应用物化药物有效期实验报告

药物有效期的测定

指导老师：左晓希

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、仪器与试剂

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50mlL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。

五、实验记录

实验室温：26.3℃ 实验大气压：1007.0hPa 硫酸链霉素：0.9984g 表1 T=40℃时的数据记录 t/min 吸光度 吸光度平均值 11.88 0.025 0.024 0.026 0.025 20.77 0.04 0.044 0.043 0.042 30.50 0.038 0.039 0.039 0.039 40.33 0.067 0.062 0.061 0.063 50.50 0.087 0.087 0.088 0.087 沸水浴 0.253 0.254 0.262 0.256 将上述数据填入下表：

温度 40℃ E∞= 0.256×2=0.512

t/min Et E∞—Et lg(E∞—Et) 11.88 0.025 0.487 -0.3125 20.77 0.042 0.470 -0.3279 30.50 40.33 0.063 0.449 -0.3478 50.50 0.087 0.425 -0.3716 注：由于测第三组数据时波长被改变了，数据不准确，故处理时舍弃。

表2 T=50℃时的数据记录

t/min 吸光度 吸光度平均值 5.5 0.085 0.092 0.087 0.088 10.77 0.124 0.125 0.125 0.125 15.68 0.158 0.159 0.161 0.159 21.33 0.191 0.192 0.193 0.192 25.53 0.217 0.218 0.218 0.218 将上述数据填入下表：

温度 50℃ E∞=0.512

t/min Et E∞—Et lg(E∞—Et) 5.50 0.088 0.424 -0.3726 10.77 0.125 0.387 -0.4123 15.68 0.159 0.353 -0.4522 21.33 0.192 0.320 -0.4949 25.53 0.218 0.294 -0.5317

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率常数及活化能。

根据上图，可知直线为y=-0.0014x-0.2959，其中斜率为-0.0014，则： 40℃反应的K值计算：因为（-k/2.303）=-0.0014，所以K1?3.22?10?3/min

根据上图可知 ，直线为y=-0.0079x-0.328,斜率为-0.0079，则：

lg(E∞—Et)lg(E∞—Et)-0.3-0.31-0.32-0.33-0.34-0.35-0.36-0.37-0.38y = -0.001x -0.295R2 = 0.97401020304050t/min60 图1 T=40℃时lg(E∞-Et)~t 图

-0.3-0.35y = -0.007x -0.328R2 = 0.999-0.4-0.45-0.5-0.550510152025t/min30

图2 T=50℃时lg(E∞-Et)~t 图

50℃反应的K值计算：因为（-k/2.303）=-0.0079，所以K2?18.19?10?3/min

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：

同理，因为lnk2k1?EaR(1T1?1T2),把K2?18.19?10?3T2=323.15K，T1=298.15K，/min，

Ea=145.676KJ/mol，R=8.314J/(K*mol)，代入公式 得K?1.9289?104/min 该温度下药物有效期计算：

T0.9?0.105K?0.1051.9289?104/min?546.875min

所以，测出的药物有效期为546.875min。

六、分析与讨论

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，得知再碱性条件下25℃时，药物有效期为13.62min。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，并不能求得常态下保质期。实际上药品有效期常常要考虑温度、适度、运输、储藏等因素影响，因此要综合评定药物有效期。

本次实验只做了一次沸水浴，因为硫酸链霉素完全水解的吸光度结果是一致的，只需在40℃或50℃进行一次完全水解就可以了，完全水解应在沸水浴中进行，注意加热过程不可以完全密封，溶液变成浅黄色透明溶液则说明完全水解为麦芽酚，且有麦芽香味。

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。

七、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。故要先加入铁试剂和硫酸溶液。

【参考文献】

[1].何广平，南俊民，孙艳辉等编著.物理化学实验.化工工业出版社，2007.12

[2].傅献彩，沈文霞，姚天扬，侯文华编.物理化学（第五版）下册.高等教育出版社，2006.1 [3] 潘 莉,岳晓燕,卢登华.硫酸链霉素滴鼻液的含量测定及有效期确定.中国药业，2008，17（17）:22-23.

[4] 王建华.测定药物有效期的药剂学讨论.世界临床药学，1982,02:24-26.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/u99v.html