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定量分析样品的前处理方法
添加时间:2017-03-16 点击量:

各国药典中均收载一些含卤素于含金属的有机药物。常见的几种具有代表性的药物见表

由于所含金属或卤素在药物分子结构中结合状态不同,在分析前需要经过不同方法处理之后,方可进行测定。处理方法因金属或卤素在分子中结合的牢固程度而异,如:有机卤素药物,所含卤素原子均直接与碳原子相连,但不同药物中卤素所处的位置不同,则与碳原子结合的牢固程度就有差异。如果卤素和芳环相连接,则结合牢固,与脂肪链的碳原子相连接,则结合不牢固;而含金属的有机药物,有两种情况:一是金属原子不直接与碳原子相连,通常为有机酸及酚的金属盐或配位化合物,称为含金属的有机药物,如酒石酸锑钾等,其分子结构中的金属原子结合不够牢固,在水溶液中即可离解出金属离子,若有机结构部分不干扰分析时,可在溶液中直接进行其金属的鉴别或含量测定:二是金属原子直接与碳原子以共价键相连接,结合状态比较牢,称为有机金属药物,如卡巴胂等,在溶液中其金属一般不能解离成离子状态,应该根据共价键的牢固程度,经适当处理,将其金属转变为适于分析的状态(多转变为无机的金属盐或离子),方可进行其金属的鉴别或含量测定。

由此可见,在分析含金属或卤素的有机药物之前,需要做造当地处理。这些药物的分析方法可分为两大类:①不经有机破坏的分析方法;②经有机破坏的分析方法。下面分别作简要叙述。

二、不经有机破坏的分析方法

(一)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,因而不需有机破坏,可直接选用适当的方法进行测定。例如:富马酸亚铁的测定(中国药典,1995年版)

本品在水中几乎不溶而能溶于热稀矿酸,同时分解释放出亚铁离子,可选用硫酸铈滴定液进行滴定,指示剂邻二氮菲与亚铁离子形成红色配位化合物,遇微过量氧化剂(硫酸铈)被氧化生成浅蓝色高铁离子配合化合物指示终点。此时所生成的富马酸没有干扰。

测定方法:取本品约0.3g,精密称定,加稀硫酸15m1,加热溶解后,放冷,加新沸过的冷水50ml与邻二氮菲指示液2滴,立即用硫酸铈滴定液(0.1mol/L〉滴定,并将滴定的结果用空白试验校正。每1ml的硫酸钳滴定液(0.1mol/L)相当于16.99mg的C4H2Fe04

(二)经水解后测定法

1.直接回流后测定法本法是将含卤素的有机药物溶于适当溶剂(如乙醇)中,加氢氧化纳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。以三氯叔丁醇的测定(中国药典,1995年版)为例。

原理本品在氢氧化纳溶液中加热回流使分解产生氯化纳,与硝酸银生成氯化银沉淀,过量的硝酸银用硫氰酸铵液回滴定。

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5m1,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(0.1ml/L)30ml,再加邻苯二甲酸二丁酯5ml,密塞、强力振摇后,加硫酸铁铵指示液2ml,用硫氰酸铵滴定液(0.1mol/L)滴定,并将滴定的结果用空白试验校正。每1ml的硝酸银滴定液(0.1mol/JL)相当于6.216mg的C4H7Cl30.1/2H20。

实验中加入的邻苯二甲酸二丁酯5ml作为滴定时的凝聚剂,取代了中国药典前几版中应用的硝基苯。

本品的其他定量方法,据文献报道有氢氧化钾乙醇溶液水解后,过量的氢氧化钾用盐酸液滴定,以甲红指示液指示终点:在碱性水溶液中与碘作用生成碘仿,过量的碘用硫代硫酸钠液滴定;气相色谱法也可用于药品制剂中三氯叔丁醇的测定。

2.用硫酸水解后测定法如中国药典〈1995年版)收载的硬脂酸镁,与定量硫酸液共沸、水解生成硬脂酸和硫酸镁,剩余的酸以氢氧化钠液滴定。

测定方法取本品约1g,精密称定,精密加硫酸滴定液(0.05mol/L)50ml,煮沸至油层澄清,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的硫酸滴定液(0.05mol/L)相当于2.016mg的MgO。

三)经氧化还原后测定法

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,使碳一碘键断裂,形成无机碘化物后测定。
泛影酸测定的还原反应式如下:

测定方法取本品约0.4g,精密称定,加氢氧化钠试液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15时,洗液与滤液合并,加冰醋酸5m1与曙红钠指示液5滴,用硝酸银滴定液(0.1mol/L)滴定。每1ml的硝酸银滴定液(0.1mol/L)相当于20.46mg的C11H9I3N2O4

中国药典(1995年版)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。

2.酸性还原后测定法碘番酸在醋酸酸性条件下用锌粉还原,使碳一碘键断裂,形成无机碘化物后用银量法测定。

测定方法(JP13)取本品的干燥品约0.4g,精密称定,加锌粉1g及冰醋酸10ml附回流冷凝器煮沸30min后,用水30ml洗涤冷凝器,用脱脂棉过滤。烧瓶及脱脂棉用水洗2次,每次20ml,合并滤液和洗液,冷却后,加四溴酚酞乙酯指示液1ml,用硝酸银滴定液(0.1mo1/L)滴定,终点时黄色沉淀变为绿色。每1ml的硝酸银滴定液(0.1mol/L)相当于19.031mg的C11H12I3NO2。

本法测定条件下,终点时黄色沉淀变为绿色很明显。中国药典(1995年版)、USP(23)以及BP(1993)均在氢氧化钠碱性条件下用锌粉还原,并且均用硝酸银溶液滴定,但指示终点方法各不相同:中国药典(1995年版)采用吸附指示剂曙红钠,USP(23)采用吸附指示剂四溴酚酞乙酯,而BP(1993)采用电位法指示终点。

3.汞齐化法(amalgamation method)本法系还原反应。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方法如下:

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,加硫酸铁接指示剂1时,用硫氰酸铵滴定液(0.1mol/L)滴定,即得。每1ml硫氰酸铵液(0.1mol/L)相当于16.84mg的C8H8O2Hg。

4.利用药物中可游离的金属离子的氧化性测定含量

(1)含锑药物:利用五价锑有机药物中可游离的Sb5+的氧化性,在酸性液中氧化碘化钾,并定量析出碘,可用硫代硫酸钠液滴定。

例如葡萄糖酸锑钠(中国药典,1995年版)测定法为:取本品约0.3g,精密称定,置具塞锥形瓶中,加水100ml、盐酸15ml与碘化钠试液10ml,密塞、振摇后,在暗处静置10min,用硫代硫酸钠滴定液(0.lmol/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1ml的硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)相当于6.088mg的Sb。

(2)含铁药物:将含铁药物加酸溶解后,便游离出Fe3+,利用Fe3+在酸性溶液中氧化碘化钾,析出的碘可用硫代硫酸钠液滴定以测定含量。

例如拘橡酸铁铵(中国药典,1995年版)测定法为: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1ml,加热至溶液由暗棕色变成淡黄色,放冷至约15OC,滴加高锰酸钾试液至溶液显粉红色并持续5`,加盐酸15ml与碘化钾试液15ml,密寨,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1ml的硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)相当于5.585mg的Fe。

三、经有机破坏的分析方法

含金属有机药物及有机卤素药物结构中的金属原子、卤素与碳原子结合牢固者,用上述方法难以将有机结合的金属原子及卤素转变为无机的金属化合物及卤素化合物,此时必须采用有机破坏的方法将药物分子破坏,使有机结合状态的金属及卤素转变为可测定的无机化合物,方可选用合适的分析方法进行测定。有机破坏方法,一般包括湿法破坏、干法破坏及氧瓶燃烧法三种方法,下面分别讨论。

(-)湿法破坏

根据所用试剂的不同,湿法破坏可分为以下几种:

1.硝酸-高氯酸法本法破坏能力强,反应比较激烈。故进行破坏时,必须严密注意切勿将容器中的内容物蒸干,以免发生爆炸。
本法适用于血、尿、组织等生物样品的破坏。经本法破坏后,所得的无机金属离子,一般为高价态。本法对含氮杂环药物的破坏不够****,此时宜选用干法灼烧进行破坏。

2.硝酸-硫酸法本法适用于大多数有机物质的破坏,如染料、中间体或药物等。经本法破坏分解所得的无机金属离子均为高价态。
因碱土金属可与硫酸形成不溶性的硫酸盐,将会吸附被测定的金属离子,使测定结果偏低。所以本法不适用于含碱土金属有机药物的破坏。此时,可改用硝酸-高氯酸法进行破坏。

3.硫酸-硫酸盐法本法所用硫酸盐为硫酸钾或硫酸钠,因硫酸钠为含水化合物,不利于有机破坏,故一般多采用硫酸钾。加入硫酸盐的目的,是为了提高硫酸的沸点,以使样品破坏完全。同时,也防止硫酸在加热过程中过旱地分解为三氧化硫而损失。

经本法破坏分解所得的金属离子,多为低价态。本法常用于含砷或锑有机药物的破如坏分解。因在有机物破坏时须经炭化过程,最后得到低价态的三价砷或锑离子。如用本法破坏低碳化合物时,宜添加适量的淀粉等多碳化合物,以保证在破坏过程中,经炭化,将金属离子都转变为低价态。

4.其它湿法除了以上三种试剂组合的方式之外,尚有硝酸-硫酸-高氯酸法、硫酸-过氧化氢法、硫酸-高锰酸钾法等,其根据都是增加氧化剂。硫酸加氧化剂,加热,使有机物破坏分解完全,破坏后,金属在溶液中均以高价态(如砷酸)存在。

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;所用试剂及蒸馆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;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;操作时应在通风橱内进行。

关于样品的取用量,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10~100цg范围内时,取样量为10g;如果测定方法灵敏度较高,取祥量可相应减少。对于生物样品,一般血样10~15ml或尿样50m1。

(二)干法破坏

本法系将有机物灼烧灰化以达分解的目的。将适量样品置于瓷坩埚或镍坩埚、铂坩埚中,常加无水碳酸纳或轻质氧化镁等以助灰化,混合均匀后,先小火加热,使样品完全炭化,然后放入高温炉中灼烧,使其灰化完全,即可。

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化合物的挥发。②灰化完全与否,直接影响测定结果的准确性。如欲检查灰化是否完全,可将灰分放冷后,加入稍过量的稀盐酸.水(1:3)或硝酸.水(1:3)的混合液,振摇,注意观察溶液是否呈色或有无有机物不溶成分存在。若呈色或有不溶有机物,可于水浴上将溶液蒸干,并用小火炭化后,再行灼烧。③经本法破坏后,所得灰分往往不易溶解,但此时切勿弃去。

本法适用于湿法不易破坏****的有机物(如含氮杂环类有机药物)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)有机药物的破坏。

三)氧瓶燃烧法

氧瓶燃烧法(oxygen flask combustion method)系将有机药物放入充满氧气的飞密闭的燃烧瓶中进行燃烧,并将燃烧所产生的欲测物质吸收于适当的吸收液中,然后根据欲测物质的性质,采用适宜的分析方法进行鉴别、检查或测定含卤素有机药物或含硫、氮、硒等其它元素的有机药物。

本法是快速分解有机物的简单方法,它不需要复杂设备,就能使有机化合物中的待测元素定量分解成离子型。该方法被各国药典所收载。

1.仪器装置燃烧瓶为500ml、1000ml或2000ml磨口、硬质玻璃锥形瓶,瓶塞应严密、空心、底部熔封铂丝一根(直径为1mm),铂丝下端做成网状或螺旋状,长度约为瓶身长度的2/3,如图3-1A。

燃烧瓶容积大小的选择,主要取决于被燃烧分解样品量的多少。一般取样量(10~20mg)使用500ml燃烧瓶,加大样品量(200mg)时可选用1000ml或2000ml燃烧瓶。使用燃烧瓶前,应检查瓶塞是否严密。

2.称样①称取固体样品时,应先研细,精密称取各药品项下的规定量,置无灰滤纸〈图3-1B)中心,按虚线折叠(图3-1C)后,固定于铂丝下端的网内或螺旋处,使尾部露出。②称取液体样品时,是将供试品滴在用透明胶纸和无灰滤纸做成的纸袋中。纸袋的做法是:将透明胶纸剪成规定大小和形状(图3-1D),中部贴一条约16mm×6mm的无灰滤纸条,并于其突出部分贴-6mm×35mm的无灰滤纸条(图3-1E),将胶纸对折,紧粘住底部及另一边,并使上口敞开(图3-1F)精密称定重量,用滴管将供试品从上口滴在无灰滤纸条上,立即捏紧粘住上口,精密称定重量,两次重量之差即为供试品景。将含有液体供试品的纸袋固定于钳丝下端的网内或螺旋处,使尾露出。

3.燃烧分解操作法在燃烧瓶内加入规定的吸收液,并将瓶口用水湿润:小心急速通入氧气约1min(通气管口应接近液面,使瓶内空气排尽),立即用表面皿覆盖瓶口,备用;点燃包有样品的滤纸包或纸袋尾部,迅速放入燃烧瓶中,按紧瓶塞,用水少量封闭瓶口,待燃烧完毕(应无黑色碎片),充分振摇,使生成的烟雾****吸入吸收液中,放置15min,用少量水冲洗瓶塞及铝丝,合并洗液及吸收液。用同法另作空白试验。

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****的便于测定的价态,以适应所选择的分析方法,根据被测物质的种类及所用分析方法来选择合适的吸收液。中国药典(1995年版)用于卤索、硫、硒等的鉴别、检查及含量测定的吸收液多数是水或水与氢氧化纳的混合液,少数是水-氢氧化钠-浓过氧化氢的混合液或硝酸溶液(1→30)。

中国药典(1995年版)中采用氧瓶燃烧法破坏后测定含量的药物及所用吸收液归纳于表33。

5.应当注意的有关问题氧气要充足,确保燃烧****。燃烧产生的烟雾应****被吸收液吸收。注意防爆。为了保证安全,操作中可戴防护面罩。一般情况下,由于取样量很少,燃烧又在瞬间即可完成,因此,如果按规定方法操作,实际上几乎没有爆破危险。操作中,应将燃烧瓶洗涤干净,不得残留有机溶剂,也不能用有机润滑剂涂抹瓶塞;燃烧中产生的热气往往使塞子被顶动,因此点燃后,必须立即用手按紧瓶塞,直到火焰熄灭为止。

测定氟化物时应用石英燃烧瓶。因为含氟有机药物燃烧后生成的氟化氧气体可腐蚀玻璃,同时与玻璃中的硼生成的硼氟化物(如BF3)在水溶液中仅部分解离成氟离子而使氟的测定结果偏低。如碘苯酯的含量测定。

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****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。

碘苯酯,主要为10-对碘苯基十一酸乙酯及邻、间位的碘苯基十一酸乙酯的混合物。

测定方法取本品约20mg,精密称定,照氧瓶燃烧法进行有5机破坏,用氢氧化钠试液2ml与水10ml为吸收液,待吸收****后,加溴醋酸溶液(取醋酸钾10g,加冰醋酸适量使溶解,加溴0.4ml,再加冰醋酸使成100ml)10ml,密塞,振摇,放置数分钟,加甲酸约1ml,用水洗涤瓶口,并通入空气流约3~5min以除去剩余的溴蒸气,加碘化钾2g,密塞,摇匀,用硫代硫酸钠滴定液(0.02mol/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1ml的硫代硫酸钠滴定液(0.02mol/L)相当于1.388mg的C19H29IO2

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