药物有效期的测定

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：

（C

21H

39

N

7

O

12

）

2

·3H

2

SO

4

+ H2O ----- 麦芽酚 + 硫酸链霉素其他降解物

该反应为假一级反应，其反应速度服从一级反应的动力学方程

lg(C

0-x)=k/-2.303t + lgC

式中C

——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(C

-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

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C

∝E∞；在任意时刻t，硫酸链霉菌素水解掉的浓度x应与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t

。

0.9

。=ln(100/90)/k = 1/k·ln(100/90) = 0.105/k

t

0.9

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℃。

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。

6. 实验记录

室温：26.3℃大气压：1007.0hPa

温度 40℃氢氧化钠溶液：0.02mol/L

温度 40℃氢氧化钠溶液：2.0mol/L E∞=0.364

温度 50℃氢氧化钠溶液：2.0mol/L E∞=0.364

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。

40℃时反应k值得计算：

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=-0.0024，所以k

=5.527×10-3/min。

1

50℃时反应k值得计算：

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

=20.266×10-3/min。

-k/2.303=-0.0088，所以k

2

活化能Ea的计算：

因为)1

1(ln

2

112T T R E k k a -=，把k 1=5.527×10-3/min ，k 2=20.266×10-3/min 以及T 1=313.15K ，T 2=323.15K 代入公式，R=8.314J/(K*mol)；

得Ea=109.314 KJ/mol

2. 求出25 ℃时的反应速度常数和该温度下药物有效期。 25 ℃时的反应速度常数K 计算：

因为

)11(ln 2112T T R E k k a -=,把k 2=20.266×10-3/min ，T 2 =323.15K ，T 1

=298.15K ，

Ea=109.314KJ/mol ，R=8.314J/(K*mol)，代入公式，得k=6.696×10-4/min 。 该温度下药物有效期计算：

t 0.9 = 0.105/k = 0.105 /(6.696×10-4/min) = 156.8min

即25℃ ，2.0mol/LNaOH 条件下，硫酸链霉素的反应速度常数k=6.696×10-4/min ，药物有效期为156.8min 。

六、实验讨论

6.1 硫酸链霉素在酸性或中性条件下很稳定，基本不水解，在碱性条件下则可以水解，本实验通过加入2mol/LNaOH 和恒温加热的形式提供非常态条件，测定药物的有效期，得知在碱性条件下25℃时，药物有效期为156.8min 。而药品在常态下保质期一般为三年，故非常态下的药品有效期仅能作为参考，并不能求得常态下的保质期。国外一些常见有效期的测定方法是：将药品置于35℃进行6个月的

试验，该试验相当于通常室温放置12个月。结果稳定，便可定为该药的有效期不超过二年。但是药品有效期常常要考虑温度、湿度、运输、储藏等因素的影响，因此要综合评定药物有效期。

6.2 在碱性条件下水解硫酸链霉素，每隔10分钟取一次样，这时时间要掌握好，取出水解的药品后，迅速加入铁试剂，这时溶液由碱性变成酸性，而硫酸链霉素在酸性条件下不水解，故水解已经停止，所以加入铁试剂后放置的时间长短对吸光度基本无影响，但加铁试剂之前所放置的时间则对吸光度有影响。所以每隔10min 取样应该稍稍提前半分钟，并且动作迅速均匀。

6.3 硫酸链霉素完全水解的吸光度结果是一致的，所以在40℃、50℃条件下只