第10章 生物碱类药物的分析

• 1）一般情况：季铵>仲铵>伯铵>叔铵>NH3> 环酰铵 • 2）脂肪铵>脂环铵>芳铵 • 3）个别两性化合物 如吗啡有酸性（酚羟基）， 茶碱只有酸性（活泼氢） • 季铵碱＞脂肪胺、脂环胺＞芳胺、N—芳 杂环＞酰胺 • 小檗碱＞麻黄碱、阿托品＞罂粟碱＞咖啡 因 • 吗啡具酸碱两性
2.存在状态 多数以盐的形式存在 1）植物中多与有机酸成盐 如吗啡罂粟酸盐，鞣酸奎 宁盐； 2）药用多为多为无机酸盐 如盐酸、硫酸、磷酸和硝 酸盐。 含量测定应考虑上述2个因素，碱性强弱选择滴定溶 液和指示剂，成盐的情况在非水滴定时要考虑对滴定 的干扰。
典型药物的结构
pKb=2.5
CH3O CH3O O 小檗碱 OH-+ N O
pKb=4.42
OH NHCH3 C H C H CH3
麻黄碱
CH3 N
pKb=4.35
O CO CH CH2OH 阿托品
CH CH2 OH CH3O N 奎宁
H
C N H
pKb1=5.07
pKb2=9.7
pKb1=6.0
pKb=6.13
N H
CH3
HO
O 吗啡
OH
pKa=9.85
pKb=2.5
CH3O CH3O O 小檗碱 OH-+ N O
OCH3 OCH3
CH2 CH3O N
pKb=7.87
CH3O 罂粟碱
• 3.喹啉类 • 硫酸奎宁，抗疟药；异构体硫酸喹尼丁， 抗心率失常药； • pKb1= 5.07，pKb2= 9.7
X—射线粉末衍射法
3. 原子吸收分光光度法
主要用于金属元素的检查，具 有灵敏度高、选择性好等优点。如
肝素钠中钾盐的检查。
（六）吸附或分配性质的差异—色谱
法 1. TLC （1）杂质对照品法
（2）高低浓度对比法
（3）参比杂质对照品法
选用可能存
在的某种物质作为杂质对照品。 （ 4 ）选用质量符合规定的与供试品 相同的药物作为杂质对照品。
3.溶解性 1）共性：游离生物碱易溶于CHCl3等中等极 性有机溶剂，难或不溶于水，溶于稀酸溶液； 成盐易溶于水； 2）个性：
有的生物碱能溶于水，如麻黄碱、烟碱等 具有酸碱两性的生物碱，可在碱的水溶液中成盐而溶解，如 吗啡、茶碱等 碱性较弱的生物碱不能与酸形成稳定的盐，如咖啡因、利血 平等 溶解性可以用于提取分离和鉴别时的重要依据。
（四）旋光性质的差异
ChP（2000） 硫酸阿托品 [检查] 莨菪碱 取本品，按干燥品计
算，加水制成每 1ml 中含 50mg 的溶
液，依法测定（附录 Ⅵ E），旋光度 不得过 –0.40°。
（五）对光吸收性质的差异——
分光光度法
1. 紫外分光光度法 利用药物与杂质在紫外吸收光
谱方面的差异进行检查。
如氨、二乙胺、有机脂烃胺类；
（2）硅胶板用碱处理
第三节 特殊杂质检查
• 特殊杂质检查主要根据药物与杂
质的理化性质差异来进行。
一、物理法
利用药物和杂质在颜色、溶解行 为、旋光性质、对光吸收选择性等物
理性质上的差异，检查杂质是否符合
限量规定
（一）臭味及挥发性的差异
• 利用药物与杂质在挥发性、臭 味等方面的差异进行检查。 ChP（2000） 麻醉乙醚中异臭的检查
缺点：不易准确控制进样量，宜
用定量环进样
（3）加校正因子的主成分自身对照法 方法
待测成分对照品 + 杂质对照品 → 溶液，进样，记录色谱图，计算杂
质的校正因子
S 供试品溶液 稀释 一定量供试品溶液 对照溶液
分别进样，供试品溶液的记录时间除另
溶剂溶解
有规定外，应为主成分保留时间的若干倍，
3.结构特点
1）这类药物没有共同的母核 2）.多数生物碱类药物的分子中具有 含氮杂环的结构，少数氮在侧链上 （如麻黄碱） 3）.生物碱类药物最显著的特点就是 具有碱性。 4.）对生物碱类药物的鉴别、含量测 定，大多数的方法是利用生物碱类药物 整个分子的碱性进行的。
四、生物碱类药物的通性
1.碱性：N原子的存在，强弱从N上的取代基是 供电子还是吸电子基团，空间位阻两方面考 虑。
As Cs 校正因子（f） AR C R
测定杂质和内标峰面积或峰高，计算
杂质含量
供试品 + 内标 → 供试品溶液，进样，
Ax 含量（C x） f As Cs
（ 2 ）外标法测定供试品中某个杂质
的含量 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
Ax 含量（C x） CR AR
2. 大分子酸类，如磷钼酸、硅钨
酸等。
（三）显色反应
常用的显色试剂：浓硫酸、浓硝
酸、钼硫酸、钒硫酸、硒硫酸、甲醛
硫酸等
（四）UV
（五）IR （六）色谱法 1. HPLC
2. TLC
硅胶为吸附剂：游离生物碱能顺
利迁移，生物碱盐类吸附太牢，造成 严重拖尾。
解决方法：
（1）在展开剂中加少量的碱性试剂，
2．纸色谱
用于极性较大药物中杂质的检 查或放射性药物注射液（或溶液）
中放射化学杂质的检查。如地高辛
中洋地黄毒苷的检查。 缺点：展开时间长，斑点扩散，
不能用强酸等腐蚀性显色剂
3．HPLC
（1）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 内标物+杂质对照品→对照溶液，
进样，测定，计算校正因子
盐酸吗啡 + 甲醛硫酸
紫堇色
（五）Baidu Nhomakorabearohde反应
吗啡生物碱
盐酸吗啡+钼硫酸
紫色 棕绿色
兰色
（六） 官能团反应
吲哚生物碱
1. 利血平 + 新制香草醛→玫瑰红色 2. 利血平 对 二甲氨基苯甲醛
绿色 红色
冰醋酸、硫酸 冰醋酸
（七）紫脲酸胺反应 黄嘌啉类生物碱
如果N原子周围连接有供电子基团，如-OH、-OR、-R 时，这些基团通过诱导效应或共轭效应，能够使N上电 子云密度增加，使N原子吸引质子的能力增大，所以它 的碱性就强。 （N上有供电子取代基，N上ed、N与质子结合能力、 碱性） 相反，如果N原子上有吸电子基团，如-NO2、COOH等时，则能使N原子吸引质子的能力减小，这样 它的碱性就弱。
咖啡因 茶碱
+ HCl + KClO3
蒸干 氨气
紫色
KOH
紫色消失
（八）还原反应
吗啡与磷酸可待因的区分反应
吗啡 + K3[Fe(CN)6] K2[Fe(CN)6]
Fe
3+
普鲁士兰
二、一般鉴别反应
（一）熔点测定法
（二）沉淀反应
生物碱 + 生物碱沉淀试剂
H
+
↓
常用的生物碱沉淀试剂为：
1. 重金属盐类，如K2HgI4、KBiI4、 I2—KI、二氯化汞等；
CH CH2 OH CH3O N
H
C N H
pKb1=5.07
pKb2=9.7
奎宁
• 4.托烷类 • 硫酸阿托品，抗胆碱药 pKb=4.35
CH3 N
pKb=4.35
O CO CH CH2OH 阿托品
• • • •
氢溴酸东莨菪碱，抗胆碱药 pKb= 7.6； 5.黄嘌呤类 咖啡因，pKb= 14.15（碱性极弱）； 茶碱，平滑肌松弛药，含活泼氢酸性；
• 6.取代基的性质（个性） • 1）氨基醇（苯丙胺、伪麻黄碱） • （1）还原性：可与高锰酸钾等氧化剂反 应生成甲胺，有碱性； • （2）双缩脲反应：硫酸铜和氢氧化钠试 液反应生成蓝紫色配位化合物； • 2）酚羟基（吗啡） Marquis反应 硫酸甲醛氧化成醌，显色； • 3）酯的结构（托烷类） Vitaili反应 • 如阿托品水解成莨菪酸，可与发烟硝酸 共热，生成黄色硝基衍生物。
A V 1% E1cml 100 肾上腺酮% 100 % ms 0.05 1 453 1 100 100 % 0.06% 3 2.0 1 10
2. IR
用于药物中无效或低效晶型的 检查。利用药物与杂质有特征峰差
异进行检查。如甲苯咪唑中A晶型的
检查、无味氯霉素混悬剂中A晶型的 检查。
N
N
pKb2=11.7
O O 士的宁
OCH3 OCH3
CH2 CH3O N
pKb=7.87
CH3O 罂粟碱
CH3 N O
O
CH3 N
N CH3 咖啡因
N
pKb=14.15
pKb=6.13
N H CH3
HO
O 吗啡
OH
pKa=9.85
CH3 N O
O
H N N
N CH3 茶碱
• 三、特点 • 1.数量多，绝大多数存在于植物体内； • 已发现3000多种，100多种有效，中成药中富含生 物碱。 • 2.生理活性强，但大都有毒性 • 因此，质量控制和临床应用尤应慎重，许多为特殊 管制药物，并已超出药物分析的范畴，体育运动中 的兴奋剂问题，世界关注的毒品问题，许多是生物 碱类成分。该类药物的质量应严格控制，以保证用 药的安全和有效。 • 我们药物分析学所关注的是其结构特征和利用这些 特征，建立相应的鉴别、检查和含量测定。
O N O N CH3 咖啡因 CH3 N N
CH3
pKb=14.15
• 6.吲哚类 • 硝酸士的宁，中枢神经兴奋药 pKb1= 6.0， pKb2= 11.7（酰胺） • 硫酸长春新碱，抗肿瘤药；利血平，抗 高血压药； pK =6.0
b1
N
N O O 士的宁
pKb2=11.7
• 7.其他类 • 硝酸毛果芸香碱，缩瞳药。 • 由上可知，生物碱类药物有如下特点。
取本品 10ml，置瓷蒸发皿中，使自
然挥发，挥散完毕后，不得有异臭。
（二） 颜色的差异
ChP（2000） 盐酸阿扑吗啡 [检查] 分解产物 取本品 0.10g，加
无水氧化物的乙醚 5ml，振摇后，乙
醚液只许显极淡的红色。
（三）溶解行为的差异
利用药物与杂质在溶解性方面的差 异进行检查。如葡萄糖中糊精的检查。
第二节 鉴别试验
一、特征鉴别反应 （一）双缩脲反应
侧链具有氨基醇结构
OH 盐酸麻黄碱 盐酸伪麻黄碱 + CuSO4
-
紫堇色
乙醚
醚层 紫红色 水层 兰色
（二）Vitali反应
托烷生物碱
硫酸阿托品 + 发烟 HNO · 3 氢溴酸山莨菪碱
黄色
醇制 KOH
深紫色
（三）绿奎宁反应
硫酸奎宁、硫酸奎尼丁 （四）Marquis反应 吗啡生物碱
• 4）奎宁类（喹啉类） 绿奎宁反应，微酸性水 溶液，滴加Br2或Cl2水，加过量氨水，呈翠绿 色； • 5）异喹啉类（黄连素） 热碱（NaOH）作用， 转变为季铵盐碱性及其互变异构体，呈橙红色， 与丙酮作用，生成黄色沉淀； • 6）黄嘌呤类（咖啡因） 紫脲酸铵反应，HCl， KClO3，加热放出氨气呈紫色，加碱消失； • 7）吲哚类生物碱（士的宁、利血平和长春新 碱）呈吲哚颜色反应，如与香草醛试剂反应。
例1. 中国药典（2000年版）规定肾上腺素中 检查肾上腺素酮的方法为：取本品，加盐酸 溶液（ 9→2000 ）制成每 1ml 中含 2.0mg 的溶 液，于 310nm 波长处测定，吸收度不得超过 0.05 ，已知肾上腺素酮在 310nm 波长处的为 453 ，肾上腺素在该波长处无吸收。请计算 肾上腺素酮的限量应为（D） A. 0.1％ D. 0.06% B. 0.5％ E. 0.0002％ C. 0.04％
测量供试品溶液色谱图上各杂质的峰面积，
分别乘以相应的校正因子后与对照溶液主成
分的峰面积比较，依法计算各杂质含量。
（4）不加校正因子的主成分自身对照
法
无杂质对照品，且杂质峰面积与主 成分峰面积相差悬殊时应用。
方法
S 供试品溶液 稀释 一定量供试品溶液 对照溶液
溶剂溶解
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
第十章 生物碱类药物的分析
第一节 概述 一、生物碱（Alkaloids）
生物碱是生物体内含氮有机化合 物的总称
二分类
• 1.芳烃胺类硫酸苯丙胺，精神振奋药 pKb= 9.9 • 盐酸麻黄碱，肾上腺受体激动药
pKb=4.42
OH NHCH3 C H C H CH3
麻黄碱
• 2.异喹啉类 • 盐酸吗啡，镇痛药 pKb1= 6.13，pKa= 9.9 • 磷酸可待因，镇痛镇咳药；盐酸黄连素， 抗菌药；度冷丁等
• 4.光谱特点 • 1）旋光性 多含不对称碳原子，故有旋光性， 药效学研究表明许多手性药物一般效用不同， 或药效有强弱、或效价低、或无效，甚至有 毒副作用。如今手性合成和分离是药学研究 的热点和难点之一；一般多为左旋体有效。 • 2）紫外吸收 多含不饱和双键。 • 5.与生物碱沉淀试剂和显色试剂反应 • 上述是生物碱类药物的一般共性。