第八章：对氨基苯甲酸酯和酰苯胺类局麻药物的分析

人民卫生出版社《药物分析》第八章：对氨基苯甲酸酯和酰苯胺类局麻药物的分析，全重点整理。希望对小伙伴有所帮助~

对氨基苯甲酸酯和酰苯胺类局麻药物的分析

• 前言
  • 局麻药是一类能在局部可逆性地阻断感觉神经冲动发生与传导的药物
  • 局麻药发展
    • 1884年Koller应用可卡因做眼科手术的表面麻醉，成瘾
    • 1905年Einhorn合成酯类局麻药盐酸普鲁卡因，毒性小
    • 1943年Lofren合成了酰胺类局麻药盐酸利多卡因，全能局麻药
  • 局麻药物的化学结构
    • 亲脂性芳环
      • 苯环或苯杂环，R1为胺基取代，局麻作用增强
    • 中间连接功能基团
      • 决定代谢途径
    • 亲水性胺基
      • 与局麻作用密切相关，叔胺或仲胺，分子量越大，作用越强
  • 局麻药物分类
    • 对氨基苯甲酸酯类
      • 代表药物有盐酸普鲁卡因、苯佐卡因、盐酸氯普鲁卡因和盐酸丁卡因等
    • 酰苯胺类
      • 代表药物有盐酸利多卡因、盐酸布比卡因、盐酸罗哌卡因等
• 结构与性质
  • 结构
    • 对氨基苯甲酸酯类
      • 结构特点
        • 具有对氨基苯甲酸酯基本结构
        • 具有游离的芳伯氨基，有芳伯氨基特征性反应
        • 酯键易水解生成苯甲酸
      • 代表药物
        • 苯佐卡因
          • 结构简单，毒性较大
        • 盐酸普鲁卡因
          • 氨基侧链，与盐酸成盐
        • 盐酸丁卡因
          • 芳香胺上丁基取代，无芳伯氨基，无芳伯氨基特征反应
        • 盐酸氯普鲁卡因
          • 苯环上氯代，具有氯元素特征反应
        • 盐酸普鲁卡因胺
          • 抗心律失常药
          • 盐酸普鲁卡因胺与盐酸普鲁卡因的化学结构仅存在羧酸酯与酰胺的差异，化学性质与本类药物很相似，因此一并讨论
    • 酰苯胺类
      • 基本结构
        • 为苯胺的酰基衍生物，均具有芳酰氨基，即酰基苯胺结构
        • 氨基接在苯环上面，与羧酸形成酰胺键
      • 代表药物
        • 盐酸利多卡因
          • 苯胺邻位存在两个甲基：角甲基，保护酰胺基，使酰胺基不易断裂
          • 氨基侧链，与盐酸成盐
        • 盐酸布比卡因
          • 环状杂环氮，氮上丁基取代，为叔胺
          • 大环，增强局麻作用
          • 存在手性碳原子
        • 盐酸罗哌卡因
          • N上丙基取代
          • 存在手性碳原子
  • 理化性质
    • 芳伯氨基特性
      • 具有芳伯氨基，显重氮化-偶合反应（加亚硝酸钠及β-奈酚，出现有色沉淀）；可与芳醛发生缩合反应；易氧化变色等
      • 盐酸丁卡因氨基上丁基取代，无芳伯氨基，无此特性
      • 酰苯胺类药物具有芳酰氨基结构，在酸性溶液中可水解为具芳伯氨基的化合物，并显芳伯氨基特性反应
        • 利多卡因、布比卡因和罗哌卡因在酰胺基邻位上有两个甲基，有很大空间位阻，水解较为困难。（利多卡因在80%的硫酸溶液中加热才能水解）
        • 基本不显芳伯氨基特性，可与对氨基苯甲酸酯类鉴别
    • 水解特性
      • 具有酯键（或酰胺键），易水解，尤其受碱或光、热的影响能促使水解
      • 苯佐卡因和盐酸普鲁卡因水解产物为对氨基苯甲酸（PABA）、盐酸氯普鲁卡因水解产物为4-氨基-2-氯苯甲酸，盐酸丁卡因水解产物为对丁氨基苯甲酸（BABA）
    • 弱碱性
      • 除苯佐卡因外，因其脂烃胺侧链有叔胺氮原子，故游离碱多为碱性，可以成盐；能与生物碱沉淀剂发生反应；在水溶液中不能用标准酸直接滴定，只能在非水溶剂体系中滴定
    • 与重金属离子反应特性
      • 盐酸利多卡因、盐酸布比卡因和盐酸罗哌卡因分子结构中酰胺基上的氮可在水溶液中与铜离子或钴离子络合，生成有色的配位化合物沉淀。此沉淀可溶于氯仿等有机溶剂而呈色
    • 吸收光谱特性
      • 苯环及相应取代基与脂烃胺侧链，具有特征的紫外吸收光谱与红外光谱行为
    • 其它特性
      • 游离碱多为碱性油状液体或低熔点固体，难溶于水，可溶于有机溶剂，其盐具有一定的熔点，可溶于水和乙醇，难溶于有机溶剂
• 鉴别试验
  • 重氮化—偶合反应
    • 反应特异性基团
      • 芳伯氨基或潜在的芳伯氨基
    • 反应试剂
      • 亚硝酸钠、β-萘酚
    • 反应结果
      • 有色偶氮染料
    • 反应式
    • 鉴别物质
      • 直接
        • 盐酸普鲁卡因、苯佐卡因、盐酸普鲁卡因胺
      • 间接
        • 对乙酰氨基酚
      • 不反应
        • 利多卡因、布比卡因、罗哌卡因
        • 由于空间位阻很难发生此反应
    • 例
      • 苯佐卡因和盐酸普鲁卡因的芳香第一胺类鉴别试验
        • 取供试品约50mg，加稀盐酸1ml，必要时缓缓煮沸使溶解，放冷，加0.1mo1/L亚硝酸钠溶液数滴，滴加碱性β-萘酚试液数滴，视供试品不同，生成由橙黄到猩红色沉淀
    • 盐酸丁卡因
      • 无重氮化反应，分子中有芳香仲胺结构在酸性条件下，可与亚硝酸钠作用，生成N-亚硝基化合物的乳白色沉淀
      • 不是重氮化反应，可与具有芳伯胺基的同类药物区别
  • 与重金属离子反应
    • 盐酸利多卡因的鉴别方法
      • 盐酸利多卡因具有芳酰胺和脂肪胺，在碳酸钠试液中，与硫酸铜反应生成蓝紫色配位化合物，溶于氯仿显黄色，水层显紫色
        • 利多卡因专属性反应，苯佐卡因、盐酸普鲁卡因、盐酸氯普鲁卡因和盐酸丁卡因等，在同样条件下不发生此反应
      • 盐酸利多卡因在酸性溶液中，与氯化钴反应生成亮绿色细小沉淀
      • 汞离子反应——区别反应
        • 盐酸利多卡因与对氨基苯甲酸酯类药物的区别
    • 盐酸普鲁卡因胺的鉴别方法
      • 盐酸普鲁卡因胺具芳酰胺结构，FeCl3试液与30％ H2O2溶液，加热先被氧化成羟肟酸，再与三氯化铁反应生成羟肟酸铁而显紫红色，随即变为暗棕色至棕黑色
  • 水解产物反应
    • 盐酸普鲁卡因的鉴别试验
      • 对氨基苯甲酸酯类药物分子中具有酯类结构，在碱性条件下可水解，利用其水解产物的特性与某些试剂的反应可进行鉴别
      • 鉴别
        • 取本品约0.1g，加水2ml溶解后，加10％氢氧化钠溶液1ml，即生成白色沉淀（普鲁卡因）；加热，变为油状物（普鲁卡因）；继续加热，产生的蒸气，能使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色（二乙氨基乙醇）；热至油状物消失后，放冷，加盐酸酸化，即析出白色沉淀（对氨基苯甲酸）
    • 苯佐卡因的鉴别方法
      • 取本品约0.1g，加氢氧化钠试液5m1，煮沸，即有乙醇生成；加碘试液，加热，即生成黄色沉淀，并发生碘仿的臭气
  • 制备衍生物测熔点
    • 盐酸丁卡因的鉴别方法
      • 盐酸丁卡因溶于醋酸钠溶液后，加硫氰酸铵溶液，即析出结晶性白色沉淀，熔点约为131℃
      • 鉴别
        • 取本品约0.1g，加5%醋酸钠溶液10mL溶解后，加25%硫氰酸铵溶液1ml，即析出白色结晶；滤过，结晶用水洗涤，在80℃干燥后，熔点为131℃
  • 吸收光谱特征
    • 紫外吸收光谱（UV）
      • 盐酸布比卡因的鉴别
        • 取本品，精密称定，按干燥品计算，加0.01mol/L盐酸溶液制成每1ml中含0.40mg的溶液，照紫外-可见分光光度法（通则0401）测定，在263nm与271nm的波长处有最大吸收；其吸收度分别为0.53～0.58与0.43～0.48
      • 盐酸普鲁卡因胺片的鉴别
        • 取本品细粉适量，加水振摇使盐酸普鲁卡因胺溶解，滤过，取续滤液加水制成每1ml中含盐酸普鲁卡因胺5μg的溶液，照紫外-可见分光光度法测定，在280nm的波长处有最大吸收
    • 红外吸收光谱（IR）
      • 利用化合物结构中特殊基团的振动和转动等红外活性振动产生的红外吸收峰对药物进行鉴别的方法。要求能够对IR图中的cm-1（σ）进行正确的归属
• 特殊杂质与检查
  • 盐酸普鲁卡因中对氨基苯甲酸的检查
    • 杂质来源
      • 酯键水解产生，影响因素如灭菌温度、时间、溶液pH值、贮藏时间及光线、金属离子均可加速水解
    • 检查方法
      • HPLC，杂质对照品法
      • 溶液配制
        • 取本品，精密称定，加水溶解并定量稀释制成每1ml中含0.2mg的溶液，作为供试品溶液；另取对氨基苯甲酸对照品，精密称定，加水溶解并定量制成每1ml中含1μg的溶液，作为对照品溶液
      • 色谱条件
        • 十八烷基硅烷键合硅胶柱；含0.1%庚烷磺酸钠（离子对试剂）的0.05mol/L磷酸二氢钾溶液（用磷酸调节pH至3.0）-甲醇（68:32）为流动相；检测波长为279nm
    • 检查品种
      • 原料药和注射剂
    • 限度
      • 限度不能超过0.5%
  • 盐酸氯普鲁卡因注射液中有关物质和光解产物的检查
    • 与盐酸普鲁卡因相似，因酯键水解产生杂质，影响因素如灭菌温度、时间、溶液pH值、贮藏时间及光线、金属离子均可加速水解
    • 降解产物
      • 4-氨基-2-氯苯甲酸
    • ChP2015，USP37-NF32采用HPLC进行盐酸氯普鲁卡因中的4-氨基-2-氯苯甲酸杂质限量检查
    • 生产和贮藏过程中的杂质检查方法
      • LC-MS
        • 色谱条件
          • 色谱柱Zobax SB-C18柱(5μm，4.6×150mm)；柱温25oC，流动相：0.5%乙酸水溶液-0.5%乙酸乙腈溶液（87:13，v/v），流速1ml/min；检测波长254nm，参比波长360nm
        • 质谱条件
          • 电喷雾正离子化，干燥气N2，喷雾电压4kv，传输/裂解电压70V，质量扫描范围80-600
        • 分析
          • 4-氨基-2-氯甲酸，准分子离子峰[M+H]+质荷比m/z为172，另发现m/z为253的峰，从分子量和分子结构综合推断为盐酸羟基普鲁卡因
  • ChP2015规定采用薄层色谱法进行盐酸丁卡因中对丁氨基苯甲酸的限量检查
  • 盐酸利多卡因注射液中2,6-二甲基苯胺及其他杂质的检查
    • 盐酸利多卡因注射液生产和贮藏过程中易水解产生2,6-二甲基苯胺等杂质
    • 检测方法
      • ODS柱，磷酸缓冲盐（NaH2PO4 1.3ml, 1mol/L+ Na2HPO4 32.5ml, 0.5mol/L配制于1L瓶中，pH8.0）—乙腈（50:50），检测波长254nm
    • 限度
      • 2,6-二甲基苯胺——0.04%
      • 其他单个杂质—0.5%
      • 和不大于1.0%
  • 盐酸罗哌卡因的光学纯度检查
    • 盐酸罗哌卡因的R-盐酸罗哌卡因心脏毒性大，临床使用S-盐酸罗哌卡因对映体，并严格控制R-盐酸罗哌卡因的含量
    • 检测方法
      • 毛细管电泳法（CE）
    • 限度
      • 0.5%
    • 条件
      • 背景电解质
        • 磷酸-三乙醇胺（pH2.9-3.1）
      • 运行缓冲液
        • 2.6-二-O-甲基-β-环糊精（手性拆分试剂）-磷酸-三乙醇胺
    • 毛细管电泳分离原理
      • 采用了手性流动相
      • 在本药品中因为左旋和右旋的迁移时间不一样而被分离
• 含量测定
  • 亚硝酸钠滴定法
    • 原理
      • 具芳伯氨基的药物。具游离芳伯氨基的药物可用本法直接测定
      • 具潜在芳伯氨基的药物，如具酰胺基药物（对乙酰氨基酚等）经水解，芳香族硝基化合物（如无味氯霉素）经还原，也可用本法测定
    • 影响因素
      • 当苯环上特别是氨基邻位或对位上有吸电基时,如-SO3H，-COOH，-NO2，-X等可使氨基的碱性降低，重氮化反应速度加快
        • 吸电基通过诱导效应使氨基上电子云密度降低，从而碱性降低，游离芳伯胺浓度增大，所以反应速度就快
      • 当在苯环上有供电基如-R，-OR时，则使反应速度降低
        • 供电基能使氨基碱性增强，这样氨基成盐的机会就增大，游离芳伯胺的浓度就减小，所以反应速度就慢
    • 测定的主要条件
      • 加入适量KBr加快反应速度
        • KBr为催化剂
        • 在不同的无机酸体系中，重氮化反应速度不同
          • 氢溴酸＞盐酸＞硝酸、硫酸
        • 在盐酸存在下，重氮化反应的机理为
        • 若有溴化氢存在
          • K1约是K2的300倍，加入KBr，可增大被测溶液中NO+的浓度，所以能加快重氮化反应速度
      • 溶液的酸度
        • 在不同酸中重氮化反应的速度为
          • HBr＞HCl＞H2SO4＞HNO3
        • 芳胺 : 盐酸 （用量）=1 : 2.5～6
        • 加入盐酸的作用
          • 重氮化反应速度加快
          • 重氮盐在酸性溶液中稳定
          • 防止生成偶氮氨基化合物，影响测定结果
      • 反应温度
        • 室温条件下滴定：10～30℃
        • 温度升高10℃，重氮化速度加快2.5倍，但重氮盐分解的速度相应加快2倍；而低温反应太慢
      • 滴定速度
        • 先快后慢
        • 滴定管尖端插入液面下2/3处，在搅拌下快速加大部分入滴定液，之后提出液面，淋洗尖端，再慢慢滴定。最后一滴加入后，搅拌1~5分钟，再确定是否到达终点
    • 指示终点的方法
      • 外指示剂法
        • KI—淀粉糊剂或试纸，终点变蓝
      • 内指示剂法
      • 电位法
      • 永停滴定法
        • 用两个相同的铂电极，在两个电极间加一低电压（约50mv），并串联一个微电流计，电极浸在被滴定液中，终点前，线路上无电流或仅有很小的电流流过微电流计，指针为零；到达终点，线路中有电流通过，电流计指针突然偏转
  • 非水滴定法
    • 盐酸布比卡因
      • 侧链哌啶环的叔胺氮呈弱碱性，在冰醋酸-醋酐溶液中，以结晶紫为指示剂，用高氯酸进行非水滴定
      • 指示剂或电位法指示滴定终点
  • 紫外分光光度法
    • 盐酸丁卡因，在310nm波长处有最大吸收，中国药典2010版采用紫外-可见分光光度法测定对盐酸丁卡因的含量
    • 例
      • 注射用盐酸丁卡因
  • 高效液相色谱法
    • 盐酸利多卡因及其注射液