化学动力学简史与诺贝尔化学奖
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历年诺贝尔化学奖获奖名单及相关内容(注:被标注颜色的奖项与生物学相关比较密切)1901年范霍夫(Jacobus Henricus van't Hoff,1852—1911) 荷兰人,研究化学动力学和溶液渗透压的有关定律1902年E.费歇尔(Emil Fischer,1852—1919) 德国人研究糖和嘌呤衍生物的合成1903年阿累尼乌斯(Sir WilUsm Ramsay,1852—1916) 瑞典人,提出电离学说1904年拉姆·塞(Sir William Ramsay,1852—1916) 英国人,发现了惰性气体1905年拜耳(Adolf von Baeyer,1835—1917) 德国人,研究有机染料和芳香族化合物1906年莫瓦桑(Henri Moissan,1852—1907) 法国人,制备单质氟1907年布赫纳(Edward Buchner,1860--1907) 德国人,发现无细胞发酵现象1908年E.卢瑟福(Ernest Rutherford,1871—1937) 英国人,研究元素蜕变和放射性物质化学1909年F.W.奥斯瓦尔德(Friedrich Wilhein Ostwald,1853—1932) 德国人,研究催化、化学平衡、反应速率1910年瓦拉赫(Otto Wallach,1847—1931) 德国人,研究脂环族化合物1911年M.居里(居里夫人)(Marie Curie,1667—1934)(女) 法国人,发现镭和钋,并分离镭1912年梅林尼亚(Victor Grignard,1871—1935) 法国人,发现用镁做有机反应的试剂萨巴蒂埃(Paul Sabatier,1854—1941) 法国人,研究有机脱氧催化反应1913年维尔纳(A1fred Werner,1866—1919) 瑞士人,研究分子中原子的配位,提出配位理论1914年T.W.理查兹Therdore William Richards,1968—1928) 美国人,精确测量大量元素的原子量1915年威尔斯泰特(Richard Willstater,1872—1924) 德国人,研究植物色素,特别是叶绿素1918年哈伯(Fritz Haber,1868—1930) 德国人,发明工业合成氨方法1920年能斯特(Walter Nernst,1864—1941) 德国人,研究热化学,提出热力学第三定律1921年索迪(Frederick Soddy,1877—1956)英国人,研究同位素的存在和性质1922年阿斯顿(Francis Willian Aston,1877—1945) 英国人,研究质谱法,发现整数规划1923年普雷格尔(Fritz Pregl,1869—1930) 奥地利人,研究有机化合物的微量分析法1925年齐格蒙迪(Richard Zsigmondy,1865—1929) 奥地利人,阐明胶体溶液的多相性质1926年斯维德伯格(Theodor Svedberg,1884—1971) 瑞典人,发明超离心机,用于分散体系的研究1927年维兰德(Heinrich Wieland,1877—1957) 德国人,研究胆酸的组成1928年文道斯(Adolf Windaus,1876—1959) 德国人,研究胆固醇的组成及其与维生素的关系1929年哈登(Sir Arthur Harden,1865—1940) 英国人,研究糖的发酵作用及其与酶的关系奥伊勒(Sir Arthur Harden,1865—1940) 瑞典人,研究辅酶1930年H.费歇尔(Uails Fischer,1881—1945) 德国人,研究血红素和叶绿素,合成血红素1931年波施(Carl Bosch,1874—1940) 德国人,研究化学上应用的高压方法贝吉乌斯(Friecrich Bergius,1994—1949) 德国人,研究化学上应用的高压方法1932年兰米尔(Irving Langnuir,1881—1957) 美国人,研究表面化学和吸附理论1934年尤里(Harold Clayton Urey,1893—1981) 美国人,发现重氢1935年F.约里奥—居里(Frederic Joliot—Curie,1900—1958) 法国人,合成人工放射性元素I.伊伦—居里(I reno Joliot—Curie:1897-1956)(女) 法国人,合成人工放射性元素1936年德拜(Peter Debye,1884—1971) 荷兰人,研究偶极矩和X射线衍射法1937年哈沃斯(Sir Walter Haworth,1883—1950) 英国人,研究碳水化合物和维生素C 卡雷(Paul Karrer,1889—1971) 瑞士人,研究类胡萝卜素、核黄素、维生素B2 1938年R.库恩(Riehard Kuhn,1900—1967) 德国人,研究类胡萝卜素和维生素1939年布特南德(Adolf Butenandt,1903—) 德国人,研究性激素卢齐卡(Leopold Ruzicka 1887—1976) 瑞士人,研究聚亚甲基和高级萜烯1943年海维西(Gyorgy Hevesy,1885—1966) 匈牙利人,利用同位素作为化学研究中的示踪原子1944年哈恩(Otto Hahn,1879--1968)德国人,发现重核裂变现象1945年维尔塔宁(Aatturi Virtanen,1895—1973)芬兰人,发明饲料保藏方法1946年萨姆纳(James Batcheller Sumner,1887-1955)美国人,发现结晶蛋白酶诺思罗普(John Howard Northrop,1891—) 美国人,制备绩效状态的酶和病毒蛋白质斯坦利(Wendell Meredith Stanley,1904—1971) 美国人,制备绩效状态的酶和病毒蛋白质1947年鲁宾逊(Sir Robert Robinson,1886—1975)英国人,研究生物碱和其它植物制品1948年梯塞留斯(Arme Wilhelm Kaurin Tiselius,1902—1971)瑞典人,研究电泳、吸附分析he和血清蛋白1949年乔克(William Francis Giauque,1895-1982)美国人,研究超低温下物质的性质1950年第尔斯(Otto Diels,1876—1954)德国人,发现双烯合成阿尔德(Kurt Alder,1902—1958) 德国人,发现双烯合成1951年麦克米伦(Edwin Mattison McMillan,1907—)美国人,发现和研究超铀元素镅、锔、锫、锎等西博格(Glenn Thedore Seaborg,1912-)美国人,发现和研究超铀元素镅、锔、锫、锎等1952年A.马丁(Arcger Martin,1910—) 英国人,发明分配色谱法辛格(Richard Synge,1914—) 英国人,发明分配色谱法1953年施陶丁格(Hermann Staudinger,1881—1965) 德国人,提出大分子概念1954年鲍林(Linus Pauling,1901—) 美国人,研究化学键的本质1955年杜·维尼奥(Vincent Du Vig neaud 1901—1978) 美国人,合成多肽和激素1956年谢苗诺夫(Nikolay Senyonov,1896-) 苏联研究气相反应化学动力学欣谢尔伍德(Sir Cril Hinshelwood,1897—1967) 美国人,研究气相反应化学动力学1957年托德(Sir Alexander Robertus Todd,1907-) 英国人,研究核苷酸和核苷酸辅酶1958年桑格(Frederick Sanger,1918—)英国人,测定胰岛素分子结构1959年海洛夫斯基( Jaroslav Heyrovsky,1890-1967) 捷克人,发明极谱分析法1960年利比(Willard Frank Libby,1908—1980) 美国人,发明用放射性碳-14 测定地质年代的方法1961年开尔文(Melvin Calvin, 1911--) 美国人,研究光合作用的化学过程1962年肯德鲁(John Cowdery Kendrew,1917—) 英国人,测定血红蛋白的结构佩鲁兹(Max Ferdinand Perutz,1914-) 英国人,测定血红蛋白的结构1963年纳塔(Giulio Natta,1903—1979) 意大利人,研究乙烯和丙烯的催化聚合反应齐格勒(Kafl Ziegler,1898—1973) 德国人,研究乙烯和丙烯的催化聚合反应1964年D.C霍奇金(Dorothy Crowfoot Hodekin,1910—)(女) 英国人,测定抗恶性贫血症的生化化合物维生素B12的结构1965年伍德沃德(Robert Burns Woodward,1917—1979) 美国人,人工合成固醇、叶绿素、维生素B12和其他只存在于生物体中的物质1966年米利肯(Robert Sanderson Mulliken,1896—) 美国人,用分子轨道法研究化学键和分子结构1967年艾根(Manfred Eigen,1927—) 德国人,研究极其快速的化学反应诺里什(Ronald george Wreyford Norrish,1897—1978) 英国人,研究极其快速的化学反应波特(Ceorge Porter,1920-)英国人,研究极其快速的化学反应1968年翁萨格(Lars Onsager,1903—1976) 美国人,创立不逆过程的热力学理论1969年巴顿(Derek Harold Richard Barton,1918—) 英国人,研究有机化合物的三维构象哈塞尔(Odd Hassel,1897--) 挪威人,研究有机化合物的三维构象1970年莱洛伊尔(Luis Federico Leloir,1906—) 阿根廷人,发现糖核苷酸及其在碳水化合物合成中的作用1971年赫茨伯格(Gerhard herzberg,1904—) 加拿大人,研究分子光谱,特别是自由基的电子结构1972年安芬林(Christian Borhmer Anfinsen,1916-) 美国人,研究酶化学的基本理论摩雷(Stanford Moore,1913-1982) 美国人,研究酶化学的基本理论斯坦(William H.Stein,1911—1980 ) 美国人,研究酶化学的基本理论1973年E.O.费歇尔(Wrnst Otto Fischer,1918-) 德国人,研究金属有机化合物威尔金森(Cerffrey Wilkinson,1921—) 英国人,研究金属有机化合物1974年P.J.弗洛里(Faul John Flory,1910—1985)美国人,研究长链分子,制成尼龙661975年康福思(John Warcup Cornforth,1917—) 英国人,研究立体化学普雷洛格(Vladumir Prelog,1906—) 瑞士人,研究立体化学1976年利普斯科姆(WiHiam Nunn Lipscomb,1919—) 美国人,研究硼烷、碳硼烷的结构1977年普里戈金(1lya Prigogine,1917—) 比利时人,研究热力学中的耗散结构理论1978年P.D.米切尔(Peter D.Mitchell,1920—) 英国人,研究生物系统中利用能量转移过程1979年H.C.布朗(Herbert Charles Brown,1912—) 美国人,在有机合成中利用硼和磷的化合物维蒂希(Georg Wittig,1897-) 德国人,在有机合成中利用硼和磷的化合物1980年W.吉尔伯特(Walter Gilbert,1932—) 美国人,第一次制备出混合脱氧核糖核酸P.伯特(Paul Berg,1926-) 美国人,建立脱氧核糖核酸结构的化学和生物分析法桑格(Frederick Sanger,1918—) 英国人,建立脱氧核糖核酸结构的化学和生物分析法1981年福井谦一(1918—) 日本人,解释化学反应中的分子轨道对称性R.霍夫曼(Roald Hoffmann,1937—) 美国人,提出分子轨道对称守恒原理1982年克卢格(Aaron Klug,1926—) 英国人,测定生物物质的结构1983年陶布(Henry Taube,1915-) 美国人,研究络合物和固氮反应机理1984年梅里菲尔德(Brace Merrifield,1921—) 美国人,研究多肽合成1985年豪普特曼(Herbert A.Hauptman,1917—) 美国人,发展测定分子和晶体结构的方法卡尔勒(JeroMe Karle,1918-) 美国人,发展测定分子和晶体结构的方法1986年赫希巴赫(Dudley R.Hercshbach,1932-) 美国人,研究交叉分子束方法李远哲(1936—) 美国人,研究交叉分子束方法波拉尼(John C.Polanyi,1929—) 德国人,研究交叉分子束方法1987年佩德森(Charles Pedersen,1904—) 美国人,合成了具有特殊性能的低分子量的有机化合物,在分子的研究和应用方面作出贡献莱思(Jean-Marie Lehn,1939-) 法国人,合成了具有特殊性能的低分子量的有机化合物,在分子的研究和应用方面作出贡献克拉姆(Donald Cram,1919-) 美国人,合成了具有特殊性能的低分子量的有机化合物,在分子的研究和应用方面作出贡献1988年罗伯特·休伯(Robert Huber) 德国人,首次确定了光合作用反应中心的立体结构,揭示了模结合的蛋白质配合物的结构特征约翰.戴森霍弗(Johann Deisehofer) 德国人,首次确定了光合作用反应中心的立体结构,揭示了模结合的蛋白质配合物的结构特征哈特穆特·米歇尔(Hartnut Michel) 德国人,首次确定了光合作用反应中心的立体结构,揭示了模结合的蛋白质配合物的结构特征1989年切赫(T.R.cech) 美国人,关于发现核糖核酸催化作用的研究奥尔特曼(S.Altnan) 美国人,关于发现核糖核酸催化作用的研究1990年科里(E.J.Corey) 美国人,在有机合成的理论和方法方面的贡献极大丰富了有机化学的理论宝库1991年理查德·R·恩斯特(Richard R.Ernst) 瑞士人,在发展付立叶变换核磁共振波谱方面的重要贡献1992年鲁道夫·阿瑟·马库斯(Rudolph.Quthur.Marcus) 美国人,创立和发展了电子转移反应理论1993年卡里·穆利斯(Kary Mullis) 美国人,运用化学的基本概念和方法创造新的生物学研究方法迈克尔·史密斯(Michael Smith)加拿大人,运用化学的基本概念和方法创造新的生物学研究方法1994年乔治·欧拉(george Aolah) 美国人,发现了利用超强酸使碳离子保持稳定的方法1995年克鲁岑(paul crutzen) 荷兰人,在大气层化学特别是臭氧的形成和分解研究方面的杰出贡献莫利纳(1ario iolina) 美国人,在大气层化学特别是臭氧的形成和分解研究方面的杰出贡献罗兰(F.sherwood rowland) 美国人,在大气层化学特别是臭氧的形成和分解研究方面的杰出贡献1996年罗伯特·F·柯尔美国人,发现(富勒氏球C-60)理查德·E·斯莫利美国人,发现(富勒氏球C-60)哈罗德·W·克罗托英国人,发现(富勒氏球C-60)1997年保罗·博耶美国人发现“能量分子”三磷酸腺苷的形成过程约翰·沃克英国人发现“能量分子”三磷酸腺苷的形成过程延斯·斯科丹麦人发现细胞中钠离子和钾离子浓度平衡的酶1998年沃特尔·科恩美国人提出的密度作用理论为简化原子键的计算打下了基础约翰·波普尔英国人1970年设计了一种日后被广泛应用的计算程序,他发展的计算方法使人们能够对分子、分子的性质、分子在化学反应中如何相互作用进行理论研究1999年艾哈迈德·泽维尔美国人,用激光闪烁照相机拍摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程2000年艾伦·黑格美国人,发现导电聚合物(导电塑料)艾伦·马克迪尔米德,美国人,发现导电聚合物(导电塑料)白川英树日本人,发现导电聚合物(导电塑料)2001年野依良治日本人手性催化氢化反应研究威廉·诺尔斯美国人发现和制造手性催化剂巴里·夏普莱斯美国人手性催化反应的研究2002年约翰.B.芬美国人发展了生物宏观形态的鉴别和结构分析方法Koichi Tanaka 日本人发展了生物宏观形态的鉴别和结构分析方法库尔特.伍斯里奇瑞士人测定生物大分子在溶液中的三维结构中,引入了核磁共振光谱学。
一、化学动力学简史与诺贝尔化学奖1850威廉米Ludwig Ferdinand Wilhelmy, 1812-1864, 德国物理学家研究在酸性条件下蔗糖分解水解为D-+-果糖和D---果糖的反应速率,发现反应速率正比于蔗糖和酸的浓度;1864古德博格Cato Maximillian Guldberg, 1836-1902, 挪威数学家,理论化学家和瓦格Peter Waage, 1833-1900,挪威化学家给出“质量作用定律”的公式;按照这个公式,反应“推动力”正比于反应物浓度的乘积: K=R r S s/A a B b其中,a, b, r, s分别为化学反应A+B = R+S的整比系数;因此,前向反应速率正比于A a B b,而后向反应速率整比于R r S s;1865Harcourt 和 Esson 英分析了 H2O2和 HI、KMnO4和 COOH2的反应;他们写出了相应的微分方程,通过积分得到浓度-时间关系;他们也提出了反应速率与温度的关系式 k = A T C1884范特霍夫Jacobus Henricus van’t Hoff, 1852-1911, 荷兰物理化学家;提出碳原子价键的空间结构学说;提出稀溶液理论;的化学动力学研究“Studies of Chemical Dynamics”,“études de dynamique chimique”出版;在这本书中,van’t Hoff 推广和继续发展了Wilhelmy, Harcourt 和Esson 的工作;特别是,他引入了微分解析方法;他也分析了平衡常数以及正向、反向反应速度与温度的依赖关系;平衡常数与温度的关系现在称为van’t Hoff 方程;van’t Hoff由于对化学动力学和溶液渗透压的首创性研究而荣获了1901年的首届诺贝尔化学奖1887奥斯特瓦尔德Wilhelm Ostwald, 1853-1932, 生于拉脱维亚的德国化学家,唯能论者;发现电解质解离的稀化定律;长期反对原子论,但终于公开认输;在他的着作Lehrbuch der allgemeinen Chemie的引入“反应级数”和“半衰期”的概念;1909年,Ostwald因研究催化和化学平衡、反应速率的基本原理而荣获诺贝尔化学奖,并被人们誉为“物理化学之父” ;1889阿伦尼乌斯Svante August Arrhenius, 1859-1927, 瑞典化学家,物理学家;建立电解质电离的理论; 进一步分析了反应速率对温度的依赖关系,k=Aexp-B/T,并提出一个“能垒”解释;这个方程后来被称为Arrhenius 方程;1903年,Arrhenius因提出电离学说获得了第3届诺贝尔化学奖;在20世纪,化学动力学理论有了显着的发展从“第一原理”确定速率常数和反应级数;但是,目前还不能预测实际化学过程的动力学参数;1913Chapman 英创立、Bodenstein 德发展了链反应中的稳态近似理论;按照这个理论,中间产物的速率变化可以忽略不计;1917Trautz 德和 Lewis 英分别独立发现反应速率取决于分子碰撞频率;现在,被称为化学反应动力学的“碰撞理论”;1920s朗格缪尔Irving Langmuir, 1881-1957, 美国化学家;提出气体在固体表面上的吸附理论; 研究了表面反应动力学,得到被后人命名为“Langmuir 等温线”的基本理论;后来,Hinshelwood英进一步发展了这个理论,成为多相催化反应的“Langmuir-Hinshelwood机理”;1934赖斯Rice,美国和赫兹菲尔德Herzfeld, 美国证明:与自由基有关的链式反应用稳态近似求得浓度是引起有机化合物热分解反应例如,乙烷和乙醛反应级数变化的主要原因;1935艾林Eyring, 美国发展了一个统计处理方法,称为“绝对反应速率理论”或“过渡态理论”;按照这个理论,化学反应有两个步骤:a 反应物平衡转化为“活化复合物”b上述复合物的分解有限速率步骤;1950sEigen创建了化学弛豫方法;该方法极大地提高了测量化学反应时间的分辨率,可以对反应时间仅为10-8s的快速反应进行研究,成为液相快速反应动力学研究的有效方法;Norrish和 Porter则发展了闪光光解法,使寿命短至μs量级的激发态中间物种也能被发现;现在弛豫法和闪光光解法已成为测定快速反应的有效手段,为反应机理的研究提供了有效的研究方法;Eigen、Norrish和Porter也因通过极短能量脉冲导致平衡移动来研究快速的化学反应而获得了1967年度的诺贝尔化学奖;1960sHerschbach和李远哲等人实现了在单次碰撞下研究单个分子间发生的反应机理的设想,使化学家有可能在电子、原子、分子和量子层次上研究化学反应所出现的各种动态,以探究化学反应和化学相互作用的微观机理和作用机制,揭示化学反应的基本规律分子反应动力学的核心所在;Polanyi 则开创了红外化学发光的研究;1986年,Herschbach、李远哲和Polanyi因对化学基元过程动力学的贡献¨ 而分享了诺贝尔化学奖;这也标志着国际学术界对此领域的重视以及对 1955~1986年期间取得成就的肯定,是分子反应动力学发展的又一重要里程碑;1970s基于快速激光脉冲的飞秒光谱技术发展十分迅速,时间标度达到了飞秒数量级;随之发展起来的飞秒化学Femtochemistry 有着极其重要的理论意义和研究价值;Zewail从20世纪80年代开始,利用超短激光创立了飞秒化学,从而使人们对过渡态的研究有了可靠的手段;Zewail也因用飞秒化学研究化学反应的过渡态而获得了1999年度的诺贝尔化学奖;二、化学动力学与治疗药物监测药物是治疗疾病的主要手段之一,药物进入生物体内通过调整失调的内源性活性物质或生理生化过程,杀灭抑制病原体达到治疗疾病的目的;显然,治疗药物在作用部位的浓度或质量不足或过多便会起不到治疗作用或产生新的不良作用,甚至引起药源性疾病乃至危及生命;因此20世纪60年代治疗药物监测therapeutic drug 作为一门新兴的学科得以诞生和发展;TDM的主要任务是通过灵敏可靠的检测方法,获得病人血液或其它生物材料中药物的浓度,获取有关药动学参数,利用动力学的相关理论,指导临床合理用药方案的制定和调整,并对药物中毒进行诊断和治疗,从而使药物治疗具有有效性和安全性;目前TDM在欧美发达国家已成为临床化学实验室的主要常规工作之一;药物代谢动力学研究为TDM提供了基础,以药物代谢的消除动力学模型为例予以说明;消除动力学elimination kinetics研究体内药物浓度变化速率的规律,可用下列微分方程表示:dc/dt = -kc n式中c为药物浓度,t为时间,k为消除速率常数,n代表消除动力学级数;当n =1时即为一级消除动力学,n=0时则为零级消除动力学;药物消除动力学模型即指这两种;1、一级消除动力学一级消除动力学first order elimination kinetics的表达式为:dc/dt = - kc积分得c t=c0 e-kt由上指数方程可知,一级消除动力学的最主要特点是药物浓度按恒定的比值减少,即恒比消除;2、零级消除动力学零级消除动力学zero order elimination kinetics时,由于n=0,因此其微分表达式为:dc/dt = - k积分得c t=c0- kt由此可知,零级消除动力学的最基本特点为药物浓度按恒量减少,即恒量消除;必须指出,药物并不是固定按一级或零级动力学消除;任何药物当其在体内量较少,未达到机体最大消除能力时主要是未超出催化生物转化的酶的饱和限时,都将按一级动力学方式消除;而当其量超过机体最大消除能力时,将只能按最大消除能力这一恒量进行消除,变为零级消除动力学方式,即出现消除动力学模型转换;苯妥英钠、阿司匹林、氨茶碱等常用药,在治疗血药浓度范围内就存在这种消除动力学模型转移,在TDM工作中尤应注意;从药物代谢的消除动力学模型研究可以看到:化学动力学为TDM的开展提供了必备的基础理论,为临床合理用药提供了保障;。
化学动力学简史与诺贝尔化学奖精编Document number:WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986一、化学动力学简史与诺贝尔化学奖1850威廉米(Ludwig Ferdinand Wilhelmy, 1812-1864, 德国物理学家) 研究在酸性条件下蔗糖分解(水解为D-(+)-果糖和D-(-)-果糖)的反应速率,发现反应速率正比于蔗糖和酸的浓度。
1864古德博格(Cato Maximillian Guldberg, 1836-1902, 挪威数学家,理论化学家) 和瓦格(Peter Waage, 1833-1900,挪威化学家) 给出“质量作用定律”的公式。
按照这个公式,反应“推动力”正比于反应物浓度的乘积:K=[R]r[S]s/([A]a [B]b)其中,a, b, r, s分别为化学反应A+B = R+S的整比系数。
因此,前向反应速率正比于[A]a [B]b,而后向反应速率整比于[R]r [S]s。
1865Harcourt 和 Esson (英) 分析了 H2O2和 HI、KMnO4和(COOH)2的反应。
他们写出了相应的微分方程,通过积分得到浓度-时间关系。
他们也提出了反应速率与温度的关系式k = A T C1884范特霍夫(Jacobus Henricus van’t Hoff,1852-1911, 荷兰物理化学家。
提出碳原子价键的空间结构学说;提出稀溶液理论。
)的《化学动力学研究》(“Studies of Chemical Dynamics”,“études de dynamique chimique”)出版。
在这本书中,van’tHoff 推广和继续发展了Wilhelmy, Harcourt 和Esson 的工作。
特别是,他引入了微分解析方法。
他也分析了平衡常数以及正向、反向反应速度与温度的依赖关系。
(平衡常数与温度的关系现在称为van’t Hoff 方程)。
化学动力学发展史及相关定理的理解摘要:文章对化学动力学的发展史以及相关理论和定律进行了详细的分析和阐述,并且对相关公式进行了分析。
关键词:化学;动力学;发展史;反应速度;引言化学动力学作为物理化学的三大分支学科之一已有一百多年的历史。
通过对浙江大学出版的高等燃烧学第一章的化学动力学的认真的阅读和相关文章及文献资料的查询,对化学动力学的发展史和相关定律和定理有了较为详细的认识。
1、化学动力学发展历程宏观反应动力学阶段化学动力学作为一门独立的学科,它的发展历史始于质量作用定律的建立[ 3 ]。
宏观反应动力学阶段是研究发展的初始阶段,大体上是从19世纪后半叶到20世纪初,主要特点是改变宏观条件,如温度、压力、浓度等来研究对总反应速率的影响,其间有3次诺贝尔化学奖颁给了与此相关的化学家。
这一阶段的主要标志是质量作用定律的确立和阿伦尼乌斯公式的提出。
1850年,Wilhelmy通过研究蔗糖的水解反应得出了一级反应的速率方程。
1867年,Guldberg和Waage在总结了大量实验的基础上提出了质量作用定律。
19世纪80年代, van’t Hoff及Arrhenius在对质量作用定律所进行的研究中,进一步提出了有效碰撞、活化分子及活化能的概念。
但后来证明,质量作用定律只是描述基元反应动力学行为的定理,在总包反应层次上并不正确。
van’t Hoff对化学反应中反应物浓度与反应速率之间的关系进行了明确的阐述,并提出了化学反应具有可逆性的概念。
他还从热力学角度提出了化学反应中大量分子与温度之间的近似规律。
van’t Hoff由于对化学动力学和溶液渗透压的首创性研究[ 4 ]而荣获了1901年的首届诺贝尔化学奖。
1889年,Arrhenius提出了关于化学反应速度的Arrhenius公式,即著名的化学反应速度指数式。
(1)式中 K—反应温度T(K)时的反应速度常数K—频率因子oE—活化能a这个公式所揭示的物理意义使化学动力学理论迈过了一道具有决定意义的门槛[ 5 ]。
历届诺贝尔化学奖获得者名单及贡献1901-荷兰科学家范托霍夫因化学动力学和渗透压定律获诺贝尔化学奖。
1902-德国科学家费雪因合成嘌呤及其衍生物多肽获诺贝尔化学奖。
1903-瑞典科学家阿伦纽斯因电解质溶液电离解理论获诺贝尔化学奖。
1904-英国科学家拉姆赛因发现六种惰性所体,并确定它们在元素周期表中的位置获得诺贝尔化学奖。
1905-德国科学家拜耳因研究有机染料及芳香剂等有机化合物获得诺贝尔化学奖。
1906-法国科学家穆瓦桑因分离元素氟、发明穆瓦桑熔炉获得诺贝尔化学奖。
1907-德国科学家毕希纳因发现无细胞发酵获诺贝尔化学奖。
1908-英国科学家卢瑟福因研究元素的蜕变和放射化学获诺贝尔化学奖。
1909-德国科学家奥斯特瓦尔德因催化、化学平衡和反应速度方面的开创性工作获诺贝尔化学奖。
1910-德国科学家瓦拉赫因脂环族化合作用方面的开创性工作获诺贝尔化学奖。
1911-法国科学家玛丽·居里(居里夫人)因发现镭和钋,并分离出镭获诺贝尔化学奖。
1912-德国科学家格利雅因发现有机氢化物的格利雅试剂法、法国科学家萨巴蒂埃因研究金属催化加氢在有机化合成中的应用而共同获得诺贝尔化学奖。
1913-瑞士科学家韦尔纳因分子中原子键合方面的作用获诺贝尔化学奖。
1914-美国科学家理查兹因精确测定若干种元素的原子量获诺贝尔化学奖。
1915-德国科学家威尔泰特因对叶绿素化学结构的研究获诺贝尔化学奖。
1916-1917-1918-德国科学家哈伯因氨的合成获诺贝尔化学奖。
1919-1920-德国科学家能斯脱因发现热力学第三定律获诺贝尔化学奖。
(1921年补发)1921-英国科学家索迪因研究放射化学、同位素的存在和性质获诺贝尔化学奖。
1922-英国科学家阿斯顿因用质谱仪发现多种同位素并发现原子获诺贝尔化学奖。
1923-奥地利科学家普雷格尔因有机物的微量分析法获诺贝尔化学奖。
1924-1925-奥地利科学家席格蒙迪因阐明胶体溶液的复相性质获诺贝尔化学奖。
影响世界的有机化学发展史1828 Wohler F(徳)意外地由无机物氰酸氨加热得到有机化合物脲素。
1850- Pasteur L (法)成功拆分酒石酸钠铵外消旋体。
von Liebig J(徳)发现有机化合物的定量分析方法,提出基团理论,建立近代化学实验室的范本,发展出以他为核心的“吉森学派”。
1856 在英国传教士Williams A所著《格物探原》书中首次出现中文“化学”一词。
1858 Kekule A (徳)提出碳是四价和碳碳原子间可以成键的概念。
1864 Butlerov A M (俄)提出有机化合物的“化学结构”理论。
1865 Kekule A (徳)提出苯的结构,以1,3,5-环己三烯表示。
1874 van’t Hoff J H(荷)提出碳的正四面体的结构理论。
1891 Fischer E (徳)给出葡萄糖的完整立体结构。
日内瓦国际化学会议确立有机化合物系统命名法。
1900 Gomberg M 发现苯甲基自由基,碳正(负)离子概念出现。
Tsvett M (波)发现色谱分离分析方法。
Baekeland L H (比)发明酚醛树酯。
1910 Grignard V (法)发现格氏反应。
Lewis G N (美)提出共价键理论。
Pregl F (奥)建立微量分析方法。
1920- Staudinger H (徳)提出以共价键联结的链式巨大分子概念。
脲素酶结晶成功,化学学科开始渗入生物学科。
开始研究如何利用石油和天然气,联合碳化物公司(美)建造石化工厂。
糖精投放市场。
1930- Pauling L (美)提出杂化轨道理论和共振的概念。
Carothers (美)成功合成聚酯,发明尼龙66;高压聚乙烯和合成橡胶问世;石油工业开始取得实效。
Robinson R (英)和Ingold C K(英)提出电子转移理论和动力学方法研究有机反应。
使用超离心机成功地纯化各种不同类型的蛋白质。
发现DDT杀虫效能。
1901年诺贝尔化学奖简介
获得者:范霍夫(JacobusHenricusvan’tHoff,1852-1911)【简介】范霍夫1852年8月30日生于荷兰鹿特丹。
先后从师于波恩大学化学家凯库勒和巴黎大学化学家沃慈,于1874年在乌特勒克大学获得博士学位。
范霍夫1878年在阿姆斯特丹任化学教授,兼任化学系主任。
1885年被选为荷兰皇家科学院院士。
1887年德国莱比锡大学聘他担任物理化学教授。
1896年~1911年在柏林大学任物理化学教授。
1900年被选为德国化学学会会长。
1911年3月1日在柏林逝
世。
【主要成就】
范霍夫是立体化学、化学动力学和化学平衡领域中的先驱者。
他发现了溶液中化学动力学法则和渗透压的规律,为近代物理化学作出了重大贡献。
1886年范霍夫发表了《气体体系或稀溶液中的化学平衡》论文,建立了化学平衡理论。
根据这一理论,用提高温度加速化学反应速率的方法,可以使化学反应物增加生成率。
当有些化学物质在高温中被氧化、挥发,或发生不需要的副反应时,又可用加大压力的方法,使化学反应按人们的要求去进行。
他建立的化学平衡理论,很快应用到化
工生产中,促进了化学工业的发展。
由于范霍夫在建立化学平衡理论中,以及对立体化学、化学动力学的发展做出的伟大贡献,1901年他获得了第一次诺贝尔化学奖。
2004-06-14。
历年诺贝尔化学奖获得者及其获奖原因1901年范霍夫 (Jacobu s Henric us van't Hoff,1852—1911) 荷兰人,第一个诺贝尔化学奖获得主-范霍夫研究化学动力学和溶液渗透压的有关定律。
1902年E.费歇尔(Emil Fische r,1852—1919) 德国人,研究糖和嘌呤衍生物的合成。
1903年阿累尼乌斯(Svante August Arrhen ius,1859—1927) 瑞典人,提出电离学说。
1904年威廉·拉姆赛(Willia m Ramsay,1852—1916) 英国化学家,发现了稀有气体。
1905年拜耳 (Adolfvon Baeyer,1835—1917) 德国人,研究有机染料和芳香族化合物1906年莫瓦桑 (HenriMoissa n,1852—1907) 法国人,制备单质氟1907年爱德华·布赫纳 (Edward Buchne r,1860--1917) 德国人,发现无细胞发酵现象1908年欧内斯特·卢瑟福 (Ernest Ruther ford,1871—1937) 英国物理学家,研究元素蜕变和放射性物质化学1909年弗里德里希·奥斯瓦尔德(Friedr ich Wilhei n Ostwal d,1853—1932) 德国物理学家、化学家,研究催化、化学平衡、反应速率。
1910年奥托·瓦拉赫 (Otto Wallac h,1847—1931) 德国人,研究脂环族化合物1911年玛丽·居里(MarieCurie,1867—1934)(女) 法国人,发现镭和钋,并分离镭。
第一位诺贝尔化学奖女科学家-玛丽·居里1912年维克多·梅林尼亚 (Victor Grigna rd,1871—1935) 法国人,发现用镁做有机反应的试剂。
历届诺贝尔化学奖历届诺贝尔化学奖是每年由瑞典皇家科学院颁发的国际化学奖项,以表彰在化学领域做出杰出贡献的科学家。
自1901年首次颁发以来,已经有许多杰出的化学家获得了这一荣誉。
以下是一些历届诺贝尔化学奖得主及其获奖成就:1. 1901年:Jacobus H. van't Hoffvan't Hoff因他在化学动力学和物理化学方面的研究而获得了首个诺贝尔化学奖。
他是第一个获得诺贝尔化学奖的科学家,他的研究奠定了化学动力学的基础。
2. 1953年:Fritz LipmannLipmann因发现辅酶A和ATP的作用机制而获得了诺贝尔化学奖。
他的研究对于了解细胞能量代谢和酶的功能起到了重要的推动作用。
3. 1962年:Linus PaulingPauling因他对化学键和结构的贡献而获得了诺贝尔化学奖。
他的工作对于理解分子结构和化学键的本质起到了重要的作用。
4. 1980年:Paul BergBerg因为他在基因工程和DNA重组方面的研究而获得了诺贝尔化学奖。
他的研究为生物技术和基因工程的发展打下了基础。
5. 2000年:Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa这三位科学家因发现了导电高分子的电子传导性能而获得了诺贝尔化学奖。
他们的工作为有机电子学的发展提供了重要的基础。
6. 2018年:Frances H. Arnold, George P. Smith, Sir Gregory P. Winter这三位科学家因其在蛋白质工程和抗体研究领域的突破性贡献而获得了诺贝尔化学奖。
他们的研究为开发新的药物和治疗方法提供了重要的工具和方法。
这些只是历届诺贝尔化学奖得主的一小部分,每年都有新的化学领域的突破性研究获得该奖项的认可。
诺贝尔化学奖的颁发不仅仅是对个人的荣誉,也是对整个化学领域的推进和发展的认可和支持。
历年诺贝尔化学奖得主及其成果
以下是历年诺贝尔化学奖得主及其成果的部分介绍:
1901 年:雅各布斯·范特霍夫(Jacobus Henricus van't Hoff)因发现了化学动力学和热力学的原理以及渗透压定律而获得诺贝尔化学奖。
1902 年:赫尔曼·费歇尔(Hermann Emil Fischer)因对糖和嘌呤的合成做出的贡献而获得诺贝尔化学奖。
1905 年:阿道夫·冯·拜尔(Adolf von Baeyer)因对有机染料和芳香族化合物的研究而获得诺贝尔化学奖。
1907 年:爱德华·比希纳(Eduard Buchner)因发现了无细胞发酵的原理而获得诺贝尔化学奖。
1908 年:欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)因对放射性物质和原子结构的研究而获得诺贝尔化学奖。
1909 年:威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)因对催化作用、化学平衡和反应速率的研究而获得诺贝尔化学奖。
1910 年:奥托·瓦拉赫(Otto Wallach)因对脂环族化合物的研究而获得诺贝尔化学奖。
1911 年:玛丽·居里(Marie Curie)因发现了镭和钋元素,并对放射性物质的研究做出了巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。
以上只是历年诺贝尔化学奖得主的一小部分,他们的研究成果在化学领域产生了深远的影响,并为现代化学的发展奠定了基础。
1901年——亚科比斯·亨里屈斯·范特·霍弗(荷兰人)发现化学动力学和渗压的规律得奖。
1902年——埃米尔·费希尔(德国人)合成糖、嘌吟衍生物、肽得奖。
1903年——斯万特·奥古斯特·阿尔赫纽斯(瑞典人)因其电解质中的离子化离解理论得奖。
1904年——威廉·接姆齐爵士(英国人)发现氦、氖、氙、氪和确定它们在元素周期表中的位置得奖。
1905年——阿道夫·冯·贝耶尔(德国人)研究染料和有机化合物,合成靛蓝和含砷物得奖。
1906年——昂里·穆瓦森(法国人)制成纯氟和发明电炉得奖。
1907年——爱德华·布赫纳(德国人)因研究生物化学和发现无胞发酵得奖。
1908年——欧内斯特·拉瑟福德(英国人)发现α射线击破原子和研究放射性物质得奖。
1909年——威廉·奥斯瓦尔德(德国人)研究催化剂、化学平衡和化学反应率得奖。
1910年——奥托·瓦拉赫(德国人)研究脂环族物质得奖。
1911年——玛丽·居里(法国人)发现镭和钋,提炼出镭和研究镭的化合物得奖。
1912年——弗朗索瓦·奥居斯特·维克托·格利雅(法国人)发现用于合成有机化合物的格利雅试剂得奖。
保罗·萨巴蒂厄尔(法国人)发明用金属作为催化剂在有机化合物中加进氢气的方法而得奖。
1913年——阿尔弗雷德·维尔纳(瑞士人)以其原子排列的同位论得奖。
1914年——西奥多·W·理查兹(美国人)确定多种元素的原子量得奖。
1915年——里夏德·威尔斯泰特(德国人)研究植物的叶绿素和其他色素得奖。
1916—1917年——未颁奖。
1918年——弗里茨·哈贝尔(德国人)发明由氮气和氢气合成氨的哈贝尔—勃赤法得奖。
1919年——未颁奖。
1920年——瓦尔特·内恩斯特(德国人)发现化学反应过程中的热交换得奖。
20世纪化学动力学的三大突破之一——飞秒化学20世纪化学动力学有三大突破:一是尼古拉·N·谢苗诺夫(Nikolai N.Semenov)苏联人(1896-- )的化学链式反应理论,获得了1956年诺贝尔化学奖;另一个是D.R.Herschbach与李远哲的微观反应动力学的研究,发展了交叉束方法,并应用于化学反应研究,获得了1986年诺贝尔化学奖;第三个就是是20世纪末A.H.Zewail 的飞秒化学。
Ahmed H Zewai(1946---)是飞秒化学的先驱者。
1999年10月12日,瑞典皇家科学院将当年的诺贝尔化学奖授予埃及和美国双重国籍的物理化学和化学物理学家Ahmed H.Zewail,以表彰他在利用飞秒激光脉冲研究化学反应方面的开拓性工作。
瑞典皇家科学院称,他的研究成果使“运用激光技术通过化学反应观测原子在分子中的运动成为可能”。
一、什么是飞秒化学泽维尔教授应用超短激光闪光成照技术对基本化学反应过程进行了突破性的研究。
他的贡献使人们对于重要反应的理解和预测成为了可能,从而为化学及其他相关科学,如生物学、光子学、材料学等学科的研究带来了一场革命。
他从事的物理化学研究领域被称为“飞秒化学”。
二、飞秒化学简介能在分子水平上直接观察化学反应中的种种细节,是化学家们几百年来孜孜以求的重大目标之一,因为它可以回答类似于为什么有些反应可以发生,而另一些则不可以;一个反应的速率为什么和体系的温度有关等一些非常基础的问题。
但是化学反应发生时的速度是如此之快,在我们眨眼的瞬间,化学反应体系中的分子之间的相互作用次数已经达到了3×1010次以上!我们通常认为在反应物和产物之间存在着一个过渡态,它对于了解在反应过程中旧键是如何断裂的和新键是如何形成的最为关键,但是由于过渡态的寿命通常很短,用常规方法根本无法对它作到实时观察,在远长于过渡态寿命的时间里所获得的信息是大量彼此并不相同的信息的统计平均,往往掩盖了其中所包含的许多重要细节。
诺贝尔化学奖获得者传奇故事。
好词,好句。
1901-荷兰科学家范托霍夫因化学动力学和渗透压定律获诺贝尔化学奖。
1902-德国科学家费雪因合成嘌呤及其衍生物多肽获诺贝尔化学奖。
1903-瑞典科学家阿伦纽斯因电解质溶液电离解理论获诺贝尔化学奖。
1904-英国科学家拉姆赛因发现六种惰性所体,并确定它们在元素周期表中的位置获得诺贝尔化学奖。
1905-德国科学家拜耳因研究有机染料及芳香剂等有机化合物获得诺
贝尔化学奖。
1906-法国科学家穆瓦桑因分离元素氟、发明穆瓦桑熔炉获得诺贝尔化学奖。
1907-德国科学家毕希纳因发现无细胞发酵获诺贝尔化学奖。
1908-英国科学家卢瑟福因研究元素的蜕变和放射化学获诺贝尔化学奖。
1909-德国科学家奥斯特瓦尔德因催化、化学平衡和反应速度方面的开创性工作获诺贝尔化学奖。
1910-德国科学家瓦拉赫因脂环族化合作用方面的开创性工作获诺贝
尔化学奖。
一、化学动力学简史与诺贝尔化学奖
1850威廉米(Ludwig Ferdinand Wilhelmy, 1812-1864, 德国物理学家) 研究在酸性条件下蔗糖分解(水解为D-(+)-果糖和D-(-)-果糖)的反应速率,发现反应速率正比于蔗糖和酸的浓度。
1864
古德博格(Cato Maximillian Guldberg, 1836-1902, 挪威数学家,理论化学家) 和瓦格(Peter Waage, 1833-1900,挪威化学家) 给出“质量作用定律”的公式。
按照这个公式,反应“推动力”正比于反应物浓度的乘积: K=[R]r [S]s/([A]a [B]b)其中,a, b, r, s分别为化学反应A+B = R+S的整比系数。
因此,前向反应速率正比于[A]a [B]b,而后向反应速率整比于[R]r [S]s。
1865
Harcourt 和 Esson (英) 分析了 H2O2和 HI、KMnO4和 (COOH)2的反应。
他们写出了相应的微分方程,通过积分得到浓度-时间关系。
他们也提出了反应速率与温度的关系式 k = A T C
1884
范特霍夫(Jacobus Henricus van’t Hoff, 1852-1911, 荷兰物理化学家。
提出碳原子价键的空间结构学说;提出稀溶液理论。
)的《化学动力学研究》(“Studies of Chemical Dynamics”,“études de dynamique chimique”)出版。
在这本书中,
van’t Hoff 推广和继续发展了Wilhelmy, Harcourt 和Esson 的工作。
特别是,他引入了微分解析方法。
他也分析了平衡常数以及正向、反向反应速度与温度的依赖关系。
(平衡常数与温度的关系现在称为van’t Hoff 方程)。
van’t Hoff由于对化学动力学和溶液渗透压的首创性研究而荣获了1901年的首届诺贝尔化学奖
1887
奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald, 1853-1932, 生于拉脱维亚的德国化学家,唯能论者。
发现电解质解离的稀化定律。
长期反对原子论,但终于公开认输。
)在他的着作《Lehrbuch der allgemeinen Chemie》的引入“反应级数”和“半衰期”的概念。
1909年,Ostwald因研究催化和化学平衡、反应速率的基本原理而荣获诺贝尔化学奖,并被人们誉为“物理化学之父”。
1889
阿伦尼乌斯(Svante August Arrhenius, 1859-1927, 瑞典化学家,物理学家。
建立电解质电离的理论。
) 进一步分析了反应速率对温度的依赖关系,k=A
exp(-B/T),并提出一个“能垒”解释;这个方程后来被称为Arrhenius 方程。
1903年,Arrhenius因提出电离学说获得了第3届诺贝尔化学奖。
在20世纪,化学动力学理论有了显着的发展(从“第一原理”确定速率常数和反应级数)。
但是,目前还不能预测实际化学过程的动力学参数。
1913Chapman (英) 创立、Bodenstein (德) 发展了链反应中的稳态近似理论。
按照这个理论,中间产物的速率变化可以忽略不计。
1917
Trautz (德) 和 Lewis (英) 分别独立发现反应速率取决于分子碰撞频率。
现在,被称为化学反应动力学的“碰撞理论”。
1920s
朗格缪尔(Irving Langmuir, 1881-1957, 美国化学家。
提出气体在固体表面上的吸附理论。
) 研究了表面反应动力学,得到被后人命名为“Langmuir 等温线”的基本理论。
后来,Hinshelwood(英)进一步发展了这个理论,成为多相催化反应的“Langmuir-Hinshelwood机理”。
1934赖斯(Rice,美国) 和赫兹菲尔德
(Herzfeld, 美国) 证明:与自由基有关的链式反应(用稳态近似求得浓度)是引起有机化合物热分解反应(例如,乙烷和乙醛)反应级数变化的主要原因。
1935
艾林(Eyring, 美国) 发展了一个统计处理方法,称为“绝对反应速率理论”或“过渡态理论”。
按照这个理论,化学反应有两个步骤:
(a) 反应物平衡转化为“活化复合物”
(b)上述复合物的分解(有限速率步骤)。
1950s
Eigen创建了化学弛豫方法。
该方法极大地提高了测量化学反应时间的分辨率,可以对反应时间仅为10-8s的快速反应进行研究,成为液相快速反应动力学研究的有效方法。
Norrish和 Porter则发展了闪光光解法,使寿命短至μs量级的激发态中间物种也能被发现。
现在弛豫法和闪光光解法已成为测定快速反应的有效手段,为反应机理的研究提供了有效的研究方法。
Eigen、Norrish和Porter也因通过极短能量脉冲导致平衡移动来研究快速的化学反应而获得了1967年度的诺贝尔化学奖。
1960s
Herschbach和李远哲等人实现了在单次碰撞下研究单个分子间发生的反应机理的设想,使化学家有可能在电子、原子、分子和量子层次上研究化学反应所出现的各种动态,以探究化学反应和化学相互作用的微观机理和作用机制,揭示化学反应的基本规律(分子反应动力学的核心所在)。
Polanyi则开创了红外化学发光的研究。
1986年,Herschbach、李远哲和Polanyi 因对化学基元过程动力学的贡献¨ 而分享了诺贝尔化学奖。
这也标志着国际学术界对此领域的重视以及对 1955~1986年期间取得成就的肯定,是分子反应动力学发展的又一重要里程碑。
1970s
基于快速激光脉冲的飞秒光谱技术发展十分迅速,时间标度达到了飞秒数量级。
随之发展起来的飞秒化学(Femtochemistry)有着极其重要的理论意义和研究价值。
Zewail从20世纪80年代开始,利用超短激光创立了飞秒化学,从而使人们对过渡态的研究有了可靠的手段。
Zewail也因用飞秒化学研究化学反应的过
渡态而获得了1999年度的诺贝尔化学奖。
二、化学动力学与治疗药物监测
药物是治疗疾病的主要手段之一,药物进入生物体内通过调整失调的内源性活性物质或生理生化过程,杀灭抑制病原体达到治疗疾病的目的。
显然,治疗药物在作用部位的浓度或质量不足或过多便会起不到治疗作用或产生新的不良作用,甚至引起药源性疾病乃至危及生命。
因此20世纪60年代治疗药物监测(therapeutic drug )作为一门新兴的学科得以诞生和发展。
TDM的主要任务是通过灵敏可靠的检测方法,获得病人血液或其它生物材料中药物的浓度,获取有关药动学参数,利用动力学的相关理论,指导临床合理用药方案的制定和调整,并对药物中毒进行诊断和治疗,从而使药物治疗具有有效性和安全性。
目前TDM在欧美发达国家已成为临床化学实验室的主要常规工作之一。
药物代谢动力学研究为TDM提供了基础,以药物代谢的消除动力学模型为例予以说明。
消除动力学(elimination kinetics)研究体内药物浓度变化速率的规律,可用下列微分方程表示:
dc/dt = -kc n
式中c为药物浓度,t为时间,k为消除速率常数,n代表消除动力学级数。
当n=1时即为一级消除动力学,n=0时则为零级消除动力学。
药物消除动力学模型即指这两种。
1、一级消除动力学
一级消除动力学(first order elimination kinetics)的表达式为:
dc/dt = - kc
积分得c t=c0 e-kt
由上指数方程可知,一级消除动力学的最主要特点是药物浓度按恒定的比值减少,即恒比消除。
2、零级消除动力学
零级消除动力学(zero order elimination kinetics)时,由于n=0,因此其微分表达式为:
dc/dt = - k
积分得c t=c0- kt
由此可知,零级消除动力学的最基本特点为药物浓度按恒量减少,即恒量消除。
必须指出,药物并不是固定按一级或零级动力学消除。
任何药物当其在体内量较少,未达到机体最大消除能力时(主要是未超出催化生物转化的酶的饱和限时),都将按一级动力学方式消除;而当其量超过机体最大消除能力时,将只能按最大消除能力这一恒量进行消除,变为零级消除动力学方式,即出现消除动力学模型转换。
苯妥英钠、阿司匹林、氨茶碱等常用药,在治疗血药浓度范围内就存在这种消除动力学模型转移,在TDM工作中尤应注意。
从药物代谢的消除动力学模型研究可以看到:化学动力学为TDM的开展提供了必备的基础理论,为临床合理用药提供了保障。