化学结构与性质

（一）基本结构

巴比妥类药物是巴比妥酸的衍生物，为环状酰脲类镇静催眠药，其基本结构通式为：

由于5位取代基R1和R2的不同，形成不同的巴比妥类药物，具有不同的理化性质。常见的取代物多为巴比妥酸的5，5-二取代衍生物，少数为1，5，5-三取代或C2为硫取代的硫代巴比妥酸的5，5-二取代衍生物。《中国药典》（2015年版）收载的本类药物有苯巴比妥及其钠盐，异戊巴比妥及其钠盐，司可巴比妥钠以及注射用硫喷妥钠等，如表5-1所示。

表5-1　常见巴比妥类药物的化学结构

巴比妥类药物的基本结构可分为两部分，一部分为母核巴比妥酸的环状丙二酰脲结构，此结构是巴比妥类药物的共同部分，可决定巴比妥类药物的共性，以区分于其他类药物。另一部分是取代基部分，即R1和R2，根据取代基的不同，则形成各种具体的巴比妥类药物，具有不同的理化性质，这些理化性质可用于各种巴比妥类药物之间的相互区别。

（二）主要性质

巴比妥类药物一般为白色结晶或结晶性粉末；具有一定的熔点；在空气中稳定，加热多能升华。微溶或极微溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂；其钠盐则易溶于水，而难溶于有机溶剂。六元环结构较稳定，遇酸、氧化剂、还原剂时，一般情况下环不会破裂，但与碱液共沸时则水解开环，并产生氨气。巴比妥类药物的理化特征具体如下。

1.弱酸性 巴比妥类药物的母核中含有1，3-二酰亚胺基团，能发生酮式-烯醇式互变异构，在水溶液中可以发生二次电离。

因此，本类药物的水溶液显弱酸性（pKa=7.3～8.4），可与强碱形成水溶性的盐类，一般为钠盐。

2.水解反应 巴比妥类药物的分子结构中含有酰亚胺结构，与碱液共沸即水解开环，并产生氨气，可使红色石蕊试纸变蓝。

本类药物的钠盐，在吸湿的情况下也能发生水解。一般情况下，在室温和pH=10以下水解较慢；pH = 11以上随着碱度的增加水解速度加快。

3.与重金属离子的反应 巴比妥类药物的基本结构中因含有丙二酰脲或酰亚胺基团，所以在适宜的pH值溶液中，可与某些重金属离子进行反应，生成可溶或不溶的有色沉淀。这种化学性质虽专属性不强（含有酰亚胺结构的其他类药物如磺胺类药物也有此反应），但仍常用于巴比妥类药物的鉴别和含量测定。

（1）与银盐的反应：巴比妥类药物的分子结构中含有酰亚胺基团，在碳酸钠溶液中，生成钠盐而溶解，再与硝酸银溶液反应，首先生成可溶性白色的一银盐，若继续加入过量的硝酸银溶液，则生成白色难溶性的二银盐沉淀。这一反应可用于巴比妥类药物的鉴别和含量测定。其反应式为：

（2）与铜盐的反应：巴比妥类药物在吡啶溶液中生成的烯醇式异构体可与铜吡啶试液反应，形成稳定的配位化合物。在此反应中，巴比妥类药物生成紫堇色或难溶性紫色沉淀，含硫巴比妥类药物显绿色。

铜吡啶试液的制备：取硫酸铜4g，加水90 ml溶解后，加吡啶 30 ml，即得。生成硫酸二吡啶络铜，即为铜吡啶试液。本溶液应临用新配。

在pH值较高的溶液中，取代基不同的巴比妥类药物与铜盐生成的紫色化合物在三氯甲烷中的溶解度不同；5，5-二取代基的亲脂性越强，与铜盐生成的紫色化合物越容易溶于三氯甲烷中。故此反应可用于本类药物的鉴别，也可以用来区别巴比妥类和硫代巴比妥类药物。

（3）与钻盐的反应：巴比妥类药物在碱性溶液中可与钻盐反应，生成紫堇色配位化合物，本反应在无水条件下比较灵敏，生成的有色产物也较稳定。因此，所用试剂均应不含水分。常用试剂为无水甲醇或乙醇。所用钻盐为醋酸钻、硝酸钻或氧化钻。所用碱以有机碱为好，一般采用异丙胺。可用于本类药物的鉴别和含量测定。其反应如下：

（4）与汞盐的反应：巴比妥类药物与硝酸汞或氯化汞试液反应，可生成白色汞盐沉淀，此沉淀能溶于氨试液中。其反应式为：

4.与香草醛（Vanillin）的反应 巴比妥类药物分子结构中具有活泼氢，可与香草醛在浓硫酸存在下发生缩合反应，生成棕红色产物。

鉴别方法：取戊巴比妥10 mg，加香草醛约10 mg和硫酸2 ml，混合后在水浴上加热2 min，显棕红色。放冷，小心加入乙醇5 ml，即显紫色并变为蓝色。其反应式为：

5.紫外吸收光谱特征 巴比妥类药物的紫外吸收光谱和其电离的程度有关，在酸性溶液中，5，5-二取代和1，5，5-三取代巴比妥类药物不电离，几乎无明显的紫外吸收；在pH=10的碱性溶液中，发生一级电离，形成共轭体系结构，在240 nm波长处有最大吸收峰；在pH=13的强碱性溶液中，5，5-二取代巴比妥类药物发生二级电离，引起共轭体系延长，导致吸收峰红移至255 nm；1，5，5-三取代巴比妥类药物，因1位取代基的存在，不发生二级电离，最大吸收波长仍位于240nm，如图5-1所示。

图5-1 巴比妥类药物的紫外吸收光谱
（2.5 mg/100 ml）

A.H2 SO4溶液（0.05mol/L）（未电离）；
　　B.pH=9.9的缓冲溶液（一级电离）；
　　C.NaOH溶液（0.1 mol/L）（二级电离）

硫代巴比妥类药物则不同，在酸性或碱性溶液中，均有较明显的紫外吸收，如图5-2所示的硫喷妥的紫外吸收光谱：在盐酸溶液（0.1 mol/L）中，两个吸收峰分别在287 nm和238 nm；在氢氧化钠溶液（0.1 mol/L）中，两个吸收峰分别移至304 nm和255 nm。另外，在pH=13的强碱性溶液中，硫代巴比妥类药物在255 nm处的吸收峰消失，只存在304 nm处的吸收峰。

图5-2硫喷妥的紫外吸收光谱

---　HCl溶液（0.1 mol/L） ；
NaOH溶液（0.1 mol/L）

巴比妥类药物在不同pH值溶液中的紫外吸收光谱会发生特征性变化，这一特征可用于本类药物的鉴别、检查和含量测定。

6.薄层色谱行为特征 巴比妥类药物的结构不同，其薄层色谱行为亦不同，可借以进行鉴别。取苯巴比妥类供试品和对照品各适量，分别加乙醇制成每1 ml中含1 mg的溶液作为供试品和对照品溶液，各量取10 μl，分别点于同一硅胶GF254薄层板上，以三氯甲烷-乙醇-浓氨水（80∶15∶5）混合液的下层溶液为展开剂，展开后，晾干，立即于254 nm紫外光下检测。然后分别喷洒2%的氯化汞乙醇溶液和0.2%的1，5-二苯卡巴腙乙醇溶液，晾干，再喷以现制的氢氧化钾乙醇试液［用无醛乙醇（1→5）稀释］，于100～105℃加热5 min后立即检视。供试品溶液的主斑点与对照品溶液的均一致。