加速实验之经典恒温法.doc

加速实验之经典恒温法

简介：
根据化学动力学原理，将样品放入各种不同温度的恒温器中，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。所得数据经过处理，即可推算出样品在室温下分解一定程度所需时间。一般规定，于25℃分解10%的时间为药物有效期（或贮存期）。

表1.温度与速度常数表
t(℃)
1/T×103
K×103(h-1)
lgK

根据Arrhenius定律
其中K是反应速度常数；A是频率因子；E为活化能；R为气体常数；T是绝对温度。以lgK对1/T作图得一直线，直线斜率=-E/(2.303R)，由此可计算出活化能E。将直线外推至室温，就可以得出室温时的速度常数K25℃，由K25℃可求出分解10%所需的时间t0.9（在药物降解反应中常将药物在室温下降解10%所需的时间（t0.9）作为有效期）。表1中K值未知，得由实验计算出，如下：
一级反应式：
式中，C0为t=0时反应物浓度，C为t时反应物的浓度。以lgC对t作线性回归，得一直线，由直线斜率=-K/2.303，由此可计算出K值，见表2。
表2.实验结果记录
实验温度（℃）
取样时间t（h）
样品浓度或含量
lgC
回归结果
30
0

1.5

3

4.5

6

7.5

9

10.5

12

35
0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

40
0

1/3

2/3

1

1+1/3

1+2/3

2

2+1/3

2+2/3

3

经典恒温法的加速试验温度一般是3-5个，每个温度需进行4个以上时间间隔（温度高，则间隔时间短，反之亦然。）的取样测定。此法较准确，但分析测定工作量大。

例子：
银黄注射液稳定性预测
黄芩苷测定数据处理方法：在每一实验温度内，将lgC对t作线性回归，结果如表3。
表3. 银黄注射液中黄芩苷加速实验结果
实验温度（℃）
取样时间t（h）
样品浓度或含量
lgC
回归结果
100
0
100
2
lgC=-0.02772t+2.00728
K=6.385×10-2h-1

3
82.5
1.9165

6
71.9
1.8567

9
60
1.7782

12
45
1.6533
90
0
100
2
lgC=-0.01298t+1.99818
K=2.988×10-2h-1

6
84.09
1.9247

12
68
1.8325

18
58.1
1.7642

24
49
1.691
80
0
100
2
lgC=-2.9125×10-3t+1.99344
K=6.708×10-3h-1

12
92.3
1.9652

24
80.01
1.9031

36
76.4
1.8831

48
73.5
1.8663
70
0
100
2
lgC=-9.904×10-4t+2.00604
K=2.281×10-3h-1

24
95.86
1.9816

48
92.06
1.9641

72
89.06
1.9497

96
78.91
1.8971

再将实验温度有摄氏温度改换为热力学温度T，调整如表5：
各实验温度下的反应速度常数K值
T
1/T
K(h-1)
lgK
100+273
2.681×10-3
6.384×10-2
1.1949
90+273
2.755×10-3
2.989×10-2
1.5244
80+273
2.833×10-3
6.708×10-3
2.1734
70+273
2.915×10-3
2.281×10-3
2.6419
根据Arrhenius定律以lgK对1/T作线性回归，得直线方程
lgIK=-64031/T+16.02
将室温25℃（T=298K）代入直线方程，得室温反应速度常数K25℃=3.4075×10-6/h，代入公式t0.9=0.1045/K25℃=30660h=3.5年，即黄芩苷于25℃的有效期为3.5年。