生物碱类药物的分析

一、生物碱类药物的分析

生物碱是指存在于生物体内一类含有氮原子的有机化合物,多呈碱性,故称生物碱。

《中国药典》收载的生物碱类药物有苯烃胺类、托烷类、喹啉类、异喹啉类、吲哚类、黄嘌呤类等。

(一)药物结构与性质

1.苯烃胺类

(1)典型药物结构:此类生物碱又称有机胺类生物碱,盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱系苯烃胺类药物的典型化合物。

(2)主要性质:

1)碱性:氮原子在侧链上,为仲胺,碱性较强,易与酸成盐。

2)旋光性:侧链上有两个手性碳原子,具有旋光性,盐酸麻黄碱为左旋体,比旋度为-33°~-35°;盐酸伪麻黄碱为右旋体,比旋度为+61.0°~+62.5°。

3)双缩脲反应:芳环侧链有氨基醇结构,可发生双缩脲反应。

《中国药典》盐酸麻黄碱的鉴别:取本品10 mg,加水1 mL溶解后,加硫酸铜试液2滴与20%氢氧化钠溶液1 mL,即显蓝紫色;加乙醚1 mL,振摇后,放置,乙醚层即显紫红色,水层变成蓝色。

2.托烷类

(1)典型药物结构:托烷(莨菪烷)类化合物大多数是由莨菪烷衍生物莨菪醇和不同的有机酸缩合而成的酯类化合物。

(2)主要性质:

1)碱性:在阿托品和山莨菪碱分子结构中,氮原子位于五元酯环上,碱性较强,易与酸成盐,临床上使用它们的硫酸盐或氢溴酸盐。

2)旋光性:硫酸阿托品结构中虽含有手性碳原子,但为消旋体,无旋光性;氢溴酸山莨菪碱为左旋体,比旋度为-9.0°~-11.5°。

3)水解性:含酯结构,易水解。

4)维他立(Vitali)反应:含莨菪酸结构,可发生维他立反应,为托烷类生物碱的特征反应。

3.喹啉类

(1)典型药物结构:喹啉类生物碱药物主要有硫酸奎宁、硫酸奎尼丁、磷酸伯氨喹、磷酸氯喹和喜树碱等。

(2)主要性质:

1)碱性:奎宁、奎尼丁的结构中存在着喹啉环和奎核碱两个部分,为二元生物碱。喹啉环中的氮原子为芳环氮,碱性较弱,不能与硫酸成盐;奎核碱含脂环氮,碱性较强,能与硫酸成盐,在水溶液中形成硫酸盐时,一分子硫酸与两分子的奎宁或奎尼丁成盐。

2)旋光性:硫酸奎宁和奎尼丁的分子组成相同,但奎核碱部分的立体结构不同,其旋光性、碱性和溶解性能也各不相同,硫酸奎宁为左旋体,硫酸奎尼丁为右旋体。

3)氯奎宁反应:结构中有含氧喹啉(喹啉环6位有含氧取代基)药物的特征反应。

在奎宁盐类的弱酸性水溶液中,滴加溴水或氯水,至过量时,再加入过量的氨水,应呈翠绿色反应。奎宁和奎尼丁互为异构体,均为含氧喹啉衍生物,均显绿奎宁反应。

《中国药典》硫酸奎宁的鉴别:取本品5 mg,加水5 mL溶解后,加溴试液3滴与氨试液1 mL,即显翠绿色。

4)荧光特性:硫酸奎宁和硫酸奎尼丁在稀硫酸溶液中显蓝色荧光。

4.异喹啉类

(1)典型药物结构:异喹啉类生物碱药物主要有盐酸吗啡、磷酸可待因等。

(2)主要性质:

1)酸碱性:吗啡分子中存在酚羟基和叔胺基因,具酸碱两性,但碱性略强;可待因分子中无酚羟基,仅含有叔胺基团,无酸性,碱性较吗啡强。

2)还原性:吗啡分子中有酚羟基,具还原性,易被氧化。向吗啡水溶液中加入稀铁氰化钾试液,吗啡即与铁氰化钾发生氧化还原反应。生成的产物亚铁氰化钾遇试液中三氯化铁,进一步生成普鲁士蓝。

《中国药典》吗啡的鉴别:取本品约1 mg,加水1 mL溶解后,加稀铁氰化钾试液1滴,即显蓝绿色(与可待因的区别)。可待因不含酚羟基,无还原性,因此无此反应。

3)Marquis反应:为异喹啉生物碱特征反应。此反应为吗啡、可待因等含异喹啉生物碱的特征反应。该类药物与甲醛-硫酸(Marquis试液)可形成具有醌式结构的有色化合物。

《中国药典》盐酸吗啡的鉴别:取本品约1 mg,加甲醛-硫酸试液1滴,即显紫堇色。

5.吲哚类

(1)典型药物结构:该类药物中含有吲哚环和两个碱性强弱不同的氮原子。

(2)主要性质:

1)碱性:吲哚环上的氮由于与芳香环共轭,氮上的电子云密度小,几乎无碱性。酯环叔胺氮由于空间位阻的原因,碱性较弱,不能与酸结合形成稳定的盐,临床上使用其游离碱。

2)旋光性:在三氯甲烷中比旋度为-115°~-131°。

3)水解性:结构中含酯基,在弱碱或受热条件下易水解。

4)还原性:在光照和氧气情况下,极易被氧化,氧化产物具蓝色荧光。

6.黄嘌呤类

(1)典型药物结构:本类生物碱结构中含有黄嘌呤基本母核。

(2)主要性质:

1)碱性:咖啡因和茶碱分子结构中虽含有4个氮原子,但由于邻位羰基的吸电子共轭影响,几乎不显碱性,临床上使用它们的游离碱。茶碱氮原子上的氢可解离,显酸性,可与碱成盐,如与乙二胺形成的盐为氨茶碱。

2)紫脲酸铵反应:为黄嘌呤生物碱类药物的特征反应。

如《中国药典》咖啡因的鉴别:在咖啡因中加入盐酸和氯酸钾后,置于水浴上使共热蒸干,残渣遇氨气,生成紫色的四甲基紫脲胺,再加氢氧化钠试液数滴,紫色消失。

(二)生物碱类药物的一般性质

1.性状

(1)大多数的生物碱或其盐类都是结晶或非晶形的固体,具有一定的熔点。

(2)大多数生物碱或其盐类,都有苦味,一般无臭,少数具不适臭。

(3)游离的生物碱大多不溶或难溶于水,而能溶或易溶于有机溶剂,也可在稀酸水溶液中成盐而溶解。

(4)大多数生物碱分子中有手性碳原子,具光学活性,且多数为左旋体。一般以左旋体具疗效,少数为右旋体(如奎尼丁)或消旋体(如阿托品)具疗效。

2.鉴别

(1)熔点测定:《中国药典》中磷酸可待因等生物碱采用此法进行鉴别。

《中国药典》磷酸可待因的鉴别:取本品约0.2 g,加水4 mL溶解后,在不断搅拌下滴加20%氢氧化钠溶液至出现白色沉淀,用玻璃棒摩擦器壁使沉淀完全,滤过;沉淀用水洗净,在105℃干燥1 h,依法测定,熔点为154~158℃。

(2)呈色反应:大多数生物碱可与一定的显色试剂反应,呈现不同的颜色,这些显色剂是浓硫酸、浓硝酸、钼硫酸、钒硫酸、硒硫酸和甲醛硫酸等。这些反应用试剂因而被称为生物碱显色剂。

《中国药典》盐酸吗啡的鉴别:取本品约1 mg,加钼硫酸试液0.5 mL,即显紫色,继变为蓝色,最后变为棕绿色。

(3)沉淀反应:大多数生物碱在酸性水溶液中,可与重金属盐类(碘化铋钾、碘化汞钾、碘-碘化钾、氯化汞等)和大分子的酸类(磷钼酸、硅钨酸、鞣酸、三硝基苯酚等)沉淀剂(称为生物碱沉淀剂)反应生成难溶的沉淀。

《中国药典》盐酸罂粟碱的鉴别:取供试品约10 mg,加水10 mL溶解后,加稀盐酸3滴与铁氰化钾试液5滴,应立即生成浅黄色沉淀。此反应可与其他阿片生物碱相区别。

(三)硫酸阿托品的分析

1.性状 本品为无色结晶或白色结晶性粉末;无臭。本品在水中极易溶解,在乙醇中易溶。本品的熔点不低于189℃,熔融时同时分解。

2.鉴别

(1)维他立反应:供试品与发烟硝酸作用,生成黄色三硝基衍生物,遇醇制氢氧化钾即生成紫色的醌型化合物。该反应为阿托品、东莨菪碱、山莨菪碱等含莨菪碱酸的托烷类生物碱的特征反应。

《中国药典》硫酸阿托品的鉴别:取本品约10 mg,加发烟硝酸5滴,置水浴上蒸干,得黄色的残渣,放冷,加乙醇2~3滴湿润,加固体氢氧化钾一小粒,即显深紫色。

(2)本品的水溶液显硫酸盐的鉴别反应。

(3)红外光谱法:《中国药典》硫酸阿托品的鉴别:本品的红外吸收图谱应与对照的图谱一致。

3.检查

(1)莨菪碱:硫酸阿托品是莨菪碱的消旋体,其杂质莨菪碱是由于在生产过程中消旋化不完全而引入,具有旋光性,利用这一差异性,可以用旋光法对莨菪碱这一特殊杂质进行限量检查。

《中国药典》硫酸阿托品中莨菪碱的检查:取本品,按干燥品计算,加水溶解并制成每1 mL中含50 mg的溶液,依法测定,旋光度不得过-0.40°。

(2)有关物质:《中国药典》中大部分生物碱如硫酸阿托品的有关物质检查采用HPLC法中的主成分自身对照法。

此外,硫酸阿托品的原料药还要进行酸度、干燥失重、炽灼残渣等一般杂质的检查项目。

4.含量测定

(1)非水溶液滴定法:生物碱类药物大多含有氮原子而具有弱碱性,但碱性太弱,可用非水滴定法测定含量。目前,各国药典对生物碱类药物的原料药主要采用非水滴定法测定含量,大多用冰醋酸或冰醋酸-醋酐等酸性介质作溶剂,用高氯酸的冰醋酸溶液作滴定液,用指示剂法或电位法确定终点。见表6-2。

表6-2 非水溶液滴定法测定生物碱类药物含量的条件

1)基本原理:生物碱类药物,除少数药物(如咖啡因)以游离碱的形式供药用外,绝大多数以盐的形式存在。因此,生物碱的非水滴定,实质上是一个置换滴定,即强酸置换出和生物碱结合的较弱的酸。

式中,为生物碱盐类;HA为换出的较弱酸。

2)适用范围:本法主要用于Kb_10-8的有机碱或其盐,以及有机酸碱金属盐类的含量测定。当生物碱的Kb~108时,非水酸性溶剂常选用冰醋酸,Kb处于1012时,非水酸性溶剂宜采用冰醋酸与醋酐的混合物;Kb时,非水酸性溶剂宜采用醋酐。见表6-2。

3)终点指示方法:非水溶液滴定法的终点指示常采用电位法和指示剂法。

A.电位法:采用玻璃-饱和甘汞电极系统(玻璃套管内装氯化钾的无水甲醇溶液)。

B.指示剂法:多采用结晶紫,也可用二甲基黄、亮氯等。不同强度碱的滴定,终点颜色不同。

4)高氯酸滴定液的浓度:高氯酸滴定液通常以冰醋酸为溶剂配制,而冰醋酸的挥发性较大,体积膨胀系数也大,易受温度等贮藏条件的影响而改变浓度。一般滴定样品和标定高氯酸滴定液时温度差小于10℃,可通过以下公式校正高氯酸浓度;而温差大于10℃,则应重新对滴定液进行标定。

式中,0.001 1为冰醋酸的体积膨胀系数;t0为标定高氯酸滴定液时环境的温度;t1为滴定样品时环境的温度;N0为t0时高氯酸滴定液的浓度;N1为t1时高氯酸滴定液的浓度。

5)酸根的影响:

式中,为生物碱盐类;HA为换出的较弱酸。

当被置换出的HA酸性较强时,置换反应不能定量进行。通常,醋酸中的酸性有以下强度次序:

A.氢卤酸盐:氢卤酸在冰醋酸中的酸性略弱于高氯酸,但酸性仍较强。为保证滴定反应能够定量进行,生物碱的氢卤酸盐滴定时,一般在冰醋酸中加入醋酸汞的冰醋酸溶液使氢卤酸生成难解离的卤化汞,氢卤酸盐则转化为醋酸盐,反应完全。

实验显示,加入的醋酸汞量应为过量的醋酸汞(为理论量的1~3倍)。

《中国药典》盐酸吗啡的含量测定:取本品约0.2 g,精密称定,加冰醋酸10 mL与醋酸汞试液4 mL溶解后,加结晶紫指示液1滴,用高氯酸滴定液(0.1 mo1/L)滴定至溶液显绿色,并将滴定的结果用空白试验校正。每1 mL的高氯酸滴定液(0.1 mo1/L)相当于32.18 mg的C17H19NO3·HCl。

B.硫酸盐:硫酸为二元酸,在水溶液中能二级电离,解离为但在冰醋酸介质中,只能发生一级电离,离解为生物碱的硫酸盐在冰醋酸介质中,滴定反应的结果是生成生物碱的高氯酸盐和硫酸氢盐。

由于氢硫酸根离子的酸性很弱,因此有机碱的硫酸盐在非水滴定时,可用高氯酸直接滴定而无干扰。《中国药典》采用本法测定硫酸阿托品、硫酸奎宁及其片剂的含量。

《中国药典》硫酸阿托品的含量测定:取本品约0.5 g,精密称定,加冰醋酸与醋酐各10 mL溶解后,加结晶紫指示液1~2滴,用高氯酸滴定液(0.1 mo1/L)滴定至溶液显纯蓝色,并将滴定的结果用空白试验校正。每1 mL的高氯酸滴定液(0.1 mo1/L)相当于67.68 mg的(C17H23NO32·H2SO4

C.硝酸盐:硝酸在冰醋酸介质中虽为弱酸,但具有氧化性,可使指示剂变色,故测定时采用电位法指示终点。

D.磷酸盐和有机酸盐:磷酸和有机酸在冰醋酸介质中的酸性极弱,不影响滴定反应的定量完成,因此,生物碱的磷酸盐和有机酸盐可不经特殊处理直接进行测定。

(2)酸性染料比色法:生物碱类化合物可与一些酸性染料,如磺酸酞类指示剂,在一定pH值条件下,定量结合显色,由此而建立的比色法测定生物碱类药物的含量,灵敏度高,需要样品量少,具有一定的专属性和准确度。适用于少量供试品、小剂量药品及制剂,以及生物体内生物碱类药物的定量分析。

1)基本原理:在适当pH值的水溶液中,生物碱类药物(B)可与氢离子结合成盐(BH+),而一些酸性染料(如溴甲酚绿等)能解离为阴离子);阳离子BH+和阴离子定量地结合,生成有色离子对化合物(BH+·),这一化合物可以被有机溶剂提取而由水相进入有机相:

在一定波长处测定供试品和对照品的有机相有色溶液的吸光度,即可求算出生物碱的含量。

2)影响因素:生物碱能否定量生成盐(BH+),酸性染料能否解离产生足够的阴离子(In),以及它们是否定量形成离子对化合物并完全被有机溶剂提取,是该方法可否用于生物碱含量分析的关键。影响实验成败的主要因素有:

A.水相的最佳pH:水相的pH值在酸性染料比色法中极为重要。因为只有在合适的pH值介质中,生物碱才能形成阳离子(BH+),酸性染料解离出足够的阴离子阳离子(BH+)、阴离子进一步结合生成离子对,否则比色测定无法进行。

如果水相的pH值过小,则酸性染料将几乎以分子状态存在,尽管生物碱已形成阳离子BH+,离子对化合物仍不能定量形成;但如果水相的pH值过大,酸性染料虽然会解离而产生足够的,但生物碱却大部分甚至全部以游离碱形式存在。因此,最佳pH值的选取对于能否用酸性染料法定量至关重要。

B.酸性染料:对所选择的酸性染料,不但要求能与有机碱定量结合,而且生成的离子对化合物在有机相中溶解度较大,且在最大吸收波长处有较高的吸光度,染料在水溶液中应有足够的浓度,但自身不溶或很少溶解于有机溶剂,以免因溶剂自身的吸收,造成测定结果偏离实际值。酸性染料比色法常用的染料有甲基橙、溴麝香草酚蓝和溴甲酚绿等。

C.有机溶剂:有机溶剂应对离子对溶解度大,易于提取完全,该离子对在其中有较高的吸光度,不与或极少与水混溶,否则水中剩余的染料将被带入有机相而影响测定。因此三氯甲烷、二氯甲烷等溶剂常作为提取用有机溶剂。

D.水分:用有机溶剂提取有色的离子对时,应严防水分的混入。因为微量水分或使有机溶剂发生混浊,影响透过光的正常强度,进而影响比色结果;此外,水分存在也将带入一定量的染料,染料也会产生吸收性,而使测定结果偏高。因此提取后的有机层应加入脱水剂(如无水硫酸钠)或经干燥滤纸滤过以除去微量水分。

E.染料中的有色杂质:染料中如果存在有色杂质,且该杂质又可溶解于有机溶剂中,则将影响有机层的颜色而影响比色的正常进行。排除这一干扰,可以在加入供试品之前,将缓冲溶液与酸性染料的混合液先用提取用有机溶剂提取,弃去该提取液,再加入供试品溶液,依法测定即可。

3)应用示例:《中国药典》中硫酸阿托品片及其注射剂采用此法测定含量。

《中国药典》硫酸阿托品片的含量测定:

A.对照品溶液的制备:取硫酸阿托品对照品约25 mg,精密称定,置25 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇匀,精密量取5 mL,置100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,即得。

B.供试品溶液的制备:取本品20片,精密称定,研细,精密称取适量(约相当于硫酸阿托品2.5 mg),置50 mL容量瓶中,加水振摇使硫酸阿托品溶解并稀释至刻度,滤过,取续滤液,即得。

C.测定法:精密量取对照品溶液与供试品溶液各2 mL,分别置预先精密加入三氯甲烷10 mL的分液漏斗中,各加溴甲酚绿溶液2.0 mL,振摇提取2 min后,静置使分层,分取澄清的三氯甲烷液,照紫外-可见分光光度法在420 nm的波长处分别测定吸光度,计算,并将结果乘以1.027,即得供试品中含有(C17H23NO32·H2SO4·H2O的质量。

(3)高效液相色谱法:《中国药典》硫酸阿托品眼膏的含量测定。

1)色谱条件与系统适用性试验:用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂;以0.05 mo1/L磷酸二氢钾溶液(含0.002 5 mo1/L庚烷磺酸钠)-乙腈(84∶16)(用磷酸或氢氧化钠试液调节pH值至5.0)为流动相;检测波长为225 nm,理论板数按阿托品峰计算应不低于3 000。

2)测定法:取本品适量(约相当于硫酸阿托品10 mg)精密称定,置50 mL容量瓶中,加水适量,在80℃水浴中强烈振摇20 min使硫酸阿托品溶解,放冷,用水稀释至刻度,摇匀,冰浴中冷却5 min,滤过,取续滤液作为供试品溶液,精密量取20L注入液相色谱仪,记录色谱图;另取硫酸阿托品对照品,精密称定,加流动相溶解并定量稀释制成每1 mL中含0.2 mg的溶液,同法测定,按外标法以峰面积计算,即得。

(四)生物碱类药物的其他分析方法

1.鉴别

(1)紫外光谱法:生物碱类药物分子结构中大多含有芳环或共轭双键结构,可用紫外光谱法对这些化合物进行鉴别。

《中国药典》盐酸伪麻黄碱的鉴别:取本品,加水制成每1 mL含0.5 mg的溶液,照紫外-可见分光光度法测定,在251 nm、257 nm、263 nm波长处有最大吸收。

(2)薄层色谱法:各国药典中,采用色谱法鉴别生物碱类药物的品种正在逐渐增加。如《美国药典》《英国药典》及《欧洲药典》均采用薄层色谱法鉴别硫酸奎宁原料药。

《中国药典》消旋山莨菪碱的鉴别:取本品与消旋山莨菪碱对照品,分别加甲醇制成每1 mL中含3 mg的溶液,照薄层色谱法试验,吸取上述两种溶液各10L,分别点于同一硅胶GF254薄层板上,用甲苯-丙酮-乙醇-浓氨溶液(4∶5∶0.6∶0.4)为展开剂,展开,晾干,置紫外光灯(254 nm)下检视,供试品溶液所显主斑点的位置和颜色应与对照品溶液的主斑点相同。

目前常用的薄层色谱吸附剂多为硅胶,生物碱类药物若以盐的形式存在,则在硅胶板上吸附太牢,致使斑点严重拖尾。为使生物碱呈游离状态分离鉴别,常采用以下两种方法,一为在展开剂中加入少量的碱性试剂,使生物碱游离。二是用碱处理过的硅胶制板。

(3)高效液相色谱法:《中国药典》中消旋山莨菪碱片采用此法进行鉴别。

2.检查 生物碱类药物在生产和贮藏过程中易引入结构相近的其他生物碱,为保证临床用药的安全、有效,采用物理法、化学法、薄层色谱法、高效液相色谱法等方法严格控制杂质限量,其中最常用的方法为薄层色谱法和高效液相色谱法。

表6-3 常用的生物碱药物中存在的特殊杂质

生物碱药物中存在的特殊杂质(表6-3),可利用有效成分与杂质在性质方面的差异,对药物中共存的杂质进行检查。

(1)利用物理性质如溶解行为的差异:《中国药典》硫酸奎宁中三氯甲烷-乙醇中不溶物的检查:取供试品2.0 g,加三氯甲烷-无水乙醇(2∶1)混合液15 mL,在50℃加热10 min后,用称定质量的垂熔坩埚滤过,滤渣用上述混合液分5次洗涤,每次10 mL,在105℃干燥至恒重,遗留残渣不得过2 mg。

(2)利用化学性质差异:《中国药典》盐酸吗啡中阿扑吗啡的检查:取本品50 mg,加水4 mL溶解后,加碳酸氢钠0.10 g与0.1 mo1/L碘溶液1滴,加乙醚5 mL,振摇提取,静置分层后,乙醚层不得显红色,水层不得显绿色。

《中国药典》盐酸吗啡中罂粟酸的检查:取本品0.15 g,加水5 mL溶解后,加稀盐酸5 mL与三氯化铁试液2滴,不得显红色。

(3)光谱行为的差异:《中国药典》利血平中氧化产物的检查:取本品20 mg,置100 mL容量瓶中,加冰醋酸溶解并稀释至刻度,摇匀,照紫外-可见分光光度法,在388 nm的波长处测定吸光度,不得过0.10。

(4)色谱行为的差异:

1)薄层色谱法:利用各组分吸附性质的差异,《中国药典》采用薄层色谱法中的主成分自身对照法检查硫酸奎宁中的其他金鸡纳碱,咖啡因中的有关物质,氨茶碱中的有关物质等。

《中国药典》硫酸奎宁中其他金鸡纳碱的检查:取本品,加稀乙醇制成每1 mL中含10 mg的溶液,作为供试品溶液;精密称取适量,加稀乙醇制成每1 mL中含50g的溶液,作为对照品溶液。照薄层色谱法试验,吸取上述两种溶液各5L,分别点于同一硅胶G薄层板上,以三氯甲烷-丙酮-二乙胺(5∶4∶1.25)为展开剂,展开,微热使展开剂挥散,喷以碘铂酸钾试液使显色。供试品溶液如显杂质斑点,与对照品溶液的主斑点比较,不得更深。

2)高效液相色谱法:HPLC法分离效能高、专属性强、检测灵敏,是特殊杂质检查的有效方法,在《中国药典》中大部分生物碱的有关物质检查采用HPLC法。

3.含量测定 生物碱类药物的含量测定中原料药大多采用非水溶液滴定法,制剂常采用酸性染料比色法、提取酸碱滴定法、紫外分光光度法、荧光分析法、气相色谱法、高效液相色谱法等。

(1)非水溶液滴定法:《中国药典》中咖啡因、盐酸麻黄碱、盐酸吗啡、盐酸罂粟碱、硫酸奎宁、硫酸奎尼丁、磷酸可待因及注射剂、硝酸毛果芸香碱、马来酸麦角新碱、氢溴酸山莨菪碱等均采用此法测定含量。

由于在水中,奎宁分子结构中仅喹核碱的碱性较强,可以与硫酸成盐,而喹啉环的碱性极弱,保持游离状态,因此两分子奎宁和一分子硫酸组成一分子的硫酸奎宁。在冰醋酸介质中滴定时,奎宁碱性发生了变化,喹啉环氮原子也显示较强的碱性,因此在冰醋酸介质中喹核碱和喹啉环上的氮原子均可与质子成盐。滴定反应的结果是:1 mol硫酸奎宁结合了4 mol质子,其中1 mol质子是由硫酸提供的,其他3 mol质子是由高氯酸提供的,因此滴定反应中,1 mol硫酸奎宁需消耗3 mol高氯酸。

硫酸奎宁片剂中许多辅料消耗高氯酸,为排除干扰,应先提取、分离、干燥后才反应。所以在测定过程中,硫酸奎宁先经强碱溶液碱化,生成两分子奎宁游离碱,这两分子奎宁进一步与四分子高氯酸反应,因此,1 mol的硫酸奎宁需要消耗4 mol高氯酸。

显然,硫酸奎宁片剂的分析方法和原料药不同,滴定度也不同。

(2)提取酸碱滴定法:一些碱性较强(pKb=6~9)的生物碱盐类,经碱化,有机溶剂提取后,可采用酸碱滴定法测定含量。

1)基本原理:利用生物碱的盐类能溶于水而游离生物碱不溶于水、可溶于有机溶剂的性质,将生物碱的盐碱化、提取后测定。

2)适用范围:碱性较强(pKb=6~9)的生物碱盐类。

3)基本方法:

A.提取:将供试品溶于水或溶于稀矿酸中,加入适当的碱性试剂,使生物碱从水溶液中游离出来,用合适的有机溶剂振摇提取,进而转溶于有机溶剂中;用水洗涤有机相,除去混存的碱性试剂和水溶性杂质,用无水硫酸钠或西黄蓍胶脱水,滤过。得到游离生物碱溶剂提取液。

B.滴定:上述提取液可以选择不同的滴定方法(直接滴定法、剩余滴定法、非水滴定法)进行含量测定。

4)测定条件的选择:

A.碱化试剂:能使生物碱游离的常用碱化试剂有氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钙和氧化镁等。氨水是首选的碱化试剂。

B.提取溶剂:最常用的提取溶剂是三氯甲烷。

C.滴定终点指示剂的选择:常用甲基红、溴酚蓝等。

如《中国药典》中磷酸可待因糖浆、盐酸罂粟碱片剂等采用此法测定含量。

《中国药典》磷酸可待因糖浆的含量测定:用移液管精密量取本品10 mL,以水洗出移液管内的附着液,置分液漏斗中,加氨试液使成碱性,用三氯甲烷振摇提取至少4次,第一次25 mL,以后每次各15 mL,至可待因提尽为止,每次得到的三氯甲烷液均用同一份水10 mL洗涤,洗液用三氯甲烷5 mL振摇提取,合并三氯甲烷液,置水浴上蒸干,精密加硫酸滴定液(0.01 mo1/L)25 mL,加热使溶解,放冷,加甲基红指示剂2滴,用氢氧化钠滴定液(0.02 mo1/L)滴定。每1 mL的硫酸滴定液(0.01 mo1/L)相当于8.488 mg的C18H21NO3·H3PO4·1.5H2O。

(3)紫外分光光度法:大多数生物碱分子结构中含有共轭双键,因此可在紫外光区产生吸收。可采用紫外分光光度法测定其含量。

《中国药典》中盐酸吗啡片剂及其注射剂、马来酸麦角新碱注射液等采用此法测定含量。

(4)荧光分析法:荧光分析法具有灵敏度高、选择性好的优点,但干扰因素多、浓度、响应线性范围窄限制了其广泛应用。目前,荧光分析法多用于需要高灵敏度和允许较大变异性的样品分析,如生物样品分析和小剂量生物碱制剂的分析。

利血平片规格为0.1 mg和0.25 mg,主药成分含量小,利用利血平易被氧化,氧化产物具有荧光的特点,《中国药典》中对其片剂采用荧光分析法测定含量。

(5)气相色谱法:USP(32)采用气相色谱法测定氢溴酸东莨菪碱注射液的含量。