药典常用定量分析方法概述课件.ppt
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1、,盐城卫生职业技术学院,第四章 药典中常用定量分析方法概述Chapter 4 Assay,药物分析技术Technology of Pharmaceutical Analysis,学习目标,在回顾总结常见定量分析方法的基础上,介绍了常见定量分析方法在中国药典现行版中的应用,通过本章的学习,为理解好掌握后面药物的含量测定打下坚实基础。,重量分析法 酸碱滴定(非水酸碱滴定法) 配位滴定 容量分析法 沉淀滴定 分 氧化还原滴定 纸色谱PC 析 电化学分析法 平面色谱 化 经典色谱 薄层色谱TLC 学 色谱分析 柱色谱法(CC) 气相色谱法(GC) 现代色谱 *高效液相色谱法(HPLC) 高效毛细管电泳
2、法(HPCE) 紫外可见分光光度法(UVVis) 红外分光光度法IR 原子吸收分光光度法(AAS) 光谱分析 原子发射分光光度法(AES) 或波谱分析 荧光分析法(Fluor) 核磁共振法(NMR) 质谱法(MS),电导法,电位法,伏安法,电化学分析法,电解法,极谱法,续前,按任务分 定性分析 定量分析 结构分析,:鉴定组成:测定含量:研究结构,按对象分 无机分析有机分析,:鉴定组成和测定含量:官能团的分析和结构鉴定,按测定原理分 化学分析仪器分析,:重量分析,滴定分析:光学分析,电分析,色谱分析 NMR,MS,电子显微镜,x-射线分析,知识要求,掌握常见定量分析方法的基本原理,在药物分析中的
3、测定方法及分析结果的计算。熟悉常见定量分析方法在使用中的注意事项。了解其他定量分析方法及高效液相色谱仪、紫外-可见分光光度计等仪器的结构。,能力要求,熟练应用常见定量分析技术对药物进行定量分析。学会使用定量分析仪器并能对分析数据进行处理。,Ch4-1 化学分析法,重量分析法酸碱滴定法氧化还原滴定法非水溶液滴定法沉淀滴定法配位滴定法,Ch4-1-1 重量分析法,通过称量被测组分的质量来确定被测组分百分含量的分析方法,分类: 挥发法 萃取法 沉淀法,特点: 准确度高, 费时,繁琐, 不适合微量组分,Ch4-1-2 酸碱滴定法,容量分析法(滴定分析法):将一种已知准确浓度溶液(滴定液)滴加到待测物质
4、的溶液中,直到化学反应按计量关系完全作用为止,然后根据所用滴定液的浓度和体积计算出待测物质含量的一种分析方法。酸碱滴定法(中和法):以酸、碱中和反应为基础的滴定分析法。以酸(碱)性滴定液滴定到被测物质,以酸碱指示液或仪器指示终点,根据酸(碱)滴定液的浓度好消耗的体积,计算出被测物质的含量。,酸碱的定义,电离理论电子理论质子理论,应用,直接滴定法: Ca Ka1 10-8 的弱酸 Cb Kb1 10-8 的弱碱剩余滴定法,非水溶液滴定法non-aqueous titration method,非水溶液酸碱滴定法是以非水溶剂作为滴定介质,不仅可增大有机物的溶解度,还可改变溶液的酸碱性,克服在水溶液
5、中滴定的困难,从而扩大酸碱滴定的应用范围。,酸碱滴定一般是在水溶液中进行,以水为溶剂既价廉又安全,但是也会受到一定的局限性。如: 弱酸或弱碱在水溶液中没有明显的滴定突跃; 有机酸或碱在水中溶解度较小; 还有一些多元酸或多元碱,混合酸(碱),由于它们的离解常数较接近,在水中不能分步或分别滴定。,(1)非水酸量法non-aqueous acidimetry 滴定液:甲醇钠的苯-甲醇溶液。 指示剂:邻硝基苯胺。 溶剂:二甲基甲酰胺。(2)非水碱量法non-aqueous alkalimetry 滴定液:高氯酸二氧六环溶液 指示剂:甲基红 结晶紫 溶剂:冰醋酸 醋酐,Ch4-1-3 氧化还原滴定法,以
6、氧化还原反应为基础的滴定分析方法。,实质:电子的转移特点: 1)机理复杂、多步反应 2)有的程度虽高但速度缓慢 3)有的伴有副反应而无明确计量关系分类: 碘量法、高锰酸钾法、重铬酸钾法、 亚硝酸钠法、溴量法、铈量法 应用:广泛,直接或间接测定无机物、有机物,(一)碘量法*,利用I2的氧化性和I-的还原性建立的滴定分析方法,注:pH 9 时,不受酸度影响,应用范围更为广泛,电对反应 I2 + 2e 2I-,I2 + I - I3- (助溶),I3- + 2e 3 I-,(一)直接碘量法: 利用I2的弱氧化性质滴定还原物质,测定物:具有还原性物质,可测:S2-,Sn(),S2O32-,SO32-酸
7、度要求:弱酸性,中性,或弱碱性(pH小于9)强酸性介质:I-发生氧化导致终点拖后; 淀粉水解成糊精导致终点不敏锐 强碱性介质:I2发生歧化反应,3I2 + 6OH- 5I- + IO3- + 3H2O(歧化反应),4I-+O2 + 4H+ 2I2 + 2H2O(氧化反应),(二)间接碘量法: 利用I-的中等强度还原性滴定氧化性物质,测定物:具有氧化性物质,可测:MnO4-,Cr2O7-,CrO4-,AsO43-,BrO3-, IO3-,H2O2,CLO-,Cu2+酸度要求:中性或弱酸性强酸性介质:S2O32-发生分解导致终点提前; I-发生氧化导致终点拖后碱性介质: I-与S2O32-发生副反
8、应,无计量关系,S2O32- + 2H+ SO2 + S+ H2O(分解),4 I2 + S2O32- + 10 OH- 8I- + 2SO42-+5H2O,(三)碘量法误差的主要来源,1碘的挥发预防: 1)过量加入KI助溶,防止挥发 增大浓度,提高速度2)溶液温度勿高3)碘量瓶中进行反应(磨口塞,封水)4)滴定中勿过分振摇,2碘离子的氧化(酸性条件下)预防:1)控制溶液酸度(勿高)2)避免光照(暗处放置)3)I2完全析出后立即滴定4)除去催化性杂质(NO3-,NO,Cu2+),(四)标准溶液的配制与标定,1NaS2O3溶液,A配制:不稳定原因 a水中溶解的CO2易使NaS2O3分解 S2O3
9、2- + CO2 + H2O HSO3- + HCO3-+ S b空气氧化:2S2O32-+ O2 SO42- + S c水中微生物作用: S2O32- Na2SO3 + S配制方法:煮沸冷却水,加入NaCO3使 pH=910, 放置78天,过滤,B标定,续前,Cr2O72-+ 6I- (过量)+ 14H+ 2Cr3+ 3I2 + 7H2O (酸度高) I2 + 2S2O32- 2I-+ S4O62- (加水稀释弱酸性),I2 + 2S2O32- 2I-+ S4O62- (加水稀释弱酸性),K2CrO7基准物标定法 I2标液比较法,续前,2碘标准溶液,A配制: 避光,防止I-I2(注:不可用分
10、析天平称)B标定:As2O3基准物质标定法NaS2O3标准溶液比较法,As2O3 + 6OH - 2AsO33- + 3H2OAsO33- + I2 + 2H2O H3AsO4 + 2 I - + H+,(五)淀粉指示剂,要求:室温;弱酸性;新鲜配制 加入时间: 直接碘量法滴定前加入(终点:无色深蓝色) 间接碘量法近终点加入(终点:深蓝色消失)变色原理:,注:间接碘量法中淀粉指示剂过早加入,强烈吸附I2, 造成终点拖后,I2(过量)+ I- I3- (与淀粉形成深蓝色配合物),(六)应用与示例,1直接碘量法:指示剂加入时间:滴定前加入终点:无色深蓝色例:Vc的测定,2间接碘量法指示剂加入时间:
11、近终点加入终点:深蓝色消失1)剩余碘量法(返滴定法)例:葡萄糖的测定2)置换碘量法例:CuSO4的含量测定,剩余碘量法测葡萄糖的含量,注:无须知道CI2,葡萄糖 + I2(定过量) 葡萄糖酸盐 I2(剩余)+ 2Na2S2O3 2 NaI + Na2S4O6,置换碘量法测定CuSO4的含量,注:CuI易水解,故以HAc为介质CuI强烈吸附I2造成终点提前,滴定时应用力振摇 或加入KSCN转化CuI沉淀为CuSCN,同时释放I2,2Cu2+ + 4I- (过量) 2CuI + I2 I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-,Ch4-1-5 沉淀滴定法,通过本章的学习,能熟练运用铬酸钾指
12、示剂法、铁铵矾指示剂法、吸附指示剂法和电位滴定法的原理测定难溶性银盐化合物的含量。这为后期进行药物分析课程的学习奠定基础。,吸附指示剂法(Fayans法,法扬司法 ),吸附指示剂法:利用沉淀对有机染料吸附而改变颜色 来指示终点的方法吸附指示剂:一种有色有机染料,被带电沉淀胶粒吸 附时因结构改变而导致颜色变化,原理:,SP前: HFL H+ + FL- (黄绿色) AgCL:CL- - - - - 吸附过量CL-SP时:大量AgCL:Ag+:FL-(淡红色)- - -双电层吸附,滴定条件及注意事项 a)控制溶液酸度,保证HFL充分解离:pHpKa 例:荧光黄pKa 7.0选pH 710 曙红pK
13、a2.0 选pH 2 二氯荧光黄pKa 4.0选pH 410 b)防止沉淀凝聚 措施加入糊精,保护胶体 c)卤化银胶体对指示剂的吸附能力 对被测离子的吸附能力( 反之终点提前 ,差别过大终点拖后) 吸附顺序:I-SCN-Br -曙红CL-荧光黄 例: 测CL荧光黄 测Br曙红,D避免阳光直射E被测物浓度应足够大F被测阴离子阳离子指示剂 被测阳离子阴离子指示剂,适用范围: 可直接测定CL-,Br-,I-,SCN-和Ag +,电位滴定法,原理:是一种容量分析中确定终点或选择、核对指示剂变色域的方法。 应用标准溶液滴定待测物溶液过程中,借助指示电极参比电极和电位计来监测滴定时电极电位的变化率, 发生
14、“突跃”的最大点就是滴定的终点,以替代一般指示剂用变色来指示终点的方法。,应用,酸碱滴定法:PHV(含非水)沉淀滴定法:PAgV 络合滴定法:PMV氧化还原滴定法:EV,2.终点指示方法,学习目的,Ch4-1-6 配位滴定法,学习目标知识目标 掌握EDTA的性质和与金属离子配位反应的特点;金属指示剂的变色原理、具备条件和常用金属指示剂;EDTA滴定液的配制和标定。 熟悉影响配位反应平衡的因素;配位滴定酸度条件的选择及配位滴定法在药物分析中的应用。 了解副反应和副反应系数及条件稳定常数的意义。能力目标 熟练应用掌握EDTA滴定液的配制、标定和直接测定金属离子的含量的操作技能和计算。 学会用返滴定
15、法测定铝盐的操作技术和计算。,氮测定法,凯氏定氮法药物分析 杜马氏法元素定量分析 范斯莱克法生化分析 (氨基氮测定),1、原理 含氮供试品与浓硫酸共热,供试品中所含氮转变成氨,并与硫酸结合为硫酸氢铵和硫酸铵,用氢氧化钠碱化后,释出氨,随水蒸气馏出,用硼酸溶液或定量的酸吸收后,用标准酸液或标准碱液滴定,用空白试验校正。,凯氏定氮法分为3个步骤,(1) 消解 (凯氏烧瓶中进行) 将样品、Con.H2SO4、K2SO4、CuSO4放入凯氏烧瓶中一起加热,有机含N化合物中的N全部转变成NH3并以铵盐的形式固定(NH4)2SO4、NH4HSO4。,H2SO4:氧化剂和炭化剂。 SO2和SO3 消解一般在
16、通风橱中进行,K2SO4:提高H2SO4沸点 缩短消解时间,CuSO4:催化剂,使消解速度加快,消解产物:(NH4)2SO4、NH4HSO4,(2) 蒸馏与吸收,用40%的NaOH溶液水蒸气蒸馏,(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3+2H2ONH4HSO4+NaOHNaHSO4+NH3+H2O,(3) 测定, 直接滴定法,吸收液:2%硼酸溶液滴定液:0.005mol/L H2SO4液每1ml的0.005mol/L H2SO4液=0.1401mg的N指示剂:甲基红-溴甲酚绿混合指示剂终点颜色:灰紫色NH3+H3BO3NH3.H3BO32NH3.H3BO3+H2SO4(NH4)2S
17、O4+2H3BO3, 剩余滴定法,用标准盐酸或硫酸作吸收液。将蒸馏出来的NH3吸收于定过量的标准酸溶液中,过量的酸用标准碱溶液滴定。,永停滴定法,1. 原 理,测量时, 把两个相同的铂电极插入滴定溶液中,在两个电极间外加小电压(10-200mv), 进行滴定,根据电流变化情况确定终点。,可逆电对:I2/I 两个铂电极间外加一个小电压, 接正端的电极发生氧化反应:2II22e,接负端的电极发生还原反应:I22e2I ,即发生电解。 只有两个电极上都发生反应,他们之间才会有电流通过。 I2/ I,在溶液中与双铂电极组成电池 ,给一个很小的外加电压就能产生电解,有电流通过,称为可逆电对。,可逆电对与
18、不可逆电对,电对的氧化态和还原态浓度相等时电流最大;不相等时电流的大小决定于浓度低的那个氧化态和还原态的浓度。,不可逆电对:S4O62与S2O32(S4O62/ S2O32),三 永停滴定法,永停滴定法: 利用上述现象确定滴定终点的方法。,2. 指示终点的方法,滴定剂属可逆电对,被测物属不可逆电对 如:I2滴定Na2S2O3,终点前:a.溶液中只有S4O62/ S2O32电对,虽有外加电压, 也不能产生电解。b.溶液中虽有I,阳极上有I氧化成I2的可能性, 无I2 ,故电解反应同样不能发生。所以,终点前电流计指针一直在0电流位置上不动。,第二节 药典常用分析方法,三 永停滴定法,终点时:达到终
19、点有稍过量的I2,溶液中有I2/ I可逆电对,电极上产生电解反应,有电流通过,电流计指针开始偏转并不再返回0,指示滴定终点到达。,终点后:随I2浓度的逐渐增加,电解浓度逐渐增大。,滴定剂为不可逆电对,被测物为可逆电对如Na2S2O3滴定I2,终点前:即存在I2/ I的可逆电对,有电流通过,滴定越接近终点,I2的浓度逐渐变小, 电流逐渐变小。,终点时:由于I2浓度为0, 电解电流变为0,指针突然下降并停留在0电流的位置保持不动,指示滴定终点到达。,终点后:溶液中只有S4O62/ S2O32的不可逆电对,无电解发生,电流降到最低点并不在变化,滴定剂与被滴定剂均为可逆电对 如Ce4滴定Fe2,滴定前
20、:溶液中只有Fe2, 无Fe3存在,阴极上不可能有还原反应, 无电解反应,无电流通过。,滴定时:当Ce4Fe3 Fe3/ Fe2可逆 电流不断; 当【Fe3】=【Fe2】时,电流达到最大值, 继续加入Ce4 , 【Fe2】 ,电流。,终点时:电流降至最低点。 阳极【O】:Fe2Fe3e 阴极【H】:Fe3eFe2,第二节 药典常用分析方法,三 永停滴定法,终点后:Ce4过量,溶液中有Ce4/ Ce2可逆电对,【Ce4】不断 电流又开始上升。 阳极【O】:Ce2Ce42e 阴极【H】:Ce42eCe2,第二节 药典常用分析方法,三 永停滴定法,3. 应 用,(1)重氮化滴定法的终点指示,(2)在
21、用Karl Fisher法测定微量水 分时的终点指示(自习),二、光学分析法及其分类,(一)光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互 作用而建立起来的各种分析法的统称。,(二)分类: 1光谱法:利用物质与电磁辐射作用时,物质内部 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法,2非光谱法:利用物质与电磁辐射的相互作用测定 电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基 本性质变化的分析方法 分类:折射法、旋光法、比浊法、射线衍射法,3光谱法与非光谱法的区别:,Ch4-2 紫外-可见分光光度法,紫外-可见吸收光谱(Ultraviolet
22、 and Visible Spectroscopy, UV-VIS)统称为电子光谱。 紫外-可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸收200800nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁,广泛用于有机和无机物质的定性和定量测定。,原理:根据LambertBeer定律 A = E CLE:吸收系数 C:单位浓度 L:液层厚度,吸收系数有两种:,摩尔吸收系数():指在一定波长下,溶液浓度为1mol/L厚度为1时的吸收度.,百分吸收系数( ):指在一定波长下,溶液浓度为1%(W/V)厚度为1的吸收度.,与E关系E= 吸收物质的摩尔质量(分子量
23、)强吸收度:=104105 弱吸收度:102中强吸收:=102104,(2) 应 用,定性鉴别:,max及或E Amax /Amin 与标准品溶液的吸收光谱比较, 纯度检查:,在某波长,药物无吸收,而所含杂质有吸收,可检查某杂质的限度。,如:肾上腺素中肾上腺酮的检查,肾上腺素 2mg/mL 的0.05mol/L HCl液,310nm处测得的A0.05,肾上腺铜的E=435 ,求其限量, 含量测定,a.单组分的测定方法,b. 两组分测定方法: 计算分光光度法,2.荧光分析法, 原理:物质在受到激发光(ex)照射后产生了较长波长的荧光(em)溶液的荧光强度和溶液的吸光程度、溶液中荧光物质的荧光效率
24、等因素有关。,F:荧光强度 K:荧光效率I0:入射光强度 C:荧光物质的浓度E:吸收系数 l:液层的厚度, 应用, 鉴别:ex和em 荧光激发光谱, 发射光谱, 含量测定:,a.标准曲线法,b.比例法(对照法), 说明,a. 药物本身无荧光:加衍生试剂(荧胺、邻苯二甲醛(OPA)丹酰氯),使成荧光物质后测定。,b.荧光测定影响因素多:溶剂、pH值、散射光、荧光物质浓度故做空白试验,不易测得绝对荧光强度。,3.红外分光光度法原理:由分子的振动及转动能级跃迁而引起的。一束具有连续波长的红外光通过物质时,当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一致时,分子便吸收能量并发生跃迁。根据分子吸收红外光
25、的情况进行分析的方法为红外分光光度法.,应用,已知化合物的鉴定: a.同时测定样品和标准品吸收光谱 b.样品图谱与标准品的吸收光谱比较,未知化合物的研究,有机化合物官能团推定结构细节,如共轭结构、脂环、芳环及其取代情况等推定分子骨架,功能团位置和分子的主体结构.,药物的纯度检查杂质有自身吸收峰, 使纯物质红外光谱吸收峰增多,通过图谱可推断含有某杂质.,含量测定,选择一个预测成分的特征吸收峰,此吸收峰不被其他成分干扰即可.定量时多采用内标法,依对照品比较法公式计算含量.,红外吸收光谱特征性较强常用于物质的鉴定时比UV法更可靠.,操作麻烦测定的准确度及精密度, 不如UV法, 用作含量测定的较少.,
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