第十三章维生素药物的分析.docx

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第十三章维生素药物的分析

第十三章维生素药物的分析

第一节维生素A的分析

一、结构与性质

维生素A的结构为具有共轭多烯侧链的环己烯，故具有许多立体异构体。

1．溶解性维生素A不溶于水，易溶于有机溶剂。

2．不稳定性维生素A结构中含有共轭多烯醇侧链，所以性质活泼，不稳定。

易被氧化剂氧化，易被紫外光裂解。

3．紫外吸收特性维生素A结构中有多个共轭不饱和键，在紫外光区有强吸收，可用于鉴别和含量测定。

4．与三氯化锑呈色维生素A在氯仿溶液中与三氯化锑试剂作用，产生不稳定的蓝色。

二、鉴别试验维生素A的鉴别可用三氯化锑反应、紫外分光光度法和薄层色谱法等。

三、含量测定

（一）紫外分光光度法（重点、难点）

1．三点校正法的建立：

维生素A在325~328nm的波长范围内具有最大吸收，可用于含量测定。

但维生素A原料中常混有其他杂质，干扰维生素A的测定。

为消除非维生素A物质引起的无关吸收所引入的测定误差，以求得维生素A的真实含量，建立了三点校正法。

即在规定条件下用校正公式计算吸收度Amax（校正）后，再进行计算。

可消除无关吸收，测得维生素A的真实含量。

2．测定原理本法是在三个波长处测得吸收度，根据校正公式计算吸收度A校正值后，再计算含量，故本法称为“三点校正法”。

其原理主要基于以下两点：

（1）杂质的无关吸收在310~340nm的波长范围内几乎呈一条直线，且随波长的增大吸收度下降。

（2）物质对光吸收呈加和性的原理。

即在某一样品的吸收曲线上，各波长处的吸收度是维生素A与杂质吸收度的代数和，因而吸收曲线也是二者吸收的叠加。

3．波长选择三点波长的选择原则为一点选择在维生素A的最大吸收波长处（即λ1）；其它两点选择在λ1的两侧各选一点（λ2和λ3）。

（1）第一法（等波长差法）：

使λ3－λl＝λl－λ2。

中国药典规定，测定维生素A醋酸酯时，λl＝328nm，λ2=316nm，λ3＝340nm，Δλ=12nm。

（2）第二法（等吸收比法）：

使

＝

＝6/7

。

中国药典规定，测定维生素A醇时，λl＝325nm，λ2＝310nm，λ3＝334nm。

4．测定方法：

维生素A测定法有“第一法”和“第二法”两种方法（中国药典2000年版）。

（1）第一法（直接测定法，适用于纯度高的维生素A醋酸酯）

（2）第二法（皂化法，适用于维生素A醇）

第一法（直接测定法，适用于纯度高的维生素A醋酸酯）

（1）测定方法：

供试品适量→精密称定→环己烷溶解→定量稀释制成每1ml中含9~15单位的溶液→照分光光度法→测定其吸收峰的波长→分别在300、316、328、340和360nm波长处测定吸收度（如不在326~329nm之间，则改用第二法测定）→计算各波长处的吸收度与波长328nm处吸收度的比值和波长328nm处的

值。

（2）含量计算：

每1g供试品中含有的维生素A的单位=

（328nm）×1900

（3）校正步骤：

①如果吸收峰波长在326~329nm之间，且所测得各波长比值不超过表13-2中规定的

0.02，则用A328（实测）计算。

②如果吸收峰波长在326~329nm之间，但所测得的各波长吸收度比值超过表13-2中规定值的

0.02，应按下式求出校正后的吸收度，并计算校正吸收度与实测吸收度的差值对实测吸收度的百分率（简称差值百分率）。

A328（校正）=3.52（2A328-A316-A340）

③如差值百分率在-3.0%~+3.0%之间，则不用校正吸收度，仍以实测吸收度计算含量。

④如差值百分率在-15%~-3%之间，则以校正吸收度计算含量。

⑤如差值百分率＜-15%或＞+3%，则供试品须按第二法测定。

（4）生物效价和换算因数：

1g维生素A醋酸酯相当的单位数是：

∵维生素A醋酸酯的吸收系数为1530

∴换算因数

应用示例：

中国药典收载的维生素A胶丸、维生素AD胶丸和维生素AD滴剂等均采用本法测定含量。

维生素AD胶丸的测定：

精密称取维生素AD胶丸装量差异项下的内容物重0.1287g（每丸内容物的平均装量0.07985g，标示量每丸含维生素A10000单位），置10ml烧杯中，加环己烷溶解并定量转移至50ml量瓶中，用环己烷稀释至刻度，摇匀；精密量取2ml，置另一50ml量瓶中，用环己烷稀释至刻度，摇匀。

以环己烷为空白，测得最大吸收波长为328nm，并分别于300、316、328、340和360nm的波长处测得吸收度如下，求胶丸中维生素A占标示量的百分含量？

波长（nm）

300

316

328

340

360

测得吸收度（A）

0.374

0.592

0.663

0.553

0.228

解：

（1）计算各波长处的吸收度与328nm波长处的吸收度比值，并与规定比值比较。

波长（nm）

300

316

328

340

360

吸收度比值

（Ai/A328）

0.564

0.893

1.000

0.834

0.344

规定比值

0.555

0.907

1.000

0.811

0.299

比值之差

+0.009

-0.014

0

+0.023

+0.045

其中，比值A360/A328与规定比值之差为+0.045，超过规定的（±0.02）限度，故需计算校正吸收度。

（2）计算校正吸收度，并与实测值比较

A328（校正）＝3.52（2A328－A316－A340）

＝3.52（2×0.663－0.592－0.553）＝0.637

因校正吸收度与实测值之差已超过实测值的-3.0%，故应以A328（校正）计算含量。

（3）计算供试品的吸收系数

（328nm）值

式中A328（实测）为未经校正的、在328nm的波长处测得的吸收度；ms为取样量；D为稀释体积。

（4）计算供试品中维生素A效价（IU/g）及占标示量的百分含量

供试品中维生素A效价

练习题：

同学自己做以下两题

（1）紫外分光光度法测定维生素A醋酸酯胶丸含量，取内容物39.1mg，加环己烷溶解并稀释至100ml，在下列波长下测得吸收度为：

波长（nm）

300

316

328

340

360

测得吸收度（A）

0.390

0.607

0.671

0.550

0.224

已知胶丸内容物平均重量为0.08736g，其标示量为每丸3000IU。

试求占标示量的百分含量?

（94.9%）

（2）维生素A醋酸酯胶丸的含量测定，取内容物W，加环己烷溶解并稀释至10ml。

摇匀，精密量取0.1ml，再加环己烷稀释至10ml，使其浓度为9~15IU/ml。

已知内容物平均重量为80.0mg，其标示量为每丸10000IU。

试计算取样量（W）的范围是多少？

（72~120mg）

第二节维生素E的分析

一、结构和性质

1．结构维生素E为苯并二氢吡喃醇的衍生物，苯环上有一个乙酰化的酚羟基。

具有α、β、γ和δ等多种异构体，其中以α-异构体的生理活性最强。

2．性质

（1）外观性状和溶解性

（2）紫外吸收特性

（3）易水解、氧化维生素E苯环上有乙酰化的酚羟基，在酸性或碱性溶液中加热，可水解生成游离生育酚，故常作为特殊杂质进行检查。

游离生育酚在有氧或其它氧化剂存在时，则进一步氧化生成有色的醌型化合物，尤其在碱性条件下，氧化反应更易发生。

二、鉴别试验（重点）

1．硝酸氧化显色维生素E在酸性条件下，水解生成生育酚，可被硝酸氧化成生育红而显橙红色。

2．三氯化铁-联吡啶反应在碱性条件下，维生素E水解生成游离生育酚，生育酚经乙醚提取后，被Fe3＋氧化生成对生育醌；同时Fe3＋被还原为Fe2＋，后者与联吡啶络合成红色配离子。

三、检查

中国药典（2000年版）采用硫酸铈滴定法检查制备过程中未酯化的生育酚。

游离生育酚具有还原性，可与硫酸铈定量发生氧化还原反应。

故在一定条件下，以消耗硫酸铈滴定液的体积数为限量指标，即可控制游离生育酚的限量。

四、含量测定

维生素E的含量测定方法很多。

利用其水解产物生育酚的还原性，可用铈量法测定；或将铁（Ⅲ）还原为铁（Ⅱ）后，再与不同试剂生成配位化合物进行比色测定。

近年来，中国药典、USP、BP等国家药典多采用气相色谱法。

第三节维生素B1的分析

一、结构和性质

1．结构维生素B1又称盐酸硫胺，是由氨基嘧啶环和噻唑环通过亚甲基连接而成的季铵化合物的盐酸盐。

2．性质

（1）溶解性

（2）杂环上氮原子的性质（3）紫外吸收特性

（4）硫色素反应（5）氯化物的特性

二、鉴别试验

1．硫色素反应（重点）维生素B1在碱性溶液中，可被铁氰化钾氧化生成硫色素。

硫色素溶于正丁醇（或异丁醇等）中，显蓝色荧光。

该反应为维生素Bl的特有反应。

2．氯化物反应维生素B1的水溶液显氯化物反应。

三、含量测定

维生素B1及其制剂常用的含量测定方法有：

非水溶液滴定法、紫外分光光度法、硅钨酸重量法和硫色素荧光法等。

中国药典采用非水溶液滴定法测定原料药，而其片剂和注射液，采用紫外分光光度法测定。

1．非水溶液滴定法

原理：

维生素B1分子中含有两个碱性的已成盐的伯胺（嘧啶环）和季铵（噻唑环）基团，在非水溶液中，醋酸汞存在下，均可与高氯酸作用。

反应的摩尔比为1:

2。

2．紫外分光光度法

中国药典（2000年版）收载的维生素B1片和注射液，均采用本法测定含量。

3．硅钨酸重量法

（1）原理：

维生素B1在酸性溶液中，能与硅钨酸定量地生成组成恒定的硅钨酸盐沉淀，根据沉淀的重量和供试品的称取量即可计算维生素B1的含量。

沉淀的组成为（C12H17ClN4OS）2·SiO2（OH）2·12WO3·4H2O，其分子量为3479.22，维生素B1的分子量为337.27。

即：

1g沉淀相当于0.1939g的维生素B1。

（2）计算：

所得沉淀重量与0.1939相乘，即得供试品含C12H17ClN4OS·HCl的重量。

第四节维生素C的分析

一、结构和性质

1．结构；维生素C分子结构和糖类相似，具有二烯醇结构和内酯环，且具有两个手性碳原子（C4、C5），因此性质极为活泼，且具有旋光性。

2．性质

（1）溶解性维生素C在水溶液中呈酸性；在乙醇中略溶，在氯仿或乙醚中不溶。

（2）酸性维生素C分子中C3上的羟基受共轭效应的影响，易于离解出氢离子，酸性较强（pK14.17）；C2上的羟基酸性极弱（pK211.57），故维生素C一般表现为一元酸。

（3）还原性维生素C结构中有二烯醇结构，有强还原性。

能与硝酸银、2，6-二氯靛酚和碘等发生氧化还原反应，利用该性质可进行鉴别和含量测定。

（4）旋光性维生素C分子中有两个手性碳原子，故有旋光性。

（5）紫外吸收特性维生素C有共轭双键，其稀盐酸溶液在245nm波长处有最大吸收。

二、鉴别试验

维生素C的鉴别反应多基于其还原性。

另外，还可用红外光谱法和紫外光谱法等。

1．与氧化剂反应：

维生素C可将硝酸银还原为黑色的单质银，也可将红色的二氯靛酚试液还原为无色的酚亚胺溶液。

中国药典以此进行鉴别。

维生素C还可还原碱性酒石酸酮、高锰酸钾等氧化剂，使这些试剂褪色，产生沉淀或显色，从而用于鉴别。

2．紫外吸收光谱法：

三、含量测定

碘量法（重点）。

中国药典即用直接碘量法，测定维生素C及其片剂、注射液的含量。

1．原理：

维生素C具有还原性，可被不同氧化剂定量氧化，可用氧化还原法测定含量。

2．方法：

维生素C原料的含量测定取本品约0.2g→精密称定→加新沸过的冷水100ml与稀醋酸10ml使溶解→加淀粉指示液1ml→立即用碘滴定液（0.1mol/L）滴定→显蓝色并在30秒钟内不褪。

3．说明：

（1）维生素C与碘的反应摩尔比是1:

2，每1ml碘滴定液（0.1mol/L）相当于8.806mg的维生素C。

（2）维生素C注射液的含量测定

维生素C注射液中加入了亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠作抗氧剂，由于亚硫酸氢钠等也要消耗碘液，而使测定结果偏高。

中国药典规定，维生素C注射液含量采用碘量法测定，需加丙酮作掩蔽剂，消除亚硫酸氢钠的干扰。

第十四章甾体激素类药物的分析

第一节结构与性质

一、基本结构

甾体激素类药物种类繁多，但基本骨架相同。

分子结构中均具有环戊烷并多氢菲的母核。

各类甾体激素药物的基本结构。

本类药物分子中可供分析的主要基团为：

A环具有△4-3-酮结构；D环的17α-醇酮基和C17上甲酮基；A环为苯环，并有C3-酚羟基；α-乙炔基；17、21-二羟基-20酮；氟元素的反应等。

二、性质

（1）母核的呈色反应

（2）肾上腺皮质激素的还原性

（3）与羰基试剂的缩合反应（4）雌激素A环酚羟基的反应

（5）甲酮基以及活泼亚甲基的反应（6）氟元素的反应

（7）乙炔基的反应

第二节鉴别试验（重点）

一、与强酸的呈色反应二、官能团的反应

三、制备衍生物测定熔点四、酯类的水解

五、紫外分光光度法六、红外分光光度法

七、薄层色谱法八、高效液相色谱法

第三节杂质检查

甾体激素类药物检查其特殊杂质“其它甾体”的限度，是一个重要的项目。

因为本类药物大多由其它甾体化合物或结构类似的其它甾体激素经结构修饰而来，因而可能带来原料、中间体、异构体、降解产物，以及残留的试剂和溶剂等杂质。

第四节含量测定

一、四氮唑比色法（重点）

1．原理：

皮质激素类的C17位的α-醇酮基具有还原性，在强碱性溶液中能将四氮唑盐定量地还原为有色甲，后者在可见光区有最大吸收。

该反应在一定条件下可定量完成，且生成的有色甲具有一定的稳定性，可用于甾体激素类药物的比色测定。

2．讨论及注意事项

二、异烟肼比色法

甾体激素C3上酮基及某些其它位置上的酮基与常用的羰基试剂如异烟肼、2，4-二硝基苯肼及氨基脲等发生缩合反应，可作为含量测定的依据。

异烟肼是目前广泛采用的一种。

原理：

异烟肼（INN）试剂可与一些甾酮在酸性条件下形成黄色异烟腙，在一定波长下具有最大吸收。

某些具有Δ4-3-酮和C20-酮基的甾体激素可形成双腙，如黄体酮、可的松和氢化可的松等。

三、柯柏反应与铁-酚试剂比色法

1．柯柏（Kober）反应该反应是指雌激素与硫酸-乙醇共热呈色，用水和稀硫酸稀释后重新加热发生颜色改变，并在515nm处有最大吸收的反应。

Kober反应包括两步：

（1）与硫酸-乙醇共热产生黄色，在465nm处有最大吸收；

（2）加水和稀硫酸稀释重新加热显桃红色，在515nm处有最大吸收。

2．铁-酚试剂比色法用铁-酚试剂改进Kober反应有以下优点：

（1）少量铁盐加入能加速黄色形成的速率和强度；加速黄色转变为红色，也能加强红色的稳定性；

（2）酚的加入可消除反应产生的荧光，加速红色的形成。

第十五章抗生素药物的分析

第一节概述

抗生素类药物常用的有：

β-内酰胺类抗生素、氨基糖苷类抗生素和四环素类抗生素等。

效价测定：

抗生素的含量测定方法，主要为微生物学法和化学及物理化学法两大类。

1．微生物学法是以抗生素的抑菌或杀菌能力作为衡量效价的标准。

其原理与临床应用的要求一致，有利于确定抗生素的医疗价值。

对已知分子结构或结构不明确的抗生素均能应用。

对同一类型的抗生素不需分离，可一次测定其总效价。

但该法操作繁琐，测定时间长，误差较大。

2．理化分析法对于提纯的、化学结构已确定的抗生素，可用化学及物理化学方法测定。

本类方法是根据抗生素的化学结构特点，利用其特有的物理化性质而进行的。

因是利用某一类抗生素的共同结构的反应，其测定结果往往只能代表总的含量，不一定能代表某一抗生素的生物效价。

只有当本法的测定结果与生物效价相吻合时，才能用于效价测定。

该法操作简便、省时、方法准确，并具有一定的专属性。

β-内酰胺类抗生素的重点在含量测定，氨基糖苷类抗生素的重点在药物的鉴别，四环素类抗生素的重点在降解产物（即不稳定性）。

第二节β-内酰胺类抗生素

本类抗生素包括青霉素类和头孢菌素类，分子结构中都含有β-内酰胺环，故统称为β-内酰胺类抗生素。

一、结构与性质

1．酸性2．旋光性3．紫外吸收特征

4．β-内酰胺环的不稳定性5．与氧化剂作用6．与羟胺作用

二、鉴别反应

1．钾、钠盐的焰火反应：

含有钾盐或钠盐可利用其焰火反应进行此类药物的鉴别。

2．呈色反应沉淀反应：

有机胺盐的特殊反应（重氮化-偶合反应）：

普鲁卡因青霉素水溶液酸化后，游离出的芳伯胺基，显重氮化-偶合反应，生成偶氮染料的红色沉淀。

三、含量测定（重点）

β-内酰胺类抗生素的含量测定方法有碘量法、汞量法、酸碱滴定法和紫外分光光度法等。

1．碘量法

（1）原理：

青霉素或头孢菌素分子不消耗碘，但用碱水解生成的降解产物可被碘氧化，

从而消耗碘。

青霉素类抗生素经碱水解的产物青霉噻唑酸，可与碘作用，根据消耗的碘量可

计算药物的含量。

（2）说明：

1mol青霉素相当于8mol碘原子。

反应的摩尔比为1：

8。

碘与青霉噻唑酸作用时，溶液的pH在4.5左右最好。

本法的空白试验是加供试品溶液，不经碱水解。

是为了消除供试品中可能存在的降解产物及其它能消耗碘的杂质的干扰。

2．汞量法

（1）原理：

青霉素分子不与汞盐反应，而其降解产物能与汞盐定量反应。

在碱性条件下青霉素的水解产物青霉噻唑酸进一步水解成青霉胺，能与汞盐定量反应，根据消耗汞盐的量可以计算青霉素的含量。

青霉素分子中的氢化噻唑环含有一个硫原子，开环后形成巯基，用汞盐滴定巯基化合物。

（2）讨论：

用汞量法滴定青霉素的水解液时，青霉素与汞盐反应的摩尔比为1:

1。

空白试验是取供试品溶液，不经碱水解，其余同法操作，作为对照，目的是消除供试品中可能存在的降解产物的干扰。

3．酸碱滴定法

原理：

青霉素或头孢菌素的β-内酰胺环被稀碱水解，例如青霉素生成青霉噻唑酸衍生物。

此步水解系定量完成，可用于含量测定。

在水解前，将供试品溶液的pH调至约为8，加入定量而过量的碱，在一定温度和时间反应后，剩余的碱用标准酸液滴定至pH约为8，根据消耗的碱量计算青霉素的含量。

4．紫外分光光度法

（1）酸水解法铜盐法：

青霉素类抗生素在弱酸性下的降解产物青霉烯酸，具有紫外特征吸收。

（2）硫醇汞盐法：

青霉素在咪唑催化下于氯化汞（0.001mol/L）的中性溶液（pH6.8）中，在60℃能定量地形成稳定的青霉烯酸硫醇汞盐，在325~345nm处有最大吸收。

第三节氨基糖苷类抗生素

一、结构和性质

碱性、水解性和紫外吸收特性。

二、鉴别试验

1．茚三酮反应链霉素和庆大霉素分子具有氨基、糖、苷结构，所以具有羟基胺类和α-氨基酸的性质，可与茚三酮缩合成蓝紫色缩合物。

2．N-甲基葡萄糖胺反应链霉素和庆大霉素经水解，产生N-甲基葡萄糖胺，在碱性溶液中N-甲基葡萄糖胺与乙酰丙酮反应，形成吡咯衍生物，再与对二甲氨基苯甲醛在酸性醇溶液中生成红色缩合物。

3．麦芽酚反应（重点）链霉素在碱性溶液中，链霉糖经分子重排使环扩大形成六元环，然后消除N-甲基葡萄糖胺和链霉胍，生成麦芽酚，麦芽酚在弱酸性溶液中与铁离子（Fe3+）形成紫红色配位化合物。

此为链霉素特有的反应。

4．坂口反应（重点）在碱性溶液中，链霉胍与8-羟基喹啉乙醇溶液作用，再加次溴酸钠试液，溶液显橙红色。

此反应为链霉素水解产物链霉胍的特有反应。

三、含量测定链霉素和庆大霉素的效价测定目前各国药典仍采用微生物检定法。

第四节四环素类抗生素

本类抗生素分子结构都是由四个环组成，故称为四环素类抗生素。

包括四环素、氯四环素（金霉素）、氧四环素（土霉素）等。

一、结构与性质

1．结构四环素类抗生素为四并苯或萘并萘的衍生物。

2．性质

（1）酸碱性四环素类抗生素分子中的酚羟基、烯醇型羟基显酸性，二甲胺基显碱性，故其为酸碱两性化合物。

遇酸或碱，均可生成相应的盐，临床上多采用盐酸盐。

（2）溶解度四环素类抗生素的游离碱，在水中溶解度很小。

但因本类抗生素为两性化合物，能溶于酸或碱溶液中。

其溶解度与溶液的pH值有关，在pH4.5~7.2之间难溶于水，当pH低于4或高于8时，溶解度增大。

（4）不稳定性

①易被氧化变色干燥的四环素类游离碱及其盐类较稳定，但在贮存过程中，遇光可促使颜色变深，四环素类抗生素对各种氧化剂均不稳定。

②差向异构化反应在pH2~6溶液中，四环素和金霉素分子中A环C4上的二甲胺基发生差向异构化，形成4-差向四环素。

③酸性条件下的降解反应四环素在较酸的溶液中（pH＜2），特别是在加热的情况下，极易产生脱水四环素。

④碱性条件下的降解反应四环素类在碱性溶液中，C环打开，生成无活性的具有内酯结构的异四环素。

若在强碱性溶液中加热，几乎可以定量的转化为异四环素。

后者在紫外光照射下，具强烈荧光。

⑤与金属离子的反应四环素类抗生素能与许多金属离子（铜、锌、镁、钙、铁等）形成有色配位化合物。

可用于鉴别或用分光光度法测定含量。

二、鉴别反应

三、特殊杂质检查

四环素中的杂质，如差向四环素、脱水四环素以及差向脱水四环素是引起临床上毒性反应的主要物质。

为了保证用药安全和有效，必须严格控制降解产物及异构杂质的限量。

四、含量测定

四环素类抗生素的含量测定，各国药典收载的方法仍以微生物检定法为主。

该法虽然能反映其生物效价，但方法准确度和专属性都不高，且费时。

四环素类是一类多官能团的化合物，前面叙述的某些特性均可作为含量测定的基础。

如滴定分析、比色法、紫外分光光度法和色谱法等。

药典收载的本类药物的含量测定方法，大多采用高效液相色谱法。