药物化学实验指导.doc

前言前 言药物化学是普通高等学校制药工程专业的专业必修课，药物化学实验则是学生专业技能培养中通过理论和实践密切结合，培养学生实践和创新能力的重要环节。在普通高校本科教学中，药物化学实验课程教学的主要任务是通过加深学生对基本理论与基础知识的理解，帮助学生进一步了解和掌握在药物合成与设计过程中的基本流程与基本方法，学会在药物结构修饰中常用的技巧，培养学生分析问题、解决问题以及能独立设计与实施实验的综合素质。实验教学对学生较好地理解理论知识，提高解决实际问题的能力，开拓科研思维有很大的意义，但常常在实验教学中，学生都是被动地应付，根据老师的讲义边看边做实验，学生在操作中只是简单地重复与验证，无法达到培养学生实践能力和创新意识的目的，这样的教学模式主要问题是不能充分发挥学生的主观能动性，达不到实验教学的目的和要求。为了较好的发挥实验教师在教学中的引导作用，有效地激发学生对药物化学实验课程的学习兴趣，让学生能够真正地成为实验教学的主体，本实验指导联系实验教学中存在的实际问题，首先要求学生在进行实验之前必须进行预习，指导学生在实验过程中必须认真操作与观察，最后要求学生在实验结束后对结果进行认真地分析并写出实验总结，通过这一系列过程督促学生自觉地养成理论联系实际的学习和工作习惯。本实验指导在加强实验能力培养与训练的基础上，强调通过学生对实验结果的分析以及思考题的解答培养学生的创新性思维。为了在药物化学实验教学中适当增加药物化学综合性实验的内容，以培养适应当代社会发展对高层次药学类专业人才的迫切需要，本实验指导引入了部分综合性实验，既突出了药学学科的特点，又恰当地与相关学科紧密相联，这样在培养学生的综合实验能力方面有明显的促进作用。药物化学有一定的综合性的实验（药物化学实验有一定的综合性），其涉及的内容较多，同时操作也较为复杂，因此要求学生要具备较完备的药物化学基础理论与实验技能。在综合性实验中要求学生能够灵活运用药物化学及相关学科的多个知识点进行实践，需要经过多步的操作且所用时间相对较长，而药物化学实验课时是非常有限的，为此，本实验指导紧密联系药物化学学科的特点以及地方本科院校选择实验项目的实际情况，确保既能达到综合实验教学的目的，而又能充分利用有限的实验课时完成实验任务。本实验指导在学生较好地熟悉药物化学实验中用到的基本仪器与试剂，较好地掌握了实验基本操作技能之后，引入了部分综合性实验，这样较好地切合学生实际，在进一步提高学生的综合素质，对实现教学目的方面有明显的促进作用。在药物化学实验中用到的仪器与试剂种类较多，特别是常常要用到很多易燃烧、易爆炸、或是有剧毒和强腐蚀性的药品，如在实验过程中使用不恰当，很容易引起火灾、发生爆炸或是中毒与灼伤等安全事故，为了确保实验能够安全地进行，本实验指导要求学生在学习与掌握药物化学实验相关的基本理论与技能的基础上，必须严格遵守实验室规则，重点加强课前准备、熟悉操作的要求、强调实验过程的记录与药剂的使用规定。本实验指导对药物化学实验室的规章制度有详细的说明与讲解，同时对实验室容易发生的安全事故有明确的说明及准确的处理介绍，严防安全事故的发生。药物化学实验的教学与学生实验综合素质的培养是一项复杂的系统工程，特别是在实验项目的选择与实验操作技能技巧培养方面还需要今后不断地调整与改进，坚持努力从教材与教法方面激发学生的创新动机和学习兴趣，全面提高学生的综合素养。1目录目 录第一部分 药物化学实验室基本知识1第二部分 药物化学实验常用玻璃器皿4第三部分 药物化学基本实验项目9实验一 药物化学实验常用装置的组装9实验二 葡萄糖旋光度的测定13实验三 阿司匹林的制备及纯度测定17实验四 药物的氧化变质实验21实验五 解热镇痛药的定性鉴别25实验六 磺胺醋酰钠的制备29实验七 磺胺类药物的定性鉴别34实验八 苯佐卡因的合成39实验九 心血管系统药物的定性鉴别45实验十 烟酸的制备51实验十一 扑热息痛的合成55实验十二 抗生素的定性鉴别59实验十三 磺胺嘧啶锌与磺胺嘧啶银的合成65实验十四 盐酸普鲁卡因的制备67实验十五 地巴唑的合成71实验十六 亚胺-154的合成74实验十七 二氢吡啶钙离子拮抗剂（硝苯地平）的合成78实验十八 维生素K3的制备82实验十九 苦杏仁酸的合成85第四部分 药物化学综合实验项目87实验一 氯霉素的合成87实验二 巴比妥的合成97实验三 苯妥英钠的合成102实验四 邻苯二甲酰甘氨酰甘氨酸的合成106实验五 诺氟沙星的合成108第五部分 思考题参考答案118第六部分 合成产物纯度检测131实验一 HPLC法同时测定阿司匹林与水杨酸含量131实验二 HPLC法测定磺胺醋酰钠含量134实验三 HPLC测定苯佐卡因含量137实验四 紫外分光光度法测定烟酸的含量140实验五 HPLC测定扑热息痛的含量142实验六 HPLC测定磺胺嘧啶锌的含量144实验七 HPLC测定磺胺嘧啶银的含量146实验八 HPLC测定盐酸普鲁卡因的含量148实验九 HPLC测定地巴唑的含量150实验十 HPLC测定硝苯地平的含量153实验十一 荧光分光光度法测定维生素K3含量155实验十二 HPLC测定苦杏仁酸的含量157附录一：常用检测分析技术介绍159附录二：实验操作考试给分标准183附录三：药物化学常用试液配制188附录四：生产工艺中避免使用和限制使用的溶剂191附录五：常用有机物物理常数192附录六：化学键的力常194参考文献1951第一部分 药物化学实验室基本知识第一部分 药物化学实验室基本知识一、药物化学实验室规则为了确保药物化学实验教学能正常进行，同时培养学生养成良好的实验习惯，切实保证实验教学质量，要求学生时刻遵守药物化学实验室各种规章制度，服从老师的安排与指导。1学生必须切实做好实验前的相关工作，包括应认真预习本次实验的相关内容，并查找相关资料，认真写好预习报告，如没有达到预习要求，不许开展实验。2学生进入实验室，首先，熟悉实验室的环境，包括灭火器、急救药箱放置的位置与使用方法，以防有事故发生时能及时报告老师并做相应的处置。其次，所有人员进入实验室都不得穿拖鞋和背心服装，实验室内严禁吸烟与吃东西。3实验过程中，不许喧哗与吵闹，应严格遵照老师的指导进行实验，不能随意更改实验指导上规定的实验步骤、所有试剂类型与用量，如认为有必要修改，必须及时向老师反映并征得老师同意。实验过程中应认真观察与思考，并对实验现象与结果进行记录，中途不许离开。4应注意保持实验室仪器与试剂的摆放整齐，暂不使用的器材，不得摆在桌面上，以防损毁。污水、残渣、废纸等应该按规定放在特定的地方，切不可丢进水槽，废弃的酸或碱必须分别倒入特定的容器。5学生应时时注意爱护仪器、节约试剂，仪器和药品使用完后应随时放归原处，注意保持仪器、实验台面、实验室地面与水槽的洁净。仪器如有损坏应及时向老师汇报并登记。实验完成以后，由实验老师登记实验情况，合成产品由老师回收并统一保管。6学生离开实验室时，必须整理仪器与台面，将实验台面打扫干净，损坏的仪器由老师补发，并按规定赔偿。公用仪器、试剂与用具由值日生负责整理，值日生离开实验室之前应确定水龙头、电闸、燃气是否关闭。 二、药物化学实验室的安全知识药物化学实验所用试剂大多有毒、或容易燃烧、或有强腐蚀性、或具有爆炸性，而常使用的仪器又多是玻璃仪器，因此，实验过程中切不可粗心大意，否则容易发生事故，轻则割伤、中毒或烧伤，重则发生火灾甚至爆炸，学生必须时刻认识到药物化学实验潜在的危险。 当然，只要大家重视安全问题，在思想上提高警惕，实验过程中严守操作规范，事故完全能够避免。1火灾的预防与处理药物化学实验过程中使用容易挥发、燃烧或爆炸的试剂时一定要尽量离开火源，切不可将易燃易挥发的液体直接放在开口的容器中直接加热，实验过程中生成的易燃易爆易挥发的试剂或用品残渣必须由专人负责回收和处理，不能直接将其丢弃在垃圾桶或直接倒进下水道。当易燃试剂较多时，应将其放在危险品专橱内，不能存放于学生上实验课的实验室内。当用到特定药物化学试剂时，应根据不同的化学反应所需的温度，合理选用水浴、油浴和其它热源，切忌将其在火焰上直接加热。在进行回流和蒸馏操作时，液体中应放少许沸石，防止溶液过沸而发生冲出，如果在加热开始后才发现没有放沸石，可以停止加热，等稍冷却后再加沸石。实验开始前必须根据溶液沸点的高低选用石棉网、油浴、水浴或电热套进行加热，加热过程中冷凝水须保持畅通，如果冷凝管没有通水或发生堵塞，将引起可燃性的废气因为冷凝不及时而发生逸出，往往易引起火灾。在药物合成反应中因为需要添加或者转移容易燃烧的有机溶剂时，必须在熄火或者远离火源后才可进行相关操作。切不可用开口容器去存放、加热或用蒸馏法去除有机溶剂。实验结束后或由于暂时有事而离开实验室时，必须关闭自来水与热源。实验室所有安全出口与消防通道须保持通畅，严格禁止堆放杂物。学生在进入实验室前必须熟练地掌握消防用灭火器和沙桶等灭火用具的操作方法。一旦发生了火灾，在场人员应该保持沉着冷静，立即切断电源，关闭火源，移开所有易燃物；然后寻找就近灭火器材进行灭火。药物化学实验室的灭火，通常采用使燃烧物隔绝空气的办法，一般不用水灭火。失火初期，如果是少许溶剂在锥形瓶内着火燃烧，可采用石棉网、湿抹布或用玻璃盖盖灭；如是操作台面或地面发生小火，可用沙子或湿抹布盖灭，或将石棉网盖于失火处；如是衣服着火可小心地快速脱去衣服，如火较大，可以自己直接倒在地上打滚灭火，或用自来水直接熄灭；如是有机物发生着火，必须根据有机物的性质采取相应的灭火办法；如是油类物质着火可用沙石、灭火器或干燥的固体碳酸氢钠粉末扑灭；如是电器着火，应立即切断电源，再用二氧化碳或四氯化碳灭火器进行灭火，切不可用水和泡沫灭火器灭火，否则将可能发生触电事故。不论采用哪一种灭火器材，都应从火的四周开始向中心进行扑灭，灭火器的喷出口应该对准火焰底部进行扑灭。2爆炸的预防与处理预防爆炸事故的发生，首先要保持实验室内通风透气，时刻牢记不让易燃易爆的气体物质靠近火源，实验的过程中避免使用明火。在实验的过程中，不许任意混合试剂，特别在用到乙醚或汽油这一类的溶剂时，一定要杜绝火花和电花的产生，使用乙醚时应该在通风相对较好的地方使用，或者在通风橱中使用，同时应检查附近是否有过氧化物的存在，如有过氧化物存在，应该在除去过氧化物后再使用乙醚。药物化学实验药品必须根据药品的不同性质分类保存，易氧化的药品切不可与氧化剂存放在一起，特别是容易爆炸的重金属乙炔化合物、苦味酸金属盐、三硝基甲苯等不可重压或敲击。蒸馏装置组装应该正确，不能装成密闭体系，应与大气相通，特别是在进行减压蒸馏时必须使用能耐受相应压力的容器，用圆底烧瓶或抽滤瓶作为接受器，蒸馏完成后，要缓慢放气，以防止压力计爆裂。常压操作时，禁止在密闭容器内加热，同时检查装置是否畅通。一旦发生爆炸事故时，现场人员要保持冷静，有针对性地对发生爆炸的药品性质采取相应的措施，通常是参照处理火灾的方法进行操作。3化学试剂灼伤的预防与处理学生通过预习对实验中将用到的相关试剂的性质必须有明确认识与了解，对于强酸、强碱、强氧化剂、苯酚、金属钾、钠等试剂要避免皮肤直接接触，必须戴橡皮手套进行操作，实验完成后立即洗手；有挥发性的药品，不能用鼻子直接去闻，还要注意保护好眼睛；稀释浓硫酸时，应该把硫酸缓缓地加到水中，并不断搅拌让热量尽快散失，以防止液滴飞溅。一旦发生化学试剂灼伤，应迅速移离现场，并脱去被污染过的衣物。被酸灼伤时，立即用大量的清水冲洗稀释后，再用3%5%的NaHCO3溶液冲洗，最后水洗，如灼伤严重，应在擦干后涂拭烫伤药膏，如是被白磷灼伤，不能用水冲洗。被碱灼伤时，同样先用清水冲洗稀释，再用12% 的H3B03或1% 的CH3COOH溶液洗涤。对于某些特定试剂的灼伤，如氰化物、BaCl2.HF等在冲洗时要进行解毒处理，如被溴灼伤后，立即用水洗，再用酒精擦至无溴液为止，轻伤涂少量鞣酸药膏，重伤则应涂烫伤药膏。如是大面积的灼伤，必须及时送医院治疗。4割伤的预防与处理药物化学实验中，经常需要自行弯制弯管或安装玻璃器皿，操作时力度应适当，最好佩戴手套，以防止割伤，如在将玻璃管插入胶塞时，应先将玻璃管润滑，再用棉布裹住，慢慢旋入，防止折断而割伤。对于一些已经破碎的玻璃容器，应及时除去，并马上清理台面，防止二次割伤。如被玻璃割伤，首先检查是否有玻璃碎屑残留在身体内，应先把玻璃碎屑取出，割伤面积较小时，可以用水冲洗伤口处，再涂少许碘酒，如割伤面积较大，应立即按住出血部位的上端，或用绷带扎住，急送医院治疗。第二部分 药物化学实验常用玻璃器皿药物化学实验常用玻璃器皿口径有不同型号，连接时可用软木塞或橡皮塞固定相接，玻璃器皿使用时要时刻注意轻拿轻放。有刻度的容器类玻璃器皿不能用火直接加热，锥形瓶不可用作减压容器，抽滤瓶不可加热。带活塞的分液漏斗等玻璃器皿用水洗净后，应在活塞和磨口之间垫一张小纸片，防止粘住。使用温度计时应注意温度计的刻度范围，切不可当搅拌棒使用。温度计使用后必须慢慢地冷却，切不可立即经冷水快速冷却，防止温度计炸裂。经常使用的玻璃磨口接头标准口有10、14.19、24.29等，此数字表示磨口最大一端的直径，单位为毫米。如果内外磨口编号相同，可以相互连接。同样，磨口玻璃器皿也是用数字显示磨口大小，如10/30则表示其磨口最大直径是10 mm，磨口长是30 mm。使用过程中，如两种玻璃器皿磨口编号不一致，则无法直接相连，这时，可以使用相应编号的磨口接头相连。实验室经常使用的标准口玻璃器皿在图中列出。标准磨口玻璃器皿使用时应注意磨口的洁净，切不可有灰尘或沙粒。磨口通常需要涂抹润滑剂，防止反应物或产物受污染，如化学反应中用到强碱，则必须涂润滑剂，以防止磨口连接处受到碱的腐蚀而发生粘连，导致无法拆开。玻璃器皿使用完后要及时拆除、清洗干净，并分开保存。另外，洗涤时要避免使用去污粉擦洗，以防止损坏磨口。图1圆底烧瓶、梨形烧瓶与锥形瓶215第二部分 药物化学实验常用玻璃器皿图2 真空管接引管、接引管与三头接引管图3 二口烧瓶、三口烧瓶与三口梨形烧瓶图4 直形冷凝管、球形冷凝管与空气冷凝管图5滴液漏斗、恒压滴液漏斗、玻璃钉与锥形漏斗图6 直行干燥管、90干燥管与弯曲干燥管图7带温度计螺口接头、液封搅拌器套管、搅拌套管与搅拌棒图8 锥形漏斗、布氏漏斗与玻璃板漏斗图9 分水器、真空冷凝指与抽气磨口试管图10 蒸馏头、两通活塞与抽滤瓶图11 75 弯管、二口连接管与刺式分馏柱 图12 微型分馏头、磨口试管与磨口离心试管第三部分 药物化学基本实验项目第三部分 药物化学基本实验项目实验一 药物化学实验常用装置的组装前言：药物化学实验常用装置包括：（1）回流装置：许多药物化学反应温度都需接近液体反应物的沸点才能进行，需用于回流装置，因回流装置可以用干燥管防潮，不需防潮时，可以除去位于球形冷凝管顶部的干燥管。回流加热之前应在反应液中先放少许沸石，同时根据瓶内液体反应所需的温度，合理地选择水浴、油浴或石棉网等方式加热。（2）蒸馏装置：蒸馏是用来分离两种或两种以上沸点相差比较大的液体或用于除去溶剂时常用的方法。（3）气体吸收装置：接收反应生成的气体时，玻璃漏斗大口端应稍稍倾斜以使漏斗口一半沉于水中，一半斜伸出水面，这样既有利于防止气体逸出，也可以避免水被倒吸。（4）搅拌装置：如果药物化学反应是在均相溶液中发生，则可以不必搅拌。如果反应是在非均相间发生，或反应物中的某种物质是需要逐滴加入时，为了尽可能使反应物迅速混合均匀，避免因局部的过浓或过热而导致其他副反应发生，另外如果反应物是固体，不停搅拌有利于反应顺利进行，在这种情况下必须搅拌。在药物合成实验时适当地使用搅拌装置既可以很好地控制反应温度，也能够缩短反应时间，并且能有效地提高产率。一、实验目的1.了解药物化学实验仪器名称与用途。2.掌握索氏提取、水蒸汽蒸馏、萃取、抽滤等常用装置的组装与操作。二、实验内容与原理蒸馏操作装置组装与操作、水蒸汽蒸馏装置组装与操作、减压过滤装置组装与操作、索氏提取器组装与操作、萃取与洗涤操作。索氏提取原理：索氏提取器主要利用溶剂回流与虹吸的原理，通过让固体有机物接连不断地反复被较纯的溶剂连续萃取，这样既可节约溶剂，又可以有效地防止污染。水蒸汽蒸馏原理：主要是根据道尔顿分压定律，即在有和水不相混溶的物质在与水共存的情况下，这个体系的蒸气压是所有组分的蒸气压和，在整个混合体系中所有组分总蒸气压之和与外界大气压相等时，这个时候这个体系的温度就是其沸点，但是这个沸点比任何组分单独的沸点都要低。因此，应用水蒸汽蒸馏在常压下就能在低于100 的情况下可以将较高沸点的组分同水一起被蒸馏出来，混合体系中总的蒸气压与各组分的相对量没有关系，当其中一组分被完全移去时，温度上升达到留存于瓶中剩余液体的沸点。萃取原理：通过于液体混合物中加进另一不相混溶的液体溶剂，制造第二相，通过原混合液中不同组分在两个不同液相中的溶解度差异而使原混合液混合物分离。三、仪器或试剂圆底烧瓶、三口蒸馏烧瓶、加热装置、索氏提取器、回流冷凝装置、蒸馏头、接收瓶、布氏漏斗、抽滤瓶、安全瓶与真空泵。四、实验步骤1.索氏提取首先通过研磨、粉碎的方法将固体物质充分研细，充分增大固体和液体两相之间接触的面积，将研碎后的粉末放入滤纸筒内（将滤纸卷成筒状，其直径应略小于索氏提取器的提取筒，上下须扎紧；然后将装有待提取物的滤纸筒放入提取筒中，滤纸筒的上沿不得超过索氏提取器虹吸管的顶沿；从提取筒的上口添加溶剂，当溶剂的液面超过虹吸管的顶部边沿时，溶剂会由于虹吸作用而进入索氏烧瓶（在此之前应在烧瓶内加少许沸石），然后再补加约30 ml溶剂，记录下加入溶剂的总量；然后装上冷凝器，连通冷却水，可以开始加热，此时溶剂沸腾，蒸气通过蒸气导管上升到冷凝器，被冷凝后又被滴回至提取筒中，当提取筒内溶剂液面高于虹吸管的顶部边沿时又流入到烧瓶。最后，被提取物中的可溶性物质被富集到烧瓶的溶剂中。提取完成后，先停止加热，再移除加热装置，提取液自然冷却，如果提取器中还剩有少量提取液，可倾斜提取器，让提取液全部流回圆底烧瓶，最后对药品进行精制。2.水蒸汽蒸馏 首先在圆底烧瓶中加入约容器 3/4的水，并加入少许沸石。在三口蒸馏烧瓶部分中加入约 50 ml 溶剂。 根据图2（见11页）装置按从左到右、从下到上的顺序组装。 先打开 T 形管处的放水夹，加热水蒸汽发生器，待有大量连续的水蒸汽从 T 形管冲出来时，立即夹紧放水夹，水蒸汽继而进入蒸馏部分，开始蒸馏。 蒸馏的速度应控制在 23 滴/s，不能过快。 待馏出液已澄清透明而不再有油状物出现时，停止进行蒸馏，应先打开放水夹，然后停止加热。最后将馏出液在分液漏斗分液。3.减压抽滤 减压抽滤装置的组装同样按从左到右，从下到上的顺序组装，须注意漏斗下口尖部必须对着抽滤口（以防滤液被吸入支管）。先在滤纸上滴加少许水或相应溶剂，打开开关以吸去抽滤瓶中的部分空气，同时保证滤纸紧贴在漏斗底部，以防过滤时固体颗粒从滤纸边缘进入滤液中。滤纸要修剪到与漏斗大小合适。 抽滤时先向滤纸上缓缓滴加上清液，再将过滤物分批加入漏斗中。 抽滤结束时，先拆除抽滤瓶与真空泵之间的橡皮管，如中间连有安全瓶可将安全瓶上的玻璃阀打开连通大气（以免水倒吸到抽滤瓶内），然后拆去装置，取下漏斗后放于烧杯中，滤液从抽滤瓶上口倒出。 如果抽滤后的固体需洗涤，可以加少量溶剂到固体上，静置23 min，最后抽干。4.有机溶剂萃取有机溶剂萃取法简称萃取，即采用分液漏斗通过有机溶剂把水相、固相中溶解于该溶剂中的组分分离出来。 检查分液漏斗密封性是否良好。 左手把持分液漏斗的活塞，漏斗下口向左上方，分液漏斗上口稍低于漏斗下口，通过前后旋转的方法使分液漏斗中液体产生振荡。 将分液漏斗放于铁架台的铁圈上静放。 打开分液漏斗上部的活塞，再旋开下部旋塞，让下层液体从下端放出，放至油水界面与旋塞上口相切时关闭旋塞。 最后将上层液体从分液漏斗的上口倒出，萃取后的有机相最后用水或饱和食盐水水洗。五、仪器装置图 图1 索氏提取器 水蒸汽蒸馏装置六、注意事项1.在水蒸汽蒸馏方法提取挥发油时溶液需保持微沸，流出液以每秒12滴的流速较为合适。2.使用索氏提取器时，被提取物的高度不能超过虹吸管的高度，仪器按由下至上的顺序组装，冷凝水按下口进上口出的方式接通，提取溶剂须由上部加入提取管中，烧瓶放于水浴上加热提取，通过调节温度以防止提取的溶质在烧瓶壁结垢或炭化。索氏提取器虹吸管弯而细，因此容易折断，在安装仪器和实验过程中对虹吸管需特殊保护。3.仪器组装完成后，各部分应保持在同一平面，以确保各连接部位的气密性较好。4.适合萃取分离的混合物需满足两个方面的条件：一是两个相互接触的液相完全是不互溶或是部分互溶；二是被萃取的溶质组分和稀释剂在两液相中的分配比不相同。5.分液漏斗洗涤干净后应把塞子拔出来，不能插在分液漏斗中，分液漏斗长期不使用时，应在活塞面夹一纸条以防止活塞粘连，同时应用橡皮筋套住活塞，防止活塞掉落。七、思考题1.抽滤时安全瓶里的玻璃弯管为什么要左高右低？2.索氏提取法与回流提取相比有哪些优缺点？3.水蒸汽蒸馏适合于什么类型的药物的提纯？实验二 葡萄糖旋光度的测定前言：当平面偏振光经过含有光学活性的化合物的液体或溶液时，将导致旋光现象的产生，即偏振光在平面向左或向右发生旋转，其旋转的度数，叫旋光度。当偏振光透过长度为1dm且1 ml溶液中含有1g旋光性物质的溶液时，在一定的波长和一定的温度下我们所测得的旋光度叫比旋度。通过测定药物的比旋度（或旋光度）能够检测特定成分的纯度，也可以测定其含量。除有特殊的规定以外，通常是根据药典的规定采用钠光谱的D线（波长为589.3 nm）测定被测物质的旋光度，测定管长度通常为1dm（如是采用其它长度的测定管，必须换算），测定温度为20 。旋光度测定法主要应用于如下几个方面：（1） 进行药物鉴别：通常具有旋光性的药物，在其性状一栏都标写 “比旋度”，通过测定比旋度的值可以用于鉴别药物或判断药物的纯度；（2）进行杂质检测：具有光学异构体的药物，其理化性质基本相同，但它们的旋光性有差异，通常分为左旋体、右旋体和消旋体，我们可以通过测定药物中杂质的旋光度，进行药物纯度的检验；（3） 进行含量测定：有旋光性的药物，在没有其他更好的方法测定该药物含量时，可用测定其旋光度的方法。药典中用旋光度法测定含量的药物有葡萄糖注射液、葡萄糖氯化钠注射液、右旋糖酐氯化钠注射液、右旋糖酐葡萄糖注射液等。一、实验目的和要求1.了解旋光仪的基本构造与工作原理。2.熟悉葡萄糖旋光度的测定方法、原理及比旋光度的计算方法。3.掌握利用测定药物旋光度的方法进行定性、杂质检测和定量分析的方法。二、实验内容与原理实验内容：1.测定葡萄糖的旋光度。2.采用标准曲线法测定葡萄糖注射液的含量。实验原理：葡萄糖分子的结构中有4个手性碳原子，分子有旋光性。其D-（+）-葡萄糖可以供药用，其比旋光度= +52.5053.00。通过测定葡萄糖注射液旋光度可进行葡萄糖定性鉴别与葡萄糖含量测定。在旋光仪起偏镜与检偏镜之间放入旋光性物质，如果起偏镜与检偏镜允许通过的偏振光的方向相同，在检偏镜后面观察到的视野是明亮的；如果在起偏镜与检偏镜之间放入有旋光性的物质，由于物质的旋光作用，使得原来由起偏镜出来的光的方向旋转了一定的角度，导致在检偏镜后面进行观察时，视野会变得暗淡一些。如果又把检偏镜旋转一定角度，让其恢复原来的亮度，这时检偏镜旋转的角度与方向就是被测试药品的旋光度。图1 旋光仪示意图 1.钠光源 2.起偏镜 3.半荫片 4.盛液管 5.检偏镜 6.刻度盘 7.目镜 8.固定游标 图2 旋光仪光路图图3 旋光仪视场变化示意图三、实验仪器与试剂葡萄糖颗粒、葡萄糖注射液、氨水、旋光仪、乙酸乙酯。四、实验步骤1.了解相关概念旋光度：当平面偏振光通过含有光学活性的液体化合物或溶液时，能够引起旋光现象的发生，导致偏振光的平面发生向左或向右旋转，其旋转的度数叫旋光度（一般用表示）。比旋度：当偏振光透过长度为1dm且1 ml溶液中含有1g旋光性物质的溶液时，在一定的波长和一定的温度下我们所测得的旋光度叫比旋度（） D代表钠光谱D线； t代表测试时的温度；代表测得的旋光度； L代表测定管长度（dm）；C代表每100 ml溶液中含被测物质的质量（g），该质量通常按干燥品或无水物计算。 旋光度不仅与药物化学结构有关，还与测试时溶液浓度、液层厚度、测试时温度，以及光波波长、溶剂性质等有关，通常溶液浓度越大，旋光度相应较大；在一定浓度范围内，药物溶液浓度和药物旋光度呈线性关系；在测比旋度时，必须在一定浓度的溶液中进行；光波波长越短，旋光度越大。通常情况下，室内温度影响较小。对于大多数的药物，在黄色钠光下，温度升高1 ，比旋度约减少1 。 2.供试液的配制：精确称取葡萄糖粉末10 g，放于l00 ml容量瓶中，加10%或l0%以下的氨试液0.2 ml，用蒸馏水稀释到标准刻度，混摇均匀，静置l0 min。3.熟悉角度游标尺的读数方法：游标卡尺分20格，相当于度盘19格，度盘每格为1，相当于游标卡尺把1分成了20份，则游标直接读数到0.05，例如，当游标0刻度指在度盘7和8格之间，且游标第7格与度盘某一格完全对齐，则其计数为=7.00+0.057=7.35。4.采用半荫式（或三荫式）旋光仪测定溶液旋光度打开电源开关，等发出的黄色钠光稳定15 min后，校准目镜焦距，调整界限至清晰。取出测定管，装满蒸馏水（切勿产生气泡，如有气泡，应使气泡浮在凸出处），盖上玻璃片、橡胶垫和螺旋盖（注意螺帽不能旋得太紧，否则将产生应力），用软布或擦镜纸揩干，盖好样品管盖。缓缓旋转检偏镜，转至刚好三分视界消失（零度视场），记下读数，如此反复操作三次，得平均值，即为零点读数。取出旋光仪的测定管，用供试液洗涤多次，按同样的方式测定供试液旋光度。能使偏振光向右旋转者（或是顺时针方向旋转）为右旋，用符号“+”表示，使偏振光向左旋转者（或是逆时针方向）为左旋，用符号“”表示，如此反复测定三次，得平均值，用平均值减去零点读效，就得供试样品的旋光度。五、注意事项1.溶液必须装满样品管，切不可有气泡，若样品管中有气泡，应使旋转让气泡处于样品管的凸起处。2.样品管及其两端的透明窗应擦拭干净后才可装入旋光仪。样品管用完后应及时将溶液倒出来，用蒸馏水将其洗涤干净，擦拭并干燥后保藏，实验用的所有镜片均应注意保护，切不可直接用手去擦拭，必须用柔软的擦镜纸擦拭。3.测试之前用溶剂做空白校正，测定后，再次校正，必须确定测定时零点没有变动；如果在第2次校正时零点有变动，应该重新再次测定药物旋光度。4.在配制溶液以及测试时，应调节测试温度为20 0.5 （或为药品项特定的温度）。5.供测试的药物必须不显现浑浊，如有浑浊现象，应先过滤，初滤渣弃去。 6.旋光仪连续使用的时间不得超过4 h。如果使用时间较长，中间要关闭1015 min，必须等待钠光灯完全冷却后才能再次使用，或者用电风扇吹风冷却，防止亮度变暗以及缩短使用寿命。仪器的电源开关不能反复开关，如果钠光灯关熄，应停止23 min后再打开。7.在测定仪器零点时，应多次按动复测按纽，让检偏镜向左或向右偏离光学零位，以减少仪器机械误差。通过观察仪器左右测定数次的停点，检验仪器重复性与稳定性，也可以用旋光标准石英管来进行仪器准确度的校正。 8.有些药物在见光后，其旋光度变化较大，应该严格避光操作，有些药物对放置的时间要求较严格，必须严格按规定时间进行测定。六、思考题1.进行药物旋光度测定时，影响测定结果的因素主要有哪些？2.有一精制葡萄糖注射液经测定其旋光度是+4.9，空白试验结果为0，此葡萄糖液射液中葡萄糖（C6H12O6H2O）的含量是多少？（已知2005年版中国药典规定：无水葡萄糖在25 时其比旋度为+52.5 +53.0）。实验三 阿司匹林的制备及纯度测定前言：阿司匹林是家喻户晓的常用药，其自19世纪末发明至今，在这100多年间，全世界的人服用阿司匹林已超过10亿片，主要用来治疗头痛与发烧，近年来发现其在治疗风湿病上有特殊的疗效。我们的祖先在远古时代就知道咀嚼柳树的叶子能解热镇痛。2000多年前，古希腊的著名医学家希波克拉底将柳树的根或用叶子浸泡，并用浸泡物质来帮助妇女解除分娩时的痛苦以及用于治疗产后发热，当时的人们还不知道柳树的根或叶子中含有能够止痛的化学物质（该物质叫水杨酸），直至1828年，德国的药学家布赫勒从柳树叶中提取出了水杨苷，发现其水解后可得到水杨酸和葡萄糖，因此水杨酸又叫做“柳酸”，但是水杨酸对胃肠道刺激性很大，当时只有疼痛很剧烈的人不得已才服用。1853年法国的弗雷德里克热拉尔通过水杨酸与醋酸反应合成了乙酰水杨酸，但当时其作用没有引起人们的重视。1898年德国化学家费利克斯霍夫曼再次进行了乙酰水杨酸的合成，并用此药为他父亲治疗风湿关节炎，其疗效很好。1899年经德国拜耳公司的德莱赛将其介绍用于临床，并将其命名为阿司匹林（Aspirin）。后来又陆续创制成了多种以乙酰水杨酸为主的复方制剂，如复方阿司匹林、复方扑尔敏、扑尔感冒片、小儿退热片等。一、实验目的与要求1.掌握利用酸酐为酰化试剂和醇反应来制备酯的技术与方法；2.进一步巩固普通蒸馏、抽滤、重结晶等基本操作。二、实验内容或原理阿司匹林，即乙酰水杨酸，也叫2-（乙酰氧基）苯甲酸 ，通常通过以下反应合成，再用乙醇和水做混合溶剂进行析晶，并采用重结晶的方法进行纯化。阿司匹林结构中有羧基，因此阿司匹林有酸的通性，因其又有一个酯基，因而其又可以在无机酸或碱的催化下水浴加热，水解生成水杨酸与乙酸，水杨酸中由于有游离的酚羟基，因而可以和FeCl3溶液发生显色反应。有的阿司匹林片有醋酸的臭味，这是由于阿司匹林在贮存过程中，保管不当与空气中的水分接触发生水解而生成醋酸的缘故。 副反应：该反应温度应控制在7580 ，温度过高则容易发生副反应，生成水杨酸、乙酸酐、乙酰水杨酰水杨酸酯、水杨酰水杨酸酯。水杨酸分子内存在氢键，阻碍了酚羟基的酰化，导致反应必须加热至150160 才能发生，如果加入少许浓硫酸，可以破坏水杨酸分子内氢键，而使反应温度降到80 左右，并能减少副产物生成。图1 水杨酰水杨酸酯的生成图2 乙酰水杨酰水杨酸酯的生成四、实验仪器与试剂水杨酸，乙酸酐，浓H2SO4，沸石，NaHCO3，盐酸，pH试纸，35%的乙醇，1%的FeCl3溶液，磨口锥形瓶，水浴锅，玻璃棒，烧杯，抽滤装置，回流装置，表面皿，冰。五、实验步骤1.酰化：称取2.67 g水杨酸加入50 ml干燥的磨口锥形瓶中，并加入5.10 ml乙酸酐，再加入57滴浓H2SO4，小心振摇混匀，加入12粒沸石，在80 左右的水浴中加热并保温15 min。取出锥形瓶边摇边滴加1 ml冰箱冷却的蒸馏水，继续再加20 ml冷的蒸馏水，并立即放于冰浴进行冷却。若没有晶体出现或有油状物出现，可在冰水浴中用玻璃棒缓慢摩擦锥形瓶内壁，等晶体完全析出再抽滤，再用少许冰蒸馏水冲洗涤锥形瓶后，再洗涤晶体，并抽干。2.将晶体移至250 ml烧杯中，加入约100 ml饱和的NaHCO3溶液，缓慢搅拌到再无气体产生，最后抽滤，保留滤液。3.将滤液缓缓倒入烧杯，用4 mol/L的盐酸调pH值至2.0，用冰水冷却5 min，阿司匹林析出，抽滤。加盐酸时须滴加，如加入过快可能导致析出的晶粒过大，而影响干燥。4.重结晶：在装有粗产品的烧杯中加25 ml 35的乙醇，放于4550 水浴中加热，粗产品迅速溶解，若产品不能完全溶解，可适当加35的乙醇，然后静置冷却至室温，最后用冰水冷却，等结晶完全析出后，再抽滤，压紧并抽干。将结晶转移到下面垫有滤纸的表面皿上，通过水蒸汽加热干燥。5.FeCl3法进行产品纯度鉴定：取23粒晶体加入盛有约5 ml水的试管中，加入1-2滴1%的FeCl3溶液，注意溶液颜色有无变化，如果溶液变紫，表明产品中有未反应完全的水杨酸。（水杨酸属酚类物质，其可与FeCl3发生呈紫蓝色）。6.称量，计算产率。六、实验装置图图3 阿司匹林的制备中的装置图七、注意事项1.所有仪器都必须预先干燥，这是该实验能否成功的关键。如果仪器没有干燥好，将导致醋酐水解生成醋酸，影响产率。2.必须控制酰化反应的温度，否则将导致副产物增加。3.加样时必须先加水杨酸，再加乙酸酐，最后加浓硫酸，若先加水杨酸和浓硫酸，将导致水杨酸被氧化，水杨酸和乙酸酐加样合适的比例为1：2或1：3。4.用盐酸酸化时，若没有固体析出，则应检测pH值，其最佳pH值为22.4。5.若产物质量少，可能是冰水浴冷却的时间不够，如果没有等完全析出就抽滤，将导致产品流失，也可能是由于80 水浴的时间不够，反应不完全。6.抽滤产品放于滤纸上，滤纸放于蒸发皿上进行干燥。7.由于乙酸酐容易分解成乙酸，乙酸不易与水杨酸反应，将导致产量下降，且产生大量副产物，因此，乙酸酐必须用最近进行蒸馏的。八、思考题1.反应中加浓H2SO4的作用是什么？反应中主要副产物有哪些？副产物如何除去？2.通常采用什么方法鉴别阿司匹林是否变质？3.本实验能否用乙酸代替乙酸酐来进行反应？请说明理由。4.请解释下列实验现象实验现象现象解释1当加冰水时发生沸腾，放出热量，并呈现淡粉色。有时加入冰水时有胶状物质出现，振荡后胶状物消失。2抽滤时先用少量冰水洗涤两次，得阿司匹林粗品，抽滤后得白色晶体，少量多次加入饱和NaHCO3后产生大量气泡，晶体溶解，剩余粉红物质浮于上层，抽滤后为粉红滤渣。3测得产物熔点为130 ，而不是135 。实验四 药物的氧化变质实验前言：药物发生变质的反应主要有水解与氧化反应以及二氧化碳对药物的影响。药物发生的氧化反应主要有化学氧化、自动氧化。影响药物发生氧化反应的因素主要有如下六个方面。（1）氧气浓度：药物容易与空气中氧气形成过氧化物，导致药物氧化变质，特别在潮湿的空气中及光照条件下，药物更容易发生氧化。药物溶液盛装罐的上部或是安瓿瓶中药液上部残留的空气，药物溶液或是注射用水中溶解的氧，都可以引起药物的氧化。因此，在安瓿瓶中或其他包装容器中全注满时比半注满时的氧化程度要低。（2）溶液酸、碱度：有些药物的自动氧化需要H+及HO- 参加，溶液的酸碱度对反应有引发或促进的作用，其影响主要是二个方面：一是影响药物的氧化还原电位，二是引发或促进药物氧化的后续相关反应，使反应成为不可逆的氧化过程。如维生素C于酸性溶液中氧化生成去氢抗坏血酸的反应是可逆的，氧化到某一程度后将平衡，但如果在碱性溶液中，导致其氧化还原电位降低，去氢抗坏血酸仍可进一步发生水解反应，生成2，3-二酮古龙糖酸，最后氧化生成草酸与L-苏阿糖酸，后面这几步反应是不可逆的，甚至可以全部被氧化。（3）温度及加热时间：温度升高，会导致氧化反应速率加倍，如肾上腺素液在温度升高时，氧化分解反应加快，时间越长，氧化分解产物越多。（4）金属离子：金属离子对药物的自动氧化有一定的催化作用，特别是Cu2+、Fe3+、Pb2+、Mn2+等离子的影响较为突出，如左旋多巴在有金属离子的溶液中相当不稳定，极易被氧化，而在得到纯品后，相对较为稳定。（5）光照：光能是引发药物自动氧化反应的活化能，除引发药物发生氧化链式反应以外，还可以引发光化降解反应。（6）在药物中加入比药物更强的还原性物质可以保护药物不被氧化，由于还原性物质首先被氧化，因此，避免了药物被空气中的氧气氧化，如维生素C在二价铜盐催化下可以发生自动氧化，如果加入适量Cl-可以促进反应发生，如果加入过量的Cl-，则可抑制氧化反应的发生，同样如果用硫氰离子或溴离子代替氯离子，则也可以抑制自动氧化反应的发生。一、实验目的1.了解影响药物氧化变质的主要因素。2.掌握鉴定药物氧化变质的主要方法。二、实验内容与原理实验内容为阿司匹林、维生素C、盐酸异丙肾上腺素、盐酸氯丙嗪氧化变质实验。实验原理1.阿司匹林，化学名：2-（乙酰氧基）苯甲酸，又叫乙酰水杨酸，邻乙酰水杨酸。阿司匹林水解变成水杨酸，水杨酸能被重铬酸钾氧化为羧基对蒽醌（图1），在空气中慢慢变为淡黄、然后是红棕色，最后变为深棕色。 图1 水杨酸氧化为羧基对蒽醌 图2维生素C被氧化为去氢维生素C2.维生素C 也叫L-抗坏血酸，化学名为：L-（+）-苏糖型-2，3，4，5，6-五羟基-2-己烯酸-4-内酯，维生素C中有边二烯醇的结构，其有较强的还原性，很容易被氧化生成黄色的去氢维生素C（图2）。3.盐酸异丙肾上腺素，化学名：4-2-（异丙氨基）-1-羟基乙基-1，2-苯二酚盐酸盐。肾上腺素的结构中具有邻苯二酚的结构，因此容易被氧化，氧化产物为肾上腺素红（如图3），其颜色变化由粉红色变红色，最后变为棕色，棕色产物是多聚体。 图3 肾上腺素被氧化为肾上腺素红4.盐酸氯丙嗪又叫冬眠灵，化学名：N，N-二甲基-2-氯-10H-吩噻嗪-10-丙胺盐酸盐。氯丙嗪结构中的吩噻嗪环容易被氧化生成红棕色的醌型化合物 （如图4）。 图4 氯丙嗪被氧化成醌型化合物三、仪器或试剂药品：阿司匹林、维生素C、盐酸异丙肾上腺素、盐酸氯丙嗪。试剂：3 %的过氧化氢溶液、2 %的亚硫酸钠溶液、硫酸铜试液、0.05 mol/L的EDTA溶液。四、实验步骤 1.样品溶液配制：称取阿司匹林0.5 g、维生素C 0.2 g、盐酸肾上腺素0.5 g，盐酸氯丙嗪50 mg，分别放于50 ml小锥形瓶中，各加蒸馏水25 ml，充分振摇使其溶解，再用移液管分别将四种药液各均匀地分成5等份，放于带有塞子的具塞试臂中，并用标签纸分别给试管编号。 2.将上述四种药液的l号管都同时拔除塞子，让它们暴露于空气中，并放于日光（或灯光）下直射30 min，比较它们的颜色变化，用“+”号记录法表示不同时间段的颜色变化。 3.向上述四种药液的2号管中，分别加入3% 的H2O2溶液各10滴，并放进沸水浴中加热，每隔10、20、30 min观察并记录溶液的颜色变化。 4.将以上四种药品的3号试管，分别加进2 %的亚硫酸钠溶液2 ml，再加3 %的过氧化氢溶液10滴，同时置于沸水浴中加热，观察并记录5.20、40 min的颜色变化。 5.将以上四种药品的4号管，分别加进硫酸铜试液2滴，观察其颜色变化，并做记录。 6.将以上四种药品的5号管，分别加进0.05 mol/L的EDTA溶液2 ml，再加入硫酸铜试液2滴，观察其颜色变化，并做记录。五、注意事项实验中四种药品加入的试剂相同，但反应条件不同，也会影响结果，取用数量、时间、温度、空气、光线等条件，实验中均应注意一致，以便于进行对照。六、思考题1.请从结构上分析阿司匹林、维生素C、盐酸异丙肾上腺素、盐酸氯丙嗪氧化变质的原因。2.通常影响药物氧化反应的外界因素主要有哪些？实验五 解热镇痛药的定性鉴别前言：解热镇痛药是一大类有解热、镇痛、抗炎与抗风湿作用的药物，主要在发生急性高热，而急需退热时使用，也可以用于头部疼痛、偏头痛、肌肉疼痛、关节疼痛痛、痛经、牙的痛等。此类药物在化学上大部分是有机酸类化合物，具有相似的药理作用、作用机制和不良反应。鉴于其抗炎作用与糖皮质激素不同，自1974年始国际上将这类药物归入非甾体类抗炎药类（NSAIDs）。尽管本类药物的化学结构有很大的差别，其作用机理相同即抑制PG合成酶，减少PG的合成。因此，本类药物兼有解热、镇痛，且大多数具有抗炎作用。本类药物常被称为阿司匹林类药物。解热镇痛抗炎药的分类：（1）水杨酸类，包括水杨酸钠、乙酰水杨酸；（2）苯胺类，包括对乙酰氨基酚、非那西丁；（3）吡唑酮类，包括保泰松、羟基保泰松等；（4）其他类，如消炎痛等。这类药物对正常的体温无影响，可降低发热的体温。这类药物的镇痛作用不如吗啡类药物强，仅对头痛、牙痛、肌肉痛、关节痛、神经痛、月经痛等慢性钝痛有效，对创伤性剧痛、平滑肌痉挛性绞痛无效，可能因为这些疼痛为直接刺激神经末梢所致，而与前列腺素PGs无关。这些药物虽然可以用于抗炎与抗风湿等，但也只能缓解相关症状，达到到根治的效果。而且，大多数的解热镇痛药都会对胃肠有比较强的刺激性作用，这类药物被滥用或超剂量使用时，将产生明显的副作用，有多种不良反应发生，特别是老年人，不能随意使用。一、实验目的1.了解酚类药物和三氯化铁指示剂的特殊颜色反应。2.掌握芳香族伯胺类药物的重氮化偶合反应的鉴别方法。3.掌握解热镇痛药安乃近和吲哚美辛的鉴别方法。二、实验内容与原理实验内容：鉴别对乙酰氨基酚、乙酰水杨酸、安乃近与吲哚美辛。实验原理： 1.三氯化铁反应乙酰水杨酸在加热后水解，生成含有酚性羟基的水杨酸，与三氯化铁生成紫堇色的配位化合物，而对乙酰氨基酚因本身带有酚羟基结构，其不需经过水解就可以与三氯化铁反应生成蓝紫色的配位化合物。2.重氮-偶合反应对乙酰氨基酚在酸性介质中，酰胺键水解，生成对氨基酚，为芳香族伯胺，与亚硝酸生成重氮盐，继之与-萘酚生成红色的偶氮化合物。3.水解反应时乙酰水杨酸与碳酸钠加热水解，生成水杨酸钠和醋酸钠，酸化后析出水杨酸白色沉淀，并有醋酸味。 4.安乃近的化学名：（2，3-二氢-1，5-二甲基-3-氧-2-苯基-1H-吡唑-4-基）甲氨基甲烷磺酸钠，结构式如下图1，吡唑酮环容易