药物分析课件第五章巴比妥类药物的分析.ppt

第五章 巴比妥类药物的分析,,巴比妥类药物是环状酰脲类的镇静催眠药，我们知道巴比妥类药物剂量由小到大，中枢抑制作用相继表现为镇静、催眠、抗惊厥和麻醉作用，其中苯巴比妥还具有抗癫痫的作用结构剖析,理化特征,鉴别试验,杂质检查,含量测定,练习与思考,返回主目录,基本要求,基本要求,一、掌握我国药典中巴比妥类药物的鉴别和含量测定的基本原理与方法 二、熟悉国外药典本类药物鉴别和含量测定的基本原理与方法 三、了解本类药物的体内分析方法返 回,一、结构特征与典型药物,巴比妥类药物是巴比妥酸的衍生物，结构通式如下,5,5－取代的巴比妥类药物 5,5－取代的硫代巴比妥类药物 1,5,5－取代的巴比妥类药物 本类药物的结构可大致分为两个部分： 1. 环状丙二酰脲、1,3－二酰亚胺基团 决定巴比妥类药物的特性 2. 取代基部分 区别各种巴比妥类药物,,,,,戊巴比妥,返 回,硫喷妥钠,,,,二、理化特征,1. 性状 巴比妥类药物通常为白色结晶或者为结晶性粉末，具有一定的熔点在空气中未定，加热都能升华一般微溶或极微溶于水，易溶于乙醇；其钠盐易溶于水，难溶于有机溶剂2. 弱酸性 巴比妥类药物的母核环状结构中含有1，3-二酰亚胺基团，能使其分子发生酮式-烯醇式互变异构，在水溶液中发生二级电离，其反应式为：,由于本类药物具有弱酸性（pKa 值为7.3－8.4）故可与强碱反应生成水溶性的盐类，一般为钠盐。

成盐反应为：,,由弱酸与强碱形成的巴比妥钠盐，其水溶液呈碱性，加酸酸化后，则析出结晶性的游离巴比妥类药物，可用有机溶剂将其提取出来上述这些性质可用于巴比妥类药物的分离、鉴别、检查和含量测定3. 水解反应 巴比妥类药物及其钠盐的六元环状结构比较稳定，遇酸、氧化剂、还原剂时，一般情况下不会破裂，但与碱共沸时则水解开环，并产生氨气1)巴比妥类药物的水解 主要是酰亚胺基团的性质，与碱溶液共沸就可以水解生成氨气，生成的氨气可使红色石蕊试纸变蓝反应式如下：,,JP(14)采用这一反应鉴别异戊巴比妥和巴比妥2)巴比妥类药物钠盐的水解 本类药物钠盐的水溶性比较大，在吸湿的情况下也能水解水解的速度与温度和pH值有关室温和pH10以下时水解较慢，pH11以上随着碱度的增加水解速度也随之加快4. 与重金属反应 (1)与Ag+的反应,可溶性的,白色,,,(2)与Cu2+的反应,巴比妥类药物 + 铜吡啶试液,吡啶,紫色或紫色沉淀,,硫喷妥钠 + 铜吡啶试液,,吡啶,绿色,(3)与Co2+的反应 这一反应的现象与铜盐反应的现象相似，均生成紫堇色配位化合物本反应要求在无水的条件下进行，所用试剂均应不含水分，以使反应灵敏，而且形成的有色产物也比较稳定，常用无水乙醇或甲醇；钴盐为醋酸钴、硝酸钴或氧化钴；碱以有机碱为好，一般采用异丙胺。

4)与Hg2+的反应,,白色,5. 与香草醛的反应 巴比妥类药物分子结构中丙二酰脲基团中氢比较活泼，可与香草醛在浓硫酸存在下发生缩合反应，生成棕红色产物BP（2000）戊巴比妥采用此反应进行鉴别加乙醇后，其反应产物可转变为,棕红色,6. 紫外吸收光谱特征 主要特点：随着电离级数的不同，巴比妥类药物的紫外光谱会发生显著的变化也就是说，溶液pH值的不同以及取代基的不同会对紫外光谱产生影响A. H2SO4溶液 （0.05mol/L） B. pH9.9缓冲液 C. NaOH溶液 （0.1mol/L）,巴比妥类药物的紫外吸收光谱,在酸性溶液中，5，5-二取代和1，5，5三取代巴比妥类药物不电离，无明显的紫外吸收峰；在pH10的碱性溶液中，发生一级电离，形成共轭体系结构，在240nm处出现最大吸收峰；在pH13的强碱性溶液中，5，5-二取代巴比妥类药物发生二级电离，引起共轭体系延长，导致吸收峰向红移至255nm；1，5，5-三取代巴比妥类药物，因1位取代基的存在，故不发生二级电离，最大吸收峰仍位于240nm硫喷妥的紫外吸收光谱 HCl 溶液 (0.1mol/L) ----- NaOH 溶液 (0.1mol/L),,硫代巴比妥类药物的紫外吸收光谱则不同，在酸性或碱性溶液中均有较明显的紫外吸收。

在盐酸溶液（0.1mol/L）中，两个吸收峰分别在287nm和238nm；在氢氧化钠溶液（0.1mol/L）中，两个吸收峰分别移至304nm和255nm另外，在pH13的强碱性溶液中，硫代巴比妥类药物在255nm处的吸收峰消失，只存在304nm处的吸收峰7. 色谱行为特征（主要用于鉴别） （1）TLC: 在硅胶60F254上点样，氯仿-丙酮（4:1）为展开剂，显色，在紫色背景上可观察到白色的斑点一般采用对照品（或标准品）比较法，要求供试品斑点的Rf值应与对照品斑点的一致 （2）HPLC: 与对照品比较保留行为，主要是比较保留时间和相对保留时间8. 显微结晶 巴比妥类药物可根据其本身或与某种试剂的反应产物的特殊晶型，进行同类或不同类药物的鉴别此法亦适用于生物样品中微量巴比妥类药物的检验 （1）药物本身的晶形 取药物或从酸性溶液中，用有机溶剂提取、经酸化、提取、纯化后，即生成相应巴比妥类药物的特殊结晶在显微镜下观察结晶形状：巴比妥为长方形；苯巴比妥在开始时呈球形，然后变成花瓣状的结晶见课本P1012）反应产物的晶形 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-吡啶试液进行反应，生成十字形紫色结晶，如课本P101图5-4所示；苯巴比妥反应后，则形成浅紫色细小不规则的或类似菱形的结晶；其他巴比妥类药物不能形成结晶，可利用这一特性来区分之返 回,三、鉴别试验,1. 丙二酰脲鉴别反应 这一鉴别试验已经收载在中国药典附录中的“一般鉴别试验”项下包括银盐反应和铜盐反应，分别生成沉淀和呈色，反应1. 丙二酰脲鉴别反应 已经收载在中国药典附录中的“一般鉴别试验”项下包括银盐反应和铜盐反应，分别生成沉淀和呈色，反应的原理前面已经提到过，在此不再赘述2. 测定熔点 巴比妥类的钠盐＋酸 → 游离巴比妥类药物↓ → 过滤 → 洗涤 → 干燥 →测熔点,例如： 司可巴比妥钠的鉴别 取本品1g 溶解 强力搅拌 加水煮沸溶解成澄清溶液 放冷 过滤 结晶在70℃干燥后，熔点约为97℃ 苯巴比妥钠的鉴别 中国药典的方法：取本品约0.5g 加水溶解 加过量稀盐酸 白色结晶性沉淀 过滤 用水洗净沉淀 105℃干燥，熔点应为174℃～178℃水,,稀醋酸,,,,,,,,,,,巴比妥的鉴别 取本品0.5g，加1mol/L碳酸钠溶液5ml使溶解，加4.5%（W/V）对硝基氯苄的乙醇溶液10ml，在水浴上加热回流30min，放置1h后，滤过，所得沉淀用乙醇进行重结晶后，在100℃~105℃干燥，测定衍生物的熔点，应为150℃左右。

巴比妥与对硝基氯苄的衍生化反应为：,,3.利用特殊取代基或元素的鉴别试验 （1）利用不饱和取代基的鉴别试验 具有不饱和取代基的巴比妥类药物，中国药典收载了司可巴比妥钠其分子结构中含有烯丙基，可与碘、溴或高锰酸钾作用，发生加成或氧化反应，而使碘、溴或高锰酸钾褪色 ①与碘试液反应,②与高锰酸钾的反应 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）利用芳环取代基的鉴别试验 ①硝化反应 含芳香取代基的巴比妥类药物，如取苯巴比妥或其钠盐，与硝酸钾和硫酸共热，可发生硝化反应，生成黄色硝基化合物黄色,②与硫酸-亚硝酸钠的反应 苯巴比妥与硫酸-亚硝酸钠反应生成橙黄色产物，并随即转变为橙红色本反应确切的原理不清，可能为苯环上的亚硝基反应此鉴别试验为中国药典收载的方法，可用于区别苯巴比妥和其他不含苯环取代基的巴比妥类药物 ③与甲醛-硫酸的反应 苯巴比妥与甲醛-硫酸反应，生成玫瑰红色产物此鉴别方法也为中国药典收载，可用于区别苯巴比妥和其他巴比妥类药物3）硫元素的鉴别试验 巴比妥类分子结构中含有硫的药物，如硫喷妥钠，可将其硫元素转变为无机硫离子，而显硫化物的反应。

如硫喷妥钠在氢氧化钠试液中与铅离子反应生成白色沉淀；加热后，沉淀转变成黑色的硫化铅此鉴别试验可用于硫代巴比妥类与巴比妥类药物的区别返 回,四、特殊杂质检查,特殊杂质是指在特定药物的生产和贮存过程中引入的杂质药物中特殊杂质的检查主要是根据药物和杂质在物理化学性质上的差异来进行的我们分别以苯巴比妥和司可巴比妥钠为例1. 苯巴比妥的特殊杂质检查,（1）酸度（指示剂法）,,酸度的检查主要是控制副产物苯基丙二酰脲苯基丙二酰脲是由于中间体（Ⅱ）的乙基化反应不完全，而与脲素缩合生成的因其分子中5 位碳原子上的氢受相邻丙羧基的影响，致使酸性比苯巴比妥强，能使甲基橙指示剂呈红色2）溶液的澄清度,本项检查主要是控制苯巴比妥中乙醇不溶性杂质，利用苯巴比妥酸这些杂质在乙醇溶液中的溶解度比苯巴比妥小的特性进行检查3）中性或碱性物质 中性或碱性物质是由中间体（Ⅰ）形成的酰胺、酰脲或分解产物等杂质，不溶于氢氧化钠试液但溶于乙醚；而苯巴比妥具有酸性，溶于氢氧化钠试液，故采用提取重量法测定其含量 检测方法为：取本品1.0g 置分液漏斗中 加氢氧化钠试液10ml溶解 加水5ml与乙醚25ml 分取醚层 用水振摇洗涤3次（每次5ml） 取醚液过滤 滤液于105℃蒸干，在105℃干燥1h，遗留残渣不得过3mg。

2. 司可巴比妥钠的特殊杂质检查,（1）溶液的澄清度 此项检查主要是控制水不溶性杂质，巴比妥类药物的钠盐极易溶于水，因此本品的水溶液应澄清，否则表明含有水不溶性杂质 需注意的是，因本品的水溶液易与空气中的二氧化碳作用，而析出司可巴比妥，故进行该项目检查时，溶解样品的水应新沸放冷以消除水中二氧化碳的干扰2）中性或碱性物质 检查的杂质是合成过程中产生的中性或碱性副产物以及司可巴比妥钠的分解产物，如酰脲（Ⅰ）、酰胺（Ⅱ）类化合物Ⅰ),(Ⅱ),返 回,五、含量测定,银量法 溴量法 巴比妥类药物的含 酸碱滴定法 量测定方法 紫外分光光度 提取重量法 HPLC法、GC法,,（一）银量法 基于巴比妥类药物在合适的碱性溶液中，可与银离子定量成盐，可采用银量法测定本类药物及其制剂的含量如苯巴比妥及其钠盐、异戊巴比妥及其钠盐以及它们的制剂，中国药典均采用银量法测定其含量 优点：操作简便，专属性较强 缺点：受温度影响较大；滴定终点以溶液出现浑浊为终点指示难以观察1.原理 反应摩尔比：1:1 溶剂系统：甲醇＋3％无水碳酸钠 终点指示：电位法指示（Ag－玻璃电极系统） 自身指示法,2.测定方法与计算 例如:异戊巴比妥及其钠盐的测定： 取本品约0.2g 加甲醇40ml使溶解 新鲜配制的3%无水碳酸钠溶液15ml，照电位法，用硝酸银滴定液（0.1mol/L）滴定，即得。

每1ml硝酸银滴定液（0.1mol/L）相当于22.63mg的C11H18N2O3（或24.83mg的C11H17N2NaO3） 原料药：直接滴定法（容量分析法）,D%=,,,,3. 注意事项 （1）无水碳酸钠应新鲜配制 （2）硝酸银滴定液应新鲜配制,（二）溴量法 凡在5位取代基含有不饱和键的巴比妥类药物，其不饱和键能与溴定量地发生加成反应，故可采用溴量法测定其含量中国药典收载的司可巴比妥钠采用本法测定其测定原理可用下列反应式表示：,（定量过量）,Br2 + 2KI 2KBr + I2,,（剩余）,I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6,溴滴定液的配制： 取溴酸钾3.0g与溴化钾15g，加水适量使之溶解成1000ml，摇匀 反应的摩尔比：1:2,司可巴比妥钠的测定方法：取本品约0.1g 加水10ml振摇使溶解 精密加溴滴定液（0.1mol/L）25ml 盐酸5ml，立即密塞并振摇1min，。