药物有效期

药物有效期的测定

一、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。

二、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------ 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

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

三、仪器药品

722或752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

水浴锅 1个秒表 1只

0.4 %硫酸链霉素溶液 1.12~1.18mol/L硫酸溶液

2.0mol/L氢氧化钠溶液 0.5 % 铁试剂

四、实验步骤

1. 调整超级恒温槽的温度为 40+0.2℃。

2. 用量筒取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，当碱一开始加入时，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20ml0.5mol/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，而后在波长为520nm下用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500C，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。

6. 实验记录(见附表)

五、数据处理

1.以lg(E∞—Et)对t作图，求出不同温度时反应的速度及活化能。

温度 40℃E∞= 0.388

由上图中得到线性回归方程Y=-0.41101-0.00247X

则该直线的斜率为-0.00247,根据lg(E∞—Et)=（-k/2.303）t+ lgE∞,可得-k/2.303=-0.00247, 所以 k=5.688*10-3

温度 50℃

由上图中得到线性回归方程Y=-0.4803-0.00844X

则该直线的斜率为-0.00844,根据lg(E∞—Et)=（-k/2.303）t+ lgE∞,可得 -k/2.303=-0.00844, 所以 k=0.01944

根据阿仑尼乌斯(Arrhenius)公式计算反应的活化能:1

21

212T T T T R Ea k k -⨯=ln

即1

21212k k

R T T T T Ea ln ⨯-==101.177kJ/mol

2. 求出25 ℃时的反应速度常数和该温度下药物有效期。 根据1

21

212T T T T R Ea k k -⨯=ln

, 已知k 2(50℃)=0.01944,Ea=101.177kJ/mol, R=8.314J ·mol -1

·K -1

, T 2=323.15K, T 1=298.15K ，可求25 ℃时的反应速度常数k 1。 将各个数据代入，求得k 1=7.713×10-4

。 该温度下药物有效期

t 0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k =0.105/7.713×10-4=136.13min 。

六、思考题

1. 使用的50ml的磨口瓶为什么要事先干燥？

答:因为不干燥的磨口瓶会影响溶液的浓度，而消光值Et与溶液浓度有关，当磨口瓶没有事先干燥的时候，会使反应液浓度降低，导致消光值的测定产生误差，进而影响速率常数的计算，所以使用前必须先进行干燥。

2. 取样分析时，为什么要先加入铁试剂和硫酸溶液，然后对反应液进行比色分析？

答：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。铁试剂和硫酸溶液必须先加入，而后才取反应液加入，因为酸性条件下可以停止硫酸链霉素的水解，如果先取反应液，则在加铁试剂和硫酸溶液之前，反应液会放置一段时间，仍会继续发生水解反应，这样不利于反应时间的控制。

七、参考文献

[1] 符小文,郭幼莹,林连波. 经典恒温法与简化法预测药物有效期[J].海南医学院学

报,1998, 4(4):147-149.

[2] 钱本余. 药物有效期的非等温加速测定法[J]. 中国医药工业杂志,1978,(01).