一級反應

一級反應:就是指凡是反應速度只與反應物濃度的一次方成正比的反應。例如過氧化氫的分解反應:H2O2→H2O+1/2O2。 化學動力學在 物理化學中已作了詳細論述,此處只將與 藥物製劑穩定性有關的某些內容簡要的加以介紹。

定義

反應速度方程應遵守下式: r = -dc/dt = kc 式中,K為反應速度常數。

一級反應的特點是lnc-t圖為一直線;半衰期與初始濃度無關而與 速率常數成反比(即t1/2 = ln2/k)。N2O5→N2O4+(1/2)O2為一級反應,放射性元素的蛻變多屬一級反應。

50年代初期Higuchi等用 化學動力學的原理評價藥物的穩定性。 化學動力學在 物理化學中已作了詳細論述,此處只將與 藥物製劑穩定性有關的某些內容簡要的加以介紹。

溫度對反應速率的影響與藥物穩定性預測

阿侖尼烏斯(Arrhenius)方程

大多數反應溫度對 反應速率的影響比濃度更為顯著,溫度升高時,絕大多數 化學反應速率增大。Arrhenius根據大量的實驗數據,提出了著名的Arrhenius經驗公式,即 速率常數與溫度之間的關係式(12-8)。

k=Ae-E/RT (12-8)

式中,A-頻率因子;E-為 活化能;R-為 氣體常數。上式取 對數形式為:

(12-9)

或 (12-10)

一般說來,溫度升高,導致反應的 活化分子分數明顯增加,從而反應的速率加快。對不同的反應,溫度升高,活化能越大的反應,其 反應速率增加得越多。

藥物穩定性的預測

在藥劑學中阿侖尼烏斯方程可用於製劑有效期的預測。根據Arrhenius方程以1gk對1/T作圖得一直線,此圖稱Arrhenius圖,直線斜率為-E/(2.303R),由此可計算出活化能E,若將直線外推至室溫,就可求出室溫時的速度常數(k25)。由k25可求出分解10%所需的時間(即t0.9)或室溫貯藏若干時間以後殘餘的藥物的濃度。

實驗時,首先設計實驗溫度與取樣時間,然後將樣品放入各種不同溫度的恆溫水浴中,定時取樣測定其濃度(或含量),求出各溫度下不同時間藥物的濃度變化。以藥物濃度或濃度的其他函式對時間作圖,以判斷 反應級數。若以1gC對t作圖得一直線,則為一級反應。再由直線 斜率求出各溫度下的速度常數,然後按前述方法求出 活化能和t0.9。要想得到預期的結果,除了精心設計實驗外,很重要的問題是對實驗數據進行正確的處理。 化學動力學參數(如 反應級數、k、E、t1/2)的計算,有圖解法和統計學方法,後一種方法比較準確、合理,故近年來在 穩定性的研究中廣泛套用。

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