导图社区 第十四章:维生素类药物的分析
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编辑于2022-07-21 10:24:08维生素类药物的分析
维生素
概述
维生素是维持人体生命活动必须的一类有机物质,在体内的含量很少,但不可或缺
体内不能合成,须从食物中摄取
从化学结构上来讲,维生素类均属于有机化合物,但并非同一类化合物
可以是醇、酯、酸、胺、酚或醛
各具有不同的理化性质和生理作用
按溶解度分
维生素类药物的分析方法
生物法
微生物法
化学法
物理化学法
依据药物的化学结构、理化性质与生物特性来进行分析
维生素A的分析
概述
一种不饱和脂肪醇,鲛类海鱼肝脏中提取的脂肪油(鱼肝油)
鱼肝油中VA多以酯类混合物形式存在
具有多种异构体,有不同的名称,其中活性最好的是维生素A1,也是通常所指的维生素A
结构与性质
结构
维生素A具有一个共轭多烯醇侧链的环已烯,具有多个异构体
维生素A醇或酯
-H:维生素A醇
-COCH3:维生素A醋酸酯
-COC15H31:维生素A棕榈酸酯
不同异构体的生物效价不同
共轭多烯侧链易发生脱氢、脱水、聚合反应
脱氢:VA2
脱水:VA3
聚合:鲸醇
环氧化物
氧化:VA醛/VA酸
干扰紫外吸收
主要性质
溶解性
易溶于有机溶剂,如环己烷,三氯甲烷,在乙醇中微溶,不溶于水
不稳定性
含有多个不饱和键,性质不稳定,易被空气中氧或氧化剂氧化,易被紫外光裂解,特别是在加热和金属离子存在时更易氧化变质从而失活
紫外吸收
共轭多烯醇侧链结构,在325-328nm之间有最大吸收,可用于鉴别
与三氯化锑呈色
三氯甲烷+三氯化锑=不稳定的蓝色
专属反应,特征
鉴别试验
三氯化锑反应(Carr-Price反应)
原理
维生素A在无水无醇的三氯甲烷中与三氯化锑反应显蓝色,渐变成紫红色
机制为维生素A与三氯化锑中存在的五氯化锑形成不稳定的蓝色碳正离子
条件
无水、无醇
SbCl3+水→SbOCl↓
乙醇可使碳正离子的正电荷消失
紫外光谱法
通过维生素A和脱水维生素A(VA3)的吸收峰鉴别
薄层色谱法
BP
对照品法
三氯化锑显色
USP
规定斑点颜色和Rf值
磷钼酸显色剂
含量测定
紫外-可见分光光度法(三点校正法)
各国药典均有收录
干扰杂质
立体异构体
氧化产物及光照产物
合成中间体
去氢维生素A(VitA2)
去水维生素A(VitA3)
三点校正法排除干扰
稀释用油等
维生素A吸收系数
维生素A在325-328nm的波长范围内具有最大吸收,其最大吸收峰的位置随溶剂的不同而异
维生素A酯主要用环己烷溶解,维生素A醇主要用异丙醇溶解
三点校正法
前提条件
假设
杂质的吸收在310~340nm波长范围内呈一条直线,且随波长的增大吸收度减小
规律
物质对光的吸收具有加和性
方法
维生素A醋酸酯
等波长差法
波长选择
λ1
最大吸收波长
328nm
λ2
316nm
λ3
340nm
在λ1两侧差12nm处,Δλ=12nm
校正公式
A328(校正)=3.52×(2×A328-A316-A340)
维生素A醇
等吸收比法
波长选择
λ1
最大吸收波长
325nm
λ2
310nm
λ3
334nm
λ2处的A=λ3处的A=6/7的最大吸光度值
校正公式
A325(校正)=6.815×A325-2.555×A310-4.260×A334
测定方法
直接测定法
用于纯度高的维生素A醋酸酯测定
判断
判断λmax是否在326~329nm之间
最大吸收波长应为328nm,可用第一法
最大吸收波长不在范围内,改用第二法
求算Ai/A328,并与规定值比较
5个[Aλ/A328-规定值]均≤(±0.02),直接用A328
5个[Aλ/A328-规定值]中有超过±0.02的,计算A328校正
,用A328
,用A328校正
,改用第二法
计算
按照判断选择A(A328或A328校正)
求百分吸收系数
求效价(每克供试品所含维生素A的国际单位数)
求标示量%
皂化法
用于维生素A醇的测定
样品前处理
λmax应为325nm
若λmax不在323~327nm之间,则供试品中杂质含量过高,改为色谱法将未皂化部分纯化后进行测定
计算A300/A325,选择A
A300/A325≤0.73
,用A325
,用A325校正
A300/A325>0.73
色谱法纯化后再测
例
维生素AD胶丸中维生素A的含量测定
精密称取本品(规格10,000VitAIU/丸)装量差异项下(平均装量0.07985g/丸)的内容物 0.1287g 至50ml量瓶中,用环己烷稀释至刻度,摇匀;精密量取2.0ml,置另一50 ml量瓶中,用环己烷稀释至刻度,摇匀。以环己烷为空白,测定最大吸收波长为328nm,并在下列波长处测得吸收度如下,计算Vit A的标示量百分含量
维生素A滴剂中维生素A的含量测定
称取Vit A滴剂0.1082g(标示量50 000I.U./g),加环已烷至50.0ml,取出5.0ml置于另一50 ml量瓶中,加环已烷至刻度,摇匀后置石英比色皿中,以环已烷为空白,分别于以下波长处测得相应的吸收度值,试求此滴剂中Vit A的标示量百分率
高效液相色谱法
适用于维生素A醋酸酯原料及其制剂的含量测定
色谱条件
色谱柱
硅胶为填料的正相色谱
流动相
正己烷-异丙醇(997:3)
检测波长
325nm
系统适用性试验
分离度
加入碘液产生顺式异构体,VitA与其顺式异构体的分离度大于3
重复性
连续5次进样,RSD不大于3%
理论塔板数和对称性
三氯化锑法
专属型差、呈色不稳定
原理
维生素A+SbCl3→蓝色
λmax=618~620nm
缺点
呈色不稳定(5 ~ 10s内)
水分干扰
与标准曲线温差应≤1℃
专属性差
三氯化锑有腐蚀性
维生素B的分析
概述
VitB,又称盐酸硫胺,广泛存在于米糠、麦麸和酵母中,具有维持糖代谢及神经传导与消化的正常功能,主要用于治疗脚气病、多发性神经炎和胃肠道疾病
结构与性质
结构
噻唑环上的季铵及嘧啶环上的氨基为2个碱性基团,与酸成盐,含有两分子氯离子
性质
溶解性
干燥品在空气中迅速吸收4%的水分。在水中易溶,在乙醇中微溶,在乙醚中不溶,水溶液呈酸性
硫色素反应
专属性反应
噻唑环在碱性介质中可开环,再与嘧啶环上的氨基环合,经铁氰化钾等氧化剂氧化成具有荧光的硫色素,后者溶于正丁醇中呈蓝色荧光
紫外吸收特性
含有嘧啶环、噻唑环,具有紫外特征
生物碱沉淀剂反应
分子中具有两个杂环,可与某些生物碱沉淀试剂如碘化钾、三硝基苯酚、碘溶液、硅钨酸反应生成恒定的沉淀
氯化物的特征
维生素B1为盐酸盐,可呈氯化物的鉴别反应
鉴别试验
硫色素荧光反应
为维生素B1所特有
原理
沉淀反应
其他反应
硫元素反应
氯元素反应
红外分光光度法
含量测定
非水溶液滴定法(Non-aqueous Titrimetry)
原理
醋酸汞+ 指示剂
喹那啶红-亚甲蓝(紫红→天蓝)
终点
电位法指示终点
含量计算
紫外分光光度法(UV-Vis)
0.1M盐酸中最大吸收波长246nm,中国药典采用
硫色素荧光法(Thiochrone Fluoremetry)
原理
溶液配制
对照液
对照品+NaOH+铁氰化钾+异丁醇
S
对照品+NaOH+异丁醇
d
供试液
供试品+NaOH+铁氰化钾+异丁醇
A
供试品+NaOH+异丁醇
b
含量计算
特点
灵敏度高,线性范围宽
专属性强,氧化产物及代谢产物不干扰,可用于制剂分析,体液分析等
维生素C的分析
结构与性质
结构
内酯结构,易解离开环
两个手性碳原子,L-构型右旋体的生物活性最强
性质
溶解性
易溶于水
水溶液呈酸性
酸性
一元酸
C3-OH的pKa=4.17
共轭影响,酸性强,强于碳酸
C2-OH的pKa=11.57
分子内氢键,酸性弱
旋光性
4、5位碳为手性碳原子
L(+)-抗坏血酸活性最强
还原性
二烯醇有很强的还原性
碱性、强酸性溶液中能开环,且不可逆
水解反应
双键稳定内酯环
+碳酸钠→单钠盐
+NaOH→水解开环→酮酸盐
糖类的性质
维生素C结构与糖类相似
具有糖类的显色反应
紫外吸收特性
酸性条件下,λmax=243nm
中性或碱性条件下,λmax=265nm
鉴别试验
与硝酸银反应
与2,6-二氯靛酚反应
与其他氧化剂反应
与碱性酒石酸铜反应
与KMnO4反应
还可与亚甲蓝、磷钼酸等氧化剂反应,生成去氢维生素C
利用维生素C的还原性
薄层色谱法
维生素C制剂
P350
糖类的反应
紫外光谱法
0.01M盐酸溶液中
λmax=243nm
E=545~585
杂质检查
溶液的澄清度与颜色检查
维生素C原料药、片剂、注射剂会因为糠醛缩合呈色
吸光度法检查
P350~351
铁、铜离子的检查
维生素C原料药中可能存在一定量的铁、铜离子,催化维生素C氧化分解
原子吸收分光光度法
草酸的检查
维生素C原料药及其注射液
与钙离子反应形成沉淀,浊度不得深于对照液
含量测定
碘量法
原理
利用Vc强的还原性
ChP2015用此法检测维生素C原料、泡腾片、片剂、颗粒剂、注射剂的VitC含量
指示剂
淀粉指示液
方法
取本品约0.2g,精密称定,加新沸过的冷水100ml与稀醋酸10ml使溶解,加淀粉指示液1ml,立即用碘液(0.05mol/L)滴定,至溶液显蓝色,在30秒内不褪。每1ml碘液(0.05 mol/L)相当于8.806mg的C6H8O6。
讨论
新沸过的冷水
赶走水中溶解氧
酸性环境
加入稀醋酸,减慢维生素C被氧气氧化的速度
立即滴定
减少氧气的干扰
附加剂干扰的排除
片剂
滤过,取续滤液
注射剂
加入丙酮、甲醛去除抗氧剂(Na2SO3/NaHSO3/Na2S2O3/Na2S2O5)
二氯靛酚滴定法
原理
USP用于VitC口服液含量测定
方法
自身指示终点法
讨论
酸性环境
加入偏磷酸HPO3-HAc,稳定维生素C
快速滴定
2min内快读滴定,防止其他还原性物质干扰
剩余比色滴定
缺点
不稳定
需经常标定
贮存≤一周
优点
专属性强,多用于含 Vc的制剂和食品的分析
高效液相色谱法
血浆中维生素C的测定
标准溶液包括样品预处理过程均需加入偏磷酸,偏磷酸同时可用于血样中的蛋白沉淀;当天取血当天测定;处理好的样品亦需冰箱保存
标准溶液制备
取VC对照品约25mg,精密称定,置25ml量瓶中,加10%偏磷酸稀释至刻度,得维生素C储备液浓度为1mg/ml,置冰箱中2℃保存,3日内可用
血浆样品预处理
取受试者静脉血,立即置肝素化的离心试管中,3000rpm离心5min;取血浆0.5ml,加入0.5ml 10%偏磷酸溶液,涡旋混合0.5min,离心,分取上清液,置冰箱2℃贮存,直至测定
稳定性考察
VC在血浆中不稳定,在5%偏磷酸溶液中也难以保持长期稳定,应尽可能缩短药物分离和处理时间
样品测定
每天抽取的血样应当日测定,每天建立一条标准曲线,并随行测定高、中、低浓度的双样本质控样品
维生素D的分析
结构与性质
结构
性质
性状
无色针状结晶或白色结晶性粉末;无臭,无味
溶解性
宜溶于有机溶剂,在植物油中略溶,在水中不溶
不稳定性
含有多个烯键,所以极不稳定,宜氧化变质,效价降低,毒性增强
旋光性
维生素D2有6个手性碳原子;维生素D3有5个手性碳原子
显色反应
甾醇类化合物共有反应
紫外吸收特性
在无水乙醇中265nm波长处
维生素D2的E为460~490
维生素D3的E为465~495
鉴别试验
显色反应
与醋酐-浓硫酸反应
维生素D类通用检测反应
与三氯化锑反应
其它显色反应
与三氯化铁呈橙黄色
与二氯丙烷及乙酰氯试剂呈绿色
比旋度鉴别
无水乙醇溶液
维生素D2:比旋度为+102.5°至+107.5°
维生素D3:比旋度为+105°至+112°
其它鉴别方法
薄层色谱法
HPLC法(中国药典2015年版)
制备衍生物测熔点
紫外、红外吸收光谱
维生素D2、D3的区别反应
杂质检查
麦角固醇检查
ChP2015对维生素D2有要求,对D3无要求
维生素D2的90%乙醇溶液+洋地黄皂苷溶液,不得发生浑浊或沉淀
前维生素D的光照产物
λ=280-320nm
含量测定
正相高效液相色谱法
含量
含量以效价单位(IU)表示,每单位相当于维生素D0.025μg
测定在半暗室及避免氧化的情况下进行
适用性
第一法
无干扰杂质
内标物
邻苯二甲酸二甲酯
色谱条件
填充剂
硅胶
流动相
正己烷-正戊醇(997:3)
检测波长
254nm
系统适用性试验
先后进样5次,维生素D3峰面积的 RSD≤2.0%
第二法
有VA及其他杂质干扰
第三法
用第二法时,前 VD峰受杂质干扰,仅VD峰可分离
维生素E的分析
结构与性质
结构
生育酚结构
具有乙酰化的酚羟基
酚羟基有强还原性
天然品为右旋体,合成品为消旋体
生物效价,右旋体:左旋体=1.4:10
性质
溶解性
易溶于有机溶剂,不溶于水
水解性
酯键易水解
氧化性
紫外吸收特性
P357
鉴别试验
硝酸反应
原理
三氯化铁-联吡啶反应
原理
紫外光谱法
0.01%无水乙醇中λmax=284nm,λmin=254nm
薄层色谱法
薄层板
硅胶G
展开剂
环己烷 -乙醚(4:1)
显色剂
硫酸(105℃ 5′)
Rf值
Rf=0.7
杂质检查
酸度
游离醋酸
生育酚
原理
利用游离生育酚的还原性,将硫酸铈还原成硫酸亚铈
试剂
硫酸铈滴定液(0.01mol/L)
二苯胺(亮黄→灰紫)
含量测定
气相色谱法
特点
优点
选择性好
灵敏度高
速度快
分离效能好
缺点
对挥发性低、不稳定、极性强的物质需要衍生化
易受样品蒸气压限制
色谱条件
载气
氮气
固定液
硅酮(OV-17)
担体
硅藻土或高分子多孔小球
柱温
265℃
检测器
氢火焰离子化检测器(FID)
内标
正三十二烷
系统适用性实验
n≥500
R≥2
结果
定量方法
内标法加校正因子定量
内标法
溶液配制
供试液(样品+内标)
对照液(对照+内标)
内标物
是样品中不存在的物质
与被测组分峰靠近
能与各组分完全分离
与被测组分的量接近
几种常用的固定相
非极性
OV-1、SE-30、HP-1(100%二甲基聚硅氧烷),分析:溶剂、石油产品、药物,按沸点出峰;一般使用温度60℃~340℃
SE-54、HP-5、DB-5(5%二苯基95%二甲基聚硅氧烷),分析:环境样品、香料;使用温度:-60℃~325℃
中等极性
OV-17、HP-50+(50%苯基-50%二甲基聚硅氧烷)。用途:酯类及其它极性适中的药物;一般使用温度:25℃~340℃
极性
PEG-20、Carbowax20M、INNOWAX(聚乙二醇)。用途:香料、酸类、胺类、溶剂。一般使用温度:40℃~280℃
毛细管色谱柱选择
样品容量与柱内径、膜厚及溶解度关系,记住相似相溶原理
一般厚膜柱适合分析低沸点样品;薄液膜适合分析高沸点化合物,同时固定相流失少
检测器:主要有热导检测器(通用)、氢火焰离子化检测器、电子捕获检测器
高效液相色谱法(RP-HPLC法)
外标法定量
色谱条件
样品
dl-α-生育酚
固定相
十八烷基硅烷键合硅胶
流动相
甲醇-水(49 :1)
检测波长
292nm
系统适用性实验
R>2.6
RSD≤0.8%
荧光分光光度法
对照品
dl-α-生育酚
维生素E的荧光峰和溶剂的拉曼光谱重叠,用同步荧光扫描法
在220~400nm波长范围内,以发射、激发波长间隔Δλ为40nm扫描同步荧光光谱,测定同步荧光峰的荧光强度信号值。
计算
复方制剂中多种维生素的分析
离子对HPLC法测定多种维生素
以樟脑磺酸作为离子对试剂,以二巯基丙烷磺酸钠作为抗氧剂
反相HPLC法同时测定9种水溶性维生素
非水反相HPLC法同时测定4种脂溶性维生素