药物分析 杂环类药物的分析

HO
6 5 10 4
Cl
3
Cl O Cl2 N
Cl
HO Cl2
7 8
9
N
1
2
N
NH3 ONH4 O N
N
N
32
*
硫酸奎宁和硫酸奎尼丁的绿奎宁反应机制同上；
H
中国药典采用此反应鉴别硫酸奎宁和奎尼丁： 取其水溶液，加溴试液2～3滴和氨试液1ml，即显翠绿 CH=CH2 HO 色；加酸成中性变成蓝色；酸性则呈紫红色。翠绿色可转 N 溶于醇、氯仿中而不溶于醚。 H
10
（2）开环反应
* 产物的颜色随所用芳胺不同而不同：
与苯胺缩合呈黄色至黄棕色
与联苯胺缩合呈粉红色至红色 * 此法用于异烟肼鉴别时，应先用高锰酸钾或溴水将异烟 肼氧化为异烟酸，反应原理如上页 * 中国药典中只用于尼可刹米的鉴别，所用芳胺为苯胺 鉴别方法：取本品1滴，加水50ml，摇匀，分取2ml，加
•贮存过程中降解
CONHNH2 降解 N N COOH + NH2 NH2
16
2. 检查方法——ChP2005 薄层色谱法
薄层板：CMC-Na硅胶薄层板 展开剂：异丙醇-丙酮(3∶2)
显色剂：对二甲氨基苯甲醛试液
． ．
样品 10l (50g/ml) 对照 2l (50g/ml)
判
断：供试品主斑点前方与对照 品斑点相应的位置上不得 显黄色斑点。
托烷类药物为酯类生物碱，水解生成的莨菪酸，经发烟硝酸加热， 转变为三硝基衍生物，再与氢氧化钾醇溶液和固体氢氧化钾作用，转 成有色的醌型产物，呈深紫色（下式为阿托品鉴别）：
OH OH HOOC + 3HNO3 HOOC O2N NO2 KOH + 3H2O NO2 (C2H5OH)
OH NO2 HOOC O O2N N OH O2N KOH HOOC
杂环类化合物种类繁多，数量庞大，在自然界分 布很广，其中不少具有生理活性；在化学合成药物中， 杂环类药物也占有相当数量，并已成为现代药物中应 用最多、最广的一类药物。
3

共性: (1)杂环类药物是合成药物中所占比例最多 的一大类药物. (2)多为五元环或六元环,单环或并合环. (3)杂环结构较稳定,不易开环,其性质受杂 原子种类、数目、位置影响. (4)杂环上取代基性质较活泼,常用于分析. (5)含氮杂环,其碱性的强弱往往用于分析.
溴化氰试液2ml与2.5%苯胺溶液3ml，摇匀，
溶液渐显黄色。
11
b. 2，4-二硝基氯苯反应 （Vongerichten反应）
无水条件下，吡啶类药物与2,4－二硝基氯苯混合共热， 冷却后，加醇制氢氧化钾溶液残渣，溶液呈紫红色
COONa
CONHNH2 NaOH N
COONa
N Cl COONa
N NO2 NO2 NO2 NO2
[ CH O
3
] 2 H SO
2
4
. 2 H2O
鉴别方法：取本品约20mg，加水20ml溶解，分取溶液5ml， N 加溴试液3滴与氨试液1ml，即显翠绿色。
33
（二） 光谱特性
1.紫外吸收光谱特征（中国药典采用本法鉴别盐酸环丙沙星） 2.荧光光谱特征 利用硫酸奎宁和硫酸奎尼丁，在稀硫酸溶液中均显蓝色荧光， 而盐酸环丙沙星则无荧光的特性，可用于本类药物的鉴别或区别。 3.红外吸收光谱特征 硫酸奎宁和盐酸环丙沙星在中国药典均采用红外光谱进行鉴别， 而硫酸奎尼丁未采用此法。
限量：0.02%
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三、含量测定：以异烟肼为例。
1. 氧化还原滴定法：

常用氧化剂有：碘、溴、溴酸钾、高锰酸钾、重 铬酸钾、NaNO2、硫酸铈等。其中碘量法，溴量 法，溴酸钾法最常用。
（1）剩余碘量法： 操作：
异烟肼 Na2 S 2O3滴定
弱碱性溶液中 / I（定、过量） 2
18
黄色λmax=380nm
14

3. 与酸碱共热，以降解产物鉴别
异烟肼, 尼可刹米无水CO3或Ca加热吡啶臭味 Na2 (OH ) 2 /
尼可刹米NaOH / 加热 NH(C2H5)2
用红色石蕊试纸检查
15
三、杂质检查
1. 杂质来源
•在制备时原料反应不完全
CH3 [O] N N COOH NH2NH2 . H2O N CONHNH2
1、弱碱性 * 喹啉环上的氮原子具有碱性；
* 喹核碱含脂环氮，碱性强；喹啉环含芳环氮，碱性较弱；
* 喹核碱部分立体结构不同，旋光性、碱性和溶解性不同； * 奎宁为左旋体，碱性大于奎尼丁，极性小于奎尼丁。
2、旋光性
* 硫酸奎宁为左旋体，比旋度为-237o~-244o ； H * 硫酸奎尼丁为右旋体，比旋度为+275o~+290o ； CH=CH2 HO
4
本章重点介绍 吡啶类 喹啉类 托烷类 吩噻嗪类 苯并二氮杂卓类

5
N
CH3
有机 酸酯
杂 环 类 药 物
N
吡啶类
R N N
N
R
喹啉类
O
托烷类
S N R2
R1
酚噻嗪类
苯骈二氮杂卓类
6
第二节 吡啶类药物分析
一、结构分析 1. 结构：本类药物均有吡啶环
N
N CONHNH2
35
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第四节 托烷类药物的分析
一、托烷类药物基本结构：
*
* *
由莨菪烷衍生的氨基醇与有机酸缩合成 酯的生物碱； 结构特征属于杂环类药物； 典型药物： 硫酸阿托品、氢溴酸东莨菪碱
36
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原理：
CONHNH 2 COONa
+ 2I 2
+5NaHCO 3
30min 38-40度 +N 2 +4NaI+5CO 2 +4H 2 O N
N
I 2（过） +2Na 2S2O3
2NaI+Na 2 S 4 O 6
19
讨论：
a.本法简便,但因碘氧化力较弱,反应不 易完全。常因反应时间、温度不同有 所差异； b.用于制剂分析时,含有还原性赋形剂时 有干扰； c.滴定度： 0.1mol/L I2≈3.429mg C6H7N3
N H * 盐酸环丙沙星无旋光性。
[ CH O
3
] 2 H SO
2
4
. 2 H2O
30
N
3、 荧光特性
* 硫酸奎宁和硫酸奎尼丁在稀硫酸中显蓝色荧光； * 盐酸环丙沙星无荧光。
31
三、鉴别试验
（一） 绿奎宁反应
* 本反应为6位含氧喹啉衍生物的特征反应 以6-羟基喹啉为例，经氯水的氯化反应，再以氨水处理，生成绿 色的二醌基吲胺的铵盐，即为绿奎宁反应的基本机制。反应式如下：
23
(3)溴酸钾法：
操作：
异烟肼 甲基橙指示终点
KBrO3滴定 / 强酸中
原理：
CONHNH2 3 N COOH 3 N
+ 2KBrO 3
+3N2+3H2O+2KBr
等当点:稍过量的KBrO3
甲基橙(红色) KBrO3破坏指示剂 无色(不可逆指示剂 )
24

讨论：
HO H N
H CH=CH2
[ CH O
3
] 2 H SO
2
4
. 2 H2O
[ CH O
3
] 2 H SO
2
4
. 2 H2O
N
N
硫酸奎宁（左旋体）
硫酸奎尼丁（右旋体）
分子式均为（C20H24N2O2）2•H2SO4•2H2O
O F HN N N COOH
. HCl. H O
2
盐酸环丙沙星
29
二、主要化学性质
20
(2) 剩余溴法：
操作：
异烟肼稀HCl 中2 KI Na2 S2O3滴定 / Br（定，过量）
原理： 0.1mol/LBr2 （溴酸钾3g+溴化钾15g→水1000ml） 在稀HCl反应条件下： KBrO3+5KBr+6HCl → Br2+6KCl+3H2O
21
CONHNH2
].H SO . H O
2 4 2
氢溴酸东莨菪碱含有不对称碳原子，呈左旋体，
N 比旋度为-24o～-27o；
* *
阿托品也含有不对称碳原子，但因外消旋，无旋光性；
O CO CH H2SO 利用此性质可区别阿托品和东莨菪碱。 4 H2O CH2OH
39
[
].
.
三、鉴别试验
（一） 托烷生物碱一般鉴别试验
COOH
+ 2Br2 + H2O N N
+N2+4KBr
Br2（过）+KI → I2+2KBr I2+Na2S2O3 → 2NaI+Na2S4O6
22
讨论：
ChP63版曾用本法测定异烟肼 a.酸度0.70～0.86mol/L，所测结果一致， 高、低都会使结果偏低； b.放置时间15～30min； c.滴定温度﹤30℃； d.测定应在25min内完成
OH NO2
O N OK
40
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8
二、鉴别： 1. 母核反应：
（1）与金属离子反应生成有色沉淀 a.异烟肼,尼可刹米+HgCl2 → 白色沉淀↓ b.异烟肼+CuSO4 → 红棕色↓（Cu2O） 尼可刹米+CuSO4+硫氰酸钾 → 淡绿色絮状沉淀↓
9
（2）开环反应：适用于,’未取代，,γ 为烷基或羧基取代的。
a. 戊烯二醛反应（kÖnig反应）
（三） 无机酸盐
* * 硫酸奎宁和硫酸奎尼丁中有硫酸根，显硫酸根的鉴别反应 盐酸环丙沙星中有盐酸根，显氯化物的鉴别反应
34
四、特殊杂质检查
（一）硫酸奎宁中特殊杂质检查
1.酸度
2.氯仿-乙醇中不溶物 3.其他金鸡纳碱（采用薄层色谱法）
（二）盐酸环丙沙星中特殊杂质的检查
1.酸度 2.溶液的澄清度与颜色 3.有关物质（采用高效液相色谱法）(面积归一化法)
CH3 N
[
CH3 N
O
CO
CHHale Waihona Puke BaiduCH2OH
].H SO . H O
2 4 2
硫酸阿托品
O
[
O
CO
CH CH2OH
].
HBr
.H O
2
氢溴酸东莨菪碱
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二、主要化学性质
1、水解性
阿托品和东莨菪碱分子结构中，具有酯的结构，易水解
ⅰ 溴化氰作用于吡啶环使环上氮原子由三价变成五价 ⅱ 吡啶环水解生成戊烯二醛 ⅲ 与芳伯胺缩合，生成有色的戊烯二醛衍生物
CONHNH2 KMnO4 或Br 2 N N Br COOH 2Ar-NH 2 CHO CHOH Ar N CH CH NH Ar COONa CNBr 溴化氰 N CN COOH COOH
第八章 杂环类药物的分析 The Analysis of Hetero drugs
1
基本要求：
一、熟悉杂环类药物的基本结构和主要化学性质； 二、掌握杂环类药物的鉴别和含量测定的基本原
理与方法；
三、了解杂环类药物的特殊杂质的来源和检查方法。
2
第一节

概
述

杂环: 环状有机化合物的碳环中夹杂有 其他非碳原子的环状结构叫做杂环. 非碳原子,又称杂原子,如N,S,O.
a.缓缓滴定并充分振摇,防止局部浓度过高 终点提前；
b.到终点后,补加一滴指示剂,如颜色褪去即 可,否则未到终点；
25
c.ChP77 、 85 、 90 、 95 、 2000 、 2005均采用本法测定异烟肼（片）； d.化学计量关系：3/2 T=0.01667×3/2×137.14=3.429
26

2.比色测定：
利用开环反应或酰肼基团与试剂呈色测定

3.非水滴定法：
利用吡啶环的碱性，进行非水滴定
27
第三节 喹啉类药物的分析
一、喹啉类药物基本结构：
* * * 含有吡啶与苯稠合而成的喹啉杂环； 环上杂原子反应性能与吡啶基本相同； 典型药物： 硫酸奎宁、硫酸奎尼丁、盐酸环丙沙星
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H HO H N CH=CH2
CH3 CH3 OH
N
N
+
H O O OH H OH
HOOC
莨菪醇
莨菪酸
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2、碱性
N
CH3
阿托品和东莨菪碱分子结构中，五元酯环上含 有叔胺氮原子，具有较强的碱性，易与酸成盐。
3、旋光性 *
CH3
[
O
CO
CH CH2OH
C2H5 CON N C2H5
吡啶
异烟肼
尼可刹米
7
2.性质： （1）母核能与金属盐反应生成有色沉淀 （2）碱性:吡啶环上氮原子具有叔胺性质， pKb=8.8（水中）； （3）异烟肼:酰肼基有强还原性,且能与 羰基缩合,氧化还原滴定或比色测定； （4）尼可刹米:酰胺基碱性下可水解,放 出NH(C2H5)2↑,用于鉴别或凯氏定N 直接蒸馏测定。
NaOH
N
CHOH NO2
NO2
12
2. 酰肼基团的反应
（1）还原反应：
CONHNH2 4e N N COOH
+
N 2
常用的试剂：I2、Br2、KBrO3、AgNO3
13
（2）缩合反应：
与芳醛缩合形成腙， 如香草醛、水杨醛、二甲氨基苯甲醛
CONHNH2 CHO CONHN CH
+ N OH OCH3 N OH OCH3