药物有效期的测定 华师 化环

药物有效期的测定

学生姓名：000 学号：00000000

专业：化学师范年级班级：000000

课程名称：应用物理化学实验

合作者：000000

实验指导老师：00000 实验时间：0000000

【实验目的】

①了解药物水解反应的特征；

②掌握硫酸链霉素水解反应速度常数测定方法，并求出硫酸链霉素水溶液的有效期。

【实验原理】

链霉素是由放线菌属的灰色链丝菌产生的抗菌素，硫酸链霉素分子中的三个碱性中心与硫酸成的盐，分子式为：（C21H39N7O12）2.3H2SO4,它在临床上用于治疗各种结核病，本实验是通过比色分析方法测定硫酸链霉素水溶液的有效期。

硫酸链霉素水溶液在PH4.0-4.5时最为稳定，在过碱性条件下易水解失效，在碱性条件下水解生成麦芽酚（α-甲基-β-羟基-γ-吡喃酮），反应如下：

（C21H39N7O12）2.3H2SO4+H2O + 硫酸链霉素其他降解物该反应为假一级反应，其反应速度服从以及反应的动力学方程：lg(C0-x)=k/-2.303t+ lgC0式中C0——硫酸链霉素水溶液的初浓度；X——t时刻链霉素水解掉的浓度；t——时间，以分为单位；k ——水解反应速度常数。

若以lg(C0-x)对t作图应为直线，由直线的斜率可求出反应速度常数k。硫酸链霉素在碱性条件下水解得麦芽酚，而麦芽酚在酸性条件下与三价铁离子作用生成稳定的紫红色鳌合物，故可用比色分析的方法进行测定。由于硫酸链霉素水溶液的初始C0正比于全部水解后产生的麦芽酚的浓度，也正比于全部水解测得的消光值E∞,即C0∝E∞;在任意时刻t，硫酸链霉菌素水解掉的浓度X应于该时刻测得的消光值Et成正比，即X∝ Et，将上述关系代入到速度方程中得：

lg(E∞—Et)=（-k/2.303）t+ lgE∞

可见通过测定不同时刻t的消光值Et，可以研究硫酸链霉素水溶液的水解反应规律，以lg(E∞—Et)对t作图得一直线，由直线斜率求出反应的速度常数k。药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。

t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k

【实验仪器与试剂】

1 、实验仪器

722型分光光度计1台；超级恒温槽1台；

磨口锥形瓶100ml 2个；移液管20ml 1支；

磨口锥形瓶50ml 11个；吸量管5ml 3支；

量筒50ml 1个；吸量管1ml 1支；

大烧杯；电热炉；

秒表1只；

2、实验药品

0.4 %硫酸链霉素溶液； 2.0mol/L氢氧化钠溶液；20g/L铁试剂（加硫酸）

【实验步骤】

1. 调整超级恒温槽的温度为40℃。

2. 用量筒去50ml约0.4%的硫酸链霉素溶液置于100ml的磨口瓶中，并将锥形瓶放于40℃的恒温槽中，用刻度吸量管吸取2.0mol/L的氢氧化钠溶液0.5ml,迅速加入硫酸链霉素溶液中，当碱量加入至一半时，打开秒表，开始记录时间。

3. 取5个干燥的50ml磨口锥形瓶，编好号，分别用移液管准确加入20ml0.5 mol/L 0.5 %铁试剂，再加入5滴1.12～1.18mol/L硫酸溶液，每隔10分钟，准确取反应液5ml于上述锥形瓶中，摇匀呈紫红色，放置5分钟，而后再波长为520nm用722型分光光度计测定消光值Et，记录实验数据。

4. 最后将剩余反应液放入沸水浴中10分钟，然后放至室温再吸收2.5ml反应液于干燥的50ml 磨口锥形瓶中，另外加入2.5ml蒸馏水，再加入20ml0.5 %铁试剂和5滴硫酸溶液，摇匀至紫红色，测其消光值乘2后即为全部水解时的消光值E∞。

5. 调节恒温槽，升温至

50℃，按上述操作每隔5分钟取样分析一次，共测5次为止，记录实验数据。

【实验数据与处理】

室温：24.9℃大气压：1018.5 hPa

一、40.00℃有效期计算

表1 40℃硫酸链霉素水解消光值

温度：40.00℃E∞= 0.372

t（min）1020304050

E t0.0080.0250.0440.0620.079

E∞—E t0.3640.3470.3280.3100.293

lg(E∞—E t)-0.4389-0.4597-0.4841-0.5086-0.5331完全水解：浅黄色澄清溶液，有麦芽香味。

以lg(E∞—Et)对t作图

图1 40.09℃硫酸链霉素水解速率图

由lg(E∞—E t)=（-k/2.303）t + lgE∞可知，-k/2.303即为直线的斜率，则有：-k/2.303=-0.002

4，所以k=0.005527.药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。

t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=19.06min

既40.00℃，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.005527，药物有效期为19.06min。

二、50.00℃有效期计算

表2 50℃硫酸链霉素水解消光值

温度50.00℃

t（min）510152025

E t0.0280.0450.0730.0930.122

E∞—E t0.3440.3270.2990.2790.250

lg(E∞—E t)-0.4634-0.4855-0.5243-0.5544-0.6021以lg(E∞—E t)对t作图

图1 50.00℃硫酸链霉素水解速率图

第一个数据点偏差较大，舍去，得上图。由lg(E∞—Et)=（-k/2.303）t+ lgE∞可知，-k/2.303即为直线的斜率，则有：-k/2.303=-0.0076，所以k=0.01750，药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。

t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k==6.02min

即50.00℃，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.01750，药物有效期为6.02min。

三、25.00℃有效期计算

由由速率常数与温度的关系，符合Arrhenius经验式，k=Ae-Ea/RT，取对数则得到lnk=lnA-Ea/RT,以lnk对1/T作图，得到一条直线，可根据斜率求得活化能。

图3 lnk-1/T曲线图

-Ea/R等于斜率，即-Ea/R=-11663，所以Ea=96.966KJ.mol-1,,则25℃时，代入上式，k=8.4947×10-4,则药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。

t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=124.03min