第八章 (Ⅰ)杂环类药物的分 The Analysis of Heterocyclic drugs

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第八章 (Ⅰ)杂环类药物的分 The Analysis of Heterocyclic drugs 杂环化合物:指环状有机化合物的碳环中夹杂有非碳元素原子(如O、S、N等)的化合物

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.

第一节 吡啶类药物的分析      异烟肼(isoniazid) 吡啶(pyridine)

尼可刹米(nikethamide)

异烟腙(ftivazide)

丙硫异烟胺(protionamide)

一、结构与性质 1. 吡啶环 弱碱性 pKb~8.8, 非水碱量法含量测定或沉淀反应鉴别 吡啶环可发生开环反应,可用于吡啶类药物的鉴别

2. 取代基: (1)异烟肼  位上酰肼基 弱酸性 非水酸量法 还原性 鉴别或氧化还原滴定法含量测定 可与某些羰基试剂发生缩合反应 鉴别或比色法含量测定 酰胺键易水解引入特殊杂质游离肼

(2)尼可刹米 位上酰胺基 易水解,遇碱水解后,释放出具有碱性的二乙胺,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,故可以此进行鉴别。

(3)丙硫异烟胺 位上硫代甲酰胺基 易水解,加酸水解后,释放出硫化氢,能使湿润的醋酸铅试纸显黑色,故可以此进行鉴别。 3. UV和IR

二、鉴别试验 (一)吡啶环的反应 1. 沉淀反应 (1)与氯化汞的反应

(2)与铜盐的反应 尼可刹米 ChP(2005) 【鉴别】(3)取本品 2 滴,加水 1 ml ,摇匀,加硫酸铜试液 2 滴与硫氰酸胺试液 3 滴,即生成草绿色沉淀。

2. 吡啶环的开环反应 适用于吡啶 、′未取代,以及 、 为烷基或羧基的衍生物 (1)戊烯二醛反应(König反应)

尼可刹米 ChP(2005) 【鉴别】(2)取本品 1 滴,加水 50 ml,摇匀,分取 2 ml,加溴化氰试液 2 ml与 2.5% 苯胺溶液 3 ml,摇匀,溶液渐显黄色。

异烟肼:

(2)二硝基氯苯反应 异烟腙 ChP(2005) 【鉴别】 取异烟腙约50 mg,加2,4-二硝基氯苯50 mg与乙醇3 m1,置水浴中煮沸2~3 min,加10%氢氧化钠溶液2滴,静置后,即显鲜明的红色。

异烟肼不经处理的反应:

(二)酰肼基团的反应 1. 还原反应

异烟肼 ChP(2005) 【鉴别】 (2)取异烟肼约10 mg,置试管中,加水2 ml溶解后,加氨制硝酸银试液1 m1,即发生气泡与黑色浑浊,并在试管壁上生成银镜。

2. 缩合反应

异烟肼 ChP(2005) 【鉴别】 (1)取本品约0.1 g,加水5 ml溶解后,加10%香草醛的乙醇溶液1 m1,摇匀,微热,放冷,即析出黄色结晶,滤过,用稀乙醇重结晶,在105℃干燥后,测定熔点,其熔点为228~231℃,熔融时同时分解。

(三)分解产物的反应 1. 尼可刹米 ChP(2005) 【鉴别】 (1)取本品 10 滴,加氢氧化钠试液 3 ml ,加热,即发生二乙胺的臭气,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。

2. 丙硫异烟胺 ChP(2005) 【鉴别】(1)取本品约 50 mg,加盐酸溶液(9→100)3 ml ,缓缓加热,发生的气体可使湿润的醋酸铅试纸显黑色。

(四)紫外吸收光谱特征 丙硫异烟胺 ChP(2005) 【鉴别】(1)取本品,加乙醇制成每1 ml 中含 20 g 的溶液,照分光光度法(附录ⅣA)测定,在 291 nm 的波长处有最大吸收,吸收度约为0.78。

(五)IR 尼可刹米 ChP(2005) 【鉴别】(4)本品的红外吸收图谱应与对照的图谱(光谱集 135 图)一致。

三、杂质检查 (一)异烟肼中游离肼的检查 杂质来源 原料引入、降解产生 1. 薄层色谱法(TLC) (1) ChP(2005) 杂质对照品法

取本品,加水制成每 1ml 中含 50mg的溶液,作为供试品溶液。另取硫酸肼加水制成每 1ml中含 0 取本品,加水制成每 1ml 中含 50mg的溶液,作为供试品溶液。另取硫酸肼加水制成每 1ml中含 0.20mg(相当于游离肼50µg 的溶液,作为对照溶液。吸取供试品溶液 10µl 与对照溶液 2µl 分别点于同一硅胶薄层板(用羧甲基纤维素钠溶液制备)上,以异丙醇-丙酮(3∶2)为展开剂,展开后,晾干,喷以乙醇制对二甲氨基苯甲醛试液,15min后检视,在供试品主斑点前方与硫酸肼斑点相应的位置上,不得显黄色斑点。

TLC法(ChP) 杂质对照品法 ①样品溶液 异烟肼的水溶液(50mg/ml) ②对照溶液 硫酸肼加水制成每ml 0.20 mg (相当于游离肼50ug)溶液 ③分离系统(展开剂,流动相) 异丙醇-丙酮(3∶2) ④点样量 样品液:10l 对照液:2l

× O 鲜黄色 棕橙色

(2) BP(1998) 游离肼 杂质对照品法 有关物质 高低浓度对比法

TLC法(BP) 杂质对照品法+自身对照法 (1)样品溶液 异烟肼的丙酮-水(1 ∶1 )溶液(100mg/ml) (2)对照溶液 硫酸肼的丙酮-水(1 ∶1 )溶液(0.05 mg/ml ) 异烟肼的丙酮-水(1 ∶1 )溶液(0.2mg/ml) (3)分离系统 乙酸乙酯-丙酮-甲醇-水(50∶20 ∶20 ∶ 10) (4)点样量 样品液:5l 对照液:5l

2. 比浊法 JP(13) 检查方法 灵敏度法 反应原理 游离肼+水杨醛→水杨醛腙↓ 优点:不用对照品,价廉、简单易行 缺点:准确度差

3. 差示分光光度法 游离肼+对二甲氨基苯甲醛→黄色缩合物 于456nm波长处有最大吸收 游离肼+3%丙酮→无色的二甲基甲酮连氮

参比:异烟肼+游离肼+对二甲氨基苯甲醛+3%丙酮 样品:异烟肼+游离肼+对二甲氨基苯甲醛 测定,对照法定量

(二)尼可刹米中有关物质的检查 ChP(2005) TLC 高低浓度对比法 配制两种不同浓度的对照溶液

供试品 对照品 供试液 对照液

(三)硝苯地平中有关物质的检查 HPLC 供试品自身对照法、 有关杂质对照品法 (ChP USP) 有关杂质对照品A+B

Nifedipine C17H18N2O6   346.34 

Specified impurities A, B, C, D. BP2007  A. R = NO2: dimethyl 2,6-dimethyl-4-(2-nitrophenyl)pyridine-3,5-dicarboxylate (nitrophenylpyridine analogue),  B. R = NO: dimethyl 2,6-dimethyl-4-(2-nitrosophenyl)pyridine-3,5-dicarboxylate (nitrosophenylpyridine analogue),

C D

四、含量测定 (一)异烟肼的含量测定 1. 氧化还原滴定法 (1)溴酸钾法 ChP(2005)原料及制剂

反应摩尔比 3∶2

取本品约 0.2g,精密称定,置 100ml量瓶中,加水使溶解并稀释至刻度,摇匀;精密量取25m1,加水50m1、盐酸20ml与甲基橙指示剂1滴,用溴酸钾滴定液(0.01667mo1/L)缓缓滴定(温度保持在18~25℃)至粉红色消失。每1ml的溴酸钾滴定液(0.01667mol/L)相当于3.429mg的C6H7N3O。

(2)溴量法 反应摩尔比 1∶4

(3)剩余碘量法 反应摩尔比 1∶4

2. 非水溶液滴定法 (1)非水酸量法 (2)非水碱量法

(二)尼可刹米的含量测定 1. 非水溶液滴定法 ChP(2005)原料 2. 紫外分光光度法 ChP(2005)注射液 内容量移液管

用内容量移液管精密量取本品1m1,置 100ml 量瓶中,用 0.5% 硫酸溶液分次洗涤移液管内壁,洗液并入量瓶中,加 0.5%硫酸溶液稀释至刻度,摇匀,精密量取适量,加0.5%硫酸溶液稀释成每1ml中约含尼可刹米20µg的溶液,在263nm的波长处测定吸收度,按C10H14N2O的吸收系数( )为292计算,即得。

(三)异烟腙的含量测定 非水溶液滴定法 电位法指示终点 ChP(2005)原料及片剂

(四)丙硫异烟胺的含量测定 1. 非水溶液滴定法 ChP(2005)原料 2. 银量法 ChP(2005)片剂

取本品20片,精密称定,研细,精密称取适量(约相当于丙硫异烟胺0 取本品20片,精密称定,研细,精密称取适量(约相当于丙硫异烟胺0.3g)置具塞锥形瓶中,加丙酮20ml使丙硫异烟胺溶解,精密加入硝酸银滴定液(0.1mo1/L)50m1,摇匀,放置15min,加水50m1、硝酸3m1、硝基苯5ml与硫酸铁铵指示液2m1,用硫氰酸铵滴定液(0.1mo1/L)滴定,并将滴定的结果用空白试验校正。每lml的硝酸银滴定液(0.1mo1/L)相当于 9.014mg的C9H12N2S。

第四节 吩噻嗪类药物的分析 吩噻嗪类药物的基本结构

不同点:R,R’取代基不同 R R’ 盐类 药名 盐酸丙嗪 -(CH2)3N(CH3)2 -H HCl -Cl 盐酸氯丙嗪 盐酸异丙嗪 -CH2CH(CH3)N(CH3)2 盐酸异丙嗪

奋乃静

癸氟奋乃静

盐酸氟奋乃静

盐酸三氟拉嗪

盐酸二氧丙嗪

一、结构与性质 (一)结构分析 1. 硫氮杂蒽母核 (1)含S、N的三环共轭的大体系,S、N与苯环形成p-共轭——具有紫外吸收光谱特征

(2)硫氮杂蒽环上硫原子为-2价,具有还原性,易氧化呈色 (3)硫氮杂蒽环上硫原子有两对孤对电子,易与金属离子络合呈色

2. 取代基 R:脂烃胺基、哌嗪基,具碱性 R:卤素

(二)性质 1. 紫外与红外吸收光谱 本类药物的紫外特征吸收,主要由母核三环的π系统所产生,一般具有三个峰值。即在 204~209nm(205nm附近)、250~265nm(254nm附近)和300~325nm(300nm附近)。最强峰多在 250~265nm。

204~209nm、250~265nm(强)、300~325nm

2位上的取代基(R′)不同,会引起吸收峰发生位移。 其结构中-2 价的硫,易氧化,氧化产物砜及亚砜有四个吸收峰。 吩噻嗪类药物随取代基 R 和R′的不同,产生不同的红外吸收光谱。

2. 易被氧化呈色 3. 易与金属离子络合呈色 4. 碱性 未被氧化的S + Pd 2+ 有色配位化合物 砜(亚砜)+ Pd 2+

二、鉴别试验 (一)UV和IR 奋乃静 ChP(2005) [鉴别] (2)取本品,加无水乙醇制成每1ml 中含 7g 的溶液,照分光光度法(附录ⅣA)测定,在 258nm 的波长处有最大吸收,吸收度约为0.65。

(3)本品的红外吸收图谱应与对照的图谱(光谱集 243 图)一致

(二) 显色反应 1. 氧化剂氧化显色 氧化剂 硫酸、硝酸、过氧化氢 奋乃静 ChP(2005) [鉴别] (1)取本品 5mg,加盐酸与水各 1ml,加热至80℃,加入过氧化氢溶液数滴,即显深红色;放置后,红色渐褪去。

盐酸异丙嗪 ChP(2005) [鉴别] (1)取本品约 5mg,加硫酸5ml 溶解后,溶液显樱桃红色;放置后,色渐变深。 (2)取本品约 0.1g,加水 3ml 溶解后,加硝酸 1ml,即生成红色沉淀;加热,沉淀即溶解,溶液由红色转变为橙黄色。

2. 与钯离子络合显色 癸氟奋乃静 ChP(2005) [鉴别] (2)取本品约 5mg,加甲醇2ml 溶解后,加 0.1% 氯化钯溶液 3ml,即有沉淀生成,并显红色,再加过量的氯化钯溶液,颜色变深。

(三)分解产物的反应 癸氟奋乃静 ChP(2005) [鉴别] (1)取本品 15 ~20mg,加碳酸钠与碳酸钾各约0.1g,混匀,在 600℃ 炽灼 15~20分钟,放冷,加水2ml 使溶解,加盐酸溶液(1→2)酸化,滤过,滤液加茜素锆试液 0.5ml,应显黄色。

(四)氯化物的反应 盐酸氯丙嗪 ChP(2005) [鉴别] (3)本品的水溶液显氯化物的鉴别反应(附录 Ⅲ)。

三、有关物质检查 1. 癸氟奋乃静及其注射液 TLC 参比杂质对照品法 以盐酸氟奋乃静为对照品 2. 其他药物 TLC 高低浓度对比法

癸氟奋乃静有关物质 取本品,加甲醇溶解,制成每1ml 中含25mg的溶液,作为供 试品溶液。另取盐酸氟奋乃静对照品适量,加甲醇稀释制成每1ml 中含0.50mg的溶液, 作为对照品溶液。照薄层色谱法(附录Ⅴ B)试验,取上述两种溶液各20μl ,分别点 于同一硅胶GF254 薄层板上,以丙酮-环己烷-浓氨溶液(80:30:5) 为展开剂,展开 后,晾干,先置紫外光灯(254nm) 下检视;再喷以硫酸溶液(1→2)后检视。供试品溶液 如显杂质斑点,与对照品溶液的主斑点比较,均不得更深。

四、含量测定 (一) 非水溶液滴定法 原料药 存在问题: (一) 非水溶液滴定法 原料药 存在问题: HClO4在冰醋酸溶液中,具氧化性,可氧化吩噻嗪类药物产生红色的氧化物,干扰指示剂终点的观察。排除方法: (1)改用中性溶剂 (2)加抗坏血酸 (3)电位法指示终点

滴定液 溶剂 指示剂 盐酸氯丙嗪 高氯酸 醋酐 橙黄Ⅳ 奋乃静 高氯酸 冰醋酸 结晶紫 奋乃静注射液 碱化游离→氯仿提取 →挥干氯仿→高氯酸滴定

(二)紫外分光光度法 1. 直接分光光度法 盐酸异丙嗪:片剂测定波长为249nm( 为910);注射液为了消除抗氧剂维生素C(max 243nm)对测定的干扰,测定波长改为299nm( 为108)。

同理,盐酸氯丙嗪片剂测定波长为254nm( 为915);注射液测定波长改为306nm( 为115)。

2. 萃取后分光光度法 盐酸氯丙嗪注射液

3. 二阶导数分光光度法 盐酸氯丙嗪注射液 抗氧剂维生素C的二阶导数光谱近似为接近基线的一条直线,不干扰盐酸氯丙嗪的测定

因此盐酸氯丙嗪可从其二阶导数光谱量取峰266nm~谷254nm距离,标准曲线法定量

4. 萃取—双波长分光光度法 (1)原理 在待测组分(a)的最大吸收波长(测定波长,1)处测定待测组分和干扰组分(b)吸收度的总和;另选一适当波长(参比波长,2)测定吸收度,并使干扰组分在测定波长和参比波长处的吸收度相等,即 ,而待测组分在这两个波长处吸收度的差值足够大。

(2)定量依据 样品在二波长下吸收度差值(A):

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,干扰组分的干扰被消除。

(3)必要条件 ① 干扰组分在两个波长处吸收度相等 ② 待测组分在两个波长处吸收度相差足够大

(4)应用 ①萃取 除去抗氧剂的干扰

②双波长分光光度法测定 排除氧化产物的干扰 测定波长 254nm 参比波长 277nm 对照法定量

(三) 铈量法 (吩噻嗪类、硝苯地平) 自身指示终点或电位法、永停法指示终点

优点: 硫酸铈作滴定剂具有高的氧化电位,且为一价还原;不存在对环取代基的副反应,专属性高。 本法既可用于原料,亦可用于片剂的测定

(四)比色法 1. 钯离子比色法 反应在 pH2±0.1 的缓冲液中进行

优点: 钯离子比色法可选择性地用于未被氧化的吩噻嗪类药物的测定 2. 铁盐比色法

第五节 苯并二氮杂卓 类药物的分析 草 卓 环庚三烯

硝西泮

氯硝西泮

奥沙西泮

盐酸氟西泮

艾司唑仑

阿普唑仑

一、结构与性质 1. 苯并二氮杂卓母核 弱碱性,UV 2. 结构中的环一般比较稳定,但在酸性溶液中可水解,形成相应的二苯甲酮衍生物。

3. 含卤素

二、鉴别试验 (一)化学反应 1. 沉淀反应

氯氮卓 ChP(2000) 【鉴别】(2)取本品约 10mg,加盐酸溶液(9→1000)10ml 溶解后,加碘化铋钾试液 1 滴,即生成橙红色沉淀。

阿普唑仑 ChP(2000) [鉴别] (1)取本品约 5mg,加盐酸溶液(9→1000)2ml 溶解后,分为两份:一份加硅钨酸试液 1 滴,即生成白色沉淀;另一份加碘化铋钾试液 1 滴,即生成橙红色沉淀。

2. 水解后重氮化—偶合反应 氯氮卓、艾司唑仑、奥沙西泮 氯氮卓 ChP(2000) [鉴别] (1)取本品约 10mg,加盐酸溶液(1→2)15ml,缓缓煮沸 15 分钟,放冷,溶液显芳香第一胺类的鉴别反应(附录Ⅲ)。

3. 水解后呈茚三酮反应 地西泮 4. 硫酸—荧光反应 地西泮 ChP(2000) [鉴别] (1)取本品约 10mg,加硫酸3ml,振摇使溶解,在紫外灯(365nm)下检视,显黄绿色荧光。

氯氮卓——黄色 艾司唑仑——亮绿色 硝西泮——淡蓝色

5. 分解产物的反应 地西泮 ChP(2000) [鉴别] (2)取本品 20mg,用氧瓶燃烧法(附录 Ⅶ C)进行有机破坏,以 5% 氢氧化钠溶液 5ml 为吸收液,燃烧完全后,用稀硝酸酸化,并缓缓煮沸 2 分钟,溶液显氯化物的鉴别反应(附录 Ⅲ)。

(二)UV 和 IR (三)TLC

三、特殊杂质的检查 (一) 有关物质的检查 1. 地西泮中有关物质的检查 地西泮的原料及片剂 TLC 高低浓度对比法

地西泮(安定) N O C l H 3

2. 氯氮卓中有关物质的检查 USP(30) TLC 氧化物、氨基物 杂质对照品法 有关物质 参比杂质对照品法 氧化物、氨基物 杂质对照品法 有关物质 参比杂质对照品法 BP(2007)HPLC 高低浓度对比法 A、B、C 杂质对照品法 3. 氯氮卓中有关物质的反相高效液相色谱法

氯氮卓(利眠宁) 水解后为芳伯氨基 最不活泼型Cl

(二)降解产物的检查 地西泮注射液 分解产生2-甲氨基-5-氯二苯甲酮 HPLC 主成分自身对照法

1. 峰面积归一化法 取一定量供试品溶液进样,测定各杂质及药物的峰面积,计算各杂质峰面积及其总和占总峰面积的百分率,不能超过限量。注意溶剂峰不应计算在总峰面积内。

优点:不需杂质对照品,简便易行。 缺点:检测波长处,各杂质和药物的吸收强度可能有差异,控制杂质峰面积百分率不一定就是杂质限量,准确度差。

2. 主成分自身对照法 杂质峰面积与主成分峰面积相差悬殊时应用。 方法

分别进样,测定供试品溶液中各杂质峰面积及其总和,与对照溶液主成分峰面积比较,控制供试品中杂质的量。

优点:不需杂质对照品,可同时控制各个杂质及其总量限度 缺点:检测波长处,各杂质和药物的吸收强度可能有差异,准确度差

3. 内标法测定供试品中杂质的总量限度 方法 供试品→供试品溶液1 图1 供试品+内标→供试品溶液2 图2

判断 若图1无与内标峰保留时间相同的杂质峰,则图2中各杂质峰面积之和应小于内标物质峰面积(溶剂峰不计在内)

若图1有与内标峰保留时间相同的杂质峰,则将图2上的内标峰面积减去图1中此杂质峰面积,得内标物质峰的校正面积;图2中各杂质峰面积加上图1此杂质峰面积,得各杂质峰的校正总面积;各杂质峰校正总面积应小于内标物质峰的校正面积。

4. 内标法加校正因子测定供试品中某个杂质的含量 准确测定杂质含量 方法 内标+杂质对照品→溶液,进样,测定,计算校正因子

供试品+内标→供试品溶液,进样,测定杂质和内标峰面积或峰高,计算杂质量

5. 外标法测定供试品中某个杂质的量 供试品→供试品溶液 杂质对照品→对照品溶液进样,测定,计算杂质的含量

缺点:不易准确控制进样量,宜用定量环进样

四、含量测定 (一)非水溶液滴定法 原料 (二)紫外分光光度法

(三)比色法 1. 地西泮经水解后氯仿提取液的比色测定法

2. 地西泮水解产物甘氨酸与茚三酮反应后比色测定法

3. 氯氮卓经酸水解后的重氮化—偶合比色测定法

(四)HPLC 1. 地西泮注射液的 HPLC 法 内标法加校正因子定量 2. 三唑仑的 HPLC 法