第10章 生物堿類藥物的分析

第十章生物堿類藥物的分析

第一節(jié)概述一、生物堿（Alkaloids）生物堿是生物體內(nèi)含氮有機化合物的總稱二分類1.芳烴胺類硫酸苯丙胺，精神振奮藥pKb=9.9鹽酸麻黃堿，腎上腺受體激動藥2.異喹啉類鹽酸嗎啡，鎮(zhèn)痛藥pKb1=6.13，pKa=9.9磷酸可待因，鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)咳藥；鹽酸黃連素，抗菌藥；度冷丁等3.喹啉類硫酸奎寧，抗瘧藥；異構(gòu)體硫酸喹尼丁，抗心率失常藥；pKb1=5.07，pKb2=9.74.托烷類硫酸阿托品，抗膽堿藥pKb=4.35氫溴酸東莨菪堿，抗膽堿藥pKb=7.6；5.黃嘌呤類咖啡因，pKb=14.15（堿性極弱）；茶堿，平滑肌松弛藥，含活潑氫酸性；6.吲哚類硝酸士的寧，中樞神經(jīng)興奮藥pKb1=6.0，pKb2=11.7（酰胺）硫酸長春新堿，抗腫瘤藥；利血平，抗高血壓藥；7.其他類硝酸毛果蕓香堿，縮瞳藥。由上可知，生物堿類藥物有如下特點。典型藥物的結(jié)構(gòu)

三、特點1.數(shù)量多，絕大多數(shù)存在于植物體內(nèi)；已發(fā)現(xiàn)3000多種，100多種有效，中成藥中富含生物堿。2.生理活性強，但大都有毒性因此，質(zhì)量控制和臨床應用尤應慎重，許多為特殊管制藥物，并已超出藥物分析的范疇，體育運動中的興奮劑問題，世界關注的毒品問題，許多是生物堿類成分。該類藥物的質(zhì)量應嚴格控制，以保證用藥的安全和有效。我們藥物分析學所關注的是其結(jié)構(gòu)特征和利用這些特征，建立相應的鑒別、檢查和含量測定。3.結(jié)構(gòu)特點1）這類藥物沒有共同的母核2）.多數(shù)生物堿類藥物的分子中具有含氮雜環(huán)的結(jié)構(gòu)，少數(shù)氮在側(cè)鏈上（如麻黃堿）3）.生物堿類藥物最顯著的特點就是具有堿性。4.）對生物堿類藥物的鑒別、含量測定，大多數(shù)的方法是利用生物堿類藥物整個分子的堿性進行的。四、生物堿類藥物的通性

1.堿性：N原子的存在，強弱從N上的取代基是供電子還是吸電子基團，空間位阻兩方面考慮。如果N原子周圍連接有供電子基團，如-OH、-OR、-R時，這些基團通過誘導效應或共軛效應，能夠使N上電子云密度增加，使N原子吸引質(zhì)子的能力增大，所以它的堿性就強。（N上有供電子取代基，N上ed

、N與質(zhì)子結(jié)合能力

、堿性

）相反，如果N原子上有吸電子基團，如-NO2、-COOH等時，則能使N原子吸引質(zhì)子的能力減小，這樣它的堿性就弱。1）一般情況：季銨>仲銨>伯銨>叔銨>NH3>環(huán)酰銨2）脂肪銨>脂環(huán)銨>芳銨3）個別兩性化合物如嗎啡有酸性（酚羥基），茶堿只有酸性（活潑氫）季銨堿＞脂肪胺、脂環(huán)胺＞芳胺、N—芳雜環(huán)＞酰胺小檗堿＞麻黃堿、阿托品＞罌粟堿＞咖啡因嗎啡具酸堿兩性2.存在狀態(tài)多數(shù)以鹽的形式存在1）植物中多與有機酸成鹽如嗎啡罌粟酸鹽，鞣酸奎寧鹽；2）藥用多為多為無機酸鹽如鹽酸、硫酸、磷酸和硝酸鹽。含量測定應考慮上述2個因素，堿性強弱選擇滴定溶液和指示劑，成鹽的情況在非水滴定時要考慮對滴定的干擾。

3.溶解性1）共性：游離生物堿易溶于CHCl3等中等極性有機溶劑，難或不溶于水，溶于稀酸溶液；成鹽易溶于水；2）個性：

有的生物堿能溶于水，如麻黃堿、煙堿等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、利血平等溶解性可以用于提取分離和鑒別時的重要依據(jù)。

4.光譜特點1）旋光性多含不對稱碳原子，故有旋光性，藥效學研究表明許多手性藥物一般效用不同，或藥效有強弱、或效價低、或無效，甚至有毒副作用。如今手性合成和分離是藥學研究的熱點和難點之一；一般多為左旋體有效。2）紫外吸收多含不飽和雙鍵。5.與生物堿沉淀試劑和顯色試劑反應上述是生物堿類藥物的一般共性。6.取代基的性質(zhì)（個性）1）氨基醇（苯丙胺、偽麻黃堿）（1）還原性：可與高錳酸鉀等氧化劑反應生成甲胺，有堿性；（2）雙縮脲反應：硫酸銅和氫氧化鈉試液反應生成藍紫色配位化合物；2）酚羥基（嗎啡）

Marquis反應硫酸-甲醛氧化成醌，顯色；3）酯的結(jié)構(gòu)（托烷類）

Vitaili反應如阿托品水解成莨菪酸，可與發(fā)煙硝酸共熱，生成黃色硝基衍生物。4）奎寧類（喹啉類）

綠奎寧反應，微酸性水溶液，滴加Br2或Cl2水，加過量氨水，呈翠綠色；5）異喹啉類（黃連素）熱堿（NaOH）作用，轉(zhuǎn)變?yōu)榧句@鹽堿性及其互變異構(gòu)體，呈橙紅色，與丙酮作用，生成黃色沉淀；6）黃嘌呤類（咖啡因）紫脲酸銨反應，HCl，KClO3，加熱放出氨氣呈紫色，加堿消失；7）吲哚類生物堿（士的寧、利血平和長春新堿）呈吲哚顏色反應，如與香草醛試劑反應。第二節(jié)鑒別試驗

一、特征鑒別反應（一）雙縮脲反應

側(cè)鏈具有氨基醇結(jié)構(gòu)（二）Vitali反應托烷生物堿

（三）綠奎寧反應

硫酸奎寧、硫酸奎尼?。ㄋ模㎝arquis反應嗎啡生物堿

（五）Frohde反應嗎啡生物堿

（六）官能團反應吲哚生物堿

1.利血平+新制香草醛→玫瑰紅色2.（七）紫脲酸胺反應黃嘌啉類生物堿

（八）還原反應嗎啡與磷酸可待因的區(qū)分反應二、一般鑒別反應（一）熔點測定法（二）沉淀反應

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。（三）顯色反應常用的顯色試劑：濃硫酸、濃硝酸、鉬硫酸、釩硫酸、硒硫酸、甲醛硫酸等（四）UV（五）IR（六）色譜法1.HPLC2.TLC

硅膠為吸附劑：游離生物堿能順利遷移，生物堿鹽類吸附太牢，造成嚴重拖尾。解決方法：（1）在展開劑中加少量的堿性試劑，如氨、二乙胺、有機脂烴胺類；（2）硅膠板用堿處理第三節(jié)特殊雜質(zhì)檢查特殊雜質(zhì)檢查主要根據(jù)藥物與雜質(zhì)的理化性質(zhì)差異來進行。利用藥物和雜質(zhì)在顏色、溶解行為、旋光性質(zhì)、對光吸收選擇性等物理性質(zhì)上的差異，檢查雜質(zhì)是否符合限量規(guī)定一、物理法利用藥物與雜質(zhì)在揮發(fā)性、臭味等方面的差異進行檢查。（一）臭味及揮發(fā)性的差異ChP（2000）麻醉乙醚中異臭的檢查取本品10ml，置瓷蒸發(fā)皿中，使自然揮發(fā)，揮散完畢后，不得有異臭。（二）顏色的差異ChP（2000）鹽酸阿撲嗎啡[檢查]分解產(chǎn)物

取本品0.10g，加無水氧化物的乙醚5ml，振搖后，乙醚液只許顯極淡的紅色。（三）溶解行為的差異

利用藥物與雜質(zhì)在溶解性方面的差異進行檢查。如葡萄糖中糊精的檢查。（四）旋光性質(zhì)的差異ChP（2000）硫酸阿托品[檢查]莨菪堿

取本品，按干燥品計算，加水制成每1ml中含50mg的溶液，依法測定（附錄ⅥE），旋光度不得過–0.40°。（五）對光吸收性質(zhì)的差異——分光光度法利用藥物與雜質(zhì)在紫外吸收光譜方面的差異進行檢查。1.紫外分光光度法例1.中國藥典（2000年版）規(guī)定腎上腺素中檢查腎上腺素酮的方法為：取本品，加鹽酸溶液（9→2000）制成每1ml中含2.0mg的溶液，于310nm波長處測定，吸收度不得超過0.05，已知腎上腺素酮在310nm波長處的為453，腎上腺素在該波長處無吸收。請計算腎上腺素酮的限量應為（D）A.0.1％B.0.5％C.0.04％D.0.06%E.0.0002％2.IR用于藥物中無效或低效晶型的檢查。利用藥物與雜質(zhì)有特征峰差異進行檢查。如甲苯咪唑中A晶型的檢查、無味氯霉素混懸劑中A晶型的檢查。X—射線粉末衍射法3.原子吸收分光光度法主要用于金屬元素的檢查，具有靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點。如肝素鈉中鉀鹽的檢查。（六）吸附或分配性質(zhì)的差異—色譜法

1.TLC

（1）雜質(zhì)對照品法

（2）高低濃度對比法

（3）參比雜質(zhì)對照品法選用可能存在的某種物質(zhì)作為雜質(zhì)對照品。（4）選用質(zhì)量符合規(guī)定的與供試品相同的藥物作為雜質(zhì)對照品。2．紙色譜

用于極性較大藥物中雜質(zhì)的檢查或放射性藥物注射液（或溶液）中放射化學雜質(zhì)的檢查。如地高辛中洋地黃毒苷的檢查。缺點：展開時間長，斑點擴散，不能用強酸等腐蝕性顯色劑

3．HPLC

（1）內(nèi)標法加校正因子測定供試品中某個雜質(zhì)的含量

準確測定雜質(zhì)含量

方法內(nèi)標物+雜質(zhì)對照品→對照溶液，進樣，測定，計算校正因子

供試品+內(nèi)標→供試品溶液，進樣，測定雜質(zhì)和內(nèi)標峰面積或峰高，計算雜質(zhì)含量

（2）外標法測定供試品中某個雜質(zhì)的含量供試品→供試品溶液

雜質(zhì)對照品→對照品溶液進樣，測定，計算雜質(zhì)的含量

缺點：不易準確控制進樣量，宜用定量環(huán)進樣

（3）加校正因子的主成分自身對照法方法待測成分對照品+雜質(zhì)對照品→溶液，進樣，記錄色譜圖，計算雜質(zhì)的校正因子

分別進樣，供試品溶液的記錄時間除另有規(guī)定外，應為主成分保留時間的若干倍，測量供試品溶液色譜圖上各雜質(zhì)的峰面積，分別乘以相應的校正因子后與對照溶液主成分的峰面積比較，依法計算各雜質(zhì)含量。（4）不加校正因子的主成分自身對照法

無雜質(zhì)對照品，且雜質(zhì)峰面積與主成分峰面積相差懸殊時應用。

方法分別進樣，測定供試品溶液中各雜質(zhì)峰面積及其總和，與對照溶液主成分峰面積比較，控制供試品中雜質(zhì)的量。

缺點：檢測波長處，各雜質(zhì)和藥物的吸收強度可能有差異，準確度差

優(yōu)點：不需雜質(zhì)對照品，可同時控制各個雜質(zhì)及其總量限度

（5）面積歸一化法取一定量供試品溶液進樣，測定各雜質(zhì)及藥物的峰面積，計算各雜質(zhì)峰面積及其總和占總峰面積的百分率，不能超過限量。注意溶劑峰不應計算在總峰面積內(nèi)。優(yōu)點：不需雜質(zhì)對照品，簡便易行。

缺點：檢測波長處，各雜質(zhì)和藥物的吸收強度可能有差異，控制雜質(zhì)峰面積百分率不一定就是雜質(zhì)限量，準確度差。

4．GC用于藥物中揮發(fā)性雜質(zhì)的檢查。如藥物中有機溶劑殘留量測定。檢查方法同HPLC。

二、化學法利用藥物與雜質(zhì)在化學性質(zhì)上的差異進行檢查。如阿司匹林中水楊酸的檢查。98：77．乙醇中檢查雜醇油是利用（C）A.顏色的差異B.旋光的差異C.臭味及揮發(fā)性的差異D.對光選擇吸收的差異E.溶解行為的差異例.藥物中特殊雜質(zhì)的檢查方法有（ABCDE）A．沉淀法與顏色法B．滴定法C．旋光法D．分光光度法E．色譜法例.HPLC檢查藥物中雜質(zhì)的具體方法有（ABCDE）A．峰面積歸一化法B．主成分自身對照法C．內(nèi)標法D．外標法E．內(nèi)標法加校正因例.最常用于藥物中特殊雜質(zhì)檢查的方法是(A)A.TLCB.IRC.UVD.MSE.NMR例.紅外分光光度法在雜質(zhì)檢查中主要用于（A）A.藥物中無效或低效晶型的檢查B.雜質(zhì)特征峰的確定C.雜質(zhì)相關峰的確定D.雜質(zhì)官能團的確定E.藥物和雜質(zhì)的鑒別一、非水溶液滴定法（非水堿量法）

原料藥（一）原理

水溶液中滴定突躍不明顯，在非水介質(zhì)中，堿性增強，使滴定順利進行第四節(jié)含量測定

1.溶劑酸性溶劑：冰醋酸、冰醋酸+醋酐、醋酐惰性溶劑：苯、氯仿、四氯化碳能影響溶質(zhì)的解離情況和能影響酸堿強度很大的溶劑：硝基甲烷、丙酮、二氧六環(huán)

2.滴定劑：高氯酸的冰醋酸溶液或高氯酸的二氧六環(huán)溶液3.指示終點的方法電位法：玻璃—甘汞電極系統(tǒng)

指示劑法：結(jié)晶紫、喹哪啶紅等

有機堿及其鹽類及有機酸堿金屬鹽類8＜pKb＜10冰醋酸作溶劑10＜pKb＜12冰醋酸+醋酐pKb＞12醋酐（二）適用范圍

一般采用半微量法。中國藥典（2000年版）的測定方法為：取經(jīng)適當方法干燥的供試品適量〔約消耗高氯酸滴定液（0.1mol/L）8ml〕，加冰醋酸10～30ml使溶解。若供試品為氫鹵酸鹽，應再加5％醋酸汞的冰醋酸溶液3～5m1，加各藥品項下規(guī)定的指示液1～2滴，用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定，并將滴定結(jié)果用空白試驗校正。（三）一般測定方法

取本品約0.15g，精密稱定，加醋酐—冰醋酸（5∶1）的混合液25ml，微熱使溶解，放冷，加結(jié)晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.1mo1/L）滴定，至溶液顯黃色，并將滴定的結(jié)果用空白試驗校正。每1ml高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當于19.42mg的C8H10N4O2。咖啡因ChP(2000)（四）生物堿鹽類的滴定

置換滴定：

無機酸在冰醋酸中的酸性次序為：高氯酸＞氫溴酸＞鹽酸＞硫酸＞＞硝酸＞其它弱酸（磷酸、有機酸）由于有機酸系弱酸，被高氯酸置換出的HA，對滴定無干擾，能準確滴定。

1.有機酸鹽的測定

取本品約60mg，精密稱定，加冰醋酸20ml溶解后，加結(jié)晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.05mo1/L）滴定，至溶液顯藍綠色，并將滴定的結(jié)果用空白試驗校正。每1ml高氯酸滴定液（0.05mol/L）相當于22.07mg的C19H23N3O2·C4H4O4。馬來酸麥角新堿ChP(2000)

若被置換出的有機酸不溶于冰醋酸，應先將樣品堿化，有機溶劑提取游離堿后，再非水堿量法測定。

一般均預先在溶液中加入Hg(Ac)2的冰醋酸溶液，以消除氫鹵酸對滴定的干擾。

理論量1～3倍

2.氫鹵酸鹽的測定取本品約0.15g，精密稱定，加冰醋酸10ml，加熱溶解后，加醋酸汞試液4ml與結(jié)晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.1mo1/L）滴定至溶液顯翠綠色，并將滴定的結(jié)果用空白試驗校正。每1ml高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當于20.17mg的C10H15NO·HCl。鹽酸麻黃堿ChP(2000)生物堿的硫酸鹽，在冰醋酸介質(zhì)中只能被滴定至生物堿的硫酸氫鹽。

（1）直接滴定3.硫酸鹽的測定A.硫酸阿托品

HClO4直接滴定時，反應摩爾比為1∶1B.硫酸奎寧

HClO4直接滴定時，反應摩爾比為1∶3

（2）加入高氯酸鋇消除硫酸的干擾后滴定硫酸奎寧反應摩爾比為1∶2硫酸阿托品一元堿不能滴定

因HNO3具有氧化性，可使指示劑變色，一般電位法指示終點。如硝酸士的寧、硝酸毛果蕓香堿

4.硝酸鹽的測定取本品約0.3g，精密稱定，加冰醋酸20ml，振搖使溶解，照電位滴定法（附錄ⅦA），用高氯酸滴定液（0.1mo1/L）滴定，并將滴定的結(jié)果用空白試驗校正。每1ml高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當于39.74mg的C21H22N2O2·HNO3。硝酸士的寧ChP(2000)按常法測定，如磷酸氯喹、磷酸可待因5.磷酸鹽的測定簡便、快速、準確、精密、取樣量小，測定的是生理活性部分。如有酸性或堿性成分存在時會影響，選擇性差，不能直接用于制劑分析，只能用于原料藥測定。

（五）特點（1）一般是取一定量樣品在水浴上蒸干，在一定溫度下干燥后按原料藥物項下的方法進行。——主藥對熱穩(wěn)定（六）制劑分析1.注射劑

精密量取本品10ml，置水浴上蒸干，在105℃干燥1h，放冷，加冰醋酸10ml，與醋酸汞試液6ml使溶解，加結(jié)晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.1mo1/L）滴定，至溶液顯綠色，并將滴定的結(jié)果用空白試驗校正。每1ml高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當于37.58mg的C20H21NO4·HCl。鹽酸罌粟堿注射液ChP（2000）（2）堿化，經(jīng)有機溶劑反復提取完全，蒸去溶劑后，再按原料藥方法進行。——主藥對熱不穩(wěn)定二鹽酸奎寧注射液ChP（2000）

精密量取本品適量（約相當于二鹽酸奎寧0.15g），置分液漏斗中，加水使成20ml，加氨試液使成堿性，用氯仿分次振搖提取，第一次25ml，以后每次各10ml，至奎寧提盡為止，每次得到的氯仿液均用同一份水洗滌2次，每次5ml，洗液用氯仿10ml振搖提取，合并氯仿液，置水浴上蒸去氯仿，加無水乙醇2ml再蒸干，在105℃干燥1h，放冷，加醋酐5ml與冰醋酸10ml，溶解后，加結(jié)晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.1mo1/L）滴定，至溶液顯藍色，并將滴定的結(jié)果用空白試驗校正。每1ml高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當于19.87mg的C20H24N2O2·2HCl。

片劑中許多賦形劑如硬脂酸鹽、苯甲酸鹽、羧甲基纖維素鈉等都消耗高氯酸，因此片劑的測定一般需提取分離并經(jīng)干燥后才可進行。2.片劑：如硫酸奎寧片、硫酸奎尼丁片堿化、有機溶劑提取后，HClO4滴定時，反應摩爾比為1∶4硫酸奎寧片ChP（2000）

取本品10片，除去糖衣后，精密稱定，研細，精密稱取適量（約相當于硫酸奎寧0.3g），置分液漏斗中，加氯化鈉0.5g與0.1mol/L氫氧化鈉溶液10ml，混勻，精密加氯仿50ml，振搖10min，靜置，分取氯仿液，用干燥濾紙濾過。精密量取續(xù)濾液25ml，加醋酐5ml與二甲基黃指示液2滴，用高氯酸滴定液（0.1mo1/L）滴定，至溶液顯玫瑰紅色，并將滴定的結(jié)果用空白試驗校正。每1ml高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當于19.57mg的（C20H24N2O2）2·H2SO4·2H2O。二、提取中和法（提取酸堿滴定法、提取容量法）

（一）原理與方法

1.堿化2.有機溶劑提取3.中和法測定

（1）直接滴定法用于堿性較強的生物堿

（2）剩余滴定法用于堿性較弱的生物堿

（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（2）常用的提取溶劑最常用氯仿（二）測定條件的選擇（3）提取溶劑的用量及提取次數(shù)

通常應提取4次，第一次用量至少應為水液體積的一半，以后幾次應各為第一次的一半

3.提取終點的確定

用合適的沉淀反應確定4.指示劑的選擇

5.乳化的預防和消除儀器