生物碱类药物的分析

生物碱类药物的分析

生物碱类药物的分析

掌握盐酸麻黄碱、硫酸阿托品、硫酸奎宁、盐酸吗啡和硝酸士的宁的鉴别、杂质检查和含量测定方法。

一、概述

（一）定义：生物碱是一类存在于生物体内的含氮有机化合物。

（二）分类

1.芳烃胺类

硫酸苯丙胺，精神振奋药pKb=9.9

盐酸麻黄碱，肾上腺受体激动药pKb=9.6

2.异喹啉类

盐酸吗啡，镇痛药pKb1=8.0，pKb2=9.9

磷酸可待因，镇痛镇咳药；盐酸黄连素，抗菌药；度冷丁等

3.喹啉类

硫酸奎宁，抗疟药；异构体硫酸喹尼丁，抗心率失常药；

pKb1=5.07，pKb2=9.7

4.托烷类

硫酸阿托品，抗胆碱药pKb=9.9

氢溴酸东莨菪碱，抗胆碱药pKb=7.6；

5.黄嘌呤类

咖啡因，pKb=14.15（碱性极弱）；

茶碱，平滑肌松弛药，含活泼氢酸性；

6.吲哚类

硝酸士的宁，中枢神经兴奋药pKb1=6.0，pKb2=11.7（酰胺）硫酸长春新碱，抗肿瘤药；利血平，抗高血压药；

7.其他类

硝酸毛果芸香碱，缩瞳药。

由上可知，生物碱类药物有如下特点。

（三）特点

1.数量多，绝大多数存在于植物体内；已发现3000多种，100多种有效，中成药中富含生物碱。

2.生理活性强，但大都有毒性

因此，质量控制和临床应用尤应慎重，许多为特殊管制药物，并已超出药物分析的范畴，体育运动中的兴奋剂问题，世界关注的毒品问题，许多是生物碱类成分。该类药物的质量应严格控制，以保证用药的安全和有效。

（四）结构特征和分析方法间的关系

1.碱性：N原子的存在，强弱从N上的取代基是供电子还是吸电子基团，空间位阻两方面考虑。

1）一般情况：季铵>仲铵>伯铵>叔铵>NH3>环酰铵

2）脂肪铵>脂环铵>芳铵

3）个别两性化合物如吗啡有酸性（酚羟基），茶碱只有酸性（活泼氢）

2.存在状态多数以盐的形式存在

1）植物中多与有机酸成盐如吗啡罂粟酸盐，鞣酸奎宁盐；

2）药用多为多为无机酸盐如盐酸、硫酸、磷酸和硝酸盐。

含量测定应考虑上述2个因素，碱性强弱选择滴定溶液和指示剂，成盐的情况在非水滴定时要考虑对滴定的干扰。

3.溶解性

1）共性：游离生物碱易溶于CHCl3等中等极性有机溶剂，难或不溶于水，溶于稀酸溶液；成盐易溶于水；（提问？）

2）个性：两性和酸性化合物易溶于稀碱溶液（吗啡和茶碱）；麻黄碱和咖啡因能溶于水；咖啡因和利血平碱性极弱，不能与酸结合成稳定的盐。

溶解性可以用于提取分离和鉴别时的重要依据。

4.光谱特点

1）旋光性多含不对称碳原子，故有旋光性，药效学研究表明许多手性药物一般效用不同，或药效有强弱、或效价低、或无效，甚至有毒副作用。如今手性合成和分离是药学研究的热点和难点之一；

2）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

上述是生物碱类药物的一般共性。

6.取代基的性质（个性）

1）氨基醇（苯丙胺、伪麻黄碱）

（1）还原性：可与高锰酸钾等氧化剂反应生成甲胺，有碱性；

（2）双缩脲反应：硫酸铜和氢氧化钠试液反应生成蓝紫色配位化合物；

2）酚羟基（吗啡）Marquis反应硫酸-甲醛氧化成醌，显色；

3）酯的结构（托烷类）Vitaili反应

如阿托品水解成莨菪酸，可与发烟硝酸共热，生成黄色硝基衍生物。

4）奎宁类（喹啉类）绿奎宁反应，微酸性水溶液，滴加Br2或Cl2水，加过量氨水，呈翠绿色；

5）异喹啉类（黄连素）热碱（NaOH）作用，转变为季铵盐碱性及其互变异构体，呈橙红色，与丙酮作用，生成黄色沉淀；

6）黄嘌呤类（咖啡因）紫脲酸铵反应，HCl，KClO3，加热放出氨气呈紫色，加碱消失；

7）吲哚类生物碱（士的宁、利血平和长春新碱）呈吲哚颜色反应，如与香草醛试剂反应。

二、鉴别

（一）熔点鉴别法

熔点测定是一种常用初步鉴别药物的方法，在药典附录中都规定有详细的测定方法。所测熔点受结晶和测定条件影响大，有许多化合物的熔点相近，易混淆，所以，利用反应生成难溶于水的衍生物，测熔点，增加专属性，来帮助判断。

生物碱类常用四苯硼钠和芳磺酸类与之反应，测熔点。

方法：供试品水和冰醋酸酸化过量四苯硼钠水浴70℃沉淀过滤干燥测熔点。

（二）旋光鉴别

手性碳原子旋光测定鉴别（旋光度）

方法：供试品水一定浓度测旋光度α，计算比旋度，与标准对比对照鉴别。

该法可用于鉴别、检查和含量测定。

（三）沉淀反应和显色反应

常用生物碱沉淀试剂：KI-I2，KBiI4，KhgI3和苦味酸（三硝基苯酚）试液，其他还有磷钨酸、磷钨酸钼、鞣酸、HgCl2等试液，通过沉淀颜色和结晶情况，用于鉴别或互相区别；

显色试剂：甲醛硫酸试液，浓硝酸、浓硫酸等等，通过氧

化，脱水，缩合等反应显色，用于鉴别，也可用于TLC的显色剂。

三、含量测定

多数生物碱类药物均以成盐的形式作为原料，简写为BH+·A-，游离生物碱的碱性较弱，而所用酸为无机酸，酸性强，从广义酸碱理论可以认为是个强酸弱减性的两性药物，从化学分析角度，可用强碱置换弱减滴定，即置换滴定，课后自学；同时，生物碱盐的弱减性一般为pKb8~10，可以用非水HClO4直接滴定。

利用游离生物碱溶于有机溶剂，盐溶于水的性质，我们可用萃取方法，经分离后测定，即提取中和法。

利用生物碱盐在一定的pH条件下，与酸性染料定量反应形成离子对，且离子对易溶于有机溶剂的性质，进行酸性染料比色法测定。

（一）非水溶液滴定法

各国药典大部分采用此方法，使滴定突跃明显，并能溶解游离生物碱。

1.原理：BH+·A-+HClO4=BH+·ClO4-+HA

2.方法：供试品精密称定（≈消耗标准液6~8ml）冰醋酸10~30ml溶液，0.1mol/LHClO4滴定至终点。（指示剂或电位法指示终点）

3.讨论

1）适用范围：pKb在8~10之间，小于8可用水溶液滴定，大于10用醋酸作溶剂无明显突跃，一般不能滴定，绝大多数生物碱在