第九章 生物碱类药物的分析.ppt

第九章 生物碱类药物的分析The Analysis of Alkaloid一、特点n1．含氮碱性化合物n2．没有共同母核n3．多数具有含氮杂环结构，少数氮在侧链上 （如麻黄碱）n4. 绝大部分存在于植物体内；少数存在于 动物体内（如蟾蜍碱）第一节 概 述n二、碱性与结构的关系l电子效应:诱导效应和共轭效应l立体效应＊与质子结合能力大，碱性强 ＊与质子结合能力小，碱性弱碱性—氮原子结合状态和所处化学环境nN连接供电基团，如-OR、-R时，碱性就强lN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n碱性：仲胺＞伯胺＞叔胺＊脂肪胺碱性比NH3强2. 脂肪胺nN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n芳胺类药物碱性比NH3碱性弱3．芳胺类n碱性强弱取决于芳环上取代基的性质供电子取代基（如-CH3等）碱性强吸电子取代基（如-NO2等）碱性弱芳胺类碱性：伯胺﹥ ﹥ 仲胺 ﹥ ﹥ 叔胺n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。

n东莨菪碱和莨菪碱 l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）n生物碱碱性强弱一般规律是：季铵碱类＞脂肪胺类＞NH3＞芳胺、N -芳杂环＞酰胺类例外：含-COOH、酚-OH的生物碱，属于两性生物碱如：吗啡 三、生物碱类药物的溶解性n一般情况下 ＊ 游离生物碱不溶或难溶于水，易溶于 有机溶剂 ＊ 生物碱盐易溶于水，不溶于有机溶剂 ＊ 游离生物碱，可在稀酸水溶液中成盐而溶解n例外： 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、利血平等四、生物碱类药物的分类： 1、苯烃胺类： ※ 氮原子不在环状结构内麻黄碱、伪麻黄碱、秋水仙碱2、托烷类（莨菪烷类）※ 莨菪烷衍生的氨基醇和不同有机酸缩合成酯类的生物碱硫酸阿托品、氢溴酸山莨菪碱3、喹啉类硫酸奎宁、硫酸奎尼丁n4、异喹啉类盐酸吗啡、磷酸可待因n5、吲哚类硝酸士的宁、利血平n6、黄嘌呤类咖啡因、茶碱n第二节 鉴别反应l一 测定理化常数1．熔点和衍生物熔点 2．比旋度二、光谱法1．UV吸收光谱a. 比较最大（小）吸收波长和相应的吸收度b. 与对照品的吸收光谱比较一致性c. 比较吸收系数 2．IR吸收光谱IR光谱信息丰富1．沉淀反应：酸性水溶液中，与重金属盐类和大分子 酸类等沉淀试剂发生沉淀反应。

n常用试剂：I2—KI 鞣酸碘化铋钾 硅钨酸碘化汞钾三、化学反应n2．显色反应生物碱固体 + 显色试剂→颜色常用：C·H2SO4、C·HNO3、钼硫酸TLC法：生物碱盐：拖尾，吸附牢固改进方法：1、在展开剂中加入少量的碱性试剂如：氨、二乙胺2、硅胶板用碱处理如：硅胶+NaOH（0.1mol/L ）630mg 60ml四、色谱方法1 双缩脲反应适用芳环侧链具有氨基醇结构（如麻黄碱）2 Vitaili反应托烷类特征反应(如阿托品)五 生物碱类药物的特殊鉴别反应3 绿奎宁反应: 适用奎宁和奎尼丁4 紫脲酸铵反应: 适用黄嘌呤类（如咖啡因）5 Marquis反应: 适用含酚羟基异喹啉类（如吗啡）一、非水碱量法n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）n在酸性非水介质中（如gHAc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 第三节 含量测定＊ 供试品：以消耗标准液8ml计算 ＊ 溶剂：gHAc，一般用量10~30ml， ＊ 滴定剂：0.1mol/L HClO4/无水gHAc 溶液 ＊ 指示剂：结晶紫 ＊ 做空白试验1．测定方法① 适用范围Kb﹤ ﹤ 10-8的有机碱盐。

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2．讨论＊ 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 ＊ 水中酸强度相等＊ gHAc中酸强度不相同.HClO4＞HBr＞HCl＞H2SO4＞HNO3＞ 其它弱酸a. 氢卤酸盐的测定氢卤酸gHAc中酸性较强，对滴定有影响排除方法：加入过量的HgAc2/gHAc溶液nb.硫酸盐的测定（以硫酸奎宁的测定为例）nⅰ．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l喹啉N，属于芳环族N，碱性较弱l喹核N，属于脂环族N，碱性较强n在水中硫酸是二元酸，能够解离出两个氢离子，即l 在冰醋酸中硫酸是一元酸，能够解离出一个氢离子，即n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+l用HClO4直接滴定硫酸喹宁时，摩尔比是1∶3l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∶1nⅱ．加入高氯酸钡消除H2SO4的影响l加入高氯酸钡，摩尔比是1∶2n称取样品适量，加gHAc7ml，醋酐3ml与 结晶紫指示液1滴，用0.1mol/L HClO4液 滴定至终点，并将滴定结果用空白试验 校正。

n已知：1ml 0.1mol/L HClO4液相当于 24.90mg的硫酸奎宁n求：硫酸奎宁的分子量747.00）练习题：硫酸奎宁的测定＊ 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c. 硝酸盐的测定ld. 磷酸盐及有机酸盐的测定磷酸、有机酸为弱酸，不干扰滴定n③ 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n最常用的指示剂是结晶紫 Crystal Violet（CV）na. 水分的影响及排除ngHAc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gHAc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 ◆ gHAc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. 标准溶液的稳定性其中：l0.0011：gHAc的膨胀系数l t0和t1：标定标准溶液和测定样品时的温度l F0和F1：t0和t1所对应的标准溶液的F值★说明：lⅰ．t1-t0>10Clⅱ．或贮存时间超过30天l则在临用前必须重新标定标准溶液的浓度 。

校正公式：n1．基本原理n利用生物碱盐类可溶于水,游离生物碱不溶于 水而溶于有机溶剂的性质进行提取，然后进 行滴定的方法即二、提取中和法n(1) 碱化试剂① 常用的碱化试剂NaOH、NH3、Na2CO3、NaHCO3 、 Ca(OH)2、MgO等② 对碱化试剂的要求碱化试剂碱性大于生物碱的碱性，即碱化试剂的pKb＜生物碱的pKb2．讨论ⅰ．生物碱的化学性质易水解或具两性，不能用强碱性碱化试剂＊阿托品具有酯结构，与强碱接触时分解；＊吗啡具有酚羟基，和NaOH形成酚盐溶于水，难以 用有机溶剂提取③ 选用碱化试剂时应考虑的因素n有脂肪性物质共存时，不能用强 碱性的碱化试剂，以免形成乳化 而难以用有机溶剂提取ⅱ．脂肪性物质的共存n④ NH3优点n氨水是最常用的碱化试剂氨Kb值：1.75×10-5一般生物碱Kb：10-6~10-9氨碱性适当，能使大部分生物碱游离，又不 能使具酯结构或两性生物碱水解或成盐n① 提取溶剂要求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) 提取溶剂n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。

n② 常用的提取溶剂＊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l三、酸性染料比色法l1．原理:l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l溴麝香草酚蓝(BTB)lbrom thymol bluelpH 6.0~7.6（黄~蓝 ）2．常用酸性染料磺酞类指示剂l溴甲酚绿(BCG)lbrom cresol greenlpH 3.6~5.2（黄~蓝）l溴酚蓝(BPB)lbromophenol bluelpH 3.8~4.6（黄~紫）n最主要条件是水相的pH ※ 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3．主要条件★ 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Bn※ 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值四、凯氏定氮法＊凯氏定氮法－药物分析 ＊杜马氏法－元素定量分析 ＊范斯莱克法－生化分析（氨基氮测定）含氮供试品与浓硫酸共热，供试品中 所含氮转变成氨，并与硫酸结合为硫酸氢 铵和硫酸铵，用氢氧化钠碱化后，释出氨 ，随水蒸气馏出，用硼酸溶液或定量的酸 吸收后，用标准酸液或标准碱液滴定，用 空白试验校正1、原理凯氏定氮法分为3个步骤n(1)．消解在凯氏烧瓶中进行将样品、Con.H2SO4、K2SO4、CuSO4 放入凯氏烧瓶中一起加热，有机含N化合 物中的N全部转变成NH3并以铵盐的形式 固定－(NH4)2SO4、NH4HSO4＊H2SO4：氧化剂和炭化剂SO2和SO3消解一般在通风橱中进行 ＊K2SO4：提高H2SO4的沸点，使消解时间 缩短 ＊CuSO4：催化剂，使消解速度加快n消解产物：(NH4)2SO4、NH4HSO4n用40%的NaOH溶液n水蒸气蒸馏(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3+2H2O NH4HSO4+NaOHNaHSO4+NH3+H2O(2)．蒸馏与吸收① 直接滴定法n吸收液：用2%硼酸溶液n滴定液：0.005mol/L H2SO4液每1ml的0.005mol/L H2SO4液0.1401mg的Nn指示剂：甲基红-溴甲酚绿混合指示剂n终点颜色：灰紫色NH3+H3BO3NH3.H3B。