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第四章 药物定量分析 与分析方法验证. 第一节 定量分析样品的前处理方法. 一、概述 1. 结构特征与分析方法之间的关系 ① 含卤素有机药物 R-X ( F , Cl, Br, I ) 卤素与芳环相连 Ar-X 结合牢固,需有机破坏 卤素与脂肪链相连 R-X 结合较不牢固,不需有机破坏. ② 含金属有机药物 含金属有机药物 R-O-Me ,有机酸或酚的金属盐 / 配位化合物; 结合不牢固,可直接测定
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第四章 药物定量分析与分析方法验证 第一节 定量分析样品的前处理方法
一、概述 1.结构特征与分析方法之间的关系 ①含卤素有机药物 R-X (F,Cl, Br, I ) 卤素与芳环相连 Ar-X 结合牢固,需有机破坏 卤素与脂肪链相连 R-X 结合较不牢固,不需有机破坏
②含金属有机药物 含金属有机药物 R-O-Me,有机酸或酚的金属盐/配位化合物; 结合不牢固,可直接测定 有机金属药物 R-Me,结合牢固,适当处理后测定
2、药物分析中常用的分析方法 不经有机破坏的分析方法 经有机破坏的分析方法
(一) 不经有机破坏的分析方法: ①直接测定法 凡金属原子不直接与碳原子相连的含金属药物或某些C-M(金属原子直接与碳原子相连)键结合不牢固的有机金属药物,在水溶液中可以电离,可选用本法。
溶于热稀矿酸 Fe2+ 指示剂:邻二氮菲 (+Fe2+) Ce4+ 红色 终点: 邻二氮菲(+Fe3+) Fe3+ 淡蓝色 例1:富马酸亚铁的含量测定(铈量法,ChP 2000) 滴定的结果用空白试验校正。 每1ml硫酸铈滴定液(0.1mol/L)相当于16.99mg富马酸亚铁。
例2、葡萄糖酸锑钠的测定 ChP(2000) 取本品约0.3g,精密称定,置具塞锥形瓶中,加水100ml、盐酸15ml与碘化钾试液10ml,密塞、振摇后,在暗处静置10min,用硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)滴定,至近终点时,加淀粉指示液,继续滴定至蓝色消失,并将滴定的结果用空白试验校正。每lml的硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)相当于6.088mg的Sb。
例3、枸橼酸铁铵的测定 ChP(2000) 取本品约0.5g,精密称定,置具塞锥形瓶中。加水15ml溶解后,加硫酸lml,加热至溶液由暗棕色变成淡黄色,放冷至约15℃,滴加高锰酸钾试液至溶液显粉红色并持续5s,加盐酸15ml与碘化钾试液15ml,密塞,静置3min,加水50ml稀释后,用硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)滴定至近终点时,加淀粉指示液2ml,继续滴定至蓝色消失,并将滴定的结果用空白试验校正。每lml的硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)相当于5.585mg的Fe。
(二)经水解后测定法1.碱水解后测定法 是将含卤素的有机药物溶于适当溶剂(如乙醇)中,加氢氧化钠溶液或硝酸银溶液后,加热回流使其水解,将有机结合的卤素经水解作用转变为无机的卤素离子,然后选用间接银量法进行测定。本法适用于含卤素有机药物结构中卤素原子结合不牢固的药物,如卤素和脂肪碳链相连者。
例:三氯叔丁醇的测定 三氯叔丁醇在氢氧化钠溶液中加热回流水解,氯元素全部转变成氯化钠,然后用剩余滴定法,即于水解液中加硝酸酸化,再加入定量过量的硝酸银滴定液,使Cl-生成AgCl沉淀,过量的硝酸银,以Fe3+为指示剂,用硫氰酸铵液回滴定。
CCl3-C(CH3)2-OH + 4NaOH 回流 (CH3)2-CO + 3NaCl + HCOONa + 2H2O △ NaCl + AgNO3 AgCl↓ + NaNO3 AgNO3 + NH4SCN AgSCN ↓ + NH4NO3 Fe3+ + SCNˉ Fe (SCN) 2+ (Ksp=1.56×10–10 ) (Ksp=1.0×10-12 ) (淡棕红色)
测定方法 取本品约0.1g,精密称定,加乙醇5ml溶解后,加20%氢氧化钠溶液5ml,加热回流15min,放冷至室温,加水20ml与硝酸5ml,精密加硝酸银滴定液(0.1mol/L) 30ml,再加邻苯二甲酸二丁酯5ml,密塞,强力振摇后,加硫酸铁胺指示液2ml,用硫氰酸胺滴定液(0.1mol/L)滴定,并将滴定的结果用空白试验校正。每1ml硝酸银滴定液(0.1mol/L)相当于6.216mg的C4H7Cl3O·1/2H2O。
反应摩尔比为1∶3 T——滴定度,每1ml滴定液相当于被测组分的mg数 c——滴定液浓度,mol/L M——被测物的摩尔质量,g/mol n——1mol样品消耗滴定液的摩尔数,常用反应摩尔比体现,即反应摩尔比为1∶n
2.酸水解后测定法 例 硬脂酸镁的测定 ChP(2000) 取本品约0.1g,精密称定,精密加硫酸滴定液(0.05mol/L) 50ml,煮沸至油滴澄清,继续加热10min,放冷至室温,加甲基橙指示液1~ 2滴,用氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)滴定。每1ml硫酸滴定液(0.05mol/L)相当于2.016mg的MgO。
Mg(C17 H35COO)2 + H2SO4 MgSO4 + 2 C17 H35COOH △ 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O 原理:
某些含汞有机药物,由于C—Hg键不牢固,在水溶液(冰浴)中滴加硫酸使其水解,将有机汞定量转化成硫酸汞,再用硫氰酸铵滴定液滴定。某些含汞有机药物,由于C—Hg键不牢固,在水溶液(冰浴)中滴加硫酸使其水解,将有机汞定量转化成硫酸汞,再用硫氰酸铵滴定液滴定。
例 汞撒利的测定 取本品约0.5g,精密称定,加蒸馏水10ml,置冰浴中,滴加硫酸10ml,随滴随搅拌,至产生的沉淀复溶解,再加蒸馏水50ml,硫酸铁铵指示液2ml,用硫氰酸铵滴定液(0.1mol/L)滴定。每1ml硫氰酸铵滴定液(0.1mol/L)相当于25.29mg的汞撒利。
3、经还原分解后测定法 ①碱性还原后测定 卤素结合于芳环上时,由于分子中碘的结合较牢固,需在碱性溶液中加还原剂(如锌粉)回流,使碳-碘键断裂,形成无机碘化物后测定。 ②酸性还原后测定法 两法均是将含卤素有机药物在碱性或酸性下,加还原剂(如锌粉)加热回流,药物产生还原裂解反应,使有机结合的卤素转变为无机的卤素离子,然后采用银量法(Fajans法)测定。
碱性还原后测定法例 泛影酸的测定 ChP (2000) 取本品约0.4g,精密称定,加氢氧化钠溶液30ml与锌粉1.0g,加热回流30min,放冷,冷凝管用少量水洗涤,滤过,烧瓶与滤器用水洗涤3次,每次15ml,洗液与滤液合并,加冰醋酸5ml与曙红钠指示液5滴,用硝酸银滴定液(0.1mol/L)滴定。每1ml硝酸银滴定液(0.1mol/L)相当于20.46mg的C11H9 I 3N2O4。
指示剂:曙红钠 终点:黄→红
ChP(2000)收载的胆影酸、碘番酸、胆影葡胺、泛影葡胺、碘他拉酸等均采用同法测定。 USP (24)、BP(1998)
经还原--汞齐化后测定法(含汞有机药物的含量测定)经还原--汞齐化后测定法(含汞有机药物的含量测定) 本法系在酸性或碱性溶液中,加锌粉、加热回流,将药物中有机结合的汞还原析出金属汞,并与过量的锌生成锌汞齐。将锌汞齐溶于硝酸后,选用适当的方法测定汞的含量,并换算成含汞有机药物的含量。
如醋酸苯汞的含量测定 取本品约0.5g,精密称定,置100ml烧瓶中,加水15ml,甲酸5ml与锌粉1g,附回流冷凝器,煮沸30min。放冷,滤过,滤纸和锌汞齐用蒸馏水洗涤至洗液对石蕊试纸不显酸性反应。将锌汞齐溶解在稀硝酸(1∶2)40ml中,置蒸气浴上加热3min,加尿素0.5g和足够的高锰酸钾试液至显桃红色。冷却后,加过氧化氢溶液脱色,加硫酸铁铵指示剂lml,用硫氰酸铵滴定液(0.1mol/L)滴定,即得。每1ml硫氰酸铵液(0.1mol/1)相当于16.84mg的C8H8O2Hg。
三、经有机破坏的分析方法 金属原子、卤素等与C结合牢固者,必须有机破坏 湿法破坏 药物分析中常用的有机破坏的方法有 H2SO4-HNO3法 (一)湿法破坏 H2SO4-HClO4法 H2SO4-硫酸盐法 H2SO4-H2O2,HNO3-KMnO4法等 干法破坏 ----凯氏定氮法
(一)湿法破坏 1、硝酸-高氯酸法: 适于生物样品的破坏,如血、尿、组织等。。反应剧烈、切勿蒸干、以防爆炸但对含氮杂环破坏不完全,应用干法灼烧。无机金属离子一般为高价态。 2、硝酸-硫酸法: 适于大多数有机药物,如染料、中间体、药物等。但不用于碱土金属有机药物(用硝酸-高氯酸法)
3、H2SO4—硫酸盐法 用于含砷或锑有机药物破坏。所用硫酸盐为硫酸钾或硫酸钠,目的是为了提高硫酸沸点,使其破坏完全。无机金属离子为低价态。 4、其他湿法 尚有硝酸-硫酸-高氯酸法、硫酸-过氧化氢法、硫酸-高锰酸钾法。 湿法破坏一般用硅玻璃或硼玻璃制的凯氏烧瓶。进行空白试验校正。含金属元素10-100μ g范围内,取样10g;生物样品:血样10-15ml,尿样50ml。
注意事项:1.湿法破坏所用的仪器,一般为硅玻璃或硼玻璃制成的凯氏烧瓶;2.所用试剂及蒸馏水均不应含有被测金属离子或干扰测定的其他金属离子等组分;3.由于整个操作过程所用矿酸量数倍于样品,所以必须按相同条件进行空白试验校正;4.操作时应在通风橱内进行。注意事项:1.湿法破坏所用的仪器,一般为硅玻璃或硼玻璃制成的凯氏烧瓶;2.所用试剂及蒸馏水均不应含有被测金属离子或干扰测定的其他金属离子等组分;3.由于整个操作过程所用矿酸量数倍于样品,所以必须按相同条件进行空白试验校正;4.操作时应在通风橱内进行。
样品的取用量,应视被测含金属有机药物中所含金属元素的量和破坏后所用测定方法而定。一般来说,含金属元素量在10μg一100μg范围内时,取样量为10g;如果测定方法灵敏度较高,取样量可相应减少。对于生物样品,一般血样10ml一15ml或尿样50ml。样品的取用量,应视被测含金属有机药物中所含金属元素的量和破坏后所用测定方法而定。一般来说,含金属元素量在10μg一100μg范围内时,取样量为10g;如果测定方法灵敏度较高,取样量可相应减少。对于生物样品,一般血样10ml一15ml或尿样50ml。
凯氏定氮法: • 原理:在催化作用下,用浓硫酸将有机物分解破坏,使有机分子中的N转变为(NH4)2SO4,加碱碱化后使(NH4)2SO4分解,将滴出的NH3蒸馏在H3BO3溶液中,用H2SO4标准液滴定至终点。根据消耗的量计算出有机物中N的量。 • 四步骤:消解、蒸馏、吸收、滴定。 • 试剂:浓硫酸:氧化剂、碳化剂; 硫酸钾:提高H2SO4的沸点; 硫酸铜:催化剂,使之更完全、更彻底。 • 注意事项:从消解开始做空白试验。
(二)干法破坏:系将有机物灼烧灰化以达分解目的。(二)干法破坏:系将有机物灼烧灰化以达分解目的。 适用于含卤素、S、P等有机药物分析的前处理,也用于某些药物中Se及砷盐的检查 1. 高温炽灼法 加无水Na2CO3、硝酸镁、氢氧化钙或ZnO以助灰化,先小火加热,使样品完全炭化,再高温炉中灼烧,使其完全灰化。 适用于:湿法不易破坏的有机物以及某些不能用硫酸进行破坏的有机药物; 不适用于:含易挥发性金属(如汞、砷等)有机破坏。
应用本法时要注意以下几个问题:①加热或灼烧时,应控制温度在420℃以下,以防止某些被测金属花合物的挥发。②经本法破坏后,所得灰分往往不易溶解,但此时切勿弃去。③灰化完全与否,直接彭响侧定结果的准确性。应用本法时要注意以下几个问题:①加热或灼烧时,应控制温度在420℃以下,以防止某些被测金属花合物的挥发。②经本法破坏后,所得灰分往往不易溶解,但此时切勿弃去。③灰化完全与否,直接彭响侧定结果的准确性。
(三)氧瓶燃烧法 ①定义:氧瓶燃烧法(oxygen flask combustion method)系将有机药物放入充满氧气的密闭烧瓶中进行燃烧,将产生的欲测物吸收于吸收液中,再用适宜方法测定。适于卤素有机药物或含硫、氮、硒等其他元素的有机药物。其吸收液多是水或水与氢氧化钠的混合液。
②称样用材料及称样 A. 固体样品 无灰滤纸 B. 液体样品 纸袋 C. 软膏类样品:将适量样品置不含被测成分的蜡油纸中包裹严密,外层再用无灰滤纸包裹 ③氧气
④吸收液的选择 吸收液可使样品经燃烧分解所产生的各种价态的卤素,定量地被吸收并使其转变为一定的便于测定的价态,以适应所选择的分析方法。用于X、S、Se等的鉴别、检查、含量测定时多数是H2O或H2O-NaOH;少数为H2O-NaOH-H2O2。 氟 水 氯 NaOH溶液 溴 H2O2-NaOH NaOH-硫酸肼饱和溶液 碘 NaOH-硫酸肼饱和溶液 硫 NaOH或H2O2 硒 硝酸溶液
⑤注意事项 • A、根据被燃烧分解的样品量选用适宜大小的燃烧瓶。 • ChP(2000)规定的燃烧瓶体积为500、1000或2000ml三种,采用常量或半微量分析
正确选用燃烧瓶的目的在于: 样品能在足够的氧气中燃烧分解完全; 有利于将燃烧分解产物较快地吸收到吸收液中; 防止爆炸的可能性。
B、测定含氟有机药物时,用石英制燃烧瓶 • C、铂丝燃烧时起催化作用 • D、应同时做空白试验 • E、燃烧时要注意防爆 • F、燃烧要完全 • G、燃烧产生的烟雾完全被吸收
例 碘苯酯的含量测定 ChP(2000) 原理 碘苯酯系有机碘化物,用氧瓶燃烧分解,转变为碘化物,继而氧化为游离的碘,并被定量地吸收于吸收液中,和氢氧化钠反应,生成碘化物与碘酸盐,加入溴-醋酸溶液,使全部转变为碘酸盐,过量的溴以甲酸及通空气去除。加入碘化钾,使与碘酸盐反应析出游离碘,用硫代硫酸钠液滴定,碘与淀粉结合所显的蓝色消失即为终点。
molNaIO3 molNaI+Br2→ 滴定度的计算 放大反应 2mol碘苯酯→1molI2 1molI2→1molNaIO+1molNaI 1molNaIO→1/3molNaIO3+2/3molNaI 即2mol碘苯酯→2molNaIO3
2mol NaIO3+10I-→6molI2 即2mol碘苯酯→1molI2 →6molI2→12molI→12molNa2S2O3 反应摩尔比为1∶6
第二节 定量分析方法特点 一、容量分析法 (一)容量分析法的特点 几个概念:容量分析法、滴定终点、滴定误差、等当点 操作简单、快速; 比较准确(相对误差<0.2%); 仪器普通易得 常用于测定高含量或中含量组分,原料药含量测定首选
容量分析法用原料药精制品(含量>99.5%)或对照品考察方法的精密度,相对标准差一般应不大于0.2%;进行回收率试验。回收率一般在99.7~100.3%之间。
二、光谱分析法 • 光谱 • 光谱分析法 • 分光光度法 • 分类 紫外-可见分光光度法 红外分光光度法 原子吸收分光光度法 荧光分光光度法 火焰光度法
二、光谱分析法 (一)紫外-可见分光光度法 吸收光谱范围:紫外:200~400nm 可见:400~760nm 灵敏度高,可达10-4g/ml ~10-7g/ml 1. 特点 准确度高,RSD(%)为2% ~5% 仪器价格低廉,操作简单,易普及,应用广范 2. 朗伯-比耳定律A = ECL 吸收系数:摩尔吸收系数ε ——研究分子结构 百分吸收系数E ——含量测定
3.仪器的校正和检定 波长的校正:汞灯中的几根较强的谱线或用仪器自身 所带的氘灯的特定谱线为参照进行校正 吸收度准确性的检定:重铬酸钾的硫酸溶液,规定波 长处测定E ,应符合P51表1中规定 杂散光的检查:一定浓度的碘化钠和亚硝酸钠溶液, 规定波长处测定透光率,应符合P51表2 中规定