药物有效期地测定

实用标准文案 精彩文档 药物有效期的测定

一、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、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 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： 实用标准文案

精彩文档 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。 实用标准文案 精彩文档 t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k

三、 仪器药品 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 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分实用标准文案 精彩文档 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。

五. 实验记录 1. 温度 40℃ E∞= （0.179+0.180+0.180）/3= 0.3592 t（min） 10 20 30 40 50

Et 0.027 0.027 0.027 0.030 0.030 0.030 0.041 0.041 0.041 0.046 0.046 0.046 0.060 0.060 0.060 Et平均值 0.027 0.030 0.041 0.046 0.060 E∞—Et 0.3322 0.3292 0.3182 0.3132 0.2992 实用标准文案 精彩文档 lg(E∞—Et) -0.4786 -0.48254 -0.4973 -0.50418 -0.52404

2. 温度 50℃ t（min） 5 10 15 20 25

Et 0.029 0.029 0.028 0.056 0.056 0.056 0.081 0.081 0.081 0.103 0.103 0.103 0.125 0.125 0.125 Et平均值 0.0287 0.056 0.081 0.103 0.125 E∞—Et 0.3305 0.3032 0.2782 0.2562 0.2342 lg(E∞—Et) -0.48078 -0.51827 -0.55564 -0.59142 -0.63041

六、 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。 实用标准文案

精彩文档 （1）40°C的有效期计算：

图1 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=-0.0013 解得：K=0.002602 代入：t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k 解得： t0.9= 40.35min 实用标准文案

精彩文档 既40℃ ，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.002602，药物有效期为40.35min。

（2）50°C的有效期计算：

图2 实用标准文案

精彩文档 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=-0.00745 解得：k=0.017157 代入：t0.9=ln(100/90)/k=1/k•ln(100/90)=0.105/k 解得：t0.9=6.12min 既50℃ ，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.017157，药物有效期为6.12min。

(3)求反应的活化能： 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，如下图所示： 实用标准文案

精彩文档 图3 -Ea/R等于斜率，即-Ea/R=-19073.3557 所以: Ea=158.585 KJ.mol-1 2. 求出25 ℃时的反应速度常数和该温度下药物有效期 25 ºC时，将InA=54.98576,T=298k, -Ea/R=-19073.3557代入lnk=lnA-Ea/RT 解得： k=1.211x10-4

代入：t0.9=ln(100/90)/k=1/k•ln(100/90)=0.105/k 解得：t0.9=867.05min 实用标准文案 精彩文档 既25℃ ，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=1.211x10-4，药物有效期为867.05min

七、实验结果讨论： 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，得知在实验时的碱性条件下25℃时，药物有效期为867.05min。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。 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，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。图1中部分点稍微偏离直线，导致线性不够好，这是由于操作时间长短把握不好所致，所以每隔10min取样加入铁试剂应该要严格控制，并且动作要迅速。还有另一个原因可能是硫酸链霉素与NaOH溶液混合后没被摇匀，导致反应不够完全，部分点落在线性关系以下。 3. 在50℃条件下水解，组员严格控制每10min记录一次数据，硫酸链霉素与NaOH溶液混合后摇匀。因而50℃条件下得到的线性关系比较好。 4.实验要求提出使用的50ml的磨口瓶为什么要事先干燥，但实际实验证明，即使磨口瓶内存在少量的水珠，对实验结果影响不大，所以磨口瓶不必吹干亦可。 实用标准文案 精彩文档 5.链霉素完全水解的吸光度结果是一致的，所以40℃、50℃条件下只需进行一次完全水解即可，完全水解在沸水浴中进行，加热过程不能完全密封，溶液变成浅黄色透明溶液则说明完全水解为麦芽酚，仔细闻会有麦芽酚的甜味。 6.在进行0.2mol/L与2mol/LNaOH的对比实验时，碱浓度越高，水解程度越大，吸光度也越大。所以在常态下的有效期远大于在碱性条件下的有效期。

八、 思考题 1. 使用的50ml的磨口瓶为什么要事先干燥？ 答：因为该实验测定的分光光度值与麦芽酚的浓度成正比，如果磨口瓶事先没有干燥好，则测定的分光光度值会偏小，影响实验结果。

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：实验中铁试剂与硫酸溶液是混合配制使用的，因为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，我们实验所测的时间是硫酸链霉素水溶液水解的时间，如果不先加入铁试剂与硫酸的混合溶液，体系还是呈碱性，移取反应液后还是会反应的，所以记录的时间并不是硫酸链霉素水溶液停止水解的时间。另外，铁试剂与水解产生的麦芽酚迅速发生络合作用。

【参考文献】