩個吸收峰分別在287nm和238nm;在氫氧化鈉溶液(0.1mol/L)中,兩個吸收峰分別移至304nm和255nm。另外,在pH13的強鹼性溶液中,硫代巴比妥類藥物在255nm處的吸收峰消失,只存在304nm處的吸收峰。

7.色譜行為特徵(主要用於鑒別)

(1)TLC:在矽膠60F254上點樣,氯仿-丙酮(4:1)為展開劑,顯色,在紫色背景上可觀察到白色的斑點。一般採用對照品(或標準品)比較法,要求供試品斑點的Rf值應與對照品斑點的一致。(2)HPLC:與對照品比較保留行為,主要是比較保留時間和相對保留時間。8.顯微結晶巴比妥類藥物可根據其本身或與某種試劑的反應產物的特殊晶型,進行同類或不同類藥物的鑒別。此法亦適用於生物樣品中微量巴比妥類藥物的檢驗。(1)藥物本身的晶形取藥物或從酸性溶液中,用有機溶劑提取、經酸化、提取、純化後,即生成相應巴比妥類藥物的特殊結晶。在顯微鏡下觀察結晶形狀:巴比妥為長方形;苯巴比妥在開始時呈球形,然後變成花瓣狀的結晶。見課本P101。

(2)反應產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-吡啶試液進行反應,生成十字形紫色結晶,如課本P101圖5-4所示;苯巴比妥反應後,則形成淺紫色細小不規則的或類似菱形的結晶;其他巴比妥類藥物不能形成結晶,可利用這一特性來區分之。返回三、鑒別試驗

1.丙二醯脲鑒別反應這一鑒別試驗已經收載在中國藥典附錄中的“一般鑒別試驗”項下。包括銀鹽反應和銅鹽反應,分別生成沉澱和呈色,反應。

1.丙二醯脲鑒別反應

已經收載在中國藥典附錄中的“一般鑒別試驗”項下。包括銀鹽反應和銅鹽反應,分別生成沉澱和呈色,反應的原理前面已經提到過,在此不再贅述。2.測定熔點

巴比妥類的鈉鹽+酸→游離巴比妥類藥物↓→過濾→洗滌→乾燥→測熔點

例如:

司可巴比妥鈉的鑒別取本品1g溶解強力攪拌加水煮沸溶解成澄清溶液放冷過濾结晶在70℃乾燥後,熔點約為97℃。苯巴比妥鈉的鑒別中國藥典的方法:取本品約0.5g加水溶解加過量稀鹽酸白色結晶性沉澱過濾用水洗淨沉澱105℃乾燥,熔點應為174℃~178℃。

水稀醋酸

巴比妥的鑒別取本品0.5g,加1mol/L碳酸鈉溶液5ml使溶解,加4.5%(W/V)對硝基氯苄的乙醇溶液10ml,在水浴上加熱回流30min,放置1h後,濾過,所得沉澱用乙醇進行重結晶後,在100℃~105℃乾燥,測定衍生物的熔點,應為150℃左右。巴比妥與對硝基氯苄的衍生化反應為:

3.利用特殊取代基或元素的鑒別試驗(1)利用不飽和取代基的鑒別試驗

具有不飽和取代基的巴比妥類藥物,中國藥典收載了司可巴比妥鈉。其分子結構中含有烯丙基,可與碘、溴或高錳酸鉀作用,發生加成或氧化反應,而使碘、溴或高錳酸鉀褪色。

①與碘試液反應

②與高錳酸鉀的反應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。(2)利用芳環取代基的鑒別試驗

①硝化反應含芳香取代基的巴比妥類藥物,如取苯巴比妥或其鈉鹽,與硝酸鉀和硫酸共熱,可發生硝化反應,生成黃色硝基化合物。黃色

②與硫酸-亞硝酸鈉的反應苯巴比妥與硫酸-亞硝酸鈉反應生成橙黃色產物,並隨即轉變為橙紅色。本反應確切的原理不清,可能為苯環上的亞硝基反應。此鑒別試驗為中國藥典收載的方法,可用於區別苯巴比妥和其他不含苯環取代基的巴比妥類藥物。

③與甲醛-硫酸的反應苯巴比妥與甲醛-硫酸反應,生成玫瑰紅色產物。此鑒別方法也為中國藥典收載,可用於區別苯巴比妥和其他巴比妥類藥物。

(3)硫元素的鑒別試驗

巴比妥類分子結構中含有硫的藥物,如硫噴妥鈉,可將其硫元素轉變為無機硫離子,而顯硫化物的反應。如硫噴妥鈉在氫氧化鈉試液中與鉛離子反應生成白色沉澱;加熱後,沉澱轉變成黑色的硫化鉛。此鑒別試驗可用於硫代巴比妥類與巴比妥類藥物的區別。返回

四、特殊雜質檢查

特殊雜質是指在特定藥物的生產和貯存過程中引入的雜質。藥物中特殊雜質的檢查主要是根據藥物和雜質在物理化學性質上的差異來進行的。我們分別以苯巴比妥和司可巴比妥鈉為例。

1.苯巴比妥的特殊雜質檢查

(1)酸度(指示劑法)

酸度的檢查主要是控制副產物苯基丙二醯脲。苯基丙二醯脲是由於中間體(Ⅱ)的乙基化反應不完全,而與脲素縮合生成的。因其分子中5位碳原子上的氫受相鄰丙羧基的影響,致使酸性比苯巴比妥強,能使甲基橙指示劑呈紅色。

(2)溶液的澄清度

本項檢查主要是控制苯巴比妥中乙醇不溶性雜質,利用苯巴比妥酸這些雜質在乙醇溶液中的溶解度比苯巴比妥小的特性進行檢查。

(3)中性或鹼性物質

中性或鹼性物質是由中間體(Ⅰ)形成的醯胺、醯脲或分解產物等雜質,不溶於氫氧化鈉試液但溶於乙醚;而苯巴比妥具有酸性,溶於氫氧化鈉試液,故採用提取重量法測定其含量。檢測方法為:取本品1.0g置分液漏斗中加氫氧化鈉試液10ml溶解加水5ml與乙醚25ml分取醚層用水振搖洗滌3次(每次5ml)取醚液過濾濾液於105℃蒸幹,在105℃乾燥1h,遺留殘渣不得過3mg。

2.司可巴比妥鈉的特殊雜質檢查

(1)溶液的澄清度此項檢查主要是控制水不溶性雜質,巴比妥類藥物的鈉鹽極易溶於水,因此本品的水溶液應澄清,否則表明含有水不溶性雜質。

需注意的是,因本品的水溶液易與空氣中的二氧化碳作用,而析出司可巴比妥,故進行該專案檢查時,溶解樣品的水應新沸放冷以消除水中二氧化碳的干擾。

(2)中性或鹼性物質檢查的雜質是合成過程中產生的中性或鹼性副產物以及司可巴比妥鈉的分解產物,如醯脲(Ⅰ)、醯胺(Ⅱ)類化合物。(Ⅰ)(Ⅱ)返回五、含量測定

銀量法溴量法巴比妥類藥物的含酸堿滴定法量測定方法紫外分光光度提取重量法

HPLC法、GC法

(一)銀量法基於巴比妥類藥物在合適的鹼性溶液中,可與銀離子定量成鹽,可採用銀量法測定本類藥物及其製劑的含量。如苯巴比妥及其鈉鹽、異戊巴比妥及其鈉鹽以及它們的製劑,中國藥典均採用銀量法測定其含量。

優點:操作簡便,專屬性較強。

缺點:受溫度影響較大;滴定終點以溶液出現渾濁為終點指示難以觀察。

1.原理反應摩爾比:1:1

溶劑系統:甲醇+3%無水碳酸鈉終點指示:電位法指示(Ag-玻璃電極系統)自身指示法

2.測定方法與計算例如:異戊巴比妥及其鈉鹽的測定:取本品約0.2g加甲醇40ml使溶解新鮮配製的3%無水碳酸鈉溶液15ml,照電位法,用硝酸銀滴定液(0.1mol/L)滴定,即得。每1ml硝酸銀滴定液(0.1mol/L)相當於22.63mg的C11H18N2O3(或24.83mg的C11H17N2NaO3)。原料藥:直接滴定法(容量分析法)

D%=

3.注意事項(1)無水碳酸鈉應新鮮配製(2)硝酸銀滴定液應新鮮配製

(二)溴量法凡在5位取代基含有不飽和鍵的巴比妥類藥物,其不飽和鍵能與溴定量地發生加成反應,故可採用溴量法測定其含量。中國藥典收載的司可巴比妥鈉採用本法測定。其測定原理可用下列反應式表示:(定量過量)Br2+2KI2KBr+I2(剩餘)I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

溴滴定液的配製:取溴酸鉀3.0g與溴化鉀15g,加水適量使之溶解成1000ml,搖勻。反應的摩爾比:1:2

司可巴比妥鈉的測定方法:取本品約0.1g加水10ml振搖使溶解精密加溴滴定液(0.1mol/L)25ml鹽酸5ml,立即密塞並振搖1min,在暗處靜置15min加KI試液10ml搖勻用硫代硫酸鈉滴定液(0.1mol/L)滴定,至近終點時,加澱粉指示液,繼續滴定至藍色消失,並將滴定的結果用空白試驗校正。每1ml溴滴定液(0.1mol/L)相當於13.01mg的C12H17N2NaO3。

原料藥剩餘滴定法

注意事項:(1)操作中要防止溴和碘的逸失。(2)平行條件進行空白試驗可以減少溴和碘逸失帶來的誤差。

(三)酸堿滴定法(酸量法)巴比妥類藥物呈弱酸性,可作為一元酸以標準堿液直接滴定,或在非水溶液中用強鹼溶液直接滴定。常用的方法如下:

1.在水-乙醇混合溶劑中滴定

基於本類藥物在水中的溶解度較小,滴定時多在醇溶液或含水的醇溶液中進行,這樣可避免反應中產生的弱酸鹽易於水解而影響滴定終點。常以麝香草酚酞為指示劑,滴定至淡藍色為終點。

例如:異戊巴比妥的含量測定取本品約0.5g,精密稱定,加乙醇20ml溶解後,加麝香草酚酞指示劑6滴,用氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)滴定,並將滴定結果用空白試驗校正,即得。每1ml氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)相當於22.63mg的C11H18N2O3。原料藥直接滴定法(有空白校正)T-滴定度,每1ml滴定液相當於被測組分的mg數

V-滴定時,供試品消耗滴定液的體積(ml)VO-滴定時,空白消耗滴定液的體積(ml)f-濃度校正因數

2.在膠束水溶液中滴定

表面活性劑是一種所謂“兩親”分子,即其分子是由親水基團和親脂基團兩部分組成。當表面活性劑在水溶液中濃度很低時,基本上呈單分子狀態存在,但當超過某一濃度時(臨界膠束濃度),多餘的表面活性劑分子在溶液中不再分散,而是聚集成有一定分子組成數的聚集物,稱為膠束或膠團。膠束具有增溶作用,水溶液中膠束的存在能使不溶或微溶於水的有機化合物的溶解度增加,並顯著改變弱酸、弱鹼性物質的解離,使其酸鹼性增強。

本法是在有機表面活性劑的膠束水溶液中進行滴定,用指示劑或電位法指示終點。常用的有機表面活性劑有:溴化十六烷基三甲基苄銨(CTMA)和氯化四癸基二甲基苄銨(TDBA)。採用本法測定巴比妥和苯巴比妥的結果的相對標準差(RSD)均小於0.3%,並優於在水-乙醇混合溶液中的滴定方法。

3.非水滴定法巴比妥類藥物在非水溶液中的酸性增強,用鹼性標準溶液滴定時,終點較為明顯,可獲得比較滿意的結果。測定時常用的有機溶劑有二甲基甲醯胺、甲醇、氯仿、丙酮、無水乙醇、苯、吡啶、甲醇-苯(15׃85)、乙醇-氯仿(1׃10)等;常用的滴定劑有甲醇鉀(鈉)的甲醇(或乙醇)溶液、氫氧化四丁基銨的氯苯溶液等;常用的指示劑為麝香草酚藍等,也可用玻璃-甘汞電極系統,以電位法指示終點。

(四)紫外分光光度法巴比妥類藥物在酸性介質中幾乎不電離,無明顯的紫外吸收。但在鹼性介質中電離為具有紫外吸收特徵的結構,因而可採用紫外分光光度法測定其含量。本法靈敏度高,專屬性強,廣泛應用於巴比妥類藥物的原料及其製劑的含量測定,以及固體製劑的溶出度和含量均勻度檢查,也常用於體內巴比妥類藥物的檢測。

1.直接測定的紫外分光光度法

本法是將供試品溶解後,根據溶液的pH,在最大吸收波長(λmax)處,直接測定對照品溶液和供試品溶液的吸收度,再計算藥物的含量。中國藥典對注射用硫噴妥鈉的含量測定採用本法。

Beer-Lambert定律

A=-㏒T=ElCA∝C

單組分定量的方法:

1.吸收係數法(絕對法)

2.標準曲線法

3.對照法

教材中以注射用硫噴妥鈉的含量測定為例:

取裝量差異項下的內容物,混合均勻,精密稱取適量(約相當於硫噴妥鈉0.25g),置500ml量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻,量取此溶液用0.4%氫氧化鈉溶液定量稀釋製成每1ml中約含5μg的溶液;另取硫噴妥對照品,加0.4%氫氧化鈉溶液溶解並定量稀釋製成每1ml中約含5μg的溶液。照分光光度法,在304nm波長處測定吸收度,根據每支的平均裝量計算。每1mg硫噴妥相當於1.091mg的C11H17N2NaS。

2.提取分離後的紫外分光光度法提取分離的主要目的是消除干擾物質對測定的影響。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。氯仿提取液加pH7.2~7.5緩衝溶液,振搖,分離棄去水相緩衝液層。再用0.45mol/L氫氧化鈉溶液提取氯仿層中的巴比妥類藥物,將堿提取液調節至適宜pH,然後選择相应的吸收波长进行测定。USP(24)對苯巴比妥鈉的含量測定採用本法樣品溶解酸化氯仿提取精密量取適量氯仿液蒸氣浴上揮幹乙醇、pH9.6緩衝液供試品溶液(樣品液)苯巴比妥對照品乙醇、pH9.6緩衝液標準溶液(對照液)240nm為測定波長多組分混合物不經分離的定量方法

--計算分光光度法解方程組法雙波長分光光度法差示分光光度法導數光譜法三波長法

3.差示紫外分光光度法(∆A法)本法是利用巴比妥藥物在不同pH值溶液中的電離級數不同,因而產生紫外吸收光譜的情況不同,以此為依據設計測定方法。該法常用於巴比妥類藥物的製劑分析,也可用於體內巴比妥類藥物的監測。

(1)測定方法

取兩份相等的供試溶液,分別製成兩種不同的化學環境(如在其一中加酸、堿或緩衝液改變溶液的pH,或在其一中加能與供試品發生某種化學反應的試劑),然後將兩者分別稀釋至同樣濃度,一份置樣品池中,另一份置參比池中,於適當波長處,測其吸收度的差值(

A值)。

(2)必要條件

a.供試品在不同的化學環境中以不同的分子形式存在,它們的吸收光譜有顯著的差異。

b.干擾物的吸收不受測定時化學環境的影響,光譜行為不變。

(3)定量依據供试品在两种不同的化学环境中分别以x、y表示,干擾物用z表示。

也就是說,吸收度差值(

A)僅與待測組分的濃度有關,而與干擾組分無關,即干擾組分的干擾被消除。

可用對照法或標準曲線法定量

(4)特點保留了通常的分光光度法簡易快速、直接讀數的優點,又無需事先分離,並能消除干擾。

以複方巴比妥散中苯巴比妥的測定為例:利用複方苯巴比妥散中的阿司匹林和水楊酸等成分在pH5.91和8.04條件下的紫外吸收光譜重合,ΔA=0,而苯巴比妥在240nm波長處,在pH5.91和8.04條件下ΔA的值最大。因此ΔA大小只與苯巴比妥濃度成正比,是該法用於苯巴比妥的定量依據。返回思考題1.如何根據巴比妥類藥物的結構特徵來選擇分析方法?2.巴比妥類藥物的紫外吸收光譜有何特徵?3.巴比妥類藥物的含量測定方法及其原理是什麼?練習與思考練習題[A型題]1.苯巴比妥中檢查的特殊雜質是

A.巴比妥

B.間氨基酚

C.水楊酸

D.中性或鹼性物質

E.氨基酚2.司可巴比妥鈉《中國藥典》規定的含量測定方法為

A.中和法

B.溴量法

C.碘量法

D.紫外分光法

E.高錳酸鉀法3.於Na2CO3溶液中加AgNO3試液,開始生成白色沉澱經振搖即溶解,繼續加AgNO3試液,生成的沉澱則不再溶解,該藥物應是鹽酸可待因咖啡因C.新黴素D.維生素CE.異戊巴比妥4.與NaNO2~H2SO4反應生成橙黃至橙紅色產物的藥物是A.苯巴比妥B.司可巴比妥C.巴比妥D.硫噴妥鈉E.硫酸奎寧5.中國藥典(2000年版)採用AgNO3滴定液(0.1mol/L)滴定法測定苯巴比妥的含量時,指示終點的方法應是A.K2CrO4溶液B.螢光黃指示液C.Fe(III)鹽指示液D.電位法指示終點法E.永停滴定法6.銀量法測定苯巴比妥鈉含量時,若用自身指示法來判斷終點,樣品消耗標準溶液的摩爾比應為A.1:2B.2:1C.1:1D.1:4E.以上都不對7.下列巴比妥類藥物水溶液中酸性最小的藥物是A.苯巴比妥B.巴比妥C.異戊巴比妥D.異戊巴比妥鈉E.以上都不對

8.用酸量法測定巴比妥類藥物含量時,適用的溶劑為A.鹼性B.水C.酸水D.醇-水E.以上都不對9.司可巴比妥鈉(分子量為260.27)採用溴量法測定含量時,每lml溴滴定液(0.1mol/L)相當於司可巴比妥鈉的毫克(mg)數為1.301B.2.603C.26.03D.52.05E.13.0110.ChP(2000)注射用硫噴妥鈉採用的含量測定方法為

A.紫外分光光法

B.銀量法

C.酸堿滴定法

D.比色法

E.差示分光光度法95:78.凡取代基中含有雙鍵的巴比妥類藥物,如司可巴比妥鈉,中國藥典(1990年版)採用的方法是A.酸量法B.堿量法C.銀量法D.溴量法E.比色法98:81.巴比妥類藥物在吡啶溶液中與銅吡啶試液作用,生成配位化合物,顯綠色的藥物是A.苯巴比妥B.異戊巴比妥C.司可巴比妥D.巴比妥E.硫噴妥鈉99:82.硫噴妥鈉與銅鹽的鑒別反應生成物為A.紫色B.綠色C.蘭色D.黃色E.紫堇色[B型題]A.與碘試液的加成反應B.亞硝酸鈉-硫酸反應C.硫元素反應D.水解後重氮化-偶合反應E.重氮化-偶合反應1.司可巴比妥鈉(A)2.苯巴比妥(B)3.硫噴妥鈉(C)4.對乙醯氨基酚(D)可用以下方法鑒別的

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