第八章 杂环类药物的分析 [教学目的] 一、掌握吡啶类、喹啉类、托烷类、吩噻嗪类、苯并二氮杂卓类药物的鉴别和含量测定的基本原理与方法。 二、熟悉本类药物中典型药物国外药典收载的鉴别和含量测定方法。 三、了解本类药物的体内分析方法。 [本章分配学时数] 2学时 [教学环节与教学内容] [复习引入] 2分钟 在上节课，我们进行了芳香胺类药物的分析，要求同学们通过上一章的学习不仅要掌握芳胺类、苯乙胺类药物的鉴别和含量测定的基本原理与方法，还要熟悉芳氧丙醇胺类药物鉴别和含量测定的基本原理与方法。那么，这节课我们就要对杂环类药物进行分析，经过本章的学习后，要求同学们不仅要掌握吡啶类、喹啉类、托烷类、吩噻嗪类、苯并二氮杂卓类药物的鉴别和含量测定的基本原理与方法，熟悉本类药物中典型药物国外药典收载的鉴别和含量测定方法，还要了解本类药物的体内分析方法。 [教授新课] 杂环化合物是指碳环中夹杂有非碳原子的环状有机化合物，其中非碳元素原子称为杂原子，一般为氧、硫、氮等。 特点：种类繁多，数量庞大，自然界分布很广，不少具有生理活性。 分类：按其所含有的杂原子种类与数目，环的元数与环数的不同，将杂环类药物分成许多不同的大类，诸如呋喃类、吡唑酮类、吡啶及哌啶类、嘧啶类、喹啉类、托烷类、吩噻嗪类、苯并二氮杂卓类等。 吡啶类药物 吡啶类药物的分子结构中，均含有氮杂原子六元单环。现以常用且具有代表性的药物异烟肼、尼可刹米和硝苯地平为例进行讨论。 基本结构与主要化学性质 典型药物的结构  异烟肼  尼可刹米  硝苯地平 主要化学性质 弱碱性 本类药物吡啶环上的氮原子为碱性氮原子，吡啶环的pKb值为8.8（水中）。 还原性 异烟肼的分子结构中，吡啶环γ位上被酰肼取代，酰肼基具有较强的还原性，可被不同的氧化剂氧化，也可与某些含羰基的化合物发生缩合反应。 吡啶环的特性 本类药物分子结构中均含有吡啶环，异烟肼和尼可刹米结构中的吡啶环α、α’位未取代，而β或γ位被羧基衍生物所取代；硝苯地平结构中的吡啶环β、β’位被甲酸甲酯所取代，其吡啶环可发生开环反应。 注：取代基团不同，性质不同。 鉴别试验 吡啶环的开环反应 戊烯二醛反应 当溴化氰与芳伯胺作用于吡啶环，使环上氮原子由3价转变成5价，吡啶环发生水解反应生成戊二醛，再与芳伯胺缩合，生成有色的戊烯二醛衍生物。中国药典只用于尼可刹米的鉴别，所用芳胺为苯胺。鉴别反应见教材P165～166。 二硝基氯苯反应 在无水条件下，将吡啶及其某些衍生物与2，4-二硝基氯苯混合共热或使其热至熔融，冷却后，加醇制氢氧化钾溶液将残渣溶解，溶液呈紫红色。 采用本法鉴别异烟肼、尼可刹米时，需适当处理，即将酰肼氧化成羧基或将酰胺水解为羧基后进行鉴别。 酰肼基团的反应 还原反应 异烟肼与硝酸银反应，即生成可溶于稀硝酸的白色异烟酸银沉淀，并生成氮气和金属银，在管壁上产生银镜。 缩合反应 异烟肼的酰肼基与芳醛缩合形成腙，其有固定的熔点，可用以鉴别。中国药典和BP（2000）均采用本法鉴别异烟肼。 形成沉淀的反应 本类药物具有吡啶环的结构，可与重金属盐类及苦味酸等试剂形成沉淀。如尼可刹米可与硫酸铜及硫氰酸铵作用生成草绿色配位化合物沉淀。有如，异烟肼、尼可刹米可与氧化汞形成白色沉淀。 分解产物的反应 尼可刹米与氢氧化钠试液加热，即可有二乙胺臭味逸出，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。中国药典采用该法鉴别尼可刹米。另外，异烟肼、尼可刹米等与无水碳酸钠或氢氧化钙共热，可发生脱羧降解，并有吡啶臭味逸出。 紫外吸收光谱特征 本类药物的分子结构中均含有芳杂环，在紫外光区有特征吸收，其最大、最小吸收波长及百分吸收系数可供鉴别。 有关物质检查 异烟肼中游离肼的检查 异烟肼是一种不甚稳定的药物，其中的游离肼是由制备时原料引入，或在贮藏过程中降解而产生。而肼又是一种诱变剂和致癌物质，因此，国内外药典规定了异烟肼及其制剂中的游离肼的限量检查。常用的方法有薄层色谱法、比浊法等。 薄层色谱法 中国药典对异烟肼及其注射用异烟肼中的游离肼的检查，均采用薄层色谱法。 比浊法 JP（14）采用样品中加水杨醛的乙醇溶液观察混浊的方法来控制游离肼的限量。 差示分光光度法 利用肼与对－二甲氨基苯甲醛可形成黄色缩合物（对－二甲氨基苯甲醛连氮），于456nm波长处有最大吸收；而异烟肼与上述试剂形成的缩合产物（对－二甲氨基苄叉）在此波长处无吸收，即使其浓度比肼的反应产物大3个数量级，其吸收度也远较前者为小。根据这一性质，采用差示分光光度法。 尼可刹米中有关杂质检查 尼可刹米在生产和贮藏过程中易引入有关杂质，因其化学结构不明，故中国药典采用薄层色谱法中的高低浓度对比法进行检查。 硝苯地平中有关物质检查 硝苯地平遇光极不稳定，分子内部发生光化学歧化作用，降解为硝苯吡啶衍生物及亚硝苯吡啶衍生物，分别为4-（2-硝基苯基）-2, 6-二甲基吡啶-3, 5-二羧酸二甲酯（A）和4-（2-亚硝基苯基）-2, 6-二甲基吡啶-3, 5-二羧酸二甲酯（B）。 喹啉类药物 喹啉类药物分子结构中含有吡啶与苯稠合而成的喹啉杂环，环上杂原子的反应性能基本与吡啶相同。现以本类最常用的典型药物硫酸奎宁、硫酸奎尼丁和盐酸环丙沙星为例进行讨论。 基本结构与化学性质 典型药物的结构  硫酸奎宁 硫酸奎尼丁  盐酸环丙沙星 主要化学性质 碱性 喹啉环上的氮原子具有碱性，与强酸形成稳定的盐。 旋光性 硫酸奎宁为左旋体，其比旋度为-237(至-244(；硫酸奎尼丁为右旋体，其比旋度为+275(至+290(；而盐酸环丙沙星无旋光性。 荧光特性 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。 鉴别试验 绿奎宁反应 奎宁和奎尼丁为6位含氧喹啉衍生物，可以发生绿奎宁反应（Thalleioquin）。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。 光谱特征 紫外吸收光谱特征 中国药典采用本法鉴别盐酸环丙沙星。 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。 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的方法进行鉴别，而硫酸奎尼丁未采用此法。 无机酸盐 利用硫酸奎宁和硫酸奎尼丁中的硫酸根，在酸性条件下与氯化钡反应生成白色的沉淀，即显硫酸盐的鉴别反应进行鉴别；盐酸环丙沙星中具有盐酸根，在酸性条件下与硝酸银反应生成白色的沉淀(即显氯化物的鉴别反应)进行鉴别。 特殊杂质检查 硫酸奎宁中特殊杂质检查 根据硫酸奎宁的合成工艺，产品中特殊杂质主要是合成中产生的中间体以及副反应产物，通过检查酸度、氯仿-乙醇中不溶物和其它金鸡纳碱等加以控制。 酸度 本项检查主要控制药物中的酸性杂质。 氯仿－乙醇中不溶物 本项检查主要控制药物在制备过程中引入的醇中不溶性杂质或无机盐类。 其它金鸡纳碱 本项检查主要控制硫酸奎宁中其它生物碱，因其化学结构不十分明确、没有合适的对照品，因此采用薄层色谱中的高低浓度对比法进行检查。 盐酸环丙沙星中特殊杂质的检查 盐酸环丙沙星在生产和贮藏过程中引入的特殊杂质，通过酸度、溶液的澄清度与颜色、有关物质等项目的检查进行控制。 酸度 本项检查主要控制盐酸环丙沙星在生产和贮藏过程中可能引入的酸性杂质。 溶液的澄清度与颜色 本项检查主要控制盐酸环丙沙星在生产和贮藏过程中可能引入的水中不溶性物质和有色杂质。 有关物质 本项检查主要控制盐酸环丙沙星在生产和贮藏过程中可能引入结构不清的有关杂质，采用HPLC法中归一化法进行检查。 托烷类药物 托烷类药物大多数是由莨菪烷衍生的氨基醇与不同的有机酸缩合成酯的生物碱，常见的有颠茄生物碱和古柯生物碱，根据其结构特征均属于杂环类药物。现以最常用的典型药物硫酸阿托品和氢溴酸东莨菪碱为例进行讨论。 基本结构与化学性质 典型药物的结构  硫酸阿托品 氢溴酸东莨菪碱 主要化学性质 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。以阿托品为例，水解生成莨菪醇（Ⅰ）和莨菪酸（Ⅱ），其反应式见教材P177。 碱性 阿托品和东莨菪碱的分子结构中，五元脂环上含有叔胺氮原子，因此，具有较强的碱性，易与酸成盐。如阿托品的pKb1为4.35。 旋光性 氢溴酸东莨菪碱分子结构中含有不对称碳原子，呈左旋体，比旋度为-24(至-27(，而阿托品结构中虽然也含有不对称碳原子，但因外消旋化而为消旋体，无旋光性。利用此性质可区别阿托品与东莨菪碱。 鉴别试验 托烷生物碱一般鉴别试验 本类药物为酯类生物碱，水解后生成的莨菪酸，经发烟硝酸加热处理，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，则转成有色的醌型产物，开始呈深紫色。以阿托品为例，其反应式见教材P178。 氧化反应 本类药物水解后，生成的莨菪酸，可与硫酸和重铬酸钾在加热的条件下，发生氧化反应，生成苯甲醛，而逸出类似苦杏仁的臭味。其反应式见教材P178。 沉淀反应 本类药物具有碱性，可与生物碱沉淀剂生成沉淀。如阿托品与氯化汞醇试液反应，则生成黄色沉淀，而东莨菪碱与氯化汞醇试液反应，则生成白色复盐沉淀。 硫酸盐与溴化物反应 硫酸阿托品的水溶液，加氯化钡试液，即生成白色沉淀，沉淀在盐酸或硝酸中均不溶解；加醋酸铅试液，也生成白色沉淀，但沉淀在醋酸铵或氢氧化钠试液中溶解。氢溴酸东莨菪碱的水溶液，加硝酸银试液，即生成淡黄色凝乳沉淀，沉淀能在氨试液中微溶，但在硝酸中几乎不溶；滴加氯试液，溴即游离，加氯仿振摇，氯仿层显黄色或红棕色。 氢溴酸东莨菪中特殊杂质检查 氢溴酸东莨菪碱是从茄科植物颠茄、白曼陀罗、莨菪等中提取得到的莨菪碱的氢溴酸盐。我国是从茄科植物白曼陀罗的干燥品（洋金花）中提取东莨菪碱，然后制成氢溴酸盐。 根据其制备工艺，本品在生产和贮藏过程中可能引入的特殊杂质，通过酸度、其它生物碱和易氧化物检查进行控制。 酸度 东莨菪碱碱性很弱，对石蕊试纸几乎不显碱性反应。 其它生物碱 本品的水溶液加入氨试液不得发生混浊。 易氧化物 主要是检查本品在生产过程中可能引入的杂质阿扑阿托品及其它含有不饱和双键的有机物质，可使高锰酸钾溶液褪色。 吩噻嗪类药物 基本结构与化学性质 结构特点与典型药物 吩噻嗪类药物为苯并噻嗪的衍生物，其分子结构中均含有硫氮杂蒽母核，基本结构如下： 本类药物在结构上的差异，主要表现在母核2位上的R′取代基和10位上的R取代基的不同。R′基团通常为-H、-Cl、-CF3、-COCH3、-SCH2CH3等；R基团则为具有2~3个碳链的二甲或二乙氨基，或为含氮杂环如哌嗪和哌啶的衍生物等。 临床上常用的本类药物多为其盐酸盐，中国药典收载本类的典型药物有：盐酸氯丙嗪、盐酸异丙嗪、奋乃静、盐酸氟奋乃静、癸氟奋乃静、盐酸三氟拉嗪和盐酸硫利达嗪等，其结构列入表8-2。 主要化学性质 紫外和红外吸收光谱特征 本类药物中的硫氮杂蒽母核为共轭三环的л系统，一般在紫外区有三个吸收峰值，就药典收载的品种而言，其最大吸收峰分别在205nm、254nm和300nm，最强峰多在254nm附近。由于2位、10位上的取代基不同，可引起最大吸收峰的位移。如2位上被卤素取代时，可使吸收峰向红移2nm~4nm，同时会使250nm~265nm区段的峰强度增大；2位上被-COCH3基取代时，则使吸收峰向紫移，并在240nm~245nm及275nm~285nm波长处有强吸收。因此，利用其紫外特征吸收可进行本类药物的鉴别。 易氧化呈色 本类药物硫氮杂蒽母核中的二价硫易氧化，遇不同氧化剂如硫酸、硝酸、三氯化铁试液及过氧化氢等，其母核易被氧化成亚砜、砜等不同产物，随着取代基的不同，而呈不同的颜色。因此，可用于本类药物的鉴别。 与金属离子络合呈色 本类药物分子结构中未被氧化的硫，可与金属钯离子形成配位化合物，其氧化产物砜和亚砜则无此反应。此性质可进行药物的鉴别和含量测定，并具有专属性，可消除氧化产物的干扰。 鉴别试验 紫外特征吸收和红外吸收光谱 国内外药典中常用本类药物紫外吸收光谱中最大吸收波长、最小吸收波长进行鉴别，以及同时利用最大吸收波长处的吸收度或吸收系数进行鉴别。表8-3给出中国药典吩噻嗪类药物的紫外特征吸收鉴别实例。 显色反应 氧化剂显色反应 吩噻嗪类药物可被不同氧化剂如硫酸、硝酸、过氧化氢氧化而呈色。由于取代基不同，各种药物所显颜色有差异。因其反应过程和反应产物极其复杂，很难用化学反应式表达，现将常用药物呈色反应情况列于表8-4。 与钯离子络合显色 本类药物分子结构中未被氧化的硫能与金属钯离子络合形成有色络合物，如与癸氟奋乃静形成红色的络合物。 分解产物的反应 癸氟奋乃静为含氟有机药物，经与碳酸钠及碳酸钾在600℃炽灼，分解成氟化物，加酸性茜素锆试液，生成[ZrF6]2-配位离子，茜素游离使溶液由红色变为黄色。 特殊杂质检查 上述所列的吩噻嗪类药物，除了盐酸奋乃静未列此项检查外，其余六种原料药物与其部分制剂中均规定了该项检查。其中癸氟奋乃静及其注射液在此项检查中，采用薄层色谱法以盐酸氟奋乃静为对照品，其它均采用薄层色谱法，以高低浓度对比法控制其限量。以盐酸异丙嗪和盐酸硫利达嗪为例，简介其杂质检查的方法。 盐酸异丙嗪杂质的来源与检查 合成工艺 见教材P184。 杂质的来源 异丙嗪合成过程中易产生以下副反应：中间体Ⅱ（1-二甲氨基-2-氯丙烷）在碱性条件下，能形成中间体季铵离子，由于亲核性进攻，转位形成2-二甲氨基碳正离子，水解后为2-二甲氨基-1-丙醇。 检查方法 采用TLC法。 盐酸硫利达嗪中有关物质检查 本品遇光不稳定，在生产和贮藏过程中易引入有关物质，因其结构不清，因此药典采用薄层色谱，以高低浓度对比法控制其杂质限量。 苯并二氮杂卓类药物 结构特征与典型药物 典型药物的结构为：  地西泮 阿普唑仑 奥沙西泮 氯氮卓 本类药物结构中，二氮杂卓七环上氮原子具有强碱性，苯基并合后使碱性降低，致使含量测定不能用酸碱滴定法直接测定，而需要采用非水溶液滴定法。本类药物的pKa值与其在不同pH介质中，形成不同的分子形式有关，而分子形式影响其光谱性质；在强酸性溶液中，本类药物可水解，形成相应的二苯甲酮衍生物，其水解产物所呈现的某些特性，可用于本类药物的鉴别和含量测定。 鉴别试验 化学鉴别 沉淀反应 氯氮卓和阿普唑仑的盐酸溶液（9→1000），遇碘化铋钾试液，生成橙红色沉淀。盐酸氟西泮的水溶液和氯硝西泮的稀盐酸溶液遇碘化铋钾试液，也生成橙红色沉淀。而后者放置后，沉淀颜色变深，可以相互区别。 水解后呈芳伯胺反应 氯氮卓和奥沙西泮的盐酸溶液（1→2），缓缓加热煮沸，放冷，加亚硝酸钠和碱性β-萘酚试液，生成橙红色沉淀，而后者放置颜色变暗。其反应见教材P186。 硫酸－荧光反应 苯并二氮杂卓类药物溶于硫酸后，在紫外光（365nm）下，显不同颜色的荧光。如地西泮为黄绿色；氯氮卓为黄色；艾司唑仑显亮绿色；硝西泮则显淡蓝色。若在稀硫酸中，其荧光颜色略有差别：地西泮为黄色；氯氮卓为紫色；硝西泮为蓝绿色；艾司唑仑为天蓝色；奥沙西泮为淡黄绿色。 分解产物的反应 上述列举的本类药物均为有机氯化合物，用氧瓶燃烧法破坏，生成氯化氢，以5%氢氧化钠溶液吸收，加硝酸酸化，显氯化物反应。中国药典用于地西泮和三唑仑药物的鉴别。 氯化铜焰色反应 凡是分子结构中含有氯元素的药物，在铜网上燃烧发出氯化铜的绿色火焰。此反应药典尚未用于本类药物的鉴别。 紫外特征吸收和红外吸收光谱 药典利用本类药物的最大吸收波长，以及最大吸收波长处的吸收度或吸收度比值进行鉴别。表8-5给出本类药物的紫外特征吸收鉴别法。 红外吸收光谱已用于地西泮、阿普唑仑、艾司唑仑、盐酸氟西泮、氯硝西泮和奥沙西泮的鉴别。 薄层色谱法 苯并二氮杂卓类药物发展很快，目前临床应用的品种不断增多。由于本类药物结构相似，不易分离、鉴别，因此薄层色谱法常被用于本类药物的系统鉴别。这方面的研究报道较多，仅举两例以简介其应用。 常用的五种苯并二氮杂卓类药物的薄层色谱法 按常规法点样10μl于硅胶G薄层板上，以苯-丙酮（3?2）为展开剂，饱和15min，用上行法展开15cm，挥发溶剂，用稀硫酸喷雾，于105℃干燥30min，置紫外灯下检视荧光斑点，结果见表8-6。 酸水解产物的薄层色谱法 利用苯并二氮杂卓类药物经酸水解产生的二苯甲酮衍生物进行鉴别。由于不同的苯并二氮杂卓类药物水解后可能会获得相同的二苯甲酮衍生物，因此本法的专属性较差。但有的药物如三唑仑、阿普唑仑等，经酸水解后不产生二苯甲酮的衍生物。 本法可用于体液中本类药物的鉴别。 特殊杂质检查 苯并二氮杂卓类药物在生产或贮藏过程中易引入药物的中间体、副产物等有关物质和分解产物。目前国内外药典多采用薄层色谱法进行有关物质和分解产物的检查。而用高效液相色谱法，检查本类药物质量的报道，也在逐年增多。 有关物质检查 中国药典收载的八种本类药物，除氯氮卓外，其余均作此项检查。其检查方法除了三唑仑采用气相色谱法外，其余均用薄层色谱法进行检查。USP（24）和BP（2000）中对氯氮卓都规定了此项检查，而且均用薄层色谱法进行检查。 地西泮中有关物质的检查 地西泮在合成过程中因其副反应，可能引入N-去甲基苯甲二氮卓及化学结构不清的有关物质，可采用薄层色谱法的高低浓度对比法进行检查。 氯氮卓中有关物质的检查 USP（24）用薄层色谱法检查氯氮卓中的有关物质，并规定其分解产物2-氨基-5-氯-2-苯甲酮（简称氨基物，Ⅱ）含量不得过0.01%；中间体7-氯-1，3-二氢-5-苯基-2H-1，4-苯并二氮杂卓-2-酮-4-氧化物（简称氧化物，Ⅲ）不得过0.1%。 氯氮卓中有关物质的反相高效液相色谱法 见教材P188～189。 降解产物的检查 地西泮注射液列入此项检查，因本品在贮藏过程中有可能分解成2-甲氨基-5-氯-二苯甲酮等杂质。采用高效液相色谱法进行检查。 含量测定 本节选择上述常用的五类杂环药物中的典型药物，从其化学结构、理化特性等方面，讨论药物结构与含量测定的关系。简介常用含量测定方法的原理、条件及其应用特点。 非水溶液滴定法 基本原理 采用非水溶液滴定法测定本类药物时，上述所列药物除了尼可刹米、地西泮和氯氮卓等，以游离碱的形式供分析外，多数为盐酸盐和硫酸盐。这些盐类的滴定过程，实际上是一个置换滴定，即强酸滴定液置换出与游离碱结合的较弱的酸。其反应原理可用下列通式表示：  式中BH+·A-表示游离碱类盐；HA表示被置换出的弱酸。由于被置换出的HA的酸性强弱不同，因而对滴定反应的影响也不同。当HA酸性较强时，反应不能定量完成，根据化学反应平衡的原理，必须采取措施，除去或降低滴定反应产生的HA的酸性，使反应顺利地完成。因此，必须根据不同情况采用相应的测定条件。 一般方法 取经适当方法干燥的供试品适量（其量一般以消耗标准液约8ml为度），加冰醋酸10ml~30ml（必要时可温热使溶解，放冷）。若供试品为氢卤酸盐，应再加5%醋酸汞的冰醋酸溶液3ml~5ml，用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定至终点，并将滴定结果用空白试验校正。 问题讨论 适用范围 本法主要用于Kb＜10-8的有机碱盐，如有机酸盐、氢卤酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐及有机酸碱金属盐类的含量测定。 酸根的影响 本类药物盐中被置换出的无机酸类，在醋酸介质中的酸性以下列排序递减： 高氯酸＞氢溴酸＞硫酸＞盐酸＞硝酸 若在滴定过程中被置换出的HA，其酸性较强，则反应将不能进行到底，如测定杂环类药物氢卤酸盐时，由于被置换出的氢卤酸的酸性相当强，影响滴定终点，不能直接滴定，需要进行处理。一般处理方法是加入定量的醋酸汞冰醋酸溶液，使其生成在醋酸中难解离的卤化汞，以消除氢卤酸对滴定的干扰与不良影响： 2B·HX + Hg(Ac)2 → 2B·HAc + HgX2 当醋酸汞加入量不足时,可影响滴定终点,而使测定结果偏低,但过量的醋酸汞(1～3倍)并不影响测定结果。 滴定剂的稳定性 本类药物的非水溶液滴定法所用的溶剂为醋酸，具有挥发性，且膨胀系数较大，因此温度和贮存条件都影响滴定剂的浓度。若滴定样品时与标定高氯酸溶液时的温度不一致，而且温差未超过10℃时，应将高氯酸滴定液的浓度用下列公式加以校正：  式中：0.0011为冰醋酸的体积膨胀系数，t0为标定时的温度，t1为滴定时的温度，N0为t0时高氯酸滴定液的浓度，N1为t1时高氯酸滴定液的浓度。 若滴定样品时与标定高氯酸溶液时的温差超过10℃时，则应重新标定。 终点指示方法 非水溶液滴定法的终点确定，常用电位法和指示剂法。中国药典收载的本类药物大多采用结晶紫指示剂指示终点，少数采用电位法指示终点。 应用实例 游离弱碱性药物测定 吡啶类、苯并二氮杂卓类药物，临床上多以游离碱状态作为药用，如异烟肼、尼可刹米、地西泮及氯氮卓等。基于这些药物分子结构中氮原子的弱碱性，可用非水溶液滴定法直接测定其含量。由于这些药物的碱性强弱不同，因此测定时所采用的溶剂、指示剂及其指示终点的方法也不尽相同。其测定方法及其主要条件见表8-7。 氢卤酸盐类药物测定 吩噻嗪类药物，临床上使用的多为其盐酸盐，如盐酸氯丙嗪、盐酸异丙嗪、盐酸氟奋乃静、盐酸硫利达嗪等。喹啉和托烷类药物，临床上使用的也有其盐酸盐和氢溴酸盐，如盐酸环丙沙星、氢溴酸东莨菪碱等。当这些药物溶于冰醋酸时，由于氢卤酸在冰醋酸中酸性较强，对测定有干扰，必须先加入过量的醋酸汞冰醋酸溶液，使其形成难以电离的卤化汞，而氢卤酸盐药物，则转变成可测定的醋酸盐。然后再用高氯酸滴定液滴定，并可获得满意的结果。本类药物的测定方法见表8-8。 硫酸盐类药物测定 硫酸是二元酸，在水溶液中能完成二级解离，生成SO42-，但在非水介质中，只显示一元酸解离为HSO4-，即只供给一个H+，所以硫酸盐类药物在冰醋酸中，只能滴定至硫酸氢盐，因此可以用高氯酸滴定液直接滴定。采用非水溶液滴定法，以高氯酸滴定液直接滴定硫酸盐类药物时，需注意本类药物的化学结构，正确判断反应的摩尔比，才能准确地计算出试验结果。现以硫酸阿托品和硫酸奎宁为例，简述其测定方法的基本原理与操作。 1）硫酸阿托品测定：阿托品为碱性较强的一元碱药物，因而硫酸阿托品的化学结构式可以简写为(BH+)2·SO42 -，用高氯酸直接滴定时的反应式为： (BH+)2·SO42- + HClO4 → (BH+)·ClO4- + (BH+)·HSO4- 因此，可根据1mol的硫酸阿托品消耗1mol高氯酸的关系计算其含量。 2）硫酸奎宁测定：奎宁为二元碱，其中喹核碱的碱性较强，可与硫酸生成盐；而喹啉环的碱性极弱，不能与硫酸成盐，而保持游离状态。当用高氯酸直接滴定硫酸奎宁时，1mol的硫酸奎宁消耗3mol的高氯酸。其反应式如下： (C20H24N2· H+)2SO4 + 3HClO4 → (C20H24N2· 2H+)·2ClO4- +(C20H24N2· 2H+)·HSO4-·ClO4- 中国药典和USP(24)都采用此法测定硫酸奎宁和硫酸奎尼丁的含量。 3）硫酸奎宁片的测定：硫酸奎宁片剂碱化处理，生成奎宁游离碱，然后再用高氯酸标准溶液直接滴定。此时1mol的硫酸奎宁可消耗4mol的高氯酸，因此片剂分析的滴定度与原料药分析的滴定度不同。 硝酸盐的测定 硝酸在冰醋酸介质中酸性不强，滴定反应可以进行完全。但是硝酸具有氧化性可以破坏指示剂使其变色，使指示剂无法指示终点。因此采用非水溶液滴定法测定硝酸盐时，一般不用指示剂法而用电位法指示终点。 磷酸盐与有机酸盐 磷酸与有机酸在冰醋酸介质中酸性极弱，不影响滴定反应的定量完成，可以按常规方法直接滴定。 铈量法 铈量法是药物分析中常用的氧化还原方法之一，但上述所列各类药物中，仅有硝苯地平和吩噻嗪类药物可采用此法进行含量测定。基于这些药物具有还原性，在酸性介质中可以用硫酸铈滴定液直接滴定。前者用邻二氮菲指示剂指示终点；后者利用药物自身的颜色变化指示终点。 硝苯地平的测定 硝苯地平的测定原理，可用下列反应式表示：  终点时，微过量的的Ce4+将指示剂中的Fe2+氧化成Fe3+，使橙红色配合物离子呈淡蓝色或无色配位化合物离子，以指示终点的到达。 吩噻嗪类药物的测定 基本原理是利用吩噻嗪类药物被硫酸铈滴定时，先失去一个电子形成一种红色的自由离子，达到化学计量点时，溶液中的吩噻嗪类药物均失去两个电子，而红色消褪，借以指示终点。此法也可采用电位法或永停法指示终点。其反应简式如下：  比色法 酸性染料比色法 基本原理 在适当的介质中，碱性药物（B）可与氢离子结合成阳离子（BH+），而一些酸性染料，如溴百里酚蓝、溴酚蓝、溴甲酚紫和溴甲酚绿等，可解离成阴离子（In -）。上述的阳离子与阴离子定量地结合成有色络合物（BH+In -）离子对，可以定量地被有机溶剂提取，在一定波长处测定该溶液有色离子对的吸收度，即可以计算出碱性药物的含量。其反应平衡简式如下：  也可将呈色的有机溶剂经碱化（如加入醇制氢氧化钠），使与有机碱结合的酸性染料释放出来，测定其吸收度，再计算出碱性药物的含量。 影响因素 酸性染料比色法的影响因素较多，如水相的pH，酸性染料的种类和有机溶剂的种类与性质都影响测定结果。现分别简单讨论之。 水相最佳pH值的选择 本法中水相的pH选择极为重要，只有选择合适的pH使有机碱性药物均成阳离子（BH+），而同一pH条件下，酸性染料电离足够的阴离子（In -），阴阳离子才能定量生成离子对，并完全溶于有机溶剂中，而过量的染料完全保留在水相中，才能保证定量的测定。 从上述平衡简式可知，如pH过低，抑制了酸性染料解离，使In-浓度太低，而影响离子对的形成；如pH过高，有机碱药物呈游离状态，使离子对的浓度也很低。因此，选择一个最佳pH值应使有机碱药物和酸性染料全部以BH+和In-状态存在，是酸性染料比色法至关重要的试验条件。其选择方法一般根据有机药物和酸性染料的pK值，以两相中分配系数而定。 酸性染料及其浓度 可用于本法的酸性染料较多，而所选用的酸性染料，不但能与有机碱药物定量地结合，而且生成的离子对在有机相中溶解度大，染料在有机溶剂中不溶或很少溶解；同时要求生成的离子对，于其最大吸收波长处有较高的吸收度。常用的酸性染料有溴麝香草酚蓝、甲基橙、溴甲酚绿等。中国药典中，托烷类药物含量测定，所选用的酸性染料为溴甲酚绿。 酸性染料的浓度，一般认为对测定结果影响不大，只要有足够量即可。增加酸性染料的浓度 可以提高测定的灵敏度。但如果浓度太高，则易产生严重的乳化层，且不易去除，往往影响测定结果。 有机溶剂的选择 应选择对有机碱药物与酸性染料形成的离子对提取率高，不与或极少与水混溶，或能与离子对形成氢键的有机溶剂作为溶剂。常用的有机溶剂有氯仿、二氯甲烷、二氯乙烯、苯、甲苯、四氯化碳等。其中以氯仿最为常用，是理想的溶剂。氯仿能与离子对形成氢键，提取率较高，选择性好，在水中溶解度小，且混溶的微量水分易于除去。其次是二氯甲烷、二氯乙烯、苯等。 水分的影响 在提取过程中，严防水分混入有机溶剂中，一则水相中有过量的有色酸性染料，而影响测定结果；二则水分的混入使氯仿混浊，而影响比色测定。一般多采用加入脱水剂，或经滤纸过滤的方法，除去混入的水分。 另外，酸性染料中有杂质混入提取的有机相中，使测定结果受到干扰。为了获得准确结果，可在加入供试品之前，将缓冲液与酸性染料的混合液先用所选用的有机溶剂提取，以便除去酸性染料中的有色杂质。 应用示例 中国药典用本法测定含量的药物有硫酸阿托品片、氢溴酸东莨菪碱片和氢溴酸山莨菪碱片等。 钯离子比色法 基本原理是利用吩噻嗪类药物，在适当pH值溶液中可与金属钯离子形成有色络合物（反应式见本章第四节的鉴别试验），借以进行比色测定。如丙嗪、氯丙嗪、异丙嗪，在pH2±0.1的缓冲溶液中，可与钯离子（Pd2+）形成红色络合物。10min后呈色完全，呈色可稳定2h左右，并在500nm波长附近具有最大吸收，最适宜的测定范围为50μg~250μg。 本法可选择性地用于未被氧化的吩噻嗪类药物的测定。因为钯离子只与未被氧化的硫共价，当硫原子已被氧化为亚砜或砜时，则不与钯离子呈色，因此可利用空白试验对照的方法，消除本类药物中的氧化物的干扰。 紫外分光光度法 本章所列举的五类药物，原料药仅奥沙西泮采用本法，而其他药物的制剂或片剂均匀度与溶出度的测定均采用本法。其测定原理是基于这些药物具有紫外特征吸收光谱，在其最大吸收波长处测定吸收度，利用百分吸收系数（）计算；或与对照品溶液同时测定，计算含量。现介绍几种不同类型的应用实例。 直接分光光度法 供试品不需要提取分离，溶于适当的溶剂中即可进行含量测定。 萃取后分光光度法 盐酸氯丙嗪注射液的含量测定，除了上述采用选择299nm波长直接分光光度法消除处方中维生素C的干扰外，还可以利用萃取后分光光度法进行测定。 萃取－双波长分光光度法 本法是USP（24）收载的方法，用于盐酸氯丙嗪注射液的含量测定，主要用来校正样品中氧化物对测定的干扰。 二阶导数分光光度法 盐酸氯丙嗪注射液中常添加亚硫酸盐和维生素C作为抗氧剂。在紫外光谱区抗氧剂的吸收谱带与盐酸氯丙嗪吸收谱带重叠,干扰测定。上述采用碱化后乙醚萃取-分光光度法、双波长分光光度法，可以消除其干扰，但操作繁琐，被测组分因经两次提取易损失，致使测定精密度不高，准确度较差。采用二阶导数光谱法，不但可消除抗氧剂的干扰，而且提高了测定的精密度和灵敏度。 气相色谱法 气相色谱法是一种有效的分离技术，它具有分离效果好、灵敏度高、选择性好、用样量少和分析速度快等特点，特别适合组分比较复杂的供试品中微量有机药物及其代谢物的分离测定。由于绝大多数药物极性较大，不易气化，或者对热不稳定，因此该法在药物分析中的应用不如高效液相色谱法多。现以硫酸阿托品片和人血浆中硝苯地平的气相色谱法为例，简述该法在杂环类药物分析中的应用。 硫酸阿托品片的含量测定 人血浆中硝苯地平的气相色谱法测定及药代动力学研究 高效液相色谱法 高效液相色谱法，在杂环类药物的含量测定中，应用越来越广泛，其中80%以上是采用反相高效液相色谱法。利用本法可以十分有效地分离和测定本类药物及其分解产物。USP（24）收载的本类药物有数十个品种采用本法测定，而本章典型药物在我国药典仅用于地西泮注射液的含量测定。 反相高效液相色谱法 反相高效液相色谱法，是指流动相的极性大于固定相极性的色谱方法。 离子对高效液相色谱法 离子对色谱法，是离子对提取与色谱技术相结合的产物，可用于分析呈离解状态的药物，如有机酸类或有机碱类。离子对色谱法是将待测组分的反离子加入到流动相中，与呈离解状态的药物作用，生成可逆的离子对化合物。 [新课小结] 重点：吡啶类、喹啉类、托烷类、吩噻嗪类、苯并二氮杂卓类药物的结构与主要性质。 难点：吡啶类、喹啉类、托烷类、吩噻嗪类、苯并二氮杂卓类药物的鉴别和含量测定的基本原理与方法。 [作业] [练习题与答案] 一、练习题 [A型题] 1. 异烟肼《中国药典》的鉴别方法是 A.三氯化铁反应 B. 水解反应 C.沉淀反应 D.重氮化-偶合反应 E. 与硝酸银试液反应 2. 异烟肼《中国药典》规定的含量测定方法为 A.非水溶液滴定法 B.溴酸钾法 C.碘量法 D.紫外分光法 E.亚硝酸钠滴定法 [B型题] A. 与硝酸银试液反应 B.亚硝酸钠-硫酸反应 C. 戊烯二醛反应 D. 水解后重氮化-偶合反应 E. 重氮化-偶合反应 1. 异烟肼 2. 苯巴比妥 3. 尼可刹米 4. 氯氮卓 A. 溴酸钾法 B. 紫外分光光度法 C. 非水滴定法 D. HPLC法 E. 双相滴定法 5. 异烟肼 6. 尼可沙米注射剂 7. 苯甲酸钠 8. 地西泮注射剂 [X型题] 1. 《中国药典》规定用紫外分光光度法测定的药物有 A. 苯巴比妥 B. 盐酸氯丙嗪片 C. 地西泮片 D. 盐酸氯丙嗪注射剂 E. 氯氮卓片 2. 可用非水溶液滴定法测定含量的药物有 A. 尼可刹米 B. 盐酸氯丙嗪 C. 奋乃静 D. 地西泮 E. 氯氮卓 二、答案精讲 [A型题] 1．E 异烟肼的鉴别是利用酰肼基具有还原性, 可还原硝酸银中的Ag+为单质银，因此可选E。 2．B [B型题] 1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.E 8.D [X型题] 1. B C D E 2．A B C D E 碱性原料药物首选的含量测定方法为非水溶液滴定法，因此可选A，B，C，D，E。