生物碱类药物分析.ppt

第十章 生物碱类药物的分析,生物碱是生物界除生物体必须的含氮化合物（如氨基酸、蛋白质和B族维生素等）之外的所有含氮有机化合物，大都具有特殊而显著的生理活性，治疗剂量与中毒剂量较接近第一节 结构与性质,,分类：（1）苯烃胺类（2）托烷类（3）喹啉类（4）异喹啉类（5）吲哚类（6）黄嘌呤类,典型药物的结构,,,,,,,,,,,,一、结构特点 1、含氮碱性化合物 2、没有共同母核 3、多数具有含氮杂环结构，少数氮在侧链上（如麻黄碱） 4、绝大部分存在于植物体内；少数存在于动物体内（如蟾蜍碱）,5、结构中的氮原子有多种形式：脂氮、芳氮；季胺、叔胺、仲胺及伯胺；游离状态和与酸结合状态；还有以氮氧配位键形式存在的 6、结构中除烷烃、羟基取代外还有羧基、酚羟基等酸性官能团及酯键的取代二、生物碱类药物的理化性质,（一）碱性,1、碱性强弱取决于分子中氮原子上所连 接基团的电效应及立体效应,3、可用非水碱量法测定含量,2、可与生物碱沉淀剂反应→↓,N连接供电基团，如-OR、-R时，碱性就强N连接吸电基团，如-NO2、-COOH等时，碱性就弱＊电子效应:,以季铵形式存在，可以离子化，有类似金属的性质，碱性最强。

如：小蘗碱（pKa=11.53）,1．季铵类生物碱,碱性：仲胺＞伯胺＞叔胺,脂肪胺碱性比NH3强,2.脂肪胺,3.芳胺类,N与芳环相连，N未共享电子对与苯环的电子形成p-共轭，使N原子上的电子云向苯环方向移动，这样就使N原子周围的电子云密度降低，接受质子的能力减小，所以碱性就弱碱性强弱取决于芳环上取代基的性质芳胺类碱性：伯胺﹥仲胺 ﹥叔胺,芳胺类药物碱性比NH3碱性弱供电子取代基（如-CH3等）碱性强 吸电子取代基（如-NO2等）碱性弱,呈酰胺结构，碱性非常弱如：咖啡因Kb=0.7×10-14（19C）,4.酰胺类,＊立体效应,如：苦参碱-两个N原子,N16为酰胺结构，几乎 没有碱性,N1为叔胺结构，它的立体结构便于接受 质子，消弱了立体效应的影响,碱性较强东莨菪碱和莨菪碱,三元氧环的存在，N上孤电子产生显著立体效应（增强了空间位阻），使N原子不易给出电子，碱性较弱（与莨菪碱比）东莨菪碱）,（莨菪碱）,季铵碱类＞脂肪胺类＞NH3＞芳胺、N-芳杂环＞酰胺类,生物碱碱性强弱一般规律是：,例外：含-COOH、酚-OH的生物碱，属于两性生物碱如：吗啡,（二）溶解性,,①有的生物碱能溶于水，如麻黄碱、烟 碱等 ②具有酸碱两性的生物碱，可在碱的水溶液中成盐而溶解，如吗啡、茶碱等 ③碱性较弱的生物碱不能与酸形成稳定的盐，如咖啡因、利血平等,例 外,液体生物碱及一些小分子固体生物碱则既溶于水也可溶于有机溶剂。

含有酸性官能团或酯键的生物碱还可溶于一些碱液季铵型生物碱、有氮氧配位键的生物碱易溶于水三）旋光性,阿托品虽有手性C，但为消旋体,天然生物碱多为左旋体 一般左旋体有生理活性,(四）紫外光谱特征结构中具有共轭体系的生物碱均有紫外吸收，其中包括结构母核即为共轭体系的和只有部分结构为共轭系统的 紫外光谱的吸收峰位置除与其他化合物一样与共轭系统中助色团的种类、位置、数量有关外，需要特别指出的是，结构中的氮原子与发色团直接连接或参与发色团的生物碱，其吸收峰位置还与测定时溶剂的pH有关第二节 鉴别反应,一、测定理化常数,1.熔点和衍生物熔点,2.比旋度,二、一般化学反应鉴别法,1.显色反应生物碱固体 + 显色试剂→颜色常用的显色试剂：浓硫酸、浓硝酸、钼硫酸、钒硫酸、硒硫酸、甲醛硫酸等,2.沉淀反应,常用的生物碱沉淀试剂为： 1.重金属盐类，如K2HgI4、KBiI4、I2-KI、 二氯化汞等； 2.大分子酸类，如磷钼酸、硅钨酸等三、特征鉴别反应 （一）双缩脲反应-侧链具有氨基醇结构,铜配位化合物,（二）Vitali反应—托烷生物碱,,氢溴酸山莨菪碱,,黄色,深紫色,,¾,¾,¾,¾,®,¾,硫酸阿托品,（三）绿奎宁反应,--硫酸奎宁、硫酸奎尼丁,H+,翠绿色,,氨 水,褪色,奎尼丁,奎宁,（四）紫脲酸胺反应,--黄嘌啉类生物碱,（五）Marquis反应--吗啡生物碱,（六）官能团反应--吲哚生物碱,1.利血平 + 新制香草醛→玫瑰红色,（七）还原反应--吗啡与磷酸可待因的区分反应,第四节 含量测定,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HAc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一、非水碱量法,（一）原理本类药物含有氮原子显碱性，在冰醋酸-醋酐溶液中可用高氯酸直接滴定BH+·A- + HClO4 = BH+·ClO4- + HA,＊ 供试品:以消耗标准液ml计算 ＊ 溶剂:HAc，一般用量10～30ml， ＊ 滴定剂:0.1mol/L HClO4/无水HAc溶液 ＊ 指示剂:结晶紫 ＊ 做空白试验,1、测定方法,2、讨论,Kb为10-8～10-10 选冰醋酸作溶剂 Kb为10-10～10-12 选冰醋酸和醋酐作溶剂 Kb ﹤10-12 选醋酐作溶剂,① 适用范围Kb﹤10-8的有机碱盐＊HA不同，对滴定反应的影响也不同② 盐的滴定,＊置换滴定，即用强酸（HClO4）置换 出与生物碱结合的较弱的酸（HA）.,HClO4、HBr、HCl、H2SO4、HNO3,＊HAc中酸强度不相同HClO4＞HBr＞HCl＞H2SO4＞HNO3＞ 其它弱酸,＊水中酸强度相等a. 氢卤酸盐的测定,氢卤酸HAc中酸性较强，对滴定有影响,排除方法：,加入过量的HgAc2/HAc溶液,,中难电离）,（,HAc,2,2,,HgX,Ac,BH,2,HgAc,X,BH,2,+,®,+,﹒,-,+,-,+,﹒,b.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。

两个N原子喹啉N，属于芳环族N，碱性较弱喹核N，属于脂环族N，碱性较强,,,N,,,C,,,H,,,(,,,O,,,H,,,),,,N,,,C,,,H,,,3,,,O,,,C,,,H,,,C,,,H,,,2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2,,,.,,,H,,,2,,,S,,,O,,,4,,,.,,,2,,,H,,,2,,,O,,,,b,,,,b,,,,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,ⅱ.加入高氯酸钡消除H2SO4的影响,加入高氯酸钡，摩尔比是1∶2,c.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，应采用电位法指示终点或将HNO3破坏分解后再进行测定d. 磷酸盐及有机酸盐的测定,磷酸、有机酸为弱酸，不干扰滴定③ 终点指示方法,紫 蓝 蓝绿 黄绿 黄（碱性区） （酸性区）终点的颜色应用电位法校准。

最常用的指示剂是结晶紫,,a.水分的影响及排除 HAc和HClO4中都含有一定量的水分,▲排除法： ＊配制时，根据gHAc和HClO4含水量，加入计算量的醋酐 ＊费休氏（Fischer）水分测定法准确测出HAc和HClO4中含水量，准确加入醋酐④ 注意事项,◆ 水的膨胀系数是0.21×10-3/C ◆ HAc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b. 标准溶液的稳定性,二、提取酸碱滴定法,（一）原理与方法,生物碱盐类可溶解于水，不溶于有机溶剂,游离生物碱不溶于水，易溶于有机溶剂,1.基本原理,,2. 测定方法,（1）直接滴定法--用于碱性较强的生物碱,（2）剩余滴定法--用于碱性较弱的生物碱,,终点,）,残渣（,）,有机层（,碱滴定液滴定,定量过量的酸标准溶液,，蒸干,¾,¾,¾,®,¾,D,sol,B,B,（3）酸滴定液返提后剩余滴定法--用于对热不稳定的生物碱,1. 碱化试剂：最常用氨水 2. 提取溶剂 （1）提取溶剂选择的原则,（二）测定条件的选择,含酯结构的药物，在强碱条件下易水解； 含酚结构的药物，与强碱成盐易溶解于水，难以用有机溶剂提取； 含脂肪性共存物的药物，碱化后易乳化，提取不完全。

ⅰ.不与水相混溶 ⅱ.沸点低，容易挥散除去,ⅲ．对所提取生物碱有极大的溶解度，而对其它共存物质不溶或极少溶解 ⅳ．与碱化试剂或生物碱不起任何化学反应,（2）常用的提取溶剂：,氯仿、乙醚，有时也使用混合溶剂 ＊氯仿：ⅰ 比重大，易于分离ⅱ 对大部分生物碱都有较大的溶解度ⅲ 不燃烧，使用安全 ※氯仿在碱性下受热很容易分解，尤其是碱性较强时更容易分解＊乙醚：ⅰ 沸点太低，极易挥发ⅱ 容易被氧化，着火ⅲ 在水中的溶解度较大ⅳ 在乙醚中溶解的生物碱不多 乙醚的应用不如氯仿广泛3）提取溶剂的用量及提取次数通常应提取4次，第一次用量至少应 为水液体积的一半，以后几次应各为第一次的一半,3.提取终点的确定用合适的沉淀反应确定,4. 指示剂的选择,（三）方法评价,1.专一性：经分离后测定生物碱，有一定专一性 2.缺点：费时，繁琐；对挥发性或热不稳定性生物碱类药物不适用三、酸性染料比色法（适用于小剂量药品及制剂）,（一）基本原理,在适当pH溶液中,有机碱（B）可以与氢离子成盐,酸性染料（HIn）可解离成阴离子,阴离子可与有机碱盐阳离子定量地结合成有色离子对，而进入到有机相通过测定有机溶剂提取液的吸收度;或将有机溶剂提取液酸化或碱化，使与有机碱结合的酸性染料释放出来，测定染料的吸收度来测得有机碱的含量。

1. 水相的最适pH值,（二）影响定量分析的因素,※要求：能使有机碱全部以盐的形式存在，酸性染料能够解离成离子，以便它们定量地结合成离子对而转溶于有机相，且又能将剩余的染料完全保留在水相★ pH（酸性）BH+，In－BH+In-，有机溶剂提取的是HIn,★ pH（碱性） In-，BH+BH+In-，有机溶剂提取的是B,※水相pH的选择方法：理论计算、实验求得用待测的有机碱加入一定的酸性染料，配制成一系列不同pH值的溶液，分别用有机溶剂提取后测定有机溶剂提取液的吸收度，吸收度值最大的溶液所对应的pH值就是水相的最佳pH值2.有机溶剂的选择--CHCl3、CH2Cl2、苯、 甲苯等,3.酸性染料的选择--常用溴甲酚绿、溴麝 香草酚蓝（BTB）、溴甲酚绿等,4.水分的影响 严防水分的混入有机层可加入无水硫酸钠等脱水剂或 经干燥滤纸滤过,5. 有色杂质的排除---可先用有机溶剂提取酸性染料中有色杂质6. 共存物的影响,3.准确度差，不能用于原料药的测定，只能用于制剂分析,（三）特点,1.选择性高（选用适当pH缓冲液可消除干扰）,2.灵敏度高、供试品用量少,咖啡因和茶碱的特征鉴别反应是 A. 双缩脲反应 B. Vitali反应 C. Marquis反应 D. 紫脲酸铵反应 E. 绿奎宁反应,,盐酸吗啡中应检查的特殊杂质为 A. 吗啡 B. 阿朴吗啡 C. 罂粟碱 D. 莨菪碱 E. 其它生物碱,,,,用非水溶液滴定法测定盐酸吗啡含量时，应使用的试剂是 A. 5％醋酸汞冰醋酸液 B. 盐酸 C. 冰醋酸 D. 二甲基甲酰胺 E. 高氯酸,,,,非水溶液滴定法测定硫酸奎宁含量的反应条件为A．冰醋酸一醋酐为溶剂B. 高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定C．1mol的高氯酸与⅓mol的硫酸奎宁反应D. 仅用电位法指示终点E．溴酚蓝为指示剂,,,,非水溶液滴定法测定硫酸奎宁原料的含量时，可以用高氯酸直接滴定冰醋酸介质中的供试品，1摩尔硫酸奎宁需要消耗高氯酸的摩尔数为A. 1 B. 2 C. 3D. 4 E. 5,。