药物有效期的测定

药物有效期的测定

学生姓名： 学号： 专业： 化学师范 班级：2010级化学3班 指导老师： 合作者：

室温：24.9℃ 大气压: 1018.5hPa

【实验目的】

一、了解药物水解反应的特征；

二、 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：2139712224C H N O 3H SO ∙（）， 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：

21397122242C H N O 3H SO H O ∙++（）麦芽酚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：

()00lg C x k / 2.303t lgC -=-+

式中C 0：酸链霉素水溶液的初浓度；x ：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(C 0-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C 0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 ∝ E t，将上述关系代入到速度方程中得：

lg(E∞—E t)=（-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∞—E t) 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】

一、实验仪器

VIS-7220N分光光度计 1台；恒温槽装置 1套；磨口锥形瓶 100ml 2个；

移液管 20ml 1支；磨口锥形瓶 50ml 5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；

二、实验试剂

硫酸链霉素； 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+0.2℃。

2. 称取1g硫酸链霉素，用250mL容量瓶配制0.4％的硫酸链霉素溶液。

3. 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。

4. 取5个干燥的50ml 磨口锥形瓶，编好号，用移液管准确加入20ml 20g/L 铁试剂（加硫酸）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，而后在波长为520nm 用722型分光光度计测定消光值Et ，记录实验数据。

5. 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20ml 20g/L 铁试剂（加硫酸），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 ∞。

6. 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。

【实验数据处理】 一、40℃硫酸链霉素的水解

表1 40℃硫酸链霉素水解消光值

（完全水解：浅黄色澄清溶液，有麦芽香味） 根据上表，以lg()t E E ∞-对t 作图，得到图1

图1

由图1可得，直线斜率m 0.001682.303

k

=-

=-,则其反应速率k=3.87×10-3

说明在40℃ ，2mol/LNaOH 条件下，硫酸链霉素的反应速率k=3.87×10-3

，药物有效期

t 0.9=0.105/k=27.1(min)

二、50℃硫酸链霉素的水解

表2 50℃硫酸链霉素水解消光值

根据上表，以lg()t E E ∞-对t 作图，得到图2

图2

由图2可得，直线斜率m 0.005122.303

k

=-

=-,则其反应速率k=0.0118， 说明在50℃ ，2mol/LNaOH 条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.0118，药物有效期

t 0.9=0.105/k=8.90(min)

三、Arrhenius 公式的应用

由由速率常数与温度的关系，符合Arrhenius 经验式， Ea/RT

k Ae

-=，取对数则得到

lnk Ea /RT+lnA =- ，以lnk 对1/T 作图，得到一条直线，如图3

图3

由图3可得直线的斜率a

m 12333.333E R

=-

=-，则反应的活化能Ea=102.539kJ.mol -1,

；当温度为25℃ 即298K 时，代入lnk 12333.3331/+33.79333T =-⨯

得到45.0410k -=⨯，则对应药物的有效期 t 0.9=0.105/k=208(min)

故在25℃ ，2mol/LNaOH 条件下，硫酸链霉素的反应速率4

5.0410k -=⨯，药物有效期为208min 。

7 实验讨论

本实验利用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的原理，采用可见光分光光度法跟踪测定硫酸链霉素的含量。当使用可见光分光光度法时，需要选择合适的测定波长。即取一定浓度的已显色的硫酸链霉素溶液，以去离子水为空白对照，在400—760nm 波长范围内扫描，将吸光度最大对应的波长作为实验的最佳测定波长。本次实验的不足就是没有进行测定波长的选择探究。

在实验中铁试剂与硫酸溶液是混合配制使用的，其好处在于硫酸可以防止铁离子的水解。而本实验硫酸的酸性对硫酸链霉素水溶液有稳定性作用，故在每次加入反应溶液前就已经把铁试剂与硫酸的混合溶液提前置于小锥形瓶中，移取、加入反应液后，作为催化剂的氢