第十章 甾体激素类药物的分析

第十章 甾体激素类药物的分析 [教学目的] 一、掌握甾体结构类药物的结构特点与分析方法之间的关系。 二、掌握甾体类药物的鉴别原理与方法。 三、掌握甾体类药物的含量测定原理与方法。 四、熟悉甾体类药物杂质检查的方法。 [本章分配学时数] 2学时 [教学环节与教学] [复习引入] 2分钟 在上节课，我们进行了维生素类药物的分析，要求同学们不仅要掌握维生素 A、B、C、D、E的结构、性质和鉴别、检查、含量测定方法，熟悉本类药物其它1 的含量测定方法以及杂质检查方法，还要了解维生素A三点校正法的推导过程。那么，这节课我们就要对甾体激素类药物进行分析，经过本章的学习后，要求同 学们要掌握甾体结构类药物的结构特点与分析方法之间的关系、鉴别原理与方 法、含量测定原理与方法以及杂质检查的方法。 [教授新课] 第一节 基本结构与分类 甾体激素类药物是一类具有甾体结构的激素类药物，有着十分重要的生理功 能。甾体激素类药物均具有环戊烷并多氢菲的母核，其基本骨架及位次编号如下： C21 20C DC BA 按药理作用分为肾上腺皮质激素和性激素。 性激素又分为雄性激素及蛋白同化激素、孕激素和雌性激素。 一、 肾上腺皮质激素 肾上腺皮质激素（简称皮质激素）在临床上应用广泛。这类药物有的是 - 1 - 天然的激素，有的是对天然激素进行结构改造而成的，代表性的药物有氢化 可的松、醋酸地塞米松、曲安西龙、地塞米松磷酸钠等。结构详见教材P243。 结构特点： 1. 结构中均有21个碳原子； 42. A环有?-3-酮基，为共轭体系，具有紫外吸收； 3. C位上有α-醇酮基，具有还原性，有的药物C上还有α-羟基； 17174. 部分药物C位上有羟基或酮基，C、C之间有双键，6α或9α位有卤素1112 取代，或有C-α-羟基等。 16 二、 雄性激素及蛋白同化激素 天然的雄性激素主要为睾酮，经结构改造的合成品有甲睾酮、丙酸睾酮 等。C位上加羟基（如甲睾酮）或9位加氟可使药物的作用更强。C位上羟1717 基的酯化，可使吸收减缓，作用时间延长。 雄性激素一般同时具有蛋白同化激素的作用。雄性激素经结构改造后， 雄性激素作用大为减弱，同化作用仍然保留或有所增强，成为蛋白同化激素 药物。常用的蛋白同化激素药物有苯丙酸诺龙、癸酸诺龙等。 结构特点： 1. 母核有19个碳原子； 2. 蛋白同化激素在C位上一般无角甲基，母核只有18个碳原子； 10 43. 本类药物在A环上有?-3-酮基，具有紫外吸收； 4. C位上有β-羟基，或由它们形成的酯。 17 三、 孕激素 天然的孕激素为黄体酮，临床上使用的孕激素有黄体酮及其衍生物，黄 体酮口服后可被迅速破坏而失效。经结构改造后的孕激素药物的特点是口服 有效以及长效等。典型药物的结构见教材P244。 结构特点： 1. 母核有21个碳原子； 42. A环有?-3-酮基，C位上有甲酮基，有的药物C位上有α-羟基或与酸1717 形成的酯。 四、 雌性激素 - 2 - 天然的雌性激素为雌二醇。对雌二醇进行结构改造，得到一系列高效和 长效的雌激素类药物，中国药典收载的雌激素类药物有雌二醇、炔雌醇、戊 酸雌二醇、苯甲酸雌二醇等。代表性药物的结构见教材P245。 结构特点： 1. 母核有18个碳原子； 2. A环为苯环，C位上有酚羟基，C位上有β-羟基，有些药物的C-羟基31717 形成了酯，有的药物C位上有乙炔基。 17 第二节 鉴别试验 甾体激素类药物的甾体母核和官能团具有一些典型的化学反应，常用来对本 类药物进行鉴别。如呈色反应、沉淀反应、制备衍生物测定熔点等。此外，还有 色谱法（高效液相色谱法、薄层色谱法）。本类药物的结构类似，红外光谱法特 征性强，本类药物的原料药几乎都采用了红外光谱法进行鉴别。 一、 化学鉴别法 （一） 与强酸的呈色反应 强酸：硫酸、盐酸、磷酸、高氯酸，其中以与硫酸的呈色反应应用较 广。 硫酸与甾体激素的反应机制是酮基先质子化，形成正碳离子，然后与 -HSO作用呈色。 4 甾体激素与硫酸的呈色反应详见表10-1。 （二） 官能团的反应 不同的甾体激素类药物具有不同的官能团，利用官能团的反应可以 区别不同药物，甾体激素类药物的官能团及其鉴别反应如下。 官能团 试剂 药物 C-α-醇酮基 四氮唑、裴林、氨制硝酸醋酸泼尼松、醋酸17 银 氢可的松 C-酮基、C-酮基 2，4-二硝基苯肼 黄体酮、氢化可的320 异烟肼、硫酸苯肼 松 甲酮基、活泼亚甲基 亚硝基铁氢化钠、间二硝黄体酮 基酚、芳香醛类 - 3 - C-酚羟基 重氮苯磺酸 雌激素 3 炔基 硝酸银 炔雌醇、炔诺酮、 炔诺孕酮 有机氟 氧瓶燃烧后与茜素氟蓝、醋酸氟轻松、醋酸 硝酸亚铈反应 地塞米松 有机氯 结合在链烃上，加热水丙酸氯倍他索 解， 结合在母核的环上，氧瓶丙酸倍氯米松 燃烧，硝酸-硝酸银 C、C位上羟基的酯 水解后产生羧酸： 醋酸地塞米 1721 醋酸与乙醇形成乙酸乙戊酸雌二醇 酯； 戊酸与己酸具特殊臭味 己酸羟孕酮 二、 制备衍生物测定熔点 部分甾体激素类药物，通过制备衍生物再测定其熔点来进行鉴别。本法 虽较繁琐费时，但专属性强，所以目前仍用于少数甾体激素类药物的鉴别。 制备衍生物的类型有以下几种。 （一） 缩氨基脲的生成 甾体激素类药物的羰基和氨基脲发生缩合反应，生成缩氨基脲，再测 定其熔点，用于鉴别。 （二） 酯的水解 部分甾体激素是有机酸的酯，如丙酸睾酮是睾酮与丙酸所成的酯。丙 酸睾酮在碱性条件下水解，生成睾酮，经结晶，洗涤、干燥后测定熔点， 应为150?～156?。 除上诉两种衍生化反应外，还可以利用羰基与羟胺形成肟，羟基与酰 卤形成酯的反应来制备衍生物。 三、 紫外分光光度法 4甾体激素类药物结构中有?-3-酮基、苯环或其它共轭结构，在紫外区 有特征吸收，可规定最大吸收的波长、最大吸收波长处的吸收度或两个波 - 4 - 长处吸收度的比值进行鉴别。 4结构依据：Δ-3-酮、苯环、其它共轭结构 示例： 曲安西龙 甲醇 20μg/ml 在238nm处有最大吸收 丙酸倍氯米松 乙醇 20μg/ml 在239nm处有最大吸收，A 为0.57～0.60，在239nm与 263nm处的吸收度比值为 2.25～2.45 四、 红外分光光度法 甾体激素类药物的结构复杂，有的药物之间结构上仅有很小的差异，仅 靠化学鉴别法难以区别。红外光谱法特征性强，为本类药物鉴别的可靠手 段。中国药典以及外国药典中，几乎所有的甾体激素原料药都采用红外光 谱法鉴别。中国药典的鉴别方法是按规定录制红外吸收光谱图，要求供试 品的红外吸收光谱应与对照的图谱一致。 -1炔磁醇 峰位（cm） 归属 官能团 3300～3600 υ 酚羟基、C-羟基 O-H17 1616，1590，1505 υ 苯环 C=C 黄体酮 1700 υ C-酮基 C=O20 1665 υ C-酮基 C=O3 1615 υ 双键 C=C 870 δ 双键 C-H 五、 薄层色谱法 薄层色谱法具有简便、快速、分离效能高等特点，部分甾体激素类药物， 特别是甾体激素类药物的制剂常采用薄层色谱法鉴别。 六、 高效液相色谱法 部分甾体激素类药物用高效液相色谱法测定含量，可同时进行鉴别。在 一定的色谱条件下，比较甾体激素样品与其对照峰的保留时间，要求供试 品峰的保留时间应与对照品峰的保留时间一致。 - 5 - 第三节 特殊杂质检查 甾体激素药物多由其它甾体化合物经结构改造而来，因此在原料中可能引入 合成的原料、中间体、异构体以及降解产物等，在甾体激素药物的检查项下，除 一般杂质的检查外，通常还要作“其它甾体”的检查。此外，根据药物在生产和 贮存过程中可能引入的杂质，有的药物还需作“游离磷酸盐”、“硒”以及残留有 机溶剂的检查等。 检查项目 检查方法 检查意义 其它甾体 TLC法、HPLC法 其它甾体与甾体激素药 物结构相似，也有一定的 药理作用而又互不相同。 硒 氧瓶燃烧后，用二氨基萘醋酸氟轻松、醋酸地塞米 比色 松、醋酸曲安奈在生产后 工序中使用二氧化硒脱 氢，可能引入硒，硒对人 体有害。 有机溶剂残留量 GC法 在生产中使用了甲醇和（甲醇和丙酮） 丙酮，毒性大。 游离磷酸盐 比色法 第四节 含量测定 根据甾体激素药物的官能团和整个分子的特征，可以采用比色法、紫外分光 光度法、荧光法、气相色谱法和高效液相色谱法测定其含量。 一、 高效液相色谱法 测定对象：甾体激素类药物的原料和制剂。 示例：黄体酮的含量测定 色谱条件：固定相 ODS，流动相 甲醇-水（65:35），检测波长 254nm，内标物 己烯雌酚 系统适用性试验：n > 1000，R符合规定。 测定样品：黄体酮原料、注射液。 二、 紫外分光光度法 - 6 - 4具有Δ-3-酮基的皮质激素、雄性激素、孕激素、口服避孕药在240nm附近有最大吸收；具有苯环的雌激素在280nm附近有最大吸收。 示例：炔孕酮的含量测定 醋酸地塞米松片的含量测定： 三、 比色法 （一） 异烟肼比色法 （1）基本原理：C-酮基及某些其它位置上的酮基都能在酸性条件下与羰3 基试剂异烟肼缩合，形成黄色的异烟腙，在一定波长下具有最大吸收。 （2）讨论 溶剂：无水乙醇、无水甲醇 酸的种类和浓度以及异烟肼的浓度：摩尔比 盐酸: 异烟肼 2:1， 盐酸浓度0.0074mol/L 异烟肼浓度0.00365mol/L 水分、温度、光线、氧：吸收度随溶剂中含水量的增高而减低；温 度升高，反应加速；在不使溶剂挥发和吸收水分的情况下，光和氧 不影响反应。 （二） 四氮唑比色法 （1）基本原理：皮质激素C-α-醇酮基具有还原性，在强碱性溶液中能将17 四氮唑盐定量地还原为有色formazan，在一定波长处进行比色测定。 （2）四氮唑盐：红四氮唑（2，3，5-三苯基氯化四氮唑） ’蓝四氮唑（3，3-二甲氧苯基-双-4，4’-（3，5-二苯基）氯 化四氮唑） （3）影响因素：基团影响 溶剂和水分影响 碱的种类和加入顺序的影响 空气中氧及光线的影响 温度与时间的影响 详见教材P259。 （三） Kober反应比色法 - 7 - 雌激素与硫酸-乙醇共热呈色,用水或稀硫酸稀释后重新加热发生颜 色改变,并在515nm附近有最大吸收。 四、 生物样品中甾体激素的分析 详见教材P261～262。 [新课小结] 重点：甾体激素类药物的结构特点和鉴别原理及方法。 难点：甾体激素类药物的特殊杂质检查和含量测定方法。 [作业] [练习题与] 一、练习题 1. 醋酸地塞米松的鉴别方法是 A.三氯化铁反应 B. 水解反应 C. 柯柏反应 D.与碱性酒石酸铜试液反应 E. 双缩脲反应 2. 丙酸睾酮《中国药典》规定的含量测定方法为 A.非水溶液滴定法 B.溴酸钾法 C.HPLC法 D.紫外分光法 E.旋光法 A. 亚消基铁氰化钠反应 B. Vitali反应 C. Kedde反应 D. 绿奎宁(thalleiaqllin)反应 E. 碱试酒石酸铜试液的反应 1. 黄体酮 2. 醋酸地塞米松 3. 地高辛 4. 硫酸奎宁 1. 用HPLC法测定的药物有 A. 醋酸地塞米松 B. 丙酸睾酮 C. 炔雌醇 D. 硫酸阿托品 E. 黄体酮 2. 可用紫外分光光度法测定含量的药物有 - 8 - A. 尼可刹米注射剂 B. 醋酸地塞米松片 C. 洋地黄毒苷片 D. 地高辛片 E. 硝酸士的宁注射剂 二、答案精讲 1. D 醋酸地塞米松的分子结构中含有α-醇酮基, 可与碱性酒石酸铜试液反应,可用此反应进行鉴别。故选D。 2．C 丙酸睾酮《中国药典》规定的含量测定方法为HPLC法。故选C。 1.A 2.E 3.C 4.D 1. A B C E 因甾体激素类药物的含量测定多采用HPLC法，故选A，B，C，E。 2. A B E - 9 -