第五章 巴比妥类药物的分析 （Analysis of Barbitals Drugs） 淮海工学院 制药工程系 马卫兴
巴比妥类药物是一类临床常用的催眠镇静药。由于这类药物应用广泛，容易因不合理使用而引起中毒，因此，需要对本类药物的原料、制剂进行分析，有时也需要对生物样品中微量巴比妥类药物进行分析。 本章重点介绍巴比妥类药物的化学结构与分析方法间的关系，介绍鉴别、检查和含量测定的原理与方法。
一、化学结构与性质 （化学性质与分析方法间的关系） 二、鉴别试验 三、特殊杂质检查 四、含量测定
目的要求： 1．掌握巴比妥类药物的化学结构与分析方法间的关系；掌握巴比妥、苯巴比妥、司可巴比妥及硫代巴比妥类药物的鉴别，巴比妥类药物的银量法与溴量法测定的原理与方法。 2．熟悉巴比妥类药物的紫外分光光度法。 3．了解苯巴比妥的特殊杂质及其检查。
第一节 结构与性质(The structure and properties) 一、结构分析(Analysis of structure) 5,5—取代的巴比妥类药物 1,5,5—取代的巴比妥类药物 5,5—取代的硫代巴比妥类药物
巴比妥类药物的基本结构通式
5,5-取代的巴比妥类药物 5 Barbital
Phenylbarbital
Secobarbital
戊巴比妥
环己烯巴比妥
1,5,5-取代的巴比妥类药物 5 1 己琐巴比妥
硫代巴比妥类药物
1. 环状母核部分 环状丙二酰脲、1,3-二酰亚胺基团 决定巴比妥类药物的特性 2. 取代基部分 区别各种巴比妥类药物
二、理化性质(Physical and chemical properties) （一）物理性质 1. 白色结晶或结晶性粉未，具有固定的熔点。 2. 游离巴比妥类药物微溶或极微溶于水，易溶于乙醇及有机溶剂；其钠盐则易溶于水，而不溶于有机溶剂。
（二） 化学性质 1. 弱酸性 巴比妥类药物分子结构中都有1,3-二酰亚胺基团，能发生酮式和烯醇式的互变异构，在水溶液中可以发生二级电离。因此，本类药物的水溶液显弱酸性（pKa为7.3-8.4），可与强碱形成水溶性的盐类。
与强碱的成盐反应：
2. 与重金属离子反应 （1） 与银盐的反应
（2）与铜盐的反应
有色配位化合物
（3）与钴盐的反应 反应条件： 无水; 所用试剂均应不含水分。 碱性：异丙胺
（4）与汞盐的反应 巴比妥类药物+汞盐→白色↓ （可溶于氨试液） 汞盐可用硝酸汞或氯化汞。汞可以看作是碱，而二酰亚胺之氨基是具有酸性的,形成沉淀的汞盐。(见教材99页)
3. 水解反应
4. 与香草醛（vanillin）的反应 BP 2000，英国药典：瓷盘中加戊巴比妥10mg，香草醛10 mg，硫酸2ml，混合，水浴上加热，2min，产生棕红色，放冷，加乙醇5ml，先变紫后转蓝。紫色或蓝色物质是三苯甲烷类化合物(见教材99页).
5. 紫外吸收光谱特征 5,5-取代的巴比妥类药物 在pH=2的酸性溶液中，因不电离，几乎无明显的紫外吸收。 巴比妥类药物的紫外吸收光谱特征和其电离的程度有关。 5,5-取代的巴比妥类药物 在pH=2的酸性溶液中，因不电离，几乎无明显的紫外吸收。 在pH=10的碱性溶液中，发生一级电离，于240 nm处有最大吸收。 在pH=13的强碱性溶液中，发生二级电离，最大吸收红移至255 nm处。
A H2SO4溶液(0.05mol/L) pH9.9缓冲溶液 NaOH溶液(0.1mol/L) (pH 13) nm 巴比妥类药物的紫外吸收光谱
硫代巴比妥类药物在酸性或碱性 溶液中，均有较明显的紫外吸收。 硫喷妥的紫外吸收光谱 HCl 溶液 (0.1mol/L) NaOH 溶液 (0.1mol/L)
6. 特殊元素及取代基的反应 （1）不饱和烃取代基的反应 ① 与溴试液或碘试液的反应 司可巴比妥可使溴试液或碘试液褪色 ② 与KMnO4的反应 可还原紫色的KMnO4为棕色的MnO2
（2）芳环取代基的反应 ① 硝化反应 ② 与NaNO2—H2SO4反应 苯巴比妥与NaNO2—H2SO4反应生成橙黄色→橙红色
③ 与甲醛—H2SO4反应 苯巴比妥与甲醛—H2SO4反应生成玫瑰红色环 （3） 硫元素的反应
第二节 鉴别试验(Test of identification) 一、丙二酰脲类反应 苯巴比妥 ChP（2005） 【鉴别】（1）本品显丙二酰脲类的鉴别反应（附录Ⅲ）
附录Ⅲ 一般鉴别试验 1. 与银盐的反应 取供试品约0.1g，加碳酸钠试液1ml与水10m1，振摇2min，滤过，滤液中逐滴加入硝酸银试液，即白色沉淀，振摇，沉淀即溶解；继续滴加过量的硝酸银试液，沉淀不再溶解。
2. 与铜盐的反应 取供试品约50mg，加吡啶溶液（1→10）5m1，溶解后，加铜吡啶试液（硫酸铜4g，水90ml溶解后，加吡啶30m1，即得）1m1，即显紫色或生成紫色沉淀。
二、熔点测定及衍生物熔点测定 1. 熔点测定 巴比妥类的钠盐＋酸 → 游离巴比妥类药物↓ → 过滤 → 洗涤 → 干燥 →测熔点
苯巴比妥钠的鉴别 ChP（2005） 取本品约0.5 g，加水5 ml溶解后，加稍过量稀盐酸，即析出白色结晶性沉淀，滤过；沉淀用水洗净，在105℃干燥后，依法测定，熔点为174-178℃。
2. 衍生物熔点测定鉴别 丁巴比妥 BP（1988） 取丁巴比妥0.5g，加1mol/L碳酸钠溶液5ml使溶解，加4.5％（W/V）对硝基氯苄的乙醇溶液10m1，在水浴上加热回流30min，放置1h后，滤过，所得沉淀用96％的乙醇进行重结晶后，在100～105℃干燥，测定衍生物的熔点，应为150℃左右。
三、钠盐的鉴别反应 苯巴比妥钠 ChP（2005） 【鉴别】（1）本品显钠盐的鉴别反应（附录Ⅲ）。
附录Ⅲ 一般鉴别试验 钠盐的鉴别反应 1. 焰色反应 取铂丝，用盐酸湿润后，蘸取供试品，在无色火焰中燃烧，火焰即显鲜黄色 2. 与醋酸氧铀锌反应 取供试品的中性溶液，加醋酸氧铀锌试液，即生成黄色↓
四、特殊取代基或元素的反应 不饱和烃取代基的反应 司可巴比妥钠 ChP（2005） 【鉴别】（3）取本品0.1 g，加水10 ml溶解后，加碘试液2m1，所显棕黄色在5 min内消失。
2. 芳环取代基的反应 苯巴比妥 ChP（2005） 【鉴别】（2）取本品约10 mg，加硫酸2滴与亚硝酸钠约5 mg，混合，即显橙黄色，随即转橙红色——与亚硝酸钠—硫酸的反应
（3）取本品约50 mg，置试管中，加甲醛试液1 ml，加热煮沸，冷却，沿管壁缓缓加硫酸0.5 ml，使成两液层，置水浴中加热。 界面显玫瑰红色——与甲醛—硫酸的反应
3. 硫元素的反应 注射用硫喷妥钠 ChP（2000） 【鉴别】（3）取本品约0.2 g，加氢氧化钠试液5 ml与醋酸铅试液2 ml，生成白色沉淀；加热后，沉淀变为黑色。
五、水解反应 JP（14）异戊巴比妥、巴比妥 取异戊巴比妥或巴比妥0.2 g，加氢氧化钠试液10 m1，加热煮沸，则产生具氨臭的气体。
六、与香草醛的反应 BP（1998）戊巴比妥 于瓷盘中放入戊巴比妥10 mg和香草醛10 mg，加浓硫酸0.15 m1，混合后，放在水浴上加热30 s，即产生棕红色。放冷，加96％的乙醇0.5 m1，颜色则转变为暗蓝色。
七、紫外吸收光谱特征 紫外光谱鉴别常用的方法： 1. 对照品对照法； 2. 规定吸收波长法； 3. 规定吸收波长和相应的吸收度法； 4. 规定吸收波长和吸收系数法； 5. 规定吸收波长和吸收度比值法。
八、红外光谱法 司可巴比妥钠 ChP（2005） 【鉴别】（4）本品的红外光吸收图谱与对照的图谱（光谱集137图）一致。
九、色谱行为特征 TLC、GC、HPLC TLC： 生物样品分析 一般采用对照品（或标准品）比较法，要求供试品斑点的Rf值应与对照品斑点一致。
十、显微结晶鉴别——特色鉴别反应 1．药物本身的晶形 巴比妥：长方形； 苯巴比妥：球形→花瓣状
2．反应产物的晶形 巴比妥 ＋ 铜吡啶试液 → 十字形紫色结晶 苯巴比妥 ＋ 铜吡啶试液 → 细小不规则或似菱形的浅紫色结晶
第三节 特殊杂质检查 (The relative substance test)
第四节 含量测定(Assay) 一、酸量法 用碱滴定液测定酸类物质的中和法称为酸量法。 用酸滴定液测定碱类物质的中和法称为碱量法。
1. 在水—醇混合溶剂中的滴定法 弱酸性 pKa7.3～8.4 麝香草酚酞 水—醇 异戊巴比妥 溶解 淡蓝色 N a O H
异戊巴比妥的含量测定 取本品约0.5 g，精密称定，加乙醇20 m1溶解后，加麝香草酚酞指示液6滴，用氢氧化钠滴定液（0.1 mo1/L）滴定，并将滴定结果用空白试验校正，即得。每l ml氢氧化钠滴定液（0.1 mol/L）相当于22.63 mg的C11H18N2O3。
原料药：直接滴定法（空白校正） T——滴定度，每1ml滴定液相当于被测组分的mg数 V——滴定时，供试品消耗滴定液的体积（ml） F——浓度校正因子 ms——供试品的质量
2. 非水溶液滴定法 溶 剂：二甲基甲酰胺 滴定剂：甲醇钠（钾） 指示剂：麝香草酚蓝
二、银量法 1.原 理 ：反应摩尔比（1∶1） 溶剂系统：甲醇+3%无水碳酸钠 1.原 理 ：反应摩尔比（1∶1） 溶剂系统：甲醇+3%无水碳酸钠 终点指示：电位法指示（Ag电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极） 自身指示
2. 测定方法与计算 苯巴比妥： 取本品约0.2 g，精密称定，加甲醇40 ml使溶解，再加新制的3％无水碳酸钠溶液15 m1，照电位滴定法，用硝酸银滴定液（0.1 mol/L）滴定。每1 ml 硝酸银滴定液（0.1 mo1/L）相当于23.22 mg的C12H12N2O3。
原料药：直接滴定法 3. 注意事项 （1）无水碳酸钠应新鲜配制 （2）AgNO3滴定液应新鲜配制 （3）银电极使用前应进行处理
三、溴量法 1. 原理 凡取代基中含有双键的巴比妥类药物，其不饱和键可与溴定量地发生加成反应，故可采用溴量法进行测定。 如司可巴比妥钠及其胶囊的测定原理为：
KBrO3＋5KBr＋6HCl＝3Br2＋6KCl＋3H2O Br2＋2KI＝2KBr＋I2 I2＋2Na2S2O3＝2NaI＋Na2S4O6
溴滴定液（0.1 mol/L）的配制： 取溴酸钾3.0 g与溴化钾15 g，加水适量使溶解成1000 ml，摇匀。 反应摩尔比1∶2
2. 测定方法与计算 司可巴比妥钠 ChP（2000）： 取本品约0.1g，精密称定，置250ml碘瓶中，加水10m1，振摇使溶解，精密加溴滴定液（0.1mol/L）25ml，再加盐酸5m1，立即密塞并振摇1min，在暗处静置15min后，注意微开瓶塞，加碘化钾试液10m1，立即密塞，摇匀后，用硫代硫酸钠滴定液（0.1mol/L）滴定，至近终点时，加淀粉指示液，继续滴定至蓝色消失，并将滴定结果用空白试验校正。每1ml溴滴定液（0.1mo1/L）相当于13.01mg的C12H17N2NaO3。
原料药：剩余滴定法
3. 注意事项 （1）操作中要防止溴和碘的逸失 （2）平行条件进行空白试验可减少溴和碘逸失带来的误差。
四、 UV （一）直接紫外分光光度法 本法是将样品溶解后，根据溶液的pH值选用其相应的max处进行直接测定。 单组分定量方法：
1. 吸收系数法 2. 标准曲线法
3. 对照法
USP（24）测定硫喷妥钠的方法为： 取硫喷妥钠约100 mg，精密称定，置于200 ml量瓶中，加氢氧化钠溶液（1→250）使溶解，并稀释至刻度，摇匀。精密量取该溶液5 ml移入500 ml量瓶中，加氢氧化钠溶液并稀释至刻度，摇匀。另取硫喷妥对照品适量，精密称定，加氢氧化钠溶液溶解，并定量稀释至浓度约为5 g/ml的对照品溶液。随即以1 cm吸收池，于大约304 nm波长处分别测定以上两种溶液的吸收度，以氢氧化钠溶液作空白。
对照法 n——稀释倍数
注射用硫喷妥钠 ChP（2005） 本品为硫喷妥钠100份与无水碳酸钠 6 份混合的灭菌粉末。按平均装量计算，含硫喷妥钠（C11H17N2NaO2S）应为标示量的93.0%～107.0%。
取装量差异项下的内容物，混合均匀，精密称取适量（约相当于硫喷妥钠0. 25g），置500ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，量取此溶液用0 取装量差异项下的内容物，混合均匀，精密称取适量（约相当于硫喷妥钠0.25g），置500ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，量取此溶液用0.4%NaOH溶液定量稀释制成每1ml中约含5g的溶液；另取硫喷妥对照品，精密称定，加0.4%NaOH溶液溶解并定量稀释制成每1ml中约含5g的溶液。照分光光度法，在304nm的波长处分别测定A，根据每支的平均装量计算。每1mg硫喷妥相当于1.091mg的C11H17N2NaO2S。
注射用灭菌粉末
（二）经提取分离后的紫外分光光度法 多组分混合物不经分离的定量方法 ——计算分光光度法 解方程组法 双波长分光光度法 差示分光光度法 导数光谱法 三波长法
（三）差值分光光度法（A法） 1. 测定方法 取两份相等的供试溶液，分别制成两种不同的化学环境（如在其一中加酸、碱或缓冲液改变溶液的pH，或在其一中加能与供试品发生某种化学反应的试剂），然后将两者分别稀释至同样浓度，一份置样品池中，另一份置参比池中，于适当波长处，测其吸收度的差值（A值）。
2. 必要条件 （1）供试品在不同的化学环境中以不同的分子形式存在，它们的吸收光谱有显著的差异。 （2）干扰物的吸收不受测定时化学环境的影响，光谱行为不变。
3. 定量依据 供试品在两种不同的化学环境中分别以x、y 表示，干扰物用 z 表示
即，吸收度差值（A）仅与待测组分的浓度有关，而与干扰组分无关，即干扰组分的干扰被消除。 可用对照法或标准曲线法定量 4. 特点 保留了通常的分光光度法简易快速、直接读数的优点，又无需事先分离，并能消除干扰。
5. 应用 （1）于波长240 nm处，测定pH10和pH2两种溶液的吸收度之差 （2）于波长260 nm处，测定pH10和强碱溶液的吸收度之差
五 荷移显色反应法 电子给体苯巴比妥钠与π电子受体茜素红的荷移反应,建立了荷移分光光度法测定苯巴比妥钠的方法。在水溶液中,苯巴比妥钠与茜素红荷移络合物的最大吸收波长为530 nm,该络合物的组成为1:1,表观摩尔吸光系数ε为4.43×103L.mol-1.cm-1,稳定常数为2.30×105。药物质量浓度在5~40 mg/L范围内符合比尔定律,相关系数为0.9996。测定的相对标准偏差为1.3%。测定了针剂中的苯巴比妥钠,加标回收率在98.9%~105%之间。
第六章 巴比妥类药物的分析 1．掌握巴比妥类药物的化学结构与分析方法间的关系： （1）弱酸性 （2）水解性 （3）与重金属离子的反应 2．掌握巴比妥类药物的鉴别： （1）与重金属的反应 （2）特殊取代基（不饱和烃基取代、芳环取代）和硫元素的鉴别试验
3．掌握巴比妥类药物含量测定的原理与方法： （1）银量法测定的原理与含量计算： （2）溴量法测定的原理与含量计算： （3）紫外分光光度法测定（计算）：
1. 巴比妥类药物具有的特性为： A. 弱碱性 B. 弱酸性 C. 易与重金属离子络合 D. 易水解 E. 具有紫外特征吸收 练习题
2. 硫喷妥钠与铜盐的鉴别反应生成物为: A. 紫色 B. 绿色 C. 蓝色 D. 黄色 E. 紫堇色
3．巴比妥类药物在吡啶溶液中与铜吡啶试液作用，生成配位化合物，显绿色的药物是: A. 苯巴比妥 B. 异戊巴比妥 C. 司可巴比妥 D. 巴比妥 E. 硫喷妥钠
4. 用于鉴别反应的药物: A. 硫喷妥钠 B. 苯巴比妥 C. A和B 均可 D. A和B 均不可 (1) 与碱溶液共沸产生氨气 (2) 在碱性溶液中与硝酸银试液反应生成白色沉淀 （C） （C）
(3) 在碱性溶液中与Pb2+离子反应，加热后有黑色沉淀 (4) 与甲醛-硫酸反应生成玫瑰红色环 (5) 在酸性溶液中与三氯化铁反应显紫堇色 （A） （B） （D）
5. 巴比妥类药物的鉴别方法有: A. 与钡盐反应生成白色化合物 B. 与镁盐反应生成红色化合物 C. 与银盐反应生成白色沉淀 D. 与铜盐反应生成有色产物 E. 与氢氧化钠反应生成白色沉淀
6．中国药典（2005年版）中司可巴比妥钠鉴别及含量测定的方法为: A. 银镜反应进行鉴别 B．采用熔点测定法鉴别 C．溴量法测定含量 D. 可用二甲基甲酰胺为溶剂，甲醇钠的甲醇溶液为滴定剂进行非水滴定 E. 可用冰醋酸为溶剂，高氯酸的冰醋酸溶液为滴定剂进行非水滴定
7. 凡取代基中含有双键的巴比妥类药物，如司可巴比妥钠，中国药典（2005年版）采用的方法是: A. 酸量法 B. 碱量法 C. 银量法 D. 溴量法 E. 比色法
8. 于Na2CO3溶液中加AgNO3试液，开始生成白色沉淀经振摇即溶解，继续加AgNO3试液，生成的沉淀则不再溶解，该药物应是: A. 盐酸可待因 B. 咖啡因 C. 新霉素 D. 维生素C E. 异戊巴比妥
9. 与NaNO2～H2SO4反应生成橙黄至橙红色产物的药物是: B. 司可巴比妥 C. 巴比妥 D. 硫喷妥钠 E. 硫酸奎宁
10. 中国药典（2005年版）采用AgNO3滴定液（0.1 mol/L）滴定法测定苯巴比妥的含量时，指示终点的方法应是: A. K2CrO4溶液 B. 荧光黄指示液 C. Fe(III)盐指示液 D. 电位法指示终点法 E. 永停滴定法
11. 银量法测定苯巴比妥钠含量时,若用自身指示法来判断终点,样品消耗标准溶液的摩尔比应为: A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D. 1:4 E. 以上都不对
12. 非水溶液滴定法测定巴比妥类药物含量时，下面哪些条件可采用: A. 冰醋酸为溶剂 B. 二甲基甲酰胺为溶剂 C. 高氯酸为滴定剂 D. 甲醇钠为滴定剂 E. 结晶紫为指示剂
13. 下列哪些性质适用于巴比妥类药物: A. 母核为7-ACA B. 母核为1,3-二酰亚胺基团 C. 母核中含2个氮原子 D. 与碱共热，有氨气放出 E. 水溶液呈弱碱性
14. 用酸量法测定巴比妥类药物含量时，适用的溶剂为: A. 碱性 B. 水 C. 酸水 D. 醇－水 E. 以上都不对
15. 司可巴比妥钠（分子量为260.27）采用溴量法测定含量时，每lml溴滴定液(0.1mol/L)相当于司可巴比妥钠的毫克(mg)数为: A. 1.301 B. 2.603 C. 26.03 D. 52.05 E. 13.01
16. ChP（2005）注射用硫喷妥钠采用的含量测定方法为: A. 紫外分光光法 B. 银量法 C. 酸碱滴定法 D. 比色法 E. 差示分光光度法
17. 可用以下方法鉴别的药物是： A. 苯巴比妥 B. 司可巴比妥 C. 硫喷妥钠 D. 异戊巴比妥 E. 异戊巴比妥钠
(1)在吡啶溶液中与铜吡啶试液作用，生成绿色配位化合物 (2)与亚硝酸钠—硫酸反应生成橙黄色，随即转为橙红色 (3)与甲醛—硫酸反应生成玫瑰红色环 (4)与碘试液发生加成反应，使碘试液橙黄色消失 (5)在氢氧化钠液中可与铅离子反应生成白色沉淀，加热后，沉淀变成黑色 (C) (A) (A) (B) (C)
18. 中国药典（2005年版）采用银量法测定苯巴比妥片剂时，应选用的试剂有: A. 甲醇 B. AgNO3 C. 3％无水碳酸钠溶液 D. 终点指示液 E. KSCN
本章重点作业内容 1 如何鉴别巴比妥类药物？ 2 如何测定巴比妥类药物的含量？