药物分析讲稿-第六章芳酸类药物的分析

药物分析讲稿-第六章芳酸类药物的分析

第六章芳酸类药物的分析

芳酸类药物包括芳酸及其酯类和盐类。根据它们的结构特点，⼜可分为⽔杨酸类、苯甲酸类以及其他芳酸类。

芳酸类药物中许多是临床常⽤的解热镇痛药，如阿司匹林、贝诺酯和布洛芬，⽽⽔杨酸、苯甲酸及其钠盐是常⽤消毒防腐药，对氨基⽔杨酸钠是抗结核药，丙磺舒是抗痛风药，氯贝丁酯为降⾎脂药。上述药物中除苯甲酸钠、对氨基⽔杨酸钠易溶于⽔外，其余⼤多在⽔中微溶或不溶。它们的溶解⾏为常可作为供试品溶液的配制或含量测定时选择滴定介质的依据。

本类药物分⼦结构特点是既具有苯环，⼜具有羧基。羧基可成盐或酯，若羧基呈游离态，则具有酸性。若羧基与苯环相连则属于⽔杨酸类或苯甲酸类，若通过烃基等基团与苯环相连，则属于其他芳酸类。

本类药物可供分析的官能团有羧基、酯基、芳环上的酚性羟基及芳伯氨基。羧基及其盐使得药物具有酸碱性，可在适当溶剂中以中和法测定；酯基在酸或碱性条件下可发⽣⽔解，⽔解产物的性质可⽤作药物的鉴别；芳环上的酚性羟基可发⽣络合反应，产⽣有⾊化合物，可供鉴别；芳伯氨基所特有的重氮化反应既可⽤于药物鉴别亦可⽤于含量测定。

第⼀节结构特征及其主要性质

⼀、⽔杨酸类药物(⼀)常见药物

(⼆)结构特征及主要性质

⽔杨酸类药物分⼦中具有苯环和特征官能团（羧基、氨基、酯键等）主要具有以下⼏⽅⾯性质：1、酸性

⽔杨酸和阿司匹林的结构中具有游离的羧基，显酸性，可与碱发⽣中和反应。其酸性强弱与分⼦中芳环、羧基和取代基的相互影响有关。取代基为卤素、硝基、羟基时能降低苯环电⼦云密度，使羧基中羟基氧原⼦的电⼦云密度降低，从⽽增加氧氢键极性，较易离解出质⼦，故酸性较苯甲酸强；反之，取代基为甲基、氨基时能增加苯环电⼦云密度从⽽降低氧氢键极性，使酸性较苯甲酸弱。⽔杨酸结构中的羟基位于苯甲酸的邻位，不仅对羧基有邻位效应，还由于羟基中的氢能与羧基中碳氧双键的氧形成分⼦内氢键能增强羧基中氢氧键的极性，使酸性增强，因此⽔杨酸的酸性（pKa2.95）⽐苯甲酸（pKa4.26）强得多。阿司匹林为⽔杨酸⼄酰化物，酸性（pKa3.49）较⽔杨酸要弱些，但⽐苯甲酸的酸性强。

⽔杨酸、阿司匹林及⽚剂均可在中性⼄醇中，以酚酞为指⽰剂，⽤标准氢氧化钠滴定液测定含量。阿司匹林⽚中加有l％酒⽯酸或枸橼酸作稳定剂，都会消耗氢氧化钠溶液，导致测定结果偏⾼，因此，阿司匹林⽚的含量测定采⽤两步滴定法。2、酚羟基的性质

⽔杨酸和对氨基⽔杨酸钠的结构中具有酚羟基，可与三氯化铁试液作⽤显⾊。3、⽔解性

阿司匹林和贝诺酯的结构中具有酯键，在碱性条件下易⽔解产⽣酚羟基和羧酸，在⽣产和贮藏过程中容易引⼊⽔解产物，故对芳酸类原料药和制剂应检查由⽔解⽽引⼊的杂质，如阿司匹林及其⽚剂应检查⽔杨酸。4、芳伯氨基的性质

对氨基⽔杨酸钠的结构中具有芳伯氨基，在酸性溶液中，与亚硝酸钠试液进⾏重氮化反应，⽣成的重氮盐与碱性β-萘酚偶合可产⽣橙红⾊沉淀。5、紫外及红外吸收的性质本类药物结构中多数具有共轭体系，在⼀定波长处具有紫外和红外吸收特征。

⼆、苯甲酸类药物(⼀)常见药物

(⼆)结构特征及主要性质

本类药物均为固体。具有⼀定的熔点。分⼦结构中具有苯环和特征官能团，均具有紫外和红外特征吸收光谱。已被《中国药典》收载⽤于鉴别丙磺舒及甲芬那酸，也可⽤紫外-可见分光光度法测定含量，如《中国药典》⽤紫外-可见分光光度法测定丙磺舒的含量。除苯甲酸钠溶于⽔以外，其他药物在⽔中微溶或⼏乎不溶，苯甲酸易溶于⼄醇、⼄醚等有机溶剂；丙磺舒、甲芬那酸在⼄醇、⼄醚和三氯甲烷等有机溶剂中略溶、微溶或难溶，但均溶于氢氧化钠溶液。

苯甲酸钠能⽔解成苯甲酸，苯甲酸盐的中性溶液，与三氯化铁试剂反应，可⽣成赭⾊沉淀，可⽤于鉴别。本类药物具有苯环和特征官能团，有紫外和红外特征吸收光谱，可⽤于鉴别。苯甲酸、丙磺舒和甲芬那酸均具有游离羧基，可⽤氢氧化钠直接滴定测定含量。利⽤苯甲酸溶于有机溶剂、不溶于⽔，⽽苯甲酸钠溶于⽔不溶于有机溶剂的性质，可⽤双相滴定法，以盐酸为滴定液测定苯甲酸钠的含量。

三、其他芳酸类药物(⼀)常见药物

(⼆)结构特征及主要性质

第⼆节鉴别试验

⼀、三氯化铁反应1、⽔杨酸及其盐在中性或弱酸性条件下，与三氯化铁试液反应，⽣成紫堇⾊配位化合物。反应适宜的pH 为4～6，在强酸性溶液中配位化合物分解。本反应极为灵敏，只需取稀溶液进⾏试验；如取样量⼤，产⽣颜⾊过深时，可加⽔稀释后观察。

阿司匹林⽆游离的酚羟基，不能直接与三氯化铁试液反应，⽽分⼦中酯键加热⽔解后，⽣成⽔杨酸，具有酚羟基，可与三氯化铁试液反应，呈紫堇⾊；对氨基⽔杨酸钠加稀盐酸呈酸性后，与三氯化铁试液反应，呈紫红⾊；贝诺酯加氢氧化钠试液煮沸⽔解后，加盐酸⾄微酸性后，与三氯化铁试液反应，呈紫堇⾊。此反应可检出0.1ug的⽔杨酸，已被《中国药典》(⼆部附录Ш且)收载，作为⽔杨酸类药物的⼀般整别试验。2、苯甲酸的碱性⽔溶液或苯甲酸的中性溶液，与三氯化铁试液⽣成碱式苯甲酸铁盐的赭⾊沉淀。

3、丙磺舒加少量氢氧化钠试液使⽣成钠盐后，在pH 5.0～6.0⽔溶液中与三氯化铁试液反应，即⽣成⽶黄⾊沉淀，产物结构式为：

4、布洛芬的⽆⽔⼄醇溶液，加⼊⾼氯酸羟胺-⽆⽔⼄醇试液及N，N’-双环⼰基羧⼆亚胺（DCC）-⽆⽔⼄

醇试液，混合后，在温⽔中加热20min。冷却后，加⾼氯酸铁-⽆⽔⼄醇液，即呈紫⾊。

⼆、⽔解反应

本类药物中的某些药物具有酯的结构，可利⽤其⽔解产物特有的反应作为鉴别依据。1、阿司匹林与碳酸钠试液加热⽔解，产⽣⽔杨酸钠及醋酸钠，加过量稀硫酸酸化后，则⽣成⽩⾊⽔杨酸沉淀，并发⽣醋酸的臭⽓。沉淀物于100～105℃⼲燥后，测其熔点为156～161℃。

《中国药典》阿司匹林鉴别⽅法如下：

取本品约0.5g，加碳酸钠试液10ml，煮沸2min后，放冷，加过量的稀硫酸即析出⽩⾊沉淀，并发⽣醋酸的臭⽓。若为阿司匹林⽚剂，加热放冷后，应滤除⽚剂辅料等，再在滤液中进⾏酸化，否则⼲扰反应结果的观察。复⽅⽚剂中其他成分⼲扰检出，也应进⾏分离后再依法试验。

《中国药典》阿司匹林⽚鉴别⽅法如下：

取本品的细粉适量（约相当于阿司匹林0.1g），加碳酸钠试液l0ml摇匀后，放置5min，滤过，滤液煮沸2min，放冷，加过量的稀硫酸，即析出⽩⾊沉淀，并发⽣醋酸的臭⽓。

在进⾏阿司匹林鉴别时，BP（1993）⽤氢氧化钠代替碳酸钠，⽔解后酸化，⽣成的⽔杨酸经⽔洗、⼲燥后测定熔点。JP（14）规定在滤除⽔杨酸沉淀后，再加⼄醇和硫酸，加热，产⽣⼄酸⼄酯的特殊⾹味。

2、氯贝丁酯分⼦中具有酯结构，碱⽔解后与盐酸羟胺⽣成异羟肟酸盐，在弱酸性条件下加三氯化铁即呈紫⾊异羟肟酸铁。

布洛芬加氯化亚砜⽣成酰氯，与⼄醇酯化后，也呈异羟肟酸铁反应，⽣成如下产物

三、氧化反应

甲芬那酸加硫酸溶解后，与重铬酸钾试液反应，即呈深蓝⾊，随即变为棕绿⾊。

甲芬那酸溶于硫酸后，加热，则溶液呈黄⾊，并产⽣绿⾊荧光。

四、分解产物的反应1、苯甲酸盐可分解成苯甲酸升华物，升华产物可⽤于鉴别。如苯甲酸钠置⼲燥试管中，加硫酸后，加热，不炭化，但析出苯甲酸，在试管内壁凝成⽩⾊升华物。2、含硫的药物，可分解后鉴别。如丙磺舒与氢氧化钠熔融，分解⽣成亚硫酸钠，经硝酸氧化成硫酸盐后⽽显硫酸盐反应。

3、丙磺舒⾼温加热时，能产⽣⼆氧化硫⽓体，具SO2臭味。

五、重氮化-偶合反应1、对氨基⽔杨酸钠具有芳伯氨基结构，在酸性溶液中，与亚硝酸钠试液进⾏重氮化反应，⽣成的重氮盐与碱性β-萘酚偶合产⽣橙红⾊沉淀。

2、贝诺酯具有潜在的芳伯氨基，加酸⽔解后产⽣芳伯胺基结构，在酸性溶液中，与亚硝酸钠试液进⾏重氮化反应，⽣成的重氮盐与碱性β-萘酚偶合产⽣橙红⾊沉淀。

3、甲芬那酸的甲醇溶液，与对-硝基苯重氮盐试液在氢氧化钠碱性条件下偶合产⽣橙红⾊。

六、溴代反应

对氨基⽔杨酸钠结构中的酚羟基，可使苯环上羟基邻、对位质⼦易被卤素取代，若在酸性溶液中与溴作⽤，可发⽣溴代反应。

七、紫外-可见吸收光谱法

⼋、红外吸收光谱法

第三节特殊杂质检查(⼀)杂质来源阿司匹林合成⼯艺如下：

根据其合成⼯艺，阿司匹林中经常含有未完全反应的原料、中间体及副产物，在贮藏过程中还可能产⽣⽔解产物，因此《中国药典》在阿司匹林项下规定了“溶液的澄清度”、“游离⽔杨酸”、“易碳化物”等检查项。(⼆)检查原理及⽅法

1、溶液的澄清度

系检查碳酸钠试液中不溶物。阿司匹林可溶于碳酸钠试液，⽽⽣产⼯艺中未反应完全的酚类，或⽔杨酸精制时温度过⾼发⽣脱羧反应⽣成的苯酚，以及副反应⽣成的醋酸苯酯、⽔杨酸苯酯和⼄酰⽔杨酸苯酯等杂质均不溶于碳酸钠试液。因此可利⽤溶解⾏为的差异，由⼀定量阿司匹林在碳酸钠试液中溶液应澄清来加以控制。2、游离⽔杨酸阿司匹林⽣产过程中⼄酰化不完全或贮藏过程中⽔解均产⽣⽔杨酸，⽔杨酸对⼈体有毒性，⽽且易被空⽓氧化成⼀系列红棕⾊甚⾄深棕⾊醌型有⾊物质，使阿司匹林成品变⾊。(1)原理：阿司匹林本⾝⽆酚性羟基，不能直接与⾼铁盐作⽤，⽽⽔杨酸含有酚羟基则可与⾼铁盐反应⽣成紫堇⾊配合物。取本品适量与⼀定量⽔杨酸对照液在相同条件下与⾼铁盐反应，通过反应后溶液⾊泽⽐较，控制游离⽔杨酸的限量。(2)检查⽅法：取供试品0.1g，加⼄醇lml，加冷⽔适量使成50ml，⽴即加新制的稀硫酸铁铵溶液【取盐酸溶液（9→100）lml，加硫酸铁铵指⽰液2ml后，再加⽔适量使成100ml】lml，摇匀。30s内如显⾊，与对照液【精密称取⽔杨酸对照品0.1g，加⽔溶解后加冰醋酸lml，摇匀，再加⽔使成1000ml，摇匀，精密量取lml，加⼄醇lml、⽔48ml与上述新制的稀硫酸铁铵溶液lml，摇匀】⽐较，不得更深(0.1％)。

通常，制剂不再检查原料药项下的有关杂质，但阿司匹林在制剂⽣产过程中⼜易⽔解为⽔杨酸，因此中国药典规定阿司匹林⽚和阿司匹林肠溶⽚均按上述⽅法控制杂质⽔杨酸的限量，限量分别为0.3％和1.5％。⽽阿司匹林栓中游离⽔杨酸的检查采⽤⾼效液相⾊谱法，其限量为1.0％。3、易炭化物

⼆、对氨基⽔杨酸钠杂质检查

三、贝诺酯杂质检查(⼀)杂质来源

由于贝诺酯在⽣产和贮藏过程容易⽔解，故《中国药典》在贝诺酯项下规定了“对氨基酚”和“游离⽔杨酸”的检查。(⼆)检查原理及⽅法

1、对氨基酚

(1)检查原理：利⽤对氨基酚在⼀定条件下可与碱性亚硝基铁氰化钠作⽤显⾊，⽽贝诺酯⽆此呈⾊反应的原理，于供试品甲醇溶液中加⼊碱性亚硝基铁氰化钠试液，观察有⽆蓝绿⾊出现，以不显⾊为符合标准，即以该检测条件下反应的灵敏度来控制杂质限量。

(2)检查⽅法：取供试品1.0g，加甲醇溶液(1→2)20ml搅匀，加⼊碱性亚硝基铁氰化钠试液lml，摇匀，静置30min，不得显蓝绿⾊。2、游离⽔杨酸

同阿司匹林中⽔杨酸检查。

四、氯贝丁酯杂质检查

第四节含量测定

⼀、酸碱滴定法(⼀)直接滴定法

1、⽔杨酸及阿司匹林的测定

⽔杨酸及阿司匹林分⼦中有游离羧基，其电离常数为3.27×l0-4，可⽤标准碱溶液直接滴定。

《中国药典》收载的阿司匹林的含量测定：

①测定⽅法：取供试品约0.4g，精密称定，加中性⼄醇（对酚酞指⽰液显中性）20ml溶解后，再加酚酞指⽰液3滴，⽤氢氧化钠滴定液(0.1mol／L)滴定。每lml的氢氧化钠液相当于18.02mg的C9H8O4。

②讨论：本品含有酯的结构，为了使供试品易于溶解及防⽌酯在滴定时⽔解⽽使结果偏⾼，故在中性⼄醇溶液中滴定；滴定时应在不断振摇下稍快进⾏，以防⽌局部碱度过⼤⽽促使其⽔解；测定时温度在0～40℃范围内，对结果⽆影响；本法操作简便，但供试品中所含⽔杨酸超过规定限度时，不宜⽤本法测定。