一级反应(反应速度与反应物浓度的正比)
一级反应:就是指凡是反应速度只与反应物浓度的一次方成正比的反应。例如过氧化氢的分解反应:H2O2→H2O+1/2O2。化学动力学在 物理化学中已作了详细论述,此处只将与 药物制剂稳定性有关的某些内容简要的加以介绍。
一级反应
First order reaction
反应速度与反应物浓度的正比
H2O2→H2O+1/2O2
药物的稳定性和药代动力学的研究
推动工业生产寻找到最佳的反应时间和途径
反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应
定义
反应速度方程应遵守下式:
式中,K为反应速度常数。一级反应的特点是lnc-t图为一直线;半衰期与初始浓度无关而与 速率常数成反比(即
)。为一级反应,放射性元素的蜕变多属一级反应。50年代初期Higuchi等用 化学动力学的原理评价药物的稳定性。化学动力学在 物理化学中已作了详细论述,此处只将与 药物制剂稳定性有关的某些内容简要的加以介绍。
温度对反应速率的影响与药物稳定性预测
阿仑尼乌斯(Arrhenius)方程大多数反应温度对 反应速率的影响比浓度更为显着,温度升高时,绝大多数 化学反应速率增大。Arrhenius根据大量的实验数据,提出了著名的Arrhenius经验公式,即 速率常数与温度之间的关系式(12-8)。
式中,A-频率因子;E-为 活化能;R-为 气体常数。上式取 对数形式为:
(12-9)
或 (12-10)
一般说来,温度升高,导致反应的 活化分子分数明显增加,从而反应的速率加快。对不同的反应,温度升高,活化能越大的反应,其 反应速率增加得越多。
药物稳定性的预测在药剂学中阿仑尼乌斯方程可用于制剂有效期的预测。根据Arrhenius方程以1gk对
作图得一直线,此图称Arrhenius图,直线斜率为,由此可计算出活化能E,若将直线外推至室温,就可求出室温时的速度常数(k25)。由k25可求出分解10%所需的时间(即t0.9)或室温贮藏若干时间以后残余的药物的浓度。实验时,首先设计实验温度与取样时间,然后将样品放入各种不同温度的恒温水浴中,定时取样测定其浓度(或含量),求出各温度下不同时间药物的浓度变化。以药物浓度或浓度的其他函数对时间作图,以判断 反应级数。若以1gC对t作图得一直线,则为一级反应。再由直线 斜率求出各温度下的速度常数,然后按前述方法求出 活化能和t0.9。要想得到预期的结果,除了精心设计实验外,很重要的问题是对实验数据进行正确的处理。化学动力学参数(如 反应级数、k、E、
)的计算,有图解法和统计学方法,后一种方法比较准确、合理,故近年来在 稳定性的研究中广泛应用。