药物分析课件第五章.ppt
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- 药物 分析 课件 第五
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1、 巴比妥类药物是环状酰脲类的镇静催眠药,巴比妥类药物是环状酰脲类的镇静催眠药,我们知道巴比妥类药物剂量由小到大,中枢我们知道巴比妥类药物剂量由小到大,中枢抑制作用相继表现为镇静、催眠、抗惊厥和抑制作用相继表现为镇静、催眠、抗惊厥和麻醉作用,其中苯巴比妥还具有抗癫痫的作麻醉作用,其中苯巴比妥还具有抗癫痫的作用用。基本要求 一、掌握我国药典中巴比妥类药物的一、掌握我国药典中巴比妥类药物的鉴别和含量测定的基本原理与方法。鉴别和含量测定的基本原理与方法。二、熟悉国外药典本类药物鉴别和含二、熟悉国外药典本类药物鉴别和含量测定的基本原理与方法。量测定的基本原理与方法。三、了解本类药物的体内分析方法。三、了
2、解本类药物的体内分析方法。一、结构特征与典型药物一、结构特征与典型药物n 巴比妥类药物是巴比妥酸的衍巴比妥类药物是巴比妥酸的衍生物,结构通式如下生物,结构通式如下CCCONONC OR1R2R3543216HH5,55,5取代的巴比妥类药物取代的巴比妥类药物5,55,5取代的硫代巴比妥类药物取代的硫代巴比妥类药物1,5,51,5,5取代的巴比妥类药物取代的巴比妥类药物本类药物的结构可大致分为两个部分:本类药物的结构可大致分为两个部分:1.1.环状丙二酰脲环状丙二酰脲、1,31,3二酰亚胺基团二酰亚胺基团决定巴比妥类药物的特性决定巴比妥类药物的特性2.2.取代基部分取代基部分区别各种巴比妥类药物
3、区别各种巴比妥类药物CCCONONC OH5C2H5C2HH巴比妥CCCONONC OH5C2HH苯巴比妥CCCONONC ONaCH2CHCH2CHCH3C3H7H司可巴比妥钠CCCONONC ONaC2H5CHCH2CH2CH3CH3H异戊巴比妥钠NHNOOOHC2H5CH3CH2CH2CHCH3戊巴比妥戊巴比妥NNOOHSNaC2H5CH3CH2CH2CHCH3硫喷妥钠硫喷妥钠二、理化特征二、理化特征 1.1.性状性状 巴比妥类药物通常为白色结晶或者巴比妥类药物通常为白色结晶或者为结晶性粉末,具有一定的熔点。在空为结晶性粉末,具有一定的熔点。在空气中未定,加热都能升华。一般微溶或气中未定
4、,加热都能升华。一般微溶或极微溶于水,易溶于乙醇;其钠盐易溶极微溶于水,易溶于乙醇;其钠盐易溶于水,难溶于有机溶剂。于水,难溶于有机溶剂。2.2.弱酸性弱酸性 巴比妥类药物的母核环状结构中含有巴比妥类药物的母核环状结构中含有1 1,3-3-二酰亚胺基团,能使其分子发生酮二酰亚胺基团,能使其分子发生酮式式-烯醇式互变异构,在水溶液中发生二烯醇式互变异构,在水溶液中发生二级电离,其反应式为:级电离,其反应式为:OR2R1HOONHNOR2R1HONNOR2R1HOONNOR2R1HOONNOH+H-H-H+pK1=8 pK2=12 由于本类药物具有由于本类药物具有弱酸性弱酸性(pKpKa a 值值
5、为为7.37.38.48.4)故可与强碱反应生成)故可与强碱反应生成水溶性的盐类,一般为钠盐。成盐水溶性的盐类,一般为钠盐。成盐反应为:反应为:CO NHCNCOOHR1R2+NaOHCO NHCNCOONaR1R2+H2O 由弱酸与强碱形成的巴比妥钠盐,其水由弱酸与强碱形成的巴比妥钠盐,其水溶液呈碱性,加酸酸化后,则析出结晶溶液呈碱性,加酸酸化后,则析出结晶性的游离巴比妥类药物,可用有机溶剂性的游离巴比妥类药物,可用有机溶剂将其提取出来。上述这些性质可用于巴将其提取出来。上述这些性质可用于巴比妥类药物的分离、鉴别、检查和含量比妥类药物的分离、鉴别、检查和含量测定。测定。3.3.水解反应水解反
6、应 巴比妥类药物及其钠盐的六元环状巴比妥类药物及其钠盐的六元环状结构比较稳定,遇酸、氧化剂、还原剂结构比较稳定,遇酸、氧化剂、还原剂时,一般情况下不会破裂,但与碱共沸时,一般情况下不会破裂,但与碱共沸时则水解开环,并产生时则水解开环,并产生氨气氨气。n(1)(1)巴比妥类药物的水解巴比妥类药物的水解 主要是酰亚胺基团的性质,与碱溶主要是酰亚胺基团的性质,与碱溶液共沸就可以水解生成氨气,生成的氨液共沸就可以水解生成氨气,生成的氨气可使红色石蕊试纸变蓝。反应式如下:气可使红色石蕊试纸变蓝。反应式如下:CONHCNCOOHR1R2+5NaOH+2Na2CO3COONaR1R2+2NH3 JP(14)
7、JP(14)采用这一反应鉴别异戊巴比妥和巴比妥。采用这一反应鉴别异戊巴比妥和巴比妥。(2)2)巴比妥类药物钠盐的水解巴比妥类药物钠盐的水解 本类药物钠盐的水溶性比较大,在本类药物钠盐的水溶性比较大,在吸湿的情况下也能水解。水解的速度与吸湿的情况下也能水解。水解的速度与温度和温度和pHpH值有关。室温和值有关。室温和pH10pH10以下以下时水时水解较慢,解较慢,pH11pH11以上以上随着碱度的增加水解随着碱度的增加水解速度也随之加快。速度也随之加快。OR2R1HONNONaR2R1R2R1CCOONaCONHCONH2CHCOONa+2NH3H2OH2O 4.4.与重金属反应与重金属反应 (
8、1)(1)与与AgAg+的反应的反应可溶性的可溶性的白色白色CONHCNCOCR1R2ONa+AgNO3+Na2CO3CONCNCOCR1R2ONaAg+NaHCO3NaNO3+NaNO3+CONCNCOCR1R2OAgAgAgNO3+CONCNCOCR1R2ONaAg(2)(2)与与CuCu2+2+的反应的反应巴比妥类药物巴比妥类药物 +铜吡啶试液铜吡啶试液吡啶吡啶紫色或紫紫色或紫色沉淀色沉淀硫喷妥钠硫喷妥钠 +铜吡啶试液铜吡啶试液吡啶吡啶绿色绿色CR1R2COCONHNHCO水吡啶CR1R2COCONNHC OH部分离子化CR1R2COCONNHCO-+H+N+CuSO42NNCu2+SO
9、42-CR1R2COCONNHC O-2+NNCu2+CR1R2COCONNHCOCR1R2COCONNHCOCuNN (3)(3)与与CoCo2+2+的反应的反应 这一反应的现象与铜盐反应的现象相这一反应的现象与铜盐反应的现象相似,均生成紫堇色配位化合物。本反应要似,均生成紫堇色配位化合物。本反应要求在求在无水的条件下进行无水的条件下进行,所用试剂均应不,所用试剂均应不含水分,以使反应灵敏,而且形成的有色含水分,以使反应灵敏,而且形成的有色产物也比较稳定,常用无水乙醇或甲醇;产物也比较稳定,常用无水乙醇或甲醇;钴盐为醋酸钴、硝酸钴或氧化钴;碱以有钴盐为醋酸钴、硝酸钴或氧化钴;碱以有机碱为好,
10、一般采用机碱为好,一般采用异丙胺异丙胺。CO NHCONHCOR1R22+Co2+4(CH3)2CHNH2+CoR2R1CONHCONCOR2R1NCONHCOCONHCH(CH3)2NHCH(CH3)2(CH3)2CHN+H32(4)(4)与与HgHg2+2+的反应的反应NHNOOHR1R2OOR2R1HOONNOR2R1ONN+Hg(NO3)2-HNO3HgNO3HgNO3HgNO3NNOR1R2O+NH3 +H2OHgOHNNOR1R2OOHOHO NH4-+HNO3白色白色 5.5.与香草醛的反应与香草醛的反应 巴比妥类药物分子结构中丙二酰脲巴比妥类药物分子结构中丙二酰脲基团中氢比较活
11、泼,可与香草醛在浓硫基团中氢比较活泼,可与香草醛在浓硫酸存在下发生缩合反应,生成棕红色产酸存在下发生缩合反应,生成棕红色产物。物。BPBP(20002000)戊巴比妥采用此反应进)戊巴比妥采用此反应进行鉴别。行鉴别。加乙醇后,其反应产物可转变为加乙醇后,其反应产物可转变为NHNCH3(CH2)2CHH5C2CH3OOOOOOCH3H5C2CH3(CH2)2CHNNCHOCH3OHCHO+H2OHHHNNOOOCH3CH(CH2)2CH3C2H5OCH3OH棕红色棕红色OOCH3H5C2CH3(CH2)2CHNNCHNNOOCH3CH(CH2)2CH3C2H5OH HOOHOCH3 6.6.紫外
12、吸收光谱特征紫外吸收光谱特征 主要特点主要特点:随着电离级数的不同,巴比:随着电离级数的不同,巴比妥类药物的紫外光谱会发生显著的变化。妥类药物的紫外光谱会发生显著的变化。也就是说,溶液也就是说,溶液pHpH值的不同以及取代基值的不同以及取代基的不同会对紫外光谱产生影响。的不同会对紫外光谱产生影响。A.H2SO4溶液溶液(0.05mol/L)B.pH9.9缓冲液缓冲液C.NaOH溶液溶液(0.1mol/L)巴比妥类药物的紫外吸收光谱巴比妥类药物的紫外吸收光谱n 在在酸性溶液酸性溶液中,中,5 5,5-5-二取代和二取代和1 1,5 5,5 5三取三取代巴比妥类药物代巴比妥类药物不电离不电离,无明
13、显的紫外吸收峰;,无明显的紫外吸收峰;在在pH10pH10的碱性溶液中,发生一级电离,形成共的碱性溶液中,发生一级电离,形成共轭体系结构,在轭体系结构,在240nm240nm处出现最大吸收峰;在处出现最大吸收峰;在pH13pH13的强碱性溶液中,的强碱性溶液中,5 5,5-5-二取代巴比妥类药二取代巴比妥类药物发生二级电离,引起共轭体系延长,导致吸物发生二级电离,引起共轭体系延长,导致吸收峰向红移至收峰向红移至255nm255nm;1 1,5 5,5-5-三取代巴比妥类三取代巴比妥类药物药物,因,因1 1位取代基的存在,故不发生二级电离,位取代基的存在,故不发生二级电离,最大吸收峰仍位于最大吸
14、收峰仍位于240nm240nm。硫喷妥的紫外吸收光谱硫喷妥的紫外吸收光谱HCl HCl 溶液溶液 (0.1mol/L)(0.1mol/L)-NaOH NaOH 溶液溶液 (0.1mol/L)(0.1mol/L)硫代巴比妥类药物硫代巴比妥类药物的紫外吸收光谱则不同,的紫外吸收光谱则不同,在酸性或碱性溶液中均有较明显的紫外吸收在酸性或碱性溶液中均有较明显的紫外吸收。在盐酸溶液(在盐酸溶液(0.1mol/L0.1mol/L)中,两个吸收峰分)中,两个吸收峰分别在别在287nm287nm和和238nm238nm;在氢氧化钠溶液;在氢氧化钠溶液(0.1mol/L0.1mol/L)中,两个吸收峰分别移至)
15、中,两个吸收峰分别移至304nm304nm和和255nm255nm。另外,在。另外,在pH13pH13的强碱性溶液的强碱性溶液中,硫代巴比妥类药物在中,硫代巴比妥类药物在255nm255nm处的吸收峰处的吸收峰消失,只存在消失,只存在304nm304nm处的吸收峰。处的吸收峰。7.7.色谱行为特征(主要用于鉴别)色谱行为特征(主要用于鉴别)(1 1)TLC:TLC:在硅胶在硅胶60F60F254254上点样,氯仿上点样,氯仿-丙酮丙酮(4:14:1)为展开剂,显色,在紫色背景上可观察)为展开剂,显色,在紫色背景上可观察到白色的斑点。一般采用对照品(或标准品)到白色的斑点。一般采用对照品(或标准
16、品)比较法,要求供试品斑点的比较法,要求供试品斑点的R Rf f值应与对照品斑值应与对照品斑点的一致。点的一致。(2 2)HPLC:HPLC:与对照品比较保留行为,主要是比与对照品比较保留行为,主要是比较保留时间和相对保留时间。较保留时间和相对保留时间。8.8.显微结晶显微结晶 巴比妥类药物可根据其本身或与某种试剂的反巴比妥类药物可根据其本身或与某种试剂的反应产物的特殊晶型,进行同类或不同类药物的鉴别。应产物的特殊晶型,进行同类或不同类药物的鉴别。此法亦适用于生物样品中微量巴比妥类药物的检验。此法亦适用于生物样品中微量巴比妥类药物的检验。(1 1)药物本身的晶形药物本身的晶形 取药物或从酸性溶
17、液中,用取药物或从酸性溶液中,用有机溶剂提取、经酸化、提取、纯化后,即生成相有机溶剂提取、经酸化、提取、纯化后,即生成相应巴比妥类药物的特殊结晶。在显微镜下观察结晶应巴比妥类药物的特殊结晶。在显微镜下观察结晶形状:巴比妥为长方形;苯巴比妥在开始时呈球形,形状:巴比妥为长方形;苯巴比妥在开始时呈球形,然后变成花瓣状的结晶。见课本然后变成花瓣状的结晶。见课本P101P101。(2 2)反应产物的晶形反应产物的晶形 鉴于某些巴比妥类药鉴于某些巴比妥类药物可与重金属离子反应,生成具有特殊晶形的物可与重金属离子反应,生成具有特殊晶形的沉淀。因此,可利用此特性进行鉴别。例如,沉淀。因此,可利用此特性进行鉴
18、别。例如,巴比妥可与硫酸铜巴比妥可与硫酸铜-吡啶试液进行反应,生成吡啶试液进行反应,生成十字形紫色结晶,如课本十字形紫色结晶,如课本P101P101图图5-45-4所示;苯所示;苯巴比妥反应后,则形成浅紫色细小不规则的或巴比妥反应后,则形成浅紫色细小不规则的或类似菱形的结晶;其他巴比妥类药物不能形成类似菱形的结晶;其他巴比妥类药物不能形成结晶,可利用这一特性来区分之。结晶,可利用这一特性来区分之。三、鉴别试验三、鉴别试验 1.1.丙二酰脲鉴别反应丙二酰脲鉴别反应 这一鉴别试验已经收载在中国药典这一鉴别试验已经收载在中国药典附录中的附录中的“一般鉴别试验一般鉴别试验”项下。包括项下。包括银盐反应
19、和铜盐反应,分别生成沉淀和银盐反应和铜盐反应,分别生成沉淀和呈色,反应。呈色,反应。1.1.丙二酰脲鉴别反应丙二酰脲鉴别反应 已经收载在中国药典附录中的已经收载在中国药典附录中的“一般鉴一般鉴别试验别试验”项下。包括银盐反应和铜盐反应,项下。包括银盐反应和铜盐反应,分别生成沉淀和呈色,反应的原理前面已经分别生成沉淀和呈色,反应的原理前面已经提到过,在此不再赘述。提到过,在此不再赘述。2.2.测定熔点测定熔点 巴比妥类的钠盐酸巴比妥类的钠盐酸 游离巴比游离巴比妥类药物妥类药物 过滤过滤 洗涤洗涤 干燥干燥 测熔点测熔点 例如:例如:司可巴比妥钠的鉴别司可巴比妥钠的鉴别 取本品取本品1g 1g 溶
20、解溶解 强力强力搅拌搅拌 加水煮沸溶解成澄清溶液加水煮沸溶解成澄清溶液 放冷放冷 过过滤滤 结晶在结晶在7070干燥后,熔点约为干燥后,熔点约为9797。苯巴比妥钠的鉴别苯巴比妥钠的鉴别 中国药典的方法:取本品约中国药典的方法:取本品约0.5g 0.5g 加水溶解加水溶解 加过量稀盐酸加过量稀盐酸 白色结晶白色结晶性沉淀性沉淀 过滤过滤 用水洗净沉淀用水洗净沉淀 105105干燥,干燥,熔点应为熔点应为174174178178。水水稀醋酸稀醋酸 巴比妥的鉴别巴比妥的鉴别 取本品取本品0.5g0.5g,加,加1mol/L1mol/L碳酸钠溶液碳酸钠溶液5ml5ml使溶解,加使溶解,加4.5%4.
21、5%(W/VW/V)对硝基氯苄的乙醇溶液)对硝基氯苄的乙醇溶液10ml10ml,在水浴上加热回流,在水浴上加热回流30min30min,放置,放置1h1h后,滤过,后,滤过,所得沉淀用乙醇进行重结晶后,在所得沉淀用乙醇进行重结晶后,在100105100105干燥,干燥,测定衍生物的熔点,应为测定衍生物的熔点,应为150150左右。巴比妥与对硝左右。巴比妥与对硝基氯苄的衍生化反应为:基氯苄的衍生化反应为:ONHNH5C2OOH5C2H5C2H5C2CH2ClNO2NO2OOCH2HOH+Na2CO3+NaHCO3+NaClNN 3.3.利用特殊取代基或元素的鉴别试验利用特殊取代基或元素的鉴别试验
22、 (1 1)利用不饱和取代基的鉴别试验)利用不饱和取代基的鉴别试验 具有不饱和取代基的巴比妥类药物,中国药典收载了司可巴比妥钠。其分具有不饱和取代基的巴比妥类药物,中国药典收载了司可巴比妥钠。其分子结构中含有烯丙基,可与碘、溴或高锰酸钾作用,发生加成或氧化反应,子结构中含有烯丙基,可与碘、溴或高锰酸钾作用,发生加成或氧化反应,而使碘、溴或高锰酸钾褪色而使碘、溴或高锰酸钾褪色。与与碘试液碘试液反应反应OHONNNaOCH2CH3CH3CH3CH3CH2NaONNOHO+I2II 与与高锰酸钾高锰酸钾的反应的反应 含不饱和取代基的巴比妥含不饱和取代基的巴比妥类药物,具有还原性,在碱性溶液中与高锰酸
23、钾类药物,具有还原性,在碱性溶液中与高锰酸钾反应,使紫色的高锰酸钾还原成棕色的二氧化锰。反应,使紫色的高锰酸钾还原成棕色的二氧化锰。OHONNNaOCH2CH3CH3CH3CH3CH2NaONNOHO+2KMnO4 +4H2OOH OH3+2MnO2 +2KOH3(2 2)利用芳环取代基的鉴别试验)利用芳环取代基的鉴别试验 硝化反应硝化反应 含芳香取代基的巴比妥类药物,如取含芳香取代基的巴比妥类药物,如取苯巴比妥或其钠盐,与苯巴比妥或其钠盐,与硝酸钾和硫酸硝酸钾和硫酸共热,可发生共热,可发生硝化反应,生成黄色硝基化合物。硝化反应,生成黄色硝基化合物。NHNOHOO+H3CH3C+OOHONHN
24、 2KNO3+H2SO4K2SO4+2H2OO2NNO2黄色黄色 与与硫酸硫酸-亚硝酸钠亚硝酸钠的反应的反应 苯巴比妥与硫酸苯巴比妥与硫酸-亚硝酸亚硝酸钠反应生成橙黄色产物,并随即转变为钠反应生成橙黄色产物,并随即转变为橙红色橙红色。本反。本反应确切的原理不清,可能为苯环上的亚硝基反应。此应确切的原理不清,可能为苯环上的亚硝基反应。此鉴别试验为中国药典收载的方法,可用于区别苯巴比鉴别试验为中国药典收载的方法,可用于区别苯巴比妥和其他不含苯环取代基的巴比妥类药物。妥和其他不含苯环取代基的巴比妥类药物。与与甲醛甲醛-硫酸硫酸的反应的反应 苯巴比妥与甲醛苯巴比妥与甲醛-硫酸反应,硫酸反应,生成生成玫
25、瑰红色玫瑰红色产物。此鉴别方法也为中国药典收载,产物。此鉴别方法也为中国药典收载,可用于区别苯巴比妥和其他巴比妥类药物。可用于区别苯巴比妥和其他巴比妥类药物。(3 3)硫元素的鉴别试验)硫元素的鉴别试验 巴比妥类分子结构中含有硫的药物,如硫喷巴比妥类分子结构中含有硫的药物,如硫喷妥钠,可将其硫元素转变为无机硫离子,而显妥钠,可将其硫元素转变为无机硫离子,而显硫化物的反应。如硫喷妥钠在氢氧化钠试液中硫化物的反应。如硫喷妥钠在氢氧化钠试液中与铅离子反应生成白色沉淀;加热后,沉淀转与铅离子反应生成白色沉淀;加热后,沉淀转变成黑色的硫化铅。此鉴别试验可用于硫代巴变成黑色的硫化铅。此鉴别试验可用于硫代巴
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