第13章 生物碱类药物的分析

第十三章 生物碱类药物的分析
第一节
概述
一、生物碱（Alkaloids）
生物碱是生物体内含氮有机化合 物的总称
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
pKb=2.5
CH3O CH3O O 小檗碱 OH-+ N O
pKb=4.42
OH NHCH3 C H C H CH3
CH3 N
H2SO4 H2O
O CO CH CH2OH 2
B. 硫酸奎宁
HClO4直接滴定时，反应摩尔比为1∶3
CH CH2
H
OH C CH3O H N
H2SO4 H2O
N
2
（2）加入高氯酸钡消除硫酸的干扰后滴定 硫酸奎宁 硫酸阿托品 反应摩尔比为1∶2 一元碱不能滴定
4. 硝酸盐的测定
因HNO3具有氧化性，可使指示剂变色，
而溶解
生物碱盐类易溶于水，不溶于有 机溶剂
3. 旋光性 一般多为左旋体有效。 4. 紫外吸收：多含不饱和双键。 5.与生物碱沉淀试剂和显色试剂反应
第二节
鉴别试验
一、一般鉴别反应 （一）熔点测定法
（二）沉淀反应
生物碱 + 生物碱沉淀试剂
H
+
↓
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；
一般电位法指示终点。如硝酸士的宁、硝
酸毛果芸香碱 5. 磷酸盐和有机酸盐的测定
弱酸，对滴定无干扰，能准确滴定，
按常法测定，如磷酸氯喹、磷酸可待因
（五）特点
简便、快速、准确、取样量小，测定的 是生理活性部分，尤其适合原料； 专一性差，实际上是置换滴定，滴定阴
离子。
二、酸性染料比色法
（适用于小剂量药品及制剂）
能强烈影响溶质的解离情况和酸碱强度 的溶剂：硝基甲烷、丙酮、二氧六环
2.滴定剂：高氯酸的冰醋酸溶液
3.指示终点的方法 电位法：玻璃-甘汞电极系统 指示剂法：结晶紫、喹哪啶红等
（二）适用范围
有机碱及其盐类及有机酸碱金属盐类 8＜pKb＜10 冰醋酸作溶剂
10＜pKb＜12 冰醋酸+醋酐
pKb＞12
2. 提取溶剂
（1）提取溶剂选择的原则 （2）常用的提取溶剂：
最常用氯仿
（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
（一）基本原理
在适当的pH介质中
B +H HIn
+
BH + H + In
+ (BH ·In )水相 + (BH ·In )有机相
+
（二）影响定量分析的因素
1. 水相的最适pH值 如果水相pH值过小，
酸性染料几乎仍以分子状态存在；如果
水相pH值过大，则生物碱几乎全部以游
离碱的形式存在
2. 有机溶剂的选择 苯、甲苯等 CHCl3、CH2Cl2、
CH3 N N
pKb=14.15
pKb=6.13
N H CH3
HO
O 吗啡
OH
pKa=9.85
O CH3 N O N CH3 茶碱
H N N
二、生物碱类药物的通性
1. 碱性
季铵碱＞脂肪胺、脂环胺＞芳胺、
N-芳杂环＞酰胺
小檗碱＞麻黄碱、阿托品＞罂粟 碱＞咖啡因
吗啡具酸碱两性
2. 溶解性
游离生物碱不溶或难溶于水，能 溶或易溶于有机溶剂，在稀酸中成盐
A. 离子对和指示剂的混合物
B. 生物碱盐 C. 指示剂
D. 离子对
E. 游离生物碱
醋酐
（三）生物碱盐类的滴定
无机酸在冰醋酸中的酸性次序为： 高氯酸＞氢溴酸＞硫酸＞盐酸＞
HSO 4
＞硝酸＞其它弱酸 （磷酸、有机酸） 1.游离生物碱 需用醋酐-冰醋酸（5：1）为溶剂。
2. 氢卤酸盐的测定
一般均预先在溶液中加入Hg(Ac)2 的

冰醋酸溶液，以消除氢卤酸对滴定的干扰。
E. 高氯酸
例3．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-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
例4. 酸件染料比色法中，水相的pH值过小，
则
A. 能形成离子对
B. 有机溶剂提取能完全 C. 酸性染料以阴离子状态存在 D. 生物碱几乎全部以分子状态存在 E. 酸性染料以分子状态存在
例5. 生物碱类药物的一般鉴别试验包括
A. 熔点测定
B. 显色反应
C. 沉淀反应 D. 光谱法（紫外、红外）
E. 薄层色谱法
例6. 能够发生Vitali反应的药物是
A. 盐酸吗啡
B. 硫酸奎宁
C. 磷酸可待因 D. 盐酸麻黄碱
E. 硫酸阿托品
例7. 酸性染料比色法测定生物碱类药物， 有机溶剂萃取测定的有色物是
二、利用化学性质差异
1、沉淀反应
如硫酸阿托品中“其他生 物碱”的检查。 2、显色反应
第四节
含量测定
一、非水溶液滴定法（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+· - + HClO4 = BH+· 4- + HA A ClO
1.溶剂
酸性溶剂：冰醋酸、冰醋酸+醋酐、醋 酐 惰性溶剂：苯、氯仿、四氯化碳
绿色 红色
冰醋酸、硫酸 冰醋酸
（六）紫脲酸胺反应 黄嘌啉类生物碱
咖啡因 茶碱
+ HCl + KClO3
蒸干 氨气
紫色
KOH
紫色消失
（七）还原反应
吗啡与磷酸可待因的区分反应
吗啡 + K3[Fe(CN)6] K2[Fe(CN)6]
Fe
3+
普鲁士兰
第三节
1、溶解行为
特殊杂质检查
一、利用物理性质差异
硫酸奎宁：氯仿-乙醇溶解法检查无机盐 杂质含量。限量2mg/2g。 吗啡：强碱溶液溶解法检查“其他生物 碱”。
2、旋光性差异
检查硫酸阿托品（消旋体）中的莨菪碱 （有旋光性） 3、吸光性差异
利血平氧化产物具有荧光，可用紫外吸光 法检查
4、吸附性质差异 硅胶G-TLC法检查硫酸奎宁中的“其他金 鸡纳碱”。
（二）Vitali反应
硫酸阿托品 氢溴酸山莨菪碱
托烷生物碱
+ 发烟HNO3· 黄色
醇制源自文库KOH
深紫色
（三）绿奎宁反应
硫酸奎宁、硫酸奎尼丁
微酸性水溶液，滴加Br2或Cl2水，加过量氨 水，呈翠绿色
（四）Marquis反应
吗啡生物碱
盐酸吗啡 + 甲醛硫酸
紫堇色
（五） 官能团反应
吲哚生物碱
1. 利血平 + 新制香草醛→玫瑰红色 2. 利血平 对 二甲氨基苯甲醛
有机层（B） 残渣（B） sol（B） 终点
中性乙醇 酸滴定液滴定
，蒸干
（2）剩余滴定法
用于碱性较弱的生物碱
有机层（B） 残渣（B） sol（BH H ）
定量过量的酸标准溶液 碱滴定液滴定
麻黄碱
CH3 N
pKb=4.35
O
CO CH CH2OH
阿托品
CH CH2
H
OH C CH3O H N
pKb1=5.07
N 奎宁
pKb2=9.7
pKb1=6.0
N
N O
pKb2=11.7
O 士的宁
OCH3
CH2 CH3O N
OCH3
pKb=7.87
CH3O 罂粟碱
O CH3 N O N CH3 咖啡因
2BH X Hg(Ac)2 2BH Ac HgX 2
理论量1～3倍
3. 硫酸盐的测定
生物碱的硫酸盐，在冰醋酸介质中只 能被滴定至生物碱的硫酸氢盐。
(BH
+
2 )2·SO4 -+ HClO4
+ BH ·ClO4
-
+
+ BH · HSO4
-
（1）直接滴定
A. 硫酸阿托品
HClO4直接滴定时，反应摩尔比为1∶1
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
（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 3. 准确度差，不能用于原料药的测定，只 能用于制剂分析
，蒸干
终点
（3）酸滴定液返提后剩余滴定法
用于对热不稳定的生物碱
有机层（B）
定量过量的酸滴定液

水层（BH H ） 有机层（弃去）
水层 终点
碱滴定液滴定
（二）测定条件的选择
1. 碱化试剂：最常用氨水
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。
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。
例1. 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
例2．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
三、提取酸碱滴定法
（一）原理与方法
1. 基本原理
游离生物碱不溶于水，易溶于有机溶剂 依据性质
生物碱盐类可溶解于水，不溶于有机溶剂
2. 操作
游离生物碱或 生物碱盐类
H2O 或 稀酸
sol(BH +) 水层
过滤 OH-
sol
中和法测定
有机层（B）
有机溶剂
3. 测定方法
（1）直接滴定法
用于碱性较强的生物碱
2. 大分子酸类，如磷钼酸、硅钨
酸等。
（三）显色反应
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
（四）UV
（五）IR （六）色谱法 1. HPLC
2. TLC
二、特征鉴别反应 （一）双缩脲反应 侧链具有氨基醇结构
OH 盐酸麻黄碱 盐酸伪麻黄碱 + CuSO4
-
紫堇色
乙醚
醚层 紫红色 水层 兰色