巴比妥類藥物的分析

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巴比妥類藥物的分析2“巴比妥”，于1864年由A.VonBaeyer合成;1903年1月，巴比妥申請專利保護(hù)，并由拜爾制藥公司開始生產(chǎn)和銷售，商品名“佛羅那”；1911年，拜爾公司生產(chǎn)出藥效更佳的催眠藥“苯巴比妥”，商品名“魯米那”（Luminal）；1922年，正丁巴比妥（新眠那）上市，作用時(shí)間較魯米那短，減少催眠過度的發(fā)生；1923年，美國EliLilly公司兩位科學(xué)家合成出異戊巴比妥（阿米妥Amytal）；1929年，美國肖恩爾（Shonle）又合成出“司可巴比妥鈉”（速可眠Seconal）；3一．巴比妥類藥物的結(jié)構(gòu)剖析巴比妥類藥物為環(huán)狀酰脲類鎮(zhèn)靜催眠藥，是巴比妥酸的衍生物，其基本結(jié)構(gòu)通式為：

由于5位取代基R1和R2不同，形成不同巴比妥類藥物，具有不同的理化性質(zhì).臨床上常用藥物多為巴比妥酸的5,5-二取代衍生物,少數(shù)為1,5,5-三取代物或c2位為硫代巴比妥酸的５，５－二取代衍生物．中國藥典收載的本類藥物有苯巴比妥及其鈉鹽.異戊巴比妥及其鈉鹽．司可巴比妥鈉和注射用硫噴妥鈉等．4

常見巴比妥類藥物及其結(jié)構(gòu)苯巴比妥名稱R1

R2

巴比妥C2H5

C2H5C2H5C6H5司可巴比妥戊巴比妥C2H5CH(CH2)2CH3

CH3

異戊巴比妥C2H5

CH2CH2CHCH3

CH3CH2CH=CH2

CH(CH2)2CH3CH3硫噴妥鈉C2H5CH(CH2)2CH3CH3（C2硫取代）5巴比妥類藥物的基本結(jié)構(gòu)：一．巴比妥酸環(huán)狀丙二酰脲；二．取代基部分．取代基不同，形成不同的具體藥物有不同的理化性質(zhì)．理化性質(zhì)可用于區(qū)別各種巴比妥類藥物．二．巴比妥類藥物的理化特征

巴比妥類藥物通常為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，具有一定的熔點(diǎn)．在空氣中穩(wěn)定，加熱都能升華．一般微溶或極微溶于水，易溶于乙醚等有機(jī)溶劑．其鈉鹽易溶于水．而難溶于有機(jī)溶劑.六元環(huán)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，遇酸，氧化劑，還原劑時(shí)，一般情況下環(huán)不會(huì)破裂，遇堿共熱就開環(huán)，并產(chǎn)生氨氣．這種理化性質(zhì)可用于區(qū)別各種巴比妥類藥物．

6（一）弱酸性巴比妥類藥物的母核環(huán)結(jié)構(gòu)中含有１，３－二酰亞胺基團(tuán)，能使其分子發(fā)生酮式－烯醇式互變反應(yīng)異構(gòu)，在水溶液中發(fā)生二極電離．7

由于本類藥物具有弱酸性（pka值為7.3-8.4）故可以與強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性鹽．一般為鈉鹽．由于弱酸與強(qiáng)堿形成巴比妥鹽，其水溶液呈堿性，加酸酸化后，則析出結(jié)晶性的游離巴比妥類藥物，可用有機(jī)溶劑將其提取出來．上述這些性質(zhì)可用于巴比妥類藥物的分離．鑒別，檢查和含量測定．8（二）水解反應(yīng)１．巴比妥類藥物的水解本類藥物得分子結(jié)構(gòu)中含有酰亞胺基團(tuán)，與堿溶液共沸即水解釋放氨氣，可使紅色石蕊試紙變藍(lán)。ＪＰ（１４）采用此反應(yīng)鑒別異物戊巴比妥和巴比妥。9鑒別方法：取異物戊巴比妥或巴比妥0.2克，加氫氧化鈉試液１０毫升，加熱煮沸則產(chǎn)生具有氨臭的氣體．10２．巴比妥類藥物鈉鹽的水解本類藥物的鈉鹽，在潮濕的情況下也能水解．一般情況下，在溫室和pH值10以下水解較慢；pH值11以上隨著堿度的增加水解速度的加快．11（三）與重金屬離子反應(yīng)巴比妥類藥物分子結(jié)構(gòu)中含有丙二酰脲（-CONHCONHCO-）或酰亞胺基團(tuán)在合適的pH值溶液中，可與某些重金屬離子，如Ag+,Cu2+,Co2+,Hg2+等反應(yīng)呈色或產(chǎn)生有色沉淀．雖然這類化學(xué)反應(yīng)的專屬性不強(qiáng)，但仍常用于本類藥物的鑒別和含量測定．

12１．與銀鹽反應(yīng)巴比妥類藥物分子結(jié)構(gòu)中含有酰亞胺基團(tuán)，碳酸鈉溶液中，生成鈉鹽而溶解，再與硝酸銀溶液反應(yīng)，首先生成可溶性的一銀鹽，加入過量的硝酸銀溶液，則生成難溶性的二銀鹽的白色沉淀．此反應(yīng)可用于本類藥物的鑒別和含量測定．13２．與銅鹽的反應(yīng)巴比妥類藥物在吡啶溶液中生成的烯醇式異構(gòu)體與銅離子吡啶溶液反應(yīng)，形成穩(wěn)定的化合物，產(chǎn)生類似雙縮脲的呈色反應(yīng)．14

此反應(yīng)中，巴比妥類藥物呈紫堇色或生成紫色沉淀，含硫巴比妥類藥物則呈綠色．在不同的pH值溶液中，5,5-二取代基不同的巴比妥類藥物與銅鹽生成的紫色化合物，在氯仿中的溶解度不同．在較高pH值溶液中，5,5-取代基的親脂性越強(qiáng)，形成的紫色化合物越易溶于氯仿中．此反應(yīng)用于本類藥物的鑒別．15３．與鈷鹽的反應(yīng)

巴比妥類藥物在在堿性溶液中可與鈷鹽反應(yīng)，生成紫堇色配位化合物，可用于本類藥物的鑒別和含量測定．此反應(yīng)在無水條件下進(jìn)行，能使反應(yīng)很靈敏，而且形成的有色產(chǎn)物也比較穩(wěn)定．因此所用試劑都應(yīng)不含水分．常用試劑為無水乙醇或甲醇；鈷鹽為醋酸鈷，硝酸鈷，氧化鈷；堿為有機(jī)堿最好．４．與汞鹽的反應(yīng)巴比妥類藥物與硝酸汞和氧化汞反應(yīng)，生成白色汞鹽沉淀，此沉淀能溶于氨試液中。16（四）與香草醛的反應(yīng)

巴比妥類藥物分子結(jié)構(gòu)丙二酰脲基團(tuán)中氫比較活潑，可與香草醛在濃硫酸存在下發(fā)生縮合反應(yīng)，生成棕紅色產(chǎn)物.BP(2000)戊巴比妥采用此反應(yīng)進(jìn)行鑒別。具體鑒別方法如下：于瓷盤中放入戊巴比妥１０毫克，加硫酸２毫升混合后，放在水浴上加熱２分鐘的，產(chǎn)生棕紅色。放冷，加乙醇五毫升，先變?yōu)樽仙缓笞優(yōu)樘m色。加乙醇后，其反應(yīng)產(chǎn)物可轉(zhuǎn)變?yōu)椋?7

（五）紫外吸收光譜特征巴比妥類藥物的紫外吸收光譜隨其電離級(jí)數(shù)不同，而發(fā)生顯著的變化.

如下圖１所示：在酸性溶液中，無明顯的紫外吸收峰；在堿性溶液中，發(fā)生一級(jí)電離，形成了共軛體系結(jié)構(gòu)，在２４０納米出現(xiàn)最大吸收峰；在強(qiáng)堿溶液中，不發(fā)生二級(jí)電離，故仍在２４０納米處．硫代巴比妥類藥物的紫外吸收光譜則不同，在酸性和堿性溶液均具有較明顯的紫外吸收．如圖２所示的硫噴妥的吸收光譜．在鹽酸溶液中，兩個(gè)吸收峰分別在２８７納米和２３８納米處；在氫氧化鈉溶液中，兩個(gè)吸收峰分別移至３０４納米和２５５納米；在強(qiáng)堿溶液中，在２５５納米處消失，只存在３０４納米處的吸收峰．圖１18

巴比妥類藥物在不同pH值溶液中紫外吸收光譜特征性變化，可用于巴比妥類藥物鑒別，檢查，含量測定．（六）薄層色譜行為特征巴比妥類藥物具有不同的分子結(jié)構(gòu)，則其色譜行為亦不同，可用于鑒別，常用的方法有薄層色譜法和高效液相色譜法等．（七）顯微結(jié)晶巴比妥類藥物可根據(jù)其本身或與某種試劑的反應(yīng)產(chǎn)物的特殊晶型，進(jìn)行同類或不類藥物的鑒別．此法亦適用于生物樣品中微量巴比妥類藥物的檢驗(yàn)．19１．藥物本身的晶形取藥物或從酸性溶液中，用有機(jī)溶劑提取，經(jīng)酸化，提取，揮干的殘?jiān)僭S，放置在載玻片上，加１／１０氫氧化鈉溶液一滴，攪拌溶液后，再加１／１０硫酸溶液一滴，即生成巴比妥類藥物的特殊結(jié)晶．在顯微鏡下觀察結(jié)晶形狀：巴比妥為長方形；苯巴比妥在開始時(shí)呈球形，然后變成花瓣?duì)畹慕Y(jié)晶，如下圖：２．反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)晶產(chǎn)物鑒于某些巴比妥類藥物可與重金屬離子反應(yīng)，生成具有特殊晶形的淀粉．因此，可以利用此進(jìn)行鑒別．例如，巴比妥可與硫酸銅－吡啶試驗(yàn)進(jìn)行反應(yīng)，形成十字形紫色結(jié)晶，如下圖：20苯巴比妥反應(yīng)后，則形成淺紫色細(xì)小不規(guī)則的或類似菱形的結(jié)晶；其他巴比妥類藥物不能形成結(jié)晶，可以利用這一特性來區(qū)分之．

三．鑒別實(shí)驗(yàn)

巴比妥類藥物的結(jié)構(gòu)特征和具體的理化特性，如分子結(jié)構(gòu)中含有酰亞胺基，硫元素與不同取代基等可用于本類藥物的鑒別試驗(yàn)．常用的鑒別試驗(yàn)方法有丙二酰脲類鑒別試驗(yàn)，制備衍生物測定熔點(diǎn)，芳環(huán)反應(yīng)，不飽和鍵反應(yīng)硫和鈉元素反應(yīng)等．另外，巴比妥類藥物光譜和色譜行為特征也用于本類藥物的鑒別．（一）丙二酰脲類鑒別反應(yīng)丙二酰脲類反應(yīng)是巴比妥類藥物母核反應(yīng)，因而是本類藥物共有的反應(yīng)，收載在藥典附錄中“一般鑒別試驗(yàn)‘項(xiàng)下．丙二酰脲類的鑒別反應(yīng)有銀鹽和銅鹽反應(yīng)，其試驗(yàn)原理前已闡述，鑒別試驗(yàn)應(yīng)用于苯巴比妥，異戊巴比妥及其鹽和司可巴比妥鈉的鑒別．１．銀鹽反應(yīng)方法取供試品0.1克，加碳酸鈉溶液１毫升與水１０毫升，振搖二分，濾過，濾液中逐滴加入硝酸銀溶液，生成白色沉淀，振搖溶解．繼續(xù)加沉淀不再溶．21２．銅鹽反應(yīng)方法取供試品５０毫克，加吡啶溶液５毫升溶解后加吡啶試液，即生成紫色沉淀．（二）測定熔點(diǎn)熔點(diǎn)是一種物質(zhì)在規(guī)定方法下，由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度．巴比妥類藥物可直接用藥典方法測定熔點(diǎn)，其鈉鹽可利用它易溶于水，酸化后析出游歷巴比妥母體，過濾沉淀測定熔點(diǎn)．現(xiàn)舉例如下：

１．司可巴比妥鈉的鑒別２．苯巴比妥鈉的鑒別

３．巴比妥的鑒別:取本品0.5克，加１mol/L碳酸鈉溶液５毫升使溶解，加4.5%(W/V)對(duì)硝基氯芐的乙醇溶液１０毫升，水浴加熱回流３０min，放置１h后，濾過，所得沉淀用乙醇進(jìn)行重結(jié)晶后，在100℃~105℃干燥，測定衍生物的熔點(diǎn)，應(yīng)為150℃左右．反應(yīng)如下：中國藥典未收載此法，而國外藥典仍用此法鑒別異戊巴比妥．22（三）利用特殊取代基或元素的鑒別試驗(yàn)

１．利用不飽和取代基的試驗(yàn)具有不飽和取代基的巴比妥類藥物，中國藥典收載了司可巴比妥鈉．因其分子結(jié)構(gòu)中含有丙烯基，不飽和鍵可與碘,溴或高錳酸鉀反應(yīng)．發(fā)生加成及氧化反應(yīng)．而使碘，溴或高錳酸鉀褪色．

（１）與碘試液反應(yīng)（２）與高錳酸鉀反應(yīng)232.利用芳環(huán)取代基的鑒別試驗(yàn)具有芳環(huán)取代基的巴比妥類藥物,中國藥典收載了苯巴比妥及其鈉鹽.可用以下方法鑒別:(1)硝化反應(yīng):含芳香取代基的巴比妥類藥物,與硝酸鉀和硫酸共熱,可發(fā)生硝化反應(yīng)生成黃色硝基化合物.(2)與硫酸-亞硝酸鈉的反應(yīng):苯巴比妥與硫酸-亞硝酸鈉反應(yīng)生成橙黃色產(chǎn)物,并隨即轉(zhuǎn)變?yōu)槌燃t色.

鑒別方法:取本品約10mg.加硫酸２滴與亞硝酸鈉約5mg,混合,即顯橙黃色,隨即轉(zhuǎn)變?yōu)槌燃t色.(3)與甲醛-硫酸的反應(yīng):苯巴比妥與甲醛-硫酸反應(yīng),生成玫瑰紅色產(chǎn)物,此鑒別方法收載于中國藥典,可用于區(qū)別苯巴比妥和其它巴比妥類藥物.

鑒別方法:取本品約50mg,置試管中,加甲醛試液1ml,加熱煮沸,冷卻,沿壁加入硫酸0.5ml,使成兩液層,水浴加熱.接界面呈玫瑰紅色.

243、與硫元素的鑒別反應(yīng)巴比妥類分子結(jié)構(gòu)中含有硫的藥物,如硫噴妥鈉，可將其硫元素轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)硫離子,而顯硫化物的反應(yīng).如下反應(yīng)可鑒別硫代巴比妥與其它巴比妥類藥物.四.特殊雜質(zhì)檢查

(一)苯巴比妥的特殊雜質(zhì)檢查苯巴比妥的合成工藝為:2526由以上合成工藝過程可以看出,苯巴比妥中特殊雜質(zhì)主要是合成中產(chǎn)生的中間體(Ⅰ)和(Ⅱ)以及副產(chǎn)物,常通過檢查酸度.乙醇溶液的澄清度及中性或堿性物質(zhì)來加以控制.1.酸度酸度的檢查主要是控制副產(chǎn)物苯基丙二酰脲.苯基丙二酰脲是由于中間體(2)的乙基反應(yīng)不完全,而與脲素縮合生成的,因其分子中5位碳上的氫受相鄰丙羧基影響,致使酸性增強(qiáng).能使甲基紅指示劑呈紅色.

檢查方法:取本品0.2g,加水10ml,煮沸攪拌1min,放冷,濾過,取濾液5ml,加甲基橙指示劑１滴，不得顯紅色.2.溶液澄清度本項(xiàng)檢查主要控制乙醇不溶性雜質(zhì),利用苯巴比妥酸這些雜質(zhì)在乙醇中的溶解度比苯巴比妥小的特性來進(jìn)行檢查.

檢查方法:取本品1.0g,加乙醇5ml,加熱回流3min,溶液應(yīng)澄清.3.中性或堿性物質(zhì)中性或堿性物質(zhì)是中間體(Ⅰ)形成的副產(chǎn)物2-苯基丁二酰胺,2-苯基丁二酰脲或分解產(chǎn)物等雜質(zhì),不溶于氫氧化鈉溶液但溶于乙醚;而苯巴比妥具有酸性溶于氫氧化鈉溶液,故采用提取重量法測其含量.

檢查方法:取本品1.0g,置于分液漏斗中,加氫氧化鈉試液10ml溶解后,加水5ml與乙醚25ml,振搖1min,分取醚層,用水洗滌３次,每次５ml,取醚液經(jīng)干燥濾紙濾過,蒸干,在105℃干燥１h,遺留殘?jiān)怀^3mg.

(二)司可巴比妥鈉的特殊雜質(zhì)檢查司可巴比妥鈉的合成工藝:271.溶液澄清度司可巴比妥鈉在水中極易溶解,水溶液應(yīng)澄清,否則表明含有水不溶性雜質(zhì),因本品的水溶液易與空氣中的二氧化碳作用,而析出司可巴比妥,故進(jìn)行該項(xiàng)目檢查時(shí)溶解樣品的水應(yīng)新沸放冷以消除水中二氧化碳的干擾.

檢查方法:取本品1.0g,加新沸過的冷水10ml溶解后,溶液應(yīng)澄清.282.中性或堿性物質(zhì)本項(xiàng)檢查的雜質(zhì)是合成過程中產(chǎn)生的中性或堿性副產(chǎn)物以及司可巴比妥鈉的分解產(chǎn)物,如酰脲(Ⅰ),酰胺(Ⅱ)類化合物.

雜質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)應(yīng)式如下:

這類雜質(zhì)不溶于氫氧化鈉溶液而溶于乙醚,可于堿性條件下用乙醚提取后,稱重,控制其限量.檢查方法與苯巴比妥相同.29五含量測定

巴比妥類藥物的含量測定方法,有銀量法、溴量法、酸量法、紫外分光光度法、提取重量法．HPLC法及GC法等.（一）銀量法

巴比妥類藥物再適當(dāng)?shù)膲A性溶液中,可與銀離子定量成鹽.根據(jù)這一性質(zhì),采用銀量法測其含量(反應(yīng)式見本章第二節(jié)“一”下).１．測定方法：

將供試品溶于碳酸鈉溶液中,保持溫度在15~20℃,用硝酸銀直接滴定.在滴定過程中,首先形成可溶性一銀鹽,當(dāng)被測定的巴比妥類藥物完全形成一銀鹽后,繼續(xù)用硝酸銀溶液滴定,稍過量的銀離子就和巴比妥類藥物形成難溶性的二銀鹽沉淀,使溶液變?yōu)榛鞚?以此指示終點(diǎn).

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此法操作簡便、專屬性強(qiáng),分解產(chǎn)物或其他一些可能產(chǎn)生的雜質(zhì)不與硝酸銀反應(yīng);但在接近終點(diǎn)時(shí)反應(yīng)較慢,觀察出現(xiàn)混濁的終點(diǎn)較難掌握,滴定時(shí)必須控制溫度,防止測定結(jié)果偏高,中國藥典1963、1977年版采用該法測定,以所產(chǎn)生的沉淀在30秒內(nèi)不消失為終點(diǎn).

為了減少目測誤差,對(duì)于本法作過多次改進(jìn).曾用丙酮作為介質(zhì)來克服滴定過程中溫度變化的影響和改善終點(diǎn)的觀察,結(jié)果仍不夠滿意;中國藥典(1985年版)改用甲醇及3.0％無水碳酸鈉溶劑系統(tǒng),以飽和甘汞電池為參比電極,銀電極為指示電極,用硝酸銀液電位滴定,得到明顯改進(jìn),并為2000年版藥典所沿用.31以異戊巴比妥鈉的含量測定方法為例(中國藥典2005年版)

1.測定方法取本品約0.2ɡ,精密稱定,加甲醇40ml使溶解，再加新配制的３.0％無水碳酸鈉溶液15ml,照電位滴定,用硝酸銀滴定液(0.1mol/L)滴定,即得.每1ml硝酸銀滴定液(0.1mol/l)相當(dāng)于22.63mg的C11H18N2O3.2.測定中注意事項(xiàng)

(1)無水碳酸鈉溶液需臨用時(shí)新配.因?yàn)樘妓徕c久置后可吸收空氣中的二氧化碳,產(chǎn)生碳酸氫鈉,使含量下降;

(2)銀電極臨用前需用硝酸浸洗1~2分鐘,再用水淋洗干凈..32

凡在5位取代基中含有雙鍵的巴比妥類藥物,可與溴定量地發(fā)生加成反應(yīng),可以用溴量法進(jìn)行測定.如司可巴比妥鈉及其膠囊的含量,即用該法測定.本法操作簡單,專屬性強(qiáng),針對(duì)結(jié)構(gòu)中的雙鍵特征,可與其他方法區(qū)別.

以中國藥典(2000版)測定司可巴比妥鈉的方法為例

測定方法取本品約0.1g,精密稱定,置250ml碘量瓶中,加水10ml,振搖使溶解,精密加溴滴定液(0.1mol/L)25ml,再加鹽酸５ml，立即密塞并振搖1min，在暗處靜置15min后，注意微開瓶塞，加碘化鉀試液10ml，立即密塞，搖勻后用硫代硫酸鈉滴定液（0.1mol\L）滴定，至近終點(diǎn)時(shí),加淀粉指示液，繼續(xù)滴定至蘭色消失,并將滴定結(jié)果用空白試液校正.每1ml溴滴定液0.1mol\L)相當(dāng)于13.01mg的C12H17N2NaO3.

（二）溴量法33（三）酸堿滴定法巴比妥類藥物呈弱酸性,可作為一元酸以標(biāo)準(zhǔn)堿液直接滴定.或在非水溶液中用強(qiáng)堿溶液滴定.１．在水-醇混合溶劑中的滴定法本類藥物在水中溶解度較小,滴定時(shí)多在醇溶液或含水的醇溶液中進(jìn)行,這樣也能避免反應(yīng)中產(chǎn)生的弱酸鹽易于水解而影響滴定終點(diǎn).以麝香草酚酞為指示劑,滴定至溶液顯淡蘭色為終點(diǎn).

以異戊巴比妥的含量測定為例

測定方法取本品0.5g,精密稱定,加乙醇20ml溶解后,加麝香草酚酞指示液6滴,用氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)滴定,并將滴定結(jié)果用空白試驗(yàn)校正,即得.34每1ml氫氧化鈉(0.1mol\L)相當(dāng)于22.63mg的C11H18N2O3.討論:

本法操作簡便,但終點(diǎn)較難判斷.為便于確定終點(diǎn),采用空白對(duì)照.因操作過程中吸收二氧化碳能使終點(diǎn)的淡蘭色褪去,采用空白對(duì)照也難以克服,因此可采用電位法指示終點(diǎn).2.在膠束水溶液中的滴定方法:

是在有機(jī)表面活性劑的膠束水溶液中進(jìn)行滴定,用指示劑或電位法指示