生物堿類藥物分析

第一頁，共九十七頁，2022年，8月28日

生物堿是生物界除生物體必須的含氮化合物（如氨基酸、蛋白質(zhì)和B族維生素等）之外的所有含氮有機化合物，大都具有特殊而顯著的生理活性，治療劑量與中毒劑量較接近。第一節(jié)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)植物、動物第二頁，共九十七頁，2022年，8月28日分類：（1）苯烴胺類（2）托烷類（3）喹啉類（4）異喹啉類（5）吲哚類（6）黃嘌呤類第三頁，共九十七頁，2022年，8月28日典型藥物的結(jié)構(gòu)第四頁，共九十七頁，2022年，8月28日第五頁，共九十七頁，2022年，8月28日第六頁，共九十七頁，2022年，8月28日第七頁，共九十七頁，2022年，8月28日第八頁，共九十七頁，2022年，8月28日第九頁，共九十七頁，2022年，8月28日第十頁，共九十七頁，2022年，8月28日第十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日第十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日一、結(jié)構(gòu)特點1、含氮堿性化合物2、沒有共同母核3、多數(shù)具有含氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)，少數(shù)氮在側(cè)鏈上（如麻黃堿）4、絕大部分存在于植物體內(nèi)；少數(shù)存在于動物體內(nèi)（如蟾蜍堿）第十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日5、結(jié)構(gòu)中的氮原子有多種形式：脂氮、芳氮；季胺、叔胺、仲胺及伯胺；游離狀態(tài)和與酸結(jié)合狀態(tài)；還有以氮氧配位鍵形式存在的。6、結(jié)構(gòu)中除烷烴、羥基取代外還有羧基、酚羥基等酸性官能團(tuán)及酯鍵的取代。第十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日二、生物堿類藥物的理化性質(zhì)（一）堿性1、堿性強弱取決于分子中氮原子上所連接基團(tuán)的電效應(yīng)及立體效應(yīng)

3、可用非水堿量法測定含量2、可與生物堿沉淀劑反應(yīng)→↓第十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日N連接供電基團(tuán)，如-OR、-R時，堿性就強。N連接吸電基團(tuán)，如-NO2、-COOH等時，堿性就弱。＊電子效應(yīng):第十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日以季銨形式存在，可以離子化，有類似金屬的性質(zhì)，堿性最強。如：小蘗堿（pKa=11.53）1．季銨類生物堿第十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日堿性：仲胺＞伯胺＞叔胺脂肪胺堿性比NH3強2.脂肪胺第十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日3.芳胺類N與芳環(huán)相連，N未共享電子對與苯環(huán)的電子形成p-共軛，使N原子上的電子云向苯環(huán)方向移動，這樣就使N原子周圍的電子云密度降低，接受質(zhì)子的能力減小，所以堿性就弱。第十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日堿性強弱取決于芳環(huán)上取代基的性質(zhì)。芳胺類堿性：伯胺﹥仲胺﹥叔胺芳胺類藥物堿性比NH3堿性弱。供電子取代基（如-CH3等）堿性強吸電子取代基（如-NO2等）堿性弱第二十頁，共九十七頁，2022年，8月28日呈酰胺結(jié)構(gòu)，堿性非常弱如：咖啡因Kb=0.7×10-14（19C）4.酰胺類第二十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日＊立體效應(yīng)如：苦參堿-兩個N原子N16為酰胺結(jié)構(gòu)，幾乎沒有堿性N1為叔胺結(jié)構(gòu)，它的立體結(jié)構(gòu)便于接受質(zhì)子，消弱了立體效應(yīng)的影響,堿性較強。第二十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日東莨菪堿和莨菪堿

三元氧環(huán)的存在，N上孤電子產(chǎn)生顯著立體效應(yīng)（增強了空間位阻），使N原子不易給出電子，堿性較弱（與莨菪堿比）。（東莨菪堿）（莨菪堿）第二十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日季銨堿類＞脂肪胺類＞NH3＞芳胺、N-芳雜環(huán)＞酰胺類生物堿堿性強弱一般規(guī)律是：第二十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日例外：含-COOH、酚-OH的生物堿，屬于兩性生物堿。如：嗎啡

第二十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）溶解性難溶于水易溶于有機溶劑易溶于水不溶于有機溶劑第二十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日①有的生物堿能溶于水，如麻黃堿、煙堿等②具有酸堿兩性的生物堿，可在堿的水溶液中成鹽而溶解，如嗎啡、茶堿等③堿性較弱的生物堿不能與酸形成穩(wěn)定的鹽，如咖啡因、利血平等例外第二十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日液體生物堿及一些小分子固體生物堿則既溶于水也可溶于有機溶劑。含有酸性官能團(tuán)或酯鍵的生物堿還可溶于一些堿液。季銨型生物堿、有氮氧配位鍵的生物堿易溶于水。第二十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）旋光性阿托品雖有手性C，但為消旋體天然生物堿多為左旋體一般左旋體有生理活性第二十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日(四）紫外光譜特征結(jié)構(gòu)中具有共軛體系的生物堿均有紫外吸收，其中包括結(jié)構(gòu)母核即為共軛體系的和只有部分結(jié)構(gòu)為共軛系統(tǒng)的。紫外光譜的吸收峰位置除與其他化合物一樣與共軛系統(tǒng)中助色團(tuán)的種類、位置、數(shù)量有關(guān)外，需要特別指出的是，結(jié)構(gòu)中的氮原子與發(fā)色團(tuán)直接連接或參與發(fā)色團(tuán)的生物堿，其吸收峰位置還與測定時溶劑的pH有關(guān)。第三十頁，共九十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)鑒別反應(yīng)一、測定理化常數(shù)

1.熔點和衍生物熔點

2.比旋度第三十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日二、一般化學(xué)反應(yīng)鑒別法1.顯色反應(yīng)

生物堿固體+顯色試劑→顏色

常用的顯色試劑：濃硫酸、濃硝酸、鉬硫酸、釩硫酸、硒硫酸、甲醛硫酸等第三十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日2.沉淀反應(yīng)常用的生物堿沉淀試劑為：1.重金屬鹽類，如K2HgI4、KBiI4、I2-KI、二氯化汞等；2.大分子酸類，如磷鉬酸、硅鎢酸等。第三十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日三、特征鑒別反應(yīng)（一）雙縮脲反應(yīng)-側(cè)鏈具有氨基醇結(jié)構(gòu)水層藍(lán)色醚層紫紅OH-乙醚第三十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日銅配位化合物第三十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日（二）Vitali反應(yīng)—托烷生物堿

莨菪醇第三十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日氫溴酸山莨菪堿黃色深紫色??????3HNO發(fā)煙硫酸阿托品KOH醇制第三十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）綠奎寧反應(yīng)喹核堿喹啉環(huán)--硫酸奎寧、硫酸奎尼丁第三十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日H+翠綠色氨水褪色奎尼丁奎寧22或ClBr第三十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日（四）紫脲酸胺反應(yīng)KClO3+HCl紫色消失KOH氨氣蒸干紫色+咖啡因茶堿--黃嘌啉類生物堿第四十頁，共九十七頁，2022年，8月28日（五）Marquis反應(yīng)--嗎啡生物堿

第四十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日（六）官能團(tuán)反應(yīng)--吲哚生物堿

1.利血平+新制香草醛→玫瑰紅色2.紅色綠色二甲氨基苯甲醛對利血平冰醋酸冰醋酸、硫酸??????????-+第四十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日（七）還原反應(yīng)

--嗎啡與磷酸可待因的區(qū)分反應(yīng)第四十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日第四節(jié)含量測定第四十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日在水中堿性較弱，不能順利地進(jìn)行中和滴定（滴定突躍不明顯，難以判斷滴定終點）。在酸性非水介質(zhì)中（如HAc中），則能顯示出較強的堿性，滴定突躍增大，可以順利地進(jìn)行中和滴定。一、非水堿量法第四十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日（一）原理本類藥物含有氮原子顯堿性，在冰醋酸-醋酐溶液中可用高氯酸直接滴定。BH+·A-+HClO4=BH+·ClO4-+HA第四十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日＊供試品:以消耗標(biāo)準(zhǔn)液ml計算。＊溶劑:HAc，一般用量10～30ml，＊滴定劑:0.1mol/LHClO4/無水HAc溶液＊指示劑:結(jié)晶紫＊做空白試驗1、測定方法第四十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日2、討論Kb為10-8～10-10選冰醋酸作溶劑Kb為10-10～10-12選冰醋酸和醋酐作溶劑Kb﹤10-12選醋酐作溶劑①

適用范圍Kb﹤10-8的有機堿鹽。第四十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日＊HA不同，對滴定反應(yīng)的影響也不同。②

鹽的滴定＊置換滴定，即用強酸（HClO4）置換出與生物堿結(jié)合的較弱的酸（HA）.第四十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日HClO4、HBr、HCl、H2SO4、HNO3＊HAc中酸強度不相同。HClO4＞HBr＞HCl＞H2SO4＞HNO3＞其它弱酸＊水中酸強度相等。第五十頁，共九十七頁，2022年，8月28日a.

氫鹵酸鹽的測定氫鹵酸HAc中酸性較強，對滴定有影響排除方法：加入過量的HgAc2/HAc溶液

中難電離）（HAc22

HgXAcBH2HgAcXBH2+?+﹒-+-+﹒第五十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日b.硫酸鹽的測定（以硫酸奎寧的測定為例）ⅰ.直接滴定法注意硫酸鹽的結(jié)構(gòu)，正確判斷反應(yīng)的摩爾比。第五十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日兩個N原子喹啉N，屬于芳環(huán)族N，堿性較弱喹核N，屬于脂環(huán)族N，堿性較強

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（喹核堿）pK=5.07（喹啉環(huán)）pK=9.7

第五十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日在水中硫酸是二元酸，能夠解離出兩個氫離子，即在冰醋酸中硫酸是一元酸，能夠解離出一個氫離子，即第五十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日奎寧與硫酸結(jié)合時，一分子的硫酸能與兩分子的奎寧結(jié)合，即：第五十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日滴定反應(yīng)如下：+3HClO4+用HClO4直接滴定硫酸喹寧時，摩爾比是1∶3第五十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日用HClO4直接滴定硫酸阿托品硫酸阿托品（莨菪堿）的結(jié)構(gòu)如下：反應(yīng)的摩爾比是1∶1第五十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日ⅱ.加入高氯酸鋇消除H2SO4的影響第五十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日加入高氯酸鋇，摩爾比是1∶2第五十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日c.硝酸鹽的測定＊HNO3在gHAc中為弱酸,不影響滴定突躍。＊HNO3具有氧化性，應(yīng)采用電位法指示終點或?qū)NO3破壞分解后再進(jìn)行測定。第六十頁，共九十七頁，2022年，8月28日d.

磷酸鹽及有機酸鹽的測定磷酸、有機酸為弱酸，不干擾滴定。（弱酸，不干擾滴定）

HAHClOBHClOHAB44+×?+×第六十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日③

終點指示方法紫藍(lán)藍(lán)綠黃綠黃（堿性區(qū)）（酸性區(qū)）終點的顏色應(yīng)用電位法校準(zhǔn)。最常用的指示劑是結(jié)晶紫第六十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日a.水分的影響及排除HAc和HClO4中都含有一定量的水分▲排除法：＊配制時，根據(jù)gHAc和HClO4含水量，加入計算量的醋酐。＊費休氏（Fischer）水分測定法準(zhǔn)確測出

HAc和HClO4中含水量，準(zhǔn)確加入醋酐。④

注意事項第六十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日◆水的膨脹系數(shù)是0.21×10-3/C◆HAc膨脹系數(shù)是1.1×10-3/C，較大，體積隨溫度變化較大，且還具有揮發(fā)性。測定樣品與標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液時溫度不同，應(yīng)對濃度進(jìn)行校正。b.

標(biāo)準(zhǔn)溶液的穩(wěn)定性第六十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日二、提取酸堿滴定法（一）原理與方法生物堿鹽類可溶解于水，不溶于有機溶劑游離生物堿不溶于水，易溶于有機溶劑1.基本原理第六十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日第六十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日2.測定方法（1）直接滴定法

--用于堿性較強的生物堿終點）（）殘渣（）有機層（酸滴定液滴定中性乙醇，蒸干????????????????DBsolBB第六十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日（2）剩余滴定法

--用于堿性較弱的生物堿終點）殘渣（）有機層（堿滴定液滴定定量過量的酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，蒸干???????????????????D）（+++HBHsolBB第六十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日（3）酸滴定液返提后剩余滴定法

--用于對熱不穩(wěn)定的生物堿第六十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日1.堿化試劑：最常用氨水2.提取溶劑（1）提取溶劑選擇的原則（二）測定條件的選擇含酯結(jié)構(gòu)的藥物，在強堿條件下易水解；含酚結(jié)構(gòu)的藥物，與強堿成鹽易溶解于水，難以用有機溶劑提取；含脂肪性共存物的藥物，堿化后易乳化，提取不完全。ⅰ.不與水相混溶ⅱ.沸點低，容易揮散除去第七十頁，共九十七頁，2022年，8月28日ⅲ．對所提取生物堿有極大的溶解度，而對其它共存物質(zhì)不溶或極少溶解ⅳ．與堿化試劑或生物堿不起任何化學(xué)反應(yīng)第七十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日（2）常用的提取溶劑：氯仿、乙醚，有時也使用混合溶劑＊氯仿：ⅰ比重大，易于分離ⅱ對大部分生物堿都有較大的溶解度ⅲ不燃燒，使用安全※氯仿在堿性下受熱很容易分解，尤其是堿性較強時更容易分解。第七十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日＊乙醚：ⅰ沸點太低，極易揮發(fā)ⅱ容易被氧化，著火ⅲ在水中的溶解度較大ⅳ在乙醚中溶解的生物堿不多乙醚的應(yīng)用不如氯仿廣泛。第七十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日（3）提取溶劑的用量及提取次數(shù)通常應(yīng)提取4次，第一次用量至少應(yīng)為水液體積的一半，以后幾次應(yīng)各為第一次的一半3.提取終點的確定用合適的沉淀反應(yīng)確定4.指示劑的選擇第七十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日（三）方法評價1.專一性：經(jīng)分離后測定生物堿，有一定專一性。2.缺點：費時，繁瑣；對揮發(fā)性或熱不穩(wěn)定性生物堿類藥物不適用。第七十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日三、酸性染料比色法

（適用于小劑量藥品及制劑）（一）基本原理第七十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日在適當(dāng)pH溶液中,有機堿（B）可以與氫離子成鹽,酸性染料（HIn）可解離成陰離子,陰離子可與有機堿鹽陽離子定量地結(jié)合成有色離子對，而進(jìn)入到有機相。通過測定有機溶劑提取液的吸收度;或?qū)⒂袡C溶劑提取液酸化或堿化，使與有機堿結(jié)合的酸性染料釋放出來，測定染料的吸收度來測得有機堿的含量。第七十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日

1.水相的最適pH值（二）影響定量分析的因素※要求：能使有機堿全部以鹽的形式存在，酸性染料能夠解離成離子，以便它們定量地結(jié)合成離子對而轉(zhuǎn)溶于有機相，且又能將剩余的染料完全保留在水相。第七十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日★pH（酸性）BH+，In－BH+In-，有機溶劑提取的是HIn★pH（堿性）

In-，BH+BH+In-，有機溶劑提取的是B

B

+

H+

BH+

HInH+

+

In－

H+

OH－

OH－

H+

第七十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日※水相pH的選擇方法：理論計算、實驗求得。用待測的有機堿加入一定的酸性染料，配制成一系列不同pH值的溶液，分別用有機溶劑提取后測定有機溶劑提取液的吸收度，吸收度值最大的溶液所對應(yīng)的pH值就是水相的最佳pH值。第八十頁，共九十七頁，2022年，8月28日2.有機溶劑的選擇--CHCl3、CH2Cl2、苯、甲苯等

3.酸性染料的選擇--常用溴甲酚綠、溴麝香草酚藍(lán)（BTB）、溴甲酚綠等4.水分的影響嚴(yán)防水分的混入有機層可加入無水硫酸鈉等脫水劑或經(jīng)干燥濾紙濾過第八十一頁，共九十七頁，2022年，8月28日5.有色雜質(zhì)的排除---可先用有機溶劑提取酸性染料中有色雜質(zhì)。6.共存物的影響第八十二頁，共九十七頁，2022年，8月28日3.準(zhǔn)確度差，不能用于原料藥的測定，只能用于制劑分析（三）特點1.選擇性高（選用適當(dāng)pH緩沖液可消除干擾）2.靈敏度高、供試品用量少第八十三頁，共九十七頁，2022年，8月28日咖啡因和茶堿的特征鑒別反應(yīng)是A.雙縮脲反應(yīng)B.Vitali反應(yīng)C.Marquis反應(yīng)D.紫脲酸銨反應(yīng)E.綠奎寧反應(yīng)

第八十四頁，共九十七頁，2022年，8月28日鹽酸嗎啡中應(yīng)檢查的特殊雜質(zhì)為A.嗎啡B.阿樸嗎啡C.罌粟堿D.莨菪堿E.其它生物堿

第八十五頁，共九十七頁，2022年，8月28日用非水溶液滴定法測定鹽酸嗎啡含量時，應(yīng)使用的試劑是A.5％醋酸汞冰醋酸液B.鹽酸C.冰醋酸D.二甲基甲酰胺E.高氯酸

第八十六頁，共九十七頁，2022年，8月28日非水溶液滴定法測定硫酸奎寧含量的反應(yīng)條件為

A．冰醋酸一醋酐為溶劑

B.高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定

C．1mol的高氯酸與?mol的硫酸奎寧反應(yīng)

D.僅用電位法指示終點

E．溴酚藍(lán)為指示劑

第八十七頁，共九十七頁，2022年，8月28日非水溶液滴定法測定硫酸奎寧原料的含量時，可以用高氯酸直接滴定冰醋酸介質(zhì)中的供試品，1摩爾硫酸奎寧需要消耗高氯酸的摩爾數(shù)為

A.1B.2C.3D.4E.5

第八十八頁，共九十七頁，2022年，8月28日[1—5]滴定反應(yīng)中

A.被測物與HClO4的摩爾比為1∶1

B.被測物與HClO4的摩爾比為1∶3

C.兩者均是

D.兩者均不是1．硫酸奎寧片經(jīng)氯仿提取后用HClO4滴定（D）第八十九頁，共九十七頁，2022年，8月28日2．硫酸阿托品在冰醋酸中用HClO4滴定3.硫酸奎寧原料藥用HClO4滴定4.磷酸可待因用HClO4滴定5.硝酸士的寧用HClO4