一級反應

反應速度與反應物濃度的正比

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: 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)。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)。
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

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對作圖得一直線,此圖稱Arrhenius圖,直線斜率為,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數對時間作圖,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、)的計算,有圖解法和統計學方法,后一種方法比較準確、合理,故近年來在 穩定性的研究中廣泛應用。